基于multisim的低频电子线路试验综述

1、实验 10.基于 Multisim 数字电路仿真实验 、实验目的 逻辑分 1. 掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法，入网数字信号发生器和 析仪的使用。 2. 进一步了解 Multisim 仿真软件基本操作和分析方法。 二、实验内容 用数字信号发生器和逻辑分析仪测试 74LS138 译码器逻辑功能。 三、实验原理 实验原理图如图所示： 四、实验步骤 1. 在 Multisim 软件中选择逻辑分析仪，字发生器和 74LS138 译码器； 2. 数字信号发生器接 138 译码器地址端，逻辑分析仪接 138 译码器输出端，并按规定连好 译码器的其他端口。 3. 点击字发生器， 控制方式为循

2、环， 设置为加计数， 频率设为 1KHz ，并设置显示为二进制； 点击逻辑分析仪设置频率为1KHz 。 五、实验数据及结果 逻辑分析仪显示图下图 实验结果分析：由逻辑分析仪可以看到在同一个时序 74LS138 译码器的八个输出端口只 有一个输出为低电平， 其余为高电平 .结合字发生器的输入， 可知 .在译码器的 G1=1，G2A=0 ， G2B=0 的情况下，输出与输入的关系如下表所示 六、实验总结 通过本次实验，对 Multisim 的基本操作方法有了一个简单的了解。同时分析了 38 译码器 的功能，结果与我们在数字电路中学到的结论完全一致。 实验 11 基于 Multisim 的仪器放大器

3、设计 实验目的 1、掌握仪器放大器的设计方法； 2、理解仪器放大器对共模信号的抑制能力； 3、熟悉仪器放大器的调试方法； 4、掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器、毫伏表、信号发生器 等虚拟仪器的使用。 二 实验原理 仪器放大器是用来放大差模信号的高精密度放大器， 它具有很大的共模抑制比、 极高的输入 电阻，且其增益能在大范围内可调。如下图 1所示，其中，集成运放 U3 组成差值放大器集 成运放 U1、U2 组成对称的同相放大器，且R1=R2=R ，R3=R5，R4=R6。此时，仪器放大 器的差模电压增益 Avf=-R4/R3(1+2R/RG) 。 仪器放大器的共模抑制比主

4、要取决于第一级 集成运放 U1 、U2的对称性和各电路电阻的匹配精度。如果U1、U2 对称，且各电阻值得匹 配误差为 由于采用了对称的同相放大器， M以上。 +0.001% ，则仪器放大器的共模抑制比可达到 100dB 以上。 因而仪器放大器两端具有相同的输入电阻，且其值可达到几百 三 实验仪器与设备 Multisim 虚拟仪器库中的函数发生器、毫伏表、示波器、集成运放、电阻等。 四 实验内容 1、采用运算放大器设计并构建一仪器放大器，具体指标为 (1) 输入信号 Ui=2mV 时，要求输出电压信号 Uo=0.4V ，Avd=200 ， f=1KHz ； (2) 输入阻抗 Ri1M 。 2、用

5、虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。 实验步骤：计算 ,由 Avd=Avf=-R4/R3(1+2R/RG)=200 确定各电阻阻值； 按图 1 连接好电路； 打开仿真开关，调节函数发生器使万用表 2 的示数为 2mV ； 调节示波器使输入输出波形都能很好显示； 观察万用表 1 的示数。 3、测量所构建放大器的共模抑制比。 实验步骤：按下图 2 连接好电路，重复上面步骤的。 五 实验总结 1、设计好的仪器放大器仿真结果如下图 Avd=Uo/Ui=397.82 2=198.91 4 Avc=Uo/Ui=6.066uv/2mv=0.003033 KCMR= | 2、测量共模抑制比的

6、仿真结果如下图 (Avd/2)/Avc|=198.91 20.00303332790.97dB 同时 通过调节输入信号，发现该虚拟仪器放大器可以放大差模信号，放大倍数与实验要求一致； 对于共模信号， 则无放大作用。 通过实验，对放大器的基础知识有了一个深入的复习， 对 Multisim 的使用方法也有了更好的掌握 。 实验 12 逻辑电平测试器设计 一、实验目的及要求 逻辑电平测试器综合了数字电路和低频电子线路两门课的知识要求学生自己设计，并在 Multisim 电子工作平台上进行仿真。 培养学生的综合应用能力。 培养学生进行工程设计的能 力。 1.理解逻辑电平测试器的工作原理及应用。 2.

7、掌握用集成运放构建逻辑电平测试器的方法。 3. 掌握逻辑电平测试器的调整和主要性能指标测试方法。 二、实验基本原理： 电路可以由五部分组成：输入电路、逻辑状态判断电路、音响电路、发音电路和电源。 原理框图如图所示： 技术 指标要求： 测量范围：低电平小于 0.8V ，高电平大于 3.5V 用 1kHz 的音响表示被测信号为高电平；用 500kHz 的音响表示被测信号为低电平； 当被测信号在 0.8V 3.5V 之间时，不发出音响；输入电阻大于 20k? 。 输入和逻辑状态判断电路要求用集成运算放大器设计， 音响声调产生电路要求用 555 定时器 构成的振荡器设计。 三、主要仪器设备及实验耗材

8、Mulisim 虚拟仪器中的数字万用表、示波器、频率计 四、实验内容： 按设计好的电路连接电路，如下图： 1、输入和逻辑状态判断电路测试 1）调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为低电平，用数字万用表测逻辑状态 判断电路的输出电平。 2）调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为高电平，用数字万用表测逻辑状态 判断电路的输出电平。 2、音响声调产生电路 1）逻辑电平测试器的被测电压为低电平， 用示波器观察、 记录音响声调产生电路输出波形， 用频率计测量振荡频率 2）逻辑电平测试器的被测电压为高电平， 用示波器观察、 记录音响声调产生电路输出波形， 用频率计测量振荡频率 3）逻辑电平

9、测试器的被测电压（ 0.8V 3.5V ），用示波器观察、记录音响声调产生电路输出 波形。 六 实验步骤 1.连接好电路 2. 设置不同的输入电压，用数字万用表测逻辑状态判断电路的输出电平，用示波器观察、 记录音响声调产生电路输出波形，用频率计测量振荡频率。 七、实验结果： 1、输入 3.6V 直流电压，由交流探针可测得逻辑状态判断电路的输出U1 为高电平 5V， U2 为低电平 0V 由交流探针测得音响声调产生电路输出的振荡频率为 1.0kHz 波形如下： 由交流探针测得音响声调产生电路产生直流信号，没有频率，音响不会发声。 波形如下： 3、输入 0V 直流电压，由数字万用表可测得逻辑状态判

10、断电路的输出U1 为低电平 0V，U2 为高电平 5V，由交流探针测得音响声调产生电路输出的振荡频率为503Hz。波形如下： 七 实验总结 通过本次软件仿真实验使得我对 multisim 的运用更加熟练，能够更加深入的进行电路设 计，这个实验使我结合数字电路和低频电子线路 2 们学科的知识， 让我对数字电路和低频电 子线路的结合使用有了一点概念 实验 13 场效应管放大器电路设计 、实验目的： 1、场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法 2、研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算 3、进一步熟悉放大器性能指标的测量方法 二、实验原理： 1场效应管的特点 场效应管与双极型晶体

11、管比较有如下特点： (1) 场效应管为电压控制型元件； (2) 输入阻抗高 (尤其是 MOS 场效应管 )； (3) 噪声系数小； (4) 温度稳定性好，抗辐射能力强； (5) 结型管的源极 (S)和漏极 (D) 可以互换使用，但切勿将栅 (G)源(S)极电压的极性接反，以免 PN 结因正偏过流而烧坏。对于耗尽型 MOS 管，其栅源偏压可正可负，使用较灵活。 和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm。值较低 (只有 ms 级)， MOS 管的 绝缘层很薄，极容易被感应电荷所击穿。因此，在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时， 都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。焊接时，一般先焊

12、 S 极，再焊其他极。 不用时应将所有电极短接。 2偏置电路和静态工作点的确定 与双极型晶体管放大器一样， 为使场效应管放大器正常工作， 也需选择恰当的直流偏置 电路以建立合适的静态工作点。 场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路( 增强型 MOS 管不能采用自偏压电路 )两种。 三、实验内容及步骤 1场效应管共源放大器的调试 (1) 连接电路。 按图 2.4.1 在模拟电路实验板上插接好电路， 场效应管选用 N 沟道结型管 3DJ6D ，静态工作 点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至18V 并接好 (注意:共地 ) (2) 测量静态工作点 调节电阻 R 使 VD

13、 为 2.43V 左右，并测量此时的 Vg 、Vs ，填入表 2.4.1，并计算。 VD VG VS ID 9.12V 886uV 1.18V 1.28uA (3) 测量电压放大倍数 将函数发生器的输出端接到电路的输入端。使函数发生器输出正弦波并调=2mV ，f=lkHz 。 用示波器观察输出波形， (若有失真，应重调静态工作点，使波形不失真)，并用示波器测量 输出电压 Vo，计算 Av (4) 测量输入及输出阻抗 用换算法测量放大器的输入电阻， 在输入回路串接已知阻值的电阻R，但必须注意， 由于场 效应管放大器的输入阻抗很高，若仍用直接测量电阻 R 两端对地电 Vs 和 Vi 进行换算的方

14、法，将会产生两个问题： (1)由于场效应管放大器 Ri 高，测量时会引人干扰； (2)测量所用的电压表的内阻必须远大于放大器的输入电阻Ri ，否则将会产生较大的测量误 差。为了消除上述干扰和误差， 可以利用被测放大器的隔离作用， 通过测量放大器输出电压 来进行换算得到 Ri 。 图为测量高输入阻抗的原理图。 方法是：先闭合开关 S(R=0) ，输入信号电压 Vs，测出相应的输出电压 V01 ，然后断开 S， 测出相应的输出电压 V02 ，因为两次测量中和是基本不变的，所以 Ri=VO2/(VO1-VO2)R 输出电阻测量 : 在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs ，分别测量当已知负载 RL

15、断开 和接上的输出电压 V0 和 V0L 。则 R0=( V0 / V0L -1 ) RL 四、实验仪器 Multisim 虚拟仪器库中的示波器、交流电源、 N 沟道耗尽型 MOS 管 BSS129、直流电源、 电阻、电容、开关等。 五、实验总结： 1、实验原理图如下图 2、仿真结果下如图 3、实验数据如下表 RL vi(VOL) vo1 vo2 VO AV Ri Ro 50k 4mV 180mV 90.3mv 189mv 45 10.07k 2.5k 30k 4mV 175mV 87.6mV 189mv 43.75 10.02k 2.4k 20k 4mV 169mV 84.5mV 189mv 42.25 10k 2.