1、電子技術課程設計總結報告姓 名 學 號 院 系自動控制與機械工程學院班 級 電氣1班 指導教師 2016 年 6 月目錄一、目的和意義1二、任務和要求1三、模擬電路的設計和仿真2（一）基礎性電路的multisim仿真21.半導體器件的multisim 仿真22.單管共射放大電路multisim仿真33.差分放大電路multisim仿真74.兩級反饋放大電路multisim仿真105.集成運算放大電路multisim仿真146.波形發生電路multisim仿真16（二）綜合性電路的設計和仿真18四、 總結22五、 參考文獻23一、目的和意義該課程設計是在完成電子技術2的理論教學之后安排的一個實踐

2、教學環節。課程設計的目的是為了讓學生掌握電子電路計算機的輔助分析與設計的基本知識和基本方法，培養學生的綜合運用能力和實踐能力，為今后從事本專業相關工程技術打下基礎。這一環節有利于培養學生分析問題、解決問題的能力，提高學生全局考慮問題、應用課程知識的能力，對培養和造就應用型工程技術人才將起到較大的促進作用。二、任務和要求本次課程設計的任務時在教師的指導下，學習multisim仿真軟件的使用方法，分析和設計完成基礎性的電路設計和仿真及綜合性電路設計和仿真（選一個）。完成該次課程設計后，學生應達到一下要求：1、鞏固和加深對電子技術2課程知識的理解；2、會根據課題需要選學參考書籍、查閱手冊和文獻資料；

3、3、掌握仿真軟件multisim的使用方法；4、掌握簡單模擬電路的設計、仿真方法；5、按課程設計任務書的要求撰寫課程設計報告，課程設計報告能正確反映設計和仿真結果。三、模擬電路的設計和仿真（一）基礎性電路的multisim仿真1.半導體器件的multisim 仿真（1） 理論分析在multisim中構建二極管電路，如圖1（a）所示，圖中vd是虛擬二極管，輸入端加上最大值uim=4v，頻率為1khz的正弦電壓，接入一臺虛擬示波器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1（a）所示。電路仿真以后，可由示波器觀察到輸入、輸出波形，如圖1（b）

4、所示。（2）仿真a.電路圖uiu0b.波形圖圖1.二極管仿真電路（3）結論：如圖1（b）所示，為便于區別，用較淺的顏色顯示輸入波形，用較深的顏色顯示輸出波形。可見，輸入信號是一個雙向的正弦電壓，而經過二極管以后，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導電性。2.單管共射放大電路multisim仿真（1）理論分析在multisim中構建單管共射放大電路如圖2（a）所示，電路中的三極管的=50，rbb´=300。測試靜態工作點可在仿真電路中接入三個虛擬數字萬用表，分別設置為直流電流表或直流電壓表，以便測量ibq、icq、和uce，如圖2（a）所示。電路仿真后，可測得ibq=

5、40.19，icq =2.007m, uceq=5.979v。觀察輸入輸出波形圖2（a）中的單管共射放大電路仿真后，可從虛擬示波器觀察到u1和u0的波形如圖2（d）所示。圖中較淺顏色的是u1的波形，顏色較深的是u0的波形。由圖可見，u0的波形沒有明顯的非線性失真，而且u0與u1的波形相位相反。測量u、ri、r0將圖2（a）中的虛擬數字萬用表分別設置為交流電壓表或交流電流表。由虛擬儀表測得，當ui=9.998mv是，u0=783.331mv,ii=10.481m,則為了測量輸出電阻r0，可將圖2（a）電路中負載電阻rl開路，此時從虛擬儀表測得u0´=1.567v,則r0=rl=(-1)

6、 ×3k=3.004k計算如下：vcc=ibrb+ube a.理論計算靜態工作點12=ib×280+ube ib=ib=40.35ua ic=ib=2.017ma vcc=icrc+uce b.理論計算au、ri、r0uce=5.949 rbe=rbb+（1+）*26/ie=963rbe=rbb+ =300.644 uo=ibrbe=12.13 ui=-icrc/rl=-982.331 au= =-80.98 ri= =1454 （2）仿真a. 仿真電路b. 靜態分析仿真c. 萬用表讀數uiu0d. 波形圖e. 萬用表讀數圖2. 單管共射放大電路（3）結論：觀察單管共射放大

7、電路仿真后，可從示波器觀察到ui和u0的波形圖如上圖所示，圖中波動幅度較小的是ui波形，波動幅度較大的是u0波形。由圖2（d）可見，u0的波形沒有明顯的非線性失真，而且u0與ui的波形相位相反。對比仿真結果和理論計算結果發現，靜態時，靜態電流相差不大，但電壓相差很大。加上電壓后，仿真時的放大倍數比理論計算時大，仿真時的輸入輸出電阻比理論計算時小。造成這種情況的原因有二，一是仿真中各元器件參數并非完全理想，故工作狀態并不能達到理論條件下的要求；二是仿真中三極管參數大于理論計算時的參數，所以放大時結果有誤差。3.差分放大電路multisim仿真（1）理論分析在multisim中構建一個接有調零電位

8、器的長尾式差分電路如圖3(a)所示,其中兩個三極管的參數為1=2=50,rbb´1= rbb´2=300,調零電位器rw的滑動觸頭調在中點。利用multisim的直流工作點分析功能測量放大電路的驚濤工作點,分析結果如圖3(b)所示。加上正弦輸入電壓,利用虛擬示波器可以看出uc1與ui反相,而uc2與ui同相。加上ui=10mv時,由虛擬儀表測得uo=127.517mv,ii=169.617na。（2）仿真a. 電路圖b. 電流靜態分析uc2uc1u1c. 波形圖d.各萬用表讀數圖3.長尾式差分放大電路（3）結論：由圖3（b）可知則 加上正弦輸入電壓，利用示波器可看出分析結果

9、如圖3(b)所示。由圖3（c）可得與相反，而與相同。當（即，）時，由虛擬表測得如圖3（d）與圖3（e）所示。，則將負載電阻開路，測得則4.兩級反饋放大電路multisim仿真（1）理論分析在multisim中構建兩級電壓串聯負反饋放大電路,如圖4(a)所示，其中兩個三極管均為=100，rbb´=300，cb´c=4pf，cb´e=41pf。 將開關k斷開，電路中暫不引入級間反饋。a 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工作點； b 加入正弦輸入電壓，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

10、與輸入電壓同相。兩個放大級的輸出波形均無明顯的非線性失真。利用所測數據算出兩級放大電壓總的放大倍數。c 由所測數據算出無極間反饋時的輸入電阻。靜態工作點如下： 動態分析： 將圖中開關k閉合，引入電壓串聯負反饋。 a. 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。由所測數據算出引入電壓串聯負反饋后，電壓的放大倍數。 b. 由所測數據算出，引入電壓串聯負反饋后輸入電阻得值。 c. 將負載開路，由所測數據算出，引入電壓串聯負反饋后輸出電阻的值。 電壓放大倍數輸入輸出電阻（2）仿真a. 電路圖b. 開關斷開時萬用表讀數u0uic. 開關斷開時波形圖d.

11、開關閉合時萬用表讀數uiu0e. 開關閉合波形圖圖4.電壓并聯負反饋放大電路（3）結論：a. 開關斷開，電路中暫時不加入級間反饋, 測量無級間反饋時兩級放大電路的靜態工作點為b開關斷開，加入正弦輸入電壓，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同相。兩個放大級的輸出波形均無明顯的非線性失真。c開關閉合，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。電壓放大倍數為10.014，說明引入負反饋后電壓放大倍數減小了。d. 由虛擬表測得，當時ui=5.45mv，ii=3.286，計算可得rif=1.659k，可

12、見引入電壓串聯負反饋后輸入電阻提高了。 5.集成運算放大電路multisim仿真（1）理論分析在multisim中構建基本積分電路如圖5(a)所示.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如圖4.5.2所示。圖中顏色較淺的是輸入波，顏色較深的是輸出波形，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先90度。（2）仿真a.電路圖b. 萬用表讀數uiu0c. 輸入輸出波形圖5.積分電路（3）結論：由虛擬示波器可看到積分電路的輸入輸出如圖4.5.2所示。圖中顏色較淺的是輸入波，顏色較深的是輸出波形，由波形圖可見，輸出電壓

13、是一個余弦波，輸出電壓的相位比輸入電壓領先90度。6.波形發生電路multisim仿真（1）理論分析在multisim中構建rc串并聯網絡振蕩電路如圖6(a)所示。調節點位器rw,觀察電路的輸出情況.由虛擬示波器可見,當減小rw至一定值時,電路將不能振蕩.增大rw至一個合適的值時, 電路將能夠振蕩,且輸出波形較好,如圖6(b)所示,若繼續增大rw,當rw的值太大時,輸出波形將會嚴重失真。根據圖6（b）所示，從示波器上測得正弦波的周期t=475s,則振蕩頻率f0=2.105khz。（2）仿真a.電路圖b.輸出波形正常c.輸出波形嚴重失真圖6.rc串并聯網絡振蕩電路（3）結論：調節點位器rw,觀察

14、電路的輸出情況。由虛擬示波器可見,當減小rw至一定值時,電路將不能振蕩。增大rw至一個合適的值時, 電路將能夠振蕩,且輸出波形較好,如圖6(b)所示,若繼續增大rw,當rw的值太大時,輸出波形將會嚴重失真。根據圖6（b）所示，從示波器上測得正弦波的周期t=475s,則振蕩頻率f0=2.105khz。（二）綜合性電路的設計和仿真1.課題：串聯型直流穩壓電源的設計2.設計要求：在輸入電壓220v 50hz電壓變化范圍±10%條件下:(1) 輸出電壓可調范圍：+9+12v。(2) 最大輸出電流：300ma。(3) 測出設計電路的輸出電阻（輸入電壓變化范圍±10%下，滿載），并將輸

15、出電阻盡量減到最小。(4)測出設計電路的穩壓系數（最低輸入電壓下，滿載），并將穩壓系數減到最小。(5)學習multisim的電路仿真過程，繪制電路圖，進行基本的仿真實驗對設計的電路進行性能分析。3.電路原理分析與方案設計（1）理論分析采用變壓器、二極管、集成運放，電阻、穩壓管、三極管等元件器件。220v的交流電經變壓器變壓后變成電壓值較少的交流，再經過橋式整流電路和濾波電路形成直流，穩壓部分采用串流型穩壓電路。比例運算電路的輸入電壓為穩定電壓，且比例系數可調，所以其輸出電壓也可以調節；同時，為了擴大輸出電流，集成運放輸出端加晶體管，并保持射極輸出形式，就構成了具有放大環節的串聯型穩壓電路。 將

16、220v的電網電壓用220v-22v的變壓器變換成整流濾波電路所需要的交流電壓ui。 經過一個單相橋式整流，把交流電壓轉變成直流電壓。整流輸出電壓平均值：uo= 1/202uod(wt)=0.9u2 再經過一個濾波電路盡可能減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波系數降低，波形變得比較平滑。 基準電壓由穩壓管vd2提供，接在放大電路的相同輸入端。采樣電壓與基準電壓進行比較，得到的差值再由放大電路進行放大。由此器件選擇=6v電流為20ma的穩壓管。再由電路公式求的限流電阻選取2k的電阻。理論計算令總電阻之和為1k，穩壓器電壓為5v；已知輸出電壓可調范圍為+9+12v，最大輸

17、出電流為300ma，則：a. 方框圖（2）仿真b. 電路圖（1）c. 電路（1）萬用表讀數d. 電路圖（2）e. 電路（2）萬用表讀數圖7.串聯直流穩壓電源仿真四、 總結 multisim是一款功能強大的電子線路仿真軟件，它不僅可以仿真弱電電子，也可以仿真強電，還可以仿真射頻微波和fpga。該軟件入門簡單，操作方便快捷，可以用它驗證不少電路設計，并且仿真的數據很準確。通過兩個星期的學習，我們已經基本掌握multisim的仿真基礎使用，學習各種電路的仿真，進一步加強學習了模擬電子技術這門課程，讓我對這門課程有了一個全新的認識，指導老師耐心細致的詳細講解，多次的示范，使得我們對這次實訓有了更加深刻

18、的認識。因為multisim使用方便，易懂，并且可以很好的將各種電路進行仿真處理，這樣可以讓我們在課上無法了解到的問題，通過自己的實踐操作慢慢弄懂學會，在這次實訓以后我將能更好的面對考試，面對在課上還才存有的部分難題，通過自己仿真處理與向老師提問，都逐一弄清楚了，這次的實訓對我來說幫助很大，相信對于以后如果能從事相關專業，這次學習經歷將會對我產生巨大的幫助。為期兩個星期的模電實訓結束了，在這兩個星期當中學到了很多課本上學不到的東西，這次實訓是我認識到學習的意義，時間的寶貴，人生的真諦。明白人世間一生不可能都是一帆風順的，只要勇敢去面對人生中的每個驛站!這讓我清楚地感到了自己肩上的重任，看清了自己的人生方向，不管遇到什么事都要總代表地去思考，多聽別人的建議，不要太過急燥，要對自己所做事去負責，不要輕易的去承諾，承諾了就要努力去兌現，本次實訓使我第一次親身感受了所學知識與實際的應用，理論與實際的相結合，讓我們大開 眼界，也算是對以前所學知識的一個初審吧!這次實訓對于我們以后學習、找工作也真是受益菲淺。在短短的兩個個星期中，讓我們初步讓理性回到感性的重新認識我從感性上學到了很多東西，使我更深刻地了解到了實踐的重要性。通過實訓我們更加體會到“學以致用”這句話中蘊涵的深刻道理，了解一些線路原理以及通過線路圖安裝、調試，培養和鍛煉我們的實際動手能力，使我們的理論知識與實踐