电子技术课程设计实验指导书

《电子技术课程设计》

实验指导与实验报告书

专业 电子信息工程技术

班级

姓名

学号

南京交通职业技术学院信息工程系

二 ○ 一一 年 十二月

项目一 Multisim使用初步（1）

一、实验目的

1. 熟悉Multisim软件及其特点

2. 初步掌握软件的基本功能

二、实验内容与步骤

内容一、这是一个带有负反馈的单级放大电路，从图中可以看出该电路由1只3DG6晶体管(设ß=80)、3个电容、6只电阻和1只电位器以及12V的直流电源和交流信号源组成。我们知道，如果调节该电路中的电位器Rw，用示波器观察电路波形的变化情况就能确定电路的静态工作点。

编辑电路图之后可以将其换名保存，方法与保存一般文件相同。对本例，原来系统自动命名为“Circuitl．msm”，现将其重新命名为“单管放大电路．msm”，并保存在适当的路径下

确定静态工作点

编辑完电路原理图之后，要对所编辑的电路进行仿真分析。

1．借助示波器，用调整电位器的方法来确定静态工作点。

首先从窗口右边的仪表工具栏(Instruments Toolbar)中调出一台示波器，方法同从元件工具栏中选取虚拟元件。与元器件的连接方式一样，将示波器的A通道接输入信号源，B通道接输出端(负载RL的一端)，如上图所示。

2．双击电路窗口中的示波器图标，即可开启示波器面板，如下图所示。

示波器面板

从图中看出，该示波器的界面与实验室里常用的示波器面板很相似，其基本操作方法也差不多。启动电路窗口右上角的电路仿真开关，示波器窗屏幕上将产生输入和输出两个波形。为了看到较清晰的波形，需适当调节示波器界面上的时基(Timebase)和A、B两通道(Channel)中的Scale值，这里设置时基的Scale值为200Hz/Div，A、B两通道的Scale值为1V/Div。

3．电位器Rw旁标注的文字“Key=a”表明按动键盘上a键，电位器的阻值按5％的速度减少；若要增加，按动Shift+a键，阻值将以5％的速度增加。电位器变动的数值大小直接以百分比的形式显示在一旁。

4．启动仿真开关，反复按键盘上的a键，观察示波器波形变化。随着一旁显示的电位器阻值百分比的减少，输出波形产生饱和失真越来越严重。当数值百分比为35％时，波形如图所示。

饱和失真波形

5．反之，反复按Shift+a键，观察示波器波形变化。随着一旁显示的电位器阻值百分比的增加，输出波形的饱和失真逐步减小。当数值百分比为70％-80％时，输出波形已不见失真，电路真正处于放大状态，如下图。

放大状态波形

如再按Shin+a键，继续增大电位器的阻值，从示波器中可观察到输出电压产生了截止失真，下图是数值百分比为90％时的失真波形。

截止失真波形

内容二、完成下图中图的仿真

双击虚拟仪器就会出现仪器面板，面板为用户提供观测窗口和参数设

定按钮。以上图为例，双击图中的示波器，就会出现示波器的面板。通过

Simulation工具栏启动电路仿真，示波器面板的窗口中就会出现被观测点

的波形，如下图所示。

三、实验体会

记得刚开始使用它的时候，有很多次仿真结果与实际差很多，不过仿真终究是在理想情况下对电路进行的模拟，与现实的结果会有较大的差距，但并不能否认它的用处，因为在熟悉之后就可以根据经验由仿真数据进行实际电路的评估与制作！但是有一个问题也会随之而来，就是设计人员在设计电路的时候不会从Mulitisim中去查找合适的元

件，而是根据要求与指标先查找合适的元件，然后再去验证自己的正确性，这样一来，就会有许多元件可能在Multisim中找不到，查找Multisim中相同参数的元件又很麻烦，怎么办呢？幸好Multisim可以创建仿真元件模型，否则的话，我们设计出来的东西就只有实际搭出来验证了，这样就会浪费很大的人力物力财力。下面我就说一下仿真模型的创建步骤。

首先要准备好器件的Pspice模型，这是最重要的，没有这个东西免谈，当然Spice高手除外。下面就可以利用Multisim的元件向导功能制作自己的仿真元件模型了。将刚刚做好的元件保存，你可能注意到了，保存的路径里面没有出现Master Database，即主数据库，这就是Multisim做的较好的其中一方面，你无论是新建元件还是修改主数据库里面的元件，都不会影响主数据库里面的元件，选好路径以后点击Finish即可，一个新元件就被创建了。

在应用电子仿真软件MultiSIM进行虚拟仿真时，有许多传感器或新器件，只要知道了它们的电特性或在电路中的作用，完全可以灵活采用变通的办法代替进行仿真，本来软件就是进行虚拟实验的，并不一定非要用真实元件不可，这样可以大大地拓宽电子仿真软件MultiSIM的应用范围。再说用软件仿真时不存在损坏和烧毁元件、仪器的问题，只要设计好了电路都可以试一试，仿真成功了就可以进行实际电路的组装和调试，不成功再修改电路重新仿真。

电子仿真技术MultiSIM软件更新很快，不断有新版本问世，一

方面说明推出软件的公司资源雄厚、精益求精、不懈努力、与时俱进；另一方面，更说明了电子仿真技术MultiSIM市场看好、前途光明。特别是加拿大的IIT公司被美国国家仪器公司(NI公司)收购以后，实现了强强联合，在Multisim9和Multisim10版本中加强了LabVIEW技术，MCU仿真技术，VHDL仿真技术，Verilog HDL仿真技术，CommSIM 仿真技术，UltiBOARD制版技术等内容，使MultiSIM软件性能更加先进和实用，相信不久的将来，MultiSIM技术会在国内受到广大电子工作者的喜爱，应用会越来越广泛。

项目一、multisim的应用（2）

一、 实验目的：

1熟悉multisim的基本功能键的使用

2熟悉软件的机本功能

二、 实验内容：

内容一、构造同步16进制计数器，并用7段数码管进行观测（文件

名：counter.msm）。通过运行仿真验证电路功能。在这个电路的基础上将计数器改为10进制，并通过仿真验证修改结果是否正确（注：显示0~9）。

首先选用T触发器和带译码的7段数码管和与门一起构成4位16进

制计数器如下图。在电路中选用1Hz矩形波发生器，通过仿真观测运行的情况。

使用异步置零法，在图中加入反馈电路，当触发器的状态变为1010

时通过Reset端对触发器进行清零。电路设计结果如下图。通过仿真可以

观测到电路已经成为10进制计数器（文件名：counterb.msm）。

内容二、分析已经给出的阶梯波发生器。电路如下图（文件名：

Stepwave.msm）。通过运行仿真观测电路的功能，通过改变信号源的参数

来改变阶梯波的频率，同时用示波器进行观测。

从图中可以看到，电路大致分为两个部分，上部分为4个T触发器和相应门电

路构成的16进制计数器，下部分为D/A转换器。电路的信号源为矩形波发生器，通

过示波器观测到的波形如下图。

三、 实验体会

单元电路、功能电路、单片机硬件电路的构建及相应软件调试的仿真。系统的组成及仿真：Commsim 是一个理想的通信系统的教学软件。它很适用于如‘信号与系统’、‘通信’、‘网络’等课程，难度适

合从一般介绍到高级。使学生学的更快并且掌握的更多。 Commsim含有200多个通用通信和数学模块，包含工业中的大部分编码器，调制器，滤波器，信号源，信道等，Commsim 中的模块和通常

通信技术中的很一致，这可以确保你的学生学会当今所有最重要的通信技术。要观察仿真的结果，你可以有多种选择：时域，频域，XY图，对数坐标，比特误码率，眼图和功率谱。仪表仪器的原理及制造仿真：可以任意制造出属于自己的虚拟仪器、仪表，并在计算机仿真环境和实际环境中进行使用。

Multisim 2001提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过View菜单中的选项方便地将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。 顶层的工具栏有：Standard工具栏、Design工具栏、Zoom工具栏，Simulation工具栏。

1．Standard工具栏包含了常见的文件操作和编辑操作，如下图所示：

2．Design工具栏作为设计工具栏是Multisim的核心工具栏，通过对该工作栏按钮的操作可以完成对电路从设计到分析的全部工作，其中的按钮可以直接开关下层的工具栏：Component中的Multisim Master工具栏，Instrument工具栏。（1）作为元器件（Component）工具栏中的一项，可以在Design工具栏中通过按钮来开关Multisim Master工具栏。该工具栏有14个按钮，每个每一个按钮都对应一类元器件，其分类方式和Multisim元器件数据库中的分类相对应，通过按钮上图标就可大致清楚该类元器件的类型。具体的内容可以从Multisim的在线文档中获取。这个工具栏作为元器件的顶层工具栏，每一个按钮又可以开关下层的工具栏，下层工具栏是对该类元器件更细致的分类工具栏。以第一个按钮 为例。通过这个按钮可以开关电

源和信号源类的Sources工具栏如下图所示：（2）Instruments工具栏集中了Multisim为用户提供的所有虚拟仪器仪表，用户可以通过按钮选择自己需要的仪器对电路进行观测。3．用户可以通过Zoom工具栏方便地调整所编辑电路的视图大小。4．Simulation工具栏可以控制电路仿真的开始、结束和暂停。

EDA软件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的准确性都直接决定了该EDA软件的质量和易用性。Multisim为用户提供了丰富的元器件，并以开放的形式管理元器件，使得用户能够自己添加所需要的元器件。Multisim以库的形式管理元器件，通过菜单Tools/ Database Management打开Database Management（数据库管理）窗口（如下图所示），对元器件库进行管理。在Database Management窗口中的Daltabase列表中有两个数据库：Multisim Master和User。其中Multisim Master库中存放的是软件为用户提供的元器件，User是为用户自建元器件准备的数据库。用户对Multisim Master数据库中的元器件和表示方式没有编辑权。当选中Multisim Master时，窗口中对库的编辑按钮全部失效而变成灰色，如下图所示。但用户可以通过这个对话窗口中的Button in Toolbar显示框，查找库中不同类别器件在工具栏中的表示方法。据此用户可以通过选择User数据库，进而对自建元器件进行编辑管理。

在Multisim Master中有实际元器件和虚拟元器件，它们之间根本差别在于：一种是与实际元器件的型号、参数值以及封装都相对应的元器件，在设计中选用此类器件，不仅可以使设计仿真与实际情况

有良好的对应性，还可以直接将设计导出到Ultiboard中进行PCB的设计。另一种器件的参数值是该类器件的典型值，不与实际器件对应，用户可以根据需要改变器件模型的参数值，只能用于仿真，这类器件称为虚拟器件。它们在工具栏和对话窗口中的表示方法也不同。在元器件工具栏中，虽然代表虚拟器件的按钮的图标与该类实际器件的图标形状相同，但虚拟器件的按钮有底色，而实际器件没有，如下图所示。从图中可以看到，相同类型的实际元器件和虚拟元器件的按钮并排排列，并非所有的是元器件都设有虚拟类的器件。输入电路图是分析和设计工作的第一步，用户从元器件库中选择需要的元器件放置在电路图中并连接起来,为分析和仿真做准备。

一、设置Multisim的通用环境变量 为了适应不同的需求和用户习惯，用户可以用Option/Preferences打开Preferences对话窗口，如下图所示。通过该窗口的6个标签选项，用户可以就编辑界面颜色、电路尺寸、缩放比例、自动存储时间等内容作相应的设置。以标签Workspace为例，当选中该标签时，Preferences对话框如下图所示：在这个对话窗口中有3个分项： 1．Show：可以设置是否显示网格，页边界以及标题框。2．Sheet size：设置电路图页面大小。

3．Zoom level：设置缩放比例。

二、取用元器件 取用元器件的方法有两种：从工具栏取用或从菜单取用。下面将以74LS00为例说明两种方法。1．从工具栏取用：Design工具栏®Multisim Master工具栏®TTL工具栏®74LS按钮从TTL工具栏中选择74LS按钮打开这类器件的

Component Browser窗口，如下图所示。其中包含的字段有Database name（元器件数据库），Component Family（元器件类型列表），Component Name List（元器件名细表），Manufacture Names（生产厂家），Model Level-ID（模型层次）等内容。2．从菜单取用：通过Place/ Place Component命令打开Component Browser窗口。该窗口与上图一样。3．选中相应的元器件在Component Family Name中选择74LS系列，在Component Name List中选择74LS00。单击OK按钮就可以选中74LS00，出现如下备选窗口。7400是四/二输入与非门，在窗口种的Section A/B/C/D分别代表其中的一个与非门，用鼠标选中其中的一个放置在电路图编辑窗口中，如左图所示。器件在电路图中显示的图形符号，用户可以在上面的Component Browser中的Symbol选项框中预览到。当器件放置到电路编辑窗口中后，用户就可以进行移动、复制、粘贴等编辑工作了。

项目二、函数信号发生器的设计与制作

一、 实验目的：

掌握函数信号发生器的工作原理及设计关键

熟练使用软件对自己设计的电路进行仿真测试

二、实验内容

内容一：设计和制作一信号发生器，指标如下：

1.输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出

2.均为双极性

3.输出阻抗均为50欧

4.输出方波时，输出电压峰值为0～5V可调，输出信号频率为200HZ～2KHZ可调

5.输出为锯齿波时，输出电压峰值为0～5V可调，输出信号频率为200HZ～2KHZ

可调

实验要求：

1. 画出电路原理图

2. 元器件及参数选择

电路仿真与调试内容二：设计和制作一信号发生器，指标如下：

1.输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出

2.均为双极性

3.输出阻抗均为50欧

4.输出方波时，输出电压峰值为0～1V可调，输出信号频率为100HZ～1KHZ可调

5.输出为锯齿波时，输出电压峰值为0～1V可调，输出信号频率为100HZ～1KHZ可调

实验要求：

3. 画出电路原理图

4. 元器件及参数选择

5. 电路仿真与调试

内容三：

设计和制作一信号发生器，指标如下：

1.输出为矩形波和锯齿波波两种波形，用开关切换输出

2.均为双极性

3.输出阻抗均为50欧

4.输出方波时，输出电压峰值为0～1V可调，输出信号频率为200HZ～2KHZ可调，正脉冲占空比为30％～70％可调

5.输出为锯齿波时，输出电压峰值为0～1V可调，输出信号频率为200HZ～2KHZ可调，正脉冲占空比为30％～70％可调

实验要求：

6. 画出电路原理图

7. 元器件及参数选择

8. 电路仿真与调试

三、实验体会

电路原理图：

设计目的

1.掌握方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法与测试技术。

2.了解单片集成函数发生器8038的工作原理与应用。

3.学会安装与调试由多级单元电路组成的电子线路。

4.学会函数发生器的使用。

设计任务

(1)设计指标

①输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；

②均为双极性；

③输出阻抗均为50；

④输出为方波时，输出电压峰值为0～1V可调，输出信号频率为lOOHz～lkHz可调；

⑤输出为锯齿波时，输出电压峰值为0～1V可调，输出信号频率为

100Hz～lkHz可调。

(2)设计要求

①画出电路原理图；

②元器件及参数选择；

③自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

④编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

正弦函数信号由三角波函数信号经过非线性变换而获得。利用二极管的非线性特性, 可以将三角波信号的上升和下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。ICL8038 中的非线性网络是由4 级击穿点的非线性逼近网络构成。一般说来, 逼近点越多得到的正弦波效果越好, 失真度也越小, 在本芯片中N= 4, 失真度可以小于1。在实测中得到正弦信号的失真度可达0.5 左右。其精度效果相当满意。为了进一步减小正弦波的失真度, 可采用图2 所示电路中两个电位器RW3 和RW4 所组成的电路, 调整它们可使正弦波失真度减小。当然, 如果矩形波的占空比不是50% , 矩形波不再是方波, 引脚2 输出也就不再是正弦波了。 经实验发现, 在电路设计中接10 脚和11 脚的电容值和性能是整个电路的关键器件, 电容值的确定也就确定电路能产生的频率范围, 电容性能的好坏直接影响信号频率的稳定性、波形的失真度, 由于该芯片是通过恒流源

对C 充放电来产生振荡的, 故振荡频率的稳定性就受到外接电容及恒流源电流的影响, 若要使输出频率稳定, 必须采用以下措施:外接

电阻、电容的温度特性要好; 外部电源应稳定; 电容应选用漏电小、质量好的非极化电容器。

(3)实验结果

T0 设为计数器,T1 设为定时器(初值为5ms)。5ms 启动主循环, 主要用于键盘扫描及扫描显示, 图2 中K0 作为控制键, K1 作为调整键, K2 作为增加键; 上电时程序进入频率设置模式, 按一下K0 键程序进入数控模式, 按二下K0 键程序进入扫频模式, 按三下K0 键程序进入频率设置模式, 周而复始。在频率设置模式, 由K1 键和K2 键完成频率设置。

项目三、低频功率放大器的设计与制作

一、 实验目的

1.了解和掌握功率放大电路的一般问题；乙类双电源互补对称功率放大电路；甲乙类互补对称功率放大电路；集成功率放大电路功率器件的的电路组成。特点

2．完成功率放大器的设计与制作

二、 实验内容

内容一、试用集成运放和功率BJT设计并制作低频功率放大器，指标如下：

1. 最大输出功率Pom≥8W（正弦输入Ui＝10mV）

2. 负载电阻RL＝8Ω

3. 失真度THD≤5%

4. 效率η≥50％

5. 输入电阻Ri≥100KΩ

设计要求：

1. 画出电路原理图

2. 元器件及参数选择

3. 电路仿真与调试

内容二、试用集成运放和功率BJT设计并制作低频功率放大器，指标如下：

6. 最大输出功率Pom≥5W（正弦输入Ui＝10mV）

7. 负载电阻RL＝16Ω

8. 失真度THD≤5%

9. 效率η≥50％

10. 输入电阻Ri≥100KΩ

设计要求：

4. 画出电路原理图

5. 元器件及参数选择

6. 电路仿真与调试

内容三、试用集成运放和功率BJT设计并制作低频功率放大器，指标如下：

11. 最大输出功率Pom≥8W（正弦输入Ui＝10mV）

12. 负载电阻RL＝8Ω

13. 失真度THD≤2%

14. 效率η≥50％

15. 输入电阻Ri≥100KΩ

设计要求：

7. 画出电路原理图

8. 元器件及参数选择

9. 电路仿真与调试

三、实验体会

电路原理图：

实验心得：

该系统全部采用硬件电路设计，其核心采用两只ＭＯＳ管组成的OCL功率放大电路，整个系统电压放大器、前置放大器、功率放大器组成，并设计制作了以50HZ为中心的带阻滤波电路。该系统还采用单

片机检测电源的输出功率和功率放大器的输出功率，通过液晶屏进行显示。电路采用专用放大器ＮＥ５５３２放大输入信号，通过ＭＯＳ管进行功率放大，输出功率达到大于５Ｗ的有效值输出。采用带阻滤波电路可以有效抑制交流电源对放大器的影响。整机在频率为1０Hz～５0kHz范围内失真度小于１％。利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ccmi.html