南昌大学低频仿真实验报告

1、低频电子线路，基于Multisim仿真实验报告低频电子仿真实验报告学生姓名： 黄鹏飞 学 号： 6100212197 专业班级： 中兴通信121班 南昌大学实验报告学生姓名： 黄鹏飞 学 号： 6100212197 专业班级： 中兴121班 实验类型：验证 综合 n设计 创新 实验日期： 2013-12-20 实验成绩： 目录一、 软件仿真实验实验一 Multisim软件使用实验二   仪器放大器设计与仿真实验三   逻辑电平信号检测电路设计与仿真实验四   三极管Beta值分选电路设计与仿真实验五

2、60;  宽带放大电路设计与仿真 二、硬件实验实验一   电子仪器的使用实验二   晶体管共发射极放大器实验三  负反馈放大器实验四   差分放大器实验五   集成运算放大器的基本应用模拟运算电路实验六   集成运算放大器的基本应用电压比较器实验一 Multisim软件使用一、实验目的1.掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法，以及一些快捷方式的使用方法，如数字信号发生器和3228RT集成运放及示波器的使用。2.进一步

3、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集成运放3228RT实现信号的反相比例运算功能。三、实验原理电路原理图如图所示：四、实验步骤1.在Multisim软件中选择数字信号发生器，集成运放3228RT和四段输入泰克示波器；2.数字信号发生器接集成运放3228RT反相端，3228RT的同相端接地，四段输入泰克示波器1号端口接数字信号发生器的输出端，2号端口接集成运放3228RT的输出端，并按规定连好各器件的其他端口。3.打开总电源开关，调节信号发生器，产生一个1000Hz，振幅为10V的正弦信号，点击泰克示波器，调节自动设置，波形基本出现。再调节分度，使波形

4、更加清楚，点击测量按键，将CH1、CH2的均方根值调出窗口，观察记录。五、实验数据及结果函数信号发生仪显示图，信号为Ui=10sin（2000t）V泰克示波器的显示结果：CH1、CH2 实验结果分析：由泰克示波器可以看到CH1、CH2在波形方面都是正弦波形且呈反相的关系，并且输入和输出的有效值呈10倍的放大关系，即近似AvR1/R2。可知，用数字信号发生器和集成运放3228RT实现信号的反相比例运算功能。六、实验总结 通过本次实验，对Multisim的基本操作方法有了一个很大的了解。掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法，同时仿真了反相比例运算电路。分析了集成运放的功能，结果与在低频电

5、子电路课本中学到的结论完全一致。实验二、基于Multisim的仪器放大器设计一、实验目的： 1.掌握仪器放大器的实际方法； 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方法。二、实验仪器Multisim虚拟仪器中的函数信号发生器，毫伏表，示波器，运算放大器、电阻等。3、 实验原理：1.采用运算放大器设计并构建仪器放大器，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）输入阻抗要求Ri>1M2.用虚拟

6、仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试；仪器放大器是用来放大差值信号的高精度放大器，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。下图是由三个集成运放构成的仪器放大器电路。其中，集成运放U3组成减法电路，即差值放大器，集成运放U1和U2各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，且，令时，集成运放U3的输入信号是和，由于，所以仪器放大器的差值电压增益因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增益是负的。电路原理图：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）当输入信号ui2sinwt(mV)时，输出电压信号uo0.

7、4sinwt(V)，Avd=200，f=1KHz；（2）输入阻抗要求。2、用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。3、自拟实验步骤，记录实验数据并进行整理分析。五、实验步骤:1.按原理图图连接电路：2、设置函数信号发生器，输出正弦，频率为1kHz，有效值为2mV；6、 实验结果及分析：由波形图可知Ui2.051sinwt(mV)时，Uo0.409sinwt(V)输入共模信号：观察发现无放大作用七、实验总结 通过本次实验，理解了差模、共模信号，掌握了仪器放大器的运放原理及使用方法。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，但理论与实践有一定差距；对于共模信号，则无放

8、大作用。实验三、基于Multisim的逻辑电平测试器设计一、实验目的：1、理解逻辑电平检测电路的工作原理及应用。2、掌握用集成运放和555定时器构建逻辑电平检测电路的方法。3、掌握逻辑电平测试器的调整和主要性能指标的测试方法。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：输入电路逻辑状态判断电路音响声调电路电源技术指标要求：测量范围：低电平，高电平用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0.75V3.5V之间时，无输出，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

9、大器设计，产生电路要求用555定时器构成的振荡器设计。3、 实验仪器： 集成运放、555定时器、数字万用表、泰克示波器、蜂鸣器，电源等四、实验内容：按照指导书，设计逻辑电平检测电路，并进行输入和逻辑状态判断电路测试：范围（低电平VL<0.75V,高电平VH>3.5V）,用1kHz的输出信号表示信号为高电平，用500Hz的输出信号表示信号为低电平，当被测信号在（0.75V,3.5V）之间时无任何输出。电路原理图5、 实验结果及分析:通过移动滑动变阻器，改变输入信号的高低电平在0-5V变化。(1)当输入电压在低电平VL=0.5V<0.75V时： 分析：当输入电平在低电平时，CH1

10、端口无输出，CH2端口检测到一个500Hz左右的输出信号，蜂鸣器发出一个低频率的声音。即检测到了低电平信号。(2)当输入电压VL=2.75V在0.75V3.5V之间时： 分析：当输入电平在0.75V3.5V之间时，CH1端口无输出，CH2端口也无输出，即满足了无信号输出。(3) 当输入电压VL=4.5V>3.5V时： 分析: 当输入电平在高电平时，CH2端口无输出，CH1端口检测到一个1000Hz左右 的输出信号，蜂鸣器发出一个高频率的声音。即检测到了高电平信号。六、实验总结逻辑电平信号检测电路设计与仿真主要的设计在于三个部分，即输入电路、逻辑状态判断电路和音响声调电路。设计调试完成的电

11、路可实现对高电平和低电平的逻辑判断。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，并在Multisim电子工作平台上进行仿真，培养了我的综合应用能力及工程设计的能力。实验四、基于Multisim三极管值分选电路设计一、实验目的：1、熟悉三极管的电流放大原理，掌握其各管脚电流之间的关系；2、掌握三极管放大电路和集成运算放大器（或集成电压比较器）的特性和应用；3、掌握电路仿真调试的原则和排除故障的方法。二、实验内容：利用比较器构成一个NPN型三极管值分选电路。要求该电路通过发光二极管的亮或灭来指示被测三极管值的范围，并用一个LED数码管显示值的区间段落号。如：（050）显示“1”、（50

12、100）显示“2”、（100150）显示“3”、（150200）显示“4”、（>200）显示“5”。三、实验原理：三极管采用Multisim虚拟库中器件，其（Beta）值可根据需要修改，比较器选择集成运放（LM324）。在实验中对于LED灯的显示结果如下：（050）一个LED灯亮、（50100）两个LED灯亮、（100150）三个LED灯亮、（150200）四个LED灯亮、（>200）五个LED灯亮。三极管工作在放大区时，集电极电流为基极电流的倍，通过集成运放将电流转换成电压，根据事先设定的值分段范围确定比较器的门限电压值。通过比较，可用二极管反映值范围，并将其转换成LED数码管显

13、示（利用数字逻辑电路转换）。 电路原理图：四、实验仪器：三极管、集成运算放大器、3-8译码器、发光二极管、LED数码管、电阻等。五、实验结果及分析：（1） 值取47时，一个LED灯亮，且数码管显示区间段号显示“1”，截图如下：（2）值取78时，两个LED灯亮，且数码管显示区间段号显示“2”，截图如下：（3） 值取134时，三个LED灯亮，且数码管显示区间段号显示“3”，截图如下：（4）值取175时，四个LED灯亮，且数码管显示区间段号显示“4”，截图如下：（5）值取235时，四个LED灯亮，且数码管显示区间段号显示“5”，截图如下：6、 实验总结： 掌握了三极管放大电路和集成运算放大器（或集成

14、电压比较器）的特性和应用，并且对三极管各个极的电压电流特性更加了解。并且对数字逻辑电路的译码器有了一个复习和更深的了解。实验五：基于Multisim宽带放大电路设计一、实验目的：1、熟悉集成运算放大器的特性；2、掌握运用集成运算放大器构成有源滤波器的方法；3、掌握电路仿真调试的原则和排除故障的方法。二、实验内容：利用集成运放设计一个带通放大器。要求该放大器能够对一定频率范围内的电压信号进行选频及放大，对频率范围之外的信号进行衰减。集成运放可选择LM324。技术指标：BW（300Hz3400Hz）、中频增益Av4。3、 实验仪器：集成运算放大器、函数信号发生器、电容、电阻、示波器、波特图示仪等。

15、四、实验原理：用运放构成带通滤波器。信号范围较宽，用2个运放分别构成低通和高通后并串联。（1）滤波器的快速设计方法：根据截止频率fc，选定电容C（单位uF）的标称值，使其满足K（）； （2）实验调整并修改电容、电阻值，测量滤波器的性能参数。 1）对于低通滤波器（Av2）：根据设计要求，其截止频率为3400Hz，可计算并查出其参数如下：R1=1.126K，R2=2.250K，R3=6.752K，R4=6.752K，C=0.028uF，C1=0.03uF，并根据参数选择标称元件。 2）对于高通滤波器（Av2）：根据设计要求，其截止频率为300Hz，可计算并查出其参数如下：R1=1.821K，R2=

16、1.391K，R3=2.782K，R4=2.782K，C=0.33uF，并根据参数选择标称元件。电路原理图：5、 实验结果及分析：（1）当输入低频信号，即输入100Hz300Hz，振幅1V正弦波。观察有效值Ui=0.707V，Uo=0.311V,即Ui > Uo。波形如下：分析：对于低频段的信号，经过宽带放大器，信号被衰减。（2） 当输入中频信号，即输入300HzUi=1000Hz3400Hz，振幅1V正弦波。观察有效值Ui=0.707V，Uo=2.84V,即 UoUi 。波形如下：分析：对于中频段的信号，经过宽带放大器，信号被放大，且Av=Uo/Ui=4.0。（3） 当输入高频信号，即输入Ui=10