模拟电路实验报告.doc

电子技术基础—模拟部分
实验报告

理论学时：54
实验学时：12

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班级：
姓名：
学号：

实验一、Multisim 7.0的基本操作
一、实验目的
学习该软件作为虚拟电子工作台的使用方法，掌握原理图的输入、模拟和数字仿真的方法。
1、利用Multisim观察半导体二极管的单向导电性。
2、利用Multisim测试三极管的电流放大作用
3、利用Multisim测试MOS场效应管的转移特性曲线。
二、实验要求
实验前做好充分准备，事先预习好本次实验内容；实验时记录实验结果；实验结束后给出实验总结与分析，并及时做好本次实验报告。
三、实验内容
1、利用Multisim观察半导体二极管的单向导电性。
在Multisim中构建二极管电路，如图1(a)所示，图中D1是虚拟二极管，输入端加上最大值Uim=4V，频率为1KHz的正弦波电压，接入一台虚拟示波器XSC1，有A,B两个通道，A端接二极管电路的输入端，B端接电路的输出端，如图1所示。

图1(a) 实验电路图

图1 (b) 输出端的波形图

图1 二极管仿真电路
2、利用Multisim测试三极管的电流放大作用
在Multisim中构建三极管测试电路，如图2所示。集电极电压UCE=10V保持不变。

图2 三极管仿真电路
改变基极电流iB的数值，并从虚拟仪表上测得相应的集电极电流iC,可得以下一组数据：

0
10
20
30
40
50

0
1689
3570
5522
7516
9537

3、利用Multisim测试MOS场效应管的转移特性曲线。
在Multisim中构建测试电路如图3所示。漏源电压不变。改变栅源电压的大小，电路仿真后测出相应的值，测试结果如下：

0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4

0
0
0
0
8.674mA
64.261mA
163.009mA
297.645mA
462.741mA
根据测得的数据画出该场效应管的转移特性曲线。

图3 MOS场效应管仿真电路
场效应管的转移特性曲线为：

实验二、单级共射极放大电路的研究
一、实验目的
掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响，学习测量放大电路的静态工作点及的方法，了解共发射极电路的特性，学习放大电路的动态特性的测试方法。
二、实验要求
实验前做好充分准备，事先预习好本次实验内容；实验时记录实验结果；实验结束后给出实验总结与分析，并及时做好本次实验报告。
三、实验内容
1、单管共射放大电路Multisim仿真
在Multisim中构建基本单管共射放大电路如图1所示。

图1 单管共射放大电路

（1）测量静态工作点
在仿真电路中接入三个虚拟数字万用表，分别设置直流电流表或直流电压表，以便测量，如图2所示。把结果记录到表1中。

图2 测量静态工作点

表1 数据记录表
测量参数

40.079uA
3.811mA
567.047Mv

（2）观察输入和输出波形
用示波器观察图1输入和输出信号的变化，画出输入和输出信号的波形。
画出输入和输出信号的波形:

（3）测量、和
将图1中的虚拟数字万用表分别设置为交流电压表或交流电流表。测得，和。则
，
为了测量输出电阻，可将图1电路中的负载电阻RL开路，此时从虚拟仪表测得，则
。将、和数据记录到表2中。
表2 数据记录表
测量参数

110.5
579.4
1.28K

2、分压式工作点稳定电路Multisim仿真
在Multisim中构建分压式工作点稳定电路如图3所示。

图3 分压式工作点稳定仿真电路

（1）可利用Multisim的虚拟以表测量静态工作点。构建类似图2类似的电路，将虚拟仪表分别设置为直流电压表或直流电流表，可测得,，将结果记录到表3中。
表3 数据记录表
测量参数

2.969V
7.607V
2.214V
2.214mA
2.196mA

（2）将图3中的虚拟数字万用表分别设置为交流电压表或交流电流表。测得，和。用示波器观察图3输入和输出信号的变化，画出输入和输出信号的波形。并将、和数据记录到表4中。

表4 数据记录表
测量参数

68.6
924.5
1545.3

3、共集电极放大电路Multisim仿真
在Multisim中构建分压式工作点稳定电路如图4所示。

图4 共集电极放大电路Multisim仿真

（1）利用Multisim的直流工作点分析功能（DC Operating Point Analysis）测量放大电路的静态工作点。给出对集电极电路分析的结果图。
分析的结果图为：

（2）加上正弦输入电压，用虚拟示波器观察图4输入和输出信号的变化，画出输入和输出信号的波形。

（3）当，时，由虚拟数字万用表测得，和，将、和数据记录到表5中。
表5 数据记录表
测量参数

0.9896
126.882
101

实验三、差动放大器
一、实验目的
1．熟悉差动放大器的特性。
2．掌握差动放大器各项技术指标的测试方法。
二、实验要求
实验前做好充分准备，事先预习好本次实验内容；实验时记录实验结果；实验结束后给出实验总结与分析，并及时做好本次实验报告。
三、实验内容

图1 恒流源式差分放大电路仿真电路
（1）利用Multisim的直流工作点分析功能测量电路的静态工作点，结果如下:

可得=-497.10155mV,= -497.10155mV,=-34.37687mV,
= -34.37687V,=0.1249mA
(2)加上正弦输入电压，由虚拟示波器可看到与反相，与同相。
示波器显示为：

（3）动态测试
（1）测量双端输入双端输出的差模电压放大倍数Ad，用示波器观察，的波形。
波形；

=VO /Vi = 6.711mV/7.01=0.957.
（2）测量单端输入单端输出的差模电压放大倍数Ad，用示波器观察，的波形。
波形为：

Ad= VO /Vi =274.288/3.536=77.57。

实验四、负反馈放大器性能的测量
一、实验目的
研究负反馈对电路放大性能的影响，掌握反馈放大电路性能的测试方法，熟悉Multisim的直流工作点的分析和交流频率分析。
二、实验要求
实验前做好充分准备，事先预习好本次实验内容；实验时记录实验结果；实验结束后给出实验总结与分析，并及时做好本次实验报告。
三、实验内容

1）将开关J断开，电路中暂不引入级间反馈
①利用Multisim的直流工作点分析功能，测量无级间反馈时两级放大电路的静态工作点，分析结果如下：

可见，，，，，，。
②加入正弦输入电压，利用虚拟示波器可观察到第一级输出电压波形与输入电压反相，而第二级输出电压波形与输入电压同相。两个放大级的输出波形均无明显的非线性失真。当Vi=4.999mv时，利用虚拟仪表可测得Vo。无级间反馈时，两级放大电路总的电压放大倍数为
经电路仿真测得: Vo=1.157V. =231.45
③由虚拟仪表测得，当Vi=4.999mv时,测得。则无级间反馈时放大电路的输入电阻为
经电路测得: =3.085uA =1.62K
④将负载电阻RL开路，测得，则放大电路无级间反馈时的输出电阻为
将、和数据记录到表1中。
表1 数据记录表
测量参数

231.45
1.62
1.8
⑤用示波器观察图输入和输出信号的变化，画出输入和输出信号的波形。

2）将图中的开关J合上，引入电压串联负反馈
①加上正弦输入电压，由虚拟示波器看到，同样的输入电压之下，输出电压的幅度明显下降，但波形更好。由虚拟仪表测得，当Vi=4.999mv时，测得，则引入电压串联负反馈后，电压放大倍数为
经电路仿真测得：=52.171mV 计算出： =10.44
②由虚拟仪表测得，当Vi=4.999mv时，，则
经电路仿真测得：=3.007uA 计算得： =1.66K
③将负载电阻RL开路，测得，则
经电路仿真测得：=53.120V 计算得： =36.38
将、和数据记录到表2中。
表2 数据记录表
测量参数

10.44
1.66
36.38
④用示波器观察图输入和输出信号的变化，画出输入和输出信号的波形。

实验五：集成运放应用——信号运算电路
一、实验目的
1、 掌握用集成运算放大器设计实现比例、加减运算电路的基本方法。
2、 掌握用Multisim对含有运算放大器电路进行分析的方法。
二、实验要求
1、分别设计比例、加减运算电路，掌握运算放大器的使用方法。
2、将所有实验数据均以表格形式记录，注意表格设计的合理性。
三、实验内容
1、反相比例运算电路
1）按图1接好电路。输入5V的直流信号，测得相应的V0，将结果填入表1中。
2）按图2接好电路，输入f＝100Hz，Uim＝0.7的正弦交流信号，由示波器观察u0与ui的相位关系。

图1 直流反相比例运算

图2 交流反相比例运算
2、同相比例运算电路
1）按图3接好电路。实验步骤同上，将结果填入表1中，并画出u0与ui的波形。
2）电压跟随器如图4所示，重复反相比例运算电路（1）和（2），将结果填入表1中，并画出u0与ui的波形。

图3 同相比例运算电路

图4 电压跟随器

表1 数据记录与计算（Ui＝5V）
项目
Ui/V
U0/V
AV=U0/Ui
反相比例
5
-50
-10
同相比例
5
10.9
2.2
电压跟随
5
5
1

表2 直流数据记录与计算（Ui＝0.7V）
项目
Ui/V
U0/V
AV=U0/Ui
反相比例
700mV
-7V
-10
同相比例
699.3mV
7.7V
1.1
电压跟随
700mV
700mV
1

当f＝100Hz，Uim＝0.707V时，反相比例、同相比例、电压跟随器的输入、输出波形如下所示：

同相比例运放波形

反相比例运放波形

电压跟随器波形图
3、 反相加法运算电路
按图5接好电路，输入信号采用直流信号，测输出电压U0，填入表2中。

图5 反相加法运算电路
4、 减法运算电路
按图6接好电路，采用直流输入信号。实验步骤同3，填入表2中。观察三个数字万用表的显示结果。
表2 数据记录与计算
项目
Ui1/V
0.2
0.2
0.2
-0.2
-0.2
-0.2
Ui2/V
0.1
0.2
0.3
0.1
0.2
0.3
反相加法
U0
-2.333V
-2.667V
-3.000V
1.667V
1.333V
999.986mV
反相减法
U0
133.603
188..916
244.225
-22.935
32.371
87.602

图6 减法运算电路

实验六：整流电路的研究

一、实验目的
掌握整流滤波电路的原理，分析半波整流电路和全波整流电路的性能。
二、实验要求
实验前做好充分准备，事先预习好本次实验内容；实验时记录实验结果；实验结束后给出实验总结与分析，并及时做好本次实验报告。
三、实验内容
1、单向桥式整流电路Multisim仿真
在Multisim中构建单向桥式整流电路如图1所示。

图1 单向桥式整流电路
（1） 电路运行后，利用虚拟示波器可观察到正常情况下输出电压的波形，画出该波形。利用虚拟仪表测得，当（有效值）时，
输出电压的波形：

由实验电路仿真测得：
6.418V。
（2）将二极管D1设置为开路故障，此时画出输出电压的波形，测得
输出电压的波形为：

由电路仿真可得：
7.396V.
2、桥式整流电容滤波电路如图2所示。

图2 桥式整流电容滤波电路

（1）在给定的电路参数下，画出输出电压的波形，并用虚拟仪表测得（有效值）时，
画出输出电压的波形为：

用虚拟仪表测得（有效值）时，483.982mV.
（2）保持和不变，改变滤波电容的值分别成为 2.511V和，4.214V再画出输出电压的波形，并用虚拟仪表测得（有效值）时，
当时；电压的波形为：

此时2.511V.
当时；电压的波形为：

此时4.214V.
3、硅稳压管稳压电路Multisim 仿真
在Multisim中构建硅稳压管稳压电路如图3所示。

图3 稳压管稳压电路
（1）当，时，利用虚拟仪表测得
当，时，利用虚拟仪表测得5.012V.
（2）令不变，改变，观察的变化情况，结果为，当时，；当时，
由电路仿真得：
当时，4.913V；
当时，5.079V.
（3）令不变，改变，观察的变化情况，结果为，当时，；当时，
由电路仿真得：
当时，4.971V.
当时，5.033V.
当不变，将开路，测得则稳压电路的内阻为
6.4375
当不变，将开路，测得5.087V.
稳压电路的内阻为:
(5.087/5.033-1)*600=6.4375.

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