薛波EDA作业

课程大作业

项目名称：      实用电路仿真分析设计          

专业班级：    计算机维修与维护 微机091                         

      学    号：           090507141                             

      姓    名：             薛波                           

                                       连云港职业技术学院信息工程学院

                                             2010年  12 月 21  日

项目一

一、项目名称     3

二、项目要求     3

三、项目设计准备分析     3

1、用Multisim2001画出单管放大电路图     3

2、选择3种仿真分析方法     3

四、项目设计步骤     4

1、画出电路图     4

2、直流扫描分析    4

3、直流工作点扫描分析     6

4、参数扫描分析     8

五、项目仿真结果及分析     10

1、交流仿真结果及分析     10

2、瞬态仿真结果及分析     10

3、参数扫描仿真结果及分析………………………………    11

项目二

8S交通灯设计……………………………………………….12

学习心得     ………………………………………………20

项目一：自选一模拟电路（如功放电路），画出仿真电路图（包含虚拟仪器），并对该电路作仿真分析。

一．项目名称：单管放大电路的仿真分析

二，项目要求：1. 仿真电路图、仿真分析过程和结果以截图的形式表达。

              2. 六种仿真分析方法中，选三种（必包含参数扫描分析）对电路分析。

              3. 仿真结果中包含利用虚拟仪器检测的结果。

              4. 对理论分析结果与仿真分析结果要作比较分析。

三．项目设计准备分析：1.利用用Multisim2001画出单管放大电路图

2.对直流放大电路进行直流扫描分析   

3. 对直流放大电路进行直流 工作点分析

                      4.对直流放大电路进行参数扫描分析

四．项目设计步骤：1.创建要分析的电路

                图 1   单管放大电路

.   2. 直流放大电路电路直流扫描分析

（1）执行菜单“Simulation”——“Analyses”————“DC Sweep”，确定电路中扫描参数为：电压源选择vu3，扫描起始值为0V，终止值为6V，增量步长为1V。

（2）选择要分析的输出变量为节点6，如图2：

           图 2直流放大电路电路直流扫描分析设置

（3）直流参数扫描的曲线如图3：

图 3直流放大电路电路直流扫描分析结果

 3.直流放大电路直流工作点分析

（1）设置系统工作参数，显示节点编号如图1；

（2）执行菜单命令“Simulation”——“Analyses”———“DC Operation  Point”，然后选择输出变量，输出变量节点为3、4、5、6。如图4：

          图 4  直流放大电路直流工作点分析设置

（4）单击“Simulation”得到直流工作点分析结果，如图5：

          图 5    直流放大电路直流工作点分析结果

（5）使用电压表、万用表来测量静态工作点的单管放大电路

（6）将信息源的电压设置为0，图中电压表测量三极管的基极和（7）集电极直流电压，用电流表测量发射极直流电流，发射极的          电压可以通过发射极直流电流乘以R    4获得  。

                 图  6   单管放大电路

（8）如图6测得三级管B、C极电压分别为：1.954V、7.831V，发射极静态工作电流为1.23mA，根据此电流计算出三极管E的电压为1.23V。

4直流放大电路参数扫描分析

（1）执行菜单Simulation”——“Analyses”———“Parameter Sweep”，弹出对话框选择Analysis Parameter选项卡，如图7：

图  7直流放大电路参数扫描分析设置

（2）确定扫描参数为Model Parameter，选择分析元件为三极管Q1，并将三极管的bf设置为50，350，如图7所示。

（3）选中分析节点5。

（4）单击“more”得到参数扫描输出的曲线如图9

  图 9   直流放大电路参数扫描分析结果

五、项目仿真结果及分析

1.直流放大电路电路直流扫描仿真结果分析：分析节点6，为晶体的发射极，根据图3可以看出电压通过三极管被放大成趋于稳定电压，稳定电压为3.2V。

2.直流放大电路直流工作点仿真扫描分析：用电压表电流表测出的三极管的E、B、C端的电压分别为1.954V、7.831V，1.23V而通过直流工作点仿真分析测出的结果如图5所示分别为1.96013V、7.63250V、1.33186V, 比较两组测量数据有微小的差别，主要原因在测量仪器的内阻上。如果将电压表的电阻从新设置为1GΩ，并从新测量，此时的测量结果与直流工作点的结果相同。从此可以看出测量仪器的电阻对测量结果有影响，电压表的内阻越大，电流表的内阻越小，测量的越准。

3.直流放大电路参数扫描结果分析：如图9分析可以看出，β值越大，输出的波形幅度越大，即电路的增益与bf成正比。

项目二：设计一16S循环的交通灯控制器（以74LS160D为核心，能读秒）。

1、项目名称：

交通灯控制器

二、项目要求：

            1.有简单的设计思路分析。

             2.设计步骤明确并得到电原理图，并作仿真分析及说明。

             3.用逻辑分析仪输出波形。

             4.进阶任务：设计一16S循环的交通灯控制器

三、项目设计准备分析：

1、用Multisim2001画出8s交通灯控制电路图见附图

2、了解逻辑转换仪

逻辑转换仪是Multisim软件中特有的虚拟仪器，实际工作中不存在与之对应的设备。它能完成逻辑表达式、真指标和逻辑电路三者之间的相互转换，为逻辑电路的设计与仿真带来了方便，如图1所示：

--->电路-->真值表

--->真值表-->表达式

--->真值表-->简化表达式

--->表达式-->真值表

--->表达式-->门电路

--->表达式-->与非电路

                        图1  逻辑转换仪的图标和面板图

3、了解逻辑分析仪

   逻辑分析仪可以同时观察多路逻辑信号的波形，适合于对逻辑信号的高速采集和准确的时序分析，是分析和设计大规模数字系统的有力工具。

Multisim 2001提供的逻辑分析仪可以同步记录和显示16路逻辑信号，其图标和面板图如图2所示。

            图2  逻辑分析仪图标和面板图

四、项目设计步骤：

1、模8技术器设计

74LS160是同步十进制计数器，其管脚排列如图3所示，其中A、B、C、D为预置数输入端，LOAD为预置控制端，CLR为异步清零端，NEP和ENT为计数器允许端，CLK为上升沿触发时钟端，RCO为输出的进位信号，QA、QB、QC、QD为十进制输出端。

       在电路区中选中该元件并按F1键，可以查看元件帮助信息，如图3所示，从中可以获得：当ENP、ENT、和LOAD端均置为高电平时，工作在计数器状态。

                              图3    74LS160

                     表 1   交通灯控制电路的真值表

   各灯的逻辑表达式可以通过逻辑转换仪获得。

由于要产生控制信号，所以CLK端输入1HZ的脉冲信号，而8s一循环相当于模8计数，即0000~0111，故将1000信号作为清零信号，即将QD通过一个非门接到芯片的清零端CLR。

  2、交通灯逻辑表达式的获取            

根据交通灯控制电路的真值表，通过逻辑转换仪可以获得各的灯的逻辑表达式，图4所示为获得GA逻辑表达式的方法。在逻辑转换仪中ABCD四个输入端，将GA的真值表输入其中，执行  ，获得逻辑表达式。

                 图4  GA的真值表

      从逻辑转换仪中可以获得：GA=B'C'+B'D',对照实际电路可以获得实际的逻辑表达式为：GA=Qb'QC'+Qa'Qc'，同理获得其他灯的逻辑表达式。

YA=QaQbQc'

RA=Qc

GB=Qb'Qc+Qa'Qc

YB=QaQbQc

RB=Qc'

3、交通灯控制电路的实现

   根据上述逻辑表达式，可以用门电路画出相用的电路图见附图 

5、项目仿真结果及分析：

  1、交通灯的控制电路仿真及分析：

交通灯控制电路的控制规律可以通过图示电路的指示灯获得，为了更直观的观察各灯之间的时间关系，可以将该电路的指示输出接到逻辑分析仪中，即将GA、YA、RA、GB、YB、RB6个端口依次介入逻辑分析仪进行仿真，仿真的结果如图5所示，

              图5 仿真分析结果

从输出的波形中可以看出与真值表描述的关系相同，说明电路设计正确。

六、进级任务：

 设计一16s循环的交通灯控制器。

(1)采用74163N元件实现16秒循环

(2)利用上述方法计算出16秒真值表

YA=QBQCQD

RA=QC’QD+QB’QD

GB=QC

YB=QBQCQD’

RB=QCQD’+QB’QD’

(3)利用将逻辑表达式转换为电路

(4)画出16秒交通灯见附图

EDA课程学习心得

             通过这学期的学习。简单说一下体会吧，归结起来就三个字：做、想、问。书读千遍，不如做一遍；看别人做百次，不如自己做一次；就是要实践。实践的动力一方面来自兴趣，别一方面来自己压力，我个人觉得后者更重要。有需求会容易形成压力，也就是说最好能在实际的项目开发中锻炼，而不是为了学习而学习。在做的过程中要多想，多想想问题出现的原因，问题解决后要多问几个为什么，这也是经验积累的过程，还要多问，遇到问题经历了痛苦的思索后还得不到解决就要问了，问搜索引擎，问网友，问同学同行

不知道为什么自己每次接受一个新事物，总要花上那么长的一段时间。每个东西，总要经过从一点都不了解，到有点了知道，到最后才想知道要来学学，但每次学习时也总是走马观花。可能真的受中国的教育思想束缚的太严重了吧。以前的人读书，好像也没有什么目标，只是知道上课要认真听，考试要考好。这样就可以了。也从来没想过，我学这个到底有什么用呢。

   但是上了大学后，一切都改变了。我们的学习也不再是为了考试而考试了。尤其是像我们学电子，假如仅仅是为考试的话，那你的大学完全可以过得很轻松，整天睡觉，游戏，照样可以考高分。那样毕业了，你说你的大学学习是不是等于0。到头来还是什么也不是。所以当你进入大学，就决定了你从此要为之付出。不管将来怎样，只要你朝着自己的方向走，一定会成功的。

     一旦你开始了学EDA，那就要坚持下去，书本的东西，一定要越快消化越好，仿真实验，这步很重要，要不你就不会发现EDA功能的强大，你也不知道到底仿真的结果和实际是不是有差别。当你成功时，你一定会感到成功的喜悦。