武汉大学电气工程Mulsitim
武汉大学电气工程学院陈磊老师MATLAB仿真实验
武汉大学电气工程学院综合自动化MATLAB仿真实验姓名:***学号:20**302540***班级:电气**级*班一、动态电压恢复器(DVR)的数字仿真实验动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)是一种基于电力电子技术的串联补偿装置,通常安装在电源与敏感负荷之间,其作用在于:保证电网供电质量,补偿供电电网产生的电压跌落、闪变等,其可在电源和敏感负载之间接入幅值和相位受控的电压,以抑制电源电压扰动对敏感负荷的影响。
具体参见教材《电力电子学》、《有源电力滤波器》、《自动装置原理》等。
1.实验预习清楚动态电压恢复器(DVR)的结构和原理;明确动态电压恢复器的具体控制方式。
2.实验目的了解数字仿真软件中DVR的构成及实现;针对系统电源的电压扰动进行动态补偿仿真;解析DVR控制参数的变化对其补偿性能的影响。
3.实验步骤(1)将仿真示例copy到电脑。
进入MATLAB界面,导入并打开模型DVR.slx;a.梳理DVR.slx模型中的主要元件设备组成,该模型主要包括电源模型(Grid)、DVR模型(涵盖有电力电子元件、控制环节及直流电源)、非线性敏感负荷(Non Linear Load);b.熟悉电源模型(Grid)的电气设计参数,主要包括电压、频率,不同时间段的幅度变化特点,其分别对应于电压扰动中的凹陷和突增;c.熟悉DVR模型中饱和变压器、电力电子元件的型式和设计参数,DVRcontrol环节中电压跟踪信号的形成方式,滞环比较器的具体运行特点。
d.熟悉非线性敏感负荷的组成结构及实现形式,掌握其电气参数的设计特点;e.设置模型配置参数,运行时间为2.5s。
图1(2)点击运行DVR.slx算例。
4.实验记录DVR.slx的运行结果,包括:a.当电源(Grid)电压的参数变化如下图2所示时,记录动态电压恢复器的补偿效果,包括:电源三相电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压,该数据可从图3中读取,并据此计算分析各电压的TotalHarmonic Distortion,THD。
Multisim使用心得(1)
Multisim使用心得8月19日—8月20日Multisim——NI出品的一款功能强大的电子线路仿真软件,它不仅可以仿真弱电电子,也可以仿真强电,还可以仿真射频微波和FPGA。
以前在学校的时候我就用它验证过不少电路设计,感觉挺不错的,并且仿真的数据也很准确(这个主要跟SPICE模型的精确度有关)。
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,也忍不住会骂NI,这么垃圾的东西也拿出来卖啊,谁要是相信他了,结果肯定是死的很惨,呵呵。
虽然刚开始给我的感觉很不好,但是那时手头也没有比较好的电路仿真软件,先凑合着用吧,等发现更好的再替换它。
现在回头想想,NI挺冤的,经过这么长一段时间的使用和查资料解决相关问题,我终于明白了网上一个前辈说的话,软件本身很不错,但是能不能得到比较精确的结果在于用的人,你会不会使用它。
呵呵,事实确实如此。
Multisim是EWB的升级版,早先的时候,很多电子工程师热衷于使用EWB 来辅助设计,但是牵涉到具体器件上后,EWB就有点力不从心了,Multisim却包含了许多具体的元器件,使用者可以在里面找到相关的型号,然后开始验证自己的设计是否正确合理。
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。
接下来我们以OP07(通用运放)为例介绍一下Multisim创建仿真模型的具体步骤。
Multisim基础使用方法详解
第2章Multisim9的基本分析方法主要内容2.1 直流工作点分析(DC Operating Point Analysis )2.2 交流分析(AC Analysis)2.3 瞬态分析(Transient Analysis)2.4 傅立叶分析(Fourier Analysis)2.5 失真分析(Distortion Analysis)2.6 噪声分析(Noise Analysis)2.7 直流扫描分析(DC Sweep Analysis)2.8 参数扫描分析(Parameter Sweep Analysis)2.1 直流工作点分析直流工作点分析也称静态工作点分析,电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短路时,计算电路的直流工作点,即在恒定激励条件下求电路的稳态值。
在电路工作时,无论是大信号还是小信号,都必须给半导体器件以正确的偏置,以便使其工作在所需的区域,这就是直流分析要解决的问题。
了解电路的直流工作点,才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。
求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。
2.1.1构造电路为了分析电路的交流信号是否能正常放大,必须了解电路的直流工作点设置得是否合理,所以首先应对电路得直流工作点进行分析。
在Multisim9工作区构造一个单管放大电路,电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。
注意:图中的1,2,3,4,5等编号可以从Options---sheet properties—circuit—show all调试出来。
执行菜单命令(仿真)Simulate/(分析)Analyses,在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point,则出现直流工作点分析对话框,如图A所示。
直流工作点分析对话框B。
1. Output 选项Output用于选定需要分析的节点。
左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。
multisim电路分析方法
在Variables in Circuit栏中列出的是电路中可 用于分析的节点和变量。点击 Variables in circuit 窗口中的下箭头按钮,可以给出变量类型选择表。 在变量类型选择表中: 点击Voltage and current选择电压和电流变量。
点击Voltage选择电压变量。 点击 Current选择电流变量。 点击Device/Model Parameters 选择元件/ 模型参数变量。 点击All variables选择电路中的全部变量。
其中Output variables、 Miscellaneous Options 和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置 一样,下面仅介绍Analysis Parameters选项, Analysis Parameters对话框如图1.6.8所示。
图1.6.8 Analysis Parameters对话框
图 1.6.5 Miscellaneous Options对话框
如果选择Use this custom analysis,可以用 来选择用户所设定的分析选项。可供选取设定的 项目已出现在下面的栏中,其中大部分项目应该 采用默认值,如果想要改变其中某一个分析选项 参数,则在选取该项后,再选中下面的Use this option选项。选中Use this option选项将在其右边
2. Parameters区 在Parameters区可以对时间间隔和步长等参数 进行设置。
Start time窗口:设置开始分析的时间。 End time窗口:设置结束分析的时间。
点击Maximum time step settings,可以设 置分析的最大时间步长。其中:
(1)设置单位时间内的采样点数 点击Minimum number of time points,可以 设置单位时间内的采样点数。
Multisim仿真在电工电子实验中的应用
Multisim仿真在电工电子实验中的应用Multisim是一款强大的电子电路仿真软件,它可以用于对电子电路进行仿真分析和实验设计。
在电工电子专业的学习和实验中,Multisim是一个非常有用的工具,它可以帮助学生加深对电子电路原理的理解,提高实验设计和分析的效率。
本文将从Multisim在电工电子实验中的应用进行详细介绍,以期对学生们更好地了解这个软件的重要性和应用价值。
一、Multisim的基本功能Multisim是由美国国家仪器公司(National Instruments)开发和发布的一款电子电路仿真软件,它提供了完整的电子设计和仿真环境。
Multisim可以模拟数字和模拟电路,包括放大器、滤波器、功率电路、混频器、数字逻辑电路等,支持多种不同的电子元件和器件模型,可以进行各种信号的波形显示和数据采集。
Multisim还提供了直观的电路设计界面和丰富的仿真工具,可以帮助用户轻松地设计和分析各种电路。
1. 电子电路仿真Multisim可以用于对各种电子电路进行仿真分析,通过建立电路原理图、选择元件和器件模型、设置仿真参数,可以得到电路的各种性能参数和波形响应。
例如可以模拟放大电路的频率响应、带宽、增益等特性,可以模拟滤波器的频率特性、幅频特性等。
在电工电子专业的学习和实验中,学生常常需要对各种电子电路进行仿真设计和分析,Multisim 可以为他们提供一个非常便捷的工具。
2. 实验设计和验证3. 实验报告Multisim还可以用于实验报告的编写和展示,通过将仿真的电路原理图、实验数据和波形响应导出为图片或文档,可以轻松地制作实验报告。
学生可以通过Multisim对电路的工作原理和性能进行深入的分析和评估,可以将仿真数据和波形响应直观地展示给老师和同学,有助于加深对电子电路原理的理解和掌握。
虽然Multisim是一款强大的电子电路仿真软件,但是在使用中还是需要一些技巧和注意事项。
以下是一些Multisim的使用技巧和注意事项:1. 熟悉软件界面和功能Multisim提供了直观的电路设计界面和丰富的仿真工具,但是学生需要花一些时间来熟悉软件的界面和功能。
武汉大学_数电仿真实验报告
数电仿真实验学院:电气工程学院姓名:学号:201目录实验一1位全加器的设计 (3)一、实验目的: (3)二、实验原理: (3)三、实验程序 (3)四、仿真结果 (4)实验二四位全加器的设计 (5)一、实验目的: (5)二、实验原理: (5)三、实验程序 (5)四、仿真结果 (6)实验三三输入与门、三输入或门 (7)一、实验目的: (7)二、实验原理 (7)三、实验程序 (7)四、仿真结果 (8)实验四8-3优先编码器 (9)一、实验目的: (9)二、实验原理: (9)三、实验程序 (9)四、仿真结果 (9)实验五3-8译码器 (11)一、实验目的: (11)二、实验原理: (11)三、实验程序: (11)四、仿真结果 (11)实验六八位十进制频率计实验 (13)一、实验目的: (13)三、实验程序 (13)四、实验波形 (16)实验一1位全加器的设计一、实验目的:1.掌握quarters 软件使用流程。
2.初步掌握verilog的编程方法。
二、实验原理:Sum=a^b^c1Ch=a&b\(a^b)&c1三、实验程序module fulladder(a,b,c1,ch,sum);input a,b,c1;output ch,sum;reg ch,sum;always@(a or b or c1)beginsum=a^b^c1;ch=a&b|(a^b)&c1;endendmodule四、仿真结果实验二四位全加器的设计一、实验目的:1.掌握图形层次设计方法;2.熟悉Quartus II 8.0软件的使用及设计流程;3.掌握全加器原理,能进行多位加法器的设计;二、实验原理:加法器是数字系统的基本逻辑器件。
例如:为了节省资源,减法器和硬件乘法器都可由加法起来构成。
多位加法器的构成有两种方式:并行进位和串行进位方式。
并行进位加法器设有并行进位产生逻辑,运算速度快;串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。
基于multisim的调频通信系统仿真电气工程及其自动化业设计大学论文
毕业设计(论文)基于Multisim的调频通信系统仿真专业年级电气工程及其自动化2013级学号姓名指导教师评阅人2017年3月中国马鞍山郑重声明本人呈交的毕业设计(论文),是在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本设计(论文)所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。
本设计(论文)的知识产权归属于培养单位。
本人签名:日期:摘要调制和解调是通信技术的核心。
鉴于Multisim分析高频电路的优点,在深入分析双边带幅度调制和解调的基础上,本文在Multisim环境下建立了一个通信系统模型。
通信系统模型利用磁场感应,采用变压器模块实现天线的收发功能;采用放大器对解调信号进行放大,实现对输入信号的再现;利用Multisim提供的示波器模块和频谱分析模块,分别对调幅波和解调波进行了波形和频谱分析。
实验结果表明,Multisim在高频电路仿真中具有快速、准确、灵活等优点。
关键词:Multisim; 调制; 解调; 频谱分析;ABSTRACTthe modulation and demodulation is the core of the communication technology. Given Multisim analysis of the advantages of high frequency circuit, in the thorough analysis on the basis of double sideband amplitude modulation and demodulation, this paper established a communication system in Multisim environment model. Communication system model using magnetic field induction, antenna is realized by using transformer module to send and receive function; Using the demodulation signal amplifier amplification, realize to the representation of the input signal; Using the Multisim provide oscilloscope and spectrum analysis module, respectively for amplitude modulation and demodulation wave waveform and spectrum analysis. The experimental results show that the Multisim in high frequency circuit simulation has the advantages of rapid, accurate and flexible.Key words:Modulation; Demodulation; Spectrum analysis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章概论 (6)1.1研究背景 (6)1.2调频通信发展历史及现状 (6)第二章调频通信的原理介绍 (7)2.1调频通信的基本工作原理 (8)2.1.1调频通信的电路原理框图 (8)2.1.2调频通信的基本原理 (8)2.2.调频通信的问题解决方案 (9)2.3. 开发平台简介 (10)第三章振幅调制电路仿真 (12)3.1模拟乘法器普通调幅(AM)仿真 (12)3.2 反馈电路的基本类型与选择 (15)3.2.1浪涌电流的抑制 (15)3.2.2热敏电阻技术分析 (15)3.3 控制电路的选择 (19)3.3.1单片机控制电路分析 (19)3.3.2芯片控制电路分析 (19)3.4 电流工作模式的方案选择 (20)3.4.1电流连续模式分析 (20)3.4.3倍压整流技术 (21)第四章硬件结构设计及实现 (22)4.1采用EMI (22)4.1.1 EMI电源滤波器基本原理 (22)4.2 输入滤波、整流电路原理 (23)4.3 高频变压器的设计 (23)4.3.1 磁芯材料的选择 (24)4.3.2 磁芯结构的选择 (25)4.3.3变压器线圈参数的计算 (27)4.4 5V/4A稳压输出的设计 (31)4.5 12V/1A集成电路的输出设计 (31)4.6 反馈电路设计 (31)第五章结论与展望 (39)致谢 (40)第一章概论1.1研究背景“频率调制”,英文名称:frequency modulation。
武大电气Multisim仿真报告
Multisim仿真实验报告Multisim仿真实验心得为期几周的模电仿真实验,时间虽然不能说是很长,却也不能说是很短,在五个星期的学习中,我学到了很多东西。
首先,我发现Multisim是一款功能十分强大的仿真软件,在网上查阅其他几款仿真软件后,发现Multisim有自己的一些特色。
Multisim注重于模电仿真,所以Multisim中有许多基本的元器件,他的元器件库十分强大,我们所需要的各种模电仿真所需的元器件都能在这里面找到。
同时,我们对virtual类的元器件能够进行更改,这大大方便了我们的使用。
第二,我发现做实验的过程也就是学习这款软件的过程。
刚刚开始接触这款软件时,自己什么也不懂,只能依瓢画葫芦,可是按着实验步骤自己弄几次之后,发现自己慢慢地就熟悉了这个软件,我想,通过这次的经历,我以后在学习什么新的软件时,我也会按照这个方法一步步熟悉软件。
还有,我觉得仿真的确是一个好办法,在尽可能接近真实实验的情景的情况下,能够节约很多的时间,也便于所有同学进行更多地实验,节约了大量的资源。
最后,我觉得做什么事情都要认真,在模电仿真中,有一点点的小问题,都会导致整个实验出大问题,虽然只是仿真实验,但是也需要我们以科学严谨的态度去对待这件事情。
最后,十分感谢在实验室指导我们学习的各位老师。
实验一单级放大电路一、实验目的1、熟悉掌握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,电压放大倍数,输入电阻,输出电阻的仿真方法,了解共射极电路特性。
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、实验步骤实验电路图搭建如下:有三极管e端对地的直流电压为2.213V静态数据仿真:1调滑动变阻器的阻值,使万用表的数据为2.2V有仿真结果如下图:实验数据如下:动态仿真一搭建实验电路图如下:得到如下图所示波形:从所得到的波形可以看出,输入电压和输出电压的波形是反相的。
武汉大学电气工程学院模电仿真实验报告
模电仿真实验电气工程学院09级5班余章2009302540166实验一晶体三极管共射放大电路一、实验目的1、学习共射放大电路的参数选取方法。
2、学习放大电路静态工作点的测量与调整,了解静态工作点对放大电路性能的影响。
3、学习放大电路的电压放大倍数和最大不失真输出电压的分析方法。
4、学习放大电路输入、输出电阻的测量方法以及频率特性的分析方法。
二、实验内容1、确定并调整放大电驴的静态工作点。
2、确定放大电路的电压放大倍数A v和最大不失真输出电压V omax。
1)R L=∞(开路);2) R L=3kΩ。
3、观察饱和失真和截止失真,并测出相应的集电极静态电流。
4、测量放大电路的输入电阻R i和输出电阻R o。
5、测量放大电路-带负荷时的上限频率f H和下限频率f L。
三、实验准备1、阅读本实验的实验原理与说明,了解共射放大电路中各元件参数的选择及静态工作点的测量、调整方法。
2、选取图1-1所示的共射基本放大电路参数,已知条件和设计要求如下:1)电源电压V cc=12V;2)静态工作电流I CQ=1.5mA;3)当R c=3kΩ,R L=∞时,要求V omax≥3V(峰值),A v≥100;4)根据要求选取三极管,β=100-200,C1=C2=10uF,C e=100uF;3、估计所涉及的放大电路的主要技术指标(R c=3kΩ):1)在不接R L和接上R L联众情况下的电压放大倍数。
2)在不接R L和接上R L联众情况下的最大不失真输出电压。
实验电路图四、实验电路的仿真分析1、原理图绘制及参数选取:三极管在BIPOLSAR库中,元件名称:Q2N2222参数设置方法:激活三极管,右键打开Eidt\pspice model文本框,修改电流放大系数Bf=100(默认值是255.9),修改Vje=0.7V(默认值是0.75V),修改基区电阻Rb=300(默认值是10)。
修改完成后保存,其他的参数不要随意修改,避免仿真时出错。
Multisim基础使用方法详解
第2章Multisim9的基本分析方法主要内容2.1 直流工作点分析(DC Operating Point Analysis )2.2 交流分析(AC Analysis)2.3 瞬态分析(Transient Analysis)2.4 傅立叶分析(Fourier Analysis)2.5 失真分析(Distortion Analysis)2.6 噪声分析(Noise Analysis)2.7 直流扫描分析(DC Sweep Analysis)2.8 参数扫描分析(Parameter Sweep Analysis)2.1 直流工作点分析直流工作点分析也称静态工作点分析,电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短路时,计算电路的直流工作点,即在恒定激励条件下求电路的稳态值。
在电路工作时,无论是大信号还是小信号,都必须给半导体器件以正确的偏置,以便使其工作在所需的区域,这就是直流分析要解决的问题。
了解电路的直流工作点,才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。
求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。
2.1.1构造电路为了分析电路的交流信号是否能正常放大,必须了解电路的直流工作点设置得是否合理,所以首先应对电路得直流工作点进行分析。
在Multisim9工作区构造一个单管放大电路,电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。
注意:图中的1,2,3,4,5等编号可以从Options---sheet properties—circuit—show all调试出来。
执行菜单命令(仿真)Simulate/(分析)Analyses,在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point,则出现直流工作点分析对话框,如图A所示。
直流工作点分析对话框B。
1. Output 选项Output用于选定需要分析的节点。
左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。
武大电气matlab电路仿真实验报告
实验一:直流电路1.电阻电路的计算程序:1电阻电路的计算第1题%本题选用回路法,列出的方程为Z*I=U的形式,求出回路电流,然后进一步求解Z=[ 20 -12 0; %阻抗矩阵-12 32 -12;0 -12 18];U=[10 0 0]'; %电压向量I=inv(Z)*U; %回路电路向量i3=I(1)-I(2); %求i3u4=I(2)*8; %求u4u7=I(3)*2; %求u7fprintf('(1) i3= %8.4fA\n u4= %8.4fV\n U7= %8.4fV\n',i3,u4,u7)us=10/u4*4; %根据电路线性性质,由上题的u4变化的倍数求出usUb=[us 0 0]'; %变化后的电压向量Ib=inv(Z)*Ub; %变化后的回路电流向量ib3=Ib(1)-Ib(2); %变化后的i3ub7=Ib(3)*2; %变化后的u7fprintf('(2) us= %8.4fV\n i3= %8.4fA \n U7= %8.4fV\n',us,ib3,ub7)输出结果:(1) i3= 0.3571Au4= 2.8571VU7= 0.4762V(2) us= 14.0000Vi3= 0.5000AU7= 0.6667V2、求解电路里的电压程序:%导纳矩阵AA=[ 0.6 0.125 -0.125 -0.1 0 -5 01 -1 0 0 0 0 -100 -0.125 0.325 -0.2 0 0 00 0 1 -1 0 0 5-0.1 0 -0.2 0.55 -0.25 0 00 0 0 0 1 0 01 0 0 -1 0 -1 0];%电流矩阵BB=[0 0 5 0 0 24 0]';V=inv(A)*B;fprintf('V(1)=%f V\nV(2)=%f V\nV(3)=%f V\nV(4)=%f V\nV(5)=%f V\n',V(1),V(2),V(3),V(4),V(5));输出结果:V(1)=117.479167V(2)=299.770833V(3)=193.937500V(4)=102.791667V(5)=24.0000001.求解含有受控源的电路里的电流程序:%A为阻抗方程A=[ 0 0 1 0 0 04 0 -4 12 -4 -4-4 0 0 -4 8 00 0.5 0 0 0 10 -1 0 0 1 0-1 0 0 1 0 -1];B=[2 0 0 0 0 0]';%B为电压方程I=inv(A)*B;fprintf('i1= %.0f A\ni2= %.0f A\n',I(1),I(2));输出结果:i1= 1 Ai2= 1 A实验二:直流电路(2)1.求最大功率损耗程序:A=[ 1 0-1/10000 1/10000];is=0;B=[10 is]'x 104-3V=A\B; Uoc=V(2); is=1;B=[0 is]'; V=A\B;Req=[V(2)-V(1)]/is; Pmax=Uoc.^2/(4.*Req)fprintf('The maximum power occurs at %f ¦¸\n',Req) fprintf('The maximum powerdissipation is %f W',Pmax) RL=0:50000;VL=10.*RL./(10000+RL); PL=VL.^2./RL;figure(1),plot(RL,PL),grid输出结果:The maximum power occurs at 10000.000000 ΩThe maximum powerdissipation is 0.002500 W输出图形如下则从图上可验证当RL 为10K Ω时,最大功率约为2.5×W2. 求消耗的功率程序: A=[1 0 0 0-1/5 1/5+1/2+1/20 -1/2 0 0 -1/2 1/2+1/24+1/1.2 -1/1.2 0 0 -1/1.2 1/1.2]; V1=inv(A)*[75 0 0 0]'; Uoc=V1(4); is=1;V2=inv(A)*[0 0 0 is]'; Req=V2(4)/is;RL=[0 2 4 6 10 18 24 42 90 186];REQ=[Req Req Req Req Req Req Req Req Req Req];B=REQ+RL;for i=1:1:10;UL=Uoc.*RL(i)/B(i);IL=Uoc./B(i);PL=UL.*IL;fprintf('(%2d)',i);fprintf(' RL= %6.0f ¦¸',RL(i));fprintf(' IL= %6.3f A',IL);fprintf(' UL= %6.3f V',UL);fprintf(' PL= %6.3f W\n',PL);end输出结果:( 1) RL= 0 Ω IL= 8.000 A UL= 0.000 V PL= 0.000 W ( 2) RL= 2 Ω IL= 6.000 A UL= 12.000 V PL= 72.000 W( 3) RL= 4 Ω IL= 4.800 A UL= 19.200 V PL= 92.160 W( 4) RL= 6 Ω IL= 4.000 A UL= 24.000 V PL= 96.000 W( 5) RL= 10 Ω IL= 3.000 A UL= 30.000 V PL= 90.000 W( 6) RL= 18 Ω IL= 2.000 A UL= 36.000 V PL= 72.000 W( 7) RL= 24 Ω IL= 1.600 A UL= 38.400 V PL= 61.440 W( 8) RL= 42 Ω IL= 1.000 A UL= 42.000 V PL= 42.000 W( 9) RL= 90 Ω IL= 0.500 A UL= 45.000 V PL= 22.500 W(10) RL= 186 Ω IL= 0.250 A UL= 46.500 V PL= 11.625 W 实验三:正弦稳态1.求各支路的电流相量和电压相量程序:%设置变量R1=2;R2=3;R3=4;XL=2;XC1=3;XC2=5;Us1=8;Us2=6;Us3=8;Us4=15;%求阻抗Z1=(j*XL*R1)/(j*XL+R1);Z2=R2*(-j*XC1)/[(R2-j*XC1)];Z3=R3*(-j*XC2)/(R3-j*XC2);Y1=1/Z1;Y2=1/Z2;Y3=1/Z3;%导纳矩阵YY=[Y1+Y2 -Y2-Y2 Y2+Y3];%电流矩阵II=[Us1/(j*XL)+Us2/R2902701800 Us3/R3-Us4/(j*XC2)-Us2/R2]; U=inv(Y)*I;ua=U(1),ub=U(2),I1=ua*Y1,I2=(ub-ua)*Y2,I3=-ub*Y3, I1R=ua/R1,I1L=(ua)/(j*XL), I2R=-(ua-ub)/R2,I2C=-(ua-ub)/(-j*XC1), I3R=(ub)/R3, I3C=ub/(-j*XC2),compass([ua,ub,I1,I2,I3,I1R,I1L,I2R,I2C,I3R,I3C]); 输出结果:ua = 3.7232 - 1.2732i ub = 4.8135 + 2.1420iI1 = 1.2250 - 2.4982iI2 = -0.7750 + 1.5018i I3 = -0.7750 - 1.4982i I1R = 1.8616 - 0.6366i I1L = -0.6366 - 1.8616iI2R = 0.3634 + 1.1384i I2C = -1.1384 + 0.3634i I3R = 1.2034 + 0.5355i I3C = -0.4284 + 0.9627i输出图形为:2. 含互感的电路:复功率程序: %设置变量R1=4;R2=2;R3=2;XL1=10;XL2=8;XM=4;XC=8;US=10;IS=10;Z1=R1*(-j*XC)/(R1-j*XC);Z2=j*(XL1-XM);Z3=j*XM;Z4=j*(XL2-XM)+R2;Z5=R3;Y1=1/Z1;Y2=1/Z2;Y3=1/Z3;Y4=1/Z4;Y5=1/Z5;%导纳矩阵YY=[Y1+Y2 -Y2 0-Y2 Y2+Y3+Y4 -Y40 -Y4 Y4+Y5];I=[US/R1 0 IS]';U=inv(Y)*I;ua=U(1);ub=U(2);uc=U(3);i1=(US-ua)/R1;Pus=US*conj(i1),Pis=uc*conj(IS)输出结果:Pus = -4.0488 - 9.3830iPis = 1.7506e+02 + 3.2391e+01i3.正弦稳态电路:求未知参数程序:US=100;I1=0.1;P=6;XL1=1250;XC=750;P=6;Z1=j*XL1;Z2=-j*XC;cos_a=P/(US*I1);a=acos(cos_a);I1=0.1*exp(-a*1i);UL1=I1*Z1;UC2=US-UL1;IC2=UC2/Z2;IL3=I1-IC2;ZL=UC2/IL3;IC2=UC2/Z2;IZ3=I1-IC2;Z3=UC2/IZ3R3=real(Z3)XL3=imag(Z3)输出结果:Z3 = 7.5000e+02 + 3.7500e+02iR3 = 750.0000XL3 = 375.00004.正弦稳态电路,利用模值求解程序:%变量初始化syms XL;U2=200;IR=10;XC=10;R=U2/IR;%解方程的语句f=R*XL-sqrt((XC*XL)^2+[R*(XL-XC)]^2);XL=solve(f,XL);XL1=XL(1)XL2=XL(2)输出结果:XL1 = 20*3^(1/2) + 40XL2 = 40 - 20*3^(1/2)实验四:交流分析和网络函数1.求解电流和电压程序:%本程序计算回路电流I1,I2%Z是阻抗矩阵,U是电压向量,I是电流矩阵Z=[10-7.5i -6+5i-6+5i 16+3i];Zc=-10i;U1=5;U2=-2*exp(75i*pi/180);U=[U1 U2]';I=Z\U;I1_abs=abs(I(1));I1_ang=angle(I(1))*180/pi;Ic=I(1)-I(2);Uc=Ic*Zc;Uc_abs=abs(Uc);Uc_ang=angle(Uc)*180/pi;fprintf('current I1,magnitude: %f \n current I1,angle in degree:%f\n',I1_abs,I1_ang);fprintf('voltage Uc,magnitude: %f \n voltage Uc,angle in degree:%f\n',Uc_abs,Uc_ang);运行结果:current i1,magnitude: 0.387710current i1, angle in degree: 15.019255voltage vc,magnitude: 4.218263voltage vc,angle in degree:-40.8616912.求解三相不平衡相电压程序:%U为电压矩阵,I为电流矩阵,Z为总阻抗矩阵,ZL为负载阻抗矩阵U1=110;U2=110*exp(-120i*pi/180);U3=110*exp(120i*pi/180);U=[U1 U2 U3]';Z1=[6+13i 4+2i 6-12.5i]';ZL=[5+12i 3+4i 5-12i]';I=U./Z1;Vn=I.*ZL;Vna_abs=abs(Vn(1));Vna_ang=angle(Vn(1))*180/pi;Vnb_abs=abs(Vn(2));Vnb_ang=angle(Vn(2))*180/pi;Vnc_abs=abs(Vn(3));Vnc_ang=angle(Vn(3))*180/pi;fprintf('phasor vlotage Vna,magnitude:%f \n phasor voltage Vna,angle in dgree: %f \n',Vna_abs,Vna_ang);fprintf('phasor vlotage Vnb,magnitude:%f \n phasor voltage Vnb,angle in dgree: %f \n',Vnb_abs,Vnb_ang);fprintf('phasor vlotage Vnc,magnitude:%f \n phasor voltage Vnc,angle in dgree: %f \n',Vnc_abs,Vnc_ang);运行结果:phasor vlotage Vna,magnitude:99.875532phasor voltage Vna,angle in dgree: -2.155276phasor vlotage Vnb,magnitude:122.983739phasor voltage Vnb,angle in dgree: 93.434949phasor vlotage Vnc,magnitude:103.134238phasor voltage Vnc,angle in dgree: -116.978859实验五:动态电路1.正弦激励的一阶电路程序:%变量初始化R=2;C=0.5;Uc0=4;Um=10;Ulong=Um;%作图t=0:0.01:20;time=R*C;Uct=Ulong+(Uc0-Ulong)*exp(-t/time); figure(1),plot(t,Uct),grid运行结果:2.二阶欠阻尼电路的零输入响应程序:L=0.5;R=1;C=0.02;%输入元件参数 Uc0=1;IL0=0;alpha=R/2/L;wn=sqrt(1/(L*C));%输入给定参数 p1=-alpha+sqrt(alpha^-wn^2);%方程的两个根 p2=-alpha-sqrt(alpha^2-wn^2) dt=0.01;t=0:dt:1; %设定时间组 %用公式Uc1=(p2*Uc0-IL0/C)/(p2-p1)*exp(p1*t);%Uc 的第一个分量 Uc2=-(p1*Uc0-IL0/C)/(p2-p1)*exp(p2*t);%Uc 的第二个分量 IL1=p1*C*(p2*Uc0-IL0/C)/(p2-p1)*exp(p1*t); IL2=-p2*C*(p1*Uc0-IL0/C)/(p2-p1)*exp(p2*t); Uc=Uc1+Uc2; IL=IL1+IL2;%分别画出两种数据曲线subplot(2,1,1),plot(t,Uc),grid subplot(2,1,2),plot(t,IL),grid运行结果:0246810121416182045678910R=1R=200.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1-0.500.5100.10.20.30.40.50.60.70.80.910.511.52R=300.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.06-0.04-0.0200.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.81R=400.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.06-0.04-0.0200.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.8100.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.08-0.06-0.04-0.0200.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.81R=60.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.08-0.06-0.04-0.0200.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.8100.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.08-0.06-0.04-0.0200.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.81R=80.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.08-0.06-0.04-0.0200.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.8100.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.08-0.06-0.04-0.0200.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.50.51R=100.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.08-0.06-0.04-0.0200.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.50.5100.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.08-0.06-0.04-0.02000.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.81实验六:频率响应1.一阶低通电路的频率响应程序:ww=0:0.2:4;%设定频率数组 ww=w/wcH=1./(i+j*ww);%求复频率响应figure(1)subplot(2,1,1),plot(ww,abs(H)),%绘制幅频特性grid,xlabel('ww'),ylabel('angle(H)')subplot(2,1,2),plot(ww,angle(H)),%绘制相频特性grid,xlabel('ww'),ylabel('angle(H)')figure(2) %绘制对数频率特性subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H)))%纵坐标为分贝grid,xlabel('ww'),ylabel('分贝')subplot(2,1,2),semilogx(ww,angle(H))%绘制相频特性grid,xlabel('ww'),ylabel('angle(H)')运行结果:00.51 1.52 2.53 3.540.20.40.60.81wwa n g l e (H )0.511.52 2.533.54-3-2.5-2-1.5-1-0.5wwa n g l e (H )100ww分贝10wwa n g l e (H )2.频率响应:二阶低通电路程序:for Q=[1/3,1/2,1/sqrt(2),1,2,5]ww=logspace(-1,1,50);%设无量纲频率数组ww=w/w0H=1./(1+j*ww/Q+(j*ww).^2);%求复频率响应figure(1)subplot(2,1,1),plot(ww,abs(H)),hold onsubplot(2,1,2),plot(ww,angle(H)),hold onfigure(2)subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H))),hold on%纵坐标为分贝subplot(2,1,2),semilogx(ww,angle(H)),hold on%绘制相频特性endfigure(1),subplot(2,1,1),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)')subplot(2,1,2),grid,xlabel('w'),ylabel('angle(H)')figure(2),subplot(2,1,1),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)')subplot(2,1,2),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)')运行结果:012345678910246wa b s (H )012345678910-4-3-2-10wa n g l e (H )3. 频率响应:二阶带通电路程序:clear,format compact H0=1;wn=1;for Q=[5,10,20,50,100]w=logspace(-1,1,50);%设频率数组w H=H0./(1+j*Q*(w./wn-wn./w)); figure(1)%横坐标为线性坐标subplot(2,1,1),plot(w,abs(H)),grid,hold on %绘制幅频特性 subplot(2,1,2),plot(w,angle(H)),grid,hold on %绘制相频特性 figure(2)subplot(2,1,1),semilogx(w,20*log10(abs(H))),grid,hold on %纵坐标为分贝subplot(2,1,2),semilogx(w,angle(H)),grid,hold on %绘制相频特性 end运行结果:10-1100101-60-40-20020wa b s (H )10-1100101-4-3-2-10wa b s (H )01234567891000.20.40.60.81012345678910-2-112复杂谐振电路的计算程序:clear,format compactR1=2;R2=3;L1=0.75e-3;L2=0.25e-3;C=1000e-12;Rs=28200;L=L1+L2;R=R1+R2;Rse=Rs*(L/L1)^2%折算内阻f0=1/(2*pi*sqrt(C*L))Q0=sqrt(L/C)/R,R0=L/C/R;%空载Q0值Re=R0*Rse/(R0+Rse)%折算内阻与回路电阻的并联Q=Q0*Re/R0,B=f0/Q,%实际Q 值和带通s=log10(f0);f=logspace(s-.1,s+.1,501);w=2*pi*f;%设定计算的频率及范围及数组 z1e=R1+j*w*L;z2e=R2+1./(j*w*C);%等效单回路中量纲电抗支路的阻抗 ze=1./(1./z1e+1./z2e+1./Rse);%等效回路中三个支路的并联阻抗subplot(2,1,1),loglog(w,abs(ze)),grid%画对数幅频特性axis([min(w),max(w),0.9*min(abs(ze)),1.1*max(abs(ze))]) 10-1100101-60-40-202010-1100101-2-112subplot(2,1,2),semilogx(w,angle(ze)*180/pi)axis([min(w),max(w),-100,100]),gridfh=w(find(abs(1./(1./z1e+1./z2e))>50000))/2/pi;%求回路阻抗大于50千欧的频带fhmin=min(fh),fhmax=max(fh)运行结果:10610106。
武汉大学电气工程学院陈磊老师MATLAB仿真实验
武汉大学电气工程学院综合自动化MATLAB仿真实验姓名:***学号:20**302540***班级:电气**级*班一、动态电压恢复器(DVR)的数字仿真实验动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)是一种基于电力电子技术的串联补偿装置,通常安装在电源与敏感负荷之间,其作用在于:保证电网供电质量,补偿供电电网产生的电压跌落、闪变等,其可在电源和敏感负载之间接入幅值和相位受控的电压,以抑制电源电压扰动对敏感负荷的影响。
具体参见教材《电力电子学》、《有源电力滤波器》、《自动装置原理》等。
1.实验预习清楚动态电压恢复器(DVR)的结构和原理;明确动态电压恢复器的具体控制方式。
2.实验目的了解数字仿真软件中DVR的构成及实现;针对系统电源的电压扰动进行动态补偿仿真;解析DVR控制参数的变化对其补偿性能的影响。
3.实验步骤(1)将仿真示例copy到电脑。
进入MATLAB界面,导入并打开模型DVR.slx;a.梳理DVR.slx模型中的主要元件设备组成,该模型主要包括电源模型(Grid)、DVR模型(涵盖有电力电子元件、控制环节及直流电源)、非线性敏感负荷(Non Linear Load);b.熟悉电源模型(Grid)的电气设计参数,主要包括电压、频率,不同时间段的幅度变化特点,其分别对应于电压扰动中的凹陷和突增;c.熟悉DVR模型中饱和变压器、电力电子元件的型式和设计参数,DVRcontrol环节中电压跟踪信号的形成方式,滞环比较器的具体运行特点。
d.熟悉非线性敏感负荷的组成结构及实现形式,掌握其电气参数的设计特点;e.设置模型配置参数,运行时间为2.5s。
图 1(2)点击运行DVR.slx算例。
4.实验记录DVR.slx的运行结果,包括:a.当电源(Grid)电压的参数变化如下图2所示时,记录动态电压恢复器的补偿效果,包括:电源三相电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压,该数据可从图3中读取,并据此计算分析各电压的TotalHarmonic Distortion,THD。
基于Multisim的电力电子课程教学探讨
修课 , 所以本文就结合武 汉电力职业技 术学院学生所 普遍学习
的电路仿真软件M u h i s i m, 来探讨 电力电子技术课程 的教学。
一
Mu l t i s i m软件简介 目前 常 见 的 ED A软 件 I 2 有很多, 譬 如P s p i e e、 P r o t e 1、
、
费大量 的时间在电路 图和波形的绘 制上, 且 由于板书的局 限和
精 度 的 不足 , 都 会 影 响 到教 学 效 果 和 学 生 的理 解 。 为此 , 一些教
I s S p i c e 、 O r - C A D 等。 其 中诸 多软件用于教学均存在模 型库元件 较 少、 无法 施加多种 控制环节 、 从而难 以实 现较 复杂的仿真等
相、 多重化 、 半控 桥、 全控 桥等 等, 每 一种变化 , 其 输 出的波形
都会有很大差别。 学生在学习时往往感到波形复杂, 头脑混乱 , 难 以理 解 , 从而影响学 习兴趣 和效 果。教师的讲 授也 多以电路
结构为主线 , 通过分析不 同器件 的通断, 配合其输出电压电流波 形, 理 解各种 电路 的工作原理 。波形的分析 对于电力 电子 课程
而不能独立分析解决问题。 故基 于以上 常规 教学中出现的难题或 不足 , 本文基于本 校 学生 能力水平及教学 安排 , 提 出采用 Mu h i s i m仿真软 件辅助教 学, 变抽象为具体 , 化枯燥为生动, 更加形 象直观 地进行 电力电 子理论教学 , 激发学生学习兴趣 , 提高教学质量 。 三、 Mu l t i s i m在电力电子技术课程中的典型应用
的学 习和讲 授 都存在 极大 的难 度。由于 电路结 构 的多 变, 波形 的复 杂, 采用传 统板书教学 必然浪 费大量 时间且精度不够 ; 多
武大电气-Matlab电路仿真实验报告(大二上)
武大电气-Matlab电路仿真实验报告(大二上)实验一直流电路1、电阻电路的计算(1)Z = [20 -12 0; -12 32 -12; 0 -12 18]; V = [10 0 0]'; I = inv(Z)*V; i3 = I(1)-I(2); u4 = 8*I(2); u7 = 2*I(3);fprintf('i3=%f \\n',i3) fprintf('u4=%f \\n',u4) fprintf('u7=%f \\n',u7)仿真结果:i3=0.357143 u4=2.857143 u7=0.476190 (2)Z = [0 8 0; -12 32 -12; 0 -12 18]; V = [4 0 0]'; I = inv(Z)*V; Us = 20*I(1)-12*I(2); i3 = I(1)-I(2); i7 = I(3);fprintf('Us=%f \\n',Us) fprintf('i3=%f \\n',i3) fprintf('i7=%f \\n',i7)仿真结果:Us=14.000000 i3=0.500000 i7=0.3333332、求解电路里的电压,例如V1,V2,……V5.Y = [1 -1 2 -2 0; 0 5 -13 8 0; 2 0 4 -11 0;176 -5 5 -196 0; 0 0 0 0 1];I = [0 -200 -120 0 24]'; V = inv(Y)*I;fprintf('V1=%fV\\nV2=%fV\\nV3=%fV\\nV4=%fV\\nV5=%fV\\n',V(1),V(2),V(3),V(4),V( 5))仿真结果:V1=117.479167V V2=299.770833V V3=193.937500V V4=102.791667V V5=24.000000V 3、如图,已知R1=R2=R3=4,R4=2,控制常数k1=0.5,k2=4,is=2,求i1和i2.Z = [1 0 0 0; -4 16 -8 -4; 0 0 1 0.5; 0 -8 4 6]; V = [2 0 0 0]'; I = inv(Z)*V; i1 = I(2)-I(3); i2 = I(4);fprintf('i1=%f V\\ni2=%f V\\n',i1,i2)仿真结果:i1=1.000000 V i2=1.000000 V实验二直流电路(2)1、在图2-3,当RL从0改变到50KΩ,绘制负载功率损耗。
Multisim仿真在电工电子实验中的应用
Multisim仿真在电工电子实验中的应用Multisim是一款功能强大的电路仿真软件,广泛应用于电工电子实验中。
它能够帮助学生深入理解电路原理,加深对电子器件和电路组成的理解,提高实验的效率和安全性。
Multisim可以帮助学生进行电路图设计和分析。
学生可以根据实验要求,使用软件绘制电路图,并进行电路分析和计算。
软件提供了丰富的器件库,学生可以选择合适的元器件进行搭建电路,并进行参数设置。
通过仿真功能,可以直观地观察电路工作情况,比较不同参数设置的影响,减少实验中的试错次数,提高电路设计的准确性和效率。
Multisim可以实现对电路工作过程的动态仿真。
学生可以通过将电路与外部信号源连接,模拟实际工作中的输入信号,观察电路的输出响应。
在仿真过程中,可以随时改变输入信号的频率、幅值等参数,通过观察输出信号的变化,来理解电路的工作原理。
还可以观察电子器件的电压、电流等参数的变化,更直观地了解电子器件的特性和工作状态。
Multisim还具备对电路故障的诊断和排除能力。
在实验中,如果某个电路出现问题,可以通过软件的仿真功能分析电路中的故障点。
Multisim提供了故障分析工具,可以帮助学生找出导致电路故障的原因,并给出相应的解决方案。
这可以帮助学生提高故障排除的能力,更好地掌握电路维修和调试的技能。
Multisim还可以进行虚拟实验,模拟一些实验条件下的电路工作情况。
这对一些不易操作或危险的实验来说,非常有帮助。
学生可以通过软件进行虚拟实验,观察电路的工作情况和参数变化,提前了解实验结果,做好实验前的准备,减少实验中的操作失误和风险。
Multisim在电工电子实验中具有重要的应用价值。
它可以帮助学生进行电路图设计和分析,实现电路工作过程的动态仿真,诊断和排除电路故障,进行虚拟实验等。
通过使用Multisim,学生可以更深入地理解电路原理,提高实验效率和安全性,并培养电子器件和电路设计与分析的能力。
武汉大学电气工程学院信号与系统MATLAB仿真报告
信号与系统上机实验报告电气工程学院2008级五班吕业诚2008302540145实验一信号的产生与运算一、实验目的1、熟悉和掌握常用的用于信号和系统时域仿真分析的MA TLAB函数;2、掌握连续时间和离散时间信号的MA TLAB产生,掌握用周期延拓的方法将一个非周期信号进行周期信号延拓形成一个周期信号的MATLAB编程;基本要求:掌握用MA TLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法,能够编写MATLAB 程序,实现各种信号的时域变换和运算,并且以图形的方法再现各种信号的波形。
二、实验原理MATLAB提供许多函数用于产生常用的基本信号:如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期矩形波信号等。
这些基本信号时信号处理的基础。
在MA TLAB中,无论是连续时间信号还是离散时间信号,MATLAB都是用一个数字数字序列来表示信号,这个数字序列在MA TLAB中叫向量(vector)。
通常的情况下,需要与时间变量相对应。
如前所述,MA TLAB有很多内部数学函数可以用来产生这样的数字序列,例如:sin()、cos()、exp()等函数可以直接产生一个按照正弦、余弦或指数规律变化的数字序列。
三、实验内容Q1_1:修改程序Program1_1,并以Q1_2为文件名存盘,产生实指数信号x(t)=e-2t。
要求在图形中加上网格线,并使用函数axis()控制图形的时间范围在0~2秒之间。
然后执行该程序,保存所得程序。
close all;clear;clc;t=-2:0.01:2;x=exp(-2*t);plot(t,x);grid on;axis([0,2,0,1]);Q1_2:修改程序program1_1,并以Q1_3为文件名存盘,使之能够仿真从键盘上任意输入的一个连续时间信号,并利用该程序仿真信号x(t)=e-2t。
clear;close all;clc;t=-2:0.01:2; %定义采样时间x=input('Type in signal x(t) in closed form:'); %通过键盘输入plot(t,x)Q1_3:将实验原理中所给的单位冲激信号和单位阶跃信号的函数文件在MA TLAB文件编辑器中编好,并分别以文件名为delta和u保存在工作文件夹中以便使用。
Multisim电路系统设计与仿真第四章
4.6 参数扫描分析(Parameter Sweep Analysis)
左右。
铂电阻模型
图4-3 铂电阻测温电路
图4-4 ห้องสมุดไป่ตู้流分析
4.3 瞬态分析(Transient Analysis)
实例仿真 以图4-3的电路为例,设置初始条件为Determine automatically,由程序自动设定初始
值,然后将开始分析的时间设为0、结束分析的时间设为0.1秒(总共分析0.1秒),最大时 间步长和初始时间步长为系统自动设置。另外,在Output页里,指定分析21节点(即测温 电路的输入端);其它设置为默认,最后点击Run按钮进行分析,其结果如图4-5所示。如 果把输入改接直流源,对输出节点进行瞬态分析将得到一条直线,读者可自行验证。
图4-12 电阻的高斯分布
4.8 蒙特卡罗分析(Monte Carlo Analysis)
实例仿真 以图4-3的电路为例,进行仿真设置后,点击仿真可得图4-13的仿真结果,曲线从上到
下依次表示Nominal Run、Run#2和Run#1,图4-13(b)是仿真的运行记录,由数表可以看到 最大值出现的时间,在曲线图中标定X轴坐标到这个时间值,也可以看到电压最大值和图 4-13(b)中的输出值近似。图4-13(b)中还提供了一些其它的参数,如标称值运行下的输出平 均值、标准差和sigma值等,为电路分析提供了参考。
图4-7 单频交流分析结果
4.6 参数扫描分析(Parameter Sweep Analysis)
实验一 MultiSIM基本操作
1.2.1 元器件 1. 选择元器件
在元器件栏中单击要选择的元器件库图标,打开该元器件库。在屏幕出现的元器件库对 话框中选择所需的元器件,常用元器件库有 13 个:信号源库、基本元件库、二极管库、晶体 管库、模拟器件库、TTL 数字集成电路库、CMOS 数字集成电路库、其他数字器件库、混合 器件库、指示器件库、其他器件库、射频器件库、机电器件库等。
2. 选中元器件 鼠标点击元器件,可选中该元器件。
3
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:
Cut:剪切 Copy:复制 Flip Horizontal:选中元器件的水平翻转; Flip Vertical:选中元器件的垂直翻转; 90 Clockwise:选中元器件的顺时针旋转 90; 90 CounterCW:选中元器件的逆时针旋转 90; Color:设置器件颜色 Edit Symbol:设置器件参数 Help:帮助信息
2. 文本描述框输入文字
利用文本描述框输入文字不占用电路窗口,可以对电路的功能、 实用说明等进行详细的 说明,可以根据需要修改文字的大小和字体。单击 View/ Circuit Description Box 命令或使用 快捷操作 Ctrl+D ,打开电路文本描述框,在其中输入需要说明的文字,可以保存和打印输 入的文本。
8
8. Reports(报告)菜单
9. Options(选项)菜单 10. Window(窗口)菜单 11. Help(帮助)菜单
全局设置操作环境 工作表单属性 用户命令交互设置
新窗口 层叠窗口 水平分割排列显示 垂直分割排列显示 关闭所有窗口 窗口对话框 当前用户文档名称
1.3.3 Multisim10 元器件栏 由于该工具栏是浮动窗口,所以不同用户显示会有所不同(方法是:用鼠标右击该工具栏就 可以选择不同工具栏,或者鼠标左键单击工具栏不要放,便可以随意拖动)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Multisim模电仿真实验报告目录实验一、单极放大电路 (2)一.实验目的 (2)二.虚拟实验仪器及器材 (2)三.实验步骤 (2)实验二、射极跟随器 (17)一.实验目的 (17)二.虚礼实验仪器及其器材 (17)三.实验步骤 (18)实验三、负反馈放大电路 (25)一、仿真目的 (25)二、虚拟仿真仪器及器材 (25)三.实验步骤 (25)实验四、差动放大电路 (31)一、仿真目的 (31)二、虚拟仿真仪器及器材 (31)三、仿真内容与步骤 (31)实验五、OTL 功率放大器 (35)一、实验目的 (35)二、虚拟实验仪器及器材 (36)三、实验步骤 (36)实验六、集成运算放大器的测量 (38)一、实验目的 (38)二、虚拟实验仪器及器材 (38)三、实验原理与步骤 (38)实验七、波形发生器应用的测量 (40)一、实验目的 (40)二、虚拟实验仪器及器材 (40)三、实验原理与步骤 (40)实验一、单极放大电路一.实验目的熟悉Multisim软件的使用方法。
掌握放大器静态工作点的仿真方法及其对放大电路性能的影响。
学习放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的仿真算法,了解共射极电路特性。
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1.启动multisim如图所示2.点击菜单栏上的place/component,弹出如下图所示 select a component对话框3.在group 下拉菜单中选择basic,如图所示4.选中 RESISTOR,此时在右边列表中选中1.5KΩ 5%的电阻,点击OK 按钮。
此时该电阻随鼠标一起移动,在工作区适当位置点击鼠标左键,如下图所示5.同理,把如下所示的所有电阻放入工作区6.同样如下图所示选取电容10uF两个,放在工作区适当位置7.同理如下图所示,选取滑动变阻器8.同理选取三极管9.选取信号源10.选取直流电源11.选取地12.最终元器件放置如下13.元件的移动与旋转,即:单击元件不放,便可以移动元件的位置;单击元件(就是选中元件),鼠标右键,如下图所示,便可以旋转元件。
14.同理,调整所有元件如下图所示15.把鼠标移动到元件的管脚,单击,便可以连接线路。
如下图所示16.同理,把所有元件连接成如下所示电路17.选择菜单栏 options/sheet properties,如图所示18.在弹出的对话框中选取show all,如下图所示19.此时,电路中每条线路上便出现编号,以便后来仿真。
20.如果要在2N222A的e端加上一个100欧的电阻,可以选中“7”这条线路,然后按键盘del键,就可以删除。
如下图所示21.之后,点击菜单栏上place/component,添加电阻。
22.最后,电路如下:注意:该电路当中元件阻值与前面几个步骤中不一样,更改方法是:比如(要把R3从5.1千欧更改为20千欧),选中R3电阻,右键,如图所示:之后,重新选取20千欧电阻便会自动更换。
23.单击仪表工具栏中第一个(即:万用表)放置如下图所示24.单击工具栏中运行按钮进行数据仿真,之后,双击图标,就可以观察三极管e端对地的直流电压。
如图所示,。
然后单击滑动变阻器,会出现一个虚框,之后,按键盘上的A键,就可以增加滑动变阻器的阻值,shift+A可以降低其阻值。
25.静态数据仿真:调节滑动变阻器的阻值,是万用表的数据为2.2V。
执行菜单栏中 simulate/analyses/DC Operating Point…如下所示操作点击对话框上的simulate,结果是记录数据,填如下表:仿真数据(对地数据)单位:V 计算数据单位:V基极集电极发射极Vbe Vce Rp2.82907 6.13922 2.19966Rp的值等于滑动变阻器的最大阻值乘上百分比。
26.动态仿真一1.单击仪表工具栏中的第四个(即:示波器 Oscilloscope),放置如下图所示,并且连接电路。
(注意:示波器联分为2个通道,每个通道有+和-,连接时只需+即可,示波器默认的地已经连接好的。
观察波形时会出现不知道哪个波形时哪个通道的,解决方法是更改连接通道的导线颜色,即:右键击导线,弹出),单击 Net color 可以更改颜色,同时示波器的波形颜色也随之改变)2.右击V1,出现,单击properties,出现对话框,吧Voltage改成 10mV,Freguency的数据改为1kHz,确定。
3.单击工具栏中的开始进行仿真。
4.双击图标得到如下波形;★:如果波形太密或者幅度太小,可以调整Scale里面的数据。
5.记录波形,并说明他们的相位有何不?答:波形见上图,相位相差π。
27.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★可以单击T1和T2的箭头,移动如图所示的竖线,就可以独处输入和输出的峰值。
注意:峰峰值变为有效值除以22记录数据如下表: (注,此表为RL为无穷)仿真数据(注意填写单位)计算Vi有效值V0有效值Av9.94mV 368.40mV 37.06 3.其他不变,分别加上5.1KΩ和330欧的电阻,如下图所示,并填表R=5.1k欧时R=330 欧时填表:仿真数据(注意填写单位)计算RL Vi V0 Av5.1KΩ9.99mV 193.16mV 19.34330Ω9.99mV 24.40mV 2.444.其他不变,增大和减小滑动变阻器的值,观察V0的变化,并记录波形。
Vb Vc Ve 画出波形Rp增减小增大减小大Rp 减小增大 减小 增大★如果效果不明显,可适当增大输入信号 28.动态仿真三 1.测量输入电阻Ri在输入端串联一个5.1K 的电阻,如图所示,并且连接一个万用表,如图所示。
启动仿真,记录数据,并且填表。
☆万用表要打在交流档才能测试数据。
填表: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 6.328mV 1.961uA3227R25.1kΩR320kΩR151kΩR41.8kΩC110µFC210µFV110mVrms 1kHz 0°V212 VQ12N2222AR5100kΩKey=A 26 %C347µF34R7100ΩXSC1A BExt Trig++__+_8R65.1kΩ6752XMM1R85.1kΩ192.测量输出电阻R0如图所示:☆万用表要打在交流档才能测试数据,其数据为VL填表:仿真数据计算VL V0 R0117.551mV 223.346mV 459029.思考题元件水平翻转:右击元件,点击Flip Horizontal垂直翻转:右击元件,点击Hip Vertical更改元件数值:双击数值,value,改数值VIRTUAL表示虚拟元件,只有虚拟元件才能改变其参数实验二、射极跟随器一.实验目的熟悉Multisim软件的使用方法。
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。
学习放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的仿真方法,了解共射极电路特性。
学习Multisim的参数扫描方法学会开关元件的使用二.虚礼实验仪器及其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1.画出电路如下图所示2.直流工作点的调整如上图所示,V1频率1KHz,Vi=3V,R1=82千欧,R2=1.8千欧。
通过扫描电阻R1的阻值,在输入端输入稳定的正弦波信号,通过观察输出5端的波形,是其为最大不失真波形,此时,便可以确定Q1的静态工作点。
具体步骤如下:1.选择菜单栏中simulate/analyses/parameter sweep,如右图所示2.参数设置如下所示3.点击按钮“Edit Analysis”,如下图所示:☆把其中的 end time 设置为0.1S 如果太大,那计算机计算时间会变的很场长4.点击OK5.设置输出如下图所示※其中的 V(5)就是输出电阻上的“5”的编号6.点击Simulate按钮7. 出现如下的图形用鼠标左键单击图形,选出一个虚拟矩形框,如下所示9.结果如下,图形被放大。
其中有很多条不同颜色表示仿真图形重叠在一起。
10.单击工具栏,便出现如下所示数据右键单击显示下面菜单选中相应选项,显示有图可见,max y 和min y 相差最小的数据为第五组此时R=138千欧。
11.更改电路图如下12.进行静态工作点仿真,选择菜单栏中 simulate/ analyses/Dc operating point,如下图所示13.单击Simulate 把仿真数据填入下表Vb Vc Ve Ie=Ve/Re8.33534 12.00000 7.66853 4.26mA 14.测量电压放大倍数双击万用表,档位在交流,此时把数据填入下表Vi (单位) V0(单位) Av=V0/Vi 3.000V2.875V0.958315.测量输入电阻,电路图如下所示双击万用表,填下表V13 Vrms 1kHz 0°C110µFR1138kΩR21.8kΩR31.8kΩV212 VQ12N2222AC210µFXMM113450R45.1kΩ62Vs(图中6端电压)Vi(图中2端电压)Ri=Vi*Rs/(Vs-Vi)3.000V 2.779V 64130.77欧16.测量输出电阻,电路如下所示V12 Vrms1kHz0°C110µFR1138kΩR21.8kΩR31.8kΩV212 VQ12N2222AC210µFXMM11342S1Key = Space 56填表V0(就是开关打开时) VL(就是开关闭合时)R0=(V0-VL)*RL/VL1.988V 1.977V 100.15欧实验三、负反馈放大电路一、仿真目的1、熟悉Multisim软件的使用方法。
2、掌握负反馈放大电路对放大器性能的影响。
3、学习负反馈放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的开环和闭环仿真方法。
4、学习掌握Multisim交流分析5、学会开关元件的使用二、虚拟仿真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1.启动Mulitisim,并画出如下电路图2.调节信号发生器V2的大小,是输出端10在开环情况下输出不失真。
3.启动直流工作点分析,记录数据,填入下表三极管Q1 三极管Q2Vb Vc Ve Vb Vc Ve3.65937 7.26256 3.02141 3.319914.78864 2.66472交流测试开环:RL=无穷大V15mVrms1kHz0°R151kΩR224kΩR33.0kΩR41.8kΩR5100ΩR620kΩR747kΩR81.0kΩR93.0kΩR105.1kΩR111.5kΩR123.0kΩC110µFC210µFC310µFC410µFC510µFC610µFS1Key = SpaceV212 VQ12N2222AQ22N2222AR13100ΩS2Key = A126891151213103471514RL=1.5K闭环:RL =无穷大RL=1.5kRL(图中R11)Vi V0 Av 开环RL=无穷(S2打开) 3.079mV 1.206V 392RL=1.5k(S2闭合) 3.075mV 438.34mV 143RL=无穷(S2打开) 3.689mV 98.831mV 27 闭环RL=1.5k(S2闭合) 3.611mV 86.704mV 24负反馈对失真的改善闭合S1,并记录波形在开环情况下适当加大Vi的大小,使其输出失真,记录波形波形测试放大频率特性如图所示,进入交流分析2.如下图所示,输入参数,包括Frequency Parameters 和 Output 两项3.点击如图所示工具栏4.出现如下波形图中的箭头是可以移动的,左边框里的数据也随之改变,把开环时的图形和闭环时的图形记录并填入下表开环闭环图形图形L fH fL fH f187.5 229.48k1682.08M开环FL FH闭环实验四、差动放大电路一、仿真目的1、熟悉Multisim软件的使用方法。