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西安邮电大学 电路设计与仿真基础训练 报告书 院（系）名称 ： 电子工程学院 学生姓名 ： 刘雪莲 专业名称 ： 微电子学 班 级 ： 微电子1101 实习时间 ： 2010年12月17 日 至2010年12月28 日 课程设计内容 4.1 仿真设计 1、用网孔法和节点法求解电路。 如图4.1-1所示电路： 用网孔电流法计算电压u的理论值。 利用multisim进行电路仿真，用虚拟仪表验证计算结果。 用节点电位法计算电流i的理论值。 用虚拟仪表验证计算结果。 2、叠加定理和齐次定理的验证 如图4.1-2所示电路： 使用叠加定理求解电压u的理论值； 利用multisim进行电路仿真，验证齐次定理。 如果电路中的电压源扩大为原来的3倍，电流源扩大为原来的2倍，使用齐次定理，计算此时的电压u； 利用multisim对（c）进行电路仿真，验证齐次定理。 3、替代定理的验证 如图4.1-3所示电路： （a）求R上的电压u和电流i的理论值； （b）利用multisim进行电路仿真，分别用相应的电压源u和电流源i替代电阻R，分别测量替代前后支路1的电流i1和支路2的电压u2，验证替代定理。 4、测图4.1-4电路中N1 、N2 的戴维南等效电路的参数，并根据测得参数搭建其等效电路；分别测量等效前后外部电流I，并验证是否一致。 5、设计一阶动态电路，验证零输入响应和零状态响应齐次性。 如图4.1-5所示电路，t0时，S位于“1”，电路已达稳态。今于t=0时刻S由“1”闭合至“2” 计算t0时的电压u1x(t), u1f(t)理论值，并合理搭建求解时所需仿真电路图。 若Us改为16V，重新计算u1x(t)理论值。并用示波器观察波形。找出此时u1x(t)与（a）中u1x(t)的关系。 Us仍为8V，Is改为2A，重新计算u1f(t)理论值。并用示波器观察波形。找出此时u1f(t)与（a）中u1f(t)的关系。 若Us改为24V，Is改为8A，计算u1(t)全响应。 8、如图4.1-8所示一阶动态电路，在t0时开关位于“1”，电路已达到稳态。t=0时开关闭合到“2”。 用三要素法求解t≥0时，i1i1的完全响应，并用示波器显示相应的波形。 4.2 综合设计 设计1：设计二极管整流电路。 条件：输入正弦电压，有效值220V，频率50Hz； 要求：输出直流电压20V±2V。 设计2：设计风扇无损调速器。 条件：风扇转速与风扇电机的端电压成正比；风扇电机的电感线圈的内阻为200欧姆，线圈的电感系数为500mH。风扇工作电源为市电，即有效值220V，频率50Hz的交流电。 要求：无损调速器，将风扇转速由最高至停止分为4档，即0，1，2，3档，其中0档停止，3档最高。 设计3：设计1阶RC滤波器。 条件：一数字电路的工作时钟为5MHz，工作电压5V。但是该数字电路的+5V电源上存在一个100MHz的高频干扰。 要求：设计一个简单的RC电路，将高频干扰滤除。 设计内容： 依题意显然是要设计一个低通滤波器。 使用两个工作电压为5v的交流电压源，调整他们的频率分别为5MHz、100MHz并且将两个压源串联已达到在+5v压源上有一个100,MHz的高频干扰波。然后计算电路中的要串联的电阻值和电容值，电感和电容要满足RC=1/5MHz 频率变化 1.通带边界频率（fc=5MHz）,虚拟示波器波形 2.阻带边界频率（fc=100MHz）,虚拟示波器波形 3.阻带内的频率（100MHz） 4、通带内的频率（5MHz） 5、fc=50MHz时的过渡带，示波器图 (一) .实验结果与分析 当频率为100MHz时，输出电压几乎衰减为零变为直线，体现出通高频，截低频的特性 2) 当频率为5MHz时，输出电压几乎不衰减，和输入电压相比变化很小，体现出通高频特性。 3） 当频率为50MHz时，输出电压输入电压相比有了明显衰减，体现出衰减低频特性。 2、分析：从实验结果可知电源频率在通带内5MHz时，输出电压幅度与原波形差不多，当频率降至阻带边界频率100MHz时输出电压幅度有很明显的下降，当信号发生器频率为过渡带时，输出电压幅度较原始幅度降低。综上可知，本电路高通性能良好，符合设计要求。 3．误差分析 ⑴电路连接得不太紧，导致接触不良会对波形产生干扰。 ⑵选取的原件值与计算的有一定的出入。 设计7：：设计题：已知ω＝103rad/s， ，现手头只有电容器，问在R电源之间连接一个什么样的电路，才能使R获得最大功率Pm，画出仿真电路图，并求出元件的参数取值和Pm的值。 设计内容 ： 由题目知，该电路左边的等效阻抗为Z=50+j100，所以为使电阻上火的最大功率，则对右边电路进行共轭匹配，即：使