电路仿真实验报告.pdf
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实验 2 并联谐振电路仿真
一、电路图：
二、实验步骤： 1.原理图编辑:
分别调出接地符、电阻 R1、R2，电容 C1，电感 L1，信号源 V1，并 按上图连接； 2.设置电路参数： 将交流分析量值设置为 5V，电压源 V1 设置为 5V，频率设为 500Hz， 设置电阻 R1=10Ω，电阻 R2=2KΩ，电感 L1=2.5mH，电容 C1=40uF。 并如图所示对电容上方的线名称改为“out”。 3.分析参数设置： （1）AC 分析
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将测量结果保存，并利用电路分析理论计算结果验证。 三、仿真结果：
按照上述步骤操作完成之后，可在示波器上观察到如下波形：
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四、实验结果分析
对与节点 2 可列节点方程：
（G1 + G 2）U 2 − G1US − G 2 U 0 = 0
由理想运放特点可知: u2=0（虚断）
U 0 = − R2 US R1
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④记录结果 在所得图形上点击右键，将图片复制并粘贴在新建 word 文 档中。之后单击“工具”菜单，选择“导出到 Excel”选项， 将实验数据以 excel 的形式保存。
4.实验结果： 要求将实验分析的数据保存 (包括图形和数据)，并验证结果是否 正确，最后提交实验报告时需要将实验结果附在实验报告后。
三、仿真结果： 按上述步骤进行完毕后，得到仿真结果如下图所示：
1.交流分析仿真结果：
2.瞬态分析仿真结果：
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四、实验结果分析 将电路化作等效向量模型，计算其阻抗得电路谐振条件：L=1/C,
f0 = 1
其谐振频率为 2π LC 。 本实验中的电路满足谐振条件，并联谐振电路呈电阻性，当 f=f0
时，电路为纯电阻电路，其阻抗模最小，电路中电流最大，此时，R2 两端电压最大。由仿真结果可知，当 f=510.03Hz 时，其输出达到最 大值，与理论结果相接近，得以验证。
实验 1 叠加定理的验证
一、电路图
二、实验步骤 1.原理图编辑:
分别调出接地符、电阻 R1、R2、R3、R4，直流电压源、直流电流 源，电流表电压表（注意电流表和电压表的参考方向），并按上图 连接； 2.设置电路参数： 电阻 R1=R2=R3=R4=1Ω，直流电压源 V1 为 12V，直流电流源 I1 为 10A。 3.实验步骤：
①类型设置 仿真→分析→交流分析。
②参数设置
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起Βιβλιοθήκη Baidu频率设为 1Hz，停止频率设为 100MHz，扫描类型 为十倍频程，每十倍频程点数设为 10，垂直刻度设为线性， 其他保持默认，单击“确定”。然后选择对话框菜单栏的“输 出”按钮，在左侧的“所有变量”中选择“V(out)”（双击）。 ③仿真 在交流分析参数都设置好以后，单击对话框中的“仿真” 按钮，开始仿真。 ④记录结果 在所得图形上点击右键，将图片复制并粘贴在新建 word 文 档中。之后单击“工具”菜单，选择“导出到 Excel”选 项，将实验数据以 excel 的形式保存。 （2）瞬态分析 ①类型设置 仿真→分析→瞬态分析。 ②参数设置 由信号源 f=500Hz，可得周期为 0.002s，五个周期即 0.01s。 参数设置起始时间设为 0s，结束时间设为 0.01s，其他参 数保持默认，单击“确定”。然后选择对话框菜单栏的“输 出”按钮，在左侧的“所有变量”中选择“V(out)”。 ③仿真 在瞬态分析参数都设置好以后，单击对话框中的“仿真” 按钮，开始仿真。
由瞬态分析结果计算可知，时域波形的频率为 500Hz，幅值约为 7.09，与理论值基本吻合。
综上所述，结果与理论值相符，正确。
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实验 3 含运算放大器的比例器仿真
一、电路图：
二、实验步骤 1.原理图编辑:
分别调出电阻 R1、R2，虚拟运算放大器 OPAMP_3T_VIRTUA（在 ANALOG 库中的 ANALOG_VIRTUAL 中，放置时注意同相和方向引脚的方向）； 调用虚拟仪器函数发生器 Function Generator 与虚拟示波器 Oscilloscope。 2.设置电路参数： 电阻 R1=1KΩ，电阻 R2=5KΩ。信号源 V1 设置为 Voltage=1v。 函数发生器分别为正弦波信号、方波信号与三角波信号。频率均为 1khz，电压值均为 1。其中方波信号和三角波信号占空比均为 50%。 3.分析示波器测量结果： 实验结果:只记录数据（并考虑 B 通道输入波形和信号发生器的设 置什么关系）
根据电路分析原理，解释三者是什么关系？并在实验报告中验证 原理。
三、实验数据：
电压
第一组
12V
第二组
0V
第三组
12V
电流 10A 10A 0A
U/V 6.800 2.000 4.800
I/A -1.600 -4.000 2.400
四、实验数据处理： U2 + U3 = 2.000V + 4.800V = 6.800V = U3 I2 + I3 = (-4.000A) + 2.400A= -1.600A = I1
由仿真结果可知，输出信号与输入信号反相，且被放大 R2/R1=5 倍， 与理论一致。故测量结果得以验证。
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实验 4 二阶电路瞬态仿真
一、电路图：
二、实验步骤 1.初步设置
C1 的电容值分别取 1000u、500u、100u、10u，并设置初始值为 5V， 电感 L1=1mH，使用瞬态分析求出上图中各节点的 V(out)节点的时 域响应,并能通过数据计算出对应电路谐振频率(零输入响应)。 2.分析电路 （1）参数扫描分析
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1）、点击运行按钮记录电压表电流表的值 U1 和 I1； 2）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为 0V，再次点 击运行按钮记录电压表电流表的值 U2 和 I2； 3）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为 12V，将直流 电流源的电流值设置为 0A，再次点击运行按钮记录电压表电流表的 值 U3 和 I3；
五、实验结论： 由电路分析叠加原理知：由线性电路、线性受控源及独立源组成
的电路中，每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用
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时，在该元件上产生的的电流或电压的代数和。 本次实验中，第一组各数据等于第二组与第三组各对应实验数据
之和，与叠加原理吻合，验证了叠加原理的正确性，即每一元件的电 流或电压可以看成是每一个独立源单独作用时，在该元件上产生的的 电流或电压的代数和。
实验 2 并联谐振电路仿真
一、电路图：
二、实验步骤： 1.原理图编辑:
分别调出接地符、电阻 R1、R2，电容 C1，电感 L1，信号源 V1，并 按上图连接； 2.设置电路参数： 将交流分析量值设置为 5V，电压源 V1 设置为 5V，频率设为 500Hz， 设置电阻 R1=10Ω，电阻 R2=2KΩ，电感 L1=2.5mH，电容 C1=40uF。 并如图所示对电容上方的线名称改为“out”。 3.分析参数设置： （1）AC 分析
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将测量结果保存，并利用电路分析理论计算结果验证。 三、仿真结果：
按照上述步骤操作完成之后，可在示波器上观察到如下波形：
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四、实验结果分析
对与节点 2 可列节点方程：
（G1 + G 2）U 2 − G1US − G 2 U 0 = 0
由理想运放特点可知: u2=0（虚断）
U 0 = − R2 US R1
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④记录结果 在所得图形上点击右键，将图片复制并粘贴在新建 word 文 档中。之后单击“工具”菜单，选择“导出到 Excel”选项， 将实验数据以 excel 的形式保存。
4.实验结果： 要求将实验分析的数据保存 (包括图形和数据)，并验证结果是否 正确，最后提交实验报告时需要将实验结果附在实验报告后。
三、仿真结果： 按上述步骤进行完毕后，得到仿真结果如下图所示：
1.交流分析仿真结果：
2.瞬态分析仿真结果：
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四、实验结果分析 将电路化作等效向量模型，计算其阻抗得电路谐振条件：L=1/C,
f0 = 1
其谐振频率为 2π LC 。 本实验中的电路满足谐振条件，并联谐振电路呈电阻性，当 f=f0
时，电路为纯电阻电路，其阻抗模最小，电路中电流最大，此时，R2 两端电压最大。由仿真结果可知，当 f=510.03Hz 时，其输出达到最 大值，与理论结果相接近，得以验证。
实验 1 叠加定理的验证
一、电路图
二、实验步骤 1.原理图编辑:
分别调出接地符、电阻 R1、R2、R3、R4，直流电压源、直流电流 源，电流表电压表（注意电流表和电压表的参考方向），并按上图 连接； 2.设置电路参数： 电阻 R1=R2=R3=R4=1Ω，直流电压源 V1 为 12V，直流电流源 I1 为 10A。 3.实验步骤：
①类型设置 仿真→分析→交流分析。
②参数设置
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起Βιβλιοθήκη Baidu频率设为 1Hz，停止频率设为 100MHz，扫描类型 为十倍频程，每十倍频程点数设为 10，垂直刻度设为线性， 其他保持默认，单击“确定”。然后选择对话框菜单栏的“输 出”按钮，在左侧的“所有变量”中选择“V(out)”（双击）。 ③仿真 在交流分析参数都设置好以后，单击对话框中的“仿真” 按钮，开始仿真。 ④记录结果 在所得图形上点击右键，将图片复制并粘贴在新建 word 文 档中。之后单击“工具”菜单，选择“导出到 Excel”选 项，将实验数据以 excel 的形式保存。 （2）瞬态分析 ①类型设置 仿真→分析→瞬态分析。 ②参数设置 由信号源 f=500Hz，可得周期为 0.002s，五个周期即 0.01s。 参数设置起始时间设为 0s，结束时间设为 0.01s，其他参 数保持默认，单击“确定”。然后选择对话框菜单栏的“输 出”按钮，在左侧的“所有变量”中选择“V(out)”。 ③仿真 在瞬态分析参数都设置好以后，单击对话框中的“仿真” 按钮，开始仿真。
由瞬态分析结果计算可知，时域波形的频率为 500Hz，幅值约为 7.09，与理论值基本吻合。
综上所述，结果与理论值相符，正确。
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实验 3 含运算放大器的比例器仿真
一、电路图：
二、实验步骤 1.原理图编辑:
分别调出电阻 R1、R2，虚拟运算放大器 OPAMP_3T_VIRTUA（在 ANALOG 库中的 ANALOG_VIRTUAL 中，放置时注意同相和方向引脚的方向）； 调用虚拟仪器函数发生器 Function Generator 与虚拟示波器 Oscilloscope。 2.设置电路参数： 电阻 R1=1KΩ，电阻 R2=5KΩ。信号源 V1 设置为 Voltage=1v。 函数发生器分别为正弦波信号、方波信号与三角波信号。频率均为 1khz，电压值均为 1。其中方波信号和三角波信号占空比均为 50%。 3.分析示波器测量结果： 实验结果:只记录数据（并考虑 B 通道输入波形和信号发生器的设 置什么关系）
根据电路分析原理，解释三者是什么关系？并在实验报告中验证 原理。
三、实验数据：
电压
第一组
12V
第二组
0V
第三组
12V
电流 10A 10A 0A
U/V 6.800 2.000 4.800
I/A -1.600 -4.000 2.400
四、实验数据处理： U2 + U3 = 2.000V + 4.800V = 6.800V = U3 I2 + I3 = (-4.000A) + 2.400A= -1.600A = I1
由仿真结果可知，输出信号与输入信号反相，且被放大 R2/R1=5 倍， 与理论一致。故测量结果得以验证。
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实验 4 二阶电路瞬态仿真
一、电路图：
二、实验步骤 1.初步设置
C1 的电容值分别取 1000u、500u、100u、10u，并设置初始值为 5V， 电感 L1=1mH，使用瞬态分析求出上图中各节点的 V(out)节点的时 域响应,并能通过数据计算出对应电路谐振频率(零输入响应)。 2.分析电路 （1）参数扫描分析
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1）、点击运行按钮记录电压表电流表的值 U1 和 I1； 2）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为 0V，再次点 击运行按钮记录电压表电流表的值 U2 和 I2； 3）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为 12V，将直流 电流源的电流值设置为 0A，再次点击运行按钮记录电压表电流表的 值 U3 和 I3；
五、实验结论： 由电路分析叠加原理知：由线性电路、线性受控源及独立源组成
的电路中，每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用
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时，在该元件上产生的的电流或电压的代数和。 本次实验中，第一组各数据等于第二组与第三组各对应实验数据
之和，与叠加原理吻合，验证了叠加原理的正确性，即每一元件的电 流或电压可以看成是每一个独立源单独作用时，在该元件上产生的的 电流或电压的代数和。