《仿真大作业.docxVIP

仿真实验一：Multisim 仿真软件的使用，叠加原理、基尔霍夫定律和戴维南定理的仿真实验；一、实验目的1、学习 Multisim 仿真软件，熟悉各类虚拟仪器仪表的使用及各种仿真分析方法。2、利用仿真实验验证叠加原理和基尔霍夫定律； 3、利用仿真实验验证戴维南定理；二、电路原理图图 1图 2三、仿真实验数据表格1、叠加原理和基尔霍夫定律的验证（图 1）表 1 叠加原理、基尔霍夫定律的验证实验内容/测量内容E1/VE2/AI1/mAI2/mAI3/mAI4/mAUR1/VUR2/mAUR3/mAUR4/mA1E1单独作用202E2单独作用013E1和 E2共同作用214E1和 E2单独作用叠加计算值2152E2单独作用026相对误差（叠加性）7相对误差（齐次性）2、戴维南定理的验证（图 2）（1）、测量二端网络11 两点间的开路电压UOC =，ISC =，Ro=；（2）、用伏安法测量含源线性单口网络的外特性。表 2 含源线性单口网络的伏安特性数据测量RL/Ω01002003004006008009001kΩU/VI/mAP/W表 3 单口网络等效电路的伏安特性数据测量RL/Ω01002003004006008009001kΩU/VI/mA四、实验数据分析和处理 1、根据仿真实验数据，计算相对误差；2、根据仿真实验数据，举例验证叠加原理和基尔霍夫定律； 3、分别画出原单口网络和等效电路的伏安特性曲线，并验证戴维南定理。五、思考题1、若独立源由直流电源改为正弦交流电源，试问叠加原理和基尔霍夫定律还成立吗？2、若仿真实验中某一线性电阻换成二极管，叠加原理和基尔霍夫定律还成立吗？3、若仿真实验中单口网络内部的某一线性电阻换成二极管，戴维南定理还成立吗？仿真实验二：一阶动态电路响应仿真实验一、实验目的1、研究一阶动态电路的零输入响应、零状态响应及完全响应的特点和规律。掌握测量一阶电路时间常数的方法。2、理解积分和微分电路的概念，掌握积分、微分电路的设计和条件。 3、用 multisim 仿真软件设计电路参数，并观察输入输出波形。二、实验原理1、零输入响应和零状态响应波形的观察及时间常数的测量。当电路无外加激励，仅有动态元件初始储能释放所引起的响应——零输入响应；当电路中动态元件的初始储能为零，仅有外加激励作用所产生的响应——零状态响应；在外加激励和动态元件的初始储能共同作用下，电路产生的响应——完全响应。以一阶 RC 动态电路为例，观察电路的零输入和零状态响应波形，其仿真电路如图 1（a）所示。（a）（b）图 1 一阶 RC 动态电路方波信号作为电路的激励加在输入端，只要方波信号的周期足够长，在方波作用期间或方波间隙期间，电路的暂态响应过程基本结束（T /2 5）。故方波的正脉宽引起零状态响应，方波的负脉宽引起零输入响应，方波激励下的ui (t)和uo (t)的波形如图 1（b）所示。在t (0，T / 2)的零状态响应过程中，由于T ，故在t T /2时，电路已经达到稳定状态，即电容电压uo (t) U S。由零状态响应方程uo (t) US (1et/)可知，当uo (t) U S /2时，计算可得t1 0.69。如能读出t1的值，则能测出该电路的时间常数。2、RC 积分电路由 RC 组成的积分电路如图 2（a）所示，激励ui (t)为方波信号如图 2（b）所示，输出T电压uo (t)取自电容两端。该电路的时间常数RC （工程上称 10 倍以上关系为远2远大于或远远小于关系。），故电容的充放电速度缓慢，在方波的下一个下降沿（或上升沿）到来时，充放电均未达到稳态，输出波形如图 2（c）所示，为近似三角波，三角波的峰值E E 。uR (t)ui (t)11故i(t) ，因而uo (t) uc (t) i(t)dt ui (t)dt ，所以输出电RRCRC图 13、RC 微分电路由 RC 组成的微分电路如图 3（a）所示，激励ui (t)为方波信号如图 3（b）所示，输出T电压uo (t)取自电阻两端。该电路的时间常数RC ，故电容的充放电速度非常快， 2在方波的下一个下降沿（或上升沿）到来时，电容电压在很短的时间内已充放电完成，并早已达到稳态，输出波形如图 3（c）所示，为周期窄脉冲。duC (t)dui (t)因而uo (t) uR (t) Ri(t) RCRC，所以输出电压近似地与输入电dtdt图 3三、仿真实验内容1、在图 1（a）中，已知 R 10k、C 10nF 。在 multisim 仿真软件中连接电路，并由函数信号发生器输出Vpp 4.0V，f 500 1000Hz 的方波信号。利用双踪示波器同时观察ui (t)和uo (t)的波形，并在示波器上测量值，并与理论值进行比较。2、根据积分电路形成条件，选择合适的 R、C 参数