电子线路计算机辅助设计实验讲义.doc

电子线路计算机辅助设计实验讲义

实验一电原理图的创建及元件库、元件的使用

实验目的
系统掌握EDA基本知识，包括软件的安装、熟悉Multisim2001基本界面、电原理图的创建、元件库与元件的使用等。

实验仪器
multisim2001软件PC机

实验原理
本实验通过一个具体实例掌握用户界面的定制、元器件选取、线路（含总线）的连接，子电路的创建以及文字描述框的设置等

实验内容
软件界面输入如下参考原理图，要求背景采用白底各种颜色文字、元件采用DIN标准或ANSI标准。

图1原始原理图
测出并记录三极管三个极的静态电压。
测量三极管静态工作电压是对电路进一步分析的基础。通过静态工作电压的测量，可以检查电路的连接情况。
测量静态工作电压可以用虚拟万用表和元件库中的电压表测量，但必须对信号源进行屏蔽。而采用SPICE中的直流分析法，信号源是自动屏蔽的。
要求同学们采用多种方法测量，并记录对比测量结果。
找电路的最佳静态工作点。记录最佳静态工作点时三极管三个极的电压。
三极管工作有三个区域，饱和区，截止区和放大区。所谓最佳静态工作点，是指静态工作点设置在放大区的中点。如果工作点接近饱和区，则容易产生饱和失真。如果工作点接近截止区，则容易产生截止失真。
利用虚拟示波器和傅立叶分析法定性和定量测试输出信号的失真情况。通过定量分析的结果，学会判别饱和失真和截止失真。
找电路的动态范围，记录电路允许输入的最大电压值（有效值）。
找出电路中除三极管外，影响电压放大倍数的主要元件。要求记录对放大倍数有影响的元件，同时要求记录影响放大倍数元件的影响力大小（定性记录）。
去掉信号源和负载电阻，引入电路输入端口和输出端口，把上述电路变成一个具有同等功效的子电路，如下所示。

图2放置输入输出端口和变换子电路菜单

图3引入输入端口和输出端口的原理图

图4子电路
电路界面的设置

图5用户截面设置对话框之一

图6用户截面设置对话框之二
对子电路功效进行验证。连接如下验证电路。比较原电路和子电路的输出结果。

图7子电路验证电路

思考题
如何分析电路的频率响应？
如何确定电路的输入电阻和输出电阻？

实验二虚拟仪器的调用与仿真

实验目的
熟练掌握虚拟仪器的调用技术，包括数字万用表、函数信号发生器、瓦特表、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真分析仪等。

实验仪器
multisim2001软件PC机

实验原理
将用于电路测试任务的各种仪器逼真地与电原理图一起放置在软件操作界面上，进行各种实验，是本软件的特色。Multisim2001提供的11种常用的电子仪器，使得仿真实验规模完全能与一般实验室相比拟。虚拟仪器的面板、基本操作与实际仪器非常相似，测量结果可以直接加工处理。

图1multisim2001附带11种虚拟仪器
实验内容
画出如下电原理图

图2电原理图
用虚拟示波器判断是放大器吗？如果是放大器，放大倍数是多少？有没有移相？移相是多少？用示波器和波特图仪两种虚拟仪器测出信号源频率为1Khz时的电压放大倍数、输出信号与输入信号的相位差。记录相关数据。

图3用虚拟示波器测试电原理图

图4用虚拟示波器测试的结果

改变信号源频率，观察和测试上述波形有无变化，如何变化？
用波特图仪测试是滤波器吗？如是，是什么类型的滤波器？截止频率是多少？

图5用虚拟波特图仪测试电原理图

图6用虚拟波特图仪测试结果
信号源用虚拟信号发生器代替，重做上述实验。
分析C1、C2对带宽的影响

思考题
用波特图仪测试的时候，是否一定需要外加输入信号源？
虚拟信号源的三个输出端的选择与输出信号大小之间有什么关系？
波特图仪的横纵坐标初始值和最终值如何确定？

实验三基本分析方法的使用

实验目的
熟练掌握SPICE分析方法，包括直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、参数扫描分析以及multisim的后处理功能等。

实验仪器
multisim2001软件PC机

实验原理
在multisim2001中，启动simulate菜单中的analyses命令，即可以弹出如下子菜单。

图1基本分析方法菜单
实验内容
画出电原理图或调出实验二中保存的电原理图。

图2电原理图
用参数扫描分析法分析R1的作用。
（1）确定输出节点和要扫描的元件和参数
（2）选择菜单命令Analysis/ParameterSweep...在弹出的对话框中设置需要分析的参数
（3）选择分析的类型，可以是直流工作点、瞬态或交流频响分析
（4）点击Simulate开始分析
（5）记录R1对电压放大倍数的影响、对电路移相的影响、对截止频率的影响。画出测试结果图。

图3设置四种参数扫描分析方法中的某一种方法

图4选中需要分析的节点