1、 5/5Multisim數(shù)字電路仿真實驗報告 基于Multisim數(shù)字電路仿真實驗 一、實驗目的 1.掌握虛擬儀器庫中關(guān)于測試數(shù)字電路儀器的使用方法，入網(wǎng)數(shù)字信號發(fā)生器和邏輯分析儀的使用。 2.進一步了解Multisim仿真軟件基本操作和分析方法。 二、實驗內(nèi)容 用數(shù)字信號發(fā)生器和邏輯分析儀測試74LS138譯碼器邏輯功能。 三、實驗原理 實驗原理圖如圖所示： 四、實驗步驟 1.在Multisim軟件中選擇邏輯分析儀，字發(fā)生器和74LS138譯碼器； 2.數(shù)字信號發(fā)生器接138譯碼器地址端，邏輯分析儀接138譯碼器輸出端。并按規(guī)定連好譯碼器的其他端口。 3.點擊字發(fā)生器，控制方式為循環(huán)，設(shè)置為

2、加計數(shù)，頻率設(shè)為1KHz，并設(shè)置顯 示為二進制；點擊邏輯分析儀設(shè)置頻率為1KHz。相關(guān)設(shè)置如下圖 五、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果 邏輯分析儀顯示圖下圖 實驗結(jié)果分析：由邏輯分析儀可以看到在同一個時序74LS138譯碼器的八個輸出端口只有一個輸出為低電平，其余為高電平.結(jié)合字發(fā)生器的輸入，可知.在譯碼器的G1=1，G2A=0，G2B=0的情況下，輸出與輸入的關(guān)系如下表所示 當G1=1，G2A=0，G2B=0中任何一個輸入不滿足時，八個輸出都為1 六、實驗總結(jié) 通過本次實驗，對Multisim的基本操作方法有了一個簡單的了解。同時分析了38譯碼器的功能，結(jié)果與我們在數(shù)字電路中學到的結(jié)論完全一致。 實驗二基于M

3、ultisim的儀器放大器設(shè)計 一、實驗目的 1.掌握儀器放大器的實際方法； 2.理解儀器放大器對共模信號的抑制能力； 3.熟悉儀器放大器的調(diào)試方法； 4.掌握虛擬儀器庫中關(guān)于測試模擬電路儀器的使用方法，如示波器、毫伏表、信號發(fā)生器等虛擬儀器的使用方法。 二、實驗內(nèi)容 1.采用運算放大器設(shè)計并構(gòu)建儀器放大器，具體指標為: (1)輸入信號Ui=2mv時，要求輸出電壓信號Uo=0.4V,Avd=200，f=1KHz； （2）輸入阻抗要求Ri1M 2.用虛擬儀器庫中關(guān)于測試模擬電路儀器，按設(shè)計指標進行調(diào)試； 3.測量所構(gòu)建的測量放大器的共模抑制比（選做） 4.記錄實驗數(shù)據(jù)進行整理分析。 三、實驗儀器

4、 Multisim虛擬儀器中的函數(shù)信號發(fā)生器，毫伏表，示波器，運算放大器、電阻等。 四實驗設(shè)計 實驗原理圖如下： 說明：圖示電路是由三個集成運放構(gòu)成的放大器電路，對輸入差模信號進行放大，放大倍數(shù)Av= R6(1+R1+R4)/R2/R5.圖中輸入差值為2mv，放大倍數(shù)為200，輸出0.397v，約等于0.4v，符合試驗要求 輸入差值為2mV的信號時輸出波形如圖： 輸入共模信號時的輸出波形： 五、實驗總結(jié) 通過調(diào)節(jié)輸入信號，發(fā)現(xiàn)該虛擬儀器放大器可以放大差模信號，放大倍數(shù)與實驗要求一致；對于共模信號，則無放大作用。通過實驗，對放大器的基礎(chǔ)知識 有了一個深入的復習，同時對Multisim的使用方法也

5、有了更好的掌握。 實驗三邏輯電平測試器設(shè)計 一、實驗目的及要求 邏輯電平測試器綜合了數(shù)字電路和低頻電子線路兩門課的知識要求學生自己設(shè)計，并在Multisim電子工作平臺上進行仿真。培養(yǎng)學生的綜合應用能力。培養(yǎng)學生進行工程設(shè)計的能力。 1.理解邏輯電平測試器的工作原理及應用。 2.掌握用集成運放構(gòu)建邏輯電平測試器的方法。 3.掌握邏輯電平測試器的調(diào)整和主要性能指標測試方法。 二、實驗原理 邏輯信號電平測試器采用聲音和指示燈來表示被測信號的邏輯狀態(tài)，高電平和低電平用不同的聲調(diào)和指示燈表示。本文設(shè)計的電路采用了電壓比較器和RC 橋式正弦振蕩電路實現(xiàn)對信號幅度檢測、鑒別和音頻的產(chǎn)生。電路中使用了集成運

6、算放大器、集成運算放大器、NPN 晶體管、PNP 晶體管9012、電位器、發(fā)光二極管、普通二極管等。 本電路有五部分組成：電源、輸入電路、邏輯狀態(tài)判斷電路、音響電路、指示燈點電路。主要的設(shè)計在于三個部分，即邏輯判斷電路、音響電路和指示燈電路。設(shè)計調(diào)試完成的電路可實現(xiàn)對高電平和低電平的邏輯判斷。在低電平UL3.5V，1000Hz 的音響響起，紅色指示燈亮。當被測信號在0.83.5V 之間時，既不是高電平，也不是低電平，音響電路不發(fā)出聲音，指示燈不亮。 三、實驗內(nèi)容 第一部邏輯信號電平測試電路原理圖 該圖為測試電路的原理圖，各部分的標號以后面的分解電路的標號為準。 該圖為模擬仿真圖，Vcc 初設(shè)的

7、幅值為5V，調(diào)試流程中的標號將在后面分解后的電路圖中給出。 邏輯信號電平測試器共有五部分組成。它們分別是電源、輸入電路、邏輯狀態(tài)判斷電路、音頻產(chǎn)生電路、指示燈電路。按照原理圖調(diào)試成功的電路可實現(xiàn)聲音和指示燈表示被測信號的邏輯狀態(tài)。具體來說是：U3.5V 時被認為是高電平，1000Hz 的聲音響起，紅色指示燈點亮；介于兩者之間的被測電壓不認為是低電平或者高電平，電路不發(fā)出聲音，也不會點亮指示燈。 系統(tǒng)調(diào)試流程： 1. 連接RC 振蕩電路部分，利用示波器觀察集成運算放大器A3 和A4 的輸出端u01 和u02 的電壓波形是否滿足設(shè)計要求。 2. 連接輸入和邏輯判斷電路部分，調(diào)節(jié)輸入電壓Ui，利用數(shù)

8、字萬用表測試集成運算放大器A3和A4 的輸出端A 和B，是否滿足設(shè)計要求。 3. 連接輸出電路部分，緩慢調(diào)節(jié)輸入電壓Ui，觀察輸入電壓變化時，發(fā)光二極管如何變化，音頻如何讓變化。 第二部分三個主要部分的分解電路分析 邏輯狀態(tài)判斷電路： 應用電壓比較器進行模擬信號電壓幅度的檢測和鑒別。 Ui 是被測信號，A1和A2 為兩個運算器，利用A1 和A2 分別與它們外圍電路組成兩個電壓比較器。 當被測電壓Ui 20 K 計算可得到R1=71 K，R2=27.6 K。 取標稱值：R1=75 K,R2=30 K R3 和R4 的作用是給A1 的反相端輸入提供一個3.5V 的參考電壓，因此要求R3Ucc/（R

9、3+R4）=3.5V R3 和R4 取值過大容易引入干擾，過小則耗電量大，工程上一般去幾十千歐到幾百千歐，所以取 R3=30 K，R4=68 K。 R5 和R6 的作用是給A2 的同相輸入端提供一個0.8V 的參考電壓，因此要求R6Ucc/（R5+R6）=0.8V 同理選取 R5=68 K，R6=13 K。 音頻產(chǎn)生電路： 利用RC 橋式正弦振蕩電路實現(xiàn)，RC 串并聯(lián)電路及時正反饋電路，又是選頻電路。 為了產(chǎn)生頻率為1KHz 的正弦波，選取C1=C2=10nF，R10=R13=15 K；為了產(chǎn)生頻率為500Hz 的正弦波，選取C3=C4=10nF，R15=R14=31 K。 二極管的作用是實現(xiàn)

10、自動限幅。利用二極管的正向電阻隨所加電壓而改變的特性，達到自動調(diào)節(jié)負反饋的目的。當起振之初，振幅較小，尚不足以使二極管 導通，二極管的正向電阻較大，使運算放大器的負反饋很弱，增益很高，因此可以很快建立起振蕩。而后，隨著振蕩幅度的增大，二極管導通，二極管的正向電阻逐漸變小，運算放大器的負反饋加深，增益自動下降，直到電路達到振幅平衡條件，振幅停止增加，電路達到穩(wěn)定。 電位器R12 和R19 可用來調(diào)節(jié)振蕩幅度的大小。 指示燈電路： 由發(fā)光二極管，限流電阻和NPN 型晶體管組成，同樣利用UA、UB 來控 制晶體管V5 和V6 的通斷。 1. 當輸入電壓小于0.8V 時，UB 為高電平綠色發(fā)光二極管點

11、亮。 2. 當輸入電壓大于 3.5V 時，UB 為低電平，UA 為高電平紅色發(fā)光二極管點亮。 3. 當輸入電壓大于0.8V 小于3.5V 時，指示燈不亮。 四、實驗總結(jié) 測試輸出：當輸入大于3.5V時，輸出為1KHz的音頻，紅色二極管發(fā)光；當輸入小于0.8V時，輸出為500KHz的音頻電路，綠色二極管被點亮。介于0.8和3.5V之間時，無輸出響應。 分析過程把整個電路分為三部分進行分析，稱之為分解電路。分解電路Multisim 10.0 軟件進行繪制與仿真，在模擬過程中遇到了不少問題。 我在這次大作業(yè)的過程，感覺到自行設(shè)計和修改電路的難度很大，自己在電路仿真和論文寫作方面仍有不少欠缺之處，希望

12、在不斷學習中獲得進步。 實驗四場效應管放大器電路設(shè)計 一、實驗目的 1.場效應管電路模型、工作點、參數(shù)調(diào)整、行為特性觀察方法 2.研究場效應管放大器電路的放大特性及元件參數(shù)的計算； 3.進一步熟悉放大器性能指標的測量方法、 二、實驗內(nèi)容 1.研究耗盡型MOS場效應管共源極的放大特性。 2.研究耗盡型MOS場效應管共源極放大電路的輸出電阻。 三、實驗要求 正確連好死安路改變負載電阻;分別測量輸出端的電壓;用換算法測量電路的輸入，輸出電阻;記錄實驗數(shù)據(jù)。 四實驗設(shè)計 滑動變阻器R4取30%時波形 如上圖，對于耗盡型場效應管，通過仿真可以看到通過調(diào)節(jié)漏極電壓，輸出電壓也會變化，也即是增益會變化，波形

13、會出現(xiàn)失真。調(diào)節(jié)R4使波不失真。 滑動變阻器R4取20%時波形 在波形不失真的情況下調(diào)節(jié)負載電阻R5，觀察輸出波形。 1.當滑動變阻器調(diào)到60%時 用直流電壓表測輸入和輸出電壓，用直流電流表測輸入和輸出電流。當其當其輸入有交流信號時，根據(jù)電壓表和電流表所示數(shù)據(jù)可算出： 輸入電阻Ri= 0.035V/0.992uA=35.282k? 輸出電阻Ro= 0.733V/3.096uA=236.76k? 電壓增益Av=0.733V/0.035V=20.94 輸出波形如下圖所，紅色線條為輸入波形，綠色線條為輸出波形： 2、當滑動變阻器R5調(diào)到30%時。 用用直流電壓表測輸入和輸出電壓，用直流電流表測輸入和輸出電流。當其當其輸入有交流信號時，根據(jù)電壓表和電流表所示數(shù)據(jù)可算出： 輸入電阻Ri=0.035V/0.992uA=35.28k? 輸出電阻Ro= 0.721V/6.177uA=116.7k? 電壓增益Av=0.721V/0.035V=20.6 輸出波形如下圖所，紅色