新疆大學(xué)實(shí)習(xí)（實(shí)訓(xùn)）報(bào)告實(shí)習(xí)（實(shí)訓(xùn)I）名稱：電工電子實(shí)習(xí)（EDA學(xué)院：專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師報(bào)告人學(xué)號(hào)時(shí)間：實(shí)習(xí)主要內(nèi)容：.運(yùn)用Multisim仿真軟件自行設(shè)計(jì)一個(gè)RLC串聯(lián)電路，并自選合適的參數(shù)。.用調(diào)節(jié)頻率法測(cè)MRLC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率f0,觀測(cè)諧振現(xiàn)象。.用波特圖示儀觀察幅頻特性。4?導(dǎo)出結(jié)論并思考本次實(shí)驗(yàn)的收獲與體會(huì)。主要收獲體會(huì)與存在的問(wèn)題：本次實(shí)驗(yàn)用Multisim仿真軟件對(duì)RLC串聯(lián)諧振電路進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出了準(zhǔn)確的電路模型，也仿真出了正確的結(jié)果。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)加深了自己對(duì)RLC振蕩電路的理解與應(yīng)用，更學(xué)習(xí)熟悉了Multisim仿真軟件，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的目但最終都實(shí)的。存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在一些測(cè)量?jī)x器不熟悉，連接時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤,但最終都實(shí)驗(yàn)成功了。指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽字:年月日備注:緒論Multisim仿真軟件的簡(jiǎn)要介紹Multisim是InterctiveImageTechnologies公司推出的一個(gè)專門用于電子電路仿真和設(shè)計(jì)的軟件，目前在電路分析、仿真與設(shè)計(jì)等應(yīng)用中較為廣泛。該軟件以圖形界面為主，采用菜單欄、工具欄和熱鍵相結(jié)合的方式，具有一般Windows應(yīng)用軟件的界面風(fēng)格，用片可以根據(jù)自己的習(xí)慣和熟練程度自如使用。尤其是多種可放置到設(shè)計(jì)電路中的虛擬儀表，使電路的仿真分析操作更符合工程技術(shù)人員的工作習(xí)慣。下面主要針對(duì)Multisim11.0軟件中基本的仿真與分析方法做簡(jiǎn)單介紹。EDA就是“ElectronicDesignAutomation”的縮寫(xiě)技術(shù)已經(jīng)在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。發(fā)達(dá)國(guó)家目前已經(jīng)基本上不存在電子產(chǎn)品的手工設(shè)計(jì)。一臺(tái)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，從概念的確立，到包括電路原理、PCB版圖、單片機(jī)程序、機(jī)內(nèi)結(jié)構(gòu)、FPGA的構(gòu)建及仿真、外觀界面、熱穩(wěn)定分析、電磁兼容分析在內(nèi)的物理級(jí)設(shè)計(jì)再到PCB鉆孔圖、自動(dòng)貼片、焊膏漏印、元器件清單、總裝配圖等生產(chǎn)所需資料等等全部在計(jì)算機(jī)上完成。EDA已經(jīng)成為集成電路、印制電路板、電子整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)手段。功能：.宜觀的圖形界面整個(gè)操作界面就像一個(gè)電子實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測(cè)試儀器均可宜接拖放到屏幕上，輕點(diǎn)鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將它們連接起來(lái)，軟件儀器的控制面板和操作方式都與實(shí)物相似，測(cè)M數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實(shí)儀器上看到的；2,豐富的元器件提供了世界主流元件提供商的超過(guò)17000多種元件，同時(shí)能方便的對(duì)元件各種參數(shù)進(jìn)行編輯修改，能利用模型生成器以及代碼模式創(chuàng)建模型等功能，創(chuàng)建自己的元器件。3.強(qiáng)大的仿真能力以SPICE3F5和Xspice的內(nèi)核作為仿真的引擎，通過(guò)Electronicworkbench帶有的增強(qiáng)設(shè)計(jì)功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進(jìn)行優(yōu)化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCI仿真、VHDL仿真、電路向?qū)У裙δ堋?,豐富的測(cè)試儀器提供了22種虛擬儀器進(jìn)行電路動(dòng)作的測(cè)Multimeter（萬(wàn)用表）FunctionGeneratoer（函數(shù)信號(hào)發(fā)生器）Wattmeter（瓦特表）Oscilloscope（示波器）BodePlotter（波特儀）WordGenerator（字符發(fā)生器LogicAnalyzer（邏輯分析儀）LogicConverter（邏輯轉(zhuǎn)換儀）DistortionAnalyer（失真度儀）SpectrumAnalyzer（頻譜儀）NetworkAnalyzer（網(wǎng)絡(luò)分析儀）MeasurementPribe（測(cè)M探針）FourChannelOscilloscope（四蹤示波器）FrequencyCounter（頻率計(jì)數(shù)器）IVAnalyzer（伏安特性分析儀）AgilentSimulatedInstruments（安捷倫仿真儀器）AgilentOscilloscope（安捷倫示波器）TektronixSimulatedOscilloscope（泰克仿真示波器）Voltmeter（伏特表）Ammeter（安培表）CurrentProbe（電流探針）LabVIEWInstrument（LabVIEW儀器）這些儀器的設(shè)置和使用與真實(shí)的一樣，動(dòng)態(tài)互交顯示。除了Multisim提供的默認(rèn)的儀器外，還可以創(chuàng)建LabVIEW的自定義儀器，使得圖形環(huán)境中可以靈活地可升級(jí)地測(cè)試、測(cè)M及控制應(yīng)用程序的儀器。5,完備的分析手段Multisimt提供了許多分析功能：DCOperatingPointAnalysis（宜流工作點(diǎn)分析）ACAnalysis（交流分析）TransientAnalysis（瞬態(tài)分析）FourierAnalysis（傅里葉分析）NoiseAnalysis（噪聲分析）DistortionAnalysis（失真度分析）DCSweepAnalysis（宜流掃描分析）DCandACSensitvityAnalysis（宜流和交流靈敏度分析）ParameterSweepAnalysis（參數(shù)掃描分析）TemperatureSweepAnalysis（溫度掃描分析）TransferFunctionAnalysis（傳輸函數(shù)分析）WorstCaseAnalysis（最差情況分析）PoleZeroAnalysis（零級(jí)分析）MonteCarloAnalysis（蒙特卡羅分析）TraceWidthAnalysis（線寬分析）NestedSweepAnalysis（嵌套掃描分析）BatchedAnalysis（批處理分析）UserDefinedAnalysis（用片自定義分析）它們利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)執(zhí)行分析，分析范圍很廣，從基本的到極端的到不常見(jiàn)的都有，并可以將一個(gè)分析作為另一個(gè)分析的一部分的自動(dòng)執(zhí)行。集成LabVIEW和Signalexpress快速進(jìn)行原型開(kāi)發(fā)和測(cè)試設(shè)計(jì)，具有符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交互式測(cè)M和分析功能；6,獨(dú)特的射頻（RF）模塊提供基本射頻電路的設(shè)計(jì)、分析和仿真。射頻模塊由RF-specific(射頻特殊元件，包括自定義的RFSPICE模型)、用于創(chuàng)建用片自定義的RF模型的模型生成器、兩個(gè)RF-specific儀器(SpectrumAnalyzer頻譜分析儀和NetworkAnalyzer網(wǎng)絡(luò)分析儀)、一些RF-specific分析(電路特性、匹配網(wǎng)絡(luò)單元、噪聲系數(shù))等組成；7.強(qiáng)大的MCU莫塊支持4種類型的單片機(jī)芯片,支持對(duì)外部RAM外部ROM鍵盤和LCD等外圍設(shè)備的仿真，分別對(duì)4種類型芯片提供匯編和編譯支持；所建項(xiàng)目支持C代碼、匯編代碼以及16進(jìn)制代碼，并兼容第三方工具源代碼；包含設(shè)置斷點(diǎn)、編輯內(nèi)部RAM特殊功能寄存器等高級(jí)調(diào)試功能。學(xué)員可以很好地、很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識(shí)用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)的再現(xiàn)出來(lái)。并且可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。極大地提高了學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和積極性。真正的做到了變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。這些在教學(xué)活動(dòng)中已經(jīng)得到了很好的體現(xiàn)。還有很重要的一點(diǎn)就是：計(jì)算機(jī)仿真與虛擬儀器對(duì)教員的教學(xué)也是一個(gè)很好的提高和促進(jìn)。RLC串聯(lián)諧振電路1?設(shè)計(jì)目的(1)設(shè)計(jì)電路(包括參數(shù)的選擇)。(2)不斷改變函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的頻率，測(cè)M三個(gè)元件兩端的電壓，以驗(yàn)證幅頻特性。(3)不斷改變函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的頻率，利用示波器觀察端口電壓與電流相位，以驗(yàn)證發(fā)生諧振時(shí)的頻率與電路參數(shù)的關(guān)系。(4)用波特圖示儀觀察幅頻特性。(5)得出結(jié)論并寫(xiě)出仿真體會(huì)。.設(shè)計(jì)儀器和設(shè)備：計(jì)算機(jī)一臺(tái)Mlutisim電路仿真軟件。示波器數(shù)字萬(wàn)用表.設(shè)計(jì)題目(1)自行設(shè)計(jì)一串聯(lián)電路，選擇合適的參數(shù)。應(yīng)用萬(wàn)用表及示波器進(jìn)行測(cè)輸出數(shù)據(jù)并進(jìn)行理論計(jì)算驗(yàn)證。(2)設(shè)計(jì)一個(gè)RLC串聯(lián)諧振電路，在Multisim軟件平臺(tái)上自選元器件。(3)設(shè)計(jì)不同頻率下的串聯(lián)諧振電路，并作出輸出波形。(4)設(shè)計(jì)并測(cè)定頻率特性。.設(shè)計(jì)原理：一個(gè)優(yōu)質(zhì)電容器可以認(rèn)為是無(wú)損耗的(即不計(jì)其漏電阻)，而一個(gè)實(shí)際線圈通常具有不可忽略的電阻。把頻率可變的正弦交流電壓加至電容器和線圈相串聯(lián)的電路上。若R、L、C和U的大小不變，阻抗角和電流將隨著信號(hào)電壓頻率的改變而1,一，,一改變，這種關(guān)系稱N為頻率特性。當(dāng)信號(hào)頻率為f=fo=時(shí)，即出現(xiàn)諧振2二」a……一…LC現(xiàn)象，且電路具有以下特性：(1)電路呈純電阻性，所以電路阻抗具有最小值。1=1。=U/R即電路中的電流最大，因而電路消耗的功率最大。同時(shí)線圈磁場(chǎng)和電容電廠之間具有最大的能M互換。工程上把諧振時(shí)線圈的感抗壓降與電源電壓之比稱之為線圈的品質(zhì)因數(shù)Q5被計(jì)內(nèi)容與步驟：設(shè)計(jì)電路自選元器件及設(shè)定參數(shù)，通過(guò)仿真軟件觀察并確定RLC串聯(lián)諧振的頻率，通過(guò)改變信號(hào)發(fā)生器的頻率，當(dāng)電阻上的電壓達(dá)到最大值時(shí)的頻率就是諧振頻率。設(shè)計(jì)RLC串聯(lián)電路圖如下圖：XMM2XMM3IlXMM2XMM3Il***人人-4---4--1?T1LifStJC1L1*；4|14J3,F111mH2.2nFXFG1yszx.3fAT,bLXMM1'-2PaR1\~s510QJ■圖1RLC串聯(lián)諧振電路1當(dāng)電路發(fā)生諧振時(shí)，X「XC或-.c（諧振條件）。其中,Ci=2.2nF,Li=1mH,Ri=510Q，根據(jù)公式f。=:可以得出，當(dāng)該電路發(fā)生諧2n/LC振時(shí)，頻率fo=7OKHzoRLC串聯(lián)電路諧振時(shí)，電路的阻抗最小，電流最大；電源電壓與電流同相；諧振時(shí)電感兩端電壓與電容兩端電壓大小相等，相位相反。5.2用調(diào)節(jié)頻率法測(cè)MRLC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率fo在用Multisim仿真軟件連接的RLC串聯(lián)諧振電路，電容選用Ci=2.2nF,電感選用Li=1mH，電阻選用Ri=510Q。電源電壓Us處接低頻正弦函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，電阻電壓Ur處接交流毫伏表。保持低頻正弦函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出電壓Us不變，改變信號(hào)發(fā)生器的頻率（由小逐漸變大），觀察交流毫伏表的電壓值。當(dāng)電阻電壓Ur的讀數(shù)達(dá)到最大值（即電流達(dá)到最大值）時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率值即為諧振頻率。將此時(shí)的諧振頻率記錄下來(lái)。當(dāng)頻率為108Hz時(shí)，電阻電壓Ur的讀數(shù)達(dá)到最大值，即此時(shí)電路發(fā)生諧振當(dāng)頻率為70KHz時(shí)：圖2f0=70KHz時(shí)的波形圖表1諧振曲線的測(cè)量數(shù)據(jù)表f(KHz)708090100108110120130140150U<V)9.22011.11912.82213.90814.13914.10913.54612.57511.49610.47U(V)18.67819.70420.19619.71118.55118.17415.99213.711.6279.88Ul（v）r7.95610.96514.22717.15118.83319.14220.08520.17119.86319.388觀察波形，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出電壓Us和電阻電壓Ur相位不同，此時(shí)電路呈現(xiàn)電感性。當(dāng)頻率f0=108kHz時(shí):Tirr?*S.8r1Om_rG.O-KJma當(dāng)頻率f0=108kHz時(shí):Tirr?*S.8r1Om_rG.O-KJmaO.ODD才Cri3nn*l_>\

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