multisim仿真电路

1、南昌大学实验报告学生姓名： 学 号: 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验十 基于multisim的数字电路仿真实验实验目的1、 掌握虚拟器库中关于数字电路仪器的使用方法；2、 进一步了解并掌握multisim仿真软件的操作技巧和分析方法以及multisim的常用快捷键的熟练使用；3、 学会使用multisim进行实验前或做实物前的电路仿真；实验原理1、 利用字发生器产生一定的序列接入一个芯片验证其逻辑功能是否正确，本实验验证74LS138译码器的逻辑功能；2、 利用逻辑分析仪的逻辑分析功能实验74LS138逻辑功能的分析；3、 实验原理图其中74LS1

2、38的输入端A、B、C位次分别升高，即C为最高位，A为最低位。实验器材字发生器、74LS138一片，逻辑分析仪实验内容用数字信号发生器和逻辑分析仪测试74LS138译码器的逻辑功能。实验步骤1. 按上图调出元器件和一仪器并连接好电路图；2. 设置好各个仪器的参数后打开仿真开关观察和分析结果。实验分析1、字发生器产生序列2、 逻辑分析仪设置及产生波形图3、 逻辑分析真值表CBA011111011111001111011110111111011110111111011111111111000001111111实验总结1. 通过逻辑分析仪产生的波行和74LS138的输入输出的真值表相对比可知次芯片符

3、合74LS138的逻辑功能。2. 通过此次软件仿真使我更加能够熟练的使用仿真软件multisim。南昌大学实验报告学生姓名： 学 号: 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验十一 基于multisim的仪器放大器设计实验目的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. 掌握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、信号发生器等虚拟仪器的使用；实验原理 仪表放大器电路的典型结构如右图所示。它主要由两级差分放大器电路构成。其中，运放A1，A2为同相差分输入方式，同相输入可以

4、大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR要求不变情况下，可明显降低对电阻R3和R4，Rf和R5的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的条件下，图1电路的增益为：G=(1+2R1/Rg)(Rf/R3)。由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。实验器材741三片、电阻8只、万用表、示波器、函数信号

5、发生器等实验内容1. 采用运算放大器设计并构建一仪器放大器，指标如下：（1） .输入信号=2mv时，要求输出电压信号=0.4V，=200，f=1kHz;（2） 要求输入阻抗;（3） 共模抑制比的测量；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。实验步骤1. 计算,由=-=200确定各电阻阻值(R=或)；2. 按下图一和图二连接好电路图并设置各个元件的参数；3. 打开仿真开关，调节输入电压，函数发生器的正、负端分别接和，使得输入的共模信号为零；4. 调节示波器使波形能在示波器上显示，记录万用表的示数。图一 仪器放大器电路设计图二 共模抑制比测量电路实验总结1. 仪器放大器设计输

6、入差模仿真结果如下图=399.932mv/2mv=199.702;2. 测量共模抑制比的仿真结果如下图=1.537uv/1mv=0.001537=129929.733dB图三 仪器放大器仿真结果图四 共模抑制比测量仿真电路图五 仪器放大器波形图3.通过本次软件仿真使我对运算放大器、差分电路、反馈电路有了进一步的了解，而在仪器放大器中我更进一步的理解了其放大的特点： 高共模抑制比共模抑制比(CMRR) 则是差模增益( A d) 与共模增益( Ac) 之比 ;仪表放大器具有很高的共模抑制比，CMRR 典型值为 70100 dB 以上，dB。 高输入阻抗要求仪表放大器必须具有极高的输入阻抗，仪表放大

7、器的同相和反相输入端的阻抗都很高而且相互十分平衡. 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号: 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验十三 基于Multisim的场效应管放大器电路设计一、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 (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)温度稳定性好，抗辐射能力强； (4)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

8、)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。 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、实验仪器 Multisim虚拟仪器库中的示波器、数字万用表、交流电源、N沟道耗尽型MOS管2N3370、直流电源、电阻、电容、开关

9、等。 四、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1连接好电路，场效应管选用N沟道消耗型2N3370，静态工作点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至12V。图12.测量静态工作点 将输入端短接（图2），并测量此时的 Vg、Vs、VD 、，填入下表1图2静态工作点：1.006V39.355nV174.524mV0.1737mA 表13.测量电压放大倍数 在输入端和输出端接入数字万用表和函数发生器。使函数发生器输出正弦波（不失真），并调节函数信号发生器使得=3mV，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，

10、根据公式,仿真结果如下图3图3。蓝色波形表示输入，黄色波形表示输出，此时放大倍数。4.测量负载改变时输出端的电压在输入端和输出端接入数字万用表和函数发生器，调节函数信号发生器使得=3mV，f=lkHz，改变负载的电阻阻值，分别记录其输出电压。1510152025302.16310.12318.74426.17432.64338.32843.363540455055606547.84751.87555.50758.80361.80564.55167.074表24.测量输入及输出阻抗 用换算法测量放大器的输入电阻，由于场效应管放大器 Ri高，测量时会引人干扰； 测量所用的电压表的内阻必须远大于放大

11、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。1）输入电阻测量：先闭合开关S1(R2=0)，输入信号电压Vs，测出对应的输出电压，然后断开S1，测出对应的输出电压，因为两次测量中和是基本不变的，所以 ,测得=134.137mV，=67.074mV,仿真结果如下图4：图42）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断开和接上的输出电压和。则,由于本实验所用的场效应管必须接入很大的负载才能达到放大效果，因此此方法不适合用来测量本实验输出电阻效果不太好，仿真结果

12、如下图5=66.8mV,=125mV.图55.测量幅频特性曲线通过波特图测量结果如下图5、 实验总结因为本实验根据实验要求N沟道耗尽型MOS管2N3370，是的必须接入很大的电阻，达到级别，但是放大倍数也只能达到大概7倍（负载固定），通过本实验对场效应管的应用背景更加深刻，数字电路里面很多芯片都是通过场效应管实现，曾经尝试过通过N和P型场效应管实现不同路数据的选择，但是试过后发现不行，达不到高电平所需要的电压，本实验后我尝试了一下，只需要加上偏置电阻即可实现管子的开关特性，可以实现数据的导通。28 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号: 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期：

13、 实验成绩： 实验十二 基于Multisim的逻辑电平测试器设计一、实验目的 逻辑电平测试器综合了数字电路和低频电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。培养学生利用先进工具进行工程设计的能力。1.理解逻辑电平测试仪器的工作原理及应用；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的测试方法；二、实验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。技术指标要求：(1)测量范围：低电平<0.8V高电平>3.5V(2)用1kHz的音响表示被测

14、信号为高电平(3)用800Hz的音响表示被测信号为低电平(4)当被测信号在0.8V3.5V之间时，不发出音响(5)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定时器构成的震荡器设计。三、主要仪器设备及实验耗材Multisi虚拟仪器中的数字万用表、示波器、频率计等四、实验内容1.输入和逻辑状态判断电路的测试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（VL<0.8v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。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（VH>3.5v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。2.

15、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（VL<0.8v）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f.2）逻辑电平测试器的被测电压为高电平（VH>3.5v）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f.3）逻辑电平测试器的被测电压（0.83.5v）用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形五、设计原理1.逻辑状态判断电路如左图1(1)通过2个分压电路分别产生2个基准电压3.5v和0.8v。，因此确定；同理确定的电阻阻值。(2)通过三个开关分别控制输入3个状态量当输入VL<0.8v时U1输出低电平信号断路，U2输出高电平

16、信号导通；当输入VH>3.5v时U1输出高电平信号断路，U2输出低电平信号导通；当输入0.8<U<3.5v时U1输出低电平信号断路，U2输出低电图1平信号断路。2.音响声调电路 如图2 ，555振荡电路构成二极管D1、D2为防止R8、R11在对方工作是并联干扰,可用三极管代替；根据频率公式， 图2实验要求当U1导通时产生1kHz,因此固定=4.7K， 因此理论计算值R5=4.7k由于D1二极管也有一定的阻值，实际R8<4.7k，但是，同理计算值。 3.实验总电路图 图3六、实验步骤及结果1.按上图3连接电路2.逻辑低电平状态判断电路输出关闭逻辑电平测试开关S1，打开S2

17、、S3使得电路输入低电平电压（输入直流电压）为低电平（取地）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平并通过观察发光二极管和听蜂鸣器的声响判断输出电平。此时蜂鸣器响低音，发光二极管持续闪烁。图43.逻辑高电平状态判断电路输出关闭逻辑电平测试开关S3，打开S1、S2使得电路输入高电平电压（输入直流电压）为高电平（取5V）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平并通过观察发光二极管和听蜂鸣器的声响判断输出电平。此时蜂鸣器响高音，发光二极管持续闪烁。图54.非逻辑电平状态判断电路输出关闭逻辑电平测试开关S2，打开S1、S3使得电路输入2V电压（输入直流电压），用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平并通过观察发光二极管和听蜂鸣器的声响判断输出电