1、基于Multisim10的動態電路仿真研究論文導讀：動態電路是指含有儲能元件L、C的電路，儲能元件在電路中有充能量聚集、放能量釋放電現象。RL電路的零狀態、零輸入響應類似于RC電路，我們這里不再贅述原理，直接對電路進行仿真，觀察其響應波形。Multisim10仿真軟件有其自身的優點，諸如仿真界面直觀、操作簡便、易學易用、仿真分析功能強大等，通過上述電路設計仿真實例可以看出，使用該軟件可以較簡便的建立所需的設計電路，并能夠快速且準確地對所設計的電路進行性能仿真與分析，與傳統的實驗方法比擬，節省了時間及實際元器件的電路搭接和調試的過程，不僅省時省力，提高了電路設計的質量，還調動了學生的積極性。關鍵

2、詞：動態電路，仿真，Multisim100.引 言動態電路是指含有儲能元件L、C的電路，儲能元件在電路中有充能量聚集、放能量釋放電現象。L、C的能量不能突變，也就是說，能量的聚集或耗散是需要時間的。動態電路的分析是指當電路發生換路后,電路中電壓、電流隨時間變化的規律。描述動態電路的方程用微分方程，電路的階數決定微分方程的階數。1. 一階電路分析與仿真含有一個儲能元件和電阻的電路稱為一階電路，有RC、RL電路兩種。一階電路的暫態特性公式為：式中，為電壓或電流信號；為電壓或電流的穩態值；為初始值；為時間常數。1.1 RC電路RC電路在階躍信號作用下，電容器充電，電容器上的電壓按指數規律上升，即：，

3、隨時間上升的規律可用曲線表示，如圖1(a)。當電路到達穩態后，并將電源撤掉時，電容器C通過電阻放電，其電壓按指數規律衰減，即：，隨時間衰減的規律可用曲線表示, 如圖1(b)。成為電路的時間常數，它的大小決定了過渡過程進行的快慢，其物理意義是電路零輸入響應衰減到初始值的36.8%所需要的時間，或者是電路零狀態響應上升到穩態值的62.3%所需要的時間。雖然真正到達穩態所需要的時間為無窮大，但通常認為經過(3-5)的時間，過渡過程就根本結束，電路進入穩態。動態電路的過渡過程是十分短暫的單次變化過程，而且時間常數均較小，在毫秒甚至微秒級，電路會很快到達穩態，一般儀表尚來不及反映，過渡過程就已經消失。因

4、此，我們在設計電路的時候，以能夠完整觀測到一階電路的零輸入響應、零狀態響應的過渡過程為目的，選擇適當的R、C以及相應的外加鼓勵源串連構成RC電路，用示波器觀察周期變化的電壓波形。本文中使用脈沖信號源作為實驗電源，電容器通過電阻充、放電，方波周期性重復出現，電路就不斷地進行充電、放電。用同樣地方法也可觀察RL電路地過渡過程。RC仿真電路如圖2所示。在圖2中電路輸入端口加上幅度為10V，頻率為1KHz的方波信號時，在輸出端口的響應曲線如圖3所示。圖2 RC電路(a) (b)圖3 電容充放電波形圖結果分析：因為,即上升時間(下降時間)在電容值一定時，其時間與電阻值成正比，也就是說，在圖2中，當電容值

5、為不變，電阻值從變為時，時間常數值發生變化，波形的上升時間和下降時間都增加了，如圖3(a)(b)所示。1.2 RL電路RL電路的零狀態、零輸入響應類似于RC電路，我們這里不再贅述原理，直接對電路進行仿真，觀察其響應波形。RL仿真電路如圖4所示。當鼓勵信號幅度為5V，頻率為1000Hz時，在輸出端口的響應曲線如圖5所示。圖4 RL電路(a)(b)圖5 電感上的響應曲線結果分析：因為,即上升時間(下降時間)在電感值一定時，其時間與電阻值成反比，也就是說，在圖4中，當電感值為不變，值隨電阻值的增大而減小，如圖5(a)(b)所示。值的計算非常簡單，這里不再詳細列舉。2. 二階電路分析與仿真二階電路的組

6、合形式較多，我們以一個RLC串連電路為例分析其電特性，其對階躍信號響應的微分方程為：其特征方程為：方程的根為：式中，為衰減系數，為自然諧振頻率。1，即時，稱為過阻尼，響應為非振蕩型；2，即時，稱為臨界阻尼，響應為臨界振蕩型；3，即時，稱為欠阻尼，響應為振幅按指數衰減的正弦振蕩。當鼓勵信號幅度為5V，頻率為50Hz方波時，在輸出端口的響應曲線如圖7所示。圖6 RLC串聯電路圖7 RLC串連電路的輸出響應曲線結果分析：從電路圖中的元件參數可進行簡單計算，顯然，,即，電路處于欠阻尼狀態，響應曲線為振幅按指數衰減的正弦振蕩。3. 結束語Multisim10仿真軟件有其自身的優點，諸如仿真界面直觀、操作簡便、易學易用、仿真分析功能強大等，通過上述電路設計仿真實例可以看出，使用該軟件可以較簡便的建立所需的設計電路，并能夠快速且準確地對所設計的電路進行性能仿真與分析，與傳統的實驗方法比擬，節省了時間及實際元器件的電路搭接和調試的過程，不僅省時省力，提高了電路設計的質量，還調動了學生的積極性。【參考文獻】【1】 金波.電路分析實驗教程. 西安:西安電子科技大學出版社,2021: 168-176。【2】 王廷才. 電工電子技術 EDA仿真實驗. 北京: 機械工業出版社，2002。【3】 金波.電路分析根底. 西安:西安電子