电子设计仿真与EDA技术 11.1 Multisim 11在电路分析中的应用 实验任务-电路基础仿真实验11.docx

电子设计仿真与EDA技术 电子设计仿真与EDA技术 Multisim电路的仿真测量（电路基础仿真） 11. 一阶电路的响应测试及正弦交流电波形观测 1、实验目的及设备 1．测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。 2. 学习电路时间常数的测量方法。 3.设备：PC机一台，Multisim软件。 2、实验原理及步骤 1．电路的过渡过程是十分短暂的单次变化过程，如用示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输出方波的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。 2.下图11-1（a）所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如图 11-1(b)所示。因为uc＝Ume-t/RC＝Ume-t/τ。当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368Um。此时所对应的时间就等于τ。亦可用零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得，如图 11-1 (c)所示。 0.368t 0.368 t t t t 0.632 0 0 0 0 u U m c u c u u U m U m U m R C + c u ui τ τ (a) RC一阶电路 （b) 零输入响应 (c) 零状态响应 图11-1 RC一阶电路 3.在仿真软件上建立电路如上图11-1（a），取R＝1KΩ，C＝10nF。ui为脉冲信号发生器输出的Um＝5V、f＝1KHz的方波电压信号，将激励源ui和响应uC的信号分别连至示波器的两个通道，请观察激励与响应的变化规律，测算出时间常数τ，并与计算值比较。 时间常数计算值： 时间常数测量值： 3、附加题 观测、理解电感、电容电流元件上电压和电流之间的关系。 原理： 1）.电感元件上：设电流，由公式得 故，电感上电压电流有效值关系：U= ωLI，电压电流的相位关系：电压超前电流90° 2）. 电容元件上：设电压，由公式得 故，电容元件上电压电流有效值关系：，电压电流的相位关系：电压滞后电流90° 3）．建立下图电路，画出示波器ABC通道的波形，分析电感、电容电流元件上电压和电流之间的关系。 图11-2 L/C电路电压电流关系仿真图