160编号Multisim实验报告.pdf

电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 1 / 46 实验一实验一 单级放大电路单级放大电路 一、实验目的 1、 熟悉 multisim 软件的使用方法 2、 掌握放大器静态工作点的仿真方法及其对放大器性能的影响 3、 学习放大器静态工作点、放大电压倍数、输入电阻、输出电阻的仿真方法，了解共射极 电路的特性 二、虚拟实验仪器及器材 双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表 三、实验步骤 4、 静态数据仿真 电路图如下： 当滑动变阻器阻值为最大值的 10%时，万用表示数为 2.204V R1 51k R2 5.1k R3 20k R4 1.8k R5 100k Key=A 10 % R6 1.5k V1 10mVrms 1000 Hz 0 V2 12 V C1 10F C2 10F C3 47F 2 Q1 2N2222A 3 R7 100 8 1 5 6 4 XMM1 7 0 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 2 / 46 仿真得到三处节点电压如下： 则记录数据，填入下表： 仿真数据（对地数据）单位：V计算数据 单位：V 基极 V（3）集 电 极 V （6） 发 射 级 V （7） VbeVce Rp 2.833876.12673 2.20436 0.629513.92237 10K 5、 动态仿真一 (1)单击仪器表工具栏中的第四个（即示波器 Oscilloscope） ，放置如图所示，并且连接电路。

R1 51k R2 5.1k R3 20k R4 1.8k R5 100k Key=A 10 % V1 10mVrms 1000 Hz 0 V2 12 V C1 10F C2 10F C3 47F 2 Q1 2N2222A 3 R7 100 8 1 XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 7 4 6 R6 1.5k 5 0 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 3 / 46 （注意：示波器分为两个通道，每个通道有+和-，连接时只需要连接+即可，示波器默认 的地已经接好 观察波形图时会出现不知道哪个波形是哪个通道的， 解决方法是更改连接的 导线颜色，即：右键单击导线，弹出，单击 wire color，可以更改颜色，同时示波器中波形 颜色也随之改变） (2)右键 V1，出现 properties，单击，出现 对话框，把 voltage 的数据改为 10mV，Frequency 的数据改为 1KHz，确定 (3)单击工具栏中运行 按钮，便可以进行数据仿真 (4)双击 XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 图标，得到如下 波形： 电路图如下： 示 波 器 波 形 如 下： 由图形可知： 输入与输出相位 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 4 / 46 相反。

6、 动态仿真二 (1)删除负载电阻 R6，重新连接示波器如图所示 (2)重新启动仿真，波形如下： R1 51k R2 5.1k R3 20k R4 1.8k R5 100k Key=A 10 % V1 10mVrms 1000 Hz 0 V2 12 V C1 10F C2 10F C3 47F 2 Q1 2N2222A 3 R7 100 8 1 XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 7 4 0 5 6 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 5 / 46 记录数据如下表：（注：此表 RL 为无穷） 仿真数据（注意 填写单位） 计算 Vi 有效值 Vo 有效值 Av 9.9914mV89.80256mV 8.988 (3)加上 RL，分别将 RL 换为 5.1 千欧和 300 欧，记录数据填表： R1 5.1k R2 51k R3 20k R4 1.8k C1 10uF C2 10uF R6 100k Key=A 10% V1 10mVrms 1kHz 0 V2 12 V Q1 2N2222A C3 47uF 1 3 5 4 R7 100 6 XMM1 8 XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 2 R5 5.1k 7 0 仿真数据（注意填写单位） 计算 RL Vi Vo Av 5.1K 9.994mV 193.536mV 19.3536 330 9.994mV 24.314mV 2.433 (4)其他不变，增大和减小滑动变阻器的值，观察 Vo 的变化，并记录波形： 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 6 / 46 综上可得到下列表格： Vb Vc Ve 波形变化 Rp 增大 减小 增大 减小先向上平移再恢复原处（a1、 b1 图） Rp 减小 增大 减小 增大先向下平移再恢复原处（a2、 b2 图） 动态仿真三 1、 测输入电阻 Ri，电路图如下 在输入端串联一个 5.1 千欧的电阻，如图所示，并且连接一个万用表，如图连接。

启动 仿真，记录数据，并填表 R1 51k R2 5.1k R3 20k R4 1.8k R5 100k Key=A 25 % V1 10mVrms 1kHz 0 V2 12 V C1 10F C2 47F C3 10F Q1 2N2222A 3 R7 100 R6 5.1k 1 6 7 R8 5.1k 5 XMM1 0 8 9 10 4 万用表的示数如下：则填表如下： 仿真数据（注意填写单位）计算 信号发生器有效电压值万用表的有效数据Ri 10mV 6.315mV8.740K 2、 测量输出电阻 Ro 如图所示：*万用表要打在交流档才能测试数据，其数据为 VL电路图及万用表示数如下： 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 7 / 46 R1 5.1k R2 51k R3 20k R4 1.8k C1 10uF C2 10uF R6 100k Key=A 50% V1 10mVrms 1kHz 0 V2 12 V Q1 2N2222A C3 47uF 3 5 4 R7 100 6 R5 5.1k R8 5.1k 1 8 9 2 XMM1 0 7 如图所示：*万用表要打在交流档才能测试数据，其数据为 V0 则可得下表： 仿真数据计算 VLVORO 117.633mV233.339mV5.016K 思考题： 1、 画出电路如下： R1 75 R2 100 V1 15 V V2 15 V Q1 2N3904 Q2 2N3906 3 4 0 U1 DC 10M 0.403 V + - 0 U2 DC 10M 0.294 V + - 0 XFG1 0 2 XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 1 6 2、 第一个单击， 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 8 / 46 第二个单击。

3、 双击该原件，进行参数修改 4、 波形如下： 实验心得：通过本次实验学会了 Multisim 基本操作，学到如何翻转元件、连线以及一些测 试工具如示波器、万用表等借助于这个软件，以后很多现象可以不用通过实际实验进行验 证，直接在计算机上就可以完成，较为方便 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 9 / 46 实验二实验二 射极跟随器射极跟随器 画出电路图如下： V1 3000mVrms 1kHz 0 V2 12 V R1 82k R2 1.8k R3 1.8k Q1 2N2222A C1 10uF C2 10uF 1 2 3 5 6 0 射极输出波形如下： 选取一个区域放大如下： 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 10 / 46 设备扫描参数如下： 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 11 / 46 则 max y 和 min y 差距最小时 rr1=138667，则将 R1 阻值更改为 138K改后图如下 ： V1 3000mVrms 1kHz 0 V2 12 V R1 138k R2 1.8k R3 1.8k C1 10uF C2 10uF 1 6 0 Q1 2N2222A 2 5 3 直流仿真得如下图： 则可填写下表： VbVcVeIe=Ve/Re 9.00664V12.00000V8.33900V4.63278mA 接下来测量放大倍数，如下图: 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 12 / 46 万用表档位在交流档上，数据填入下表： ViVoAv=Vo/Vi 3V2.924V0.9747 下一步，测输入电阻，如下图： 根据分压公式可以计算输入电阻，得到下表： VsViRi=Vi*Rs/（Vs-Vi） 3V2.802V72.1727K 下一步，测输出电阻，如下图： （开关断开时，测 Vo） 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 13 / 46 （开关闭合时，测 VL） 记录到下表： VoVLRo=(Vo-VL)*RL/VL 2.988V2.924V39.4 思考题： 1、 电路图如下： V1 120 Vrms 60 Hz 0 T1 TS_PQ4_10 D1 1B4B42 1 2 4 3 C1 10uF R1 1k 2 3 0 4 0 XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 0 1 5 输入与输出的波形如下： 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 14 / 46 2、 分析射极跟随器的性能和特点： 射极跟随器件可以将输入电压近似保留的输出， 即电压增益 Av 为 1， 输出电阻很小大概 几十欧，输入电阻很大大概几十千欧。

实验心得 ： 本次实验模拟了射极跟随器，更好地理解了射极跟随器的性能和特点，了解了如 何估算集电极静态工作点的电阻，并得到了电压增益，输入、输出电阻等值同时对 Multisim 软件的操作更加熟练了 实验三实验三 负反馈放大电路负反馈放大电路 画出电路图如下： 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 15 / 46 V1 5mVrms 1kHz 0 V2 12 V R1 51k R2 24k R3 3k R4 1.8k R5 100 R6 20k R7 47k R8 1k R9 3k R10 5.1k R11 1.5k R12 3k R13 100 C1 10uF 2 J1 Key = A C2 10uF 7 C3 10uF C4 10uF 11 C5 10uF C6 10uF 12 J2 Key = A 13 5 Q1 2N2222A Q2 2N2222A 8 10 3 4 6 14 9 0 15 1 静态直流仿真结果如下图： 则记录到下表： 三极管 Q1三极管 Q2 VbVcVeVbVcVe 3.71629V7.16460V3.07682V3.41389V4.50264V2.76222V 下一步进行交流测试： 开环 RL=电路图和万用表示数如下： 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 16 / 46 开环 RL=1.5k 电路图和万用表示数如下： 闭环 RL=无穷电路图和万用表示数如下： 电气电气 5 班班 孙健孙健 2011302540158 17 / 46 闭环 RL=1.5k 电路图和万用表示数如下： 则记录下表： RL 图中 R11ViVoAv RL=无穷（S2 开）3.294mV1.443V438.1开环 RL=1.5K（S2 闭）3.293mV548.442mV166.5 RL=无穷（S2 开）3.745mV。