基于multisim电子测量原理仿真实验系统设计(附件)【字数:10040】
摘 要对于《电子测量原理》这一实践性课程,有限的时间和仪器限制了学生对其理论的理解和实践,不利于创新思维及动手能力的培养。本设计利用Multisim软件的优势完成课程实验5个,对电路进行设计,在Multisim上进行绘制、仿真和结果分析,并将“方波发生器”进行Multisim与LabVIEW联合仿真。最后在LabVIEW上汇总,实现仿真系统的启动。结果表明,Multisim仿真解决了时空限制问题,让学生可以随时随地进行实验,对于帮助学生分析和理解课程理论有重要意义。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景、目的及意义 1
1.2课题研究发展现状分析 1
1.3课题设计内容及要求 1
第二章 逻辑分析仪仿真 3
2.1 逻辑分析仪简介 3
2.2 实验目的 3
2.3 实验内容 3
2.4 电路设计 3
2.5 仿真与分析 4
2.5.1仿真设置 4
2.5.2 仿真 5
2.5.3 仿真结果及分析 6
第三章 电子计数器测量频率仿真 7
3.1电子计数式频率计 7
3.2实验目的 7
3.3实验内容 7
3.4电路设计 7
3.5仿真与分析 8
3.5.1 仿真设置 8
3.5.2 仿真结果及分析 9
第四章 李沙育图形测频法仿真 12
4.1 李沙育图形测频法 12
4.2 实验目的 12
4.3 实验内容 12
4.4 电路设计 12
4.5 仿真与分析 13
第五章 波特图示仪测量频带宽度仿真 15
5.1 波特图示仪 15
5.2 实验目的 15
5.3 实验内容 15
5.3.1 频率响应的基本概念 15
5.3.2 实验电路及方法 16
5.4 电路设计 16
5.5 仿真与分析 16
第六章 方波信号发生器的联合仿真 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
6.1 实现Multisim与LabVIEW联合仿真的条件 18
6.2 实验目的 19
6.3 实验内容 19
6.4 Multisim实验部分 19
6.4.1 电路设计 19
6.4.2仿真与分析 21
6.5 LabVIEW实验部分 22
6.5.1 程序框图设计 22
6.5.2 前面板设计 24
6.5.3 仿真与分析 25
第七章 系统设计 28
7.1仿真系统VI设计 28
7.2生成应用程序(exe)和安装程序(installer) 29
结束语 30
致 谢 31
参考文献 32
附录 33
附录A 电子测量仿真实验系统程序框图 33
绪论
1.1课题研究背景、目的及意义
门捷列夫曾说“没有测量,就没有科学”。电子测量原理是电子信息类专业中的关键课程,其中电子测量是以电子技术理论为依据,以电子测量仪器为手段,对电量和非电量进行测量的一种测量技术[1],所以电子测量原理课程的实践性要求很高。在这一相关领域丛出不穷的新方法和新仪器,给该课程的教学带来了很大的挑战[2]。
在学校,由于实验场地以及设备的限制,学生在实验的时间和实验进行的方式上都存在较大的局限性。通常学生只能在有限的时间内,使用实验仪器进行理论的验证和些许的实验设计,学生本应该通过实验加深对理论知识的理解和认识,却以为这些不利条件达不到预期的教学效果,限制了创新思维及动手能力的培养[3]。为了解决这些在实验教学上存在的问题,需要将虚拟技术引入到实验中。
目前,虚拟仪器技术为解决这方面的实践教学问题提供了良好的解决途径。在实践教学中使用虚拟软件进行仿真实验已经发展为一种趋势,可以弥补实验设备短缺,学习时间受限等经典实验教学的诸多缺点[4]。在教学过程中,仿真软件模拟的电路原理图,可以直观的被学生感知,来让学生能方便地研究电路特性。对电路充分理解后,在硬件实验室中进行测试也更加有效率。在仿真电路中,学生可以对电路的性能和特性进行更具有灵活性的探索,并且能进行重复的实验和补充性的测试,甚至可以人为地设置故障,在不用担心电路故障或是对电路元件造成损坏的前提下观察电路的运行状态,从而达到提高学生的综合能力和培养学生的探索创新精神的效果[510]。
1.2课题研究发展现状分析
在国外,虚拟电子实验软件应用于教学领域十分广泛,拥有完善的相关教学书籍以及成体系的教学方法系统。在RoseHulman工学院课堂上,老师利用Multisim软件来教授课程,通过软件引出问题,刺激学生的探索欲,布置电路的设计仿真任务的相关课外作业,学生课后使用Multisim完成课外作业,在完成作业的过程中相互讨论,建立起良好的相互学习氛围。目前在我国,电类课程教学中教学辅助软件的应用也引起了广泛关注,各所学校相继开设了相关教学课,部分高等院校和资源丰富的职业院校都慢慢建立起了自己的仿真实验室,通过软件的仿真实验过程,大大提高了动手实践的效率,取得了良好的教学成果[1112]。
1.3课题设计内容及要求
本课题主要研究Multisim编程软件的应用,根据仿真实验的优点与优势,针对《电子测量原理》课程,主要完成该课程中主要的5个实验,对各个实验项目的电路原理图进行设计,实现电路原理图在Multisim软件上的绘制和仿真,运行仿真结果,分别对每个实验项目的仿真数据进行分析,写出总结报告。主要实验内容如下。
实验一:逻辑分析仪
使用字符发生器产生数字信号,经由译码器74LS138译码,最后用逻辑分析仪检验实验生成的结果。字符发生器调整几组信号数字信号,记录逻辑分析仪的显示值,并进行分析。
实验二:电子计数器测量频率
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景、目的及意义 1
1.2课题研究发展现状分析 1
1.3课题设计内容及要求 1
第二章 逻辑分析仪仿真 3
2.1 逻辑分析仪简介 3
2.2 实验目的 3
2.3 实验内容 3
2.4 电路设计 3
2.5 仿真与分析 4
2.5.1仿真设置 4
2.5.2 仿真 5
2.5.3 仿真结果及分析 6
第三章 电子计数器测量频率仿真 7
3.1电子计数式频率计 7
3.2实验目的 7
3.3实验内容 7
3.4电路设计 7
3.5仿真与分析 8
3.5.1 仿真设置 8
3.5.2 仿真结果及分析 9
第四章 李沙育图形测频法仿真 12
4.1 李沙育图形测频法 12
4.2 实验目的 12
4.3 实验内容 12
4.4 电路设计 12
4.5 仿真与分析 13
第五章 波特图示仪测量频带宽度仿真 15
5.1 波特图示仪 15
5.2 实验目的 15
5.3 实验内容 15
5.3.1 频率响应的基本概念 15
5.3.2 实验电路及方法 16
5.4 电路设计 16
5.5 仿真与分析 16
第六章 方波信号发生器的联合仿真 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
6.1 实现Multisim与LabVIEW联合仿真的条件 18
6.2 实验目的 19
6.3 实验内容 19
6.4 Multisim实验部分 19
6.4.1 电路设计 19
6.4.2仿真与分析 21
6.5 LabVIEW实验部分 22
6.5.1 程序框图设计 22
6.5.2 前面板设计 24
6.5.3 仿真与分析 25
第七章 系统设计 28
7.1仿真系统VI设计 28
7.2生成应用程序(exe)和安装程序(installer) 29
结束语 30
致 谢 31
参考文献 32
附录 33
附录A 电子测量仿真实验系统程序框图 33
绪论
1.1课题研究背景、目的及意义
门捷列夫曾说“没有测量,就没有科学”。电子测量原理是电子信息类专业中的关键课程,其中电子测量是以电子技术理论为依据,以电子测量仪器为手段,对电量和非电量进行测量的一种测量技术[1],所以电子测量原理课程的实践性要求很高。在这一相关领域丛出不穷的新方法和新仪器,给该课程的教学带来了很大的挑战[2]。
在学校,由于实验场地以及设备的限制,学生在实验的时间和实验进行的方式上都存在较大的局限性。通常学生只能在有限的时间内,使用实验仪器进行理论的验证和些许的实验设计,学生本应该通过实验加深对理论知识的理解和认识,却以为这些不利条件达不到预期的教学效果,限制了创新思维及动手能力的培养[3]。为了解决这些在实验教学上存在的问题,需要将虚拟技术引入到实验中。
目前,虚拟仪器技术为解决这方面的实践教学问题提供了良好的解决途径。在实践教学中使用虚拟软件进行仿真实验已经发展为一种趋势,可以弥补实验设备短缺,学习时间受限等经典实验教学的诸多缺点[4]。在教学过程中,仿真软件模拟的电路原理图,可以直观的被学生感知,来让学生能方便地研究电路特性。对电路充分理解后,在硬件实验室中进行测试也更加有效率。在仿真电路中,学生可以对电路的性能和特性进行更具有灵活性的探索,并且能进行重复的实验和补充性的测试,甚至可以人为地设置故障,在不用担心电路故障或是对电路元件造成损坏的前提下观察电路的运行状态,从而达到提高学生的综合能力和培养学生的探索创新精神的效果[510]。
1.2课题研究发展现状分析
在国外,虚拟电子实验软件应用于教学领域十分广泛,拥有完善的相关教学书籍以及成体系的教学方法系统。在RoseHulman工学院课堂上,老师利用Multisim软件来教授课程,通过软件引出问题,刺激学生的探索欲,布置电路的设计仿真任务的相关课外作业,学生课后使用Multisim完成课外作业,在完成作业的过程中相互讨论,建立起良好的相互学习氛围。目前在我国,电类课程教学中教学辅助软件的应用也引起了广泛关注,各所学校相继开设了相关教学课,部分高等院校和资源丰富的职业院校都慢慢建立起了自己的仿真实验室,通过软件的仿真实验过程,大大提高了动手实践的效率,取得了良好的教学成果[1112]。
1.3课题设计内容及要求
本课题主要研究Multisim编程软件的应用,根据仿真实验的优点与优势,针对《电子测量原理》课程,主要完成该课程中主要的5个实验,对各个实验项目的电路原理图进行设计,实现电路原理图在Multisim软件上的绘制和仿真,运行仿真结果,分别对每个实验项目的仿真数据进行分析,写出总结报告。主要实验内容如下。
实验一:逻辑分析仪
使用字符发生器产生数字信号,经由译码器74LS138译码,最后用逻辑分析仪检验实验生成的结果。字符发生器调整几组信号数字信号,记录逻辑分析仪的显示值,并进行分析。
实验二:电子计数器测量频率
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