電路與模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(1)

1、實(shí)驗(yàn)一、電位的測(cè)定及基爾霍夫定律驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)習(xí)Multisim軟件作為虛擬電子工作臺(tái)的使用方法，掌握原理圖的輸入、模擬和數(shù)字仿真的方法。（2）加深理解電位、電位差概念，加深對(duì)基爾霍夫定律的理解；（3）學(xué)會(huì)利用Multisim驗(yàn)證基爾霍夫定律；二、實(shí)驗(yàn)要求學(xué)會(huì)使用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量各點(diǎn)電位，電路中各支路的電流，多個(gè)元件兩端的電壓，各支路電流及元件兩端的電壓應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律和電壓定律，即對(duì)電路中任一節(jié)點(diǎn)而言，應(yīng)有；對(duì)任一閉合回路而言，應(yīng)有。三、實(shí)驗(yàn)原理在一個(gè)確定的閉合電路中，各點(diǎn)電位的高低視所選的電位參考點(diǎn)的不同而變，但任意兩點(diǎn)間的電位差（即電壓）則是絕對(duì)的，他不因參考點(diǎn)電位的

2、變動(dòng)而改變。四、實(shí)驗(yàn)步驟（1） 按圖1接好電路。圖1 電位測(cè)量電路（2）以點(diǎn)A作為電位參考點(diǎn)，分別測(cè)出點(diǎn)B、C、D、E、F的電位值及相鄰兩點(diǎn)之間的電壓值UAB、UBC、UCD、UDE、UEF及UFA，數(shù)據(jù)列于表1中。（3）以點(diǎn)D作為電位參考點(diǎn)，重復(fù)（2）的測(cè)量，數(shù)據(jù)列于表1中。表1電位參考點(diǎn)U/VUAUBUCUDUEUFUABUBCUCDUDEUEFUFAAD（4）任意選定三條支路和三個(gè)閉合回路的電路的電流參考方向，三個(gè)閉合回路的電流參考方向?yàn)锳DEFA，BADCB和FBCEF。（5）把數(shù)字萬(wàn)用表插入電路中。（6）用數(shù)字萬(wàn)用表分別測(cè)量?jī)呻娫措妷褐礦1和V2、電路中的電流及電阻元件的電壓值，并填

3、入表2中。表2I1I2I3V1V2UFAUABUADUCDUDE實(shí)驗(yàn)二、等效電源定理的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證戴維寧定理，加深對(duì)戴維寧定理的理解和認(rèn)識(shí)。2） 通過(guò)用Multisim 2001對(duì)線性單口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測(cè)試加深對(duì)戴維寧定理的認(rèn)識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)前復(fù)習(xí)戴維寧定理，預(yù)習(xí)好本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后給出實(shí)驗(yàn)總結(jié)與分析，并及時(shí)做好本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告。三、實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路一為含直流獨(dú)立源的線性單口網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。 圖1 含直流獨(dú)立源的線性單口網(wǎng)絡(luò)二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、 含直流獨(dú)立源單口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測(cè)量啟動(dòng)Multisim,打開(kāi)Multisim工作界面。1）建立實(shí)驗(yàn)電路：

4、按照實(shí)驗(yàn)電路，在基本器件庫(kù)中選取相應(yīng)的電阻，設(shè)置好其參數(shù)后，將其放置到電路工作區(qū)中。在電源庫(kù)中取出直流電壓源V1。點(diǎn)擊儀器庫(kù)中的數(shù)字萬(wàn)用表，將其放置到電路窗口中，連接電路如圖1所示。類似可以建立實(shí)驗(yàn)電路圖2。注：此時(shí)可先不將負(fù)載電阻R6和數(shù)字萬(wàn)用表XMM3接入電路。2）測(cè)量線性單口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；分別對(duì)于電路圖1和圖2，雙擊數(shù)字萬(wàn)用表XMM1圖標(biāo)，打開(kāi)其控制面板。單擊仿真開(kāi)關(guān)開(kāi)始仿真，待數(shù)字萬(wàn)用表上有顯示后，關(guān)閉仿真開(kāi)關(guān)。將顯示的線性單口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓值記入表1中。改變數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量對(duì)象為電流，重新仿真，將數(shù)字萬(wàn)用表顯示的短路電流值也記入表1中。圖3 含交流獨(dú)立源的線性單口網(wǎng)絡(luò)表1 線性單口網(wǎng)絡(luò)的

5、參數(shù)測(cè)量測(cè)量電路開(kāi)路電壓短路電流計(jì)算等效電阻含直流獨(dú)立源單口網(wǎng)絡(luò)含交流獨(dú)立源單口網(wǎng)絡(luò)3）測(cè)量線性單口網(wǎng)絡(luò)的外特性：將實(shí)驗(yàn)電路圖1和圖2中的負(fù)載電阻接入電路，設(shè)置圖1中表XMM3的測(cè)試對(duì)象為直流電流，表XMM1測(cè)試對(duì)象為直流電壓，圖2中表XMM1的測(cè)試對(duì)象為直流電流，表XMM2測(cè)試對(duì)象為直流電壓，重新仿真。分別將測(cè)得的負(fù)載電壓和負(fù)載電流記入表2中。4）改變負(fù)載電阻的阻值，重新仿真并將測(cè)量值記入表2中。表2 線性單口網(wǎng)絡(luò)外特性的測(cè)量參數(shù)測(cè)量參數(shù)含直流獨(dú)立源單口網(wǎng)絡(luò)含交流獨(dú)立源單口網(wǎng)絡(luò)5）分別畫出電路圖1和電路圖2的戴維寧等效電路，單擊仿真開(kāi)關(guān)開(kāi)始仿真，將測(cè)得的負(fù)載電壓、電流值記入表3中。表3 戴維

6、寧等效電路測(cè)試參數(shù)測(cè)量參數(shù)含直流獨(dú)立源單口網(wǎng)絡(luò)含交流獨(dú)立源單口網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)三、單管共射放大電路的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆辗糯箅娐缝o態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法及其對(duì)放大電路性能的影響，學(xué)習(xí)測(cè)量放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)及的方法，了解共發(fā)射極電路的特性，學(xué)習(xí)放大電路的動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)前做好充分準(zhǔn)備，事先預(yù)習(xí)好本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后給出實(shí)驗(yàn)總結(jié)與分析，并及時(shí)做好本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仿真電路：分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路Multisim仿真。在Multisim中構(gòu)建分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路如圖1所示。圖1 單管分壓偏置放大電路（1） 可利用Multisim的虛擬儀表測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)。在半導(dǎo)

7、體三極管放大器中，為了獲得最大不失真的輸出電壓，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選擇輸出特性曲線上交流負(fù)載線的中點(diǎn)。若工作點(diǎn)選得過(guò)高，易引起飽和失真，而選得過(guò)低，又易引起截止失真。本設(shè)計(jì)中調(diào)節(jié)R6使三極管工作在放大狀態(tài)，將虛擬儀表分別設(shè)置為直流電壓表或直流電流表，可測(cè)得，和，將結(jié)果記錄到表1中。表1 數(shù)據(jù)記錄表測(cè)量參數(shù)也可以利用軟件對(duì)電路進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析（包括三極管各電極電壓和電流）。如圖2所示。圖2 靜態(tài)工作點(diǎn)（2）在設(shè)定的工作點(diǎn)情況下，輸入（f=1000Hz，V=10 mV ）正弦波，虛擬數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)置為交流電壓表，測(cè)得和，電壓增益為，將數(shù)據(jù)、和記錄到表2中。示波器觀察圖3輸入和輸出信號(hào)的變化，畫出輸入和輸

8、出信號(hào)的波形。圖3 測(cè)量交流電壓（3） 利用Multisim 10 軟件把圖3 更改為輸入電阻測(cè)量電路，在放大器的輸入回路接虛擬電壓表和電流表，根據(jù)測(cè)量值可求出輸入電阻為。測(cè)量圖如圖4 所示。計(jì)算輸入電阻的結(jié)果記錄到表2中。圖4 測(cè)量輸入電阻（4） 輸出電阻的大小表征電路帶負(fù)載能力的大小。輸出電阻越小，帶負(fù)載能力越強(qiáng)。用傳統(tǒng)方法測(cè)量放大器的開(kāi)路電壓和負(fù)載電阻上的電壓，再利用，測(cè)量圖如圖5和圖6 所示?？捎?jì)算輸出電阻記錄到表2中。 圖5 放大器的開(kāi)路電壓 圖6 負(fù)載電阻上的電壓（5） 也可以采用外加激勵(lì)法測(cè)量輸出電阻仿真電路圖7 所示。由公式計(jì)算輸出電阻，看計(jì)算結(jié)果跟傳統(tǒng)測(cè)量方法是否一樣。圖5

9、測(cè)量輸出電阻電路表2 數(shù)據(jù)記錄表測(cè)量參數(shù)實(shí)驗(yàn)四、負(fù)反饋放大器性能的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究負(fù)反饋對(duì)電路放大性能的影響，掌握反饋放大電路性能的測(cè)試方法，熟悉Multisim的直流工作點(diǎn)的分析和交流頻率分析。二、實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)前做好充分準(zhǔn)備，事先預(yù)習(xí)好本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后給出實(shí)驗(yàn)總結(jié)與分析，并及時(shí)做好本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在Multisim中構(gòu)建如下電路如圖1所示。圖1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路1）將開(kāi)關(guān)J斷開(kāi)，電路中暫不引入級(jí)間反饋利用Multisim的直流工作點(diǎn)分析功能，測(cè)量無(wú)級(jí)間反饋時(shí)兩級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，分析結(jié)果填入表1中。表1 數(shù)據(jù)記錄表測(cè)量參數(shù)加入正弦輸入電壓，利

10、用虛擬示波器可觀察到第一級(jí)輸出電壓波形與輸入電壓反相，而第二級(jí)輸出電壓波形與輸入電壓同相。兩個(gè)放大級(jí)的輸出波形均無(wú)明顯的非線性失真。當(dāng)Vi=4.999mv時(shí)，利用虛擬儀表可測(cè)得Vo。無(wú)級(jí)間反饋時(shí)，兩級(jí)放大電路總的電壓放大倍數(shù)為由虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)Vi=4.999mv時(shí),測(cè)得。則無(wú)級(jí)間反饋時(shí)放大電路的輸入電阻為將負(fù)載電阻RL開(kāi)路，測(cè)得，則放大電路無(wú)級(jí)間反饋時(shí)的輸出電阻為將、和數(shù)據(jù)記錄到表2中。表2 數(shù)據(jù)記錄表測(cè)量參數(shù)用示波器觀察圖輸入和輸出信號(hào)的變化，畫出輸入和輸出信號(hào)的波形。2）將圖中的開(kāi)關(guān)J合上，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋加上正弦輸入電壓，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，

11、但波形更好。由虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)Vi=4.999mv時(shí)，測(cè)得，則引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù)為由虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)Vi=4.999mv時(shí)，則將負(fù)載電阻RL開(kāi)路，測(cè)得，則將、和數(shù)據(jù)記錄到表3中。表3 數(shù)據(jù)記錄表測(cè)量參數(shù)用示波器觀察圖輸入和輸出信號(hào)的變化，畫出輸入和輸出信號(hào)的波形。實(shí)驗(yàn)五：集成運(yùn)放應(yīng)用信號(hào)運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉基本運(yùn)算放大電路輸出電壓波形的觀察方法；2、 掌握運(yùn)算放大電路輸出電壓的測(cè)量方法；3、 掌握用Multisim對(duì)含有運(yùn)算放大器電路進(jìn)行分析的方法。二、實(shí)驗(yàn)要求1、分別設(shè)計(jì)比例、加減運(yùn)算電路，掌握運(yùn)算放大器的使用方法。2、將所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均以表格形式記錄，注意表格設(shè)計(jì)的

12、合理性。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、反相比例運(yùn)算電路1）按圖1接好電路。輸入5V的直流信號(hào)，測(cè)得相應(yīng)的V0，將結(jié)果填入表1中。2）按圖2接好電路，輸入f100Hz，Uim0.7的正弦交流信號(hào)，由示波器觀察u0與ui的相位關(guān)系。圖1 直流反相比例運(yùn)算圖2 交流反相比例運(yùn)算2、同相比例運(yùn)算電路1）按圖3接好電路。實(shí)驗(yàn)步驟同上，將結(jié)果填入表1中，并畫出u0與ui的波形。2）電壓跟隨器如圖4所示，重復(fù)反相比例運(yùn)算電路（1）和（2），將結(jié)果填入表1中，并畫出u0與ui的波形。圖3 同相比例運(yùn)算電路圖4 電壓跟隨器表1 數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算（Ui5V）項(xiàng)目Ui/VU0/VAV=U0/Ui反相比例同相比例電壓跟隨當(dāng)f100Hz，Uim0.707V時(shí)，請(qǐng)畫出反相比例、同相比例、電壓跟隨器的輸入、輸出波形。