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仿真实验一:Multisim仿真软件的使用,叠加原理、基尔霍夫定律和戴维南定理的仿真实 验;
一、实验目的
1、学习 Multisim仿真软件,熟悉各类虚拟仪器仪表的使用及各种仿真分析方法。 2、利用仿真实验验证叠加原理和基尔霍夫定律; 3、利用仿真实验验证戴维南定理; 二、电路原理图
图 1
三、仿真实验数据表格
1、叠加原理和基尔霍夫定律的验证(图 1)
表 1 叠加原理、基尔霍夫定律的验证
实验内容/测量内容 1 E1单独作用 2 E2单独作用 E1/V E2/A I1/mA I2/mA I3/mA I4/mA UR1/V UR2/mA UR3/mA UR4/mA 2 0 0 1 1 图 2
3 E1和 E22 共同作
用 4 E1和 E22 单独作 用叠加计算值 5 2E2单独作用 0 2 1 6 相对误 差(叠加 性) 7 相对误 差(齐次 性) 2、戴维南定理的验证(图 2) (1)、测量二端网络11' 两点间的开路电压UOC =
Ro =
;
(2)、用伏安法测量含源线性单口网络的外特性。
表 2 含源线性单口网络的伏安特性数据测量 RL/Ω U/V I/mA P/W 0 100 200 300 400 600 800 900 1kΩ ,ISC = ,
表 3 单口网络等效电路的伏安特性数据测量
RL/Ω U/V I/mA 0 100 200 300 400 600 800 900 1kΩ 四、实验数据分析和处理 1、根据仿真实验数据,计算相对误差;
2、根据仿真实验数据,举例验证叠加原理和基尔霍夫定律; 3、分别画出原单口网络和等效电路的伏安特性曲线,并验证戴维南定理。 五、思考题
1、若独立源由直流电源改为正弦交流电源,试问叠加原理和基尔霍夫定律还成立吗?
2、若仿真实验中某一线性电阻换成二极管,叠加原理和基尔霍夫定律还成立吗? 3、若仿真实验中单口网络内部的某一线性电阻换成二极管,戴维南定理还成立吗?
仿真实验二:一阶动态电路响应仿真实验 一、实验目的
1、研究一阶动态电路的零输入响应、零状态响应及完全响应的特点和规律。掌握测量一阶电路时间常数的方法。
2、理解积分和微分电路的概念,掌握积分、微分电路的设计和条件。
3、用 multisim仿真软件设计电路参数,并观察输入输出波形。 二、实验原理
1、零输入响应和零状态响应波形的观察及时间常数?的测量。
当电路无外加激励,仅有动态元件初始储能释放所引起的响应——零输入响应;
当电 路中动态元件的初始储能为零,仅有外加激励作用所产生的响应——零状态响应;在外加激
励和动态元件的初始储能共同作用下,电路产生的响应——完全响应。
以一阶 RC 动态电路为例,观察电路的零输入和零状态响应波形,其仿真电路如
图 1(a) 所示。
(a) (b)
图 1 一阶 RC 动态电路
方波信号作为电路的激励加在输入端,只要方波信号的周期足够长,在方
波作用期间或方波间隙期间,电路的暂态响应过程基本结束(T /2 ? 5?)。故方波的正脉宽引起零状态响应,方波的负脉宽引起零输入响应,方波激励下的