電子仿真實驗與設計chh2基礎操作

1、電路仿真實驗(shyn)與分析 第一部分 NI Multisim10軟件(run jin)基礎 共七十七頁內容(nirng)= 基礎(jch)篇 =第1章 Multisim電路仿真軟件簡介第2章 仿真基礎（放置元件-電路圖編輯-仿真-報告）第3章 仿真基礎（元器件庫、虛擬儀器）第4章 仿真基礎（仿真分析方法）共七十七頁第2章 仿真(fn zhn)基礎2.1 建立電路文件2.2 放置(fngzh)元器件和儀表2.3 元器件編輯2.4 連線和進一步調整2.5 電路仿真2.6 輸出分析結果共七十七頁2.1 建立(jinl)電路文件打開Multisim時自動打開空白電路文件Circuit1，保存時可以

2、(ky)重新命名菜單File/New工具欄New按鈕快捷鍵Ctrl+N共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表元件數(shù)據(jù)庫：主元件庫（Master Database）,用戶元件庫（User Database），合作元件庫（Corporate Database）,后兩個(lin )庫由用戶或合作人創(chuàng)建，新安裝的Multisim這兩個(lin )數(shù)據(jù)庫是空的菜單Place Component元件工具欄：PlaceComponent繪圖區(qū)右擊利用彈出菜單快捷鍵Ctrl+W共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表以晶體管單管共射放大電路為例放置(fngzh)+12V電源：Place So

3、urce共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表放置(fngzh)+12V電源：修改電壓值為12V共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表放置(fngzh)電阻：Place Basic共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表放置(fngzh)電容共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表放置(fngzh)NPN晶體管共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表放置(fngzh)接地端共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表放置(fngzh)儀表：函數(shù)信號發(fā)生器（儀表工具欄）共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表信號發(fā)生器設置(shzh) 雙擊

4、函數(shù)信號發(fā)生器圖標彈出參數(shù)設置對話框共七十七頁2.2 放置(fngzh)元器件和儀表放置(fngzh)儀表：雙通道示波器（儀表工具欄）共七十七頁2.3 元器件編輯(binj)1. 元器件參數(shù)設置雙擊元器件，彈出相關對話框Label：標簽，Refdes編號，由系統(tǒng)自動分配，可以修改，但須保證編號唯一性Display：顯示Value：數(shù)值Fault：故障設置，Leakage漏電(lu din)；Short短路；Open開路；None無故障（默認）Pins：引腳，各引腳編號、類型、電氣狀態(tài)共七十七頁2.3 元器件編輯(binj)2. 元器件向導（Component Wizard） 對特殊要求，可以用

5、元器件向導編輯自己的元器件，一般是在已有元器件基礎上進行編輯和修改。 菜單(ci dn)Tools/ Component Wizard，按照規(guī)定步驟編輯 用元器件向導編輯生成的元器件放置在User Database(用戶數(shù)據(jù)庫)中。共七十七頁2.4 連線(lin xin)和進一步調整連線：1.自動連線：單擊起始引腳鼠標指針變?yōu)槭中危苿邮髽酥聊繕艘_或導線單擊；2.手動連線：在需要拐彎處單擊固定拐點；3.元器件與導線連接系統(tǒng)自動在交叉點放節(jié)點；4.交叉點：默認丁字交叉為導通，十字交叉為不導通，可分段連線，起點到交叉點，交叉點到終點；5.可以在已有連線上增加(zngji)一個節(jié)點（Juncti

6、on），從該節(jié)點引出新的連線，菜單Place/Junction/快捷鍵Ctrl+J。共七十七頁2.4 連線(lin xin)和進一步調整共七十七頁2.4 連線(lin xin)和進一步調整進一步調整：1.調整位置：選定元件，移動至合適位置；2.改變標號：雙擊進入屬性對話框更改；3.顯示(xinsh)節(jié)點編號以方便仿真結果輸出：Options/Sheet Properties/Circuit/Net Names:Show All4.導線和節(jié)點刪除：右擊/Delete共七十七頁2.4 連線(lin xin)和進一步調整共七十七頁2.4 連線(lin xin)和進一步調整顯示節(jié)點(ji din)編號

7、共七十七頁2.4 連線(lin xin)和進一步調整共七十七頁2.5 電路仿真按下仿真開關，電路開始工作(gngzu)雙擊示波器，調整示波器橫坐標和縱坐標共七十七頁2.5 電路仿真點擊(din j)Reverse按鈕可將背景反色共七十七頁2.5 電路仿真測周期 使用兩個(lin )標尺，顯示區(qū)給出對應時間及該時間的波形幅值共七十七頁2.6 輸出(shch)分析結果菜單Simulate/Analyses/DC Operating Point選擇(xunz)輸出節(jié)點1、4、5，點擊ADD、Simulate靜態(tài)工作點分析結果: 共七十七頁內容(nirng)= 基礎篇 =第1章 Multisim電路仿

8、真軟件(run jin)簡介第2章 仿真基礎（放置元件-電路圖編輯-仿真-報告）第3章 仿真基礎（元器件庫、虛擬儀器）第4章 仿真基礎（仿真分析方法）= 應用篇 =第5章 應用于電路分析第6章 應用于模擬電路第7章 應用于數(shù)字電路第8章 應用于單片機電路第9章 FPGA/CPLD仿真第10章 電子系統(tǒng)綜合設計共七十七頁第3章 仿真(fn zhn)基礎3.1 元器件庫3.2 虛擬儀器 Multisim之所以應用廣泛(gungfn)，主要原因是其提供了功能齊全的元器件庫和虛擬儀器。共七十七頁3.1 元器件庫分級存放體系，Database 數(shù)據(jù)庫Group 類別(libi)Family 系列共七十七

9、頁 電源庫、基本元器件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬(mn)器件庫、TTL庫、CMOS庫、單片機元器件庫、外圍設備庫、混合數(shù)字器件庫、混合庫、指示器庫、機電元件庫、射頻元件庫。共七十七頁3.1 元器件庫1.電源(dinyun)庫Source庫：包括電源、信號(xnho)電壓源、信號(xnho)電流源、受控電壓源、受控電流源、函數(shù)控制器件。 共七十七頁3.1 元器件庫2.基本(jbn)元器件庫BASIC庫：包含基礎元件，如電阻、電容(dinrng)、電感、二極管、三極管、開關等； 共七十七頁3.1 元器件庫3.二極管庫Diodes庫：二極管庫，包含普通二極管、齊納二極管、二極管橋、變容(bin r

10、n)二極管、PIN二極管、發(fā)光二極管等。 共七十七頁3.1 元器件庫4.三極管庫Transisitor庫：三極管庫，包含(bohn)NPN、PNP、達林頓管、IGBT、MOS管、場效應管、可控硅等； 共七十七頁5.模擬(mn)器件庫3.1 元器件庫Analog庫：模擬器件(qjin)庫，包括運放、濾波器、比較器、模擬開關等模擬器件(qjin) 共七十七頁3.1 元器件庫6.TTL元器件庫TTL庫：包含(bohn)TTL型數(shù)字電路 如7400 7404等門BJT電路。 共七十七頁3.1 元器件庫7.CMOS元器件庫COMS庫：COMS型數(shù)字電路(dinl)，如74HC00、74HC04等MOS管

11、電路(dinl)。 共七十七頁3.1 元器件庫8.單片機（微控制器）模塊(m kui)庫MCU Model： MCU模型(mxng)，Multisim的單片機模型(mxng)比較少，只有MCS51、PIC16模型(mxng)和ROM、RAM 共七十七頁9.混合數(shù)字(shz)器件庫3.1 元器件庫MIXC Digital：混合數(shù)字器件庫，包含DSP、CPLD、FPGA、PLD、單片機-微控制器、存儲器件、一些接口(ji ku)電路等數(shù)字器件 共七十七頁3.1 元器件庫10.混合(hnh)元器件庫Mixed：混合(hnh)庫，包含定時器、AC/DA轉換芯片、模擬開關、震蕩器等 共七十七頁3.1 元

12、器件庫11.指示(zhsh)元器件庫Indicators：指示器庫，包含(bohn)電壓表、電流表、探針、蜂鳴器、燈、數(shù)碼管等共七十七頁3.1 元器件庫12. 電力(dinl)元器件庫Power：電源(dinyun)庫，包含保險絲、穩(wěn)壓器、電壓抑制、隔離電源(dinyun)等 共七十七頁3.1 元器件庫13.雜項(z xin)元器件庫Misc：混合庫，包含(bohn)晶振、電子管、濾波器、MOS驅動等 共七十七頁3.1 元器件庫14.高級(goj)外設模塊庫Advance Periphearls庫：外圍器件庫，包含鍵盤(jinpn)、LCD和一個顯示終端的模型。 共七十七頁3.1 元器件庫15

13、.射頻(sh pn)元器件庫RF：RF庫，包含一些RF器件，如高頻(o pn)電容電感、高頻(o pn)三極管等 共七十七頁3.1 元器件庫16.電子機械器件(qjin)庫Elector Mechinical：電子機械器件庫，包含傳感開關(kigun)、機械開關(kigun)、繼電器、電機等。共七十七頁3.2 虛擬儀器模擬類：萬用表、示波器、信號發(fā)生器、伏安特性測試儀數(shù)字類：字信號發(fā)生器、邏輯(lu j)分析儀、邏輯(lu j)轉換器頻率類：頻譜儀、數(shù)字頻率計高頻類：端口網(wǎng)絡分析儀實際儀器：Agilent信號發(fā)生器、 Agilent示波器、Tektronix示波器LabVIEW虛擬儀器測量探針

14、共七十七頁3.2.1 萬用表(Multimeter) 測量交直流電壓、交直流電流、電阻、電路中兩個節(jié)點之間的分貝損耗。 不需用戶設置(shzh)量程，參數(shù)默認為理想?yún)?shù)（比如電流表內阻為0），用戶可以修改參數(shù)。A測電流V 測電壓 測電阻(dinz)dB 測兩節(jié)點之間電壓增益（dB=20lgVout/Vin） 測交流（有效值RMS） 測直流共七十七頁3.2.1 萬用表(Multimeter)Set按鈕：設置(shzh)萬用表參數(shù)。電流表內阻(并聯(lián))電壓表內阻（串聯(lián)）歐姆表電流測電壓(diny)增益時的相對電壓(diny)值電流表測量范圍電壓表測量范圍歐姆表測量范圍共七十七頁3.2.1 萬用表(M

15、ultimeter)測支路電流、支路電壓、端口等效(dn xio)電阻、節(jié)點電壓增益共七十七頁3.2.1 萬用表(Multimeter)支路電流(dinli)、支路電壓共七十七頁3.2.1 萬用表(Multimeter)節(jié)點4與0看進去(jn q)的等效電阻（V1置零）共七十七頁3.2.2 函數(shù)(hnsh)發(fā)生器(Function Generator) 產生正弦波、三角波、方波電壓信號。可設置(shzh)：頻率、幅值、占空比、直流偏置頻率范圍很寬：音頻至射頻頻率：0.001pHz-1000THz方波信號的占空比：1%-99%Set Rise/Fall Time: 方波信號設置上升/下降時間正極

16、性信號負極性信號有效值兩倍共七十七頁曲線顏色與電路中對應(duyng)導線同色共七十七頁3.2.3 功率(gngl)計(Wattmeter) 用來測量電路(dinl)交直流信號的功率、功率因數(shù)。 電壓端子與待測設備并聯(lián)測量電壓 電流端子與待測設備串聯(lián)測量電流功率：支路的有功功率功率因數(shù)：01共七十七頁3.2.3 功率(gngl)計(Wattmeter)功率表應用(yngyng)電路共七十七頁3.2.4 雙蹤示波器(Oscilloscope)示波器：測量信號電壓幅值和頻率，顯示波形曲線。雙蹤：同時測量兩路信號。六個端子(dun z)：A通道正負端、B通道正負端、外觸發(fā)正負端圖形顯示區(qū)測量數(shù)據(jù)顯示

17、區(qū)三個模塊設置時基模塊通道(tngdo)模塊觸發(fā)模塊共七十七頁3.2.4 雙蹤示波器(Oscilloscope)時基模塊 Y/T: 默認顯示方式，波形隨時間變化 ADD: A通道信號和B通道信號疊加顯示 B/A: A通道信號作為X軸掃描,B/A幅度商為Y軸輸出，是B通道信號隨A通道信號變化的波形 A/B : B通道信號作為X軸掃描,A/B幅度商為Y軸輸出，是A通道信號隨B通道信號變化的波形通道模塊 AC: 電容耦合，濾除信號直流部分，僅顯示交流部分 0：接地(jid)，沒有信號顯示 DC: 直接耦合，顯示直流和交流信號之和共七十七頁3.2.4 雙蹤示波器(Oscilloscope)觸發(fā)模塊觸發(fā)

18、信號：同步X軸時域掃描Edge: 觸發(fā)邊沿選擇（上升沿、下降沿、A通道、B通道、外部觸發(fā)）Level: 觸發(fā)電平，信號超過該值示波器才采樣顯示Type: 觸發(fā)方式 Sing.: 單次掃描，觸發(fā)信號來到后開始一次掃描 Nor.: 常態(tài)掃描，沒有(mi yu)觸發(fā)信號則沒有(mi yu)掃描線 Auto: 自動掃描，不管有無觸發(fā)信號均有掃描線共七十七頁3.2.4 雙蹤示波器(Oscilloscope)功能按鈕Reverse: 顯示(xinsh)窗口發(fā)色Save：存儲示波器數(shù)據(jù),格式*.scp注意： Multisim9之后的示波器可以測量差分信號，早期的版本只能測節(jié)點對地電壓波形常見問題： 時間分辨

19、率調的太小，波形可能(knng)向一個方向滑動，也可能(knng)出現(xiàn)反相跳動共七十七頁3.2.5 四通道(tngdo)示波器4個通道(tngdo)：A、B、C、D單擊通道選擇鈕設置各通道共七十七頁3.2.6 波特(b t)儀(Bode Plotter)測量電路的頻響（電壓(diny)增益、相位偏移）Mode模式選擇：Magnitude:信號增益； Phase: 相位偏移Log:對數(shù)刻度；Lin:線性刻度；F:終了; I:起始Save: 存儲數(shù)據(jù)*.tdm; Set: 設置顯示分辨率共七十七頁3.2.6 波特(b t)儀(Bode Plotter)設計(shj)低通濾波器電路:Tools/Ci

20、rcuit Wizards/Filter Wizard共七十七頁3.2.7 失真(sh zhn)分析儀（Distortion Analyzer）測量信號失真程度及信噪比的儀器(yq)只有一個輸入端子共七十七頁3.2.8 頻譜分析儀分析(fnx)信號的頻域特性的儀器共七十七頁3.2.9 網(wǎng)絡(wnglu)分析儀分析(fnx)雙端口網(wǎng)絡的儀器共七十七頁3.2.10 安捷倫示波器54622D: 2通道(tngdo)、16邏輯通道(tngdo)、100MHz帶寬共七十七頁3.2.11 泰克示波器TDS 2024: 4通道(tngdo)、200MHz帶寬共七十七頁3.2.12 測量(cling)探針（M

21、easurement Probe）測量(cling)不同節(jié)點的電壓、頻率等參數(shù)探針屬性設置：右擊/Probe properties共七十七頁內容(nirng)= 基礎篇 =第1章 Multisim電路仿真軟件簡介第2章 仿真(fn zhn)基礎（放置元件-電路圖編輯-仿真(fn zhn)-報告）第3章 仿真基礎（元器件庫、虛擬儀器）第4章 仿真基礎（仿真分析方法）= 應用篇 =第5章 應用于電路分析第6章 應用于模擬電路第7章 應用于數(shù)字電路第8章 應用于單片機電路第9章 FPGA/CPLD仿真第10章 電子系統(tǒng)綜合設計共七十七頁第4章 仿真(fn zhn)基礎（仿真(fn zhn)分析方法）

22、Mutisim提供了兩種電路分析方法：一種是儀表測量，另一種是其提供的仿真分析方法除了對電路測試外，還需研究諸如溫度對電路性能的影響、元器件精度對電路性能的影響，某項參數(shù)對電路工作指標的影響，這些需要仿真分析完成某些虛擬儀器可以完成仿真分析，如放大電路的頻響，可以用仿真分析方法中的交流分析得到結果(ji gu)，也可以用波特儀觀測結果(ji gu)共七十七頁直流工作點分析交流分析瞬態(tài)分析傅里葉分析噪聲分析噪聲系數(shù)分析失真分析直流掃描(somio)分析靈敏度分析參數(shù)掃描分析溫度掃描分析極零點分析傳遞函數(shù)分析最壞情況分析蒙特卡洛分析布線寬度分析批處理分析用戶自定義分析菜單(ci dn)Simulate/Analyses,列出所有分析類型共七十七頁第4章 仿真(fn zhn)基礎（仿真(fn zhn)分析方法）主工具欄共七十七頁第4章 仿真(fn zhn)基礎（仿真(fn zhn)分析方法）基本分析直流工作點分析確定電路靜態(tài)工作點交流分析分析線性電路的頻響瞬態(tài)分析時域響應分析傅里葉分析分析復雜周期波形噪聲和失真分析噪聲分析噪聲對電路性能的影響噪聲系數(shù)分析元器件