模电滤波器实训报告

1、电子技术课程设计总结报告姓 名 赵 坤 学 号 201304170142 院 系 自机学院 班 级 电气1班 指导教师 王荔芳 2015 年 6 月目录0一 目的和意义2二 任务和要求2三 模拟电路的设计和仿真3（一）基础电路Multisim仿真31 半导体器件的Multisim仿真32 单管放大电路的Multisim仿真43差分放大电路的Multisim仿真94两极反馈放大电路的Multisim仿真125集成运算放大电路的Multisim仿真（积分电路）166波形发生器的Multisim仿真17（二）综合性电路的设计与仿真（无源滤波器的设计）18四 总结24五 参考文献26一 目的和意义该课

2、程设计是在完成电子技术2的理论教学之后安排的一个实践教学环节。课程设计的目的是让学生掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养学生的综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术工作打下基础。这一环节有利于培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生全局考虑问题、应用课程知识的能力，对培养和造就应用型工程技术人才将起到较大的促进作用。二 任务和要求本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成基础性的电路设计和仿真及综合型电路设计和仿真。完成该次课程设计后，学生应达到以下要求：1、 巩固和加深对电子技术2课程知识的理解；2、

3、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料；3、 掌握仿真软件Multisim的使用方法；4、 掌握简单模拟电路的设计、仿真方法；5、 按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能在正确反映设计和仿真结果。三 模拟电路的设计和仿真（一） 基础电路Multisim仿真1 半导体器件的Multisim仿真1.1设计要求1）利用Multisim观察半导体二极管的单相导电性；2）利用Multisim观察稳压管的稳压作用；3）利用Multisim测试双极型三极管的电流放大作用。1.2软件仿真图1.1二极管单向导电性软件仿真图1.3结果分析 电路仿真以后，从图1.1中可观察到输入、输出波形，

4、输入信号是一个双向的正弦波电压，而经过二极管后，在输出端得到了一个单向的脉动电压，可见二极管的单向导电性。2 单管放大电路的Multisim仿真2.1设计要求1）、使用Multisim绘制单管放大电路。2）、测试电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。3）、分析仿真结果。2.2论分析(=50,rbb=300 ohm)2.2.1静态工作点理论计算：.2.2.2理论输入输出波形：可从虚拟示波器观察到u0的波形没有明显的非线性失真，而且u0与u1的波形相位相反。2.2.3 输入输出电阻理论计算2.3件仿真图2.1单管放大电路软件仿真图图2.2仿真电路万用表测量图2.3.1静态工作图图2.

5、3单管放大电路静态工作电路图图2.4单管放大电路万用表数据测量图2.3.2数据分析作点的计算：根据静态工作图和数据，可以得出：（从仿真模型可以得到VT中Bf=204）如图所示：UBEQ=0.2V I2=3.927mA I1=40.523uA Vcc=12VB、动态分析如下：根据测量数据：U0=2.023V Ui=14.14mV Ii=45.23uA2.4 结果分析经过仿真分析，可以得出在静态分析中，各个数值之间的差距不是太大，符合其要求；根据动态分析公式计算出来的理论值与实际值存在一定差距，根据此公式计算出来的理论值与实际值存在一定出入；而在其输出输入波形中，其结果与理论一至。其差距是由于值与

6、晶闸管的发大倍数的不同而改变。3差分放大电路的Multisim仿真3.1设计要求1）、使用Multisim绘制仿真差分放大电路。2）、测试差动放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。3.2理论分析3.2.1电路图图3.1差分放大电路电路图3.2.2静态分析由图3.1的电路图可知：50，rbb=300，则：3.2.3动态分析3.3软件仿真图3.2差分放大电路软件仿真图图3.3差分放大电路万用表数据测量图3.4仿真数据分析3.4.1仿真静态分析3.4.2动态分析当Ui10m时，测得U0156.68mV,Ii=104.463nA.当负载RL开路时，测得U0626.691mA.3.

7、5仿真结论分析 经过计算，得出，理论数据与仿真数据之间存在差距，其中UBQ的差距最大，其中原因应该是其UBEQ的数值不同造成的结果，也可能是电路器件存在差异或者是其他原因造成。其波形图符合理论标准。4两极反馈放大电路的Multisim仿真4.1设计要求1）将开关K断开，电路中暂不引用级间反馈（A）利用Multisim软件分析电路的直流工作点，测量无级间反馈的两级放大电路的静态工作点；（B）加上正弦输入电压，用虚拟示波器观察第一级、第二级输出波形，并测量两级放大电路中的电压放大倍数；（C）利用Multisim软件提供的各种测量仪表测无级间反馈的两级放大电路的输入电阻；（D）将负载电阻断开，利用M

8、ultisim提供的各种测量仪表测无级间反馈的两级放大电路的输出电阻；2）将开关K闭合，电路引入级间反馈（A）加上同样的正弦输入电压，用虚拟示波器观察波形，并测量两级放大电路中的电压放大倍数；（B）利用Multisim软件提供的各种测量仪表测无级间反馈的两级放大电路的输入电阻；（C）将负载电阻断开，利用Multisim提供的各种测量仪表测无级间反馈的两级放大电路的输出电阻；4.2软件仿真图4.1两级反馈放大电路软件仿真图图4.2两级反馈放大电路万用表测量数据图4.3利用Multisim的直流工作点分析图4.3从图4.3中可以看到：A B 当时，利用虚拟表可测的。可见，无极间反馈时，两级放大电路

9、总的电压放大倍数为C 由虚拟仪表测得，当则无极间反馈时放大电路的输入电阻为D 将负载电阻开路，测得,则放大电路无极间反馈时的输出电阻为4.4将仿真电路图中的开关K闭合则引入电压串联反馈图4.4电压串联反馈波形图 图4.5电压串联反馈万用表数据测量图A 由虚拟仪表测得，当，则引入电压串联反馈后，电压放大倍数为 说明引入反馈后电压放大倍数减小了B 由虚拟仪表测得，当,则 可见引入电压串联反馈后输入电阻提高了C 将负载电阻开路，测得,则可见引入电压串联反馈后，输出电阻降低了。5集成运算放大电路的Multisim仿真（积分电路）5.1设计要求（1）构建Multisim仿真电路（2）在输入端加上正弦波，

10、用虚拟示波器观察输入输出波形。5.2理论分析在积分电路的输入端加上有效值为0.5V，频率为50HZ的正弦电压；由虚拟示波器可看到积分电路的输入、输出波形如图（b）所示。图中颜色较浅的是输入波形，颜色较深的是输出波形。由波形图可见，输出电压是一个余弦波，输出电压的相位比输入电压领先 。5.3软件仿真图5.1集成运算放大电路软件仿真图5.4结果对比由波形图可见，输出电压是一个余弦波，输出电压的相位比输入电压领先 ，和理论的波形很相近。6波形发生器的Multisim仿真6.1形波发生电路6.1.1理论分析（1）当电位器Rw的滑动端调在中间位置时，由虚拟示波器可见，输出波形为正负半周对称的矩形波，电容

11、上的电压uc为充放电波形。从虚拟示波器上可测得，矩形波的幅度Uom=5V，震荡周期T=7.7ms。（2）将电位器Rw的滑动端向上移动，由虚拟示波器可见，矩形波的正半周T1增大，而负半周T2减小。相反，如Rw的滑动端向下移动，则正半周T1减小，负半周T2增大。（3）当Rw的滑动端调至下端时，可测得此时T1=1.6ms，T2=6.1ms，T=T1+T2=7.7ms，占空比D=T1T=1.67.720%。6.1.2软件仿真图6.2矩形波发生电路软件仿真图6.1.3结果对比测量值等于理论值原因：仿真电路图的连接导线导线是理想的导线，没有电阻。（二）综合性电路的设计与仿真（无源滤波器的设计）1无源低通滤

12、波器图7.1低通滤波器软件仿真图从图7.1中可以看出截止频率，表明此滤波器可以滤掉频率超过5.878KHz的波。根据二阶基本低通滤波器电压转移函数的典型表达式：可得增益常数K=1，极点频率和极偶品质因数。正弦稳态时，电压转移函数可写成：幅值函数为：由上式可知：当时，当时，当时，可见随着频率升高幅值函数值减小，该电路具有使低频信号通过的特性2无源高通滤波器图7.2高通滤波器软件仿真图从图7.2中可以看出截止频率,可以滤掉频率低于44.499KHz的波.电压转移函数为：根据二阶基本节高通滤波器电压转移函数的典型表达式：可得增益常数K=1，极点频率，极偶品质因数。正弦稳态时，电压转移函数可写成：幅值

13、函数为：由上式可知：当时， 当时，当时，可见随着频率增加幅值函数增大，该电路具有使高频信号通过的特性3无源带通滤波器图7.3带通滤波器软件仿真图从图7.3中可以测出通带宽度B=11876.701Hz正弦稳态时，电压转移函数可写成：幅值函数为：当时，称为带通滤波器的中心频率，即 截止频率是幅值函数自下降3db(即)时所对应的频率。由H(j)的表达式可得对上式求解得，分别称为上截止频率和下截止频率。通频带宽度B为品质因数Q为可见二阶带通滤波器的品质因数Q等于极偶品质因数Qp。Q是衡量带通滤波器的频率选择能力的一个重要指标。由H(j)的表达式可知：当时，当时，当时，信号频率偏离中心频率越远，幅值函数

14、衰减越大。由于品质因数于是通带宽度4无源带阻滤波器图7.4带阻滤波器软件仿真图从图7.4中可以测出阻带宽度B=6679.053Hz.正弦稳态时，电压转移函数可写成：幅值函数为：当时，称为带阻滤波器的中心频率，即 截止频率是幅值函数自下降3db(即)时所对应的频率。由H(j)的表达式可得对上式求解得，分别称为上截止频率和下截止频率。阻频带宽度B为品质因数Q为然后可知阻带宽度四 总结在做模拟电子技术的实验前,就感觉很困难的样子 ,直到做完测试实验时,我才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度成正比,使我受益匪浅。课程知识的实用性很强，因此实验就显得非常重要，刚开始做实验的时候，由于自己的理论知识基

15、础不好，在实验过程遇到了许多的难题，也使我感到理论知识的重要性。但是我并没有气垒，在实验中发现问题，自己看书，独立思考，最终解决问题，从而也就加深我对课本理论知识的理解，达到了“双赢”的效果在这次实验中，我学到很多东西，加强了我的动手能力，并且培养了我的独立思考能力。特别是在做实验报告时，因为在做数据处理时出现很多问题，如果不解决的话，将会很难的继续下去。还有动手这次实验，使模拟电子技术这门课的一些理论知识与实践相结合，更加深刻了我对模拟电子技术这门课的认识，巩固了我的理论知识。经过这次的测试技术实验,我个人得到了不少的收获,一方面加深了我对课本理论的认识,另一方面也提高了实验操作能力。现在我

16、总结了以下的体会和经验。 这些的实验跟我们以前做的实验不同，因为我觉得这次我是真真正正的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实验最宝贵，最深刻的。就是实验的过程全是我们学生自己动手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实验的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用：弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。本次实训给我最大的感受就是，理论与实践还是有很大的差距的，当然如果专业课学的不好，那么实训就好毫无意义，当然在实验过程中，遇到了很多问题。我们通过上网搜索资料和上图书馆查阅书籍等途径，完成了电路的仿真。在软件商进行大量的电路模拟仿真，让我们在不断的尝试中了解软件，了解模拟电路的设计。通过这次设计，提高了我们的动手能力和专业涵养，同时也增加了我们的知识储备，并使我们认识