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1、,第三篇 Multisim10虚拟仪器仪表使用与电路仿真分析,Project 3 Virtual instrument use and circuit simulation analysis by Multisim10,The man who has made up his mind to win will never say “impossible “. (Bonaparte Napoleon ,French emperor ) 凡是决心取得胜利的人是从来不说“不可能的“. ( 法国 拿破仑. B.),BACK,EXIT,1 Multisim10在电工技术中的应用,第三篇 Multisim1
2、0虚拟仪器仪表使用与电路仿真分析,2 Multisim10在电子技术中的应用,3 单管放大电路的仿真分析,会调用与使用Multisim 10虚拟仪器仪表，并会设置虚拟仪器仪表的相关属性参数； 能灵活使用Multisim 10虚拟仪器仪表进行电工电子技术相关电路的仿真与分析； 会用Multisim 10电路仿真软件对所设计的电路进行静态仿真分析，并对电路进行参数调整； 会用Multisim 10电路仿真软件对所设计的电路进行动态仿真分析，并对电路进行参数调整。,最终目标：,会使用Multisim 10软件进行电路仿真及分析。,促成目标：,本篇学习目标,第三篇 Multisim10虚拟仪器仪表使用
3、与电路仿真分析,项目1 二极管管闪烁电路的建立,1）会正确调用电压表、电流表、数字万用表、函数信号发生器、瓦特表、示波器、频率计、波特图仪、测量探针及电流探针等虚拟仪器仪表； 2）会正确设置虚拟仪器仪表的相关参数并对电路进行仿真。,最终目标：,能用虚拟仪器仪表对电工技术相关电路进行仿真。,促成目标：,1.1 学习目标,1）利用虚拟仪器仪表进行基尔霍夫定律的验证及电路元件功率的测定； 2） 利用虚拟仪器仪表进行RLC串联交流电路的阻抗仿真。,1.2 工作任务,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,1.仪器的选用与连接 2. 仪器面板操作与参数设置 3. 仪表的使用 1.电压表的调用和图
4、标 选用电压表可以点击器件工具栏中按钮，打开选择元件窗口，如图所示，然后单击“VOLTMETER”即可从“元件”窗口中选择出上、下、左、右四种电压元件连接的图标。,1.3 知识准备,1.3.1 仪器仪表的基本操作,1.3.2 电压表,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,1.电流表的调用和图标 电流表使用前，应对其内阻以及被测量电流的交直流模式进行设置。 它的两个接线端应串联接入被测支路中，并注意正负极。 测量直流电流实例如图所示。,1.3 知识准备,1.3.3 电流表,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,数字万用表（Multimeter）是一种多用途的常用仪器，Mult
5、isim 10提供的数字多用表能完成交直流电压、电流和电阻的测量及显示，也可以用分贝（dB）形式显示电压和电流，具有实验室里使用的数字万用表一样功能，其图标和面板如图3-1-8所示。,仿真实例,1.3 知识准备,1.3.4 数字万用表,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,函数信号发生器（Function Generator）是电子实验室最常用的测试信号源，可以产生正弦波、方波和三角波信号。其图标和面板如图3-1-11所示。,1.3 知识准备,1.3.5 函数信号发生器,1.3 知识准备,1.3.6 万特表,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,瓦特表（Wattmeter）
6、是一种测试交、直流电路功率及功率因素的仪器，其图标和仪器面板如图3-1-13所示。,(a)图标 (b)面板,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,示波器（Oscilloscope）是电子实验中最主要的仪器之一，可用来观察信号波形并可测量信号幅度、频率及周期等参数的仪器。Multisim 10提供了双踪示波器与四通道示波器两种类型的虚拟示波器。 1.双踪示波器 1）双踪示波器首先介绍双踪示波器，该仪器的图标和面板如图所示。 2） 面板操作,1.3 知识准备,1.3.7 示波器,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,2.四通道示波器 四通道示波器的图标和面板如图所示。,搭建李莎
7、育图形的电路,1.3 知识准备,1.3.7 示波器,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,(1)频率计的图标和面板 Multisim 10提供的频率计的图标如图所示，双击已置于工作区中的频率计图标，即可打开频率计的面板。 (2) 连接与使用,频率计的测试电路及面板设置结果,1.3 知识准备,1.3.8 频率计,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,波特图仪（Bode Plotter）可以用来观测电路的幅频特性和相频特性，如图3-1-23是波特图仪的图标和面板。 (1) 图标和面板 (2) 连接与使用,波特图仪的图标和面板,1.3 知识准备,1.3.9 波特图仪,项目1 Mu
8、ltisim10在电工技术中的应用,在电路仿真过程中，测量探针可以用来对电路的某个点的电位、某条支路的电流或者频率等特性进行动态测试。,波特图仪的图标和面板,1.3 知识准备,1.3.10 测量探针,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,在电路仿真过程中，测量探针可以用来对电路的某个点的电位、某条支路的电流或者频率等特性进行动态测试。,电流探针测量,1.3 知识准备,1.3.11 电流探针,项目1 Multisim10在电工技术中的应用,1.基尔霍夫定律的验证及电路元件功率的测定 （1）任务目的 （2）任务步骤 （3）数据分析,1.4 任务实施,项目1 Multisim10在电工技术
9、中的应用,2.RLC串联交流电路的阻抗仿真 （1）任务目的 （2）任务步骤 （3）数据分析,1.4 任务实施,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,1）会正确调用字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、伏安特性分析仪、失真分析仪、安捷伦信号发生器、安捷伦数字万用表及安捷伦示波器等虚拟仪器仪表； 2）会正确设置虚拟仪器仪表的相关参数并对电路进行仿真。,最终目标：,2.1 学习目标,能使用Multisim 10虚拟仪器仪表对电子技术相关电路进行仿真。,促成目标：,2.2 工作任务,1. 利用虚拟仪器仪表进行反相比例运算放大器的仿真实验； 2. 利用虚拟仪器仪表进行译码器功能仿真实验。,(a
10、)图标 (b)面板,字信号发生器（Word Generator）是在数字电实验路中，用来产生逻辑信号的测试信号源，也称为数字逻辑信号源，它最多能够产生32路（位）同步逻辑信号。其图标和面板如图所示。 连接 2. 面板操作,设置模式对话框,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,2.3 知识准备,2.3.1字信号发生器,(a)图标 (b)面板,逻辑分析仪（Logic Analyzer），可以同步记录和显示16路逻辑信号，可用于对数字逻辑信号的高速采集和时序分析，是分析与设计复杂数字系统有力的工具。逻辑分析仪的图标和面板如图所示。 连接 2. 面板操作,数字信号发生器输出信号显示电路,项目
11、2 Multisim10在电子技术中的应用,2.3.2 逻辑分析仪,2.3 知识准备,(a)图标 (b)面板,逻辑转换仪（Logic Converter）是Multisim2001提供一种数字虚拟仪器，目前还未有与之类似的真实仪器。 1、连接 2、面板操作,A、B、C三人表决电路及仿真结果,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,2.3.3 逻辑转换仪,2.3 知识准备,(a)图标 (b)面板,伏安特性分析仪简称IV分析仪，专门可以用来测量二极管、晶体管、MOS管的伏安特性曲线，相当于实验室的晶体管特性图示仪，不能在线测量，只能将晶体管与连接电路断开，才能进行连接与测试。 IV分析仪的
12、图标与面板如图所示。 1、连接 2、面板操作,测试NPN管的伏安特性,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,2.3.4 伏安特性分析仪,2.3 知识准备,(a)图标 (b)面板,失真分析仪（Distortion Analyzer）是一种测试模拟电路中总谐波失真与噪比的仪器，Multisim2001提供的失真度分析仪频率范围为2020KHz。其图标和面板如图所示。 1、连接 2、面板操作,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,2.3.5 失真分析仪,2.3 知识准备,(a)图标 (b)面板,伏安特性分析仪简称IV分析仪，专门可以用来测量二极管、晶体管、MOS管的伏安特性曲线，
13、相当于实验室的晶体管特性图示仪，不能在线测量，只能将晶体管与连接电路断开，才能进行连接与测试。 IV分析仪的图标与面板如图所示。 1、连接 2、面板操作,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,用示波器观察Agilent 33120A输出信号,2.3.6 安捷伦函数信号发生器,2.3 知识准备,(a)图标 (b)面板,安捷伦数字万用表(AgilentMultimenter)仿真Agilent34401A型模拟仪器，具有6位高性能。它不仅具有传统的测试功能，如测试电阻，交直流电压，交直流电流，信号频率和周期，还具有一些高级功能，如数字运算功能，dB ，dBm，界限测试和最大、最小、平均等
14、功能。 1、连接 2、面板操作,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,2.3.7 安捷伦数字万用表,2.3 知识准备,(a)图标 (b)面板,Multisim10仿真软件提供的安捷伦示波器（Agilent Oscilloscope）是仿真Agilent54622D型虚拟仪器，其带宽为100MHz,具有两个模拟通道和16个逻辑通道。 1、连接 2、面板操作 3. Agilent54622D的校正,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,模拟通道的校正,数字通道的校正,2.3.8 安捷伦示波器,2.3 知识准备,（1）任务目的 1）学习示波器与信号发生器的使用； 2）学会测量反相
15、放大器的输出与输入电压波形，计算电压增益； 3）学会测定反相比例放大器输出与输入电压波形之间的相位差。 （2）任务步骤与仿真分析 1）用multisim 10软件搭建仿真电路图，如图3-2-32所示。 2）单击仿真开关，激活电路，双击示波器图标打开其面板，面板显示输入与输出电压波形，如图所示。 3）在表3-2-1中记录输入电压峰值及输出电压峰值，并计算电压增益，同时记录输入与输出正弦电压之间的相位差。,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,2.4 任务实施,2.4.1 反相比例运算放大器的仿真实验,（1）任务目的 通过仿真实验，熟悉译码器74LS138N的逻辑功能，了解编码器的应用
16、（2）译码器原理简述 译码是编码的逆过程。译码器将输入的二进制代码转换成与代码对应的信号。74LS138N是常用的集成3线-8线译码器。可通过单击74LS138N元件属性信息，打开74LS138N的逻辑功能表对话框，如图所示。,项目2 Multisim10在电子技术中的应用,2.4 任务实施,2.4.2 译码器功能仿真实验,1）会进行电路直流工作点分析与调整； 2）会进行电路交流分析与调整； 3）会进行电路瞬态分析； 4）会对电路进行傅里叶分析； 5）会对电路进行失真分析； 6）会对电路进行参数扫描分析； 7）会进行直流扫描分析，从而明确电源对电路的影响； 8）会进行参数扫描分析，从而明确电路
17、器件参数对电路性能的影响。,最终目标：,会用Multisim 10软件对电路进行基本的仿真分析。,促成目标：,3.1 学习目标,项目3 单管放大电路仿真分析,借助Multisim 10电路仿真软件创建对图3-3-1所示的“单管放大电路”进行分析。 要求： （1）对电路进行直流工作点分析； （2）对电路进行交流分析； （3）对电路进行瞬态分析； （4）对电路进行傅里叶分析； （5）对电路进行失真分析； （6）对电路进行噪声分析； （7）对电路进行直流扫描分析； （8）对电路进行参数扫描分析。,3.2 工作任务,1）构建电路 2）分析参数设置 :执行“仿真”“分析”命令，在列出的可操作分析类型中选
18、择“直流工作点分析.”命令，则出现直流工作点分析对话框，如图所示。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.1直流工作点分析,3）检查分析结果 单击图3-3-3下部的“仿真”按钮，测试结果如图所示。测试结果给出电路各个节点的电压值。根据这些电压的大小，可以确定该电路的静态工作点是否合理。如果不合理，可以改变电路中的某个参数，利用这种方法，也可以观察电路中某个元器件参数的改变对电路直流工作点的影响。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.1 直流工作点分析,1）构建电路 2）分析参数设置 :执行“仿真”“分析”命令，在列出的可操作分析类型中选择“交流分析.”命令
19、，则出现交流分析对话框，如图所示。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.2 交流工作点分析,3）检查分析结果 单击参数显示按钮将显示图所示的图案，拖动读数轴即可读测电路参数值。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.2 交流工作点分析,1）构建电路 2）分析参数设置：执行“仿真”“分析”命令，在列出的可操作分析类型中选择“瞬变分析.”命令，则出现瞬态分析对话框，如图所示。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.3 瞬态分析,3）检查分析结果,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.3 瞬态分析,1）构建电路 2）分析参数设
20、置：执行“仿真”“分析”命令，在列出的可操作分析类型中选择“傅里叶分析.”命令，则出现傅里叶分析对话框，如图所示。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.4 傅里叶分析,3.3 知识准备,3.3.4 傅里叶分析,傅里叶分析结果,3）检查分析结果,1）构建电路 2）分析参数设置：执行“仿真”“分析”命令，在列出的可操作分析类型中选择“失真度分析.”命令，则出现失真分析对话框，如图所示。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.5 失真分析,3）检查分析结果,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.5 失真分析,1）构建电路 2）执行“仿真”“分析
21、”命令，在列出的可操作分析类型中选择“噪声分析.”命令，则出现噪声分析对话框，如图所示。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.6 噪声分析,3）检查分析结果,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.6 噪声分析,1）构建电路 2）执行“仿真”“分析”命令，在列出的可操作分析类型中选择“DC Sweep.”命令，则出现噪声分析对话框，如图所示。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.7 直流扫描分析,3）检查分析结果,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.7 直流扫描分析,1）构建电路 2）执行“仿真”“分析”命令，在列出的
22、可操作分析类型中选择“DC Sweep.”命令，则出现噪声分析对话框，如图所示。,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.8 参数扫描分析,3）检查分析结果,项目3 单管放大电路仿真分析,3.3 知识准备,3.3.8 参数扫描分析,项目3 仿真元件的设计,在Multisim 10工作区构建如图所示的单管放大电路，并执行“选项”“Sheet Properties” “电路”页全显示命令，调试出节点编号。 分别进行如下分析： 3.4.1 直流工作点分析步骤 3.4.2 交流分析 3.4.3瞬态分析 3.4.4傅里叶分析 3.4.5失真分析 3.4.6噪声分析 3.4.7直流扫描分析
23、 3.7.8参数扫描分析,3.4 任务实施,项目3 仿真元件的设计,3.5 实训练习,3.5.1借助Multisim 10电路仿真软件创建对图所示的电路进行分析。要求： （1）对电路进行直流工作点分析； （2）对电路进行交流分析； （3）对电路进行瞬态分析； （4）对电路进行傅里叶分析； （5）对电路进行失真分析； （6）对电路进行噪声分析； （7）对电路进行直流扫描分析； （8）对电路进行参数扫描分析。,项目3 仿真元件的设计,3.5 实训练习,3.5.2借助Multisim 10电路仿真软件创建对图3-3-28所示的电路进行分析。 要求： （1）对电路进行直流工作点分析； （2）对电路进行交流分析； （3）对电路进行瞬态分析； （4）对电路进行傅里叶分析； （5）对电路进行失真分析； （6）对电路进行噪声分析； （7）对电路进行直流扫描分析； （8）对电路进行参数扫描分析。,