仿真大作业

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

u

i(t)和uo(t)的波形如图 1（b）所示。在t ?(0，T / 2)的零状态响应过程中，由于???T ，故在t ? T /2时，电路已经达到稳定状态，即电容电压uo(t) ?U S 。由零状态响应方程

uo(t) ?US (1?e?t/?)

可知，当uo(t) ?U S /2时，计算可得t1 ? 0.69?。如能读出t1的值，则能测出该电路的时间常数?。 2、RC 积分电路

由 RC 组成的积分电路如图 2（a）所示，激励ui(t)为方波信号如图 2（b）所

示，输出 T

电压uo(t)取自电容两端。该电路的时间常数??RC ??（工程上称 10 倍以上关系为远

2

远大于或远远小于关系。），故电容的充放电速度缓慢，在方波的下一个下降沿（或上升沿）

到来时，充放电均未达到稳态，输出波形如图 2（c）所示，为近似三角波，三角波的峰值 E ' ??E 。

uR(t) ui(t) 1 1

故i(t) ? ?， 因而uo(t) ?u c(t) ? ?i(t)dt? ?ui(t)dt，所以输出电

R R C RC

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