【正文】 沈陽農業(yè)大學自編教材 電工電子技術設計 實驗指導 書 （適用專業(yè)： 2020 級電氣 工程及其自動化 ） 李征明 主編 信息與電氣工程學院 2020 年 3 月 實驗一 RLC 串聯(lián)諧振電路仿真實驗 一、實驗 目的 熟悉 Multisim軟件的使用方法 理解 RLC 串聯(lián)諧振電路的原理 二、實驗內容 通過仿真實驗，熟悉 RLC 串聯(lián)諧振電路的結構特點，研究電路的頻率特性（即幅頻特性和相頻特性）。 三、實驗步驟 按圖 L11 0 m HC11 uFR1100ΩV11 0 m V r m s 1 k H z 0 176。 XBP1IN O U TXSC1A BE x t T r i g++__+_3U1A C 1 e 0 0 9 W0 . 0 0 0 A+ U2A C 1 0 T W0 . 0 0 0 V+2104 圖 RLC串聯(lián)諧振電路實驗電路 測量電路 諧振時的 I0、 VR、 VL、 VC、 Q 打開仿真開關，用連接在電路中的雙蹤示波器分別測量激勵電壓源 VS和電阻 R兩端的電壓。在理論計算的基礎上，調整激勵電壓源 VS的頻率，并注意觀察激勵電壓源 VS和電阻兩端的電壓波形，當激勵電壓源 VS和電阻 R兩端的電壓波形同相，即端口電壓和電流波形相位相同時，電路即發(fā)生了串聯(lián)諧振。在電路諧振的情況下，用示波器分別測量電感 L和電容 C兩端的電壓值；將測量的電感 L（或者電容 C）兩端的電壓值除以電阻 R兩端的電壓值，換算出電路的 Q值；用串接在電路中的電流表測量電路中流過的電流 I0，并將測量數 據填入表 1中。 表 f0/Hz VR/V VL/V VC/V Q I0/A 理論計算值 仿真測量值 測量電路的諧振頻率、幅頻特性和相頻特性 用雙蹤示波器測量激勵電壓源 VS和電阻 R兩端的電壓時，移動示波器面板游標，通過測量諧振時電阻 R兩端電壓信號的周期即可測量電路的諧振頻率。也可以使用連接在電路中的波特圖儀測量電路的諧振頻率。同時，使用波特圖儀測量電路的幅頻特性和相頻特性。 測量不同 Q 值時的 VR、 VL、 VC、 幅頻特性 和 相頻特性 在其他電路參數不變的情況下，調 整電阻 R的大小。用示波器測量電阻 R兩端的電壓值 、電感 L和電容 C兩端的電壓值 、 Q 值；用串聯(lián)在電路中的電流表測量電路中流過的電流 I0；用波特圖儀 測量電路的幅頻特性和相頻特性。 （ 1） 將電路圖中的電阻 R從 1Ω調整為 10Ω，用示波器測量 R兩端的電壓值 、 電感 L和電容 C兩端的電壓值；將測量的電感 L（或者電容 C）兩端的電壓值除以電阻 R兩端的電壓值，換算出電路的 Q值；用串聯(lián)在電路中的電流表測量電路中流過的電流 I0，并將數據填入表 。 同時，使用波特圖儀測量電路的幅頻特性和相頻特性。 （ 2） 將電路圖中的電阻 R從 10Ω調 整為 100Ω，重復 （ 1）中的步驟，填寫表 ， 并且 使用波特圖儀測量電路的幅頻特性和相頻特性。 表 R/Ω f0/Hz VR/V VL/V VC/V Q I0/mA 10 100 四、 實驗 報告 要求 通過本實驗，總結、歸納 RLC串聯(lián)諧振電路的特性。 實驗體會 實驗 二 負反饋放大電路仿真實驗 一、實驗目的 熟悉 Multisim 軟件的使用方法 加深理解負反饋的方法和負反饋對放大電路性能影響的理解 二、實驗內容 通過仿真實驗， 研究 負 反饋對改善放大電 路性能的作用和基本的分析方法。 三、實驗步驟 按圖 R156 R21k R351k R433k R55k R61k R7 R847k R922k V220mV 1kHz 0Deg R103k Q12N2222A Q32N2222A1R11 C110uFPOLC210uFPOLC310uFPOL9VCC12V11R122k J1Key = SpaceJ2Key = SpaceVCC7C447uFPOLC547uFPOL410C610uFPOLR1320k 0612 1352XSC1A BE x t T r i g++__+_38 圖 負反饋放大電路實驗電路 直流分析 （ 1）調節(jié)信號源 V2 的大小，使輸出端在開環(huán)情況下輸出不失真。 （ 2）啟動直流工作點分析，記錄數據，填入表 表 三極管 Q1 三極管 Q2 VBQ/V VCQ/V VEQ/V VBQ/V VCQ/V VEQ/V 動態(tài)參數分析 （ 1）放大倍數測試 電路如 圖 所示，按下表 分別測量輸入 /輸出電壓的有效值，并記入下表 中。 表 RL Vi/V Vo/V 計算 Au/Auf 開環(huán)（ J1 斷開） RL=無窮大（ J2 斷開） RL=2k（ J2 閉合） 閉環(huán)（ J1 閉合） RL=無窮大（ J2 斷開） RL=2k（ J2 閉合） （ 2）輸入電阻與輸出電阻測試 測量輸入 /輸出電阻的 電路如下圖 所示。 R2C110181。FIC=0VC210181。FIC=0VC310181。FIC=0VV220mVpk 1kHz 0Deg XSC1A BGTC547181。FIC=0VR103kΩQ12N2222AQ22N2222AC447181。FIC=0VR11J1Key = SpaceJ2Key = AR122kΩC610181。FIC=0VR13R351kΩR433kΩ1R52R61kΩR711R847kΩR922kΩ13546129VCC12VVCC15XMM130XMM27XMM380 圖 輸入 /輸出電阻測量圖 1）輸入電阻 Ri 在輸入端串聯(lián)一個 的電阻，如圖所示，并且連接一個萬用表，如圖 連接。啟動仿真，記錄數據，并填下表 中。 （☆萬用表要打在交流檔才能測試數據） 表 VS/V Vi/V 計算 Ri 開環(huán)（ J1 斷開） 閉環(huán)（ J1 閉合） 2）輸出電阻 Ro 仿真電路如圖 所示，先接上負載電阻，測量輸出電壓 VL，再斷開負載，測量輸出電壓 VO。 （☆萬用表要打在交流檔才能測試數據） 表 VL/V Vo/V 計算 Ro 開環(huán)（ J1 斷開） 閉環(huán)（ J1 閉合） 四 、實驗報告要求 通過 本實驗，總結、歸納 在放大電路 中引入負反饋對放大電路性能的影響 。 實驗體會 實驗 三 差動放大電路仿真實驗 一、實驗目的 掌握 Multisim 的使用方法，學會用 Multisim 對電路進行仿真分析 用 Multisim 研究差動放大電路的性能 二、實驗內容 通過仿真實驗， 研究典型差動放大電路和恒流源差動放大電路的性能及其 在不同輸入輸出方式下的特點。 三、實驗步驟 按圖 Q12 N 3 9 0 3Q22 N 3 9 0 3Rp100ΩK e y = A 50%1 2R12kΩR22kΩR36 .8 k ΩR46 .8 k ΩR55 .1 k ΩR6510ΩR7510ΩR862kΩR930kΩR 1 04 .7 k ΩR 1 112kΩ5 6Q32 N 3 9 0 3KK e y = S p a c e1112141316V11 2 V V21 2 V 815007 9AB34 圖 差動放大電路實驗電路 直流分析 （ 1）調節(jié)差動放大器零點 在測量差動放大電路各性能參量之前，一定要先調零。信號源 不接人 ， 將 差動 放大電路輸入端 A、 B與地短接， 開關打在左端，單擊仿真開關進行仿真分析，用直流電壓表或萬用表（直流檔）測量 R11兩端電壓（輸出電壓） Uo， 調節(jié)調零電位器 RP， 使 Uo=0（盡量接近 0，如果不好調節(jié)，可以減小電位器的 Increment值） 。 （ 2）啟動直流工作點分析 ，記錄數據，填入表 表 測量值 三極管 Q1 三極管 Q2 典型差動放大電路 （ K 在左端） VBQ/V VCQ/V VEQ/V VBQ/V VCQ/V VEQ/V 恒流源差動放大電路（ K 在右端） 動態(tài)參數分析 （ 1） 測量差模電壓 放大倍數 將函數信號發(fā)生器 XFG1 的 “+”端接放大器輸入 A 端， COM 端接地，放大器 輸入 B 端接函數信號發(fā)生器 XFG1 的 “”端，構成差模輸入方式。調節(jié)輸入信號頻率 f =1kHz 的正弦信號，輸入電壓 Uid1=Uid2=10mVp，用示波器監(jiān)視輸出端（集電極 C1 或 C2 與地之間） 。 單擊仿真開關進行仿真分析，在輸出波形無失真的情況下，可用 交 流電壓表 或 萬用表 （交流檔） 測 Uid、 UC UC2，并在示波器 XSC1 和 XSC2 中觀察 uid、 uc uc2 的相位關系 。 表 典型差動放大電路 恒流源差動放大電路 Uid（ mV） UC1（ V） UC2（ V） Avd1= UC1/ Uid Avd2= UC2/ Uid Avd= Uo/ Uid （ 2）測量共模電壓放大倍數 將放大器 A、 B 端短接，將函數信號發(fā)生器 XFG1“+”端接 A 端， COM 接地，構成共模輸入方式。調節(jié)輸入信號頻率 f =1kHz 的正弦信號，輸入電壓 Uic=1Vp。 單擊仿真開關進行仿真分析，在輸出波形無失真的情況下，可用萬用表或交流電壓表測 Uic、UC UC2，并在示波器 XSC1 和 XSC2 中觀察 uic、 uc uc2 的相位關系。 表 典型差動放大電路 恒流源差動放大電路 Uic（ mV） UC1（ V） UC2（ V） Avc1= UC1/ Uic Avc2= UC2/ Uic Avc= Uo/ Uic 四 、實驗報告要求 實驗體會 實驗 四 555 定時器的仿真實驗 一、實驗目的 熟悉 555 定時器的工作原理和典型應用 掌握基于 Multisim 的 555 定時器應用仿真 二、實驗原理 555 定時器是一種常見的集數字與模擬功能于一體的集成電路。通常只要外接少量的外圍元件就可以很方便地構成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧 振蕩器等多種電路。其中： （ 1） 構成施密特觸發(fā)器，用于 TTL 系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等； （ 2）構成多諧振蕩器，組成信號產生電路； （ 3） 構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時延時整形及一些定時開關中。 555 應用電路采用這 3 種方式中的 1 種或多種組合起來可以組成各種實用的電子電路 。 U1L M 5 5 5 C MGND1DIS7OUT 3RST4VCC8THR6CON5TRI2 GND—— 1 腳，接地； TRI—— 2 腳，觸發(fā)輸入； OUT—— 3 腳，輸出； RES—— 4 腳，復位（低電平有效）； CON—— 5 腳，控制電壓（不用時一般通過一個 的電容接地）； THR—— 6 腳，閾值輸入； DIS—— 7 腳，放電端； VCC—— 8 腳， +電源 555 定時器功能表 輸 入 輸 出 閾值輸入 (THR) 觸發(fā)輸入 (TRI) 復位 (RES) 輸出 (OUT) 放電端（ DIS） X X 0 0 導通 2VCC/3 VCC/3 1 1 截止 2VCC/3 VCC/3 1 0 導通 2VCC/3 VCC/3 1 不變 不變 三、實驗 內容 555定時器邏輯功能仿真實