电路仿真实习报告

西安郵電學院电路分析基础课程设计报告书系部名称：电子与信息工程系学生姓名：**专业名称：电子与信息工程班级：电子060*时间：年11月28日至年12月7日课程设计内容1、仿真设计设计1： 用网孔法和节点法求解电路。（a） 用网孔电流法计算电压u理论值。（b） 利用multisim进行电路仿镇，用虚拟仪表验证计算结果。（c） 用节点电位法计算电流I理论直。（d） 用虚拟仪表验证计算结果。电路图：IcIbIaIcIbIa解得结果：（网孔法）Ia=2aIa=2A解得3Ia+5Ib-Ic=2VIb=1AIc=-3AIc=-3A所以：U=(Ib-Ic)*1-2V=2V解得（节点法）(1/3+1)U1-U2=2AU1=3V解得U1+2U2=3-2AU2=2V所以：I=U1/3=1A结论分析：虚拟仪表显示结果与计算结果一致。设计2：叠加定理和齐次定理验证。使用叠加定理求解电压U理论值；利用multisim进行电路仿真，验证叠加定理。假如电路中电压源扩大为原来3倍，电流源扩大为原来2倍，是用齐次定理，计算此时电压U；利用multisim对(c)进行电路仿真，验证齐次定理。电路图及结果：将电压表置零（短路），此时：得出(1+1/2+1/4)Ua-1/4Ub=3U1得出(1/4+1/2)Ub-1/4Ua=2U1=7VUb=U1将电流表置零（开路），此时：得出I3I2I17I1-I2=0得出I3I2I1-I1+3I2-2I3=4U2=9VI3=-3U24-2I1-U2=0依照叠加定理，可得：U=U1+U2=7+9=16V依照齐次定理，当电流源扩大为原来2倍时：U1’同理，当电压源扩大为原来3倍时：U2’依照叠加定理，可得：U’=U1’+U2结论分析：虚拟仪表显示结果与计算结果一致。设计3：代替定理验证求R上电压U和电流I理论值；利用multisim进行电路仿真，分别用对应电压源u和电流源I代替电阻R，分别测量代替前后支路1电流I1和支路2电压U2，验证代替定理。电路图及结果：得到IcIbIa4Ia-2Ib-Ic=2I=94/43=2.186A得到IcIbIa-2Ia+5Ib=-6U=2I=188/43=4.372V-Ia+3Ib=6I1=Ia=0.558Au1=3Ib=2.930V分别用2.186A电流源与4.372V电流源代替电阻R5：设计4：测N1N2戴维男等效电路参数而且搭建等效电路测量等效前后外部电流I并验证是否一致电路图：分别测量N1与N2开路电压与等效电阻：N2等效电阻为4欧姆。所以等效后电路为：结果：等效后电路总电流和等效前总电流是相等结论分析：等效电路可行设计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电路图：结果:当t=0_时刻其电路图以下所以Uc(0_)=[-8/(6+6)]*6=-4V而由换路定理知Uc(0+)=Uc(0_)=-4V当t=0+时电路图以下所表示:将电流源置零可得出零输入响应U1x(0+)={-4/[2+(3//6)]}*2=-2V将电压源置零可得出零状态响应U1f(0+)=(3//6//2)*4=4V当初间t趋于无穷时电容相当于开路其等效电路图为U1f(无穷)=4*(3//6)=8V而很显著U1x(无穷)=0V在无穷图基础上将电流源置零可得出其等效电阻为Req=2+(3//6)=4hom所以本题目中时间常数τ=C*Req=0.001*4=0.004s由三要素公式得：U1f(t)=U1f(无穷)+[U1f(0+)-U1f(无穷)]e-t/τ=8+[4-8]e-1000t=8-4e-1000tVt>0U1x(t)=U1x(无穷)+[U1x(0+)-U1x(无穷)]e-t/τ=0+[-2-0]e-1000t=-2e-1000tVt>0(b)将Us改为16V,能够参考(a)中求解过程得出：U1x(t)=U1x(无穷)+[U1x(0+)-U1x(无穷)]e-t/τ=0+[-4-0]e-1000t=-4e-1000tVt>0(a)中示波器U1x(t)图形以下：(b)中示波器U1x(t)图形以下：对比波形以下：可见其图形是成倍数关系(c)若将Is改为2I而Us依然不变,仿照(a)中求解可得：U1f(t)=U1f(无穷)+[U1f(0+)-U1f(无穷)]e-t/τ=4+[2-4]e-1000t=4-2e-1000tVt>0此时示波器U1f(t)图形为

(a)中示波器U1f(t)图形为、二者对比波形以下：可见二者是成倍数关系(d)若将Us改为24V，Is改为8A，其零状态响应和零输入响应分别为：U1f(t)=U1f(无穷)+[U1f(0+)-U1f(无穷)]e-t/τ=16+[8-16]e-1000t=16-8e-1000tVt>0U1x(t)=U1x(无穷)+[U1x(0+)-U1x(无穷)]e-t/τ=0+[-6-0]e-1000t=-6e-1000tVt>0其全响应为：U1(t)=U1f(t)+U1x(t)=16-8e-1000t-6e-1000t=16-14e-1000tVt>0其波形图以下：6、已知R=50,L=2.5mH,C=5F,电源电压U=10v,角频率=rad/s,求设如图所表示一阶动态电路，在t<0时开关位于“1”，电路以达成稳态。t=0时开关闭合到“2”。用三要素法求解y>=0时，i1完全响应理论值。（b）用试验仿真方法求出三要素，从而求解i1完全响应，并用示波器显示对应波形。 2.综合设计综合设计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误差2V.电路图分析：用变压器来满足主值220V----20V对应，变压器主次匝数比理论值为5.5：1经过验证调整为5：1（电容有提升电压作用）依照二极管整流特点选择全波整流，用个二极管交替工作先将低于0电势(大地)电压提取出来，取变压器次级中心点为0势点工作过程：依照楞次定理变压器次级A,B相对大地电压向相反方向同时消长，假设A为高电势时D1工作电流向右，产生半波波形假设B为高电势时D2工作电流向右，产生半波波形两组以工作时差为半个周期交替工作得到正波形如图给输出端加一个适当容量电容赔偿电压结果如图示波器2为以上两方案变压器次级A,B对地正弦波形如图综合设计2：设计1阶RC滤波器。条件：一数字工作时钟5MHz,工作电压5V。不过该电压源上存在一个100MHz高频干扰。要求：设计一个RC电路将高频滤除。因为100MHz为干扰电压通常较低电压源可假设为上图依照低通滤波器特征，输出电压取自电容由网络函数与RC关系推得f0=1/2*π*R*C5M<f0<100M满足1/100M*2π<R*C<1/5M*2π即可综合设计3：降低电力传输损耗电路设计条件：一感性电力传输线路（包含电路损耗），负载为感性阻抗。传输电