系统仿真与虚拟实验

参考电路与仿真结果
输入波形
输出波形
不失真时幅频特性
中频增益
截止频率
Fra Baidu bibliotek
增加负载电容(150pF)测量幅频特性的电路
增加负载电容后交流分析结果
中频增益 截止频率
输入端加两个幅度相同的信号，一个在中频区 （50kHz)，一个在高频区（1MHz)时输出波形
输入波形 输出波形
加负反馈扩展输入线性动态范围
输出波形
该放大器的频率特性
第一级输出
第二级输出
第二次 组合电路虚拟实验任务书
一、用SSI门构成一位全加器如图1所示
1. 用字信号发生器产生输入（编写8条字信号，输出频率为1HZ），在输入、 输出端分别加发光二极管，观察全加器的逻辑功能，记录实验结果。 2. 改变图1电路，用SSI门构成一位全减器，重复上述实验。
系统仿真与虚拟实验
西安电子科技大学
国家电工电子教学基地
《数字电路及系统设计》课程组
课程概述
本课程是与“数字电路及系统设计”、 “模拟电子技术基础”等理论课同步开设 的拓展类课程，主要基于下列 EDA 软件平 台，实施计算机仿真“虚拟实验”：
★ Electronic WorkBench
★ OrCAD ★ MultiSim2001
3.
三、由74151（8选1数据选择器）构成电路
用字信号发生器改变D0~D7的数据，观察输出端Y的变化，记录实验结果。
四、由74151或者 74138实现函数F=AB+AC+BC
用字信号发生器改变D0~D7的数据，观察输出端Y的变化，记录实验结果。
参考电路 ：74138构成的译码电路
参考电路与仿真结果
要求：1 2 3 4 依据电路写出输出方程和激励方程； 写出状态方程； 画状态图 用数码显示器和逻辑分析仪观察波形图，分析实验结果
同步时序电路虚拟实验任务书(续)
三、设计移位寄存器（并入串出）
要求：1 用JK触发器和74151（8选1MUX）构成 一个产生 11011000序列码发生器。
加负反馈
增大输入信号
输入三角波（1v/50kHz)，调节Rw2 观察输出波形变化的电路
输出波形由三角波变为正弦波仿真结果
输入波形
输出波形
输出波形由三角波变为方波仿真结果
输入波形
输出波形
电路出现非线性失真时，就会在输出信号中 产生许多输入信号所没有的新的谐波分量。
第四次 同步时序电路虚拟实验任务书
测量静态工作点，观察电压增益和输入输出阻抗电路
输入信号增大，输出产生失 真的电路及波形
输入信号
输出信号
加入串联电流负反馈，改善 输出波形，减小失真的实验 电路及仿真波形
输入波形 输出波形
加射随器的参考电路与仿真结果
输入波形
在重负载情况 下，加射随器隔离 后，仍然保证比较 大的输出不失真动 态范围。
一、用JK触发器和门电路设计一个模4加/减计数器电路，要 求当外部输入X=0时进行加计数，当X=1时进行减计数，Z 为借位输出。
要求：1 2 3 4 画出状态图、卡诺图； 写出状态方程； 写出输出方程和激励方程； 用数码显示器和逻辑分析仪观察波形图，分析实验结果。
二、采用 D触发器构成一个三路脉冲分配器。
扩展内容
断开CL（150PF） 1.在不失真条件下，观察输出信号频谱。加大输入 信号，使输出信号出现较严重的非线性失真，重 新观察输出信号频谱。(10mv~500mv) 2.加负反馈，扩展输入线性动态范围，重新观察输 出失真情况。 3.加入三角波(1v/50kHz)，调节RW2观察输出波形 由三角波、正弦波、方波的情况。
——由74151（8选1）构成电路
参考电路与仿真结果
——用74138实现F=AB+AC+BC
第三次 差分放大器电路虚拟实验任务书
给定元件：晶体管2N4400 4个，电阻2K 3个，电位器5K 1个，
±12V正负电源
1. 组成一个带镜像电流源的差分放大器，要求工作点 ICQ=1.5mA， 差模增益大于56倍（单端）。 2. 测试工作点、差模增益、共模抑制比（保证信号不失真）及 幅频特性。输入信号为100mv/50kHz。 3. 增加负载电容CL（150PF），重新测试幅频特性，绘出频率 响应曲线（用波特图仪和交流分析）。 4. 将输入加两个幅度相同的信号迭加，一个在中频区 (50kHz)，一个在高频区(1MHz或5MHz)，再观察输出波形。
第一次 基本放大器和串联电流负反馈虚拟实 验虚拟实验任务书
搭建一级共射放大器做如下实验: 1. 选择晶体管。 2. 测出ICQ、UCEQ、Au、Ri、Ro 。 3. 将射级旁路电容(100uf)断开，重做上述实验。 4. 将100uf电容接至E极与地之间，观察ICQ、UCEQ、Au、 Ri、Ro变化。 5. 将输入信号增大，观察失真现象，调整工作点使失真减 小。 6. 负载RL变为500Ω ，观察输出波形及Au变化。 7. 当RL变为500Ω 时，请加射随器隔离，设计输出级射随器 电路并观察现象。 8. 选做 增大Ri至1MΩ 以上，用场效应管设计输入级。 对以上要求请记录结果并给以理论解释。
组合电路虚拟实验任务书（续）
二、由74138（3-8译码器）构成译码电路
1. 2. 用字信号发生器和发光二极管测试译码电路的逻辑功能，记录实验结果。 用 74138 加少量门构成多地址译码电路，当分别被译中时输入 8 根地址线 A7~A0 的状态是什麽？试用字信号发生器和发光二极管测试该电路的逻辑 功能并记录实验结果。 如果电路有 10 根地址输入线 A9~A0 ，要求分别被译中时 A9~A0 的状态为 2E0H、2E1H……2E7H,则电路应如何改变?试设计电路并记录实验结果。
课程安排
本课程全部在实验室内实施，采用多媒体 教学手段，由同学们结合“数电”、“模电 “理论课程学习，进行计算机仿真。每周上课 一次(4学时)，共8次(计30学时)，2学分。
在具体实施中，除第一个实验给出参 考电路外，其它电路均由同学自主设计。
实验内容
◆ 基本放大器和串联电流负反馈虚拟实验 ◆ 组合逻辑虚拟实验 ◆ 差分放大器电路虚拟实验 ◆ 同步时序电路虚拟实验 ◆ 计数器电路虚拟实验 ◆ 运算放大器在滤波器的应用虚拟实验 ◆ 脉冲波形产生与变换虚拟实验 ◆ 综合设计与虚拟实验