电路仿真课程设计报告1.docx

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电路仿真课程设计报告1

电路设计仿真与基础训练

报告书

院（系）名称

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学生姓名

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专业名称

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班级

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实习时间

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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+/-2V

电路图：

、

示波器显示图：

理论分析：

先用变压器将220V的交流电转化为20V的交流电，再用二极管将20V交流电的负值滤掉，因为电容充电很快（周期0.02S）而放电相对比较慢，所以电阻两端能维持一个稳定的电压。

将电容的C调的小一点可以使充放电的速度加快，就可以使得输出电压变化幅度很小。

仿真结果：

通过电路，将220V的交流电转化成了大约20V的直流电。

综合设计2：

风扇转速与风扇电机的端电压成正比；风扇电机的电感线圈的内阻为200欧姆，线圈的电感系为500mH。

风扇工作电源为市电，即有效值220V，频率50Hz的交流电。

要求：

无损调速器，将风扇转速由最高至停止分为4档，即0，1，2，3档，其中0档停止，3档最高。

电路图：

各档波形图：

分别调至1.2.3档胡波形图;

从图可以看出，换不同的档位电压的振幅大小不同，即是电压大小不同，越高档振幅越大，电压越大，风速与电压成正比，所以风速越大。

当开关接0档时的电压值：

示数:

接入1档时，串连一个1H的电感，风扇两端电压115.213v.如图所示：

接入2档时电路串连一个0.25H的电感。

电压186.407V。

如下图所示：

接入3档时，直接用市电。

电压222.032V。

如下图所示：

理论分析：

用电感做为电路电压的分压，因为电感只作为能量交换的原件，不消耗功率，所以达到无损的条件。

当用大小的不同的电感时，接入电路时分压大小不同，达到调速作用。

如上面各图所示。

仿真结果：

由图可知，当开关分别置1，2，3时，示波器电压波振幅依次增大，即风扇两端的电压依次增大，其中当风扇置0档时，电压为零，满足风扇转速与风扇电机的端电压成正比的条件。

设计3：

设计1阶RC滤波器。

条件：

一数字电路的工作时钟为5MHz，工作电压5V。

但是该数字电路的+5v电源上存在一个100MHz的高频干扰。

要求：

设计一个简单的RC电路，将高频干扰滤除。

电路图：

去掉高频电源时并入电容的电路图及波形图：

去掉低频电源的电路图及波形图：

在高低频电源同时存在时加入电容的电路图及波形图：

结论分析：

电容有通高频的作用，当电路中有高频干扰时，可在电路中接近电源的地方加一小电容，即可将高频干扰滤过，得到我们想要的工作电压。

设计4：

降低电力传输损耗电路的设计

条件：

一感性的电力传输线（包含电路损耗），负载为感性阻抗，传输电压可变。

电路等效结构如图4。

2-1所示。

电路图：

解：

方法一：

提高负载的电压。

对一个变压器：

为原线圈电压，电流，

为副线圈电压，电流。

当我们降低

的比值时，即相应的提高

，降低

，以提高了

。

减少。

未升压前的功率对比，左边为传输前输出功率，右边为传输后的功率：

消耗功率：

P1=69.501-34.759=34.742（W）。

T=34.742/69.501=499％.可见传送功率非常低。

升压后的前后功率对比，左边为传输前功率，右边为传输后功率：

P=P1-P2=0.128（W）.功率非常接近。

由结果看出，提高负载的电压，使的保证所需功率不变条件下，大大的减少了传输损耗，符合题意要求。

方法二：

当负载端口并联电容，若电容电流为

（其超前电压

），原理电路图如下：

则线路电流为

其向量关系如图：

由图可以看出：

线路电流I明显减少。

由向量知道

，并联电容C后

，功率因数增加了，所以

会减小。

（加大功率因数法，即负载端口并联电容）电路图：

并联电容前：

功率也大约有50％。

即是传送电能过程消耗了近50％的电能。

并联电容后：

线路消耗功率：

P=P1-P2=3.943（W）.传输功率：

T=40.337/44.280=91.09％.

由结果看出，并联电容提高电力传输效率，减小电力传输损耗，符合题意要求。

结论分析：

输电过程中，输电线损耗功率很大，为减少损耗，输电线应采用导电性能良好的金属制成，并减小输电线电流，设负载的功率因数为

设负载电压

的初相为零，即

由于负载吸收功率

，故线路电流

所以线路损耗功率为：

；

所以，要减少损耗就应该提高

或功率因数

。

由上面的分析及电路仿真结果可知，两种降低电力传输损耗的功能，且未改变整个电路的阻抗性质，达到题目要。

综合设计7：

设计题：

已知ω=103rad/s,Zs=Rs+jXs=50+j100Ω,R=100Ω,Us=100ν,

现在手头只有电容器，问你R与电源之间连接一个什么样的电路，才能使R获得最大Pm画出仿真电路图，并求出原件的参数取值和Pm值。

电路图：

理论分析：

上图为原图的功率值，下图为改变后的电路。

通过计算可以得出并联1Ｆ电容时可以使功率达到最大。

而由图可知电容与其它负载是并联关系，所以根据电容之间的串并联关系可以求出电容的值和电感的值，从而确定R与电源之间电路的连接，此时的功率达到最大。

仿真分析：

由上比较可知功率提高了。

PCB设计：

综合设计3：

设计一阶RC滤波器。

西安邮电学院电子工程学院电路设计仿真与基础训练过程考核表

学生姓名

班级/序号

/

承担任务实验室（单位）

微电子学系

所在部门

实施时间

具体内容

第一周

第二周

指导教师（师傅）姓名

职务或职称

助理工程师

指导教师（师傅）

对学生的评价

学习态度

□认真□一般□不认真

学习纪律

□全勤□偶尔缺勤□经常缺勤

实践能力

□很强□一般□较差

指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见

指导教师（师傅）签字

年月日

西安邮电学院电子工程学院电路设计仿真与基础训练成绩鉴定表

学生姓名

班级/序号

进行时间

成绩鉴定

学习内容（20分）

与教学任务计划结合程度（10分）

与专业培养结合程度（6分）

其它（4分）

接受单位评价

（20分）

实践能力（10分）

学习态度（6分）

学习纪律（4分）

报告鉴定

（60分）

报告内容与实践过程紧密结合（15分）

报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）

报告质量（主题、结构、观点、逻辑、资料、字数30分）

评阅教师姓名

张阿宁

职称

助理工程师

成绩

评语

评阅教师签字

年月日