電工電子學仿真實驗

——Multisim軟件仿真2008.2周靜實驗內容一、Multisim軟件使用二、直流電路實驗三、交流電路實驗四、簡單放大電路實驗一、Multisim軟件使用Multisim的發展

Multisim是加拿大InteractiveImageTechnologies公司推出的電子電路設計及仿真軟件EWB5.12Multisim2001Multisimv7Multisimv8Multisimv9

教材中介紹的是Multisim7。Multisim7是IIT公司推出Multisim2001之后的Multisim最新版本。Multisim7提供了全面集成化的設計環境，完成從原理圖設計輸入、電路仿真分析到電路功能測試等工作。當改變電路連接或改變元件參數，對電路進行仿真時，可以清楚地觀察到各種變化對電路性能的影響。

實驗使用的是Multisim9版本，功能基本相同。Multisim7與Multisim9Multisim9基本操作界面菜單欄工具欄元器件欄儀器儀表欄電路工作區狀態欄菜單View：調整視圖窗口Place：在編輯窗口中放置節點、元器件、總線、輸入/輸出端、文本、子電路等對象Simulate：提供仿真的各種設備和方法Transfer：將所搭電路及分析結果傳輸給其他應用程序Tools：用于創建、編輯、復制、刪除元件Options：對程序的運行和界面進行設置定制Multisim用戶界面設置菜單欄Option/GlobalPreferences屬性選擇元件的符號標準ANSI：美國標準DIN：歐洲標準。Place菜單放置元件放置結點放置連線Companent(元件庫)選擇數據庫選擇元件組選擇元件族選擇元件元件符號元件工具欄電源按鈕二極管按鈕基本元件按鈕晶體管按鈕模擬元件按鈕其他數字元器件按鈕模數混合元器件按鈕雜項庫元器件按鈕指示器件按鈕電機元器件按鈕射頻元器件按鈕設置元器件按鈕放置總線按鈕教育資源按鈕網站按鈕元器件按鈕（74系列）元器件按鈕（COMS系列）實際元件與虛擬元件在MultisimMaster中有實際元器件和虛擬元器件，它們之間根本差別在于：(1)實際元器件一種與實際元器件的型號、參數值以及封裝都相對應的元器件，在設計中選用此類器件，不僅可以使設計仿真與實際情況有良好的對應性，還可以直接將設計導出到Ultiboard中進行PCB的設計。(2)虛擬元器件器件的參數值是該類器件的典型值，不與實際器件對應，用戶可以根據需要改變器件模型的參數值，只能用于仿真，這類器件稱為虛擬器件。虛擬器件Multisim9電路創建取用元件：從元器件庫中取用所需元件；擺放元件：調整元件的位置與方向；線路連接：連接元件的引腳。

元件元素Multisim9的元件均具有下列元素:

Symbol–元件符號（forSchematic）Model–元件模型（forSimulation）Footprint–元件外型（forLayout）ElectronicParameter–電子元件參數UserDefinedInfo.–使用者自定資訊Pinmodel—管腳模型General—元件描述取用元件-元件屬性對話框在元件上雙擊鼠標左鍵開啟屬性對話框Label：修改元件序號、標識；Display：設置元件標識是否顯示；Value：設定元件參數值；Fault：設定元件故障。擺放元件將元件拖拽至適當位置擺放。旋轉元件。設定元件標識。縮放視窗至最佳視點。實例說明Multisim9的虛擬儀器數字萬用表（Multimeter）函數信號發生器（FunctionGenerator）瓦特表（Wattmeter）示波器（Oscilloscope）波特圖儀（BodePlotter）字信號發生器（WordGenerator）邏輯分析儀（LogicAnalyzer）邏輯轉換儀（LogicConverter）失真分析儀（DistortionAnalyzer）頻譜分析儀（SpectrumAnalyzer）網絡分析儀（NetworkAnalyzer）Multisim9的Agilent儀器1.Agilent信號發生器Agilent信號發生器的型號是33120A，其圖標和面板如圖所示，這是一個高性能15MHz的綜合信號發生器。Agilent信號發生器有兩個連接端，上方是信號輸出端，下方是接地端。單擊最左側的電源按鈕，即可按照要求輸出信號。2.Agilent萬用表Agilent萬用表的型號是34401A，其圖標和面板如圖所示，這是一個高性能6位半的數字萬用表。Agilent萬用表有五個連接端，應注意面板的提示信息連接。單擊最左側的電源按鈕，即可使用萬用表，實現對各種電類參數的測量。3.Agilent示波器Agilent示波器的型號是54622D，圖標和面板如圖所示，這是一個2模擬通道、16個邏輯通道、100-MHz的寬帶示波器。Agilent示波器下方的18個連接端是信號輸入端，右側是外接觸發信號端、接地端。單擊電源按鈕，即可使用示波器，實現各種波形的測量。Multimeter－萬用表Multimeter是一種常用的、具有多功能的測量儀表。Multisim9提供一個5位的數字萬用表，除了可以用來測量交直流電流、交直流電壓與電阻外，還可以測量分貝值。萬用表測量直流電壓和電流值FunctionGenerator——信號發生器

信號發生器能輸出正弦波、三角波和方波等信號。輸出頻率1H－999MHz、振幅1uV－999KV，另可調整工作周期和直流偏差。

用信號發生器產生正弦波、三角波和方波Oscilloscope－示波器該示波器可以觀察一路或兩路信號波形的形狀，分析被測周期信號的幅值和頻率，時間基準可在秒直至納秒范圍內調節。示波器圖標有四個連接點：A通道輸入、B通道輸入、外觸發端T和接地端G。Oscilloscope－示波器時間基準：Scale（量程）：設置顯示波形時的X軸時間基準。Xposition（X軸位置）：設置X軸的起始位置。顯示方式設置有四種：Y/T方式指的是X軸顯示時間，Y軸顯示電壓值；Add方式指的是X軸顯示時間，Y軸顯示A通道和B通道電壓之和；A/B或B/A方式指的是X軸和Y軸都顯示電壓值。A通道：Scale（量程）：通道A的Y軸電壓刻度設置。Yposition（Y軸位置）：設置Y軸的起始點位置，起始點為0表明Y軸和X軸重合，起始點為正值表明Y軸原點位置向上移，否則向下移。觸發耦合方式：AC（交流耦合）、0（0耦合）或DC（直流耦合），交流耦合只顯示交流分量，直流耦合顯示直流和交流之和，0耦合，在Y軸設置的原點處顯示一條直線。B通道：通道B的Y軸量程、起始點、耦合方式等項內容的設置與通道A相同。觸發調節：觸發方式主要用來設置X軸的觸發信號、觸發電平及邊沿等。Edge（邊沿）：設置被測信號開始的邊沿，設置先顯示上升沿或下降沿。Level（電平）：設置觸發信號的電平，使觸發信號在某一電平時啟動掃描。觸發信號選擇：Auto（自動）、通道A和通道B表明用項應的通道信號作為觸發信號；ext為外觸發；Sing為單脈沖觸發；Nor為一般脈沖觸發。測量數據顯示區在示波器顯示區有兩個可以任意移動的游標，游標所處的位置和所測量的信號幅度值在該區域中顯示。其中：●“T1”、“T2”分別表示兩個游標的位置，即信號出現的時間；●“VA1”、“VB1”和“VA2”、“VB2”分別表示兩個游標所測得的A通道和B通道信號在測量位置具有的幅值。Simulate:通過Simulate菜單執行仿真分析命令。仿真結果可以通過圖形，數據表格，測試儀器顯示等方式觀察；數據還可以通過Excel輸出，圖形結果可以打印拷貝等。命令功能命令功能Run執行仿真Analyses選用各項分析功能Pause暫停仿真Postprocess啟用后處理DefaultInstrumentSettings設置儀表的預置值VHDLSimulation進行VHDL仿真DigitalSimulationSettings設定數字仿真參數AutoFaultOption自動設置故障選項Instruments選用儀表（也可通過工具欄選擇）GlobalComponentTolerances設置所有器件的誤差Multisim9的Simulate功能Multisim9的Analyses方法常用的分析方法：DCOperationPointACAnalysisTransientAnalysisDCSweepParameterSweepTransferFunction二、直流電路實驗主要目的：學習使用萬用表。學習利用“DCOperationPoint”分析方法分析直流電路。了解DCSweep、parameterSweep分析方法1.繪制實驗電路圖注意：（1）接地端（2）直流電壓源（3）虛擬電阻2.測量電路中R3支路的電壓和電流(1)萬用表的使用(2)仿真(simulate-run,F5)3.利用DCOperationPoint分析方法求節點電壓和電壓源電流

（1）Outputvariables：主要作用是選擇所要分析的節點電壓、電源和電感支路電流。（2）分析結果：4.驗證疊加原理（1）當V1=0V時，I=8.571mAU=2.571V（2）當V2=0V時，I=6.429mAU=1.929V（3）當V1=9V,V2=6V時，應用疊加定理：

I=8.571＋6.429＝15mAU=2.571＋1.929＝4.5V5.求R3兩端看的戴維寧等效電路（1）斷開R3支路，測開路電壓:（2）斷開R3支路，測短路電流:（3）戴維南等效內阻為：（4）戴維南等效模型參數為：6.利用TransferFunction功能求戴維南等效電路7.DCSweep分析方法分析電源的變化對電路中節點電壓、電流等的影響（1）DCSweep分析設置（2）分析結果圖形顯示（3）分析結果輸出到Excel8.ParameterSweep分析利用ParameterSweep分析當電路中某一參數發生變化時，電路中節點電壓和電流等變化。（1）設置ParameterSweep分析;(2)分析結果顯示9.作業（1）求解習題1.19。（2）利用戴維南定理求解習題1.21。三、交流電路實驗主要目的：學習使用信號發生器、示波器的使用學習利用