電子EDA技術（Multisim）項目二基本分析法的應用任務2.1基本仿真分析法的應用

1.任務引入利用Multisim10設計如圖單管放大電路原理圖，并對其進行仿真分析。圖2-1單管放大電路2.任務分析本任務用到的虛擬儀器有：雙蹤示波器、波特圖儀。3.相關知識2.1.1直流工作點分析 直流工作點分析（DCOperatingPointAnalysis）也稱靜態工作點分析，就是求解電路（或網絡）僅受電路中直流電壓源或電流源作用時，每個節點上的電壓及流過電源的電流。在對電路進行直流工作點分析時，電路中交流信號源置零（交流電壓源視為短路，交流電流源視為開路）、電容視為開路、電感視為短路、數字器件視為高阻接地。2.1.2交流分析 交流分析（ACAnalysis）是在正弦小信號工作條件下的一種頻域分析，它計算電路的幅頻特性和相頻特性，是一種線性分析方法。Mulitisim10在進行交流頻率分析時，首先分析電路的直流工作點，并在直流工作點處對各個元件做線性化處理，得到線性化的交流小信號等效電路，然后使電路中的交流信號源的頻率在一定范圍內變化，并用交流小信號等效電路計算電路輸出交流信號的變化。在進行交流分析時，電路工作區中自行設置的輸入信號將被忽略。也就是說，無論給電路的信號源設置的是三角波還是矩形波，在進行交流分析時，都將自動設置為正弦波信號，并分析電路隨正弦信號頻率變化的頻率響應曲線2.1.3瞬態分析 瞬態分析（TransientAnalysis）是一種非線性時域（TimeDomain）分析，可以在激勵信號（或沒有任何激勵信號）的作用下計算電路的時域響應。分析時，電路的初始狀態可由用戶自行設置，也可以將Multisim10軟件對電路進行直流分析的結果作為電路的初始狀態。瞬態分析的結果通常是分析節點的電壓波形。故用示波器可觀察到相同的結果4.任務實施直流工作點的測試結果如圖2-11所示。測試結果給出電路各個節點的電壓值，以及通過電源的電流。根據這些電壓的大小，可以確定該電路的靜態工作點是否合理。如果不合理，可以改變電路中的某個參數。例如，修改電路中某個電阻的阻值，再次進行直流工作點分析，直至靜態工作點合理。通過這種方法，可以觀察電路中某個元件參數的改變對電路直流工作點的影響。圖1-251單片機應用系統設計的仿真環境

圖2-11直流工作點分析結果

思考與練習：1電路如圖2-26所示，試對該電路進行直流工作點分析、交流分析、瞬態分析、傅立葉分析、噪聲分析和失真分析。2直流分析包括那些分析功能？3簡述直流工作點分析的作用以及建立分析的過程。4試對圖2-27所示電路進行瞬態分析，并用示波器觀察輸出的波形。輸入信號為正弦波，其頻率為1KHz、振幅為5V。

圖2-26習題2.1電路圖圖2-27習題2.9電路圖任務2.2掃描分析法的應用

1.任務引入圖2-28MOS管測試電路2.任務分析本任務用到的虛擬儀器有：雙蹤示波器、波特圖儀

3.相關知識2.2.1直流掃描分析在分析前，需要確定掃描的電源是1個還是2個，并確定分析的節點。如果掃描兩個電源，則輸出曲線的數目等于第2個電源被掃描的點數。第2個電源的每一個掃描值都對應1條曲線，即輸出節點值與第1個電源的關系曲線。首先，構造如圖2-28所示的MOS管電路，現在要利用直流掃描來測繪MOS管的輸出特性曲線。由于Multisim7中只分析流過電源的電流變量，其方向規定為流入電源為正。為了在分析中使MOS管的漏極電流方向與實際電流方向相同，電路中增加一個數值為0的直流電壓源V3，將流過V3的電流設為分析對象。

然后，執行菜單Simulate/Analysis命令，在分析類型中選擇DCSweepAnalysis，則出現直流掃描分析對話框，如圖2-29所示。該對話框包括4個標簽，除AnalysisParameters標簽外，其余與直流工作點分析的標簽一樣。AnalysisParameters標簽頁中包含Source1和Source2兩個區，其中各選項的主要功能：（1）Source（電源）：選擇要掃描的直流電源。（2）Startvalue（開始值）：設置掃描的開始值。（3）Stopvalue（終止值）：設置掃描的終止值。（4）Increment（增量）：設置掃描的增量，設置的數值越小，分析的時間越長。（5）ChangeFile：選擇Source列表中過濾的內容。（6）Usesource（使用電源）：如需要掃描兩個電源，則選中該選項。圖2-29DCSweepAnalysis對話框4.任務實施

本電路中將漏極電源VV2設為電源1，其變化范圍為0~12V，增量為0.2V；將柵極電源VV1設置為電源2，其變化范圍為0~6V，增量為0.1V，在對話框Outputvariables頁面中，將漏極電流I（V3）設置為分析變量。單擊對話框中的Simulate按鈕，啟動直流掃描分析工具，屏幕顯示出AnalysisGraphs窗口，同時繪出直流掃描分析曲線如圖2-36所示。其中橫坐標為MOS管的漏極電壓，縱坐標圖上標的是Voltage，實際上是MOS管的漏極電流。每一條曲線都是MOS管漏極電壓與漏極電流的關系曲線，每一條曲線都對應著一個固定的柵極電壓。

圖2-36直流掃描分析結果

思考與練習：1.什么是參數掃描分析？可掃描哪些變量？掃描規律如何？2.簡述直流掃描分析的作用以及建立分析的過程。

任務2.3傳遞函數分析

1.任務引入圖2-41反相放大電路2.任務分析對電路進行傳遞函數分析時，程序首先計算直流工作點，然后再求出電路中非線性器件的直流小信號線性化模型，最后求出電路的傳遞函數諸參數。電路中的輸入源必須是獨立源。3.相關知識首先，構造反相放大電路用于傳遞函數分析，電路如圖2-41所示。然后，執行菜單Simulate/Analysis命令，在分析類型中選擇TransferFunction命令，彈出如圖2-42所示的TransferFunctionAnalysis對話框。該對話框有3個標簽，除AnalysisParameters標簽外，其余與直流工作點分析的標簽相同，AnalysisParameters標簽頁中各選項的主要功能：

圖2-42TransferFunctionAnalysis對話框（1）Inputsource（輸入電源）：選擇電壓源或電流源。（2）Voltage（電壓）：選擇節點電壓為輸出變量，默認為選用。接著在Outputnodes下拉菜單中選擇輸出電壓變量對應的節點，默認設置為1。在Outputreference下拉菜單中選擇輸出電壓變量的參考節點，默認設置為V(0)（接地）。（3）Current（電流）：選擇電流為輸出變量。若選中，接著在其下的Outputsource下拉菜單中選擇作為輸出電流的支路。4.任務實施設置完畢，單擊Simulate按鈕開始仿真分析，按下ESC鍵停止仿真分析，分析結果以表格的形式分別顯示OutputImpedance