數(shù)字電子設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-06 00:55本頁(yè)面
【正文】 頻率為50HZ 的正玄電壓。在虛擬示波器中觀察積分電路的輸入和輸出波形，測(cè)輸出電壓和輸入電壓。 （ 2）在 Multisim 構(gòu)建反向求和電路。 測(cè)量輸出電壓。 Multisim 環(huán)境介紹 ： Multisim 是加拿大 IIT 公司推出的基于 Wendows 的電路仿真軟件，由于采用交互式的界面，比較直觀，操作方便，具有豐富的元器件庫(kù)和品種繁多的虛擬儀器，以及強(qiáng)大的分析功能等特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。 針對(duì)不同的用戶，提供了多種版本，如學(xué)生版，教育版，個(gè)人版和超級(jí)專業(yè)版等。其中教育版適合高等學(xué)校的教學(xué)使用。 啟動(dòng) Multisim 后，屏幕上顯示主界面。主界面主要由菜單欄，系統(tǒng)工具欄，系統(tǒng)設(shè) 16 計(jì)欄，設(shè)計(jì) 工具欄，元件工具欄，儀器工具欄，使用中元件列表，仿真開關(guān)，狀態(tài)欄以及電路圖編輯窗口等組成。 積分電路 Multisim 仿真 設(shè)計(jì) 基本原理 電路中的輸出電壓與電容兩端的電壓成正比，而電路的輸入電壓與流過電容的電流成正比，則輸入電壓與輸出電壓成為積分關(guān)系。 利用理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)“虛短”“虛斷”的 特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)以上要求。 R=R′ Uo= Uc = 1C∫icdt= 1RC∫U1dt 電路模型的建 立 圖 U17413247651R120kΩR220kΩV20 . 5 V rm s 5 0 H z 0 176。 V C C15VV E E 1 5 VC12 0 n FXMM1XMM2XSC1A BE x t T r i g++__+_2V E E1043V C C00 17 理論分析及計(jì)算 如果在基本電路的輸入端加上一個(gè)正弦波，且 U1= Um sinwt 可得Uo= 1RC∫ Umsinwt= UmWRCcoswt此時(shí)積分電路輸出的是一個(gè)余弦波。可見輸入輸出電壓的相位比輸入電壓的相位領(lǐng)先 90o 仿真結(jié)果分析 輸入電壓 Ui= 輸出電壓 Uo= 圖中比較淺的是輸入波形，顏色較深的是輸出波形，輸出電壓的相位比輸入電壓領(lǐng)先 90o 18 結(jié)論 積分電路具有移相特性輸出電壓的相位比輸入電壓的相位領(lǐng)先 90o。 反相求和電路仿真 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)基本原理： 反相輸入求和電路的實(shí)質(zhì)是利用“虛地”和“虛斷”的特點(diǎn)，通過各路輸入電流想加的方法來實(shí)現(xiàn)輸入電壓的相加。這種反相輸入求和電路的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)改變某一輸入回路的電阻時(shí)，僅僅改變輸出電壓與該電路輸入電壓之間的的比例關(guān)系，對(duì)其他各路沒有影響，因此調(diào)節(jié)比較靈活方便。另外，由于“虛地”，因此，加在集成運(yùn)放輸入端的共模電 壓 很 小 。 若 R11 ＝ R12 ＝ R13 ＝ R1 時(shí)，則 平衡電阻 R2＝ R11//R12//R13//RF 電路模型的建立 圖 反相求和仿真電路 R13 3 . 3 k ΩR210kΩR31 8 8 . 8 k ΩU17413247651V E E 1 5 VV C C15VV41 . 5 V V50 . 3 V V62 V R46 . 8 8 k ΩXMM1RF100kΩ2V E E1034560V C C 19 理論分析及計(jì)算 理論值 : =－ 仿真結(jié)果分析 模擬 電壓表 分析：計(jì)算值 Uo=－ 測(cè)量值 Uo= 理論值和實(shí)際測(cè)量值基本相等 結(jié)論 通過上面的分析可以看出，反相輸入求和電路的實(shí)質(zhì)是利用“虛地”和“虛斷”的特點(diǎn)，通過各路輸入電流相加的方法來實(shí)現(xiàn)輸如電壓的相加。這種反相輸入求和電路的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)改變某一輸入回路的電阻時(shí)，僅僅改變輸出電壓與該路輸入電壓之間的比例關(guān)系，對(duì)其他各路沒有影響，因此調(diào)節(jié)起來比較靈活方便，另外，由于“虛地”，因此，加在集成運(yùn)放輸入端的鞏膜電壓很小。 20 滯回比較器 Multisim 仿真設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)基本原理 滯回比較器又稱施密特觸發(fā)器。輸入電壓經(jīng)過電阻加載集成運(yùn)算放大器的反向輸入端，參考電壓經(jīng)電阻通過反饋電阻引回同 相輸入端。當(dāng)集成運(yùn)放反相輸入端與同相輸入端電位相等，輸出電位發(fā)生跳變。 由于是理想運(yùn)放，則 u=uI而同相輸入端的電壓 u+由參考電壓 UREF和輸出電壓同時(shí)決定，由疊加原理可得 u+= RFR2+RFUREF+ R2R2+RFuo UT+= RFR2+RFUREF+ R2R2+RFuZ UT= RFR2+RFUREF ? R2R2+RFuZ 電路模型的建立 圖 滯回比較器仿真電路 U17413247651V16 V V E E 1 5 VV C C15VV35 V r m s 5 0 H z 0 176。 R220kΩR110kΩD13 V D23 V RF35kΩR3kΩ13070XSC1A B C DGT602V C CV E E45 21 理論分析及計(jì)算 由比較器發(fā)生跳變的條件是集成運(yùn)放反相輸入端的電壓 u與同相輸入端的電壓 u+相等即 u=u+。由于是理想運(yùn)放，則 u=uI而同相輸入端的電壓 u+由參考電壓 UREF和輸出電壓同時(shí)決定，由疊加原理可得 u+= RFR2+RFUREF+ R2R2+RFuo將 uo=+UZ ,uo=UZ分別代入： UT+= RFR2+RFUREF+ R2R2+RFuZ =( 3520+35 6 + 2021+35 5)V =(+)V=6V UT= RFR2+RFUREF ? R2R2+RFuZ=( 3520+35 6 ? 2020+35 5 )V=( ? )V= ?UT=UT+?UT=()V= 仿真結(jié)果分析 模擬示波器 上圖淺色波形為輸入波形，深 色波形為輸出波形。 由圖可以看出，當(dāng)輸出波形發(fā)生跳變時(shí)，輸入波形的示數(shù)分別是 和 ，這兩個(gè)示數(shù)即為滯回比較器的兩個(gè)門限電平 UT+和 UT。 22 誤差分析 （ 1）元件本身存在誤差； （ 2）焊接時(shí)，焊接點(diǎn)存在微小電阻； （ 3）測(cè)得輸出電流時(shí)接觸點(diǎn)之間的微小電阻造成的誤差； （ 4）電流表內(nèi)阻串入回路造成的誤差； （ 5）測(cè)得紋波電壓時(shí)示波器造成的誤差； （ 6）示波器本身的準(zhǔn)確度造成的誤差。 設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì) 通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)計(jì)數(shù)器的工作原理有了深刻的認(rèn)識(shí)，自己以后若用到計(jì)數(shù)器的集成芯片來設(shè)計(jì)一定功能的電路打下了一定的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，老師的精心輔導(dǎo)使得自己課程設(shè)計(jì)順利的完成，并且老師對(duì)實(shí)驗(yàn)原理深入透徹的分析與講解進(jìn)一步加強(qiáng)了自己對(duì)電子技術(shù)這門課程的理解，自己獲益匪淺。 通過課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，我認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)前一定要按老師的要求認(rèn)真預(yù)習(xí)，這樣不僅有利于自己對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理 解，從而更好的完成實(shí)驗(yàn)，還能夠加強(qiáng)自己對(duì)相關(guān)課程的理解，這對(duì)自己學(xué)習(xí)是非常有用的。 平臺(tái)的使用，我從中學(xué)會(huì)了如何在 multisim 軟件環(huán)境下仿真電子電路，通過自己的實(shí)踐，逐步的發(fā)現(xiàn)并解決遇到的問題，最終完成了課程設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1] 余孟嘗 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程 . 第三版 . 高等教育出版社 [2] 楊素行 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程 . 第三版 . 高等教育出版社 [3] 楊麗萍，王向磊 . 數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 . [4] 路勇 . 電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真 . 清華大學(xué)出版社 [5] 朱定華，陳林，吳建新 . 電子電路測(cè)試與 實(shí)驗(yàn) . 清華大學(xué)出版社
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