电子仿真实验与设计_chh2基础操作

1、电路仿真实验与分析 第一部分 NI Multisim10软件基础 内容= 基础篇 =第1章 Multisim电路仿真软件简介第2章 仿真基础（放置元件-电路图编辑-仿真-报告）第3章 仿真基础（元器件库、虚拟仪器）第4章 仿真基础（仿真分析方法）第2章 仿真基础2.1 建立电路文件2.2 放置元器件和仪表2.3 元器件编辑2.4 连线和进一步调整2.5 电路仿真2.6 输出分析结果2.1 建立电路文件 打开Multisim时自动打开空白电路文件Circuit1，保存时可以重新命名 菜单File/New 工具栏New按钮 快捷键Ctrl+N2.2 放置元器件和仪表 元件数据库：主元件库（Mast

2、er Database）,用户元件库（User Database），合作元件库（Corporate Database）,后两个库由用户或合作人创建，新安装的Multisim这两个数据库是空的 菜单Place Component 元件工具栏：PlaceComponent 绘图区右击利用弹出菜单 快捷键Ctrl+W2.2 放置元器件和仪表 以晶体管单管共射放大电路为例 放置+12V电源：Place Source2.2 放置元器件和仪表 放置+12V电源：修改电压值为12V2.2 放置元器件和仪表 放置电阻：Place Basic2.2 放置元器件和仪表 放置电容2.2 放置元器件和仪表放置NPN晶

3、体管2.2 放置元器件和仪表放置接地端2.2 放置元器件和仪表放置仪表：函数信号发生器（仪表工具栏）2.2 放置元器件和仪表 信号发生器设置 双击函数信号发生器图标弹出参数设置对话框2.2 放置元器件和仪表放置仪表：双通道示波器（仪表工具栏）2.3 元器件编辑1. 1. 元器件参数设置双击元器件，弹出相关对话框uLabel：标签，Refdes编号，由系统自动分配，可以修改，但须保证编号唯一性uDisplay：显示uValue：数值uFault：故障设置，Leakage漏电；Short短路；Open开路；None无故障（默认）uPins：引脚，各引脚编号、类型、电气状态2.3 元器件编辑2. 元

4、器件向导（Component Wizard） 对特殊要求，可以用元器件向导编辑自己的元器件，一般是在已有元器件基础上进行编辑和修改。 菜单Tools/ Component Wizard，按照规定步骤编辑 用元器件向导编辑生成的元器件放置在User Database(用户数据库)中。2.4 连线和进一步调整连线：1.1.自动连线：单击起始引脚鼠标指针变为十字形，移动鼠标至目标引脚或导线单击；2.2.手动连线：在需要拐弯处单击固定拐点；3.3.元器件与导线连接系统自动在交叉点放节点；4.4.交叉点：默认丁字交叉为导通，十字交叉为不导通，可分段连线，起点到交叉点，交叉点到终点；5.5.可以在已有连线

5、上增加一个节点（JunctionJunction），从该节点引出新的连线，菜单Place/Junction/Place/Junction/快捷键Ctrl+JCtrl+J。2.4 连线和进一步调整2.4 连线和进一步调整进一步调整：1.1.调整位置：选定元件，移动至合适位置；2.2.改变标号：双击进入属性对话框更改；3.3.显示节点编号以方便仿真结果输出：Options/Sheet Options/Sheet Properties/Circuit/Net Names:Show AllProperties/Circuit/Net Names:Show All4.4.导线和节点删除：右击/Delet

6、e/Delete2.4 连线和进一步调整2.4 连线和进一步调整显示节点编号显示节点编号2.4 连线和进一步调整2.5 电路仿真 按下仿真开关，电路开始工作 双击示波器，调整示波器横坐标和纵坐标2.5 电路仿真 点击Reverse按钮可将背景反色2.5 电路仿真 测周期 使用两个标尺，显示区给出对应时间及该时间的波形幅值2.6 输出分析结果 菜单Simulate/Analyses/DC Operating Point 选择输出节点1、4、5，点击ADD、Simulate静态工作点分析结果: 内容= 基础篇 =第1章 Multisim电路仿真软件简介第2章 仿真基础（放置元件-电路图编辑-仿真-

7、报告）第3章 仿真基础（元器件库、虚拟仪器）第4章 仿真基础（仿真分析方法）= 应用篇应用篇 =第第5章章 应用于电路分析应用于电路分析第第6章章 应用于模拟电路应用于模拟电路第第7章章 应用于数字电路应用于数字电路第第8章章 应用于单片机电路应用于单片机电路第第9章章 FPGA/CPLD仿真仿真第第10章章 电子系统综合设计电子系统综合设计第3章 仿真基础3.1 元器件库3.2 虚拟仪器 MultisimMultisim之所以应用广泛，主要原因是其提供之所以应用广泛，主要原因是其提供了功能齐全的元器件库和虚拟仪器。了功能齐全的元器件库和虚拟仪器。3.1 元器件库 分级存放体系，Databas

8、e 数据库Group 类别Family 系列 电源库、基本元器件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTLTTL库、CMOSCMOS库、单片机元器件库、外围设备库、混合数字器件库、混合库、指示器库、机电元件库、射频元件库。3.1 元器件库1.1.电源库SourceSource库：包括电源、信库：包括电源、信号电压源、信号电流源、号电压源、信号电流源、受控电压源、受控电流源、受控电压源、受控电流源、函数控制器件。函数控制器件。 3.1 元器件库2.2.基本元器件库BASICBASIC库：包含基础元库：包含基础元件，如电阻、电容、电件，如电阻、电容、电感、二极管、三极管、感、二极管、三极管、开关等

9、；开关等； 3.1 元器件库3.3.二极管库DiodesDiodes库：二极管库，库：二极管库，包含普通二极管、齐纳包含普通二极管、齐纳二极管、二极管桥、变二极管、二极管桥、变容二极管、容二极管、PINPIN二极管、二极管、发光二极管等。发光二极管等。 3.1 元器件库4.4.三极管库TransisitorTransisitor库：三极库：三极管库，包含管库，包含NPNNPN、PNPPNP、达林顿管、达林顿管、IGBTIGBT、MOSMOS管、场管、场效应管、可控硅等；效应管、可控硅等； 5.5.模拟器件库3.1 元器件库AnalogAnalog库：模拟器件库，包括运放、滤波器、比较器、模拟库

10、：模拟器件库，包括运放、滤波器、比较器、模拟开关等模拟器件开关等模拟器件 3.1 元器件库6.TTL6.TTL元器件库TTLTTL库：包含库：包含TTLTTL型数字电路型数字电路 如如7400 74047400 7404等门等门BJTBJT电路。电路。 3.1 元器件库7.CMOS7.CMOS元器件库COMSCOMS库：库：COMSCOMS型数字电路，如型数字电路，如74HC0074HC00、74HC0474HC04等等MOSMOS管电路。管电路。 3.1 元器件库8.单片机（微控制器）模块库MCU ModelMCU Model： MCUMCU模型，模型，MultisimMultisim的单片

11、机模型比较少，的单片机模型比较少，只有只有MCS51MCS51、PIC16PIC16模型和模型和ROMROM、RAM RAM 9.9.混合数字器件库3.1 元器件库MIXC DigitalMIXC Digital：混合数字器件库，包含：混合数字器件库，包含DSPDSP、CPLDCPLD、FPGAFPGA、PLDPLD、单片机、单片机- -微控制器、存储器件、一些接口电路等数字器件微控制器、存储器件、一些接口电路等数字器件 3.1 元器件库10.10.混合元器件库MixedMixed：混合库，包含定时器、：混合库，包含定时器、AC/DAAC/DA转换芯片、模转换芯片、模拟开关、震荡器等拟开关、震

12、荡器等 3.1 元器件库11.指示元器件库IndicatorsIndicators：指示器库，包含电压表、电流表、探针、蜂鸣器、：指示器库，包含电压表、电流表、探针、蜂鸣器、灯、数码管等灯、数码管等3.1 元器件库12. 电力元器件库PowerPower：电源库，包含保险丝、稳压器、电压抑制、隔离电源等：电源库，包含保险丝、稳压器、电压抑制、隔离电源等 3.1 元器件库13.杂项元器件库MiscMisc：混合库，包含晶振、电子管、滤波器、：混合库，包含晶振、电子管、滤波器、MOSMOS驱动等驱动等 3.1 元器件库14.高级外设模块库Advance PeriphearlsAdvance Per

13、iphearls库：外围器件库，包含键盘、库：外围器件库，包含键盘、LCDLCD和一个显示终端的模型。和一个显示终端的模型。 3.1 元器件库15.射频元器件库RFRF：RFRF库，包含一些库，包含一些RFRF器件，如高频电容电感、器件，如高频电容电感、高频三极管等高频三极管等 3.1 元器件库16.电子机械器件库Elector MechinicalElector Mechinical：电子机械器件库，包含传感开关、机：电子机械器件库，包含传感开关、机械开关、继电器、电机等。械开关、继电器、电机等。3.2 虚拟仪器u模拟类：万用表、示波器、信号发生器、伏安特性测试仪u数字类：字信号发生器、逻辑

14、分析仪、逻辑转换器u频率类：频谱仪、数字频率计u高频类：端口网络分析仪u实际仪器：Agilent信号发生器、 Agilent示波器、Tektronix示波器uLabVIEW虚拟仪器u测量探针3.2.1 万用表(Multimeter) 测量交直流电压、交直流电流、电阻、电路中测量交直流电压、交直流电流、电阻、电路中两个节点之间的分贝损耗。两个节点之间的分贝损耗。 不需用户设置量程，参数默认为理想参数（比不需用户设置量程，参数默认为理想参数（比如电流表内阻为如电流表内阻为0 0），用户可以修改参数。），用户可以修改参数。AA测电流测电流V V 测电压测电压 测电阻测电阻dB dB 测两节点之间电压

15、增测两节点之间电压增益（益（dB=20lgVout/VindB=20lgVout/Vin） 测交流（有效值测交流（有效值RMSRMS） 测直流测直流3.2.1 万用表(Multimeter)SetSet按钮：设置万用表参数。按钮：设置万用表参数。电流表内阻电流表内阻( (并联并联) )电压表内阻（串联）电压表内阻（串联）欧姆表电流欧姆表电流测电压增益时的相对电压值测电压增益时的相对电压值电流表测量范围电流表测量范围电压表测量范围电压表测量范围欧姆表测量范围欧姆表测量范围3.2.1 万用表(Multimeter) 测支路电流、支路电压、端口等效电阻、节点电压增益3.2.1 万用表(Multime

16、ter) 支路电流、支路电压3.2.1 万用表(Multimeter) 节点4与0看进去的等效电阻（V1置零）3.2.2 函数发生器(Function Generator) 产生正弦波、三角波、方波电压信号。可设置：频率、幅值、占空比、直流偏置频率范围很宽：音频至射频频率：频率：0.001pHz-1000THz0.001pHz-1000THz方波信号的占空比：方波信号的占空比：1%-99%1%-99%Set Rise/Fall Time: Set Rise/Fall Time: 方波信号方波信号设置上升设置上升/ /下降时间下降时间正极性信号正极性信号负极性信号负极性信号有效值两倍有效值两倍曲

17、线颜色与电路曲线颜色与电路中对应导线同色中对应导线同色3.2.3 功率计(Wattmeter)u 用来测量电路交直流信号的功率、功率因数。u 电压端子与待测设备并联测量电压u 电流端子与待测设备串联测量电流功率：支路的有功功率功率：支路的有功功率功率因数：功率因数：01013.2.3 功率计(Wattmeter) 功率表应用电路3.2.4 双踪示波器(Oscilloscope)示波器：测量信号电压幅值和频率，显示波形曲线。双踪：同时测量两路信号。六个端子：A通道正负端、B通道正负端、外触发正负端l图形显示区图形显示区l测量数据显示区测量数据显示区l三个模块设置三个模块设置u时基模块时基模块u通

18、道模块通道模块u触发模块触发模块3.2.4 双踪示波器(Oscilloscope)u时基模块时基模块 Y/T: Y/T: 默认显示方式，波形随时间变化默认显示方式，波形随时间变化 ADD: AADD: A通道信号和通道信号和B B通道信号叠加显示通道信号叠加显示 B/A: AB/A: A通道信号作为通道信号作为X X轴扫描轴扫描,B/A,B/A幅度商为幅度商为Y Y轴输出，是轴输出，是B B通通道信号随道信号随A A通道信号变化的波形通道信号变化的波形 A/B : BA/B : B通道信号作为通道信号作为X X轴扫描轴扫描,A/B,A/B幅度商为幅度商为Y Y轴输出，是轴输出，是A A通通道信

19、号随道信号随B B通道信号变化的波形通道信号变化的波形u通道模块通道模块 AC: AC: 电容耦合，滤除信号直流部分，仅显示交流部分电容耦合，滤除信号直流部分，仅显示交流部分 0 0：接地，没有信号显示：接地，没有信号显示 DC: DC: 直接耦合，显示直流和交流信号之和直接耦合，显示直流和交流信号之和3.2.4 双踪示波器(Oscilloscope)u触发模块触发信号：同步触发信号：同步X X轴时域扫描轴时域扫描Edge: Edge: 触发边沿选择（上升沿、下降沿、触发边沿选择（上升沿、下降沿、A A通道、通道、B B通道、外部触发）通道、外部触发）Level: Level: 触发电平，信号

20、超过该值示波器才采样显示触发电平，信号超过该值示波器才采样显示Type: Type: 触发方式触发方式 Sing.: Sing.: 单次扫描，触发信号来到后开始一次扫描单次扫描，触发信号来到后开始一次扫描 Nor.: Nor.: 常态扫描，没有触发信号则没有扫描线常态扫描，没有触发信号则没有扫描线 Auto: Auto: 自动扫描，不管有无触发信号均有扫描线自动扫描，不管有无触发信号均有扫描线3.2.4 双踪示波器(Oscilloscope) 功能按钮 Reverse: 显示窗口发色 Save：存储示波器数据,格式*.scp注意：注意： Multisim9Multisim9之后的示波器可以测量

21、差分信号，早期之后的示波器可以测量差分信号，早期的版本只能测节点对地电压波形的版本只能测节点对地电压波形常见问题：常见问题： 时间分辨率调的太小，波形可能向一个方向滑动，时间分辨率调的太小，波形可能向一个方向滑动，也可能出现反相跳动也可能出现反相跳动3.2.5 四通道示波器 4个通道：A、B、C、D 单击通道选择钮设置各通道3.2.6 波特仪(Bode Plotter)测量电路的频响（电压增益、相位偏移）ModeMode模式选择：模式选择：Magnitude:Magnitude:信号增益；信号增益； Phase: Phase: 相位偏移相位偏移Log:Log:对数刻度；对数刻度；Lin:Lin

22、:线性刻度；线性刻度；F: F:终了终了; I:; I:起始起始Save: Save: 存储数据存储数据* *.tdm; Set: .tdm; Set: 设置显示分辨率设置显示分辨率3.2.6 波特仪(Bode Plotter)设计低通滤波器电路:Tools/Circuit Wizards/Filter Wizard3.2.7 失真分析仪（Distortion Analyzer） 测量信号失真程度及信噪比的仪器 只有一个输入端子3.2.8 频谱分析仪 分析信号的频域特性的仪器3.2.9 网络分析仪 分析双端口网络的仪器3.2.10 安捷伦示波器 54622D: 2通道、16逻辑通道、100MH

23、z带宽3.2.11 泰克示波器 TDS 2024: 4通道、200MHz带宽3.2.12 测量探针（Measurement Probe） 测量不同节点的电压、频率等参数 探针属性设置：右击/Probe properties内容= 基础篇 =第1章 Multisim电路仿真软件简介第2章 仿真基础（放置元件-电路图编辑-仿真-报告）第3章 仿真基础（元器件库、虚拟仪器）第4章 仿真基础（仿真分析方法）= 应用篇应用篇 =第第5章章 应用于电路分析应用于电路分析第第6章章 应用于模拟电路应用于模拟电路第第7章章 应用于数字电路应用于数字电路第第8章章 应用于单片机电路应用于单片机电路第第9章章 FPGA/CPLD仿真仿真第第10章章 电子系统综合设计电子系统综合设计第4章 仿真基础（仿真分析方法） Mutisim提供了两种电路分析方法：一种是仪表测量，另一种是其提供的仿真分析方法 除了对电路测试外，还需研究诸如温度对电路性能的影响、元器件精度对电路性能的影响，某项参数对电路工作指标的影响，这些需要仿真分析完成 某些虚拟仪器可以