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1、仿真实验报告（二）班级:电 13姓名:苗键强学号:2011010645日期:2012 年 11 月 26 日实验名称:一、设计正弦波发生器(1)分析 Wien 电桥电路；(2) 组成放大倍数等于 3 的同相比例放大器；(3) 分析文桥电路和 3 倍同相比例放大器组成的正弦波发生器 二、设计并验证电容倍增器(1) 分析电路实现电容倍增功能原理；根据C设计其他电路参数。实验任务:一、设计正弦波发生器1、给定文氏电桥电路如图1所示。其中,R=10kQ ,C=0.01p F。要求: 输入输出电压均为正弦交流,求输出电压和 输入电压同相时的频率, 并求同相时输出电压和输入电 压有效值的比值。2、采用同相
2、比例器放大电路如图2。设计一个放大倍 数等于3 的放大器。图1文氏电桥要求:(1)给出仿真电路图。 (2)给出仿真结果,设法验证所设计放大器的放大倍数是 3 倍。说明：若在设计参数下电路不起振，可略增大反馈电阻R2以增加放大器的 放大倍数。（1）回答:为什么第 2 部分需要设计放大倍数为 3 的同相比例放大器?（2）给出仿真电路图。（3）给出示波器显示的波形（图3中给出了示波器两个通道的接入点）。图中 需要用游标测出周期和峰值。在振荡波形不失真的条件下（通过调节r2达到要 求）,将 2 个游标分别移至正弦波的2个相邻的最大值处,从而显示正2弦波的峰 值和周期。（4）在上一步的基础上要想获得2倍
3、频率的正弦波，给出一种解决方案。仿 真验证你的解决方案。给出示波器显示的波形。图中需要用游标测出周期和峰值。 在图3所示电路中,A点的电压经过由运算放大器构成的同相比例放大器的放 大为B点的电压,B点电压又经过文氏电桥反馈回A点。如果对于某个频率的正 弦波来说，电路满足（平衡条件），即A点特定频率的正弦波经过放大器和反馈 网络回到A点之后的幅值和相位都没有发生改变，则能够在A点和B点维持特 定频率稳定的正弦波。二、设计并验证电容倍增器一种电容倍增器的电路如下图所示。(1)说明该电路为何能够实现电容倍增功能。 11“F 的(2)已知C=10nF,设计该电路的其他参数，使得从端口上得到0 电容。理
4、论分析及仿真电路:一、正弦波发生器：1、根据电路元件关系，我们可以得到整理得：要使得输出电压和输入电压同相位，则要求：即：此时，有：通过 Multisim 仿真，电路图如下：C2C.OluFriT2T2T1时间169,0S8 ns169.0S8 ms0.000 s通道丿丹5761 V-45.761 Vo.ooa V-15,253 V-15.253 V0.000 V得到示波器示数如下:二亠亠仿真结果与理论计算相符。2.根据实验要求，有： 同时需满足有：通过 Multisim 仿真，电路图如下：仿真结果与理论计算相符。得到示波器示数如下:A通道E触岌200 us/Div比例20 V/Div比例20
5、 V/Divl 匡边沿吕nv佶罢nYfT7nFh帀时冋 比例3.因为第一步中设计的文氏电桥有：若要求电路能够持续运行，就要求第二步中的放大器放大倍数为 3，从而信 号经过正反馈后能够自我维持。通过 Multisim 仿真，电路图如下：在电路运行后，先使得开关接上端，这时电路符合起振条件，当信号达到一 定程度时，将开关接下端，这时电路可以稳定运行。得到示波器示数如下:1S0时间通道通道上674.979 ms4U.941mV1寸间轴通道4通道E匕例 500 us/Div比例2 Wiv比例2 Wiv边沿#电1 _二、设计并验证电容倍增器设计电路图如下所示：在上图中，我们可以在电容电路串联了一个1Q的
6、电阻，其目的在于测量通 过电容的电流。简单计算可知该电阻的串入对电路影响很小，所以可以忽略。所 以通道A测量的就是通过电容的电流，而通道2测量的则是电源的电压。对电路的分析可以得出，电容两端的电压为：故，通过该支路的电流为：由于放大器的虚断，此电流可以认为是电源电流。因而，从电源端看进去 等效电容为：即：将数据带入，有：得到示波器示数如下:122讦+1:时间通道/通道105.243 msIE.936 uV1.414/103.639 ms-636.857 uV-1.084V-L.S10 ms-S52.774uV-2.495 V时间忙通道書通道B尤例 500 us/Div比例 1 rnVTDiw比例 1V/Div追置 Y位置 0VfeSW小収丽fl通道9 77.989 uV -63e.837uV-1,515 mV-T21-*T2-T1时间105.004 nns103.639 ms-1.365 ms通道B3S.563mV -1.084 V -1,123V观察图像可以得出，电流超前电压90。，且电流幅值约为978 mV,电压幅值 约为1.414V。故可求得等效电容为：符合题意。实验结论:一、成功设计了正弦波发生器二、设计并验证了电容倍增器
