《软件工程专业电路与电子技术》实验指导书20XX.docx
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《软件工程专业电路与电子技术》实验指导书20XX
《软件工程专业电路与电子技术》实验指导书20XX
实验一叠加定理
一、实验目的
1、熟悉仿真软件Multisim20XX的基本用法；2、通过实验加深理解和验证电路叠加定理；；3、学会直流电压和直流电流的测量方法；4、学会分析计算误差的方法。
二、实验仪器与器件1、计算机
2、仿真软件Multisim20XX
三、实验内容及步骤
1、熟悉和设置仿真软件Multisim20XX启动Multisim20XX仿真系统
选择Options/Perfernces…菜单，设置软件运行环境Multisim20XX运行环境的设置主要包括以下几方面：
①页属性设置:
单击“选项”菜单中的“页属性”命令,可打开页属性设置页面。
如图所示。
图页属性设置
1
在“电路”选项卡的“颜色”选项组中，通过下拉按钮在系统预定的颜色方案中选择页面的颜色系列。
或者选中“自定义”，分别通过右侧的颜色框，对“背景”、“选择”、“导线”、“模型元件”、“非模型元件”和“虚拟元件”的颜色进行设置。
在“工作区”选项卡中，可进行“显示”和“图纸大小”的设置。
在“字体”选项卡中，可对电路中的标识文字样式进行设置。
②单击“选项”菜单中的“全局参数”命令，单击“零件”选项卡，可设置元件符号标准。
Multisim20XX中有两套元件标准符号，一套是美国标准符号ANSI，另一套是欧洲标准符号DIN，勾选DIN标准，这种标准与我国标准接近，如图所示。
图符号标准的设置
其他选项均采用系统默认。
放置电路元件及测量仪器
按照图所示实验原理图，在设计窗口里搭接实验电路，参考连线如图所示。
2
VR1100ΩI1A＋US1－
U1I3AVR2200ΩU2A＋I2
6VR351Ω10VUS2－
图叠加定理实验电路图
图参考连线图
2、根据图中给定参数计算理论值，填入表中。
3、打开仪器仿真开关进行仿真。
4、测量下列3种情况下的各电流和电压值。
将测量数据记录于表中。
电源Us1、Us2共同作用
电源Us1单独作用时，即开关J1接Us1，开关J2接短路线。
电源Us2单独作用时，即开关J1接短路线，开关J2接Us2。
3
表叠加定理实验记录表
I1（mA）计算实测Us1Us2共同作用Us1=6VUs2不作用Us2=10VUs1不作用误差Er I2（mA）I3（mA）U1（V）U2（V）计算实测计算实测计算实测计算实测 四、实验报告要求
1、将实验电路截图并标出电路名称。
2、根据表中电流、电压的测量值，验证叠加定理
3、将理论计算值与实测值相比较，分析误差产生的原因。
五、思考题
1、用电流实测值及电阻标称值计算R1、R2、R3上消耗的功率，以实例说明功率能否叠加？
2、用实验方法验证叠加定理时，如果电源内阻不允许忽略，实验将如何进行？
4
实验二集成运放的应用
一、实验目的
1、熟悉仿真软件Multisim20XX的基本用法及集成运放uA741的用法。
2、研究集成运放组成的比例、加法、减法基本运算电路的功能。
3、研究电压比较器的功能，学习比较器传输特性的测试方法。
二、实验仪器与器件1、计算机
2、仿真软件Multisim20XX三、实验内容及步骤
1、熟悉Multisim20XX软件的运行环境及集成运放741的引脚排列。
启动Multisim20XX仿真系统，单击“放置模拟元件”快捷图标，选择741运放元件，确定后在设计窗口中单击，得到如图所示的集成运放。
该运放有八个引脚其引脚排列如图所示，它是八个引脚的双列直插式集成片，2脚和3脚为反相和同相输入端，6脚为输出端，7脚和4脚为正、负电源端，通常VCC接+15V、VEE接-15V，管脚1和管脚5之间可接入一只几十千欧的电位器，并将滑动触头接到负电源端，8脚为空脚。
（a） （b）
图741集成运放引脚排列
2、研究集成运放在线性区中的应用构成比例电路
图比例电路连线图
①在电路设计窗口按照图创建比例电路的实验电路。
5
②分别单击开关J1和J2，使两个输入端接地，观察输出的零漂电压。
③单击J2使运放的反相输入端接入直流电源V1，而同相输入端接地，这样就构成了反相比例电路。
双击电压源，逐次改变输入电压，然后单击电路窗口右上角仿真开关或按F5运行，读取电压表数值，将输出结果记录于表中。
表反相比例电路的测量输入输出理论值实测值直流信号-- ---
④单击J1使运放的同相输入端接入直流电源V2，再单击J2使运放的反相输入端接地，这样运放就构成了同相比例电路。
双击电压源，逐次改变输入电压，然后单击电路窗口右上角仿真开关或按F5运行，读取电压表数值，将输出结果记录于表中。
表同相比例电路的测量输入输出理论值实测值直流信号----
构成加法电路
在电路设计窗口按照图创建反相加法电路的实验电路，分别双击电压源，逐次改变输入电压，然后单击电路窗口右上角仿真开关或按F5运行，读取电压表数值，将输出结果记录于表中。
图反相加法电路连线图
6
构成减法电路
在电路设计窗口按照图创建减法电路的实验电路，分别双击电压源，逐次改变输入电压，然后单击电路窗口右上角仿真开关或按F5运行，读取电压表数值，将输出结果记录于表中。
图减法电路连线图
表加、减法电路的测量电路形式反相加法运算电路减法运算电路实测值Ui1/V－Ui2/V－－ Uo/V 理论值Uo/V3、研究集成运放在非线性区中的应用
图比较器测试电路
7
①按图所示在电路窗口中创建比较器测试电路。
②使开关J1处于打开状态，双击示波器XSC1，在Y/T方式下，观察观察输入、输出电压的波形。
改变示波器的工作方式为B/A，观察比较器的传输特性。
③使开关J1处于闭合状态，双击示波器XSC1，在Y/T方式下，观察观察输入、输出电压的波形。
改变示波器的工作方式为B/A，观察比较器的传输特性。
四、实验报告要求
1、将实验电路截图并标出电路名称。
2、列出实验步骤，整理实验数据，将实测数据与理论值进行比较，分析误差产生原因。
五、思考题
1、在运放调零过程中，如果输出uo≠0,说明电路中存在什么问题？
2、在反相比例电路的实验中，如果输入信号Ui>，输出电压会出现什么情况？
8
实验三组合逻辑电路的分析与设计
一、实验目的
1、掌握组合逻辑电路的分析方法。
2、熟悉译码器74LS138和数据选择器74LS151的逻辑功能3、能用74LS138和74LS151进行组合逻辑设计。
二、实验仪器与器件
1、计算机2、仿真软件Multisim20XX三、实验内容及步骤
1、组合逻辑电路的分析
①启动Multisim20XX仿真系统，单击“TTL”快捷图标，选择三个74LS00D和一个74LS10D与非门元件，确定后在设计窗口中单击，按照教材235页例题设计的电路图搭接测试电路，参考连线如图所示。
表三人表决器功能测试表
输入输出图三人表决器电路测试图
A00001111B00110011C01010101F00010111
②启动仿真开关，改变三个开关的位置，将测试结果记录于表中。
③关闭仿真开关，在设计窗口中添加逻辑转换仪XLC1，按照图所示连接电路的输入和输出，双击逻辑转换仪打开转换界面，单击“电路→真值表”转换按钮，得到该电路的真值表，与步骤②的测试结果进行对比。
单击“真值表→简化表达式”转换按钮，得到该电路的最简与或式，与例题化简的结果进行对比。
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图运用逻辑转换仪分析组合逻辑电路
2、运用74LS138D进行组合逻辑电路设计①根据真值表，写出最小项表达式。
②运用74LS138D译码器和四输入与非门74LS20D实现该逻辑功能。
参考测试线路如图所示。
关闭仿真开关，接入逻辑转换仪XLC1，打开转换界面，单击“电路→真值表”转换按钮，观察转换后的真值表是否符合设计要求。
图用74LS138和与非门实现三人表决器的测试线路
3、运用74LS151N进行组合逻辑电路设计
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实验一叠加定理
一、实验目的
1、熟悉仿真软件Multisim20XX的基本用法；2、通过实验加深理解和验证电路叠加定理；；3、学会直流电压和直流电流的测量方法；4、学会分析计算误差的方法。
二、实验仪器与器件1、计算机
2、仿真软件Multisim20XX
三、实验内容及步骤
1、熟悉和设置仿真软件Multisim20XX启动Multisim20XX仿真系统
选择Options/Perfernces…菜单，设置软件运行环境Multisim20XX运行环境的设置主要包括以下几方面：
①页属性设置:
单击“选项”菜单中的“页属性”命令,可打开页属性设置页面。
如图所示。
图页属性设置
1
在“电路”选项卡的“颜色”选项组中，通过下拉按钮在系统预定的颜色方案中选择页面的颜色系列。
或者选中“自定义”，分别通过右侧的颜色框，对“背景”、“选择”、“导线”、“模型元件”、“非模型元件”和“虚拟元件”的颜色进行设置。
在“工作区”选项卡中，可进行“显示”和“图纸大小”的设置。
在“字体”选项卡中，可对电路中的标识文字样式进行设置。
②单击“选项”菜单中的“全局参数”命令，单击“零件”选项卡，可设置元件符号标准。
Multisim20XX中有两套元件标准符号，一套是美国标准符号ANSI，另一套是欧洲标准符号DIN，勾选DIN标准，这种标准与我国标准接近，如图所示。
图符号标准的设置
其他选项均采用系统默认。
放置电路元件及测量仪器
按照图所示实验原理图，在设计窗口里搭接实验电路，参考连线如图所示。
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VR1100ΩI1A＋US1－
U1I3AVR2200ΩU2A＋I2
6VR351Ω10VUS2－
图叠加定理实验电路图
图参考连线图
2、根据图中给定参数计算理论值，填入表中。
3、打开仪器仿真开关进行仿真。
4、测量下列3种情况下的各电流和电压值。
将测量数据记录于表中。
电源Us1、Us2共同作用
电源Us1单独作用时，即开关J1接Us1，开关J2接短路线。
电源Us2单独作用时，即开关J1接短路线，开关J2接Us2。
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表叠加定理实验记录表
I1（mA）计算实测Us1Us2共同作用Us1=6VUs2不作用Us2=10VUs1不作用误差Er I2（mA）I3（mA）U1（V）U2（V）计算实测计算实测计算实测计算实测 四、实验报告要求
1、将实验电路截图并标出电路名称。
2、根据表中电流、电压的测量值，验证叠加定理
3、将理论计算值与实测值相比较，分析误差产生的原因。
五、思考题
1、用电流实测值及电阻标称值计算R1、R2、R3上消耗的功率，以实例说明功率能否叠加？
2、用实验方法验证叠加定理时，如果电源内阻不允许忽略，实验将如何进行？
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实验二集成运放的应用
一、实验目的
1、熟悉仿真软件Multisim20XX的基本用法及集成运放uA741的用法。
2、研究集成运放组成的比例、加法、减法基本运算电路的功能。
3、研究电压比较器的功能，学习比较器传输特性的测试方法。
二、实验仪器与器件1、计算机
2、仿真软件Multisim20XX三、实验内容及步骤
1、熟悉Multisim20XX软件的运行环境及集成运放741的引脚排列。
启动Multisim20XX仿真系统，单击“放置模拟元件”快捷图标，选择741运放元件，确定后在设计窗口中单击，得到如图所示的集成运放。
该运放有八个引脚其引脚排列如图所示，它是八个引脚的双列直插式集成片，2脚和3脚为反相和同相输入端，6脚为输出端，7脚和4脚为正、负电源端，通常VCC接+15V、VEE接-15V，管脚1和管脚5之间可接入一只几十千欧的电位器，并将滑动触头接到负电源端，8脚为空脚。
（a） （b）
图741集成运放引脚排列
2、研究集成运放在线性区中的应用构成比例电路
图比例电路连线图
①在电路设计窗口按照图创建比例电路的实验电路。
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