虚拟仿真实验报告.docx
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虚拟仿真实验报告
电子技术虚拟仿真实验报告
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实验一、单级阻容耦合放大电路仿真实验
一、实验目的
1、进一步熟悉multisim10软件的使用方法。
2、学会用multisim10软件分析单管放大电路的主要性能指标。
3、了解仿真分析法中的直流工作点分析法。
4、掌握测量放大器的电压放大倍数。
5、掌握静态工作点变化对放大器输出波形的影响。
6、了解不同的负载对放大倍数的影响。
7、学会测量放大器输入、输出电阻的方法。
二、实验内容及步骤
1.静态工作点的测试
(1)在电子仿真软件Multisim10基本界面的电子平台上组建如图1所示的仿真电路。
双击电位器图标,将弹出的对话框的“Valve”选项卡的“Increment”栏改成“1”,将“Label”选项卡的“RefDes”栏改成“
”。
图1单级阻容耦合放大电路仿真电路图
(2)调节
大约在35%左右时,利用直流工作点分析方法分析直流工作点的值。
直流工作点分析(DCOperatingPointAnalysis)是用来分析和计算电路静态工作点的,进行分析时,Multisim10自动将电路分析条件设为电感、交流电压源短路,电容断开。
单击Multisim10菜单“Simulate/Analyses/DCoperatingPoint…”,在弹出的对话框中选择待分析的电路节点,如2图所示。
单击Simulate按钮进行直流工作点分析。
分析结果如图3所示。
列出了单级阻容耦合放大电路各节点对地电压数据,根据各节点对地电压数据,可容易计算出直流工作点的值,依据分析结果,将测试结果填入表1中,比较理论估算与仿真分析结果。
图2直流工作点分析选项对话框
图3直流工作点分析结果
表1静态工作点数据
(V)
(mA)
(mA)
(V)
(V)
12.00000
4.5824
0.00882
1.41941
6.31353
0.63034
2.电压放大倍数测试
(1)关闭仿真开关,从电子仿真软件Multisim10基本界面虚拟仪器工具条中,调出虚拟函数信号发生器和虚拟双踪示波器,将虚拟函数信号发生器接到电路输入端,将虚拟示波器两个通道分别接到电路的输入端和输出端,如图4所示。
(2)开启仿真开关,双击虚拟函数信号发生器图标“XFG1”,将打开虚拟函数信号发生器放大面板,首确认“Waveforms”栏下选取的是正弦信号,然后再确认频率为1kHZ”;再确认幅度为10mVp,如图5所示。
图4动态测量仿真电路
图5虚拟函数信号发生器放大面板
(3)双击虚拟示波器图标“XSC1”,打开虚拟双踪示波器放大面板,可以看到输入信号和放大后的输出信号波形如图6所示(注意:
须保持电位器的百分比为35%不变)。
放大面板屏幕下方的各栏设置如图6。
图5虚拟双踪示波器放大面板
(4)用鼠标按住屏幕左上角的两个读数指针,将它们分别拉倒输入和输出正弦波的波峰位置,从屏幕下方“T1”右侧“Channel_A”下方可以读出输入信号的幅值;从屏幕下方“T2”右侧“Channel_B”下方可以读出输出信号的幅值,从而得到单级阻容耦合放大电路的电压放大倍数。
比较理论估算与仿真分析结果。
(5)先关闭仿真开关,在电路输出端再并联一个负载电阻R6(10KΩ),然后开启仿真开关进行仿真;关闭仿真开关后,重新调整读数指针位置并读出电路输出的正弦波幅值,算出电压放大倍数Au(输入信号不变),将它们填入表2中。
注意也可以用虚拟万用表测量进行放大倍数的测量,其测得的是信号的有效值。
比较理论估算与仿真分析结果。
表2测试放大倍数数据
’(KΩ)
Ui(mVp)
UoL(mVp)
Au
3//10
9.988
930.663
-93.2
3//5
9.988
777.795
-77.9
3.观察静态工作点变化对放大器输出波形的影响
(1)关闭仿真开关,先删除并联负载电阻R6(10kΩ),再开启仿真开关,改变电位器Rp的百分比为15%左右时,放大电路的电压放大倍数和Q点如何变化。
观测屏幕波形看是否有失真,如果失真,此波形属于何种失真?
说出判别理由。
答:
此波形属于饱和失真。
由于电位器调小,使基极电压升高,静态工作的Q升高。
当Q点过高时,虽然基极动态电流为不失真的正弦波,但由于输入正半周的某一段时间内进入了饱和区,导致集电极动态电流产生顶部失真,集电极电阻上的电压波形随之产生同样的失真。
由于输出电压与电阻上电压的变化相位相反,从而导致输出波形产生底部失真。
(2)将电位器Rp的百分比调到100%,然后将虚拟函数发生器的信号幅度增加到30mV,放大电路的电压放大倍数和Q点如何变化。
观测屏幕波形看是否有失真,如果失真,此波形属于何种失真?
说出判别理由。
实验二、差分放大电路仿真实验
一、实验目的:
(1)通过使用Multisim来仿真电路,测试差分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。
(2)加深对差分放大电路工作原理的理解。
(3)通过仿真,体会差分放大电路对温漂的抑制作用。
二、计算机仿真实验内容:
图1仿真电路
(1)利用仿真软件建立如图1所示的带恒流源的差分放大电路。
(2)请对该电路进行直流工作点分析。
表1差分电路静态工作点理论计算和实际测量值比较
电压或电流
理论计算值
6.50540
9.97842
-4.46700
0.50540
1.01079
1.51619
实际测量值
5.36890
10.32978
-4.38247
0.63110
0.83511
1.47519
2)静态工作点实际测量值:
了相互补偿的作用,抑制了温度漂移。
(3)请利用软件提供的电流表测出电流源提供给差放的静态工作电流。
(4)请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入、输出电阻。
(5)请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的单端出、双端输出差模电压放大倍数。
(6)请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。
该电路输出端的幅频、相频特性曲线如图所示:
(7)请利用温度扫描功能给出工作温度从25℃变化到100℃时,节点2的输出波形的变化,最大输出电压偏差以及变化比例。
节点2的输出波形的变化如图所示:
(7)请分析并总结仿真结论与体会。
1、在信号源、负载等电路参数相同的情况下,普通放大电路如图2所示和差分放大电路的“温度漂移”特性对比。
2、将单端输出接法改为双端输出接法,电压放大倍数和共模抑制比的变化。
3、差分放大电路较普通放大电路共模抑制比的变化。
图2仿真电路