multisim于模擬電子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究(參考版)
2025-06-26 08:31本頁面
【正文】 因此，對從事電路學(xué)習(xí)或工作的人們來說，意義不言而喻。軟件仿真在教學(xué)實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)模擬電路等研究性要求不高的領(lǐng)域體現(xiàn)的優(yōu)勢有目共睹，相比真實(shí)實(shí)驗(yàn)，它節(jié)約成本，易學(xué)方便，可持續(xù)性強(qiáng)，尤其是能節(jié)省大量時間，這對我們這些時間有限的在校學(xué)生來說，是無法估量的貢獻(xiàn)。當(dāng)然，用multisim軟件可以很方便的分析這些電路，其豐富的儀器可以觀察所有節(jié)點(diǎn)處電流電位，使我們加深對波形振蕩器的理解。截圖如下： 圖15（幅度穩(wěn)定的正弦波信號）虛擬示波器上顯示輸出了正弦波信號，仿真實(shí)驗(yàn)初步成功。反之，若輸出振蕩幅度減小，流過熱敏電阻電流也減小，熱敏電阻阻值減小，使放大電路負(fù)反饋信號減弱，同相比例放大電路的放大倍數(shù)增大，阻止了輸出幅度繼續(xù)減小，從而達(dá)到自動穩(wěn)幅的效果。在實(shí)際應(yīng)用中可采用熱敏電阻替代（R4+R5），實(shí)現(xiàn)自動穩(wěn)幅。這都直接影響振蕩電路輸出波形的質(zhì)量，因此，通常在放大電路中引入負(fù)反饋以改善振蕩波形。如果放大倍數(shù)過大，由于振蕩器幅度超出放大電路的線性放大范圍而進(jìn)入非線性區(qū)，輸出波形將產(chǎn)生明顯的失真。 圖14（RC文氏電橋振蕩電路）自行起振條件是AF1,對所選頻率信號，F(xiàn)=1/3，故A=1+（R4+R5）/R13,即得出R4+R52R1,即R5,接入電路阻值大于60%時，電路能自行起振；在接入電路阻值正好等于60%時候，AF=1，振蕩電路處于穩(wěn)幅振蕩狀態(tài)，輸出的電壓達(dá)到穩(wěn)定。R5愈小，則負(fù)反饋系數(shù)愈大，負(fù)反饋深度愈深，放大電路的電壓放大倍數(shù)愈??；反之，R5愈大，負(fù)反饋系數(shù)愈小，負(fù)反饋愈弱，電壓放大倍數(shù)愈大。本電路中運(yùn)算放大器3554AM加上RRR5引入的電壓串聯(lián)負(fù)反饋，構(gòu)成同相比例放大電路，放大倍數(shù)A=1+（R4+R5）/R1；RC串并聯(lián)電路是選頻網(wǎng)絡(luò)，同時也是正反饋電路。就是說，當(dāng)f=f0=1/2πRC時，Uf的幅度達(dá)到最大，等于U幅值的1/3，而且，Uf與U同相。根據(jù)上兩式可以看出，RC串并聯(lián)電路的幅頻特性和相頻特性如下所示。由此可見，只有當(dāng)角頻率為某一中間值時，有可能得到|Uf|的值比較大，且Uf與U同相。而當(dāng)頻率較高時候，由于1/wC1R1,1/wC2R2,此時可將1/wC1和R2忽略，w愈高，則1/wC2愈小，Uf的幅度也愈小，而其相位滯后于U愈多。在頻率較低的情況下，由于1/wC1R1,1/wC2R2,此時可將R1和1/wC2忽略，w愈低，則1/wC1愈大，Uｆ幅度愈小，且其相位超前U愈多。 圖12RC串并聯(lián)電路 RC串并聯(lián)電路具有選頻特性。若是在試驗(yàn)箱上真實(shí)實(shí)驗(yàn)，要處理的數(shù)據(jù)特別的多，自然實(shí)驗(yàn)麻煩的多，進(jìn)度減慢。這些都是引入反饋帶來的優(yōu)點(diǎn)。（2）電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路頻率響應(yīng)的測試：(1)將J2斷開，無級間負(fù)反饋，如下： 圖10(2)將J2閉合，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，如下： 圖11比較圖圖11，可見引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，中頻電壓放大倍數(shù)減小了，但下限頻率降低，上限頻率升高，因而電路通頻帶變寬了，放大倍數(shù)相比更穩(wěn)定。③將J1斷開，使負(fù)載開路，運(yùn)行軟件仿真，截圖如下 圖9 （表XMMXMMXMM1）讀出空載時輸出電壓Uo2=。 圖7 圖8（表XMMXMMXMM1）由虛擬儀表得知，當(dāng)Ui=，Ii=,Uo=.電路有負(fù)反饋放大倍數(shù)Auf=Uo/Ui=,，降低明顯。電路總放大倍數(shù)為電路無負(fù)反饋放大倍數(shù)A=Uo1/Ui=電路無負(fù)反饋輸入電阻Ri=Ui/Ii= 圖5圖3依次為表XMMXMMXMM1的示數(shù)。. 圖4第一級輸出電壓 藍(lán)線為輸入正弦電壓，白線為第一級輸出電壓。 圖3 第二級輸出電壓藍(lán)線為輸入正弦電壓，紅線為第二級輸出電壓。②加上正弦波輸入電壓進(jìn)行仿真，利用虛擬示波器可以觀察到第一級輸出電壓與輸入電壓反相，第二級輸出電壓與輸入電壓同相。
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