1、<p>　　《電子技術(shù)Ⅱ課程設(shè)計》</p><p><b>　　報告</b></p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　院 系 自動控制與機(jī)械工程學(xué)院 <

2、/p><p>　　班 級 核 電 一 班 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　2014年 6月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><

3、b>　　一、設(shè)計的目的1</b></p><p>　　二、設(shè)計任務(wù)和要求1</p><p>　　三、課程設(shè)計內(nèi)容1</p><p>　　1. Multisim仿真軟件的學(xué)習(xí)1</p><p>　　四、基礎(chǔ)性電路的Multisim仿真2</p><p>　　1.題目一：半導(dǎo)體器件的Multis

4、im仿真2</p><p>　　2.題目二：單管放大電路的Multisim仿真7</p><p>　　3.題目三：差分放大電路的Multisim仿真11</p><p>　　4.題目四：兩級反饋放大電路的Multisim仿真14</p><p>　　5.題目五：集成運算放大電路的Multisim仿真21</p><

5、;p>　　6.題目六：波形發(fā)生電路的Multisim仿真23</p><p>　　五.綜合性能電路的設(shè)計和仿真26</p><p>　　1.題目二：功率放大器的設(shè)計26</p><p><b>　　六、總結(jié)29</b></p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)29</b></p

6、><p><b>　　一、設(shè)計的目的</b></p><p>　　該課程設(shè)計是在完成《電子技術(shù)2》的理論教學(xué)實踐，掌握電子電路計算機(jī)輔助分析與設(shè)計的基本知識和基本方法，培養(yǎng)綜合知識應(yīng)用能力和實踐能力，為今后從事本專業(yè)相關(guān)工程技術(shù)打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　二、設(shè)計任務(wù)和要求</b></p><p

7、>　　本次課程設(shè)計的任務(wù)是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)Multisim仿真軟件的使用方法，分析和設(shè)計完成基礎(chǔ)性的電路設(shè)計和仿真及綜合性電路設(shè)計和仿真。</p><p><b>　　要求：</b></p><p>　　鞏固和加深對《電子課程2》課程知識的理解；</p><p>　　會根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍、查閱手冊和文獻(xiàn)資料；</p>

8、<p>　　掌握仿真軟件Multisim的使用方法；</p><p>　　掌握簡單模擬電路的設(shè)計、仿真方法；</p><p>　　按課程設(shè)計任務(wù)書的要求撰寫課程設(shè)計報告，課程設(shè)計報告能正確反映設(shè)計和仿真結(jié)果。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　1. Multisim仿

9、真軟件的學(xué)習(xí)</p><p>　　Multisim7是一個優(yōu)秀的電工技術(shù)仿真軟件，既可以完成電路設(shè)計和版圖繪制，也可以創(chuàng)建工作平臺進(jìn)行仿真實驗。Multisim7軟件功能完善，操作界面友好，分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，易學(xué)易用，靈活簡便，因此，在教學(xué)、科研和工程技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。</p><p>　　四、基礎(chǔ)性電路的Multisim仿真</p><p>　　1.題目一：半

10、導(dǎo)體器件的Multisim仿真</p><p><b>　　1.1課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1.利用Multisim觀察半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦裕?lt;/p><p>　　2.利用Multisim觀察穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用；</p><p>　　1.2電路模型的建立</p><p>　　1.

11、2.1二極管仿真電路</p><p>　　在Multisim中構(gòu)建二極管電路，如圖一所以，圖中VD是個虛擬二極管，輸入端加上最大值Uimax=4V,頻率為1kHz的正弦波電壓，接入一個虛擬示波器XSC1，這是一臺雙蹤示波器，有A、B兩個通道，A端接二極管電路的輸入端，B端接電路的輸出端如圖一所示。</p><p>　　圖一 二極管仿真電路電路圖</p><p>　

12、　電路仿真以后，可由示波器觀察到輸入、輸出波形，如圖二所示。為了便于區(qū)別，用黑色線顯示輸入波形，用紅色線顯示輸出波形。由圖可見，輸入信號是一個雙向的正弦波電壓，而經(jīng)過二極管以后，在輸出端得到一個單方向的脈動電壓，可見二極管具有單向?qū)щ娦浴?lt;/p><p><b>　　圖二 波形圖</b></p><p>　　1.2.2 穩(wěn)壓管仿真電路</p><

13、p>　　在Multisim中構(gòu)建穩(wěn)壓管電路如圖三所示，圖中XMM1、XMM2均為虛擬數(shù)字萬用表，其中XMM1設(shè)定為直流電流表，XMM2設(shè)定為直流電壓表。分別改變直流輸入電壓U和負(fù)載阻值RL的大小，測試負(fù)載兩端的電壓和穩(wěn)壓管中電流如何變化。</p><p>　　圖三 穩(wěn)壓管仿真電路電路圖</p><p>　　當(dāng)直流輸入電壓U=6V，負(fù)載電阻RL=1kΩ時，電路仿真后，從虛擬儀表XMM

14、2測得輸出電壓U0=3.991V，從XMM1測得穩(wěn)壓管電流I1=12.751mA。（如圖四）</p><p>　　圖四 用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　將直流輸入電壓改為U=8V，RL不變，再次進(jìn)行仿真后，可測的U0=4.008V，I1=29.262mA。(如圖五)</p><p>　　圖五 用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p>

15、<p>　　再將負(fù)載電阻改為RL=500Ω，而U=6V 不變，可測得U0=3.984V，I1=8.836mA。（如圖六）</p><p>　　圖六 用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　2.題目二：單管放大電路的Multisim仿真</p><p><b>　　2.1課程設(shè)計任務(wù)</b></p><

16、p>　　1.使用Multisim繪制單管放大電路。</p><p>　　2.測試電路的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。</p><p><b>　　3.分析仿真結(jié)果。</b></p><p>　　2.2電路模型的建立</p><p>　　2.2.1單管共射放大電路仿真電路</p><

17、;p>　　在Multisim中構(gòu)建單管共射放大電路如圖七所示，電路中三極管β=50，Rbb’=300Ω。</p><p>　　圖七 單管共射放大電路仿真電路電路圖</p><p><b>　　2.2.2靜態(tài)分析</b></p><p>　　在仿真電路中接入三個虛擬數(shù)字萬用表，分別設(shè)置為直流電流表或直流電壓表，以便測得IBQ、ICQ和UCE

18、Q，如圖八所示。</p><p>　　電路仿真后，可測得IBQ=40.19礎(chǔ)=40.19uA，ICQ=2.007mA，UCEQ=5.979V。</p><p>　　圖八 用虛擬儀表測量Q點的電路和用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　2.2.3 觀察輸入輸出波形</p><p>　　在圖七中的單管共射放大電路仿真后，可從虛擬示波

19、器觀察到uI和uo的波形如圖九所示。圖中黑色線顯示uI的波形，紅色線顯示uo的波形。從圖上可以看出，uo的波形沒有明顯的非線性失真，而且uI和uo的波形相位相反。</p><p>　　圖九uI和uo的波形</p><p>　　2.2.4測量電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。</p><p>　　將圖七中的虛擬數(shù)字萬用變分別設(shè)置為交流電壓表或交流電流表。由

20、虛擬儀表測的，當(dāng)Ui=9.998mV時Uo=783.331mV，Ii=10.481礎(chǔ)=10.481uA，（如圖十）則</p><p>　　圖十 用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　為了測量輸出電阻Ro，可講圖七電路中的負(fù)載阻值RL開路，此時從虛擬儀表測的U’0=1.567V（圖十一），則</p><p>　　圖十一 用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)&

21、lt;/p><p><b>　　2.3分析仿真結(jié)果</b></p><p><b>　　理論上，</b></p><p>　　通過比較發(fā)現(xiàn)，仿真出來的值與實際計算的值大約相等，只存在很小的一部分誤差，可能是由于仿真設(shè)備上有一定的電阻值誤差在里面。</p><p>　　3.題目三：差分放大電路的Multi

22、sim仿真</p><p><b>　　3.1課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1.使用Multisim繪制放著差分放大電路。</p><p>　　2.測試差分放大電路的靜態(tài)工作點、差模電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。</p><p>　　3.2電路模型的建立</p><p>　　3.2

23、.1長尾式差分放大電路仿真電路</p><p>　　在Multisim中構(gòu)建一個接有調(diào)零電位器的長尾式差分放大電路如圖十二所示，其中兩個三極管的參數(shù)為β1=β2=50，rbb’1=rbb’2=300Ω，調(diào)零電位器RW的滑動端調(diào)在中點。</p><p>　　圖十二 長尾式差分放大電路仿真電路電路圖</p><p>　　3.2.2 靜態(tài)工作點分析</p>

24、<p>　　利用Multisim的直流工作點分析功能測量放大電路的靜態(tài)工作點。分析如圖十三：</p><p>　　圖十三 長尾式差分放大電路直流工作點分析圖</p><p>　　可知UCQ1=UCQ2=5.89216V（對地）</p><p>　　UBQ1=UBQ2=-40.71884mV(對地)</p><p><b>

25、　　則</b></p><p>　　加上正弦輸入電壓利用虛擬示波器可看到圖十四的波形，uC1和uI反相，而uC2與uI相同。</p><p>　　圖十四uI （藍(lán)線）uC1（黑線）、 uC2 （紅線）波形圖</p><p>　　3.2.3 差模電壓放大倍速Ad、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。</p><p>　　當(dāng)Ui=10mV（即

26、Ui1=5mV，Ui2=-5mV）時，由虛擬儀表（圖十五）測的Uo=127.517mA，Ii=169.617nA，則</p><p>　　將負(fù)載電阻RL開路，測的U’o=510.044mV（圖十六）</p><p><b>　　則</b></p><p>　　圖十五 用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　

27、圖十六 用虛擬電壓測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　4.題目四：兩級反饋放大電路的Multisim仿真</p><p><b>　　4.1課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1.將開關(guān)K斷開，電路中暫不引用級間反饋</p><p>　　1.1.利用Multisim軟件分析電路的直流工作點，測量無極間反饋的兩級放大電

28、路的靜態(tài)工作點；</p><p>　　1.2.加上正弦輸入電壓，用虛擬示波器觀察第一級、第二級輸出波形，并測量兩級放大電路中的電壓放大倍數(shù)；</p><p>　　1.3.利用Multisim軟件提供的各種測量儀表測無級間反饋的兩級放大電路的輸入電阻；</p><p>　　1.4.將負(fù)載電阻斷開，利用Multisim提供的各種測量儀表測無級間反饋的兩級放大電路的輸出電

29、阻；</p><p>　　2.將開關(guān)K閉合，電路引入級間反饋</p><p>　　2.1.加上同樣的正弦輸入電壓，用虛擬示波器觀察波形，并測量兩級放大電路中的電壓放大倍數(shù)；</p><p>　　2.2.利用Multisim軟件提供的各種測量儀表測無級間反饋的兩級放大電路的輸入電阻；</p><p>　　2.3.將負(fù)載電阻斷開，利用Multis

30、im提供的各種測量儀表測無級間反饋的兩級放大電路的輸出電阻；</p><p>　　4.2電路模型的建立</p><p>　　4.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路仿真電路</p><p>　　在Multisim中構(gòu)建兩級電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，如圖十七所示，其中兩個三極管均為β=100，rbb’=300Ω，Cb’c=4pF，Cb’e=41pF。</p>&l

31、t;p>　　圖十七 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路仿真電路電路圖</p><p>　　4.2.2將開關(guān)K斷開，電路中暫不引入級間反饋。</p><p>　　4.2.2.1利用Multisim的直流工作點分析功能，測量無級間反饋時兩級放大電路的靜態(tài)工作點，分析結(jié)果如圖十八。</p><p>　　圖十八 電壓串聯(lián)負(fù)反饋直流工作點分析圖</p><p

32、>　　可見，UBQ1=1.98414V,UEQ1=1.24924V,UCQ1=9.14568V,UBQ2=2.95917，UEQ2=2.19919V,UCQ2=7.64516V。</p><p>　　4.2.2.2加上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可觀察到第一級輸出電壓波形與輸入電壓反相，而第二級輸出電壓波形與輸入電壓相同（如圖十九）。兩個放大級的輸出波形均無明顯的非線性失真。當(dāng)Ui=4.999mV時，利用虛

33、擬儀表可測的Uo=644.624mV（如圖二十）?？梢?，無級間反饋時，兩級放大電路總的電壓放大倍數(shù)為</p><p>　　圖十九 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，開關(guān)K斷開Uo（紅線）和Ui（黑線）波形圖</p><p>　　圖二十 用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　4.2.2.3由虛擬儀表測的，當(dāng)Ui=4.999mV時，Ii= 3.149uA（如圖二十一

34、），則無級間反饋是放大電路的輸入電阻為</p><p>　　圖二十一用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　4.2.2.4將負(fù)載電阻RL開路測的U’o=1.289V（圖二十二），則放大電路無級間反饋時的輸出電阻為 </p><p>　　圖二十二用虛擬電壓表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　4.2.3將開關(guān)K閉合，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋

35、。</p><p>　　4.2.3.1加上正弦輸入電壓，由虛擬示波器看到，同樣的輸入電壓之下，輸出電壓的幅度明顯下降，但波形更好（圖二十三）。由虛擬儀表測得，Ui=4.999mA時，Uo=50.066mV（圖二十四），則引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù)為</p><p>　　說明引入負(fù)反饋后電壓放大倍數(shù)減小了。</p><p>　　圖二十三 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路開關(guān)

36、K閉合Uo（黑線）和Ui（紅線）波形圖</p><p>　　圖二十四用虛擬電壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　4.2.3.2由虛擬儀表測得，當(dāng)Ui=4.999mV時，Ii=3.014uA（圖二十四），則</p><p>　　可見引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后輸入電阻提高了。但與無級間反饋時的Ri相比，提高很少，這是由于圖十七所示電路中總的輸入電阻為</p>

37、;<p>　　引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋只能提高可反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻R’if，而Rb11和Rb12不在反饋環(huán)路內(nèi)，不受影響，因此總的輸入電阻Rif提高不多。</p><p>　　4.2.3.3將負(fù)載電阻RL開路，測得U’o=51.793mV（圖二十五），則</p><p>　　可見，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，輸出電阻降低了。</p><p>　　圖二十五用虛擬電

38、壓、電流表測量所得數(shù)據(jù)</p><p>　　5.題目五：集成運算放大電路的Multisim仿真</p><p><b>　　5.1課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1.構(gòu)建Multisim仿真電路。</p><p>　　2.在輸入端加上正弦波，用虛擬示波器觀察輸入輸出波形。</p><p>

39、;　　5.2電路模型的建立</p><p>　　5.2.1積分電路仿真電路</p><p>　　在Multisim中構(gòu)建基本積分電路如圖二十六所示。</p><p>　　圖二十六 積分電路仿真電路圖</p><p>　　在積分電路的輸入端加上有效值為0.5V，頻率為50Hz的正弦電壓；由虛擬示波器可看到積分電路的輸入、輸出波形如圖二十七所示。

40、圖中黑色顯示輸入波形，紅色顯示輸出波形。由波形圖可見，輸出電壓是一個余弦波，輸出電壓的相位比輸入電壓領(lǐng)先90°。</p><p>　　圖二十七 輸入（黑線）輸出（紅線）波形</p><p>　　6.題目六：波形發(fā)生電路的Multisim仿真</p><p><b>　　6.1課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p&g

41、t;　　1.構(gòu)建Multisim仿真電路。</p><p>　　2. 矩形波發(fā)生電路Multisim仿真</p><p>　　3.虛擬示波器觀察電路的輸出波形和前一級滯回比較器的輸出波形。</p><p>　　4.虛擬示波器測量三角波的幅度和振蕩周期。</p><p>　　6.1.1.電路Multisim仿真</p><p

42、>　　在Multisim中構(gòu)建占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路如圖6.1-1所示</p><p>　　6.2.1三角波發(fā)生電路仿真電路</p><p>　　在Multisim中構(gòu)建三角波發(fā)生電路如圖二十八所示。</p><p>　　圖二十八 三角波發(fā)生電路仿真電路圖</p><p>　　6.2.1.1由虛擬示波器可觀察到電路的輸出波形為三角

43、波（紅線），而前一級滯回比較器的輸出波形為矩形波（黑線），如圖二十八所示。</p><p>　　6.2.1.2從虛擬示波器上可測得，三角波的幅度為Uom=9.5V，振蕩周期T=9ms。</p><p><b>　　圖二十八波形圖</b></p><p>　　五.合性能電路的設(shè)計和仿真</p><p>　　1.題目二：功率

44、放大器的設(shè)計</p><p><b>　　一.分析計算</b></p><p>　　OTL甲乙類互補(bǔ)對稱電路</p><p><b>　　（1）計算公式</b></p><p><b>　?。蒫m = = </b></p><p>　　Pom = Uc

45、emＩcm = = </p><p>　　當(dāng)滿足UCES << VCC時，可將上式中的UCES忽略，得</p><p><b>　　Pom ≈ </b></p><p><b>　?。?）參數(shù)選擇</b></p><p>　　Ui = 200 mV，Pom ≥ 2 W，RL = 8Ω；

46、R1，R2，R3；C1，C2；VT1，VT2；VD1，VD2；Vcc。</p><p>　　由：Pom ≥ 2 W，</p><p>　　Uce1 = VCC - ∣UCE2∣≈ VCC</p><p><b>　　Pom ≈ </b></p><p>　　得 Vcc ≥ V。</p><p>

47、<b>　　二.仿真電路</b></p><p>　　在Multisim中構(gòu)建OTL甲乙類互補(bǔ)對稱電路如圖7.1所示，其中VT1，VT2兩管的，其他參數(shù)也基本對稱。</p><p>　　OTL甲乙類互補(bǔ)對稱電路圖5.1</p><p>　　利用Multisim的直流工作點分析功能測定電路的靜態(tài)工作點如下：</p><p>

48、;　　可知，靜態(tài)時UBE1 =（6.84851 – 6.00000）V = 0.84851 V，UBE2 =（5.15148 – 6.00000）V = 0.84852 V，因此，當(dāng)uＩ= 0時，三極管VT1和VT2均已微微導(dǎo)電。</p><p><b>　　三.結(jié)果分析</b></p><p>　　（1）加上uＩ后，可觀察到uＩ和u0的波形如圖7.2所示。</

49、p><p>　　uＩ和u0的波形圖5.2</p><p>　　由輸出波形可看出，OTL甲乙類互補(bǔ)對稱電路基本上消除了交越失真。</p><p>　?。?）在輸出波形沒有明顯失真的前提下，利用虛擬儀表測得當(dāng)Ui = 200 mV時，最大輸出電壓的有效值為U0 = 173.56 mV 如圖7.3所示。則放大電路的最大輸出功率為</p><p>　　

50、Pom = = mW = 3.765 mW</p><p>　　利用虛擬儀表測圖5.3</p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　通過2周的《電子技術(shù)2》課程設(shè)計，使我對我們的專業(yè)知識有了更深刻的理解，懂得設(shè)計電路及Multisim軟件的運用，開始學(xué)習(xí)使用Multisim時，我在老師的指導(dǎo)下熟悉Multisim軟件，

51、并利用Multisim觀察半導(dǎo)體二極管的單相導(dǎo)電性，接下來的幾天就進(jìn)行單管共射放大電路的Multisim仿真、恒流源式差分放大電路Multisim仿真、兩級反饋放大電路Multisim仿真、積分電路Multisim仿真、矩形波發(fā)生電路Multisim仿真、最后進(jìn)行串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計。加深了對集成電路，反饋等概念的理解，同時會應(yīng)用這些知識.</p><p>　　在這兩周的課程設(shè)計當(dāng)中，我不僅學(xué)習(xí)了這些知識，對

52、模擬電子技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，掌握了Multisim這個軟件，提高了自己動手能力，同時自己學(xué)的了一種方法。要對一門課程，一個知識，一項課題有很深的理解掌握，可以在掌握基礎(chǔ)知識的前提下，通過實際的實驗，虛擬仿真軟件做實驗，提高自己的動手能力，還有分析問題解決問題的能力，同時這也是自學(xué)能力的培養(yǎng)和提高。同時提高我的自學(xué)能力，尤其是對大學(xué)生來說，然而課程設(shè)計給我提供了這個機(jī)會，學(xué)習(xí)一個軟件并能夠靈活應(yīng)用就是對自己自學(xué)能力的培養(yǎng)，這次的確很大程

53、度的提高了自己的自學(xué)能力，希望在以后的專業(yè)學(xué)習(xí)中，自己能夠大膽的、主動的去學(xué)習(xí)一些知識，最好是自己能夠親身做一些東西出來，這樣自己才有成就感，才能將自所學(xué)的知識應(yīng)用的以后的實際工作去。這次課程實際很有價值和意義。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 楊素行 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程 高等教育出版社 2006。</p>

54、;<p>　　2 張秀娟 陳新華主編們、 EDA設(shè)計與仿真實踐 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002。</p><p>　　3 昆明學(xué)院《電子技術(shù)2》課程設(shè)計指導(dǎo)書。</p><p>　　4 西安交通大學(xué)電子學(xué)教研室編,沈尚賢主編(電子技術(shù)導(dǎo)論),北京.高等教育出版社,1985</p><p>　　5 謝嘉奎主編:[電子線路](第四版),北京高

55、等教育出版社,1999</p><p>　　6 北方交通大學(xué),馮民昌主編:[模擬集成電路系統(tǒng)](第2版)北京中國鐵道出版社1998</p><p>　　7 汪惠].王志華編著:[電子電路的計算機(jī)輔助分析與設(shè)計方法]北京.清華大學(xué)出版社1996</p><p>　　8 吳運昌編著:[模擬集成電路原理與應(yīng)用],廣州.華南理工大學(xué)出版 社,1995</p>

56、;<p>　　9 A.J.Peyton V. Walsh: Analogue eletronics with Op Amps:a source book of practical, Campridge university press,New york, 1993</p><p>　　10 Jacob Millman and Arvin Grabel .Microelectronics.2nd