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文档简介
1、毕业设计姓 名: 武小利专 业: 应用电子技术 班 级: 应电0801 指导教师: 史春侠电子信息工程系印制二一年十月毕业设计任务书姓 名:武小利专 业:应用电子技术 班 级:应电0801 设计课题: 基于Multisim电路仿真设计指导教师:史 春 侠电子信息工程系印制二一年十月毕业设计题目: 基于Multisim的电路仿真实验设计毕业设计目的: 通过该设计使学生熟练掌握Multisim软件,并能应用于实际毕业设计任务:应用Multisim软件设计电路仿真实验。毕业设计主要技术数据: 必须有仿真实验数据与理论数据的比较毕业设计工作量要求:1、 电子版 A4纸打印包括电路图。2、 论文字数不少
2、于5000字。3、参考文献8篇。 毕业设计进度计划:第一周:通过书籍、上网查阅资料,了解Multisim软件的功能、作用。第二周:通过资料的掌握,方案论证,确定设计方案。第三周:画出原理框图并进行论文构思。第四周:通过与老师沟通修改设计内容。第五-八周:认真检查找出错误残缺,完善并提交设计。毕业设计应完成的技术资料:论文及电子版。参考文献: 1.杨利军.电子技术实验与实训教程.中南大学出版社,20072.郝波.电子技术基础模拟电子技术.西安电子科技大学出版社,20043.郭勇.EDA技术基础.机械工业出版社,20084.王行.EDA技术入门与提高.西安电子科技大学出版社,20055.蒋卓勤.M
3、ultisim2001及其在电子设计中的应用.西安电子科技大学出版社,20046.陈振源.电子技术基础.高等教育出版社,20057.康华光. 电子技术基础.高等教育出版社,20058.谢自美.电子线路设计、实验、测试.华中科技大学出版社,2000教研室主任意见:系主管领导意见:任务下达日期2010年09月21日规定完成日期2010年12月01日前言在当今电子设计领域,EDA设计和仿真是一个非常重要的设计环节。在众多的EDA设计和仿真软件中,Multisim2001以其强 大的仿真设计应用功能。Multisim2001及其相关库包的应用对提高学生的仿真设计能力,更新设计理念有较大的好处。在Mul
4、tisim 2001中,创建电路,仿真运行,数据报告,波形保存与调用等应用都十分简便和灵活。同时在仿真运行中可以自如地改变可调元件(电位器、可变电容)的主要参数和控制元件的状态,十分逼真地显示发光现象(6种颜色的发光二极管、灯泡、数码管、条形光柱等),蜂鸣器能够产生声响等明显的感官效果,有利于激发学生的学习兴趣。各种元件还能人为设置开路、短路、变值等故障,学习排除故障的方法和检修思路。Multisim 2001是一个用于电路设计和仿真的EDA工具软件,由于其强大的功能,形象生动的仿真效果,友好的界面,丰富的元件库和仪表库,在我国各级各类学校得到广泛的推广应用,尤其是电类专业可以将其作为电子电路
5、的教学示教、仿真实验、电子电路的设计等。它使得电子技术理论课的教学更加生动活泼,课堂的实验演示更加灵活方便。教学实践证明,学生学过Multisim 2001后,实践能力都有一定程度的提高。另外,在软件上进行教学和练习,没有任何元件、辅料的消耗,仪表也不存在损坏的问题,大大降低了教学成本。目 录第一章 绪论(1)1.1 Multisim2001软件的介绍1.2 Multisim2001的优点第二章 MULTISIM2001功能特点及基础操作(8)2.1 Multisim2001的功能特点2.2 Multisim2001的基础操作2.2 Multisim2001窗口界面2.2.2工具栏2.2.3元
6、件库2.3 Multisim2001虚拟仪器的使用2.3.1常用指示器件的使用2.3 2常用虚拟仪器的使用2.3.3仿真分析步骤2.3.4仿真分析方法第三章 Multisim在电路中的应用(25)3.1Multisim在电路与信号系统的仿真与应用3.1.1测量交流测量电路3.2 Multisim2001在模拟电路中的应用3.2.1测量晶体管输出特性3.3 Multisim2001在数字逻辑电路中的应用3.3.1译码器第四章 仪器仪表明细清单(34)结论(35)参考文献(36)致谢词(37)第一章 绪论1.1 Multisim2001软件的介绍Multisim2001是IIT公司于2001年推出
7、的最新版EDA软件,该软件以前的版本就是著名的EWB软件。Multisim2001分为多个版本,有Student(学生版)、Personal(个人版)、Education(教育版)、Professional(专业版)和Power Professional(增强专业版),本书介绍的Multisim2001是其功能最强大的增强专业版。 Multisim2001是一个功能强大的EDA系统,提供了一个非常大的元件数据库,并且可以在线更新,同时拥有VHDL和Verilog设计接口与仿真功能、FPGA和CPLD综合、RF设计能力和后处理功能,还可以导出制作PCB版的设计数据,实现与PCB制作软件的无缝数据
8、传输。1.2 Multisim2001的优点Multisim 2001是一个用于电路设计和仿真的EDA工具软件,由于其强大的功能,形象生动的仿真效果,友好的界面,丰富的元件库和仪表库,在我国各级各类学校得到广泛的推广应用,尤其是电类专业可以将其作为电子电路的教学示教、仿真实验、电子电路的设计等。它使得电子技术理论课的教学更加生动活泼,课堂的实验演示更加灵活方便。具有如下优点:1.系统高度集成,界面友好,操作方便Multisim 2001将原理图的创建、电路的测试分析和结果的图表显示等全部集成到同一个电路窗口中。整个操作界面就象一个实验工作台,有存放仿真元件的元件库,有存放测试仪表的仪器库,还有
9、进行仿真分析的各种操作命令。测试仪表和大部分元件的外形与实物非常接近,操作方法也基本相同,因而易学易用。它的基本操作与 Windows也相似,非常容易上手。2.具有数字、模拟及数字/模拟混合电路的仿真能力在电路窗口中既可以分别对数字或模拟电路进行仿真,也可以将数字元件和模拟元件连接在一起进行仿真。还具有射频电路的仿真功能。3.丰富的元件库与仪器库Multisim 2001提供了15个元件库,包含几乎所有的现实电子元件且同规格的元件可以无限量地使用。为了满足理论分析的需要,有部分元件是理想元件,即元件的大部分模型参数是典型值,还可以由用户根据需要自行确定参数。值得一提的是网络元件库,它能根据电子
10、元件的更新换代及时地发布最新元件,方便用户调用。Multisim 2001提供了11种虚拟仪器(数字万用表、函数信号发生器、瓦特表、示波器、扫频仪、失真度仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、频谱分析仪、网络分析仪),满足电路仿真运行的需要。他们的使用方法与现实仪器基本一致,使用数量也不受限制,仪表的测量精度极高。其中逻辑转换仪是虚拟仪表,它具有在真值表、逻辑表达式、逻辑电路之间相互转换的功能(只要点击转换按钮),还能转换成最简逻辑表达式或用与非门构成的逻辑电路,化解了教学中的难点。4.使用灵活方便,形象直观、生动在Multisim 2001中,创建电路,仿真运行,数据报告,波形保存与调用
11、等应用都十分简便和灵活。同时在仿真运行中可以自如地改变可调元件(电位器、可变电容)的主要参数和控制元件的状态,十分逼真地显示发光现象(6种颜色的发光二极管、灯泡、数码管、条形光柱等),蜂鸣器能够产生声响等明显的感官效果,有利于激发学生的学习兴趣。各种元件还能人为设置开路、短路、变值等故障,学习排除故障的方法和检修思路。在Multisim 2001的教学过程中,学生掌握软件的使用并不困难,关键是要学会在Multisim 2001的平台上验证电子技术中的定理、公式;通过仿真运行观察电路的功能和特性,电路中每个元件的作用及参数改变对电路性能的影响等;掌握模拟、数字基本单元电路的结构和特点后,可以尝试
12、进行局部电路的改进或简单电子电路的设计,使学生加深对电路的理解,提高应用能力。教学实践证明,学生学过Multisim 2001后,实践能力都有一定程度的提高。另外,在软件上进行教学和练习,没有任何元件、辅料的消耗,仪表也不存在损坏的问题,大大降低了教学成本。因此,应大力推广Multisim 2001在电类教学中的应用。第二章 Multisim 2001功能特点及基础操作2.1 Multisim2001软件的功能特点(1) 集成环境,简洁易用 在Multisim2001中,只有一个程序界面,但在该界面中,集成了从电路创建、修改到仿真及数据后处理的EDA设计的主要流程,不仅有利于对该软件的学习,也
13、大大方便了设计人员的操作,极大地提高了工作效率。(2)虚拟实验仪器丰富 作为一个功能强大、仪器齐全的虚拟电子实验平台,Multisim2001为设计人员不仅提供了常用的仪器,如万用表、示波器等,还提供了许多单位无条件具备的网络分析仪、频谱分析仪等仪器。这些虚拟仪器,功能与现实仪器相同,而且其操作面板也与现实仪器神似,这些虚拟仪器的使用,方便了设计人员的设计工作,也大大提升了该软件的功能。(3)分析功能多样 Multisim2001为设计人员提供了多种仿真分析方法,有直流工作点分析、瞬态分析、傅立叶分析、噪声和失真分析等 19 种之多。这些分析功能基本满足了电子电路的分析设计要求,尤其是其极具特
14、色的RF电路分析功能,是一般EDA软件所不具备的。(4)输入输出接口具有广泛的兼容性 Multisim2001可以打开具有Spice 内核的其他EDA软件生成的网表文件,可以打开EWB4.0、EWB5.0环境下生成的电路文件,也可以把 Multisim2001环境下创建的电路原理图文件导出为.NET或.PLC文件,供Protel 、Ultiboard等PCB 软件进行印刷电路板设计,或者将当前电路文件导出为网表文件,供其他EDA软件共享设计成果。更具特色的是Multisim2001可以将仿真分析结果导出为Excel文件(如结果波形各点的坐标数据),方便了设计人员对结果数据的分析。(5)可自定义
15、设计环境 Multisim2001提供了极具人性化的设计工具,允许设计人员自定义设计环境,利用Options|Preferences菜单项,可以根据设计需要,灵活设定元器件采用的符号标准、电路图的显示属性、工作区的显示属性及其大小、说明文字的格式、导线线型等设计要素。除了上述的特点外,Multisim2001还支持 VHDL 和 Verilog 语言的电路仿真与设计。2.2 Multisim2001基本操作2.2 .1 Multisim2001窗口界面双击屏幕桌面的图标,或单击任务栏上“开始”-”程序”-”Multisim 2001程序组“-”Multisim 2001”,进入Multisim
16、 2001的窗口。图1其各部分主要功能如下:电路工作区。用于搭接仿真电路和方针分析结果显示。(1)菜单栏。包括File(文件)、Edit(编辑菜单)、View(视图菜单)、Place(放置菜单)、Simulate(仿真菜单)、Transfer(导出菜单)、Tools(设计工具菜单)、Options(选项菜单)、和Help(帮助菜单)等。(2)工具栏。共有5个工具栏。分别是System(系统工具栏)、Designs(设计工具栏)、Instrument(仪器工具栏)、Zoom(缩放工具栏)、忽然In Use List(当前元件清单),它们提供了电路仿真中常用的操作按钮。执行菜单“view” -”T
17、ools”可打开或关闭元器件栏,系统默认为打开状态.(3)元器件栏.提供电路仿真所需的各种元器件,执行菜单”View”-”Component Bars”可打开或关闭元器件栏,系统默认为打开状态。(4)仿真开关。用于控制仿真实验的操作进程,执行菜单”View”-“Show Simulation Switch”可打开或关闭仿真开关,系统默认打开状态,图中.2.2.2主要工具栏1.系统工具栏系统工具栏如图2所示,其中各个按钮的名称及其功能与Windows基本相同。图22.设计工具栏设计工具栏如图3,设计工具栏共有9个按钮,可以完成启动仿真、仿真分析、导出、仿真后处理、元件设计及工具栏设置等功能。图3
18、3.仪器库栏仪器库栏提供了11种仿真测试仪器,常用的有数字万用表、函数信号发生器、功率计、双踪示波器、波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真分析仪和频谱分析仪、网络分析仪等2.2.3元件库元件库有两种工业标准,即ANSI和DIN,每种标准采用不同的图形符号表示,如图4所示,单击工具库栏的某个图标即可打开该元器件库,元器件的图形DIN标准ANSI标准图4Multisim 2001提供有实际元器件和理想元器件,实际元器件是具有实际标称值或型号的元器件,一般提供有元件封装;理想元器件用户可随意定义其数值或型号,包括所有电源。电阻、电容、电感和运放电路,理想元器件没有定义元件封装形式,
19、只能用于创建原理图,如果要输出到PCB软件进行制版,必须修改网络表文件中的元件封装。2.3 Multisim 2001虚拟仪器的使用2.3.1常用指示器件的使用1.电压表和电流表的使用Multisim 2001的指示器件库(Indicators)(图标为)中提供有电压表(Voltmeter)和电流表(Ammeter),如图5所示电压表和电流表分别测量电路中交、直流电压和电流,其数值可直接从表头上读取,仪表有两个端子与电路连接、并有“+”、“-”标志,仪表的接线端可以进行旋转操作。 双击电压表或电流表,屏幕弹出仪表设置对话框,单击Value选项卡,设置仪表参数,如图5所示的Resistance栏
20、用于设置内阻,一般为提高测量精度,电压表的内阻要设置大一些,电流表的内阻要设置小一些;Mode下拉列表表框用于交流(AC)、直流(DC)工作方式。图5如图6所示为一个仪表测量的应用实例,图中的电压表和电流表均工作在DC状态。通过理论计算可以获得端电压为6V,支路电流为0.6mA,与实际测力相符。图62.电压探测器、灯泡、条形光柱的使用 电压探测器相当于一个发光二极管,但它是一个单端元件,当其端电压大于设置时,探测器被点亮。实际灯泡的工作电压和功率不可设置,灯泡的额定电压对交流信号而言是指其最大值,当初在灯泡两端的电压在额定电压的50%100%时,灯泡一边亮;当加在灯泡两端的电压在额定电压的10
21、0%150%时,灯泡两边亮。当加在灯泡两端的电压大于额定电压的150%时,灯泡被烧毁,只能从新选取新的灯泡。对于直流而言,灯泡发出稳定的灯光;对于交流而言,灯泡将一闪一闪的发光。条形光柱类似于几个LED发光二极管的串联,当电压超过某个电压值时,相应的LED之下的数个LED全部点亮,它可以指示当前的电平状态。如图7所示,电压探测器的门限电压为12V,故探测器发光。图7图8中灯泡的功率为100W,额定电压为100V,而加在其两端的是峰值电压为120V交流电压,故灯泡两边亮,且闪烁。图8图9中条形光柱上所加的电压为12V,其10个LED管中有8个亮点,指示当前的电平状态。图93.数码管的使用指示器件
22、库中的数码管有两类,即七段数码管(SEVEN_SEG_DISPLAY或SEVEN_SEG_COM_K)和带译码的8421数码管(DCD-HEX),其外观如图10所示 图10其段数码管的每一段与引脚之间有唯一的对应关系,在某一引脚上加高电平,其对应的数码管就发光显示,如果要用七段数码管显示十进制数,需要加上一个译码电路。带译码的8421数码管有4个引脚线,从左到右分别对应4位二进制数的高位至低位,可以显示0F之间的16个数。2.3 2常用虚拟仪器的使用1.仪器的基本操作虚拟仪器有仪器按钮、仪器图标和仪器面板3种表示方式。如图11所示为数字万用表的图标、面板图及仪器工具栏,图标上有对应的接线柱。图
23、11仪器存放在仪器库栏,移动光标到适当位置单击放置该仪器。仪器的图标用于连接线路。双击仪器图标可打开仪器的面板。 2.双综示波器示波器可以直观地观测信号的时域波形,系统提供了数字式存储示波器,可以观察到瞬间变化的波形。如图12所示为示波器的图标 。图12扫描时基选择示波器的扫描时基选择面板如图13所示,图13其中: Scale(扫描时间)表示X轴方向每一刻度代表的时间,一般初始设置扫描时间与被测电路中的信号周期一致。 X position(X位移)表示X轴方向时间基线的起始位置。 Y/T表示Y轴显示A、B通道信号波形,X轴方向显示时间基线。 Add表示Y轴显示A、B通道信号迭加波形,X轴方向显
24、示时基。B/A表示将A通道信号作为X轴扫描信号,将B通道信号施加在Y轴上显示,A/B与上述相反。 输入通道设置 示波器有两个完全相同的输入通道A和B,其面板如图14所示,图14其中: Scale(伏/度选择)用于设置Y轴方向每格的电压值。 Y position(Y位移)用于表示Y轴方向时间基线的起始位置。输入耦合方式中有三种,“AC”表示交流耦合;“0”表示接地,可用于确定零电平在屏幕上的基准位置;“DC”表示直流耦合。 其中B通道中的 按钮在单独使用时,显示B通道的反相波形,若与时基调节中的Add一起使用,则显示A、B通道A-B迭加波形。 触发方式设置 示波器的触发方式设置面板如图15所示图
25、15其中: Edge用于选择上升沿触发或下降沿触发。 Level用于选择触发电平的大小。 触发方式有六种选择,一般情况下使用“Auto”方式。示波器读数方法 为了测量准确和读数方便,一般在暂停仿真操作冻结波形后,再进行观测。图3-14中的指针1处读数中的T1表示当前位置的时刻,VA1表示当前位置A通道的电压值,VB1表示当前位置B通道的电压值;指针1、2处的读数差中的T2-T1表示两读数轴之间的时间差,它一般用于测量信号周期等;VA2-VA1(或VB2-VB1)表示两读数轴处A(或B)通道波形的电压差,一般用于测量信号的幅度、峰峰值等。2.3.3仿真分析步骤1.在电路仿真中,输出变量以节点编号
26、形式出现,节点编号是由系统自动产生的,系统默认为隐藏状态。通常在仿真分析时,将电路的节点编号设置为显示状态。在工作区的空白位置单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“Show.”,屏幕弹出如图16所示的菜单,图16选中Show Node Name,电路中将显示节点编号。如图17所示为设置显示节点编号后的RC微分电路,输出节点为4。 图17双击节点上的连线,屏幕弹出对话框,可以修改节点编号,但同一电路上的节点编号是不允许重复的,地线的节点编号系统自动设置为0。 2.常用分析选项 2.1 执行菜单SimulationAnalyses(仿真分析),屏幕弹出分析方法供选择,移动光标选中所需的分析方法,屏幕弹
27、出设置对话框,不同分析方法的对话框内容不同,但选项卡主要内容基本相同,主要如下: Analysis Parameters,设置分析参数。 Output Variables,设置电路分析的输出变量。 Miscellaneous Options,设置辅助参数。 Summary,显示仿真过程中汇总参数,一般选默认。 2.2输出变量设置 在电路分析前,必须先设置电路的输出变量。执行SimulationAnalyses,选中分析方法后,屏幕弹出参数设置对 话框,如图18所示图18为AC Analysis(交流分析)对话框,图中选中Output Variable选项卡设置输出变量,图中设置输出节点为3。
28、输出变量类型。在Variables In Circuit中有四种选择。 Voltage(节点电压)。显示方式为节点编号。 Current(支路电流)。显示方式如 “vv1#branch”,它表示元器件参考编号为V1所在支路。Voltage and Current(电压和电流)。在显示区中显示节点编号和支路电流。 All Variables(所有变量)。显示包含数字元器件在内的变量。其中数字元器件变量显示如“du1:a”、“du1:y”等。 选择输出变量。用鼠标单击选择显示区内电路中的变量,然后单击【Plot during simulation】(仿真输出)按钮,则选择的变量显示在右边方框内。
29、移去输出变量。在右边方框中选中要移走输出变量,单击【Remove】按钮移去变量。 上述设置完毕后,用单击【Simulate】(仿真)按钮,仿真分析结果显示在分析显示图中。 2.3.4 仿真分析方法1.直流工作点分析是电路分析的基本步骤,在进行直流工作点分析时,交流源将视为短路,电容视为开路,电感视为短路。(1)创建要分析的电路,如图19所示为直流电路。(2)由基尔霍夫定理所列程为:a+c-b=0U1+R1a+bR2+U2=0bR2+U2+R3=0 解为:-4.83333A-3.36667A节点5电压为12,节点6电压为-5V,节点7电压为2.3333V。图19(3)设置系统工作参数,显示节点编
30、号。(4)执行菜单命令SimulationAnalysesDC Operation Point,屏幕弹出分析设置对话框,在其中选择输出变量,本例输出变量选择为节点1、2、3和两个支路电流。(5)单击【Simulate】按钮,开始进行电路仿真。 直流工作点也可用电压表、电流表或数字万用表来测量。执行仿真后,系统将自动把电路中所选择的节点电压和支路电流数值显示在分析显示图中,如图20所示。图20根据图中的原理,流过R1的电流应为支路电流vu1#branch,从节点1、节点2的工作电压可以推算出该支路电路为:(12-2.33333)/2=4.8333A,与测量值相符。2. 交流分析是分析在交流小信号
31、下的电路中任意节点处的频率特性曲线,包括幅频和相频特性曲线。分析时,电路中的直流电压源视为短路,直流电流源视为开路,非线性元器件用线性交流小信号模型等效电路代替,交流信号源、电容、电感工作在交流模式,输入信号设置为正弦波形式。创建分析电路,如图21所示为单调谐放大电路。 图21设置节点编号为显示状态。执行菜单SimulationAnalysesAC Analysis,屏幕弹出如图22所示对话框,图22单击Analysis Parameter选项卡设置分析参数,对话框具体内容如表1所示表1AC 分析参数 含义和设置要求Start Frequency扫描起始频率,默认设置为:1HzEnd Freq
32、uency扫描终点频率,默认设置为:10GHzSweep Type扫描形式:Decade(十倍频)/Liner(线性)/Octave(二倍频程)。默认设置:十进制Number of Point per decade显示点数,默认值为:10Vertical Scale垂直尺度形式(幅度刻度):Liner(线性)/Logarithm(对数)/decimal(分贝)/octave(二倍频程)。默认设置为:对数图中设置为频率范围150kHz250kHz,扫描方式Linear,扫描点数200,垂直标尺采用Linear。 单击Output Variable(输出变量)项,设置电路的分析节点,本例中分析节点
33、设置为7。单击【Simulate】,显示图上显示节点的频率特性图,如图23所示,图中有幅频特性和相频特性两种频率特性曲线。图23读取测量数据。在图中,拖动读数轴读出所需数值,从图中读数轴1、2均位于峰值电压的0.707位置,故x1与x2的差值dx即为该电路的带宽,从图中可以读出该电路的带宽为3.0151kHz。 3.逻辑分析仪逻辑分析仪可以同时观察多路逻辑信号波形,适用于逻辑信号高速采集和准确的时序分析,是分析和设计大规模数字系统的有力工具。系统提供的分析仪可以同步记录和显示16路逻辑信号,其图标和面板图如图24所示。图241.连接电路 逻辑分析仪图标左侧16个端口是输入信号端,使用时连接电路
34、的测量点,图标下部的C端口为外时钟输入端,Q端口为时钟控制输入端,T是触发控制输入端。2.面板输入端和逻辑波形显示 图中面板左边的16个小圆圈对应16个输入端,从上到下排列依次为最低位至最高位。为区别各路的波形,一般将输入的连接导线设置为不同的颜色。 波形的时间轴可以通过面板下边的Clocks/Div栏(时基)设置。当波形密集时,可将时基设置小一点。拖动读数指针可以读取数据,面板下部的两个方框内显示指针处的时间读数和逻辑读数(16进制数)。3.时钟控制设置 单击面板下部Clock区的【Set】按钮,可以对波形采集的控制时钟进行设置。 时钟源选择Internal,必须在内部时钟频率栏内输入相应频
35、率。Clock qualifier(时钟触发电平控制)的设置决定时钟控制输入端对时钟的控制方式,选中外部时钟(External)时才起作用。 4.触发模式设置单击Trigger区的【Set】按钮可以进行触发模式设置。触发时钟沿有上升沿(Positive)、下降沿(Negative)和任意边沿(Both)三种选择选择。 Trigger qualifier(触发电平限制)对触发有控制作用,若该位设置为“X”,则触发控制端不起作用;若该位设置为0(或1),则仅当触发控制端输入信号为0(或1)时,触发字才起作用。 第三章 Multisim在电路中的应用3.1Multisim在电路与信号系统的仿真与应用
36、3.1.1测量交流测量电路1.工作原理(如图25)图25交流电路参数的测量可以通过交流电压表、交流电流表和瓦特表分别测出被测电路两端和电压、流过的电流及其小号的有功功率,然后计算出交流电路的参数:图26阻抗的模值为Z=U/I功率因数为 cost&=P/UI被测电路的阻抗属于容性或感性,可以利用示波器观察电流与电压之间的相位关系,电流超前为容性,电流滞后为感性。 如图27所示为被测试的电路,电路中连接了瓦特表、示波器、电压表、和电流表,被测的电路为一个RC电路。图中的电阻R2是用于测量波形的辅助元件,它的取值必须足够小,不能影响RC电路的特性。1. 仿真分析(1) 根据图27所示图27(2)将电
37、流表和电压表的和属性设置为AC。(3)运行仿真开关,3个表头读数分别为:U=9.998,I=0.21,P=2.037W。根据测量值可以计算出Z=U/I=47.6,cost&=P/(UI)=0.97.(4)将示波器A、B两通道的连接线设置为不同颜色,以便辨别波形(5)双击示波器图标,观察波形,如图28所示图283.2 multisim在模拟电路中的应用3.2.1测量晶体管输出特性如图29所示为晶体管输出特性曲线测试电路,在multiSIM 2001环境下,无需通过逐渐测量来产生特性曲线,使用该软件的 DC Sweep分析功能,并通过后处理器的配合使用,可以直接获得晶体管输出特性曲线。图292.
38、直流扫描分析(1)执行菜单“Simulate”-”Analysis”-”DC Sweep”进行参数扫描分析。(2)根据图所示设置分析参数,其中Source 1设置为Uce,Source 2设置为Ib,具体参数如图30所示 图30(3)设置输出节点为流过电压源Vce的电流,即vvce#banch,实际上就是-Ic。(4)单击图中的【Simulate】按钮,系统进行仿真分析结果图,如图31所示图31显示图中的曲线与实际的晶体管输出特性曲线有一定的不同,主要在于纵坐标,图中vvce#branch,实际上就是-Ic,这不符合正常的习惯,所以要通过后处理器来解决这个问题,即把纵坐标倒向。3. 后处理器使
39、用(1) 执行菜单“Simulate”-”Post process”屏幕弹出后处理器对话框,如图32所示图32(2)单击【New Page】按钮,建立新页“NPN型晶体管输出特性曲线”。(3)单击【New Graph】按钮,建立新曲线“NPN特性曲线”。(4)在Analysis Results栏中选中“DC transfer characteristic(dc01)”;然后选中Available functions栏中的函数“-”,单击【Cop Function To Track 】按钮;在选中Analysis Variables栏中的变量“vvce#branch”按钮,定义变量;最后单击【A
40、dd Track】按钮,确定曲线“-dc.vvce#branch”(即把纵坐标改为Ic),并显示在Track to plot中,同样方法设置其他六条曲线。(5)单击图中【Draw】按钮,系统进行仿真分许,屏幕弹出分析结果图,如图33所示。从图中可以看出,经过后处理的曲线与实际的晶体管特性曲线是不一致的。图333.3 Multisim在数字逻辑电路中的应用3.3.1译码器1.工作原理如图所示为使用4511组成的译码显示电路,它将输入的二进制转化为七段数码管相应的电平,并通过七段数码管显示相应的数码。根据显示的要求不同,通常有BCD显示译码器和十六进制的显示译码器,常用的显示译码器有7448、45
41、11等。4511是一种BCD译码驱动器,DADD是一种十六进制数,OAOG为七段译码器输出。4511的输入端通过字信号发生器提供递增编码,循环输出0000 000F2.仿真分析a) 搭接如图34所示电路b) 设置信号发生器输出递增编码c) 启动电路,观察数码管显示状态可以看出,两数码管在1011-111输出图34第四章 仪器仪表明细清单以下是这次仿真电路设计所需的电子元器件的明细清单,是本次设计是从许许多多元器件中挑选的一部分,还有很多,这是本次设计所用的。结论毕业设计是我们作为学生在学习阶段的最后一个环节,是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用,是一种综合的再学习、在提高的过程,这一过程对学生的学习能力和独立思考及工作能力也是一个培养,同时毕业设计的水平也反映了大学教育的综合水平,因此学校十分重视毕业设计这一环节,加强对毕业设计工作的指导和动员教育。随着毕业日子的到来,毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只
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