EDA实习报告.docx
《EDA实习报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EDA实习报告.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
EDA实习报告
EDA
技
术
及
其
应
用
实
训
报
告
学院：
电气与控制工程学院
班级：
自动化1202班
姓名：
李锦涛
学号：
指导老师：
杨占社许琼
时间：
2015年1月15日
电子电路EDA实训
一、课程设计的目的及任务
EDA课程设计是工科院校电类专业学生进行的一次较全面的设计能力训练实践课程。
通过本课程设计重点掌握一种EDA软件--Multisim软件在模拟电路和数字电路的设计和仿真应用，训练学生综合运用学过的电子电路的基本知识，独立设计比较复杂的电路的能力。
软件平台是NIMultisim，便于开展综合性的设计和实验，有利于培养综合分析能力、开发和创新的能力。
?
通过课程设计，学生要掌握使用EDA工具设计电路的方法，包括图形设计输入、编译、软件仿真和分析等全过程。
1.培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用电子设计自动化和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关电子电路设计方面的知识。
2.通过系统学习NIMultisim，利用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，制定设计方案实现原理电路设计、电路功能测试，仿真和分析，达到掌握电子电路分析和设计全过程和实验。
3.进行设计基本技能的训练。
结合所学电工电子理论进行软件电路设计，熟悉和运用设计资料以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的分析和设计能力。
二、课程设计的基本要求
通过学习与实践，使学生接触、了解、进而初步掌握先进的电子系统设计技术，学习基于NIMultisimEDA软件的一般方法和设计思想，并培养学生的抽象思维能力和创新意识；提高学生学习应用电子技术课程知识解决实际问题的能力，锻炼学生应用EDA解决小型系统设计的能力。
1、通过课程设计使学生能熟练掌握EDA软件（NIMultisim）的使用方法，能熟练进行设计输入、管脚分配、仿真、分析等过程。
2、?
通过课程设计使学生能利用EDA软件进行电子技术综合问题的设计。
3、?
通过课程设计使学生初步具有分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力。
?
4、?
通过课程设计使学生能独立撰写严谨、通顺的课程设计报告。
?
三、课程设计的内容、过程及基本要求
电路分析部分
实验一RLC串联谐振电路
要求：
试用NIMutisim仿真软件提供示波器观察L、C串联谐振电路外加电压与谐振电流的波形，并用波特图仪测定频率特性。
电路图如下：
示波器的波形如图所示：
波特图频率特性：
1.原理解释：
串联谐振时，电感电压与电容电压等值异号，即电感电容吸收等值异号的无功功率，使电路吸收的无功功率为0；电场能量和磁场能量都在不断变化，但此增彼减，互相补偿，这部分能量在电场和磁场之间振荡，全电路电磁场能量总和不变；激励供给电路的能量全转化为电阻发热。
为了维持振荡，激励必须不断供给能量补偿电阻的发热消耗，与电路中总的电磁场能量相比每振荡一次电路消耗的能量越少，电路的品质越好。
2.谐振条件：
在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC=感抗XL相等时，即发生串联谐振，此时电路中的电压U与电流I的相位相同。
电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。
实验二三相电路
1．功能、用途简介
目前，在动力方面，世间上的发电和输、配电系统一般都采用三相交流制，这是由于三相交流有很多优点。
例如，在尺寸相同的情况下，三相发电机输出的功率要大一些用同样材料所制造的三相电机，其容量比单相电机大50%；在输送同样功率的情况下，三相输电较单相输电可节省有色金属25%，而且电能损耗较单相输电时少。
2．基本原理图
图1三相星形接法对称负载
分析：
当接入三相对称负载时，三相负载电压都相等，三相负载电流均相等，相电压是线电压的381.081/220.017=√3倍，相电流等于线电流。
图2三相星形接法不对称负载
结论：
与三相星形接法对称负载相同。
图3三相不对称负载中心线断开
结论：
不对称负载的两端电压和流过的电流都有变化，但相电压不变。
图4三相对称负载三角形接法
结论：
三相对称负载三角形接法，线电压等于相电压，线电流=381.069/1000≈0.38A,相电流是线电流的0.66/0.38=√3.
三．未来展望：
目前，在动力方面，世间上的发电和输、配电系统一般都采用三相交流制，这是由于三相交流有很多优点。
例如，在尺寸相同的情况下，三相发电机输出的功率要大一些用同样材料所制造的三相电机，其容量比单相电机大50%；在输送同样功率的情况下，三相输电较单相输电可节省有色金属25%，而且电能损耗较单相输电时少。
模拟电子电路部分
实验三射极跟随器
一、实验目的?
1、熟悉multisim软件的使用方法?
2、掌握放大器的静态工作点的仿真方法，及对放大器性能的影响。
?
3、学习放大器静态工作点、电压放大倍数，输入电阻、输出电阻的仿真方法，了解共射级电路的特性。
?
4、学习mutisim参数扫描方法?
5、学会开关元件的使用?
二、虚拟实验仪器及器材?
双踪示波器信号发生器交流毫伏表数字万用表
?
三、实验步骤?
1．实验电路图如图所示：
2.进行静态工作点仿真。
将数据填入表中。
Vb
Vc
Ve
Ie=Ve/Re
8.3354
12.0000
7.6685
4.26mA
3.测量电压放大倍数：
双击万用表，把数据填入表中。
Vi（V）
Vo（V）
Av=Vo/Vi
3.00
2.823
0.941
4.测量输入电阻：
将数据填入表中。
Vs（V）
Vi（V）
Ri=Vi*Rs/（Vs-Vi）
3.000
2.759
58385欧
5.测量输出电阻：
将数据填入表中：
Vo（V）
VL（V）
Ro=（Vo-VL）*RL/VL
1.988
1.977
100.15欧
四．分析射级跟随器的性能及特点：
?
由以上仿真实验知道，射级跟随器的放大倍数很大，且输入输出电压相位相反，输入和输出电阻也很大，多用于信号的放大。
实验四差动放大电路
一、?
实验目的?
1、?
熟悉Multisim软件的使用方法?
2、?
掌握差动放大电路对放大器性能的影响?
3、?
学习差动放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的仿真方法。
?
4、?
学习掌握Multisim交流分析?
5、学会开关元件的使用?
二、虚拟实验仪器及器材?
双踪示波器信号发生器交流毫安表数字万用表
?
三、实验步骤?
?
如下所示，输入电路：
1．调节放大器零点?
：
把开关S1和S2闭合，S3打在最左端，启动仿真，调节滑动变阻器的阻值，使得万用表的数据为0，填表一：
?
测量值S2在左端
Q1
Q2
R9
C
B
E
C
B
E
U
6.495V
-37.533mV
-639.607mV
6.495V
-37.533mV
-639.607mV
-916.71mV
S在第二
8.280V
-24.637mV
-612.626mV
8.280V
-24.637mV
-612.626mV
-11.999mV
2．测量差模电压放大倍数?
如图更改电路。
把相关数据填入下表：
典型差动放大电路
恒流源差动放大电路
双端输入
共模输入
双端输入
共模输入
Ui
100mV
1V
100mV
1V
Uc1（V）
2.449V
48.725mV
2.403V
1.737mV
Uc2（V）
2.401V
48.725mV
2.401V
1.737mV
Ad1=Uc1/Ui
24.5
无
24
无
Ad=U0/Ui
48.5
无
48
无
Ac1=Uc1/Ui
无
0.097
无
0.0017
Ac=Uo/U1
无
0
无
0
CMRR=|Ad1/Ac1|
252.6
14117.7
3、测量共模电压放大倍数
?
更改电路如图所示：
把仿真数据填入上表。
数字电路部分
实验五?
?
基于Multisim数字电路仿真实验
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，入网数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。
?
2.进一步了解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逻辑分析仪测试74LS138译码器逻辑功能。
?
三、实验原理?
实验原理图如图所示：
四、实验步骤?
1.在Multisim软件中选择逻辑分析仪，字发生器和74LS138译码器；
2.数字信号发生器接138译码器地址端，逻辑分析仪接138译码器输出端。
并按规定连好译码器的其他端口。
?
3.点击字发生器，控制方式为循环，设置为加计数，频率设为1KHz，并设置显示为二进制；点击逻辑分析仪设置频率为1KHz。
?
相关设置如下图：
五、实验数据及结果?
逻辑分析仪显示图下图:
实验结果分析：
由逻辑分析仪可以看到在同一个时序74LS138译码器的八个输出端口只有一个输出为低电平，其余为高电平.结合字发生器的输入，可知.在译码器的G1=1，G2A=0，G2B=0的情况下，输出与输入的关系如下表所示：
输入
输出
C
B
A
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
结论：
当G1=1，G2A=0，G2B=0中任何一个输入不满足时，八个输出都为1?
。
六、实验总结?
通过本次实验，对Multisim的基本操作方法有了一个简单的了解。
同时分析了38译码器的功能，结果与我们在数字电路中学到的结论完全一致。
实验六施密特触发器
要求：
用555定时器，观察波形，说明原理和功能，观察周期和占空比，与理论计算值比较，分析误差原因
施密特触发器
1.电路图如下：
2.示波器波形（截图）如下：
由上波形图可知：
正弦波周期
由上图波形可知：
方波周期
；高电平时间
因此，占空比
由以上图可知：
跳变电压为1.558V、3.418V
3.理论值计算
可知信号源频率
那么
跳变电压：
令
解得
因此占空比
4．实测与理论值比较
数值
周期
T
跳变电压V1
跳变电压V2
占空比
q
实测值
1.007ms
1.670V
3.418V
0.615ms
0.611
理论值
1.000ms
1.558V
3.333V
0.615ms
0.615
5.实测和理论的误差分析
（1）读数误差，即在电脑分析时使用游标确定数值时，游标所移动的位置难免由于操作问题，而出现误差，导致数值显示不精准。
（2）仿真时，程序运行时可能会存在误差。
（3）可能在软件定义元器件的参数时，与我们实际计算时，会存在误差。
6.由555定时器组成的施密特触发器的工作原理
输入信号Vi，对应的输出信号为Vo，假设未接控制输入Vm?
（1）当Vi=0V时，即Vi1<2/3Vcc、Vi2<1/3Vcc,此时Vo=1。
以后Vi逐渐上升,只要不高于阀值电压（2/3Vcc）,输出Vo维持1不变。
（2）当Vi上升至高于阀值电压（2/3Vcc）时，则Vi1>2/3Vcc、Vi2>1/3Vcc，此时定时器状态翻转为0，输出Vo=0，此后Vi继续上升，然后下降，只要不低于触发电位（1/3Vcc），输出维持0不变。
（3）当Vi继续下降，一旦低于触发电位（1/3Vcc）后，Vi1<2/3Vcc、Vi2<1/3Vcc，定时器状态翻转为1，输出Vo=1。
实训心得：
首先这次实训使我们对之前学过的电路，模电和数电知识有了一个复习和再次体会的过程，使我们把这几个方面的知识在脑海里织成了一张网络。
经过这些天对Multisim软件初级阶段的探索认知，从对电路图理论的认识到仿真操作的学习，从绘制图形到解决基本的电路计算测量问题，我确实收获许多，发现课本以外的知识无处不在，只有时刻保持着勇于探索的精神，才能更加完善自己的知识储备。
这次实训所用的Multisim软件，我了解到，我们可使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
Multisim是一款完整的设计工具系统，提供了一个非常大的原件数据库，并提供原理图输入接口﹑全部的数模Spice仿真功能。
它提供的单一易用的图形输入接口可以满足用户的设计需求。
Multisim提供全部先进的设计功能，满足用户从参数到产品的设计要求。
因为程序将原理图输入、仿真和可编程逻辑紧密集成，用户可以放心地进行设计工作，不必顾及不同供应商的应用程序之间传递数据时经常出现的问题。
本次实训中，我们主要应用了Multisim此款软件的模电与数电的电路仿真，下面将从本学期的上机实验中总结本学期对Multisim此款仿真软件的学习心得。
?
EDA仿真软件是Multisim系列仿真软件的前身，也是我们电子电路设计与仿真这一课程使用的主要仿真设计软件。
在EDA工作平台上可建立各种电路进行仿真实验，其元器件库可提供万余种常用元器件，具有高度集成、界面直观、操作方便等特点，同时还具有多种电路分析手段和各类虚拟测量仪表。
?
相比于实际实验操作设计电路，电子电路设计与仿真技术有着前者不具备的各种优点。
首先，使用仿真软件时，仪器的控制面板和相关操作均与实物相似，并且可以实时显示相关的测量数据；
其次，仿真软件带有丰富的电路元器件库，并能提供多种电路分析方法；
再有，作为设计工具，能与其他流行的电路分析、设计、仿真软件交换数据，更简单方便，且不易出现错误；
最后，仿真软件还是一种优秀的电子技术训练工具，利用他提供的各种虚拟仪表，可以更加方便灵活地进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，并加以修正。
?
当然，由于设计软件的种类繁多，各种软件的使用方法千差万别，故而使用不同的软件设计电路所要的操作也不尽相同，但总体上来讲，对于要设计一个实际电子电路的基本步骤主要为以下几点：
一、根据相关电子电路的设计要求，进行总体上的方案选择，选择的方案不同，其接下来的相关步骤也是不尽相同的；
二、对组成电路的相关元器件进行选择，使用什么样规格的元器件能得到最好的效果，并且要对元器件的相关参数进行修改，以适应实际条件；
最后，就是要绘制出电路图以供交流参考。
?
通过对这个软件的学习，我认为这是一个发展瞬息万变的时代，学习也变得越来越多元化，许多地方的依旧停留在书本理论的教育，确实应该改变方法。
科学技术的发展为我们的成长提供了相对以前更优越、先进的条件来探索认知未知的世界，这就要求我们在对理论知识根深蒂固的时候，能够灵活变通地应用到实践中，掌握先进的软件技术，则能够更好地提高学习效果与效率。
我认为，理论与实践，就像鱼与水，因此只有把理论与实践结合，才能真正做到说对知识的全方位立体掌握，在生活中也便学以致用，让知识在发挥其应有作用时继续创造更多潜在价值。
在本学期的实训中，在老师的指导下对Multisim进行了初步的学习与认识，由对此款软件的一无所知，到渐渐熟悉，感到莫大欢喜。
本次实训的学习也只是对Multisim此款仿真软件的初步认识与学习。
在初步学习与认识的过程中，深深了解到Multisim此款仿真软件是一款完整的设计工具，今后一定会在实训中将此款软件学习的更好。
?
升级会员 