西安郵電學院电路分析基础课程设计报告书系部名称：电子与信息工程系学生姓名：**专业名称：电子与信息工程班级：电子060*2007 年11 月28 日至2007 时间：年12 月7 日课程设计内容1、仿真设计设计1： 用网孔法和节点法求解电路。

（a ） 用网孔电流法计算电压u 的理论值。

（b ） 利用multisim 进行电路仿镇，用虚拟仪表验证计算结果。

（c ） 用节点电位法计算电流I 的理论直。

（d ） 用虚拟仪表验证计算结果。

电路图：R2结果：（网孔法）Ia=2a Ia=2A3Ia+5Ib-Ic=2V Ib=1A Ic=-3A Ic=-3A所以：（节点法）(1/3+1)U1-U2=2A U1=3V U1+2U2=3-2A U2=2V所以：I=U1/3=1A结论分析：虚拟仪表显示结果与计算结果一致。

设计2：叠加定理和齐次定理的验证。

（a ） 使用叠加定理求解电压U 的理论值；（b ） 利用multisim 进行电路仿真，验证叠加定理。

（c ） 如果电路中的电压源扩大为原来的3倍，电流源扩大为原来的2倍，是用齐次定理，计算此时的电压U ；（d ） 利用multisim 对(c)进行电路仿真，验证齐次定理。

电路图及结果：将电压表置零（短路），此时：(1+1/2+1/4)Ua-1/4Ub=3U1(1/4+1/2)Ub-1/4Ua=2 U1=7V Ub=U1将电流表置零（开路），此时：7I1-I2=0-I1+3I2-2I3=4 U2=9V I3=-3U2 4-2I1-U2=0根据叠加定理，可得：U=U1+U2=7+9=16V根据齐次定理，当电流源扩大为原来的2倍时：U1’=2U1=14V同理，当电压源扩大为原来的3倍时：U2’=3U2=27V根据叠加定理，可得：U’=U1’+U2’=14+27=41V结论分析：虚拟仪表显示结果与计算结果一致。

设计3：替代定理的验证（a）求R上的电压U和电流I的理论值；（b）利用multisim进行电路仿真，分别用相应的电压源u和电流源I替代电阻R，分别测量替代前后支路1的电流I1和支路2的电压U2，验证替代定理。

电路图及结果：4Ia-2Ib-Ic=2 I=94/43=2.186A-2Ia+5Ib = -6 U=2I=188/43=4.372V -Ia+3Ib=6 I1=Ia=0.558Au1=3Ib=2.930V分别用2.186A的电流源与4.372V的电流源替代电阻R5：设计4：测N1 N2 的戴维男等效电路的参数 并且搭建等效电路 测量等效前后的外部电流I 并验证是否一致 电路图：I22 A分别测量N1与N2的开路电压与等效电阻：I22 A N2的等效电阻为4欧姆。

所以等效后的电路为：V28 V结果：等效后电路的总电流和等效前的总电流是相等的结论分析：等效电路可行设计5、设计一阶动态电路,验证零输入响应和零状态响应的齐次性电路图：结果:(a)当t=0_时刻其电路图如下所以Uc(0_)=[-8/(6+6)]*6=-4V 而由换路定理知Uc(0+)=Uc(0_)=-4V 当t=0+时电路图如下所示:将电流源置零可得出零输入响应U1x(0+)={-4/[2+(3//6)]}*2=-2V将电压源置零可得出零状态响应U1f(0+)=(3//6//2)*4=4V当时间t趋于无穷时电容相当于开路其等效电路图为U1f(无穷)=4*(3//6)=8V 而很明显U1x(无穷)=0V在无穷图的基础上将电流源置零可得出其等效电阻为Req=2+(3//6)=4 hom 所以本题目中的时间常数τ=C*Req=0.001*4=0.004 s由三要素公式得：U1f(t)= U1f(无穷)+ [U1f(0+)- U1f(无穷)]e-t/τ=8+[4-8] e-1000t=8-4 e-1000t V t>0U1x(t)= U1x(无穷)+ [U1x(0+)- U1x(无穷)]e-t/τ=0+[-2-0] e-1000t=-2 e-1000t V t>0(b)将Us改为16V,可以参照(a)中求解过程得出：U1x(t)= U1x(无穷)+ [U1x(0+)- U1x(无穷)]e-t/τ=0+[-4-0] e-1000t=-4 e-1000t V t>0(a)中示波器的U1x(t)图形如下：(b)中示波器的U1x(t)图形如下：对比波形如下：可见其图形是成倍数关系的(c)若将Is改为2I而Us依然不变,仿照(a)中求解可得：U1f(t)= U1f(无穷)+ [U1f(0+)- U1f(无穷)]e-t/τ=4+[2-4] e-1000t =4-2 e-1000t V t>0此时示波器的U1f(t)的图形为(a)中示波器的U1f(t)的图形为、二者的对比波形如下：可见二者是成倍数关系的(d)若将Us改为24V，Is改为8A，其零状态响应和零输入响应分别为：U1f(t)= U1f(无穷)+ [U1f(0+)- U1f(无穷)]e-t/τ=16+[8-16] e-1000t=16-8 e-1000t V t>0U1x(t)= U1x(无穷)+ [U1x(0+)- U1x(无穷)]e-t/τ=0+[-6-0] e-1000t=-6 e-1000t V t>0其全响应为：U1 (t)=U1f(t) +U1x(t)= 16-8 e-1000t -6 e-1000t =16-14 e-1000t V t>0其波形图如下：6、已知R=50Ω,L=2.5mH,C=5μF,电源电压U=10v,角频率ω=410rad/s,求,,,I I I IR L c-009Ohm设100U V =∠/100/500.20R I U R A ==∠=∠/5*C I j =-6410*100.590A -=∠34100/25*10*100.490L I j A -=∠=∠-0.20.50.40.20.10.22326.6R L C I I I I j j j A=++=+-=+=∠7、如图所示一阶动态电路，在t<0时开关位于“1”，电路以达到稳态。

t=0时开关闭合到“2”。

（a ） 用三要素法求解y>=0时，i1的完全响应的理论值。

（b ） 用试验仿真的方法求出三要素，从而求解i1的完全响应，并用示波器显示相应波形。

0t =-时(0)4(0)c c u v u -==+[]11111636(0)43(0)6(0)2(0)(0)0i i i i i i i =++=-+-++-+∴+= 2i A =t =∞时1()6/(36)2/3i A ∞=+=R8R9111123()3263550.5i i i i ui i i uu iRRC sτ+-+=++=∴=∴=Ω∴==[]/11112()()(0)()2/32/3tti t i i i eeτ--=∞++-∞=-2.综合设计综合设计1：设计二极管整流电路条件：输入正弦电压，有效值220V，频率50Hz；要求：输出直流电压20V误差2V.电路图分析：用变压器来满足主值的220V----20V的对应，变压器主次匝数比理论值为5.5：1 经过验证调整为5：1（电容有提升电压的作用）根据二极管的整流特点选择全波整流，用个二极管交替工作先将低于0电势(大地)的电压提取出来，取变压器次级中心点为0势点工作过程：根据楞次定理变压器次级A,B相对大地电压向相反方向同时消长，假设A为高电势时D1工作电流向右，产生半波波形假设B为高电势时D2工作电流向右，产生半波波形两组以工作时差为半个周期交替工作得到正的波形如图给输出端加一个适当容量的电容补偿电压结果如图示波器2为以上两方案变压器次级A,B对地的正弦波形如图综合设计2：设计1阶RC滤波器。

条件：一数字的工作时钟5MHz,工作电压5V。

但是该电压源上存在一个100MHz 的高频干扰。

要求：设计一个RC电路将高频滤除。

由于100MHz为干扰电压一般较低电压源可假设为上图根据低通滤波器的特征，输出电压取自电容由网络函数与RC的关系推得f0=1/2*π*R*C5M<f0<100M满足1/100M*2π<R*C<1/5M*2π即可综合设计3：降低电力传输损耗电路设计条件：一感性电力传输线路（包含电路损耗），负载为感性阻抗。

传输电压可变。

R6R71kOhm思路1. 由于负载呈现感性，囤积有一部分无功功率，因此给负载上并联一个电容来中和一部分负载的感性，使得无功功率减少，电路如图所示：思路2 由于传输线所造成的能耗，用高压输电的原理解决如图1kOhmU1分析过程：输电线的发热量2Q I Rt变压器升压后相应输电线电流减小，产生焦耳热减少，功率损耗减少。

分析：当输入方波时，通过积分应该是升降交替的三角波验证如图。