【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 結(jié)束 用ＥＷＢ虛擬儀器測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 16 單極共射放大器的設(shè)計(jì)與分析 如圖 具有分壓式 的 串聯(lián)電流 的 負(fù)反饋穩(wěn)定 的偏置 共射 級(jí) 電路 ，如圖 9 所示。 ２ 圖 9 原理圖 電路指標(biāo) 的 要求 （ 1）輸出 的 電壓峰值： VOPP2V。 （ 2）電壓 的 放大倍數(shù)： AUI20。 (3) 頻帶要求：下限 FL＜ 30Hz；上限 FH＞ 2MHz。 (4) 輸入 的 阻抗： RI＞ 1kΩ；輸出 的 阻抗： Ro＜ 2kΩ。 (5) 要求：采用穩(wěn)定 的 偏置電路，確保電路 的 工作點(diǎn)穩(wěn)定。 （ 1） 取 VCC =12V， RC 為 2kΩ 。 （ 2） 由于 VOPP2V， UCEM1V，采取降低上述 的失真 UCEQ=3V。因?yàn)閁CEM1V， ICQ= UCEM/ RC‖ RL=1mA 時(shí)，取 ICQ＝ 毫安。 （ 3） 采 用雙極 的 晶體管 2N2222A，假定β =100， Ube= 伏 ， IBQ= 毫安 β = 毫安， Re 1=1kΩ ， UEQ=， UBQ=， RB2=， Rb1= VccUbQ/10IbQ=64kΩ， C1 = C2= CE =50μ F。 性能驗(yàn)證 17 （ 1）直流工作點(diǎn) 的 分析： ICQ= 毫安， UCEQ=。 （ 2） 采用 提供的虛擬源 與 示波器， 如 圖 9 是 失真的 輸出 傳感器波形。 （ 3） 利用交流分析 的 功能， FL=90Hz， FH=， Au=26。 FL不 符合要求 。 圖 9 放大器輸出電壓波形 串入 Rｅ 2 后放大器電路圖 圖 10 放大器電路 18 解決方法 (1) 適當(dāng) 地 增大 ICQ，失真 變化 不大，但 Au 有 點(diǎn)增加； Rb1=41kΩ， ICQ=,得 UCEQ=5V。在 Re1 回路串入 Re2， Re2=，輸出波形如圖 11 所示，性能明顯改善。 Au=24， UOM=， FL=42Hz， FH=，表明負(fù)反饋具有減少非線性失真，展寬頻帶的作用。 (2) 利用參數(shù)掃描分析功能，對(duì) C C2 進(jìn)行參數(shù)掃描，范圍 50～ 200μ F， FL 變化很小。對(duì) CE 參數(shù)掃描，范圍 100～ 200μ F， FL 變化很大，見圖 11， CE=150μ F 時(shí)，F(xiàn)L=24Hz。 取 200μ F， FL=21Hz。 圖 11 不同頻率時(shí)曲線圖 求輸入電阻 RI、輸出電阻 Ro 利用該測(cè)量方法中 ，輸入電流 為 A，當(dāng) RL 開路時(shí)，測(cè)得的輸出電壓 U39。O= ， RL訪問時(shí)間，為 UO= 。求輸入電阻 RI。 RI 為等于輸入電壓 /輸入電流 源極電阻 R， RI = 50mV/ =。 RO = RL（ U39。O/ UO11） = 2kΩ的（ ） = 。 測(cè)量 RI、 Ro 電路圖 19 圖 12 測(cè)量 RI、 Ro 電路圖 失真分析 由 輸出電壓 的 波形畸變分析 與 曲 線 可以 看出，串入 RE2 時(shí)失真減小 ，如圖 13 與 14。 20 圖 13 無 Re2 時(shí)的失真分析結(jié)果 21 圖 14 串入 Re2 后的失真分析結(jié)果 穩(wěn)定工作點(diǎn)分析 讓電阻的一階溫度系數(shù) 為 ， 溫度范圍 的 20? 100℃。 二階 的 溫度系數(shù) 也為。在 Rb1= 41kΩ， ICQ= MA 時(shí)，集電極 的 電位溫度掃描分析， 如圖 15 所示 。 如圖 15 隨溫度變化圖 在 RB2 電路串聯(lián) 的 二極管， ICQ= 毫安 ，再次對(duì)集電極電位 的 溫度 仿真 分析，顯示在 上 圖中的 結(jié)論 。 這個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)表明了二極管的補(bǔ)償作用 。 22 在數(shù)字電路中的應(yīng)用 簡(jiǎn)化 并 轉(zhuǎn)化研究 EWB 的邏輯功能 輸入 的 信號(hào)在每個(gè)窗口底部 ， EWB 轉(zhuǎn)換儀 具有 8 個(gè)輸入 與 一個(gè)輸出，所述 的 邏輯電路的輸入端可以按 圖 18的邏輯 進(jìn)行 組合 。提供了 6個(gè)邏輯 的 轉(zhuǎn)換按鈕，它們 是：電路的真值表，真值表轉(zhuǎn)換為 邏輯表達(dá)式，簡(jiǎn)化邏輯 的 表達(dá)式，從邏輯表達(dá)式真值表 到 對(duì)應(yīng)的邏輯電路，邏輯表 達(dá)式與非 門邏輯 。 以下是用 EWB 來分析一個(gè)邏輯函數(shù)和簡(jiǎn)化的例子 。 題目 ：設(shè)計(jì)一個(gè) 3人 的表決電路，當(dāng)兩人或兩人以上同意 ， 表決允許，燈亮，相反表決不通過燈滅 。 輸入 輸出 Ａ Ｂ Ｃ Ｙ 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 圖 17 邏輯函數(shù)Ｙ真值表 圖 18 三人表決電路 23 圖 19 三人表決ＥＷＢ電路圖 在這 個(gè)實(shí)驗(yàn)里是 用二四輸入與非門 7420 來完成 三 個(gè) 變量表決的組合電路，實(shí)現(xiàn) 的邏輯函數(shù) F= AB+AC+BC。 首先從 EWB 中 調(diào)入邏輯分析儀轉(zhuǎn)換 的 圖標(biāo)， 將真值表結(jié)果輸入到如圖 20 所示的轉(zhuǎn)換儀器的左邊 ， 接著點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換窗口右邊上方的第二個(gè)按鍵 ，以完成 由 真值表到邏輯式的轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)換 的 結(jié)果 我們可以在窗口下發(fā)看到 ： ACBCABBCAB ????????? ACCABCBABCAY 24 圖 20 三人表決器ＥＷＢ仿真結(jié)果 在這個(gè)例子中， 以 不同的周期單極性 方 波為輸入 的 變量， 用 示波器 與 邏輯分析儀 來觀看輸入與輸出的聯(lián)系 ， 在 圖 20 中。雙蹤示波器的波形可以是兩兩比較 ， 而 邏輯分析儀 卻能 顯示多個(gè)邏輯 的 信號(hào)。邏輯分析儀 中 看出， ABC = 011， 101， 110， 111， 它的輸出都為１ ，邏輯波形分別為 Y， A， B， C， BC， AB與 AC 。 在這種情況下， EWB 的邏輯轉(zhuǎn)換 儀 是最好的使用軟件 。此外，因?yàn)檫壿嫹治鰞x可以將電路圖轉(zhuǎn)換到真值表 ， 但組合的邏輯 ，因此，邏輯分析儀是用來轉(zhuǎn)換組合邏輯電路分析還是 電路就是由電路圖至它的真值表，最后分析它的功能，所以組合電路的分析用邏輯轉(zhuǎn)換儀是非常好的 。 25 第四章 MULTISIM 在 電子電路中的應(yīng)用 在電子技術(shù)的應(yīng)用 題目：仿真一個(gè)截止頻率是 100hz 二階低通 有源濾波的電路 。 因?yàn)?頻率是 100hz，所以對(duì)于它的 RC 值 ： F0=1/2π RC。 例如 R 為 10k， 得出 C = 。 接著 ， 連接運(yùn)放 ， 如圖 21 所示是二階低通濾波的電路 ： 圖 21 圖 原理圖 由 運(yùn)放電路的參數(shù)得出 ： AUP =1+ R2/R1 =1+50/82 = 20lg︱ AUP︱= 。 仿真與分析：先將輸入與輸出信號(hào) V1 與 VO 進(jìn)行輸進(jìn)。如圖 21,可以看出信號(hào)經(jīng)過了濾波并且放大了。 其中可以得到 VO =。 26 圖 21 波形圖 我們也可以看到當(dāng) 20lg︱ AUP︱ 由 變換為 1dB 左右時(shí) ，它的頻率是 100hz,與理論是相符合的，設(shè)計(jì)的 任務(wù) 也就 完成了如圖 21 所示。 圖 21 波特圖儀顯示結(jié)果 假如我們將信號(hào)頻率改為 200 與 1mhz 時(shí)它的仿真電壓輸出又如何？ 圖 22頻率為 200hz 當(dāng)頻率為 200 時(shí)，從 圖 22 可以看出 它的輸出電壓值約為原來的二分之一。 27 圖 23 頻率是１ HZ 由圖 23 可以觀察到當(dāng)頻率改為１ HZ 時(shí)，輸出電壓更小幾乎為零。 綜合所述：我們可以看出當(dāng)頻率越大時(shí)得到的輸出電壓越小。 在數(shù)字 電子 技術(shù)中的應(yīng)用 題目： 74LS00D 是一種芯片四兩輸入 的 與非門， 它的外 參數(shù) 是 ： 輸出電平 開門電平、關(guān)門電平、扇出系數(shù)、平均傳輸延時(shí) 與 空載功耗等。 仿真分析： 創(chuàng)建電路后，啟動(dòng)仿真 如圖 24。 首先 進(jìn)行各種參數(shù) 的 測(cè)試 如圖 25： VOH＝ ， 比他的高準(zhǔn)電平 ， 輸出方面還有 100 ns 延遲 。 圖 24VOH 測(cè)試電路 原理圖 圖 25VOH 測(cè)試電路 28 測(cè)試輸出低電平 VOL 建一個(gè)測(cè)試的電路，如圖 26 所示。仿真得到 VOL =0V,比標(biāo)準(zhǔn)低電平 小如圖27 所示 。 圖 26VOL 測(cè)試電路 圖 27VOL 測(cè)試結(jié)果 測(cè)試輸入短路電流 IIS 創(chuàng)建圖 28 所示的電路 。仿真后如圖 29 所示， IIS =0A。比理論值 小。 29 圖 28 測(cè)試 IIS 電路 圖 29 萬用表 讀值 測(cè)試扇出系數(shù) No 創(chuàng)建圖 30 所示的電路 。仿真后圖 31 毫安表負(fù)載的最大的電流 IOL =。 圖 30 測(cè)試扇出系數(shù) 圖 31 負(fù)載電流 IOL= 30 與 MULTISIM 的簡(jiǎn)單比較 對(duì)于 EWB 根據(jù)此次的實(shí)驗(yàn)仿真我覺得它的功能是非常強(qiáng)大的，它對(duì)電路圖繪畫是非常好用的，而且在它里面還有一系列電路例題給你進(jìn)行參考，更重要的是，我以前沒有發(fā)現(xiàn)過可以集合波形仿真和掃描于一體的軟件， 但是有的它的元器件好像有點(diǎn)不足，但可以用其它器件可以代替。 對(duì)于 MULTISIM 軟件，他屬于是專業(yè)軟件，是 電子電路 全功能 的 模擬測(cè)試 仿真軟件 ， 是很 完整的 仿真設(shè)計(jì)軟件。它在基本的功能方面是和 EWB 相似的，此外它還有以下特點(diǎn) ： 如 虛擬儀器種類多，分析功能多樣，設(shè)計(jì)環(huán)境可自定義，輸入和輸出接口有兼容性等等。 總之對(duì)于這兩種軟件各有各的特點(diǎn)，對(duì)于他們的使用我們可以根據(jù)具體情況進(jìn)行自行選擇。 31 結(jié)論 電子 仿真的 實(shí)驗(yàn) 學(xué)習(xí) 中存在 著 許多實(shí)驗(yàn)測(cè)量和故障 電路 排除， 有不少的問題做起來還是有困難的 。測(cè)試 材料 的 準(zhǔn)備和設(shè)備的實(shí)驗(yàn)，焊接實(shí)驗(yàn)組件 遇到的問題等等 ， 又如 實(shí)驗(yàn)室 的 設(shè)備， 自身 安全， 而且 日常維護(hù)工作 經(jīng)常 花 費(fèi) 大量的 精力和 時(shí) 間，人力 以及物 力，因此我們做實(shí)驗(yàn)的次數(shù)也少了 。但 如果我們運(yùn)用 EWB 仿真軟件， 大多數(shù)的 問題 在一些方面可以得到進(jìn)一步解決 ， 而且在仿真軟件實(shí)驗(yàn)中我們減少了實(shí)驗(yàn)過程中器件的損壞 。 再者 ，用 這 軟件做模擬 實(shí)驗(yàn) 也加快了 實(shí)驗(yàn) 速度 ，我們 在真正的實(shí)驗(yàn)室里花了四節(jié)課還沒有完成的實(shí)驗(yàn)， ， 我們 大多數(shù)只用了一 節(jié)課 來完成，也真正體會(huì)到了樂趣實(shí)驗(yàn)。當(dāng)使用軟件做模擬實(shí)驗(yàn)， 我們 要做的工 只不過 是 用 鼠標(biāo)去 把 實(shí)驗(yàn)電路 連接起來并且 分析 與 思考問題，有利于 改善我們學(xué)習(xí)電路的思維和分析問題的能力 。 EWB 軟件 的原理圖和仿真非常的容易觀察 。 對(duì)于 電子 方面人來說 。 EWB5． 0 的使用無疑是我們?cè)陔娐吩O(shè)計(jì)與運(yùn)行這方面得到了很大提高 ， 而且對(duì)于電路的使用時(shí)間也短路，人力及物力也減少了 。 因此，采取的 EWB 仿真設(shè)計(jì) 不僅可以看到電路的 原理優(yōu)勢(shì)， 也節(jié)約了成本 。這樣 我們 就可以重復(fù)練習(xí)數(shù)次， 得到我們要的結(jié)果 。 軟件設(shè)計(jì)電路可以讓我們的思維空間更廣闊，聯(lián)想出更多的電路 。通過這種方式，計(jì)算機(jī)可以在不進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室中 就可以完成我們需要完成的任務(wù) ，工作效率得到了很大的提高 。因此，利用 EWB 仿真 真的很簡(jiǎn)單 ， 關(guān)鍵是軟件提供給了我們實(shí)物研究無法提供的便利與仿真。 32 致謝 此次 研究論文是 在我的導(dǎo)師 陳慧 的 指導(dǎo)不斷改進(jìn)完成的 。 每次我把論文交給她的時(shí)候她總是很認(rèn)真的幫助我去找出論文中存在的問題和需要改進(jìn)的地方，而且還不斷 地提出意見，總之我的導(dǎo)師隊(duì)伍給予了很大的幫助。 我還要感謝我的母校學(xué)校給我?guī)砹烁鞣N便利。在論文 初稿期間 ，為我提供了各種便利，提供信息收集，整理。另外，我也非常感謝所有的任課教師，他們給我的論文提供了寶貴的意見和信息，非常真誠地感謝他們的無私奉獻(xiàn)。 我的論文也將完成，在這里我非常感謝那些在我需要幫時(shí)，給我無私幫助的導(dǎo)師，同學(xué)和朋友，正是因?yàn)樗麄兊膸兔ξ也拍茏叩竭@一步，我也非常感謝 我的父母一直提供我上學(xué)的機(jī)會(huì)，謝謝！我們 即將完成論文也即將走上社會(huì)，社會(huì)不會(huì)像我們有那么多的老師在學(xué)校，同學(xué)，朋友，我們需要各種各樣的幫助，所以我們要敢于挑戰(zhàn)更多困難。 人生如海，海上無風(fēng)三尺浪。無浪的海面固然平靜，但它是一片失敗的海，充其量也只是一潭死水 。