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Multisim电压检测及滤波器实验报告

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昆明理工大学（MultiSim）实验报告

实验名称：电压检测及滤波器实验

实验时间：2014 年 9 月3 日

专 业： 指导教师：

姓 名：

学 号： 成 绩： 教师签名：

一、实验目的：

由于集成运算放大器的输入电压有限，所以在检测较高电压时，需要将原电压分压后与集成运算放大器连接。同时需要考虑到电路故障而致使元件损坏，因此在电路中应接入普通光隔，对集成运算放大器给予最大的保护。

二、实验内容：

在设计中，输入的电压采用电阻分压后经线性光隔隔离后输出，电阻分压后的电压必须在集成运算放大器供电电压范围以内，故采用了普通光隔TLP521-2实现，应用反馈控制原理，实现线性光隔电路及直流电压检测电路。通过光隔以后的电压VCT经过滤波电路，以便将模拟信号转换为数字信号，从而进行电压检测。

在电压检测电路中，VCT依次通过了放大电路中的实用微分电路，电压并联负反馈电路及电压跟随器，最后输出到A点，得到小于5V的电压信号。在这些电路中，都引入负反馈电路。利用负反馈使反馈信号削弱外加输入信号，使放大电路的放大倍数降低，它稳定了放大电路中的某个电量，虽然损失了放大倍数，但可改善电路的其他性能，使电路的通频带宽度增加。

在电压并联负反馈电路中，反馈信号取自放大电路的输出电压，在输入回路中，净流入即输入信号与反馈信号以电流的形式求和，当输入电压的瞬时值升高，由于加在反向输入端，故输出电压的瞬时值将降低，于是流过电阻的反馈电流将增大，它将削弱输入电流的作用，使净流入电流减小，即降低了放大器的电流放大倍数，稳定了放大器的电流增益。 电压跟随器就是输出电压与输入电压是相同的，就是说，电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。 电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低。电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。根据电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点，当输入阻抗很高时，就相当于对前级电路开路；当输出阻抗很低时，对后级电路就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路，输出电压又不受后级阻抗影响具备隔离作用，即使前、后级电路之间互不影响。

三、实验步骤：

1. 在Multisim上画出电路图；

2. 连接万用表，测量电压；

3. 加入探针，记录探针数据；

4. 调节电阻R2，再次记录数据；

5. 根据已有数据制表。

四、实验分析

1．万用表： 探针：

2．改变R2的阻值为20kΩ

万用表：

探针：

3．改变R2的阻值为2kΩ

万用表：

探针：

Probe9,Probe1 V: 7.94 V V(p-p): 19.8 nV V(rms): 0 V V(dc): 7.94 V I: -213 uA I(p-p): 2.87 pA I(rms): 213 uA I(dc): -213 uA Freq.: 45.3 kHzProbe1,Probe3 V: 11.7 V V(p-p):

V(rms):

V(dc):

I: 40.1 nA I(p-p): 20.8 mA I(rms): 20.8 mA I(dc): 20.8 mA Freq.: 38.9 kHzProbe2,Probe4 V: -11.8 V V(p-p): 161 mV V(rms): 0 V V(dc): -11.8 V I: 11.8 pA I(p-p): 0 A I(rms): 0 A I(dc): 11.8 pA Freq.: Probe5,Probe7 V: 20.4 mV V(p-p): 22.7 nV V(rms): 20.4 mV V(dc): 20.4 mV I: -19.7 uA I(p-p): 39.3 uA I(rms): 20.9 uA I(dc): -8.39 nA Freq.: 50.1 kHzProbe3,Probe5 V: 13.4 V V(p-p): 1.69 pV V(rms): 0 V V(dc): 13.4 V I: 33.1 pA I(p-p): 0 A I(rms): 33.1 pA I(dc): 33.1 pA Freq.: Probe8,Probe2 V: 20.4 mV V(p-p): 22.7 nV V(rms): 20.4 mV V(dc): 20.4 mV I: -195 mA I(p-p): 39.3 uA I(rms): 195 mA I(dc): -195 mA Freq.: 50.1 kHzProbe4,Probe6 V: 11.7 V V(p-p): 0 V V(rms): 0 V V(dc): 11.7 V I: 11.7 pA I(p-p): 0 A I(rms): 0 A I(dc): 11.7 pA Freq.:

Probe9,Probe1 V: 7.69 V V(p-p): 0 V V(rms): 0 V V(dc): 7.69 V I: -228 uA I(p-p): 7.16 pA I(rms): 228 uA I(dc): -228 uA Freq.: 50.0 kHzProbe8,Probe2 V: 2.72 mV V(p-p): 791 pV V(rms): 2.72 mV V(dc): 2.72 mV I: -18.1 mA I(p-p): 15.1 uA I(rms): 18.1 mA I(dc): -18.1 mA Freq.: 50.0 kHzProbe1,Probe3 V: 11.7 V V(p-p): 3.44 nV V(rms): 11.7 V V(dc): 11.7 V I: 23.4 pA I(p-p): 0 A I(rms): 23.5 pA I(dc): 23.5 pA Freq.: 50.0 kHzProbe2,Probe4 V: -11.8 V V(p-p): 749 nV V(rms): 11.8 V V(dc): -11.8 V I: 11.8 pA I(p-p): 0 A I(rms): 11.8 pA I(dc): 11.8 pA Freq.: 50.0 kHzProbe3,Probe5 V: 13.4 V V(p-p): 0 V V(rms): 0 V V(dc): 13.4 V I: 33.1 pA I(p-p): 0 A I(rms): 33.1 pA I(dc): 33.1 pA Freq.: Probe4,Probe6 V: 11.7 V V(p-p): 1.17 pV V(rms): 0 V V(dc): 11.7 V I: 11.7 pA I(p-p): 0 A I(rms): 0 A I(dc): 11.7 pA Freq.: Probe5,Probe7 V: 2.72 mV V(p-p): 791 pV V(rms): 2.72 mV V(dc): 2.72 mV I: -7.56 uA I(p-p): 15.1 uA I(rms): 8.04 uA I(dc): -11.0 nA Freq.: 50.0 kHz

由上可得表：(单位：V)

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7

U1=7.702 7.94 11.7 0.0204 11.8 13.4 11.7 0.0204

U2=7.459 7.69 11.7 0.0027 11.8 13.4 11.7 0.0027

U3=9.78 11.8 11.7 0.0254 9.84 13.4 11.7 0.0254

分析：

从以上分析得知，分压后的电压Ui控制着输出电压VCT的值，VCT随Ui的变化而变化，而A点采样值电压也随着它们的变化而变化，Ui的大小直接关系着在A点能否得到一个在单片机允许范围的值，从而决定会不会损坏芯片。

滤波器：

1. 无源滤波器

Probe1,Probe1 V: -11.8 V V(p-p): 701 nV V(rms): 11.8 V V(dc): -11.8 V I: 11.8 pA I(p-p): 0 A I(rms): 11.8 pA I(dc): 11.8 pA Freq.: 50.0 kHzProbe2,Probe2 V: 11.7 V V(p-p): 0 V V(rms): 0 V V(dc): 11.7 V I: 23.4 pA I(p-p): 0 A I(rms): 23.4 pA I(dc): 23.4 pA Freq.: Probe3,Probe3 V: 25.4 mV V(p-p): 0 V V(rms): 0 V V(dc): 25.4 mV I: -243 mA I(p-p): 0 A I(rms): 0 A I(dc): -243 mA Freq.: Probe4,Probe4 V: 9.84 V V(p-p): 1.09 pV V(rms): 0 V V(dc): 9.84 V I: -94.5 uA I(p-p): 0 A I(rms): 0 A I(dc): -94.5 uA Freq.: Probe6,Probe6 V: 11.7 V V(p-p): 0 V V(rms): 0 V V(dc): 11.7 V I: 11.7 pA I(p-p): 0 A I(rms): 0 A I(dc): 11.7 pA Freq.: Probe5,Probe5 V: 13.4 V V(p-p): 1.66 pV V(rms): 0 V V(dc): 13.4 V I: 37.5 pA I(p-p): 0 A I(rms): 37.5 pA I(dc): 37.5 pA Freq.: Probe7,Probe7 V: 25.4 mV V(p-p): 0 V V(rms): 0 V V(dc): 25.4 mV I: 0 A I(p-p): 0 A I(rms): 0 A I(dc): 0 A Freq.:

2. 有源滤波器

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multisim使用方法及欧姆定律仿真实验报告填写

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Multisim是一款电路仿真软件，可以用来设计和测试电路。以下是使用Multisim进行欧姆定律仿真实验报告的填写步骤：

1. 实验目的：明确实验的目标和意义，例如验证欧姆定律。

2. 实验器材：列出实验所使用的器材和设备，例如电源、电阻、导线等。

3. 实验电路图：绘制实验所使用的电路图，标注电源、电阻以及连接方式。

4. 实验步骤：

a. 连接电路：按照电路图的要求，正确地连接电源、电阻和导线。

b. 设置电源：根据实验要求，设置电源的电压值和电流限制。

c. 测量电流：使用Multisim中的电流表测量电路中的电流。

d. 测量电压：使用Multisim中的电压表测量电路中的电压。

e. 记录数据：将测量得到的电流和电压数值记录下来。

5. 数据处理：根据测量数据计算电阻的阻值，并列出计算步骤。

6. 结果分析：对实验结果进行分析，并解释所得结论。例如，验证欧姆定律是否成立。

7. 实验总结：对实验的过程和结果进行总结，并提出可能存在的误差和改进措施。

注意：实验报告应包含清晰的文字描述和适当的图表，以便读者理解实验过程和结果。在使用Multisim进行仿真实验时，要确保电路连接正确，并且遵守相关的安全操作规定。

基于Matlab和Multisim的综合性实验——椭圆滤波器设计与仿真

基于Matlab和Multisim的综合性实验——椭圆滤波器设计与仿真

第18卷增刊2008年7月全国高等学校电子技术研究会论文集V01．18suppl．Jul．2008

基于Matlab和Multisim的综合性实验——

椭圆滤波器设计与仿真

史燕杨小雪

(西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都610031)

摘要：MATLAB和Multisim是电子信息类课程中主要的仿真软件。本文通过低通椭圆滤波设计实例说明综合

运用MATLAB和Multisim进行设计仿真和调试。文中给出了设计椭圆滤波器的具体步骤，利用MATLAB设计出低通椭圆滤波器传输函数，再按所设计的零，极点和Q值用有源滤波通过M出sim仿真和调试来实现。本文

也为椭圆滤波器的设计与实现提供一种简便迅速的方法。关键词：椭圆滤波器；低通滤波器；MIlltisim；MatL出

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1673—7938(2008)增刊一002l—02

0引言

Mathb是功能强大的科学计算语言，作为科学

计算平台，它几乎能够满足所有的计算需求。Mat．址提供了丰富的滤波器设计函数，通过简单编程可

以很容易实现各种滤波器设计。而Multisim是电

子电路设计与仿真方面的EDA软件，也称这种软件

叫做虚拟电子实验室或电子工作平台。这两种软件

已成为电子信息类课程中必备的教学软件。

模拟滤波器是电子设计中最重要的部分之一。

常用的滤波器有巴特沃斯(Butterworth)和切比雪夫

(Chebyshey)及椭圆型(EⅡiptic)滤波器。其中巴特

沃斯和切比雪夫滤波器的传输函数都是一个常数除

以一个多项式，为全极点网络，仅在无限大阻带处衰

减为无限大，而椭圆函数滤波器在有限频率上既有

零点又有极点。极零点在通带内产生等纹波，阻带

内的有限传输零点减少了过渡区，可获得极为陡峭

的衰减曲线。也就是说对于给定的阶数和给定的波

纹要求，椭圆滤波器能获得较其它滤波器更窄的过

渡带宽，就这点而言，椭圆滤波器是最优的。但是椭

圆滤波器传输函数是一种较复杂的逼近函数，利用

三.电压—频率转换电路实验报告——MultiSim仿真

三.电压—频率转换电路实验报告——MultiSim仿真

电压/频率转换电路

一、设计任务与要求

①将输入的直流电压转换成与之对应的频率信号。

二、方案设计与论证

电压-频率转换电路（VFC）的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，故也称为电压控制振荡电路（VCO），简称压控振荡电路。通常，它的输出是矩形波。

方案一、电荷平衡式电路：

如图所示为电荷平衡式电压-频率转换电路的原理框图。

电路组成：积分器和滞回比较器，S为电子开关，受输出电压uO的控制。

设uI<0，；

uO的高电平为UOH，uO的低电平为UOL；

当uO=UOH时，S闭合，当uO=UOL时，S断开。

当uO=UOL时，S断开，积分器对输入电流iI积分，且iI=uI/R，uO1随时间逐渐上升；当增大到一定数值时，从UOL跃变为UOH，使S闭合，积分器对恒流源电流I与iI的差值积分，且I与iI的差值近似为I，uO1随时间下降；因为，所以uO1下降速度远大于其上升速度；当uO1减小到一定数值时，uO从UOH跃变为UOL回到初态，电路重复上述过程，产生自激振荡，波形如图(b)所示。 由于T1>>T2，振荡周期T≈T1。uI数值愈大，T1愈小，振荡频率f愈高，因此实现了电压-频率转换，或者说实现了压控振荡。

电荷平衡式电路：电流源I对电容C在很短时间内放电的电荷量等于iI在较长时间内充电的电荷量。

方案二、复位式电路：

电路组成：

复位式电压-频率转换电路的原理框图如图所示，电路由积分器和单限比较器组成，S为模拟电路开关，可由三极管或场效应管组成。

工作原理：

设输出电压uO为高电平UOH时S断开，uO为低电平UOL时S闭合。当电源接通后，由于电容C上电压为零，即uO1=0，使uO=UOH，S断开，积分器对uI积分，uO1逐渐减小；一旦uO1过基准电压UREF，uO将从UOH跃变为UOL，导致S闭合，使C迅速放电至零，即uO1=0，从而uO将从UOL跃变为UOH，；S又断开，重复上述过程，电路产生自激振荡，波形如图（b）所示。uI愈大，uO1从零变化到UREF所需时间愈短，振荡频率也就愈高

Multisim三相电路仿真实验

Multisim三相电路仿真实验

Multisim三相电路仿真实验

2

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个人收集整理，勿做商业用途

-- 3 实验六 三相电路仿真实验

一、实验目的

1、 熟练运用Multisim正确连接电路，对不同联接情况进行仿真；

2、 对称负载和非对称负载电压电流的测量，并能根据测量数据进行分析总结；

3、 加深对三相四线制供电系统中性线作用的理解。

4、 掌握示波器的连接及仿真使用方法。

5、 进一步提高分析、判断和查找故障的能力。

二、实验仪器

1．PC机一台 2．Multisim软件开发系统一套

三、实验要求

1．绘制出三相交流电源的连接及波形观察

２.学习示波器的使用及设置。

3．仿真分析三相电路的相关内容。

４.掌握三瓦法测试及二瓦法测试方法

四、原理与说明

1、负载应作星形联接时，三相负载的额定电压等于电源的相电压。这种联接方式的特点是三相负载的末端连在一起，而始端分别接到电源的三根相线上。

2、负载应作三角形联接时，三相负载的额定电压等于电源的线电压。这种联接方式的特点是三相负载的始端和末端依次联接，然后将三个联接点分别接至电源的三根相线上。

3、电流、电压的“线量”与“相量”关系

测量电流与电压的线量与相量关系，是在对称负载的条件下进行的。画仿真图时要注意。

负载对称星形联接时，线量与相量的关系为：

（1）PLUU3 （2）PLII

负载对称三角形联接时，线量与相量的关系为：