电路分析基础课程设计报告

1、仿真设计1、用网孔法和节点发求解电路。 (a)用网孔电流法计算电压u的理论值。 解 ： i1=2(3+1+1)i2-3i1-i3=2i3=-3补列方程：u=(i2-i3)-2得 u=1a (c) 用节点电位法计算电流i的理论值。解： （1/3+1）ua-ub=2 (1+1)ub-ua=3+2补列方程： i=ua/3解得 i=1a（b）（d）利用multisim进行电路仿真，用虚拟仪表验证。2、叠加定理和齐次定理的验证。 如图所示电路： (a) 利用叠加定理求解电压u的理论值；解 ：当电压源置零： -1/4u2+(1/2+1/4)u1=2 (1/4+1+1/2)u2-1/4u1=3u(1)补列方

2、程： u1=u(1)解得 u(1)=7v当电流源置零： （4+2+1）i1-i2=0 (1+2)i2-i1-2i3=4 i3=-3u(2)补列方程 ： u(2)=4-2i1解得 u(2)=9v综上所述 ：u=u(1)+u(2)=16v(b) 利用multisim进行电路仿真，验证叠加定理。（c）如果电路中的电压源扩大为原来的3倍，电流源扩大为原来的2倍，使用齐次定理，计算此时的电压u;解：令u=aus+bis由题：当 us=0v，is=2a时u=7v; 当 us=4v ,is=0a时u=9v;代入方程7=2b a=9/49=4a 得 b=7/2则 ： u=9/4us+7/2is所以 解得u=3

3、*4*9/4+2*2*7/2=41v(d)利用multisim对（c）进行电路方针，验证齐次定理。3、替代定理的验证。（a） 求r上的电压u和电流i的理论值。解：(1+1+2)i1-2i2-i3=2(2+3)i2-2i1=-6(1+2)i3-i1=6补列方程： u=2i3 i=i3 u2=-3i2解得 i1=24/43=0.558a u2=2.930v i=2.186a u=4.372v(b)利用multisim进行电路仿真，分别用相应的电压源u和电流源i替代电阻r，分别测量替代前后支路1的电流i1和支路2的电压u2，验证替代定理。4、测图电路中n1、n2的戴维南等效电路的参数，并根据测得参数

4、搭建等效电路；分别测量等效前后外部电流i，并验证是否一致。解：分别测n1、n2的开路电压。 将电压源电流源置零，测等效电阻。则等效电路图：与原电路测量值一致。5、设计一阶动态电路，验证零输入响应和零状态响应齐次性。如图所是电路，t0时的电压u1x(t),u1f(t)理论值，并合理搭建求解时所需仿真电路图。解：在t=0 时，开关位于“1”，由于电路已达稳态，电容可看作是开路。如图：uc(0_)=6/(6+6)*(-8)= -4v由换路定理，得uc(0+)= uc(0_)= -4v 当t=0_时零输入响应是输入为零时仅由初始状态引起的响应。 零状态响应是初始状态为零时仅由输入引起的响应。 当电路达

5、到稳态时，电容可看作开路。 将is 置零 则 最后求时间常数，如图，将is 置零：req23|64 得req*c0.001s所以 综上所述： 全响应波形图：(b)若us改为16v，重新计算u1x(t)理论值。并用示波器观察波形。找出此时u1x(t) 于（a）中u1x(t)的关系。解:由于us16v，同理（a）得u1x(0+)= -4v 得u1x(t) -得此时u1x(t) 是（a）中u1x(t)的2倍。即： 波形图如下：（c）若us仍为8v，is改为2a，重新计算u1f(t)理论值。并用示波器观察波形。找出此时u1f(t)与（a）中u1f(t)的关系。解:由于is2a，同理（a）得u1f(0+

6、)=2v =4v得u1f(t)42得此时u1f(t)与（a）中u1f(t)的1/2。即：波形图如下：(d)若us改为24v，is改为8a，计算u1(t)全响应。解：由(b)(c)知全响应满足叠加定理，得波形图如下：7、电路如图所示，已知r50，l=2.5mh,c=5f,电源电压u10v，角频率104rad/s，求电流İr、İl、İc、İ，并画出其向量图。解： 其向量图为：设 8、如下图所示一阶动态电路，在t0时开关位于“1”，电路已达稳态。t=0时开关闭合到“2”。（a）用三要素法求解t0时，i1的完全响应得理论值。解：在时，开关位于“1”，由于电路已达稳态，电容可看作开路。如图： 当时，用替

7、代电路中的电容。由kcl： 当电路达到稳态时，电容可看作开路。由kcl：求时间常数，将电压源置零。用外加电流源法求req.如图：由kcl： 解得 得req*c=0.5s(b)用实验仿真的方法求出三要素，从而求解i1的完全响应，并用示波器显示电阻电压的相应波形。解：仿真法如（a）中仿真电路。波形图如下：综合设计设计1：设计二极管整流电路。 条件：输入正弦电压，有效值220v，频率50hz； 要求：输出直流电压20v+2v。电路图： 结果：结论分析：变压器将220v电压改为22v，二极管整流，电容通交流阻直流，则通过电阻的仅为直流。设计2：设计1阶rc滤波器。 条件：一数字电路 工作时钟为5mhz

8、，工作电压5v。但是该数字电路的5v电源上存在一个100mhz的高频干扰。 要求：设计一个简单的rc电路，讲高频干扰滤除。电路图：结果：xsc2 xsc1 结论分析：电容通交流阻直流，滤除100mhz的高频干扰，阻截频率必须小于100mhz，取合适的值r=1kohm,c=0.1uf。则滤除干扰。设计3：降低电力传输损耗电路的设计。 条件：一感性的电力传输路线（包括电路损耗），负载2为感性阻抗，传输电压可变。电路等效结构如图所示：要求：设计两种方法降低传输损耗的方法。不得改变整个电路的阻抗性质。分别画出电路，给出详细的分析。电路图：结果分析：输电线损耗功率大，为减少损耗，就要减小输电线电流。由于

9、负载功率p=u2icosz1,为保证负载功率而又减小线路电流i，就必须提高电压u2和功率因数cosz1。电路中串连电感或并联电容都可以减小功率因数，用变压器改变电压可以提高电压u2。在设计的两种电路中，损耗功率明显减小了。设计4：设计一个积分运算电路，验证积分器的基本原理。 条件：输入方波值为4v，频率为500hz。 要求：用示波器观察输出波形，记录方波和三角波电压波形图。结果：结果分析：方波在通过积分器后变为三角波。西安邮电学院 电信 系 课程设计 过程考核表学生姓名陆晨班级/学号电子0605/05061163承担任务实验室（单位）电工基础教研室所在部门电信系实施时间2007年 11 月28

10、 日 2007 年12 月 7 日具体内容第一周认识并熟悉multisim的使用，完成仿真设计的所有仿真电路。第二周老师验收仿真设计电路图，并改正错误及补充漏掉的电路图；完成综合设计电路，及课程设计报告。指导教师（师傅）姓名韩玉兰职务或职称助教指导教师（师傅）对学生的评价学习态度 认真 一般 不认真学习纪律 全勤 偶尔缺勤 经常缺勤实践能力 很强 一般 较差指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见指导教师（师傅）签字 年 月 日 西安邮电学院 电信 系 课程设计 成绩鉴定表学生姓名陆晨班级/学号电子0605/05061163进行时间2007 年11 月 28 日 2007 年 12 月 7 日成绩鉴定学习内容（20分）与教学任务计划结合程度（