89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(InstrumentsToolbar)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MasterDatabase，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，VerilogHDL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。Multisim2001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MultisimMaster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MultisimMaster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/DatabaseManagement打开DatabaseManagement（数据库管理）窗口（如下图所示），对元器件库进行管理。在DatabaseManagement窗口中的Daltabase列表中有两个数据库：MultisimMaster和User。其中MultisimMaster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MultisimMaster数据库中的元器件和表示方式没有编辑权。当选中MultisimMaster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ButtoninToolbar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MultisimMaster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．Sheetsize：设置电路图页面大小。3．Zoomlevel：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．