實(shí)驗(yàn)9RC一階電路的響應(yīng)在Multisim10中仿真操作介紹

1、1、按照實(shí)驗(yàn)書(shū)的要求在宿舍對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真，仿真的數(shù)據(jù)記錄在紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，也就是按實(shí)驗(yàn)書(shū)的要求寫(xiě)實(shí)驗(yàn)7和實(shí)驗(yàn)9兩份報(bào)告，每份報(bào)告的首頁(yè)右上角寫(xiě)上序號(hào)，夾在實(shí)驗(yàn)書(shū)中，等18周周二下午到B2-303實(shí)驗(yàn)室接受考查這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)親手交給考查的老師。2、當(dāng)做完這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的仿真，數(shù)據(jù)記錄完整，檢查無(wú)誤后，把仿真文件提交到郵箱：，記得要回執(zhí)，提交的最后時(shí)限是：15周星期四18:00前！仿真文件名和存放文件夾嚴(yán)格按下面的命名規(guī)則進(jìn)行： 如3號(hào)王梓良同學(xué) 11電管1班03號(hào)王梓良實(shí)驗(yàn)7A/B/C.ms10 或 11電管1班03號(hào)王梓良實(shí)驗(yàn)9A/B/C/D.ms10 如實(shí)驗(yàn)7實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中第1題的文件名為11電

2、管1班03號(hào)王梓良實(shí)驗(yàn)7A.ms10， 第2題的文件名為11電管1班03號(hào)王梓良實(shí)驗(yàn)7B.ms10； 實(shí)驗(yàn)9實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中第1題的積分電路文件名為11電管1班03號(hào)王梓良實(shí)驗(yàn)9A1.ms10，第1題的微分電路文件名為11電管1班03號(hào)王梓良實(shí)驗(yàn)9A2.ms10，第2題的文件名為11電管1班03號(hào)王梓良實(shí)驗(yàn)9B.ms10等等 把這些仿真文件集中放在文件夾“11電管1班03號(hào)王梓良”中，序號(hào)為2位數(shù)，1-9號(hào)加個(gè)0，如7號(hào)，要寫(xiě)為07號(hào)，數(shù)字用阿拉伯?dāng)?shù)字，文件名和文件夾名字符之間不要插空格或其它字符，把該存放的文件夾進(jìn)行壓縮，發(fā)這個(gè)壓縮文件給老師。3、17周星期五給大家在宿舍復(fù)習(xí)，把這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作搞

3、熟練，等待18周周二下午到實(shí)驗(yàn)室接受考查，屆時(shí)只能帶書(shū)和報(bào)告，其他不能帶，如U盤(pán)、事先做好的仿真文件等，按現(xiàn)場(chǎng)老師布置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行仿真操作，包括建立電路、數(shù)據(jù)的獲得等，考查的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就是從實(shí)驗(yàn)7和實(shí)驗(yàn)9這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中選。4、在完成這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，參考老師的課件，一步步進(jìn)行，不宜作過(guò)多的系統(tǒng)設(shè)置！電工電子實(shí)驗(yàn)中心 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)9 RC一階電路的響應(yīng)一階電路的響應(yīng)在在Multisim10中仿真操作介紹中仿真操作介紹1.熟練掌握multisim 10.0的使用方法。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)RC電路沖放電特性的理解。3.通過(guò)使用示波器觀察微分電路和積分電路的波形,進(jìn)一步熟悉波形參數(shù)的測(cè)量方法及其電路特性。一、實(shí)驗(yàn)

4、目的實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理微分電路和積分電路是微分電路和積分電路是RC一階電路中較典型的電路，一階電路中較典型的電路， 它對(duì)電它對(duì)電路元件參數(shù)和輸入信號(hào)的周期有著特定的要求。一個(gè)簡(jiǎn)單的路元件參數(shù)和輸入信號(hào)的周期有著特定的要求。一個(gè)簡(jiǎn)單的 RC串聯(lián)電路，串聯(lián)電路， 在方波序列脈沖的重復(fù)激勵(lì)下，在方波序列脈沖的重復(fù)激勵(lì)下， 當(dāng)滿足當(dāng)滿足RC T/2，則該，則該RC電路稱(chēng)為積分電路電路稱(chēng)為積分電路 。在微分電路中，當(dāng)滿足在微分電路中，當(dāng)滿足RC T/2，此時(shí)電路將成為耦合電，此時(shí)電路將成為耦合電路。路。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器調(diào)出用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器調(diào)出200Hz、幅度、幅度5V、占空比為、占空比為5

5、0%的脈沖波作為的脈沖波作為Ui。1、電容沖放電電路：、電容沖放電電路：（1）選用）選用R=30K，C0.022uF組成如圖組成如圖9-1a所示電路，在表所示電路，在表9-2中畫(huà)出此中畫(huà)出此電路，標(biāo)明電阻、電容值，用示波器觀察電路，標(biāo)明電阻、電容值，用示波器觀察ui 、uc的波形后描繪在表的波形后描繪在表9-2中，中，注意相位和幅值。注意相位和幅值。（2）按圖）按圖9-2接線，要求與（接線，要求與（1）相同，用示波器觀察）相同，用示波器觀察ui 、uR的波形后描繪，的波形后描繪，在表在表9-2中注意相位和幅值。中注意相位和幅值。（3）計(jì)算）計(jì)算 的理論值，填在表的理論值，填在表9-2中。中。（

6、4）用示波器測(cè)量）用示波器測(cè)量uc=0升到升到0.632ui=3.16V所需的時(shí)間，填在表所需的時(shí)間，填在表9-2中。中。圖圖9-1a圖圖9-21.電容沖放電路電容沖放電路（1）積分電路 為建立實(shí)驗(yàn)書(shū)上圖9-1a的原理圖先從儀器欄中調(diào)用信號(hào)發(fā)生器，如圖1 ， 再?gòu)膬x器欄中調(diào)用2通道的示波器，如圖2。點(diǎn)擊菜單Place /Component，從元件庫(kù)中調(diào)用電容、電阻和接地模塊，如圖3、圖4和圖5，其中電容0.022F103=22nF。圖1圖2圖3圖4圖3圖4圖5圖6 移動(dòng)各儀器和元件到合適位置，把它們連接起來(lái)，就得到實(shí)驗(yàn)書(shū)上圖9-1a的原理圖，如圖6。 雙擊信號(hào)發(fā)生器，得到其設(shè)置界面，如圖7，按

7、下紅圈按鈕，在藍(lán)圈的方框中填入200Hz，50%和2.5V，峰值2.5V，峰-峰值就為5V，直流偏置Offset填入2.5V 。圖7圖8 示波器的設(shè)置按圖8標(biāo)紅圈進(jìn)行設(shè)置就可以了，設(shè)置也比較簡(jiǎn)單，可以用鼠標(biāo)點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)方框，就這些參數(shù)的設(shè)定有上升或下降按鈕，點(diǎn)擊按鈕就可以改變這些參數(shù)！ 雙擊示波器，按下仿真的電源開(kāi)關(guān)，按鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)標(biāo)尺T1和滾動(dòng)條到波形顯示窗口的最左邊，把標(biāo)尺T1作為Y軸，移動(dòng)標(biāo)尺T2，它與波形Ui、Uc的交點(diǎn)參數(shù)就在參數(shù)顯示窗口顯示出來(lái)了，如圖 9記下標(biāo)尺T2（綠圈內(nèi)那行）Time的值 、Channel A和Channel B的電壓值，也就是Ui、Uc的坐標(biāo)參數(shù)，如Ui的A點(diǎn)坐

8、標(biāo)是（2.500ms，5.000V）， Uc的B點(diǎn)坐標(biāo)是（2.500ms，4.854V），通過(guò)不斷地移動(dòng)標(biāo)尺T2，就可以得到波形Ui、Uc上各點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)，根據(jù)這些坐標(biāo)參數(shù)就可以在坐標(biāo)平面上描繪出的Ui和Uc的波形，取的坐標(biāo)點(diǎn)越多，波形越準(zhǔn)確，但一般畫(huà)波形時(shí)，把特征點(diǎn)（包括最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)）測(cè)量出來(lái)，其他中間的點(diǎn)測(cè)量一些，根據(jù)這些參數(shù)畫(huà)示意圖就可以了，在特征點(diǎn)標(biāo)上參數(shù)，這樣就節(jié)省了時(shí)間。圖 9AB 雙擊示波器，按下仿真的電源開(kāi)關(guān)，按鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)標(biāo)尺T1和T2到波形Uc的最低和最高點(diǎn)，為找到這兩個(gè)點(diǎn)，可以點(diǎn)擊圖10中紫紅色圈中的箭頭進(jìn)行左右微調(diào)，觀察右邊窗口中Channel B那列紅

9、圈內(nèi)標(biāo)尺T1和T2與波形Uc交點(diǎn)的參數(shù)，如113.282mV是標(biāo)尺T1與波形Uc交點(diǎn)的最低點(diǎn)， 4.888V是標(biāo)尺T2與波形Uc交點(diǎn)的最高點(diǎn)，這兩點(diǎn)的電位差為4.774V，也就是Uc 的幅度， 就是 Uc從 113.282mV這個(gè)點(diǎn)上升0.632 Uc注意：0.6324.774=3.017168V 所花的時(shí)間，通過(guò)移動(dòng)標(biāo)尺T2，找到與3.017168V最接近的數(shù)是3.058V (Channel B 最下一行藍(lán)圈內(nèi)數(shù)字) ，這時(shí)在Time最下一行就是這兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間差664.137 s（0.664137ms），如圖11紅圈內(nèi)所示，這就是的測(cè)量值0.664137ms ， 與理論值0.66ms基本相符

10、，如果掃描速度不同，存在的誤差也不同。UcUi圖10圖110.632 UcUcUi1.電容沖放電路電容沖放電路（2）微分電路 把前面（1）積分電路中的電阻和電容位置互換一下，就可以建立實(shí)驗(yàn)書(shū)上圖9-2的實(shí)驗(yàn)電路，如下圖12，波形的描繪和參數(shù)測(cè)量操作與（1）相同。圖12 如果按圖12連接，從電阻R的波形上測(cè)量，就是從最高點(diǎn)URmax下降0.632UR 注意：0.6324.751=3.002632V所花的時(shí)間，移動(dòng)標(biāo)尺2就可以把測(cè)量出來(lái)，找到與3.002632V最接近的數(shù)是-3.014V (Channel B 最下一行藍(lán)圈內(nèi)數(shù)字) ，這時(shí)在Time最下一行就是這兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間差664.137 s（0

11、.664137ms），如圖13紅圈內(nèi)所示，這就是的測(cè)量值0.664137ms ， 與理論值0.66ms基本相符，如果掃描速度不同，存在的誤差也不同。 另外，也可以測(cè)量從最低點(diǎn)-URmax上升0.632UR所花的時(shí)間得到。 通過(guò)測(cè)量，我們明白了不論是積分或微分電路，它們的時(shí)間常數(shù)是由R、C決定的，所以上面兩種電路的時(shí)間常數(shù)是一樣的。UiUR0.632UR圖131.3電容沖放電路的仿真結(jié)果電容沖放電路的仿真結(jié)果表9-2輸入信號(hào)周期5ms波形圖脈寬2.5ms輸入U(xiǎn)i幅值5V計(jì)算值0.66ms測(cè)量值電路圖輸出Uc輸出UcURUR（1）選用）選用R=30K，C1uF組成如圖組成如圖9-1a所示電路，在表

12、所示電路，在表9-3中畫(huà)出此電路中畫(huà)出此電路-一階一階RC積分電路，標(biāo)明電阻、電容值積分電路，標(biāo)明電阻、電容值 。（此時(shí)，。（此時(shí)，RC T/2 ）（2）用示波器觀察）用示波器觀察ui 、uc的波形后描繪在表的波形后描繪在表9-3中，注意相位和幅值。中，注意相位和幅值。 （3）計(jì)算）計(jì)算 的理論值，填在表的理論值，填在表9-2中。中。（4）用示波器測(cè)量）用示波器測(cè)量Uc=0升到升到0.632所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。2. 一階一階RC積分電路積分電路一階一階RC積分電路在積分電路在multisim 10.0上的電路圖如圖14圖14 一階一階RC積分電路在積分電路在multisim 10.0上進(jìn)行

13、仿真，信號(hào)源和示仿真，信號(hào)源和示波器設(shè)置與前面一樣，不過(guò)示波器的掃描速度設(shè)低一點(diǎn)，比波器設(shè)置與前面一樣，不過(guò)示波器的掃描速度設(shè)低一點(diǎn)，比如如50ms/Div或或100ms/Div，這樣可以看到，這樣可以看到Uc的上升過(guò)的上升過(guò)程，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，當(dāng)程，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，當(dāng)Uc達(dá)到最大值不再上升時(shí)，關(guān)掉電源達(dá)到最大值不再上升時(shí)，關(guān)掉電源開(kāi)關(guān)，就得到電容的積分曲線，開(kāi)關(guān)，就得到電容的積分曲線，如圖如圖15描繪波形、參數(shù)的測(cè)量與前面充放電電路的操作一樣， 的測(cè)量應(yīng)該先測(cè)量Uc的的幅值，如幅值，如圖？ Uc的幅值的幅值2.467V，計(jì)算上升值：，計(jì)算上升值：0.6322.467=1.559144V，提高示波

14、器的掃描速度，如，提高示波器的掃描速度，如10ms/Div，移動(dòng)標(biāo)尺，移動(dòng)標(biāo)尺2，找到，找到1.559144V最近的點(diǎn)最近的點(diǎn)1.577V，就可測(cè)得的就可測(cè)得的=30.361ms，如圖，如圖 162. 一階一階RC積分電路的仿真操作積分電路的仿真操作2.1 一階一階RC積分電路積分電路Uc幅值測(cè)量幅值測(cè)量圖152.2 一階一階RC積分電路積分電路的測(cè)量圖16（1）選用）選用R=5.1K，C0.01uF組成如圖組成如圖9-1a所示電路，在表所示電路，在表9-3中畫(huà)出中畫(huà)出此電路此電路-一階一階RC微分電路，標(biāo)明電阻、電容值微分電路，標(biāo)明電阻、電容值 。（此時(shí)，。（此時(shí)，RC T/2 ）（2）用示

15、波器觀察）用示波器觀察ui 、uc的波形后描繪在表的波形后描繪在表9-3中，注意相位和幅值。中，注意相位和幅值。 （3）計(jì)算）計(jì)算 的理論值，填在表的理論值，填在表9-3中。中。（4）用示波器測(cè)量）用示波器測(cè)量uc=0升到升到0.632所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。4. 一階RC耦合電路一階一階RC耦合電路在耦合電路在multisim 10.0上的電路圖如圖21圖214.1 一階RC耦合電路的仿真操作 一階一階RC耦合電路在耦合電路在multisim 10.0上進(jìn)行仿真，信號(hào)源和示仿真，信號(hào)源和示波器設(shè)置與前面一樣，示波器的掃描速度設(shè)波器設(shè)置與前面一樣，示波器的掃描速度設(shè)2ms/Div，打開(kāi)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，就得到電阻的電源開(kāi)關(guān)，就得到電阻的波形波形曲線，曲線，如圖如圖22，描繪波形、參數(shù)的測(cè)量與前面充放電電路的操作一樣。 計(jì)算值是30ms，由于=RCT，在電路（波形）穩(wěn)定后電容的放電并不是零輸入響應(yīng)，而是非零輸入響應(yīng)，即電容沒(méi)放完電荷，又開(kāi)始充，所以對(duì)的測(cè)量不能像前面微分電路一樣進(jìn)行測(cè)量，同學(xué)們主要了解在這情況下該電路是作為傳輸信號(hào)隔直作用