实验7 RLC串联谐振电路在Multisim10中仿真操作介绍.

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RLC串联谐振电路的频率响应仿真

RLC串联谐振电路的频率响应仿真

Multisim 1O仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用,其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法,同时也缩短了产品的研发时间。

1 RLC串联的频率响应RLC二阶电路的频率响应电路如图1所示。

设输出电压取自电阻,则转移电压比为:由式(2)可知,当1-ω2LC=O时,|Au|达到最大值;当ω等于某一特定值ω0时,即:|Au|达到最大值为1,在ω=ω0时,输出电压等于输入电压,ω0称为带通电路的中心频率。

当|Au|下降为其最大值的70.7%时,两个频率分别为上半功率频率和下半功率频率,高于中心频率记为ω2,低于中心频率记为ω1,如图2所示,频率差定义为通频带BW,即:衡量幅频特性是否陡峭,就看中心频率对通带的比值如何,这一比值称为品质因数,记为Q,即:如图3所示,给出不同R值的相频特性曲线。

串联回路中的电阻R值越大,同曲线越平坦,通频带越宽,反之,通频带越窄。

RLC串联电路的输入阻抗Z为:式(6)中的实部是一常数,而虚部则为频率的函数。

在某一频率时(ω0),电抗为零,阻抗的模为最小值,且为纯电阻。

在一定的输入电压作用下,电路中的电流最大,且电流与输入电压同相。

2 Multisim的特点Multisim能帮助专业人员分析电路,采用直观、易用的软件平台将原理图输入,并将工业标准的Spice仿真集成在同一环境中,即可方便地仿真和分析电路。

同时Multisim为教育工作者的教学和专业设计人员分别提供相应的软件版本。

工程师、研究人员使用Multisim进行原理图输入、Spice仿真和电路设计,无需Spice专业知识,即可通过仿真来减少设计流程前期的原型反复。

Multisim可用于识别错误、验证设计,以及更快地恢复原型。

此外,Multisim原理图可便捷地转换到NI Ultiboard中完成PCB设计。

RLC串联谐振电路(Multisim仿真实训)

RLC串联谐振电路(Multisim仿真实训)

新疆大学实习(实训)报告实习(实训)名称:电工电子实习(EDA)学院:电气工程学院专业班级:指导教师:报告人:学号:时间:绪论Multisim仿真软件的简要介绍Multisim是Interctive Image Technologies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件,目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。

该软件以图形界面为主,采用菜单栏、工具栏和热键相结合的方式,具有一般Windows应用软件的界面风格,用户可以根据自己的习惯和熟练程度自如使用。

尤其是多种可放置到设计电路中的虚拟仪表,使电路的仿真分析操作更符合工程技术人员的工作习惯。

下面主要针对Multisim11.0软件中基本的仿真与分析方法做简单介绍。

EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。

发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。

一台电子产品的设计过程,从概念的确立,到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。

EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。

功能:1.直观的图形界面整个操作界面就像一个电子实验工作台,绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上,轻点鼠标可用导线将它们连接起来,软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似,测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的;2.丰富的元器件提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件,同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改,能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能,创建自己的元器件。

3.强大的仿真能力以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎,通过Electronic workbench 带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。

RLC串联电路谐振特性的Multisim仿真

RLC串联电路谐振特性的Multisim仿真

3- 9
《 电子 设计 工程 } 0 2年 第 1 21 期
中找 出 。 元 件 参 数 的选 取 为 电感 L 1 0mH、 =0 电容 C 1 0 n 电阻 = 0 F,
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( 海 大 学 数 理 学 院物 理 系 , 宁 锦 州 11 0 ) 渤 辽 2 0 0 摘 要 : 于探 索 R C 串联 电路 谐 振 特 性 仿 真 实验 技 术 的 目的 。 采 用 M hs 0仿 真 软 件 对 R C 串联 电路 谐 振特 性 基 L u iml i L
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NI multisim 10仿真软件的基本操作

NI multisim 10仿真软件的基本操作

他实验一 NI multisim 10仿真软件的基本操作1.本次实验的目的和要求NI Multisim 10仿真软件是电子电路计算机仿真设计与分析的基础。

本次实验的目的和要求:掌握NI multisim 10系统,NI multisim 10的主窗口、菜单栏、工具栏、元器件库、仪器仪表库的基本界面;NI Multisim 10的文件(File)、编辑(Edit)、创建子电路等基本操作;元器件的操作、电路图选项的设置、导线的操作、输入/输出端等电路创建的基础;数字多用表、示波器、函数信号发生器、电压表、电流表等仪器仪表的基本操作;NI Multisim 10的电路分析菜单和分析方法。

2.实践内容或原理重点掌握NI Multisim 10仿真软件的基本操作方法,重点是NI Multisim 10的菜单、工具栏、元器件库、仪器仪表库、电路创建的操作方法。

主要包含有:①NI multisim 10的基本界面、主窗口、菜单栏、工具栏②NI multisim 10的元器件库③NI multisim 10的仪器仪表库④NI multisim 10的基本操作a. 文件(File)基本操作b. 编辑(Edit)的基本操作c. 创建子电路(Place →New Subcircuit)d. 在电路工作区内输入文字(Place→Text)e. 输入注释(Place→Comment)f. 编辑图纸标题栏(Place→Title Block)⑤电路创建的基础a. 元器件的操作b. 电路图选项的设置c. 导线的操作e. 输入/输出端⑥仪器仪表的使用a. 仪器仪表的基本操作b. 数字多用表(Multimeter)c. 函数信号发生器(Function Generator)d. 瓦特表(Wattmeter)e. 示波器(Oscilloscope)f. 波特图仪(Bode Plotter)g. 字信号发生器(Word Generator)h. 逻辑分析仪(Logic Analyzer)i. 逻辑转换仪(Logic Converter)j. 失真分析仪(Distortion Analyzer)k. 频谱分析仪(Spectrum Analyzer)l. 网络分析仪(Network Analyzer)m. 电流/电压(I/V)分析仪n. 测量探针和电流探针o. 电压表p. 电流表⑦NI multisim 10的分析菜单3.需用的仪器、试剂或材料等①计算机②NI Multisim电子电路计算机仿真软件③教材《基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》黄智伟主编,电子工业出版社,20114.实践步骤或环节本次实验的目的和要求是重点掌握NI Multisim 10的基本内容和使用方法,这是进行以后各章学习的基础。

RLC串联谐振电路(Multisim仿真实训)

RLC串联谐振电路(Multisim仿真实训)

新疆大学实习(实训)报告实习(实训)名称:电工电子实习(EDA)学院:电气工程学院专业班级:指导教师:报告人:学号:时间:绪论Multisim仿真软件的简要介绍Multisim是Interctive Image Technologies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件,目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。

该软件以图形界面为主,采用菜单栏、工具栏和热键相结合的方式,具有一般Windows应用软件的界面风格,用户可以根据自己的习惯和熟练程度自如使用。

尤其是多种可放置到设计电路中的虚拟仪表,使电路的仿真分析操作更符合工程技术人员的工作习惯。

下面主要针对Multisim11.0软件中基本的仿真与分析方法做简单介绍。

EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。

发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。

一台电子产品的设计过程,从概念的确立,到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。

EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。

功能:1.直观的图形界面整个操作界面就像一个电子实验工作台,绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上,轻点鼠标可用导线将它们连接起来,软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似,测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的;2.丰富的元器件提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件,同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改,能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能,创建自己的元器件。

3.强大的仿真能力以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎,通过Electronic workbench 带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。

Multisim10——电路仿真基本操作

Multisim10——电路仿真基本操作

用户仿真界面的设置2.1.1全局参数的设置选项(option)—》Global preferences弹出如下所示:路径(显示Multisim 10在电脑中所有的文件的路径,可按照习惯更改系统默认存储路径)保存:对文件的保存方式进行设置,用户可选择创建安全备份、设置自动保存时间间隔和仿真结果保存。

零件:●符号标准:ANSI美国标准DIN欧洲标准,我国的元器件符号与欧洲的相近。

●数字仿真设置:理想的可实现快速仿真,真实的更加贴近真实不过需要电源和接地端。

常规2.1.2图纸属性设置选项(option)—》sheet preferences 电路PCB(印刷电路板)可见2.2元器件基本操作2.2.1选取元器件(鼠标放在上面不动时有中文解释)2.2.2搜索元器件单击元器件》元器件选择对话框》搜索元器件》单击高级可提供更多的搜索条件2.2.3复制元器件选中要复制的元器件快捷键复制Ctrl+C 张贴Ctrl+V 或者2.2.4元器件的调整2.2.5元器件的删除delete2.3连接线的基本操作2.3.1线路的连接1)元器件与元器件的连接2)元器件与连接线的连接3)连接线交叉连接如下所示,如果没有节点说明两条线没有接到一起4)在已经连接好的连接线上添加元器件2.3.2连接线位置的调整单击导线,将鼠标放置在导线上,光标变成可调整的状态时即可拖动导线2.3.3连接线颜色的调整连接线的默认颜色可以在图纸设置进行修改或者只需改变某一段连接线的颜色,单击连接线在按鼠标右键即可2.3.4节点的操作放置》节点删除:选中节点,鼠标右键删除2.3.5删除导线选中,鼠标右键或者直接delete2.4文本和标题栏2.4.1修改元件标识1.元器件双击所要修改的某个元器件(如下所示),便可以对参数进行设置。

2.节点节点标号自动分配,要修改则双击要更改节点的导线2.4.2添加文本放置》文本2.4.3添加注释放置》注释双击注释图标2.4.4电路标题栏放置》标题栏title blockNI公司标志、标题、设计人、审核人、审批人、描述、文档编号、日期、图纸编号、版本、图纸尺寸2.5电路图打印2.6Multisim 10帮助。

基于Multisim10的RLC谐振电路频率特性的仿真分析

基于Multisim10的RLC谐振电路频率特性的仿真分析

基于Multisim10的RLC谐振电路频率特性的仿真分析作者:张建红贺林来源:《电脑知识与技术》2015年第08期摘要:该文将仿真软件Multisim10引入到RLC串联谐振实验中,并对其进行了必要的仿真和测试,通过出现的仿真波形,分析了其幅频特性和相频特性。

实践证明,通过引入仿真软件,提高了实验的精确度,并且可以方便直观的测得实验数据,同时能够帮助学生更好地理解和掌握理论知识,也培养了学生的创新能力和工程应用能力。

关键词:谐振电路;Multisim10;仿真教学中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)08-0249-021引言谐振是正弦稳态交流电路的一种特定工作状态,谐振现象在无线电通信及电工技术中有着非常广泛的应用。

谐振电路根据电阻、电感、电容的不同组成形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和复杂谐振电路。

下面以RLC串联谐振电路实验为例,将仿真软件引入到实验环节中进行仿真分析。

在传统的RLC串联谐振实验过程中,我们通常采用的方法是将实物电阻、电容、电感与信号源相连接,通过不断调节信号源电压的频率,用晶体管毫伏表测量出不同频率时的电压值,并根据所测数据制成表格,绘制出曲线,此种方法虽然在某种程度上提高了学生的实践动手能力和分析解决问题的能力,但是在实验环节中会出现很多不可预知的误差,而学生在理论知识点掌握的还不是很牢固的情况下,无法判断出实验结果正确与否,只是盲目的按照指导教师的要求步骤来做实验,无法掌握相关知识点。

针对上述问题,我们将Multisim仿真软件引入到实验中,即提高了实验的准确度,激发了学生的学习热情,同时也增强了学生的自信心,提高了实验教学效果。

2 R、L、C串联电路谐振特性的Multisim仿真2.1搭建R、L、C串联谐振仿真电路打开Multisim10仿真软件的工作界面,从基本元件库中分别选取电阻、电感和电容,并置电感L=9mH,电容C=0.032μF,电阻R=51Ω,连接成串联电路形式,同时将数字万用表、函数信号发生器接入电路中,如图1所示。

RLC串联谐振电路的实验报告串联谐振实验报告

RLC串联谐振电路的实验报告串联谐振实验报告

RLC串联谐振电路的实验报告串联谐振实验报告RLC串联谐振电路的实验研究一、摘要:从RLC 串联谐振电路的方程分析出发,推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗,并且基于Multisim仿真软件创建RLC 串联谐振电路,利用其虚拟仪表和仿真分析,分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。

其结果表明了仿真与理论分析的一致性,为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。

二、关键词:RLC;串联;谐振电路;三、引言谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。

通常,谐振电路由电容、电感和电阻组成,按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。

由于谐振电路具有良好的选择性,在通信与电子技术中得到了广泛的应用。

比如,串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象,在无线电通信技术领域获得了有效的应用,例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时,就可使该频率或频带内的信号特别增强,而把其他频率或频带内的信号滤去,这种性能即称为谐振电路的选择性。

所以研究串联谐振有重要的意义。

在含有电感L 、电容C 和电阻R 的串联谐振电路中,需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况,即频率特性。

Multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用,其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法,同时也缩短了产品的研发时间。

四、正文(1)实验目的:1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。

2.掌握谐振频率的测量方法。

3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。

4.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。

(2)实验原理:RLC串联电路如图所示,改变电路参数L、C或电源频率时,都可能使电路发生谐振。

该电路的阻抗是电源角频率ω的函数:Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时,电路中的电流与激励电压同相,电路处于谐振状态。

RLC串联谐振电路(Multisim仿真实训)

RLC串联谐振电路(Multisim仿真实训)

新疆大学实习(实训)报告实习(实训)名称: ___________ 电工电子实习(EDA)学院:电气工程学院专业班级:指导教师:报告人:学号:时间:绪论Multisim 仿真软件的简要介绍Multisim 是In terctive Image Tech no logies 公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件,目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。

该软件以图形界面为主,采用菜单栏、工具栏和热键相结合的方式,具有一般Windows应用软件的界面风格,用户可以根据自己的习惯和熟练程度自如使用。

尤其是多种可放置到设计电路中的虚拟仪表,使电路的仿真分析操作更符合工程技术人员的工作习惯。

下面主要针对Multisim11.0 软件中基本的仿真与分析方法做简单介绍。

EDA就是“Electronic Design Automation ”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。

发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。

一台电子产品的设计过程,从概念的确立,到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。

EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。

功能:1 .直观的图形界面整个操作界面就像一个电子实验工作台,绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上,轻点鼠标可用导线将它们连接起来,软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似,测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的;2.丰富的元器件提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件,同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改,能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能,创建自己的元器件。

3 .强大的仿真能力以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎,通过Electronic workbe nch 带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。

Multisim10电路仿真软件的使用精讲

Multisim10电路仿真软件的使用精讲
? Auto Fault Option? :自动设置电 路故障。
? VHDL Simulation: VHDL语言程序仿真 。
? Global Component Tolerances… : 全局元件容差设置。
Transfer---文件输出
单击主菜单栏的Transfer按 钮,将弹出下拉菜单,如图所示, 菜单中常用命令及功能如下:
? 可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障、如开路、
短路和不同程度的漏电等,从而观察不同故障情况下的 电路工作状况;
? 在进行仿真的同时,软件还可以存储测试点的所有数据,
列出被仿真电路的所有元器件清单,以及存储测试仪器 的工作状态、显示波形和具体数据等。
利用MULTISIM 可以实现计算机仿真设计与虚拟实验, 与传统的电子电路设计与实验方法相比,具有如下特点:
? Transfer to Ultiboard:传送给 Ultiboard(PCB板设计软件)。
? Transfer to other PCB Layout:传 送给其他PCB板设计软件。
? Backannotate from :从Ultiboard 返回主要信息。
? Export Netlist:输出网络表文件。
窗口。 ? Toolbars :设置工具栏是否显示。 ? Grapher :打开图形窗口。
Place---放置
单击主菜单栏的Place按钮, 将弹出下拉菜单,如图所示,菜 单中常用命令及功能如下: ? Component…:放置元件。
? Junction:放置节点。 ? Wrie:放置连接线。 ? Bus:放置总线。 ? Connectors:放置连接端子。
电子设计基础
Multisim 10电路仿真软件的使用

Multisim10基本操作电路创建仪器仿真

Multisim10基本操作电路创建仪器仿真
9
1.1.6 子电路创建 子电路是用户自己建立的一种单元电路。将子电路存放在用
户器件库中,可以反复调用并使用子电路。利用子电路可使复 杂系统的设计模块化、层次化,可增加设计电路的可读性、提 高设计效率、缩短电路周期。创建子电路的工作需要以下几个 步骤:选择、创建、调用、修改 。 子电路选择:
把需要创建的电路放到电子工作平台的电路窗口上,按住 鼠标左键,拖动,选定电路。被选择电路的部分由周围的方框 标示,完成子电路的选择。
19
8. PCB选项 PCB选项选择与制作电路板相关的命令 。
9. Default对话框 Set as Default按钮将当前设置存为用户默认设置,影响新建
电路图;Restore Default按钮将当前设置恢复为用户的默认设置。 OK按钮不影响用户的默认设置,只影响当前电路图设置。
1.2.3 导线 主要涉及的操作有:导线的形成、导线的删除、导线颜
13
2. 选中元器件 鼠标点击元器件,可选中该元器件。
3. 元器件操作 选中元器件,单击鼠标右键,在菜单中出现下列
操作命令:
命令名称 Cut Copy Paste Delete Filp Horizontal Filp Vertical 90 Clockwise 90 CounterCW Bus Vector Connect Replace by Hierarchical Block Replace by Subcircuit Replace Components Edit Symbol/Title Block Change Color Font Reverse Probe Direction Properties
原始图像 顺时针旋转90 逆时针旋.4 文本基本编辑 对文字注释方式有两种:直接在电路工作区输入文字或者在

详解Multisim10仿真实验步骤

详解Multisim10仿真实验步骤

详解Multisim10仿真实验步骤详解Multisim 10仿真实验步骤一、实验目的熟悉并掌握Multisim10对单片机的仿真过程。

加深对单片机硬件以及软件理论知识的理解。

二、实验原理1、Multisim10美国国家仪器公司下属的ElectroNIcs Workbench Group在今年年初发布了Multisim 10。

新版的Multisim10,加入了MCU模块功能,可以和8051等单片机进行编程联调,该软件元件丰富,界面直观,虚拟仪器的逼真度达到了让人相当高的程度,是电子设计、电路调试、虚拟实验必备良件。

工程师们可以使用Multisim 10交互式地搭建电路原理图,并对电路行为进行仿真。

Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。

通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

下面将简单介绍一下Multisim10刚加进来的MCU模块的使用方法。

双击桌面上的multisim10图标,由于软件比较大,需要等待一定的时间才能进入以下界面(图一):图一Multisim10界面和Office工具界面相似,包括标题栏、下拉菜单、快捷工具、项目窗口、状态栏等组成。

标题栏用于显示应用程序名和当前的文件名。

下拉菜单提供各种选项。

快捷工具分为:文件工具按钮,器件工具按钮,调试工具按钮,这些按钮在下拉菜单中都有,并经常用到,现在放在工具栏里是为了方便使用。

项目窗口中的电路窗口是用来搭建电路的,Design Toolbox工具栏是用来显示全部工程文件和当前打开的文件。

状态栏用于显示程序的错误和警告,如果有错误和警告那还还需要重新修改程序。

直到没有错误为止才能正常加载程序。

在电路窗口的空白处点击鼠标右键,将出现如下菜单(图二):图二菜单包括:放置元件(place component)、连接原理图(place schematic)、放置图形(place graphic)、标注(place comment)等,这里我们最常用到的只有第一个放置元件:点击菜单中第一个选项或者按“CTRL+W”会出现以下元器件选择对话框(图三):图三在Group中选择我们需要的器件的类别,在Family中选择我们需要的器件,点击“OK”即可。

RLC串联谐振电路的实验报告

RLC串联谐振电路的实验报告

RLC串联谐振电路的实验研究一、摘要:从RLC 串联谐振电路的方程分析出发,推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗,并且基于Multisim仿真软件创建RLC 串联谐振电路,利用其虚拟仪表和仿真分析,分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。

其结果表明了仿真与理论分析的一致性,为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。

二、关键词:RLC;串联;谐振电路;三、引言谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。

通常,谐振电路由电容、电感和电阻组成,按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。

由于谐振电路具有良好的选择性,在通信与电子技术中得到了广泛的应用。

比如,串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象,在无线电通信技术领域获得了有效的应用,例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时,就可使该频率或频带内的信号特别增强,而把其他频率或频带内的信号滤去,这种性能即称为谐振电路的选择性。

所以研究串联谐振有重要的意义。

在含有电感L 、电容C 和电阻R 的串联谐振电路中,需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况,即频率特性。

Multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用,其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法,同时也缩短了产品的研发时间。

四、正文(1)实验目的:1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。

2.掌握谐振频率的测量方法。

3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。

4.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。

(2)实验原理:RLC串联电路如图所示,改变电路参数L、C或电源频率时,都可能使电路发生谐振。

该电路的阻抗是电源角频率ω的函数:Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时,电路中的电流与激励电压同相,电路处于谐振状态。

实验7 RLC串联谐振电路在Multisim10中仿真操作介绍共19页文档

实验7 RLC串联谐振电路在Multisim10中仿真操作介绍共19页文档
实验7 RLC串联谐振电路在Multisim10中 仿真操作介绍
11、获得的成功越大,就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因, 节制使 人枯萎 。 12、不问收获,只问耕耘。如同种树 ,先有 根茎, 再有枝 叶,尔 后花实 ,好好 劳动, 不要想 太多, 那样只 会使人 胆孝懒 惰,因 为不实 践,甚 至不接 触社会 ,难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕,不悔(虽然只有四个字,但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己, 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体, 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米,如 果他不 曾希望 它长成 种籽; 单身汉 不会娶 妻,如 果他不 曾希望 有小孩 ;商人 或手艺 人不会 工作, 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
谢谢!
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
2

实验7 RLC串联谐振电路在Multisim10中仿真操作介绍.

实验7  RLC串联谐振电路在Multisim10中仿真操作介绍.

表7—3 Q=10、R=100Ω时,Uo的测量数据
f/kHz Uo/V11KFra bibliotek13K
14K
14.5K 15.13 15.4K
15.910 16.4K 16.72K
18K
20K
ƒL
5K ƒL
49K
ƒH
17K
ƒ0
UL/V
Uc/V
表7—4 Q=2、R=510Ω时,Uo的测量数据
f/kHz
7K
9K
11K
12.38 13K
图9
图10
7.仿真操作方法
(2谐)振找频出率电的路理谐论振值频率ƒf00。2其1L方C 法2是10:10在31信0.0号11发06生1器5915频.49率HzFr,eq按ue下n电cy源设开置关框,中观直察接接填在入R (200Ω)两端的万用表(毫伏表)XMM2的显示值Uo , 如果Uo的读数为输入电压 3V时,那么此时的填入的频率值即为电路的谐振频率ƒ0 ,否则必须在谐振频率的理论 值左右小步改变设置值,直到电阻两端Uo的读数为输入电压3V,因为电路谐振时电感 与电容的阻抗值相等,它们两端的电压相等,方向相反,电路呈现纯阻性,阻值为 R (200Ω),另外,也同时可从XMM4、 XMM3读出UC和UL的测量值,万用表(毫伏 表)的量程自动会改变,不需要人工干预。
实验7 RLC串联谐振电路 在Multisim10中仿真操作介绍
电工电子实验中心
一、实验目的
1、加深理解电路发生谐振的条件、特点,掌 握电路品质因数(电路Q值)的物理意义及其 测定方法。 2、学习用实验方法绘制RLC串联电路幅频特 性曲线。 3、熟练掌握multisim 10.0的使用方法。
二、实验原理
从元件库中调用元件,可点击菜单Place /Component,如图2,接着调用 电容C=0.01μF=10nF,如图3,调用电感如图4,调用电阻如图5。

交流电路串联谐振和并联谐振的仿真分析

交流电路串联谐振和并联谐振的仿真分析

交流电路串联谐振和并联谐振的仿真分析如果调节的参数或者电源频率使它们同相位,这时电路就发生了谐振现象。

按照发生谐振现象的电路不同,可以分为串联谐振和并联谐振。

1、串联谐振在R、L、C串联电路中,但满足感抗XL等于容抗XC时,即电源的输出电压和输出同相位,就会发生谐振现象。

因为发生串联电路中,所以也称为串联谐振。

为了更加深入了解串联谐振的现象,在/simulink中搭建交流串联R、L、C电路。

设置交流电源幅值为220V,频率为50Hz,为10欧姆,根据串联电路发生谐振的条件,设置L为0.0318H,C为3.1831e-04F,仿真结果下图所示。

通过对仿真波形进行分析可知:(1)串联电路发生谐振时,电路中的阻抗值达到最小。

在电源电压不变情况下,电路发生了串联谐振使得电路中的电流达到最大值。

(2)由于电源的电压和它输出电流同相位,则电路对电源呈阻性。

电源提供给电路的能量全被电阻消耗掉,电源与电路之间不存在能量交换。

能量交换只发生在电感线圈和之间。

(3)由于发生串联谐振时,感抗等于容抗,电感两端的电压和电容两端电压幅值相等,相位正好相反,相互抵消,对整个电路不起作用。

(4)把电阻值由10欧姆调整为5欧姆时,其它条件不变。

此时感抗等于容抗大于阻抗,电源电压波形、电感两端的电压波形和电容两端电压波形如下图所示。

从图中可知,电感两端的电压和电容两端电压要远大于电源电压,即发生了过电压,可能会使线圈和电容的绝缘被击穿。

所以在电力工程中要避免发生串联谐振现象。

2、并联谐振在R、L、C并联电路中,但满足感抗XL等于容抗XC时,即电源的输出电压和输出电流同相位,就会发生谐振现象。

因为发生并联电路中,所以也称为并联谐振。

为了更加深入了解并联谐振的现象,在matlab/simulink中搭建交流并联R、L、C电路。

设置交流电源幅值为220V,频率为50Hz,电阻为10欧姆,根据并联电路发生谐振的条件,设置L为0.0318H,C为3.1831e-04F,仿真结果下图所示。

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20.45 22K
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K
K
K
ƒL
ƒ0
ƒH
Uo/V UL/V Uc/V
11.根据仿真的数据得到3个不同Q值的幅频曲线
U0=3V
Q=10 图13
Q=2 图14
电工电子实验中心
接近理论值
f/kHz Uo/V
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14.1K 14.4K 14.9K 15.4K 15.910 16.4K 16.9K 17.58K 18K
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ƒL
49K
ƒH
ƒ0
UL/V
Uc/V
计算得到:Q=UL/U0=5
9.李萨如图形法判断电路谐振频率ƒ0
判断电路谐振频率ƒ0也可以用李萨如图形法,示波器的设置如图11,红圈按钮 是使示波器为X-Y工作方式,按下电源开关,点击单次扫描按钮(蓝圈),电路 谐振时,可以看到一天斜直线。如果做硬件实验,本方法很有用,但对于本仿真, 用万用表判断就可以了,比较简单。
关于对实验7和实验9进行仿真的事宜
1、按照实验书的要求在宿舍对这两个实验进行仿真,仿真的数据记录在纸质实验报 告上,也就是按实验书的要求写实验7和实验9两份报告,每份报告的首页右上角 写上序号,夹在实验书中,等18周周二下午到B2-303实验室接受考查这两个实 验时亲手交给考查的老师。
2、当做完这两个实验的仿真,数据记录完整,检查无误后,把仿真文件提交到邮箱: 896708691@,记得要回执,提交的最后时限是:15周星期四18:00 前!仿真文件名和存放文件夹严格按下面的命名规则进行: 如3号王梓良同学 11电管1班03号王梓良实验7A/B/C.ms10 或 11电管1班03号王梓良实验9A/B/C/D.ms10 如实验7实验内容中第1题的文件名为11电管1班03号王梓良实验7A.ms10, 第2题的文件名为11电管1班03号王梓良实验7B.ms10; 实验9实验内容中第1题的积分电路文件名为11电管1班03号王梓良实验 9A1.ms10,第1题的微分电路文件名为11电管1班03号王梓良实验9A2.ms10, 第2题的文件名为11电管1班03号王梓良实验9B.ms10等等 把这些仿真文件集中放在文件夹“11电管1班03号王梓良”中,序号为2位数, 1-9号加个0,如7号,要写为07号,数字用阿拉伯数字,文件名和文件夹名字符 之间不要插空格或其它字符,把该存放的文件夹进行压缩,发这个压缩文件给老 师。
从元件库中调用元件,可点击菜单Place /Component,如图2,接着调用 电容C=0.01μF=10nF,如图3,调用电感如图4,调用电阻如图5。
从仪器栏中调用信号发生器、万用表和示波器,如图6、图7和图8 ,实际上 对于本实验的仿真,示波器可以不要!仪器栏中各仪器的图标比较小,但是当 鼠标停留在它上面时,有显示其英文名字,如果实在还看不懂,也可以干脆点 击该仪器图标,放到电路工作区,看看是否是所要的,不是的话,把它删除就 可以了。
图11
10.Q=10和Q=2仿真的数据
(4) 输入电压Ui、电感L、电容C不变,改变电路中R的数值,使得电路的品质因数分别 为Q=10、Q=2,重复上述步骤,把数据分别记录于表7-3、表7-4中。
Q UL 0Li 2f0L R 2f0L
UO Ri
R
Q
f0 15915.49Hz
Q=10代入,求得R=99.99Ω,取标准值100 Ω Q=2代入,求得R=499.99Ω,取标准值510 Ω
3、17周星期五给大家在宿舍复习,把这两个实验的操作搞熟练,等待18周周二下午 到实验室接受考查,届时只能带书和报告,其他不能带,如U盘、事先做好的仿 真文件等,按现场老师布置的实验内容进行仿真操作,包括建立电路、数据的获 得等,考查的实验内容就是从实验7和实验9这两个实验中选。
4、在完成这两个实验时,参考老师的课件,一步步进行,不宜作过多的系统设置!
=U 0 , U L =U C =QU i ,式中的 Q 称为电路的品质因数。
3 、电路品质因数 Q 值的两种测量方法。
一是根据公式
测定, U C 与 U L 分别为谐振时电容器 C 和电感线圈 L
上的电压;另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度 ⊿ f=f 2 - f 1 ,再根

求 Q 值。式中 f 0 为谐振频率, f 2 和 f 1 是失谐时,亦即输出电
实验7 RLC串联谐振电路 在Multisim10中仿真操作介绍
电工电子实验中心
一、实验目的
1、加深理解电路发生谐振的条件、特点,掌 握电路品质因数(电路Q值)的物理意义及其 测定方法。 2、学习用实验方法绘制RLC串联电路幅频特 性曲线。 3、熟练掌握multisim 10.0的使用方法。
二、实验原理
元件和仪器都调齐后,移动到合适位置,把它们连接起来,就是图1的实验 电路了。
1.实验电路图和调用元件的菜单界面
图1 图2
2.调用电容的界面
图3
3.调用电感的界面
图4
4.调用电阻的界面
图5
5.调用信号发生器、万用表和示波器的界面
图6
图7
图8
6.信号发生器、万用表的设置界面
双击电路工作区信号发生器的图标,得到图9的设置界面,按下波形Waveforms下的 正弦信号选择按钮,在幅度Amplitude设置框中填入如4.24264(即3×1.414), 单位选择峰值Vp,这样就可以得到有效值为3V的正弦信号,频率Frequency根据需 要再直接填入。各万用表都把它们设置为交流电压表(毫伏表),如图10。
图9
图10
7.仿真操作方法
(2谐)振找频出率电的路理谐论振值频率ƒf00。2其1L方C 法2是10:10在31信0.0号11发06生1器5915频.49率HzFr,eq按ue下n电cy源设开置关框,中观直察接接填在入R (200Ω)两端的万用表(毫伏表)XMM2的显示值Uo , 如果Uo的读数为输入电压 3V时,那么此时的填入的频率值即为电路的谐振频率ƒ0 ,否则必须在谐振频率的理论 值左右小步改变设置值,直到电阻两端Uo的读数为输入电压3V,因为电路谐振时电感 与电容的阻抗值相等,它们两端的电压相等,方向相反,电路呈现纯阻性,阻值为 R (200Ω),另外,也同时可从XMM4、 XMM3读出UC和UL的测量值,万用表(毫伏 表)的量程自动会改变,不需要人工干预。
1 、在图(一)所示的 R 、 L 、 C 串联电路中,当正弦交流信号源 U 1 的频率
f 改变时,电路中的感抗、容抗随之而变,电路中的电流也随 f 而变。取电阻 R
上的电压 U 0 作为响应,当输入电压 U i 的幅值维持不变时,在不同频率的信号
激励下,测出 U 0 之值,然后以 f 为横坐标,以 U 0 /U i 为纵坐标(因 U i
(3)在谐振点两侧,按表7-2频率递增或递减,依次逐点测出Uo 、UL、UC之值,记入 7-2中。在上下限频率ƒH、ƒL附近注意观察Uo的值,当Uo=2.12V时,这个频率就是 ƒH(大于ƒ0 )或、ƒL (小于ƒ0 )。
8.仿真的数据
表7—2
f0
2
1 LC
2
1
15915 .49 Hz
10 10 3 0.0110 6
压的幅度下降到最大值的 ( =0.707 )倍时的上、下频率点。 Q 值越大,曲
线越尖锐,通频带越窄,电路的选择性越好。在恒压源供电时,电路的品质因数、
选择性与通频带只决定于电路本身的参数,而与信号源无关。
四、实验内容
(1) 在multisim 10.0电路工作区建立实验书上图7-3的实验电路,组成监视、 测量电路。如图1,C=0.01μF,L=10mH,选R=200Ω。用万用表的交流挡作为 交流电压表和示波器监视信号源输出,使信号发生器输出电压Ui=3V,并保持 不变。
表7—3 Q=10、R=100Ω时,Uo的测量数据
f/kHz Uo/V
11K
13K
14K
14.5K 15.13 15.4K
15.910 16.4K 16.72K
18K
20K
ƒL
5K ƒL
49K
ƒH
17K
ƒ0
UL/V
Uc/V
表7—4 Q=2、R=510Ω时,Uo的测量数据
f/kHz
7K
9K
11K
12.38 13K
不变,故也可直接以 U 0 为纵坐标),绘出光滑的曲线,此即为幅频率特性曲线,
亦称谐振曲线,如图(二)所示。
2
、在
f
f0
2
1 LC
处,即幅频率特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时
X L =X C ,电路呈纯阻性,电路阻抗的模为最小。在输入电压 U i 为定值时,电
路中的电流达到最大值,且与输入电压 U i 同相位。从理论上讲,此时 U i =U R
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