在大学开设的相关课程中，有不少电子技术方面的试验内容，但这些根底试验的着眼点是放在验证根本理论和电路功能上。学生经过这样的试验只能开始了解电路试验的进程和根本办法，了解常用试验设备的运用办法，却很难有条件练习学生着手处理电路问题的才干。而模仿电子技术课程规划正是为学生发明一个着手又动脑，独立展开模仿电子体系规划的时机。学生可以运用试验手法查验理论规划中的问题所在，又可运用学过的常识，辅导电路调试作业，使电路功用愈加完善，从而使理论和实践有机地结合起来，练习剖析并处理电路问题的实践身手，实在完结由常识向才干的转化。
1 模仿电子体系
跟着电子技术的开展，不管是在出产仍是日子中，人们越来越多地运用一些模仿电子设备和设备，如：扩音机、录音机、示波器、正弦信号发生器、报警器、温控设备等。虽然用处不同，但从作业原理来看，有着共同之处：
1）需求输入一种接连改动的电信号。这种接连改动的电信号称之为模仿信号，模仿信号可以由专门的部件（一般为传感器）把非电的物理量转化为电量，例如：话筒、磁头、热敏器材、光敏器材等。也有些设备无需这种转化，而是直接由探头输入或电路自身发生电信号，如示波器，信号源等。
2）有必要把得到的电信号进行扩大或许改换。经过扩大或改换，使信号具有足够大的能量，为完结人们所预期的功用服务。
3）设置了不同的执行机构。执行机构可以把传来的电能转化成其他办法的能量，如喇叭、电铃、继电器、示波器、表头号，以完结人们需求的功用。
模仿电子体系中，不管是传感器送来的电信号，仍是直接输入或电路自身发生的电信号一般都是十分弱小的，往往不能推进执行机构作业，并且有时信号的波形也不符合执行机构的要求，所以需求对这种信号进行扩大或许改换，才干确保执行机构的正常作业。可见，信号扩大和信号改换是模仿电子体系的中心。
跟着出产工艺水平的进步，线性集成电路和各种具有专用功用的新式元器材敏捷开展起来，给模仿电子体系规划作业带来了很大的革新。可是，从我国现有的条件来看，集成元件的出产，不管种类仍是数量，还不能满意电子技术开展的需求，所以，分立元件的电路还在许多的运用。而这种分立件电路的规划办法，主要是运用根本单元电路的理论和剖析办法，比较简略为初学规划者所把握。别的，有助于学生了解各种电子器材，把握电路的规划根本程序和办法，学会布线、拼装、丈量、剖析、调试等根本技术。理论常识告知咱们，任何杂乱的电路，都是由简略的单元电路组合而成的。所以，要规划一个杂乱的模仿电子体系，可以分解为若干具有根本功用的电路，如扩大器、振动器、整流器、波形改换电路等，然后别离对这些单元电路进行规划。使一个杂乱使命，变成简略使命，运用咱们学过的常识即可完结。
2 虚拟试验渠道在模仿电子体系规划中的运用
电子体系的规划是一个不断调试的进程。在什物上调试往往耗费许多人力、物力和财力。并且遭到试验环境的影响，某些功用未能悉数完结。在试验硬件环境不具备的情况下，选用虚拟试验渠道软件进行模仿电子体系的规划可有用处理这一问题。EDA（电子辅助规划）软件许多，广泛选用的有Multisim、PSPICE、PROTEL等。这些软件都有较强的功用，一般可用于电路规划与仿真，一起也可以进行PCB（印刷电路板）主动布局、布线，输出多种网表文件。其间，MulTIsim仿真软件相对其它EDA软件而言，功用卜分强壮，可以仿真出实在电路的成果。并且供给了万用表、示波器、信号发生器、扫描仪、逻辑剖析仪、数字信号发生器、逻辑转化器等东西。它不只承继了以往仿真软件具有的界面直观、操作便利、运用直观的虚拟外表的长处，还将最新的安捷伦测验仪及泰克示波器等引进虚拟仪器中。其操控面板、界面操作以及丈量成果与实践的仪器完全相同，用户运用MulTIsim10如同在试验室进行操作一般。这样就可以有用的处理试验条件缺乏的问题，并且可将会集进行的课程规划涣散进行，便于教师的辅导与调试。作为虚拟的电子作业渠道，MulTIsim10供给了具体的电路剖析手法，可完结电路的直流静态作业点剖析、沟通剖析、瞬态剖析等，有助于剖析电路功能。
3 模仿电子体系规划实例——音频信号发生
音频信号发生器是指可以发生音频规模的正弦信号的仪器。音频信号的频率规模一般是几十到几十kHz，音频信号发生器是模仿电子线路试验中不行短少的设备之一，在实践和科技范畴有着广泛的运用，如电子电路、主动操控和科学试验等范畴。自行规划和制造一个能发生音频信号的电路，不只能运用所学常识，学会规划简略电路的技术，并且对电子技术试验有着很大的有用价值。
3．1 计划比较
一般要发生几十kHz以下的正弦信号，常用的信号发生器多是由模仿电路构成的，包含正弦波振动器和稳幅电路两大模块。其间正弦波振动器有LC振动器，石英晶体振动器，RC振动器。LC振动器用于发生1 MHz以上的正弦信号，RC振动器用于发生1 MHz以下的正弦信号，石英晶体振动器用于发生频稳度较高的正弦信号。
经功能比较，RC振动器较为适宜。RC振动器可分为相移式振动电路，串并联选频网络振动电路，双T选频网络振动电路等。其间RC串并联网络振动电路由扩大器和正反馈网络两部分组成，因为能得到频率规模较宽、波形较好，且接连可调的振动信号，其结构简略又经济便利，因而运用最为遍及。因为这种振动器，选频网络和负反馈电路正好构成一个四臂电桥振动器，又被称为文氏电桥。用有恒流源负载的射极输出器，规划出频率规模在200 Hz-20 kHz，电压输出《±3 dB，输出电压》2 V并且接连可调的信号发生器。
3．2 体系规划
3．2．1 扩大电路的规划
扩大环节是振动电路的中心。它的扩大倍数和频率呼应直接影响着起振条件和振动器的安稳性。为了确保具有较高的开环增益，较好的频率呼应，本规划中选用了LM324AJ集成运放作扩大环节。它是一种运用十分广泛的通用型运算扩大器。因为选用了有源负载，所以只需两级扩大就可以到达很高的电压增益和很宽的共模及差模输入电压规模。本电路选用内部补偿，电路比较简略不易自激，作业点安稳，运用便利，并且规划了完善的维护电路，不易损坏。
3．2．2 稳幅电路的规划
稳幅的根本原理便是把信号扩大体足够大，再经过限幅办法确保输出起伏共同，假如限幅后的信号不满意要求，则再经过信号调整电路来输出满意要求的等幅信号。用双向稳压二极管稳幅是最简略的办法。本规划中因为电源电压的动摇、电路参数的改动、环境温度的改动等要素的影响，将使输出起伏不安稳。选用一般的电阻引进负反馈稳幅还不行，常用办法之一是选用非线性热敏元件来稳幅。如负温度系数的热敏电阻，就可完结稳幅。
3．2．3 选频网络及正反馈网络的规划
正反馈电路主要是由文氏电桥组成。当振动器安稳作业时，文氏桥正反馈系数F=1／3要确保电路安稳作业。
振动器的振动频率主要由RC值决议的。本规划要求f=200 Hz～20 kHz，当确认C后，改动R值从最小到最大，应满意200 Hz～2 kHz或2～20 kHz的频率规模。若低频端达不到阻值。若高频率达不到要求，则可恰当减小串联电阻680 Ω的阻值。中选定C后，应经过改动R完结频率调理。R的最小值受运放输出阻抗操控，最大值受分压器的值约束。中选用双连电位器来调理频率时，其上下频率规模假如选的频率掩盖太宽，不只受上述电阻值约束，并且调理也不便利。本题中可选取两个电容值作为粗调，再求出R的改动规模，用电位器完结细调。正弦波振动器的振动频率为
此处选取C为0．1μF时，别离求出对应f在200Hz～2 kHz；2～20 kHz的电阻值。
选取680Ω电阻同8．2 kΩ双连电位器串联完结电阻调理。
3．2．4 电路原理图及参数
电路原理图如图1所示，电路参数如表1所示。
3．3 体系仿真与调试
3．3．1 振动器电路粗调
振动电路假如规划和装置无误，接通电源即应起振。C3输出端可以得到正弦信号，若无震动波形，一般有2个原因：一是无正反馈，二是闭环扩大倍数小。首要查看正反馈支路是否接通，元件是否衔接正确。然后则可增大R1，进步闭环增益。若仍不起振，则应查看运算扩大器功能是否正常。假如增大R1后电路起振，阐明负反馈太大，可恰当加大R1使振动波形安稳。正常情况下，改动R1能操控输出起伏，调理双连电位器能改动频率，并且波形无显着失真。
振动电路根本上正常作业后，测验射极输出器静态作业点是否与规划值相符。T2、T3均应处在导通状况，VCQ3=8 V，若有违背可恰当调理R6。静态调好后，连通C3，输出端应有无缺的正弦波形。若呈现波形失真，阐明射极输出器静态作业不适合，需求从头调试。
3．3．2 振动频率调理
振动器的频率主要由RC值决议的。当确认C后，改动R值从最小到最大，应满意200 Hz～2 kHz或2～20 kHz的频率规模。若低频端达不到要求，阐明R4+R5对Rmax的旁路效果大，应恰当加大R4+R5的阻值。若高频率达不到要求，则可恰当减小串联电阻680 Ω的阻值。
3．3．3 调理幅频特性
一个功能杰出的振动器必定要有好的幅频特性。即在调理振动频率时，输出电压的起伏坚持不变。若跟着振动频率的改动，输出起伏有些改动时，可能有以下几方面原因：
1）双连电位器不能严厉同步。假如在调理电位器时，在不同的视点，2个阻值不相等，即文氏电桥中串联网络中电阻R和并联网络中的R不相等，使其传输系数
，正反馈加强，输出起伏Vopp加大；若
，正馈削弱，输出起伏Vopp减小。因而，幅频特性变差。可见，必定要挑选能严厉同步改动阻值的双连电位器。
2）扩大环节高频特性欠好。首要运算扩大器高频特性欠好，就会随频率的升高，使Vopp减小。别的，运算扩大器输入电容太大，当f= fmax时，因为这一电容的旁路效果，使正反馈削弱，从而使高频时Vopp下降，所以在挑选运算扩大器时，必定要确保高频特性好，一起要输入电容小的器材。
3）R4+R5阻值不行大。R4+R5应中选大于串并联网路中的阻值最大值。这样才可以疏忽其对网络旁路效果，特别跟着振动频率下降，R值较大时，R4、R5旁路效果严峻。所以文式电桥传输系数使输出起伏随频率下降而上升。此刻，应R4+R5尽量大一些。
4）调理输出起伏和波形输出幅的VOPP主要由场效应管偏压VGS和检波二极管正向压降以及分压电阻R2、R3来决议。从
可知，当VD，|VGS|确认后，进步输出起伏可恰当减小
分压比。若R2、R3以及VD确认了，只好恰中选取零漂移点偏压较大的场效应管。
波形非线性失真的巨细，一般与倍压检波输出的纹波巨细和场效应管IDS～VDS曲线是否对原点对称等要素有关。为下降振动波形的失真度，应恰当加大检波器的时间常数，挑选IDS～VDS比较抱负的场效应管。一起还要留意挑选转化速率SK较高，高频呼应较好的运算扩大器，以便减小高频时信号的非线性失真。假如输出起伏Vopp太大，还会因运算扩大器或射极输出的动态规模不行而发生切波失真。此刻，应留意减轻负载或减小输出起伏。
运用MulTIsim软件进行仿真剖析，经过改动参数，得到需求的音频信号。电路的起振进程及等幅振动进程如图2和图3所示。
4 结束语
根据虚拟试验渠道规划的音频信号发生器可以得到频率规模较宽、波形较好，安稳度较高，并且振动频率接连可调，愈加有用。因为Multisim有用性强、界面简捷，一起又具有电路仿真速度更快，界面愈加合理等长处，是在校大学生进行模仿电子技术课程规划的有力东西。经过这种归纳练习，学生可以开始把握电子体系规划的根本办法，也可以进步着手安排试验的根本技术，为今后进行毕业规划打下杰出的根底。
