最新清华大学电路原理仿真2.docx
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最新清华大学电路原理仿真2
仿真实验报告
(二)
班级:
电13
姓名:
苗键强
学号:
2011010645
日期:
2012年11月26日
实验名称:
一、设计正弦波发生器
(1)分析Wien电桥电路;
(2)组成放大倍数等于3的同相比例放大器;
(3)分析文桥电路和3倍同相比例放大器组成的正弦波发生器;
二、设计并验证电容倍增器
(1)分析电路实现电容倍增功能原理;
(2)根据C设计其他电路参数。
实验任务:
一、设计正弦波发生器
1、给定文氏电桥电路如图1所示。其中,R=10kΩ,C=0.01μF。
要求:
输入输出电压均为正弦交流,求输出电压和输入电压同相时的频率,并求同相时输出电压和输入电压有效值的比值。
2、采用同相比例器放大电路如图2。设计一个放大倍数等于3的放大器。
要求:
(1)给出仿真电路图。
(2)给出仿真结果,设法验证所设计放大器的放大倍数是3倍。
3、由文桥电路和三倍同相比例放大器组成一个正弦波发生器如图3所示。
说明:
若在设计参数下电路不起振,可略增大反馈电阻R2以增加放大器的放大倍数。
要求:
(1)回答:
为什么第2部分需要设计放大倍数为3的同相比例放大器?
(2)给出仿真电路图。
(3)给出示波器显示的波形(图3中给出了示波器两个通道的接入点)。图中需要用游标测出周期和峰值。在振荡波形不失真的条件下(通过调节R2达到要求),将2个游标分别移至正弦波的2个相邻的最大值处,从而显示正弦波的峰值和周期。
(4)在上一步的基础上要想获得2倍频率的正弦波,给出一种解决方案。仿真验证你的解决方案。给出示波器显示的波形。图中需要用游标测出周期和峰值。在图3所示电路中,A点的电压经过由运算放大器构成的同相比例放大器的放大为B点的电压,B点电压又经过文氏电桥反馈回A点。如果对于某个频率的正弦波来说,电路满足(平衡条件),即A点特定频率的正弦波经过放大器和反馈网络回到A点之后的幅值和相位都没有发生改变,则能够在A点和B点维持特定频率稳定的正弦波。
二、设计并验证电容倍增器
一种电容倍增器的电路如下图所示。
(1)说明该电路为何能够实现电容倍增功能。
(2)已知C=10nF,设计该电路的其他参数,使得从端口上得到0.11μF的电容。
理论分析及仿真电路:
一、正弦波发生器:
1、根据电路元件关系,我们可以得到:
整理得:
要使得输出电压和输入电压同相位,则要求:
即:
此时,有:
通过Multisim仿真,电路图如下:
得到示波器示数如下:
仿真结果与理论计算相符。
2.根据实验要求,有:
同时需满足:
有:
通过Multisim仿真,电路图如下:
得到示波器示数如下:
仿真结果与理论计算相符。
3.因为第一步中设计的文氏电桥有:
若要求电路能够持续运行,就要求第二步中的放大器放大倍数为3,从而信号经过正反馈后能够自我维持。
通过Multisim仿真,电路图如下:
在电路运行后,先使得开关接上端,这时电路符合起振条件,当信号达到一定程度时,将开关接下端,这时电路可以稳定运行。
得到示波器示数如下:
二、设计并验证电容倍增器
设计电路图如下所示:
在上图中,我们可以在电容电路串联了一个1Ω的电阻,其目的在于测量通过电容的电流。
简单计算可知该电阻的串入对电路影响很小,所以可以忽略。
所以通道A测量的就是通过电容的电流,而通道2测量的则是电源的电压。
对电路的分析可以得出,电容两端的电压为:
故,通过该支路的电流为:
由于放大器的虚断,此电流可以认为是电源电流。
因而,从电源端看进去,等效电容为:
3、竞争对手分析
即:
因为是连锁店,老板的“野心”是开到便利店那样随处可见。
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因此在价格方面要做适当考虑:
我们所推出的手工艺制品的价位绝大部分都是在50元以下。
一定会适合我们的学生朋友。
将数据带入,有:
成功秘诀:
好市口+个性经营
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因此,顺应时代的饰品文化显示出强大的发展势头和越来越广的市场,从事饰品销售是有着广阔的市场空间。
得到示波器示数如下:
五、创业机会和对策分析
据调查统计,有近94%的人喜欢亲戚朋友送给自己一件手工艺品。
无论是送人,个人兴趣,装饰还是想学手艺,DIY手工制作都能满足你的需求。
下表反映了同学们购买手工艺制品的目的。
如图(1-4)观察图像可以得出,电流超前电压90o,且电流幅值约为978μV,电压幅值约为1.414V。
故可求得等效电容为:
符合题意。
2、传统文化对大学生饰品消费的影响实验结论:
一、成功设计了正弦波发生器
合计50100%二、设计并验证了电容倍增器
(二)大学生对DIY手工艺品消费态度分析