电路仿真实验报告要求

电路仿真实验报告要求（精选7篇）

电路仿真实验报告要求篇1

在数字电路的教学过程中, 实验是一个重要的环节。传统的实验教学主要依赖价格昂贵的实验设备, 存在前期投入大、后期维护费用高、实验设备功能单一、不宜扩展等问题。同时, 在实验开展中还受到时间、地点和人力等方面的限制, 致使实验教学不能有效地开展, 从而影响教学质量。针对传统的数字电路实验教学中存在的上述问题, 文章研究利用虚拟仪器技术和LabVIEW软件队数字电路实验进行仿真设计, 开发能够满足现代实验教学要求的仿真实验系统。

1 虚拟仪器与LabVIEW

虚拟仪器是指以通用计算机为核心的硬件平台上, 由用户设计定义, 具有虚拟面板, 测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。用户通过鼠标或键盘操作虚拟面板上的旋钮、开关或按键来设置各种工作参数, 启动或停止仪器, 如同在真实仪器上的操作一样直观、方便, 测量结果也在虚拟面板显示输出。

LabVIEW是美国国家仪器公司推出的图形化虚拟仪器应用软件开发平台, 具有直观易学、编程效率高等优点, 用它来仿真各种仪器及虚拟电路具有独到之处。一个典型的LabVIEW程序由前面板、框图程序两个部分组成。在LabVIEW功能模板中包含着各种数字运算和逻辑运算模块, 如“与、或、非”等, 可以很方便地设计数字电路的仿真实验。

2 钟控R-S触发器的仿真实验设计

在数字电路中, 钟控R-S触发器是比较典型的时序逻辑电路, 通过对钟控R-S触发器进行仿真实验设计, 说明基于虚拟仪器对数字电路进行仿真实验的方法。

2.1 钟控R-S触发器的功能

对于钟控R-S触发器, 当CP=0时, 不论输入信号R和S如何变化, 基本触发器输入信号全为1, 触发器保持原状态不变。当CP=1时, 输入信号R和S可以使触发器状态发生变化, 且与基本触发器具有相同的逻辑功能。钟控R-S触发器的特征方程如式1所示。

2.2 钟控R-S触发器的仿真实验设计

2.2.1 钟控R-S触发器的前面板设计

虚拟仪器的前面板和传统仪器一样直接面向用户, 用户通过面板上的各种按钮、开关等控件进行操作。钟控R-S触发器的前面板主要包括3个布尔型输入控件, 分别代表输入端R、S和停止按钮, 2个数值型输入控件, 分别代表时钟频率和占空比, 2个布尔型显示控件, 分别代表输出端Q和Q', 以及1个数字波形图, 用来输出仿真实验的结果。

2.2.2 钟控R-S触发器的程序框图设计

虚拟仪器编程软件LabVIEW不同于其他文本式的编程语言, 使用图形化的G语言编写程序, 用连线、图标等代替语法结构完成编程, 产生的程序是框图和流程图的形式, 这种编程方式能够大大提高开发程序的效率。在进行钟控R-S触发器的程序框图设计时, 首先要编写两个重要的子vi:时钟脉冲.vi和RS触发器.vi。

(1) 时钟脉冲.vi, 在时序电路中, 希望输入信号的翻转受时钟来控制, 在前面板添加输入时钟开关控件、输出时钟指示灯控件、时钟频率和占空比两个数值控件。然后, 在程序框图中添加条件结构, 将输入时钟作为条件, 将输入时钟的非运算结果作为输出。另外添加一个“等待”函数, 每过一定时间, 进入循环下一步后就将移位寄存器值翻转, 每一步中的等待时长可以由占空比计算得出。

(2) RS触发器.vi, 实现基本R-S触发器的逻辑特性。在前面板添加3个布尔型输入控件, 分别代表输入端R、S和时钟信号CP, 以及2个布尔型显示控件, 分别代表输出端Q和Q'。在程序框图中需添加一个条件结构, 将选择器连接至时钟信号CP。在时钟信号CP为真的条件分支内, 添加必要的逻辑门函数, 按照基本R-S触发器的特性方程进行连线, 在时钟信号CP为假的条件分支内保持寄存器输出值不变。

接下来在主程序框图中设置一个While循环结构, 将时钟脉冲.vi和RS触发器.vi这两个子vi添加到这个循环结构中, 并为循环结构添加一个布尔型的移位寄存器来寄存时钟脉冲信号。将移位寄存器的CP值以及R、S、Q和Q'的值通过自动索引功能输出到循环结构外, 与数字波形图相连接, 作为输出图的纵轴数据, 设置“等待”函数的输出值, 同样通过自动索引功能输出到循环结构外, 作为输出图的横轴时间数据。

3钟控R-S触发器的仿真实验运行和结果

打开钟控R-S触发器的仿真实验程序, 首先设置前面板的输入时钟频率和占空比与时钟脉冲.vi中的数值相同。接下来, 点击LabVIEW中运行程序的按钮开始仿真实验。在虚拟前面板上点击两个输入端R、S的按钮调整不同的输入状态, 就能即时地从前面板的两个输出端Q和Q'的指示灯上观察到亮暗变化, 在数字波形图上显示输出端Q和Q'的状态波形。最后单击停止按钮, 仿真实验程序运行结束。经过实验, 仿真结果对应输入的CP、R、S值, 输出Q和Q'的状态波形是完全正确的, 从而证明文章的仿真实验方法切实可行。

将传统的数字电路实验方法和文章的仿真实验方法进行对比分析如下表1所示, 可以发现基于虚拟仪器的数字电路仿真可以从很多方面改善传统的实验方式所存在的不足。

4结束语

利用虚拟仪器技术和LabVIEW软件, 对数字电路的仿真实验进行了研究, 对典型的数字电路即钟控R-S触发器进行仿真实验设计, 并给出了仿真结果。仿真结果表明, 采用虚拟仪器技术替代传统的实验设备进行数字电路的仿真和实验, 减少了对硬件设备的依赖, 降低了成本, 提高了实验的灵活性和学生的参与程度, 可以广泛应用于课堂的教学演示和数字电路实验室中。

参考文献

[1]候国屏, 王珅, 叶齐鑫.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].北京:清华大学出版社, 2005:5-25.

[2]杨颂华.数字电子技术基础[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2000:130-135.

[3]刘君华.基于LabVIEW的虚拟仪器设计[M].北京:电子工业出版社, 2003:5-20.

[4]戎舟.基于LabVIEW的虚拟示波器及其远程测控[J].微计算机信息, 2004, 20 (5) :66-67.

电路仿真实验报告要求篇2

摘要：文章根据广州大学现有电路实验教学的实际情况，提出了虚拟仿真电路实验教学改革的探索，提出了虚拟仿真实验平台的搭建方案，以及逐步应用于实践教学的方法，并对教材的编写和团队建设进行了探讨，为虚拟仿真电路实验教学提供了改革的总体框架。

关键词：虚拟仿真电路实验立体化实验教学改革

1.引言

电路实验系列课程（以下统称为电路实验）包括：电路实验、电工与电子技术、电路基础实验、电工电子学实验，是高等学校电类、非电类各专业的技术基础课程。目前国内大中专院校绝大部分仍然延续传统的实验方式，即在教授理论知识的同时，根据课程设置，延后一段时间进行实验的验证。显然，这种实验安排方法造成了实验验证落后于理论教学的进度，特别是工科专业较多的学校，由于实验时间安排的限制，甚至出现实验课提前于理论知识的情况。学生在实验过程中无法获得实验的感性知识，理论—实验—认知这一传统的教学模式被割裂的同时，也不利于知识的吸收、转化。

虚拟仿真实验允许学生在网络虚拟环境中进行实验，不依赖于具体的实验室和实验仪器，克服了以前实验教学中受到实验时间、场地、器材限制等弊端。同时由于学生操作具有不可预知性，教师在开发和指导实验时都需要预知可能出现的问题，这对教师教学方式的变化和教学能力的提高都有着积极的作用。

虚拟仿真技术的发展，为现存的理论与实验教学的矛盾提供了很好的解决方案。国内部分高校的电路实验课程加入了软件仿真实验项目，有利于学生对电路基础理论和实验验证的理解吸收。为此，本项目旨在探索将虚拟仿真技术引入电路实验的教学，将“课程+实验”的理念引向深入，创建“理论授课—虚拟实验—实验室教学”融合的高校实验教学新模式，最大限度地共享实验资源，降低实验成本，提高实验的使用效率，并在此基础上，进行实验教学方案的初步推广试行。

2.存在的问题

据2012年全校本科专业人才培养计划，广州大学校内现有三个学院八个专业四门课，年均292个学时，共14000人机时数电路实验。可以说电工学基础实验是培养相关专业人才的基石，但由于历史及其他各方面原因，我校目前电类实验存在以下几方面的问题：

（1）由于经费有限，加上近几年专业的扩招，部分班级的学生人数甚至超过50人，导致实验室的硬件跟不上，仪器设备陈旧老化且数量不足（影响了正常实验教学的开展，进而影响了实验教学质量）。

（2）传统的实验教学模式，受到实验时间的限制，造成学生动手实验的时间不够，虽然可在课后预约开放实验，但受到实验场地的限制，无法完成。因此，部分学生为了在正常教学时间内完成实验数据，抄袭他人实验结果。

（3）传统实验教学受到实验器材的限制，严重落后于理论教学和科研的发展。

（4）在学校扩招这一大环境下，功能实验室的设备数量无法满足教学大纲所要求的一人一套设备等条件，使得部分实验必须将一个自然班分成几个组进行排课，大大影响了教学效果，也不利于教务部门的教学管理与监督。

（5）综合设计性实验，受到实验器材、实验设备的限制，无法达到教学大纲规定的实验教学质量。

基于以上考虑，本章旨在探索将虚拟仿真技术引入电路实验的教学，一方面，最大限度地共享实验资源，降低实验成本，提高实验的使用效率，有利于实验设备的更新，另一方面，学生可以突破时空的限制在计算机上完成各种实验，获得与真实实验一样的体会。

3.虚拟实验改革的实施方案

广州大学实验中心电子信息实验室在《电路实验》平台课程的基础上，提出了虚拟仿真电路实验的改革方案。首先选取了“基尔霍夫定律的验证”、“一阶电路过渡过程的研究”两个典型的电路实验，在大学一年级电类专业学生试运行，得到了第一手资料，在此基础上，根据原有电工实验台的参数，编写了与之对应的虚拟仿真实验指导书和电子课件教案，对一些关键项目提供了DV视频。随后在学校电工平台课程的教学大纲中，将原有“电路仿真软件入门”实验调整为虚拟仿真相关实验，并最终将虚拟仿真实验推广至所有电类、非电类专业，直至电类选修课。

（1）虚拟仿真实验平台的应用。跟相关公司合作，提出了适合本校电路实验仿真的典型案例，并将所搭建的虚拟仿真实验平台逐步在低年级学生中推广。首先挑选了基尔霍夫定律的验证、一阶电路过渡过程的研究两个实验，在14级电信专业大学一年级下学期的《电路实验》中进行测试。广州大学电信专业14级有四个班，共计180余人，其中参与了《电路实验》虚拟仿真实验的约120余人。在进行对应的实物实验之前，实验教师安排了学生进行实验内容的预习，并提前一个星期进行虚拟仿真实验的学习和试做。在实物实验的前两天，实验教师查看虚拟仿真实验结果并进行分析，了解了学生在实验内容方面的难点和错误之处，并有针对性地讲解。在实物实验过程中，实验教师普遍反映，学生对实验内容的掌握程度较之以前更好，进行实验的速度更快，实验纠错能力也有一定的提高。

在本学期，广州大学将购置《电路实验》虚拟仿真平台，并在15级电信专业、电子专业中全面展开，为基础实验提供新的思路和方法。

（2）立体化实验教材的编制。为了加强虚拟仿真实验与实物实验的相互结合与促进，作者致力于进行虚拟仿真实验教学教材编制，编写了与原有实验台和元器件参数相关的虚拟仿真实验教材，并在虚拟仿真实验的学生中进行了适用，对虚拟仿真实验的推广起到了一定的作用。

新编写的虚拟仿真实验教材力争内容和形式的立体化，具体包括以下内容：

内容立体化：研究已学课程和后续课程内容和定位，融入进阶提高和未来课外创新等需求，激发学生学习兴趣，编入了部分在实验课程中无法进行的提高实验，比如对二阶电路动态响应特性实验，加入了RLC串联、并联，并观察电感电流的暂态响应的实验；

形式立体化：充分利用信息化技术和现代教育技术，编制了包括纸质教材、PPT、典型环节演示的DV视频、PC操作演示屏幕录像，网络课程等各类教学资源，方便学生自主学习。

（3）虚拟仿真实验教学团队建设。考虑到核心教学团队的建设和相关培训问题，在此基础上形成定期培训、交流参访的机制，确保团队建设稳中有升；定期举办教研会议，邀请专家或厂家专题讲座，鼓励相关老师外出培训和进修，持续改善教学内容、教学设计与教学组织方式，为教学改革的推行提供了可靠保障。

4.结语

本文章针对目前电路实验教学亟待解决的问题，提出了利用虚拟仿真实验平台，高效管理实验教学资源，实现校内电路实验教学资源共享的方案，并在14级电信专业学生中试行了《电路实验》虚拟仿真实验。基于这些初步的探索，探讨了电路这一系列实验教学改革的路径。

研究表明，可在建立虚拟仿真实验平台的基础上，根据高校电路实验教学实际情况，逐步在电类专业推行虚拟仿真实验与实际电路实验相结合的教学模式，并且编写立体化实验教材，指导学生课后、课外的预习、复习及创新实践。由此提高了学生对实验内容的掌握程度、实验纠错能力，加快了实验进行的速度，实现了“理论—仿真—实物实验—验证理论”的良性循环，增强了实验教学的效果，有利于促进学生提高实验兴趣，强化科研创新能力。

本文提出的改革方案具有实用性、可行性和可操作性，适用于各大中专院校，特别是工科专业较多学校的实验教学改革。

参考文献：

[1]蔺智挺.基于虚拟仿真实验的模拟集成电路实验教学[J].实验技术与管理，2016，33（1）：122-126.

[2]张锋，吴先球，谢海梅.基于虚拟仪器的数字电路仿真实验平台[J].汕头大学学报，2012，27（4）：68-73.

[3]刘友江.基于虚拟仿真的数字电路实验教学改革实践[J].中国现代教育装备，2015，213：90-92.

[4]茅云杰，董亚波，朱淼良.数字电路网上虚拟实验实时连续仿真技术[J].计算机应用与软件，2007，11：68-70.

电路仿真实验报告要求篇3

课程学习报告

（2）

课程名称：班级：

姓名：

成绩：指导教师：

（备注：署名的方式可集体署名或个人署名；集体署名最多不超过3人，署名的规则要按照贡献大小排序：提出研究设想、承担研究工作、解决关键问题、执笔撰写等。）

内蒙古工业大学信息工程学院课程学习报告

一题目

基本放大电路学习总结

二．学习用仪器设备、器材或软件环境

1．计算机；

2．Multisim软件/MAX PLUS II软件；

3．Windows2000/XP环境、MS Office 2000以上版、Adobe Acrobat 5.0以上版。

4．……

（备注：学习过程中借助的辅助性工具。）

三．主要学习内容

1．放大电路的基本概念（备注：静态与动态；直流通路与交流通路；）

2．静态工作点的设置与估算（备注：改变哪些参数会对静态工作点产生影响？）

3．放大电路的基本分析方法（备注：总结归纳图解法、微变等效电路法）

4．放大电路的三种组态（备注：列表总结归纳三种组态的指标异同之处）

5．放大电路分析举例（备注：结合教材习题总结归纳）

8．……（备注：添加自主学习内容）

四*．学习体会及遇到的主要问题

（备注：根据需要可自主删选。主要内容包括：整篇报告的概括和小结；今后的学习展望；对教育教学实践的建议等）

五．主要参考文献

1．清华大学电子学教研组编，《模拟电子技术基础》（第四版），高等教育出版社，2006.6

2．（备注：自主删选，包括：书籍、刊物、报纸、网络，注意要完整注明出处）

……

附录：学习者主要分工说明

集成电路实验报告篇4

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

实验一：反相器的设计及反相器环的分析

一、实验目的

1、学习及掌握cadence图形输入及仿真方法；

2、掌握基本反相器的原理与设计方法；

3、掌握反相器电压传输特性曲线VTC的测试方法；

4、分析电压传输特性曲线，确定五个关键电压 VOH、VOL、VIH、VIL、VTH。

二、实验内容

本次实验主要是利用 cadence 软件来设计一基本反相器(inverter)，并利用仿真工具 Analog Artist(Spectre)来测试反相器的电压传输特性曲线(VTC，Voltage transfer characteristic curves)，并分析其五个关键电压:输出高电平VOH、输出低电平VOL、输入高电平VIH、输入低电平VIL、阈值电压 VTH。

三、实验步骤

1.在cadence环境中绘制的反相器原理图如图所示。

2.在Analog Environment中，对反相器进行瞬态分析(tran)，仿真时间设置为4ns。其输入输出波形如图所示。

分开查看：

分析：反相器的输出波形在由低跳变到高和由高跳变到底时都会出现尖脉冲，而不是直接跳变。其主要原因是由于MOS管栅极和漏极上存在覆盖电容，在输出信号变化时，由于电容储存的电荷不能发生突变，所以在信号跳变时覆盖电容仍会发生充放电现象，进而产生了如图所示的尖脉冲。

3.测试反相器的电压传输特性曲线，采用的是直流分析(DC),我们把输入信号修改为5V直流电源，如图所示。

4.然后对该直流电源从0V到5V进行线性扫描,进而得到电压传输特性曲线如图所示。

5.为反相器创建symbol，并调用连成反相器环，如图。

6.测量延时，对环形振荡器进行瞬态分析，仿真时间为4ns，bcd节点的输出波形如图所示。

7.测量上升延时和下降延时。(1)测量上升延时：可以利用计算器(calculator)delay函数来计算信号c与信号b间的上升延时和下降延时如图所示。所以上升延时tpLH=91.933ps

(2)测量下降延时：同样方法可以测得信号c与信号b间的下降延时如图所示。所以下降延时为tpHL=124.8ps

8.测量上升时间。可利用计算器中的risetime函数来计算信号c的上升时间，如图所示。所以，信号c的上升时间156.2689ps

实验二：反相器优化及反相器链分析

一、实验目的

1、学习及掌握cadence图形输入及仿真方法；

2、掌握生成symbol的两种方法；

3、利用基本反相器设计反相器环，并分析其延时；

4、掌握使用计算器(Calculator)以及直接测量上升、下降延时的方法。

二、实验内容

本实验主要利用cadence软件来设计一由反相器环(奇数个)构成的环形振荡器，并利用计算器(Calculator)来分析环形振荡器的延时。

三、实验步骤

1、绘制反相器链

绘制的反相器链如图所示，各反相器的MOS管尺寸如下：栅长length设置为变量len，而宽度设置为：

invX1：a*Wid for PMOS,Wid for NMOS invX4：a*b*Wid for PMOS,b*Wid for NMOS invX16：a*b*bWid for PMOS,b*b*Wid for NMOS invX64：a*c*Wid for PMOS,c*Wid for NMOS

2、瞬态分析

进入Analog Environment中，进行瞬态分析之前必须得设置好参量。其中，a=2,b=4,c=64,Len=600n,Wid=1.5u。也就是说，反相器是二比一的反相器，并且每一级按放大倍数为4的比例放大，所有MOS管的栅长为600n，而最小MOS管的宽为2*1.5u。所以，原理图中所有MOS管的尺寸都已经确定下来。

进行瞬态分析，仿真时间为8ns，输出波形如图所示：

3、测量IN3与IN2间的延时

(1)测量上升延时：可以利用计算器(calculator)delay函数来计算信号IN3与信号IN2间的上升延时和下降延时。

同理，测量出IN3与IN2间下降延时如图所示。

4、测量IN2与OUT间的延时。

5、确定最优的PMOS/NMOS宽度之比a。使用变量仿真，通过改变PMOS/NMOS宽度之比a的值，来确定最快的情况。a由1->3变化，步进为0.2，输出IN2与OUT的波形如图所示：

由上图可以看出，当a由1->3变化时，IN2与OUT间的延时相当接近，所以我们可以认为静态CMOS属于无比逻辑。我们放大HL部分如图所示。我们可以发现最快的情况是当a=1时，此时PMOS与NMOS尺寸相同。

另外，我们可以放大LH部分如图所示。由图可知，选择a=1.5，更接近最优的上升延时。

6、确定最优的放大倍数b 同样，在这里我们使用变量仿真，通过b的值，来确定最快的情况。b由3->8变化，步进为1，输出IN2与OUT的波形如图所示，IN2与OUT间的延时也相当接近。

(1)放大LH部分如图所示。由图可以看出当b=4时，最小的上升延时为670ps

同样，可以利用计算器中的delay函数来确定变量b与延时的关系，输出图形如图所示。由图可以看出，当b=4.0时，最小的上升延时为645ps。

(2)放大HL部分如图所示。由图可以看出当b=4时，最小的下降延时为510ps

同样，可以利用计算器中的delay函数来确定变量b与延时的关系，输出图形如图所示。由图可以看出，当b=3.98时，最小的下降延时为645ps。

所以，由上分析可知，b=4时延时最小。

实验三：版图的绘制

一、实验目的

1、学习及掌握cadence图形输入及仿真方法；

2、利用反相器设计反相器链，并对其进行尺寸的优化；

3、学会反相器优化的基本方法；

4、进一步掌握上升延时、下降延时的测量方法。

二、实验内容

主要内容是为反相器设计版图。

三、实验步骤

1、反相器版图绘制

(1)绘制n有源区，如图所示。其尺寸为5×13，即NMOS的宽为1.5um。

(2)绘制NMOS栅极，如图所示，NMOS管的长为600nm。(2)在有源区中放置两个接触，如图所示，其尺寸为2×2。该接触的主要作用是为了使栅极与金属一层接触良好。

(2)在n有源区旁边绘制一个衬底接触，并添加p选择框和n选择框，如图所示。该衬底接触的主要作用是保证GND与栅极良好接触。这样，NMOS管就基本绘制完成。

(3)用同样的方法绘制PMOS管，如图所示。其中PMOS管的宽为3um，长为600nm。PMOS旁边也为衬底接触，该衬底接触的主要作用是保证VDD与栅极良好接触。

(4)绘制N阱，由于NMOS建立在P型衬底上，为了在同一块晶片上建立PMOS管，则必须对其掺杂，建立一N型区，然后再在该N型区中建立PMOS管。如图所示。

(7)在有源区上绘制金属，并绘制连线。其中为了在金属一层中添加输入引脚，所以在由金属一层到栅极之间要加一“过孔”。最后再绘制GND以及VDD就完成了反相器的版图绘制。完成后的反相器版图如图所示。

实验四：版图后仿真

一、实验目的

1、掌握版图提取(layout extraction)的方法；

2、掌握版图与线路图対查比较方法(LVS)；

3、掌握后模拟仿真(post layout simulation)的基本方法；

4、掌握版图仿真的方法，以及与原理图仿真的比较方法。

二、实验内容

提取出反相器的版图，并用LVS工具验证版图与原理图是否一致，最后提取出版图中的寄生参数进行仿真，并与原理图仿真进行比较。

三、实验步骤

1、为了进行版图提取，还要给版图文件标上端口即添加输入(IN)输出(OUT)引脚以及电源(vdd!、gnd!)引脚，这是LVS的一个比较的开始点。版图上pin脚的目的是为了让版图提取工具可以识别I/O信号的位置，在完成后的版图上加pin脚，为后续的器件提取做好准备。填上端口的名称（Terminal Names 和Schematic中的名字一样）、模式（Mode，一般选rectangle）、输入输出类型（I/O Type）等。至于Create Label属于可选择项，选上后，端口的名称可以在版图中显示。如图所示。

2、版图提取

在版图编辑环境下选择Verify –extractor，然后在弹出的对话框中选择寄生电容提取Extract_parasitic_caps。填好提取文件库和文件名后，单击OK就可以了。然后打开Library Manager，在库myLib下nmos单元中增加了一个文件类型叫extracted的文件，可以用打开版图文件同样的方式打开它。如图就是提取出来的版图，可以看到提取出来的器件和端口，要看连接关系的话，可以选择erify-probe菜单，在弹出窗口中选择查看连接关系。如下图所示，可以很清楚的看到提取版图中的寄生电容。

3、版图与线路图对查比较(LVS,Layout Versus Schematic)从图中可以看出，原理图与版图中的网表完全匹配(The net-lists match.)，说明原理图网表与版图网表是完全一致的。同时，还可以看出版图中有4个节点，4个端口，1个PMOS和1个NMOS；相似的，原理图中也有4个节点，4个端口，1个PMOS和1个NMOS。

也可以点击Netlist来查看原理图和版图的网表。如图所示，左图为由原理图产生的网表，右图为由版图产生的网表。

4、后模拟(Post Layout Simulation)在后模拟之前首先应建立analog_extracted view，在LVS窗口中点击Build Analog即可。然后创建一个名为testbench的原理图来进行后模拟。testbench的原理图如图所示。

进行analog_extracted view(带有寄生参数的仿真)，仿真输出结果如图所示。

5、同时仿真Schematic View和Extracted View(1)配置config view

(2)同时进行版图仿真和原理图仿真，在Analog Environment环境中，Setup->Design选择所要模拟的线路图testbench，view name选择config，然后按以前的方法进行仿真，仿真输入输出结果如图所示。

实验五：期中测试

一、实验目的

1、复习根据版图绘制原理图，并验证版图与原理图是否一致的方法；

2、复习为原理图创建symbol，使用国际通用符号的方法；

3、复习测试电压传输特性曲线，并确定其关键电压的方法；

4、复习测量信号的上升延时和下降延时的方法；

5、复习版图仿真的方法；

6、复习改变电路尺寸，确定上升延时、阈值电压的变化关系的方法。

二、实验内容

根据版图绘制原理图

验证原理图与版图一致

提取版图之后，就进行LVS验证

创建symbol view

Testcell_sim原理图的创建

进行仿真分析

版图仿真

版图仿真和原理图仿真的结果有较大的差距。

LH放大部分

实验要求，对于图二所示电路原理图，原来nmos的宽为W=6um，则pmos的宽为a*W=a*6um，即a设为变量可改变MOS管宽度比

1)当a在1~4之间变化时，用DC扫描分析电路的阈值电压变化情况

当a=2时，阈值电压等于2.5V。所以，此时利用瞬态仿真，得到输入输出波形

计算器计算出此时上升延时和下降延时输出OUT的上升延时

输出OUT的下降延时

2)当a在1~4之间变化时，用瞬态扫描(tran)分析电路的上升延时变化情况，输出结果如图

a在1‾4变化时，a与上升延时的关系曲线

当a在1~4变化时，输出信号的上升延时随着a的增大而逐渐减小。当a=2时，输出信号的上升延时26.8ps ，与上面得到的值完全相同

实验六：CMOS反相器设计

一、实验目的

1、进一步学习及掌握cadence图形输入及仿真方法；

2、掌握反相器的设计方法，使之达到设计要求；

3、进一步学会版图制造工艺以及版图设计的基本规则及方法；

4、进一步掌握版图提取(layout extraction)的方法以及版图与线路图対查比较方法(LVS)；

5、进一步掌握后模拟仿真(post layout simulation)的基本方法；

6、掌握版利用Spectre进行瞬态仿真(tran)以及直流仿真(DC)的方法。

二、设计目标

本实验主要是要设计一反相器，使得该反相器满足以下几个条件：

1、该反相器能够同时驱动32倍最小尺寸CMOS反相器(Wn=1.5um,Wp=3um)和一个等效的100fF线电容；

2、该反相器的传输延时(propagation delay)必须小于300ps；

3、假设输入信号有50ps的上升和下降时间；

4、该反相器必须用AMI 0.6um工艺中的最小栅长设计。

三、实验内容

1、反相器尺寸设计

(1)反相器尺寸设计原理图

(2)确定尺寸

对上面的反相器原理图进行封装之后，建立如图所示的inv_des原理图，原理图主要是用来确定反相器的尺寸，使之满足设计目标。图中要设计的反相器输出接了一个32倍最小尺寸CMOS反相器和一个100fF的电容。32倍最小尺寸CMOS反相器的原理图如图所示。

进入Analog Environment，设置好参数，进行瞬态分析，param的变化范围是从1->10，得到输出信号的波形如图所示。在利用计算器中的delay函数测得输出信号的上升延时、下降延时与变量param的关系曲线如图所示。

由图上升延时与变量param的关系曲线可以看出，随着变量param的不断增大，上升延时不断减小，当param=5.2时，上升延时恰好等于300ps；由图下降延时与变量param的关系曲线可以看出，随着变量param的不断增大，上升延时也不断减小，当param=5时，下降延时恰好等于300ps。

综合以上两种情况可知，为了满足条件2：该反相器的传输延时(propagation delay)必须小于300ps，所以可取变量param=6。

变量param=6，绘制出设计好的原理图如图所示：

2、延时及功耗分析

在前面图所示原理图中，令变量param=6保持不变，然后进行瞬态分析，其输入输出波形如图所示。由图可知，输出波形基本不失真，所以此反相器能够同时驱动32倍最小尺寸CMOS反相器(Wn=1.5um,Wp=3um)和一个等效的100fF线电容。

(1)延时分析

利用计算器calculator中的delay函数分析波形的上升延时和下降延时如图九、十所示。由图可以看出：上升延时为234.20ps，下降延时为253.63ps。

(2)功耗分析

为了测量功耗，所以首先应测出电源电压和输出电流，再利用计算器中的spectrerPower函数来计算功耗。

3.电压传输特性曲线及关键电压

进入Analog Environment，设置好参数，为测试电压传输特性曲线，所以对V1进行DC扫描，扫描范围为0->5V。输出的电压传输特性曲线如图所示。

由上图可以看出：输出高电平VOH =5V、输出低电平VOL =0V、输入高电平、输入低电平、阈值电压分别为VIH =3.01V，VIL=2.02V，VTH=2.48V。所以，噪声容限为NMLVILVOL2.0202.02VNMHVOHVIH53.011.99V.4、版图绘制

根据实验要求绘制该反相器的版图如图十六所示。该反相器版图使用AMI 0.6um工艺，栅长为600nm，NMOS管的宽为9um，而PMOS管的宽本应该为18um,但是由于PMOS管的尺寸过大，在这里采用两个宽为9um的PMOS管并联的方式来等效宽为18um的PMOS管。

版图仿真

首先为反相器创建一个config view。然后，在Analog Environment环境中，Setup->Design选择所要模拟的线路图inv_design_postSim，view name选择config，然后按以前的方法进行仿真，仿真输入输出结果如图

对版图仿真的输出波形进行局部放大，由放大的图形可以看出，在此种情况下原理图仿真的延时比版图仿真的延时略小。

实验七：CMOS全加器设计

一、实验目的

1、进一步学习及掌握cadence图形输入及仿真方法；

2、掌握全加器的设计方法，并用全加器构成4位累加器；

3、进一步学会版图制造工艺以及版图设计的基本规则及方法；

4、进一步掌握版图提取(layout extraction)的方法以及版图与线路图対查比较方法(LVS)；

5、进一步掌握后模拟仿真(post layout simulation)的基本方法；

6、掌握版利用Spectre进行瞬态仿真(tran)以及直流仿真(DC)的方法。

二、实验内容

1、全加器晶体管级原理图

根据实验原理绘制的全加器晶体管级原理图如图所示。注意：Cin为关键信号(最后稳定信号)，故靠近输出端，可以减小延时。

2、全加器延时及功耗分析

对上面的全加器原理图进行封装之后，建立如图所示的Full_Adder_test原理图，原理图主要用来分析全加器的延时以及功耗等。

(1)最坏的上升延时分析

下面利用瞬态分析，测量Cin=1，A=1，B由0->1变化时的延时情况。如下图所示，是该情况下的输入输出波形。

用计算器中的delay函数测得此时的最坏下降延时(对于Sum来说，此时相当于最坏的上升延时)如图所示。由图可知，最坏的上升延时tpLH=484.753ps。

如图所示，是利用计算器中的spectrerPower函数计算出的功耗波形。由图可以看出，在静态时，电路消耗的功耗很微小(几乎为0)；然而在动态时，相对静态而言，消耗的功耗就比较大。然而，从整体上来说功耗还是很小的。

(2)最坏的下降延时分析

下面利用瞬态分析，测量Cin=0，A=0，B由1->0变化时的延时情况。如下图所示，是该情况下的输入输出波形。

共集电极电路实验报告篇5

操作记录实验报告

总评成绩

《大学物理实验》课程实验报告

学院: 电子与信息工程学院专业: 年级：

实验人姓名(学号)：

参加人姓名：

日期：

20１7 年

月日室温：

相对湿度:

实验二共集电极电路一、实验目得

1.掌握共集电极电路得特性及测试方法.

2.进一步学习放大电路各项参数得测试方法。

二、实验原理

图２－1 为共集电极电路。

图２－1

共集电极电路 1、输入电阻 Ri

Ｒｉ = rｂe+（1＋β)RE 如考虑偏置电阻 RB 与负载 RL 得影响，则 Ri ＝ RＢ∥［rbe＋(１+β)（RE∥RL)］输入电阻得测试方法与单管放大电路相同,试验线路如图 2-2 所示：

图 2—2

共集电极电路实验图

2、输入电阻 Rｏ Ro＝∥RE ≈ 如考虑信号源内阻 RＳ,则Ｒｏ＝∥ＲＥ ≈

3、电压增益ＡＶＡV=≤１４、电压跟随范围ＶＯ(P—P)=2VO 三、实验仪器及器件

仪器及器件名称型号数量 +12V 直流稳压电源 DP83２ 1

函数信号发生器 DG4102 １示波器 MSO20０0A 1 数字万用表ＤＭ305８１晶体三极管Ｓ90１3 1 电阻器

若干电容器

若干四、实验内容

按图 2－2 安装好电路。

1、静态工作点得调整接通+１2V 直流电源,在 B 点加入 f = 1ＫHz 正弦信号 v i ,输出端用示波器监视输出波形，反复调整 R W 及信号源得输出幅度，使在示波器得屏幕上得到一个最大不失真输出波形,然后置 v i

= 0，用万用表电压档测量晶体管各电极对地电位,将测得数据记入表２－１。

表 2－1

V E（Ｖ)ＶＢ(V）

V Ｃ(V)I E(ｍA)8、248 8、7４1 10、７４4 1、６１7 在下面整个测试过程中保持 R W 值不变(即保持静工作点 I E 不变)。

２、测量电压放大倍数 A V

接入负载 R L ＝1KΩ，在 B 点加 f = 1KHz 正弦信号 v ｉ，调节输入信号幅度,用示波器观察输出波形 V O，在输出最大不失真情况下，用交流毫伏表测 V i、V Ｌ值.记入表 2－2。

表 2-2

V i(V）

V L（V)Ａ V

0、5２9 0、534 ０、9906 3、测量输出电阻 R o

接上负载 R L =１ KΩ,在 B 点加 f ＝１KHz 正弦信号 v i，用示波器监视输出波形，测空载输出电压 V O，有负载时输出电压 V Ｌ ,记入表２－3。

表 2-3

V O(V）

Ｖ L(V)R o(KΩ）

0、535 0、534 ０、０34 ４、测量输出电阻 R i

在 A 点加 f ＝ 1KHｚ正弦信号 v s，用示波器监视输出波形，用交流毫伏表分别测出 A、Ｂ点对地得电位Ｖ S、V i ,记入表２－4。

表 2-4 V S（V）

V i(V）

R i(KΩ)0、495 ０、4６0 9、４４ 5、测试跟随特性接上负载 R L ＝４、7KΩ,在 B 点加ｆ＝ 1KＨz 正弦信号 v ｉ ,逐渐增大信号ｖｉ幅度,用示波器监视输出波形直至输出波形达最大不失真,测量对应得 V Ｌ值，记入表 2-5。

表 2－5 V i(Ｖ)０ 1、5 ２、0 ２、5 3、0 3、5 ４、0 V Ｌ(V)0 0、47６０、633 0、8２2 ０、９5０ 1、111 1、266 6、测试频率响应特性保持输入信号 v ｉ幅度不变，改变信号源频率，用示波器监视输出波形,用交流毫伏表测量不同频率下得输出电压 V L 值,记入表２-6。

表 2－6 f(KHz）

Ｖ L(Ｖ）

0、4７6 0、47６ 0、470 0、４24 0、１45Ｅ

—3 五、预习要求

1.复习教材中有关共集电极电路得工作原理． 2.根据图 2-２得元件参数估算静态工作点，并画出交、直流负载线。

六、实验报告

1.整理实验数据,并画出曲线 VL=f(Ｕｉ)以及 VL=f（f）曲线。

2.分析共集电极电路得性能与特点。(附:采用自举电路得射极输出器)在一些电子测量仪器中,为了减轻仪器对信号源所取用得电流，以提高测量精度,通常采用图２－3 所示带有自举电路得射极输出器,以提高偏置电路得等效电阻,从而保证射极输出器有足够高得输入电阻。

仿真实验报告篇6

塞曼效应就是法拉第磁致旋光效应之后发现得又一个磁光效应。这个现象得发现就是对光得电磁理论得有力支持，证实了原子具有磁矩与空间取向量子化，使人们对物质光谱、原子、分子有更多了解.塞曼效应另一引人注目得发现就是由谱线得变化来确定离子得荷质比得大小、符号。根据洛仑兹（Ｈ、Ａ、Lｏrｅntｚ)得电子论,测得光谱得波长，谱线得增宽及外加磁场强度，即可称得离子得荷质比．由塞曼效应与洛仑兹得电子论计算得到得这个结果极为重要，因为它发表在Ｊ、J 汤姆逊(J、J Thomｓｏn）宣布电子发现之前几个月，Ｊ、J 汤姆逊正就是借助于塞曼效应由洛仑兹得理论算得得荷质比，与她自己所测得得阴极射线得荷质比进行比较具有相同得数量级,从而得到确实得证据,证明电子得存在。

塞曼效应被誉为继 X 射线之后物理学最重要得发现之一。

1902 年,塞曼与洛仑兹因这一发现共同获得了诺贝尔物理学奖(以表彰她们研究磁场对光得效应所作得特殊贡献）.至今,塞曼效应依然就是研究原子内部能级结构得重要方法。

本实验通过观察并拍摄Ｈg(5４6、1nm)谱线在磁场中得分裂情况,研究塞曼分裂谱得特征，学习应用塞曼效应测量电子得荷质比与研究原子能级结构得方法。

二、实验目得 1、学习观察塞曼效应得方法观察汞灯发出谱线得塞曼分裂； 2、观察分裂谱线得偏振情况以及裂距与磁场强度得关系;3、利用塞曼分裂得裂距，计算电子得荷质比数值。

三、实验原理 1、谱线在磁场中得能级分裂设原子在无外磁场时得某个能级得能量为,相应得总角动量量子数、轨道量子数、自旋量子数分别为。当原子处于磁感应强度为得外磁场中时,这一原子能级将分裂为层。各层能量为

(1)其中为磁量子数,它得取值为，、、、,共个；为朗德因子；为玻尔磁矩()；为磁感应强度。

对于耦合（2)假设在无外磁场时,光源某条光谱线得波数为

(3）

式中为普朗克常数；为光速。

而当光源处于外磁场中时,这条光谱线就会分裂成为若干条分线，每条分线波数为别为 hc B g M g M E EhcB     ）

（）

（1 1 2 2 0 1 2 0 0~1~ ~ ~ ~          

所以，分裂后谱线与原谱线得频率差(波数形式)为

（4)式中脚标 1、2 分别表示原子跃迁后与跃迁前所处在得能级,为洛伦兹单位(),外磁场得单

位为(特斯拉)，波数得单位为。

得选择定则就是：时为成分，就是振动方向平行于磁场得线偏振光,只能在垂直于磁场得方向上才能观察到,在平行于磁场方向上观察不到,但当时，得跃迁被禁止;时,为成分，垂直于磁场观察时为振动垂直于磁场得线偏振光,沿磁场正方向观察时,为右旋偏振光, 为左旋偏振光.若跃迁前后能级得自旋量子数都等于零,塞曼分裂发上在单重态间，此时,无磁场时得一条谱线在磁场作用下分裂成三条谱线,其中对应得仍然就是态,对应得就是态,分裂后得谱线与原谱线得波数差.这种效应叫做正常塞曼效应。

下面以汞得谱线为例来说明谱线得分裂情况.汞得波长得谱线就是汞原子从到能级跃迁时产生得,其上下能级得有关量子数值与能级分裂图形如表 1—1 所示。

表 1—1 原子态符号

0 1 1 2 1、0、—1 ２、0、—2 1 ２ 2 3/2 2、1、０、—1、—２ 3、3/２、0、－3/2、—3 可见,得一条谱线在磁场中分裂成了九条谱线，当垂直于磁场方向观察时，中央三条谱线为成分，两边各三条谱线为成分;沿磁场方向观察时,成分不出现,对应得六条线分别为右旋与左旋偏振光。

2、法布里—珀罗标准具塞曼分裂得波长差很小，波长与波数得关系为,若波长得谱线在得磁场中，分裂谱线得波长差约只有。因此必须使用高分辨率得仪器来观察。本实验采用法布里—珀罗（）标准具。

标准具就是由平行放置得两块平面玻璃或石英玻璃板组成，在两板相对得平面上镀有高反射率得薄银膜，为了消除两平板背面反射光得干涉,每块板都作成楔形。由于两镀膜面平行,若使用扩展光源，则产生等倾干涉条纹。具有相同入射角得光线在垂直于观察方向得平面上得轨迹就是一组同心圆.若在光路上放置透镜，则在透镜焦平面上得到一组同心圆环图样．

在透射光束中,相邻光束得光程差为

(5）

取

（6）

产生亮条纹得条件为

（7）

式中为干涉级次；为入射光波长.我们需要了解标准具得两个特征参量就是 1、自由光谱范围(标准具参数）

或同一光源发出得具有微小波长差得单色光与（），入射后将形成各自得圆环系列。对同一干涉级,波长大得干涉环直径小，所示。如果与得波长差逐渐加大，使得得第级亮环与得第()级亮环重合,则有

（８)

得出

（9)由于大多数情况下，(８)式变为并带入（９）式,得到

(10）

它表明在中,当给定两平面间隔后,入射光波长在间所产生得干涉圆环不发生重

叠.2、分辨本领

定义为光谱仪得分辨本领,对于标准具,它得分辨本领为

(11)为干涉级次,为精细度,它得物理意义就是在相邻两个干涉级之间能分辨得最大条纹数。依赖于平板内表面反射膜得反射率。

（1２）

反射率越高，精细度就越高，仪器能分辨开得条纹数就越多。

利用标准具，通过测量干涉环得直径就可以测量各分裂谱线得波长或波长差。参见图２,出射角为得圆环直径与透镜焦距间得关系为 ,对于近中心得圆环很小，可以认为，于就是有

(13)

代入到(7）式中，得

(14）

由上式可推出同一波长相邻两级与级圆环直径得平方差为

(15)

可以瞧出,就是与干涉级次无关得常数.设波长与得第级干涉圆环直径分别为与,由(１4)式与(15）式得

得出波长差

(16)波数差

(１7)3、用塞曼效应计算电子荷质比对于正常塞曼效应,分裂得波数差为

代入测量波数差公式(17)，得

（１8)

若已知与,从塞曼分裂中测量出各环直径,就可以计算出电子荷质比。

四、实验内容通过观察绿线在外磁场中得分裂情况并测量电子荷质比。

1、在显示器上调整并观察光路。

实验装置图

标准具光路图(1)、在垂直于磁场方向观察与纪录谱线得分裂情况,用偏振片区分成分与成分,改变励磁电流大小观察谱线分裂得变化,同时观察干涉圆环中成分得重叠.（2)、在平行于磁场方向观察与纪录谱线得分裂情况及变化。

(3）、利用计算机测量与计算电子得荷质比,打印结果。

五、实验结果经过测量可得

=１5４、０mｍ

＝166、0mm

Dk=1６6、0mm

Dｋ—１=25７、０ｍｍ

Ｄｋ’＝15４、0mm

Dk-1′=２５2、5mｍ

带入上述公式可得电子得荷质比

取二者平均值得

实验误差 E=(1、72—１、64)/１、７６=４、7% 六、误差分析 1.测量磁场时霍尔元件可能未与磁场完全垂直而导致测量得磁场偏小而导致结果偏大.2.未能给出法珀腔介质折射率而就是使用 n=1 代替而导致结果偏大。

3.在图上找圆心时不够准确而导致误差.4.汞灯放置位置不一定就是垂直得，因此光线方向分量有误差。

七、思考题 1、如何鉴别 F-P 标准具得两反射面就是否严格平行？如发现不平行应该如何调节?例如,观察到干涉纹从中心冒出来，应如何调节? 答:实验时当眼睛上下左史移动时候,圆环无吞吐现象时说明 F—Ｐ标准具得两反射面基本平行了.当发现不平衡时,利用标准具上得三个旋钮来调节水平。如果当眼睛向某方向移动，观察到干涉纹从中心冒出来时，由干涉公式可得该处得等倾干涉条纹所对应得厚度较大。此时应调节旋扭减小厚度;相反若干涉条纹有吞吐现象则条纹得级数在减小，那么该处得等倾条纹对应得厚度较小,此时应调节旋扭增加厚度。最后直至干涉条纹稳定,无吞吐现象发生.2、已知标准具间隔圈厚度 d=５mｍ，该标准具得自由光谱范围就是多大?根据标准具自由光谱范围及 546、１nm 谱线在磁场中得分裂情况，对磁感应强度有何要求?若 B=0、６2T, 分裂谱线中哪几条将会发生重叠？标准具厚度 d=5mｍ

自由光谱范围 ,所用得 Hg 灯λ=546、1n ｍ，故

Δλ＝1、065Ａ、故磁感应强度应大于 0、72T,若Ｂ=0、62T,中间得三条谱线将发生重叠.3、沿磁场方向观察，Δm=1 与Δm＝-１得跃迁各产生那种圆偏振光?用实验现象说明。

仿真与建模实验报告篇7

13工业工程2班李伟航 13工业工程2班

实验10

一、实验目的: 1.学习库存系统查库与订货处理的结构建模方法

2.学习用Equation模块、Equation（I）模块读写数据库的方法 3.学习用Equation模块、Equation（I）模块进行编程计算的方法

二、实验问题

1.打开上次实验你保存的文件（这个文件要保存好，下次实验还要使用），然后根据以上视频，进行操作实验。

2.简述用Equation模块计算订货量的程序逻辑。

3.简述用Equation（I）模块计算并累加总订货成本到数据库中的程序逻辑。4.Equation模块与Equation（I）模块有何不同？

5.在本案例的假设前提下，在一笔订货的在途货物运输期间（即提前期期间），会不会再次发出订货指令？或者换句话说，每次查库时，会不会有已订但未到的货？为什么？

三.实验过程

1.生成查库员（查库信号）

用Create模块每天生成一个库存检查员实体（实际代表一个查库信号）Create模块具体设置如下图：

2.判断是否需要订货

利用Select Item Out模块、Equation模块和Simulation Variable模块检查库存，并判断是否需要订货。若需要，就将库存检查员实体发送到Select Item Out模块的上端口输出进行后续处理；若不需要订货，就将库存检查员实体发送到下端口输出，简单地离开系统。其中，Equation模块的设置如下图。

3.无需订货的处理

由上一步Equation中设置可知，当s=1时，即无需订货的情况下，直接将库存检查员实体从Select Item Out模块下端口输出，通过Exit模块离开系统。Select Item Out模块设置如下，当s=0时从上端口输出，否则从下端输出。

4.订货处理-建立模型

当s=0时，即需要订货的情况下，库存检查员实体有Select Item Out模块上端口输出，后续订货处理模型如下图：

5.计算订货量

用一个Equation模块获取数据库中的当前库存（kc）和最大库存(ds)，计算订货量dh。Equation模块设置如下：

6.设置订货量属性

将第5步Equation模块计算得到的订货量（dh）输出给Set模块，将订货量赋值给检查实体dh属性。Set属性设置如下图。

7.用Equation（I）模块计算并累加总订货成本到数据库中

因此用Equation（I）模块获取数据库中固定费（gdf）和可变订货费（kbf），再根据订货量算出本次订货成本，把它累加到总订货费用（toc）并写入数据库中。具体Equation（I）模块设置如下图。

8.设置提前期

从下订单到所订货物入库的这段时间为订货提前期，这里用Activity模块表示，设置该提前期服从0.5-1天的均匀分布。订货提前期的设置如下。

9.到货后更新数据库中的库存数据

库存检查实体离开Activity，表示提前期结束，货物到达，到货后用Get模块获取订货量，用Write模块将订货量累加到数据库中的sc表的当前库存（kc）中，根据订货动态增加当前库存。Write模块设置如下。

10.观察运行结果运行模型，观察数据库sc表中的库存（kc）由变为13，累计订货费用达到了11125。

四.实验问题的分析解答

1.上述过程即为实验步骤。本实验实验模型如下：

2.答：用Equation模块计算订货量的程序逻辑：是当检测到库存小于订货点xs时，用最大库存ds减去目前库存，即为订货量，即dh=ds-kc；过程如实验步骤5所示。

3.答：用Equation（I）模块计算并累加总订货成本到数据库中的程序逻辑是：因为每订货一次的成本=固定费（gdf）+可变订货费（kbf）*订货量（dh），将每次的订货成本累加到总订货成本当中去，即toc=toc+gdf+kbf*dh，即更新了总订货成本。具体步骤如步骤7所示。

4.答：Equation模块是由value库中添加的值模块，是用来读取传递系统产生的值（如产生的随机数）并进行相应的逻辑运算，而对于实体传来的属性则不可以读取；而相反的，Equation（I）模块是由Item库中添加的实物模块，用来读取和传递实体属性并进行相应的逻辑运算。两者都可以读取数据可中的数据。

5.答：一笔订货的在途货物运输期间，不会再次发出订货指令。因为在Create模块中设置了检查实体到来的间隔为1天，而订货提前期服从0.5-1的均匀分布，所以不会出现每次查库有已订但未到的货的情况。

实验11

一、实验目的

1.通过实验理解各种库存性能指标的含义 2.学习用Read模块读取数据库数据的方法

3.学习用Max&Min模块、Mean模块、Equation模块以及各种计算模块计算和采集库存系统性能指标的方法

二.实验问题

1.打开上次实验你保存的文件（这个文件要保存好，下次实验还要使用），然后根据以上视频，进行操作实验。

2.本实验中，用read模块读数据库数据时，在其option页要做何设置？ 3.用Mean Variance模块计算平均每天总成本的均值和置信区间时，模块对话框要做何设置？

4.利用本次实验建立的模型，实验比较以下各组（s，S）下的平均每天总成本：(20, 40)(20, 60)(20, 80)(20, 100)(40, 60)(40, 80)(40, 100)(60,80)(60,100)(80,100)对每种情况重复运行20次，写出各项配置下的平均每天总成本的均值和置信区间。并写出以上最优的（使得平均每天总成本最低）的（s，S）。

5.添加必要的模块，分别计算平均每天缺货成本、平均每天储存成本、平均每天订货成本的均值和置信区间。6.用Plotter，Discrete Event模块绘制当前库存水平的波动曲线，并同时绘制一条高度为20（即订购点）的水平直线，和一条高度为0的水平直线（连接constant模块到plotter DE模块），观察并库存曲线的波动情况以及和两条直线的关系，根据你的观察，缺货情况经常发生吗？

三.实验过程

1.在库存发生变化时读取数据库中当前库存水平

每当库存数据发生变化时，用Read模块读取库存（kc）的值，Read设置如下：

2.计算平均每天储存成本当库存大于0时，通过max模块与0比较得到当前库存值，并通过Mean&Varience模块（运行10次）计算平均每天的库存，再用Equation模块计算平均每天储存成本。计算平均每天储存成本的模型与设置如下所示：

3.计算平均每天缺货成本当库存小于0时，通过max模块与0比较得到当前缺货数，并通过Mean&Varience模块（运行10次）计算平均每天的缺货数，用Equation模块（缺货数取反）计算平均每天缺货成本。计算平均每天缺货成本的模型与设置如下所示：

4.计算平均每天订货成本

利用Read模块读取运行完后数据库中的总订货成本，再用Math模块除以系统运行当前时间，得到平均每天订货成本。平均每天订货成本模型和设置如下：

5.计算平均每天总成本

利用Math模块将第2、3、4步所计算出的平均每天储存成本，平均每天缺货成本和平均每天订货成本相加即得到平均每天总成本。

6.计算平均每天总成本的均值和置信区间

在Math模块后用Mean&Varience模块计算运行10次之后的平均每天总成本的均值和置信区间。

四.实验问题的分析解答

1.上述过程即为实验步骤。本实验实验模型如下：

2.答：由于本实验要求在库存发生变化时读取数据库的库存水平，因此在Read模块中的Option选项中，选择Discrete event-read data during when 以及勾中data sources change，意思即为数据发生变化时读取数据库。设置如下：

3.答：用Mean&Varience模块计算平均每天总成本的均值和置信区间时，要勾中Calculate for multiplte simulations，意思是计算出运行多次情况（这里为10）次时平均每天总成本的均值和置信区间。

4.答： 10种情况的运行结果如下，其中最优的（s，S）为（20,60）。

（20，40）（20，60）（20，80）

均值：125.8870元均值：120.3812元均值：121.4371元

置信区间（125.8870±2.2602）置信区间（120.3812±1.8750）置信区间（121.4371±1.0904）

（20，100）（40,60）（40，80）

均值：128.1696元均值：127.3233元均值：127.5943元

置信区间（128.1696±1.1935）置信区间（127.3233±1.2890）置信区间（127.5943±0.8358）

（40,100）（60,80）（60，100）

均值：134.0826元均值：146.2447元均值：147.6999元

置信区间（134.0826±1.2611）置信区间（146.2447±1.3544）置信区间（147.6999±1.1276）

（80,100）

均值：167.5711元置信区间（167.5711±1.2291）

5.答：用3个Mean&Varience模块计算平均每天存储成本、缺货成本和订货成本的均值和置信区间，Mean&Varience模块勾中Calculate for multiplte simulations。添加模块后的模型以及运行结果如下：

平均每天存储成本：平均每天缺货成本

均值约为9.5140元均值约为16.2608元置信区间为（9.5140±0.2234）置信区间为（16.2608±0.9608）

平均每天订货成本：

均值约为98.7903元

置信区间为（98.7903±1.3140）

6.答： Plotter Discrete Event模块设置和运行后的库存水平波动曲线如下图所示，由曲线图可以看出库存水平在0和20之间以及上下变动。由图可以看出，位于0以下的曲线分布比较多，这意味着缺货的情况发生的比较频繁；曲线在0和20之间的分布也较多，这意味着需要订货的情况也发生的比较多。

实验12 一.实验目的: 1.学习库存仿真优化方法

2.学习如何设置模块表格的内容为决策变量

二.实验问题

1.打开上次实验你保存的文件，然后根据以上视频，建立优化模型。

2.在优化模块（Optimizer）中，整数型决策变量和连续型（实数型）的输入方法有何不同？

3.请在你的模型上，使用Extendsim软件提供的优化器来寻找（s，S）的最佳设置（总成本最小）。令s在1和99之间取值（步长为1，即为整数），S在2和100之间取值（步长为1，即为整数）。要注意s和S必须是整数而且满足s < S。a.优化器参数由先选择Quicker Defaults，写出优化结果（s，S）和平均每天总成本。

b.再将优化器参数由选择Better Defaults，写出优化结果（s，S）和平均每天总成本。

4.在上题（第2题）的基础上，通过将库存检查间隔（Evaluation Interval，目前为1天）作为变量加入到优化变量集中，来研究在每天开始工作时查看并补充（当需要时）库存是否是最佳方案，让该值在半天到5天之间连续取值，s和S的取值情况与上题相同。应用优化器求取最优设置。

a.先优化器参数选择Quicker Defaults，写出优化结果（s，S）、Evaluation Interval和平均每天总成本。

b.再将优化器参数选择Better Defaults，写出优化结果（s，S）、和平均每天总成本。

三.实验过程

1.用Data Init模块初始化最小最大库存(s，S)

2.设置Optimizer模块目标函数和决策变量从value库中将Optimizer模块放进模型中，在查库与订货处理模型中将决策变量订货点(xs，1~99)和最大库存(ds，2~100)和输出变量平均每天总成本（toc）克隆拖放到Optimizer模块上，然后建立目标函数方程和约束条件。Optimizer模块设置如下：

3.设置Optimizer模块约束方程

在Optimizer模块中的Constraints中添加约束方程，约束条件为s和S必须是整数而且满足s < S，约束条件的代码设置如下：

4.设置Optimizer模块运行参数

在Optimizer模块下的Run Parameters中，由于模型为随机模型，所以单机Random mode下的Quicker Defaults按钮快速设置所有优化参数（速度快精度低），然后点击New Run。运行结束后选择Better Default按钮设置规模更大的优化参数（耗时长精度高），并比较两次的结果。

5.运行优化,查看结果

通过Optimizer模块下的Results可以看MinCost数值的变化，运行结束时最顶行会给出最优解。分别用Quicker Defaults参数和Better Defaults参数运行两次比较结果。结果见实验结论3。

四.实验问题的分析解答

1.实验过程如上述实验步骤所示。

2.答：整数型决策变量的输入方法为输入范围的时候不要输入小数点，如1；而实数型的输入方法为输入范围时输入带有小数点的数字，如1.0。

3.答：选择Quicker Defaults参数，（s，S）优化结果为（27,43），平均每天总成本约为122.37627元。

Quicker Defaults

选择Better Defaults参数，（s，S）优化结果为（20,58），平均每天总成本约为130.8615元。

Better Defaults

4.答：将库存检查间隔ei克隆拖入Optimizer模块上，在订货模型create模块后加队列防止其堵塞，ei的范围设置如下。分别运行Quicker Defaults参数Better Defaults进行优化。

 Quicker Defaults做法

第一步：选择Quicker Defaults参数,并开始运行