基于Multisim的调幅电路的仿真
摘要：介绍了在Multisiml0仿真平台中构成集成电路模块的方法．并基于MuhisimlO仿真软件，对各个调幅电路进行仿真。依据仿真原理电路设计实物电路进行测试，并对仿真结果和实际电路测试所得数据进行分析比较。
关键词：调制调幅：包络检波；负峰切割失真；同步检波；Muhisiml0
1.前言
信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。
AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。与AM信号相比，因为不存在载波分量，DSB调制效率是100%。我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分，所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率，所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。
论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关内容。同时加强了团队合作意识，培养分析问题、解决问题的综合能力。
2.基本理论
由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。
所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这个参数随调制信号的变化而变化，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、
调频(FM)、调相 (PM)三种。解调是与调制相反的过程，即从接收到的已调波信号中恢复原调制信息的过程。与调幅、调频、调相相对应，有检波、鉴频和鉴相[1]。
振幅调制方式是用传递的低频信号去控制作为传送载体的高频振荡波（称为载波）的幅度，是已调波的幅度随调制信号的大小线性变化，而保持载波的角频率不变。在振幅调制中，根据所输出已调波信号频谱分量的不同，分为普通调幅（AM ）、抑制载波的双边带调幅（DSB ）、抑制载波的单边带调幅（SSB ）等。AM 的载波振幅随调制信号大小线性变化。DSB 是在普通调幅的基础上抑制掉不携带有用信息的载波，保留携带有用信息的两个边带。SSB 是在双边带调幅的基础上，去掉一个边带，只传输一个边带的调制方式。它们的主要区别是产生的方法和频谱的结构不同。
3. 利用仿真软件 Multisim 10对AM 电路仿真分析
3.1 AM 信号的数学表达式
AM 信号是载波信号振幅在0m V 上下按输入调制信号规律变化的一种调幅信号，
表达式如下：
[]t w t u k V t v c a m o cos )()(0Ω+= （1）
由表达式（1）可知，在数学上，调幅电路的组成模型可由一个相加器和一个相乘器组成，如图3.1.1所示。图中，M A 为相乘器的乘积常数，A 为相加器的加权系数，且a cm M k AV A k A ==,
图3.1.1 普通调幅（AM ）电路的组成模型
设调制信号为：
)(t u Ω=M c U E Ω+cos t Ω
载波电压为：
cM t c U u =)(cos t w c
上两式相乘为普通振幅调制信号：
cM C t s U E K u +=()(cos t Ω）t w U c cM cos
=C cM E KU (+t w t U c M cos )cos ΩΩ
=t w t M E KU c a c cM cos )cos 1(Ω+
=t w t M U c a S cos )cos 1(Ω+ （2）
式中,C M a E U M Ω=称为调幅系数(或调制指数) ，其中0＜a M ≤1。而当a M ＞1时，在π=Ωt 附近，)(t u c 变为负值，它的包络已不能反映调制信号的变化而造成失真，通常将这种失真成为过调幅失真，此种现象是要尽量避免的。
3.2 普通调幅（AM ）信号的波形
在Multisim 仿真电路窗口中创建如图3.1.2所示的由乘法器(K =1)组成的普通调幅(AM )电路，在该电路中，直流电压源 c E (图中V 1)和低频调制信号)(t U Ω (图中V 2)分别加到乘法器A 1的X 输入端口，高频载波信号电压)(t c U (图中V 3)加到
乘法器的Y 输入端口。将示波器的A 、B 通道分别加到乘法器的X 输入端口、乘法器的输出端口，其构成如下图3.2.1所示：
)(t u c
图3.2.1乘法器组成的普通调幅(AM)电路载波和调幅波的波形如图：
我们使4.0
m
a
我们使8.0
m=
a
我们使1
m=
a
我们使4.1
m
a
从图中可以看出已调波的包络形状与调制信号不一样，产生了严重的包络失真，这种情况称为过调失真，在实际应用中应尽量避免。
因此,在振幅调制仿真过程中可以得出如下结：为了保证已调波的包络真实地反映出调制信号的化规律，避免产生过调失真，要求调制系数Ma必满足0 3.3 普通调幅（AM）信号的解调 解调（Demodulation）是调制的逆过程。振幅调制信号的解调电路称为振幅检波电路，简称检波电路（Detector），它的作用是从振幅调制信号中不失真地检出调制信号来。对于普通调幅信号来说，它的载波分量未被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作用，得到所需 的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络检波器。 对于包络的解调，我们可以采用以下的解调电路。选用合适的电容，电阻。 检波后得到的图形，与以调波的幅度、波形符合。并没有产生失真。 解调（Demodulation）是调制的逆过程。振幅调制信号的解调电路称为振幅检波电路，简称检波电路（Detector），它的作用是从振幅调制信号中不失真地检出调制信号来。对于普通调幅信号来说，它的载波分量未被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作用，得到所需的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器。 由于参数的选择，检波器容易惰性失真。在二级管截止期间，电容C两端电压下降的速度取决于RC的时常数。如果电容放电速度很慢，使得输出电压不能跟随输入信号包络下降的速度，那么检波输出将与输入信号包络不一样，产生失真。 把由于RC时间常数过大而引起的这种失真称为惰性失真或者对角线切割失真。如图3.3.2： 图3.3.2检波器出现惰性失真时的输出波形 惰性失真电路图如图3.3.3 图3.3.3惰性失真电路图 同时还有一种失真，底部切割失真。如图3.3.3 产生这种失真是因为交直流负载不同引起的。要避免底边切割失真，一定要设法增大交流阻抗和直流阻抗的比值。如图3.3.4 图3.3.4 检波器出现负峰切割失真时的输出波形 由上面三图可得如下结论：当用二极管包络检波法解调普通调幅波时，要选择合适的电路参数[7]。 负峰切割失真电路图如图3.3.5 4. 利用仿真软件Multisim 10对DSB 电路仿真分析 4.1 DSB 信号的数学表达式 抑制掉调幅信号频谱结构中无用的载频分量，仅传输两个边频的调制方式成为抑制载波的双边带调制，简称双边带调制，并表示为： t w t u k t u c a cos )()(0Ω= 显然，它与调幅信号的区别就在于其载波电压振幅不是在0m V 上下按调制信号规律变化。这样，当调制信号)(t u Ω进入负半周时，)(t u o 就变为负值。表明载波电压产生0180相移。因而当)(t u Ω自正值或负值通过零值变化时，双边带调制信号波形均将出现0180的相移突变。双边带调制信号的包络已不再反映)(t u Ω的变化，但它仍保持频谱搬移的特性，因而仍是振幅调制波的一种，并可用相乘器作为双边带调制电路的组成模型，如下图7所示，图中a cm M k V A =。 图4.1.1 双边带调制信号组成模型 4.1.1 调制过程的数学表达式 设载波电压为： t w U t u c cM c cos )(= 调制信号为： t U t u M Ω=ΩΩcos )( 经过模拟乘法器A1后输出电压为抑制载波双边带调制信号，其数学表达式为： )()()(t u t u K t u c Ω??= =t U t w U K M c cM Ω??Ωcos cos =[] 2)cos()cos(t w t w U KU c c M cM Ω-+Ω+Ω （4） 4.1.2 解调过程的数学表达式 双边带调幅波的电压u(t)可表示为： t w KU t u c cM cos )(= t w t u U t U c M M cos )(cos ??=ΩΩΩΩ 本机载波电压为： t w U t u c cM c cos )(= 解调波的表达式： )()()(t u t u K t u c p Ω??= =t U t w U K M c cM Ω??Ωcos cos =[] 2)cos()cos(t w t w U KU c c M cM Ω-+Ω+Ω （5） 4.2 DSB 信号的波形 在Multisim 仿真电路窗口中创建如下图4.2.1所示的电路，其中由高频载波信号)(t u c (V 1)、低频调制信号)(t u Ω (V 2)及乘法器(K =1)A 1组成抑制载波双边带调幅电路；由模拟乘法器A 1输出电压u(t)、本机载波信号)(t u c (V 3)和乘法器(K=1)A 2组成抑制载波双边带解调电路,其目的是从抑制载波双边带调幅波中检出调制信号)(t u Ω。 )(t u s 4.3 DSB 信号的解调 如图4.3.1所示，为输入振幅调制信号电压，为反映调制信号变化的输出电压。在频域上，这种作用就是将振幅调制信号频谱不失真地搬回到零频率附近。因此振幅检波电路也是一种频谱搬移电路，可以用相乘器实现这种作用，如图 4.3.2所示： 图4.3.2 振幅解调电路的组成模型 图中电路由相乘器和低通滤波器组成。由图可见，将)(t u s 先与一个等幅余弦电压)(t u r 相乘，要求这个电压与输入载波信号同频同相，即)(t u r =t w V c rm cos ，称为同 u 步信号，相乘结果是) (t u s 频谱被搬移到 c w的两边，一边搬到2 c w上，构成载波角 频率为2 c w的双边带调制信号，它是无用的寄生分量；另一边搬到零频率上，这样，) (t u s 的一边带就必将被搬到负频率轴上，负频率是不存在的，实际上，这些 负频率分量应叠加到相应的正频率分量上，构成实际的频谱，因此它比搬移到2 c w 上的任一边带频谱在数值上加倍。而后用低通滤波器滤除无用的寄生分量，取出所需的解调电压。必须指出，同步信号) (t u r 必须与输入信号保持严格同步（同频、同相）是实现上述电路模型的关键，故将这种检波电路称为同步检波电路。否则检波性能就会下降。 当恢复载波与发射载波同频同相时，输出将无失真的将调制信号恢复处出来。如图4.3.3： 图4.3.3同步检波器输入的双边带信号（上）及其输出信号（下） 若恢复载波与发射载频有一定的频差，将会引起振幅失真和频率失真 若只有一定的相差，但频率相同，则会引起一个振幅衰减因子，使振幅减小。5、同步检波本地载波的同频同相研究 5.1同步检波原理 相乘型同步检波组成与解调原理是用相乘器mc1596构成同步检波实用电路，本实验采用单电源供电 图5.1.1为电路图 模拟相乘器作同步检波时，不需要载波调零电路。因为在其输出电流中，除了解调所需要的低频分量外，其余所有分量都属于高频范围，因而很容易在输出端给予滤除。 由载波恢复电路产生的载波信号通常加到MC1596的x输入端。其电平大小只要能保证查分对管很好地处于工作状态即可。通常在100~500mV之间。根据待解调的单边带或双边带已调信号送到MC1596的y输入端，其电平应保持在线性工作的限度内。该电路输入已调波电平高达100mV是，仍可获得很好的线性和无失真的输出。 载波恢复电路的任务是提供与载波同频同相的参考信号v r，它是实现各种同步检波的关键所在。 载波恢复电路可根据待解调的调幅信号中是否含有载波分量而采用不同的实现方法：对普通调幅信号，或者发送导频的双边带信号或单边带信号，可以采用窄带滤波器将载波信号提取出来；对于不含载波分量的双边带信号，采用非线性变换的方法恢复载波分量；对于不含导频分量的单边带信号，可采用发、收两端的载波都有频率稳定度很高的晶体振荡器产生。 5.2MC1596芯片介绍 MC1596是美国Motorola 公司生产的单片集成模拟相乘器，即吉尔伯特相乘器。MC1596的最高工作频率为300MHz ，被转换的信号频率可达80MHz ，它具有良好的载波抑制能力，应用广泛。 图5.2.1 MC1596内部电路图 图中晶体管Q 1～Q 4组成双差分放大器，Q 5、Q 6组成单差分放大器，用以激励Q 1～Q 4；Q 7、Q 8、D2及相应的电阻等组成多路电流源电路、Q 7、Q 8分别给Q 5、Q 6提供恒流电流，R 为外接电阻，可用以调节电流的大小。另外，由Q 5、Q 6两管的发射级引出接线端2和3，外接电阻R y ，利用R y 的负反馈作用可以扩大输入电压Uy 的动态范围。 MC1596的主要技术参数如下： 载波馈通 140V μ（mV MHz V f cm c 300,10== 方波输入） 载波抑制 65dB （mV MHz f 60,500= 输入） 50dB （mV MHz f 60,10= 输入） 互导带宽 300MHz （mV R L 60,50Ω= 输入） 信道通道输入阻抗 200Ωk ，2pF 信号通道共模输入范围 5V 输入偏流 12A μ 输入失调电流 0.7A μ 输出阻抗 40Ωk 、2pF 正电源电流 2mA 负电源电流 3mA 5.3 Multisim 仿真电路 在熟悉了电路的原理后，应用Multisim 软件进行仿真实现。首先按照图2.2-1完成电路图的搭建，得到下图。 图5.3.1 单电源供电同步检波电路仿真图 图中，载波输入端接入函数信号发生器XFG1，用以产生与调制信号载波同频同相的参考信号；已调信号输入端可以输入调制好的DSB 信号、SSB 信号和AM 信号，此处接入安捷伦函数发生器XFG2，用来产生AM 信号；在解调信号输出端接入双踪示波器，A 通道接解调信号，B 通道接安捷伦函数发生器，可以对比AM 信号的包络波形与同步检波后得到的解调波形。 5.4参数设置 1. 函数信号发生器的参数设置 设置参考信号 频率KHz f c 10= 振幅mVp V p p 100=- 在示波器上可得到参考信号的波形，如下图所示。 图5.4.1 参考信号参数设置 图5.4.2 参考信号波形 2.安捷伦函数发生器的参数设置 安捷伦函数发生器能直接产生AM 波， 设置载波 频率KHz f c 10= 振幅mVp V p p 100=- 设置调制信号 频率Hz f m 100= 振幅mVp V p mp 50=- 在示波器上可得到AM 信号的波形，如下图所示。 图5.4.3载波参数设置 图5.4.4调制信号参 图5.4.5 AM信号的波形 5.5仿真结果 在设置好所应用仪器的参数后，点击运行，可以在双踪示波器上清晰地观察到输出波形。 图5.5.1 同步检波电路输入波形和输出波形 如上如所示波形，黄色的波形为输入波形即原波形，红色的为解调出来的信号。根据图形对比，在不计失真的情况下，同步检波器的输出波形与输入的源信号波形相同。而单参考信号的参数设置与已调波载波的参数不一致时，会得到严重失真的波形。 6、结束语 模拟调制系统是电子信息工程通信方向最主要的模块之一，通过在课堂上对理论知识的学习，我们了解到模拟调制系统的基本方式以及其原理。然而，如何将理论在实践中得到验证和应用，是我们学习当中的一个问题。而通过本次课程设计，我们在强大的Multisim平台上对数字信号的调制解调进行了一次仿真，有效的完善了学习过程中实践不足的问题，同时进一步巩固了原先的基础知识。 通过这次的课程设计，我对整个通信电子电路的学习有了一个新的认识，真的感觉到为我之后的考试做足了准备，通过实验我懂得了很多之前仅仅通过理论学习所不能消化的知识，这真的是一件神奇的事情，在一个星期之前，我还对通信电子电路调制解调那块的知识半知半解，但是现在，我觉得心里已经有了清楚的棋盘，遇到某些方面的知识已经可以通过我现在做的实验得到解释。真的很感谢叶老师给我们的这次机会。 另一方面，我们通过本次的课程设计，着实领教了Multisim强大的功能和实力。通过在Multisim环境下对系统进行模块化设计与仿真，使我们获得两方面具体经验，第一是Multisim中各个功能模块的使用方法，第二是图形化和结构化的系统设计方法。这些经验虽然并不高深，但是对于刚入门的初学者来说，对以后步入专业领域进行设计或研发无疑具有重大的意义。值得一说的是之前我一直用的EWB做的仿真，因为之前模电课我们一直用的EWB，这次 转型multism真的对我来说是一个挑战，我一点都不懂，只能请教同学，让他们能教我一点关于这个软件的知识，但是他们都很忙，我也不太好意思打扰他们，所以我就一个人慢慢摸索，终于做出了令我本人感到满意的实验，所以这次我还是十分开心的。 近年来，我国移动通信业务迅猛发展，己深入到社会生活的各个方面。面对移动用户群的持续增长和新业务的层出不穷，移动通信体系要及时适应甚至超前于市场需求的步伐。而作为移动通信的核心技术之一的调制解调技术是实现高速高效的通信系统的重要保证。在学习模拟通信系统理论基础后，我们又在此基础上通过利用Multisim仿真真正的看到AM,DSB,SSB,调制解调中一些具体直观的过程，更加了解了调幅（AM），双边带（DSB）,单边带（SSB），包络检波，同步检波在实际应用中是如何实现的以及某些参数对电路性能的影响， 这次的课程设计使我收益颇丰，不光对通信电子电路这门课有了新的认识，更让我对通信电路这个专业更有兴趣。 参考文献 [1] 曾兴雯，刘乃安，陈健.高频电路原理与分析[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003，6. 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Multisim软件入门 2. 二极管电路 3. 基本放大电路 4. 差分放大电路 5. 负反馈放大电路 6. 集成运放信号运算和处理电路 7. 互补对称（OCL）功率放大电路 8. 信号产生和转换电路 9. 可调式三端集成直流稳压电源电路 13.1 Multisim用户界面及基本操作 13.1.1 Multisim用户界面 在众多的EDA仿真软件中，Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。 Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies，简称IIT公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，原名EWB。 IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件Electronics Work Bench（电子工作台，简称EWB），以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。 1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，从EWB6.0版本开始，IIT对EWB进行了较大变动，名称改为Multisim（多功能仿真软件）。 IIT后被美国国家仪器（NI，National Instruments）公司收购，软件更名为NI Multisim，Multisim经历了多个版本的升级，已经有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。 下面以Multisim10为例介绍其基本操作。图13.1-1是Multisim10的用户界面，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。 实验一电路仿真工具Multisim的基本应用 一．实验目的 1.学会电路仿真工具Multisim的基本操作。 2.掌握电路图编辑法，用Multisim对电路进行仿真。 二、实验仪器 PC机、Multisim软件 三、实验原理 MultiSim 7 软件是加拿大Electronics Workbench 公司推出的用于电子电路仿真的虚拟电子工作台软件。它可以对模拟电路、数字电路或混合电路进行仿真。该软件的特点是采用直观的图形界面，在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，用屏幕抓取的方式选用元器件，创建电路，连接测量仪器。软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。 1. Multisim 7主窗口 2. 常用Multisim7 设计工具栏 元件编辑器按钮--用以增加元件仿真按钮--用以开始、暂停或结束电路仿真。 分析图表按钮--用于显示分析后的图表结果分析按钮--用以选择要进行的分析。 3．元件工具栏（主窗口左边两列） 其中右边一列绿色的为常用元器件（且为理想模型）。左边一列包含了所有元器件（包括理想模型和类实际元器件模型）。在电路分析实验中常用到的器件组包括以下三个组（主界面左边第二列）： 电源组信号源基本器件组 （1）电源（点击电源组） 交流电源直流电源接地 （2）基本信号源 交流电流源交流电压源 （3）基本元器件（点击基本器件组） 电感电位器电阻可变电容电容 4.常用虚拟仪器（主窗口右侧一列） ⑴数字万用表 数字万用表的量程可以自动调整。双击虚拟仪器可进行参数设定。下图是其图标和面板： 其电压、电流档的内阻，电阻档的电流和分贝档的标准电压值都可以任意设置。从打开的面板上选Setting按钮可以设置其参数。 （2）信号发生器 信号发生器可以产生正弦、三角波和方波信号，其图标和面板如下图所示。可调节方波和三角波的占空比。双击虚拟仪器可进行参数设定。 （3）示波器 在Multisim 7中提供了两种示波器：通用双踪示波器和4通道示波器。双击虚拟仪器可进行参数设定。这里仅介绍通用双踪示波器。其图标和面板如下图所示。 电子线路设计软件课程设计报告 实验内容：实验八multisim电路仿真 一、验目的 1、进一步熟悉multisim的操作和使用方法 2、掌握multisim做电路仿真的方法 3、能对multisim仿真出的结果做分析 二、仿真分析方法介绍 Multisim10为仿真电路提供了两种分析方法，即利用虚拟仪表观测电路的某项参数和利用Multisim10 提供的十几种分析工具，进行分析。常用的分析工具有：直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析、失真分析、噪声分析和直流扫描分析。利用这些分析工具，可以了解电路的基本状况、测量和分析电路的各种响应，且比用实际仪器测量的分析精度高、测量范围宽。下面将详细介绍常用基本分析方法的作用、分析过程的建立、分析对话框的使用以及测试结果的分析等内容 1、直流工作点分析 直流工作点分析也称静态工作点分析，电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短路时，计算电路的直流工作点，即在恒定激励条件下求电路的稳态值。在电路工作时，无论是大信号还是小信号，都必须给半导体器件以正确的偏置，以便使其工作在所需的区域，这就是直流分析要解决的问题。了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。 执行菜单命令Simulate/Analyses，在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point，则出现直流工作点分析对话框，如图所示。直流工作点分析对话框包括3页。 Output 页用于选定需要分析的节点。 左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边Selected variables for 栏用于存放需要分析的节点。 具体做法是先在左边Variables in circuit 栏内中选中需要分析的变量（可以通过鼠标拖拉进行全选），再点击Plot during simulation 按钮，相应变量则会出现在Selected variables for 栏中。如果Selected variables for 栏中的某个变量不需要分析，则先选中它，然后点击Remove按钮，该变量将会回到左边Variables in circuit 栏中。Analysis Options页 点击Analysis Options按钮进入Analysis Options页，其中排列了与该分析有关的其它分析选项设置，通常应该采用默认的 Summary页 仿真 1.1.1 共射极基本放大电路 按图7.1-1搭建共射极基本放大电路，选择电路菜单电路图选项（Circuit/Schematic Option ）中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮，设置并显示元件的标号与数值等 。 １.静态工作点分析 选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC Operating Point）（当然，也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量）分析结果表明晶体管Ｑ１工作在放大状态。 ２.动态分析 用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH)，用示波器观察到输入，输出波形。由波形图可观察到电路的输入，输出电压信号反相位关系。再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。 ３.参数扫描分析 在图７.１－１所示的共射极基本放大电路中，偏置电阻Ｒ１的阻值大小直接决定了静态电流ＩＣ的大小，保持输入信号不变，改变Ｒ１的阻值，可以观察到输出电压波形的失真情况。选择分析菜单中的参数扫描选项（Analysis/Parameter Sweep Analysis），在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为Ｒ１，参数为电阻，扫描起始值为１００Ｋ，终值为９００Ｋ，扫描方式为线性，步长增量为４００Ｋ，输出节点５，扫描用于暂态分析。 ４.频率响应分析 选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为１Hz，终止频率为１GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点５做输出节点。 由图分析可得：当共射极基本放大电路输入信号电压ＶＩ为幅值５mV的变频电压时，电路输出中频电压幅值约为０.５Ｖ，中频电压放大倍数约为－１００倍，下限频率（Ｘ１）为１４.２２Hz，上限频率（Ｘ２）为２５.１２MHz，放大器的通频带约为２５.１２MHz。 由理论分析可得，上述共射极基本放大电路的输入电阻由晶体管的输入电阻rbe限定，输出电阻由集电极电阻Ｒ３限定。 1.１.２共集电极基本放大电路（射极输出器） Multisim电路仿真及应用 仿真实训一：彩灯循环控制器的设计与仿真分析变换的彩灯已经成为人们日常生活不可缺少的点缀。那么这些变化的灯光是如何控制的呢？这就是我们下面要讨论的课题—彩灯循环控制电路。 电路设计分析彩灯循环控制技术指标： 1.彩灯能够自动循环点亮。 2.彩灯循环显示且频率快慢可调。 3.该控制电路具有8路以上输出。 仿真实训二：交通信号灯控制系统的设计与仿真分析十字路口的交通信号灯是我们每天出行时都会遇到的，信号灯指挥着行人和各种车辆安全有序的通行。实现红、绿灯的自动控制是城市交通管理现代化的重要课题，合适的信号灯指挥系统可以提高城市交通的效率。下面我们以该课题为例进行设计与仿真分 析。 电路设计分析交通信号灯控制系统的技术指标： 1.主、支干道交替通行，主干道每次放行30s，支干道每次放行20s。 2.绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。 3.每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5s（此时另一干道上的红灯不变）。 4.十字路口要有数字显示，作为等候时间提示。要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。 5.在黄灯亮时，原红灯按1HZ的频率闪烁。 6.要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0-99s任意设定。 仿真实训三：篮球比赛24秒倒计时器的设计与仿真分析电路设计分析： 计时器在许多领域均有普遍的应用，篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛节奏，新的规则还要求进攻方在24秒有一次投篮动作，否则视为违规。 本设计题目“篮球比赛24秒倒计时器”从数字电路角度讨论，实际上就是一个二十四进制递减的计数器。 电路设计技术指标： 1.能完成24秒倒计时功能。 2.完成计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、声光报警等功能。 Multisim快速上手教程 每一次数电实验都要疯了有木有！！！全是线！！！全是线！！！还都长得要命！！！完全没地方收拾啊！！！现在数电实验还要求做开放实验，还要求最好先仿真！！！从来没听说过仿真是个什么玩意儿的怎么破！！！ 以下内容为本人使用仿真软件的一些心路历程，可供参考。 所谓仿真，以我的理解，就是利用计算机强大的计算能力，结合相应的电路原理（姑且理解为KVL+KCL）来对电路各时刻的状态求解然后输出的过程。相较于模拟电路，数字电路的仿真轻松许多，因为基本上都转化为逻辑关系的组合了。有人用minecraft来做数字电路，都到了做出8bitCPU的水平（https://www.doczj.com/doc/2613289206.html,/v_show/id_XMjgwNzU5MDUy.html、https://www.doczj.com/doc/2613289206.html,/v_show/id_XNjEwNTExODI4.html）。这个很神奇。 以下进入正文 首先，下载Multisim安装程序。具体链接就不再这里给出了（毕竟是和$蟹$版的软件），可以到BT站里搜索，有一个Multisim 12是我发的，里面有详细的安装说明，照着弄就没问题了。 好，现在已经安装上Multisim 12了。 然后运行，在Circuit Design Suite12.0里，有一个multisim，单击运行。 进去之后就是这样的。 那一大块白的地方就是可以放置元件的地方。 现在来以一个简单的数字逻辑电路为例： 菜单栏下一排是这些东西，划线的是数字电路仿真主要用得上的元件。 来个7400吧 点击TTL那个图标（就是圈里左边那个）。出来这样一个东西： 红圈里输入7400就出来了，也可以一个一个看，注意右边“函数”栏目下写的“QUAD 2-INPUT NAND”即是“四个双输入与非门”的意思。 点击确认，放置元件。 A、B、C、D在这里指一块7400里的四个双输入与非门，点击即可放置。 看起来很和谐，那就做个RS触发器吧。 这里输出用的是一种虚拟器件PROBE，在Indicators组，图标就是个数码管的那个。功能相当于实验箱上那些LED，也是高电平就点亮。元件旋转方向的方法是选中元件然后按Ctrl+R(otate)。还可以选中元件后点击右键，选择“水平翻转”等。 Multisim 11.0 软件免费下载汉化激活全套 Multisim 11.0目前为最新版本。嵌入式系统 安装需要需要资料：17Embed,17嵌入式 1.Multisim11.0软件，免费下载地址: https://www.doczj.com/doc/2613289206.html,/c07n2rh7tb m 2. Multisim11.0汉化包+激活包免费下载地址: https://www.doczj.com/doc/2613289206.html,/c0frrgfutf Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的一款优秀的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 《数字电子技术》一书就是以Mulitisim作为教材工具，其强大的功能被广大老师、同学和自由爱好者所喜爱，所以本人决定在此做个教程以共大家学习参考之用。（文末附有下载） 一、安装 1、双击应用程序（379.35MB的那个）首先会出现如下窗口，确定即可。 2、确定后会出现如下窗口，说白了，就是个解压缩过程 一起嵌入式开发 3、选择第一项，然后解压缩后紧接着会出现如下窗口，仍选择第一项 4、然后选择“Install this product for evaluation”，试用的意思 5、接下来就按照提示一路狂Next就行，然后重启就行了嵌入式系统 这样安装就算完成了，接下来就是汉化和破解了。 嵌入式系统 二、汉化 1、将ZH文件夹放到目录“...\Program Files\National Instruments\Circuit Design Suite 11.0\stringfiles”下。 记住，不是目录“X:\National Instruments Downloads”,这个文件是你安装时第二步解压缩后的文件，安装完后就可以删掉了。（好多朋友在这里犯错误）17Embed,17嵌入式2、再运行Multisim11，菜单里边的：Options\Gobal Preferences\convention\language\ZH （参考图片） 4.1 仿真设计 1、用网孔法和节点法求解电路。 如图4.1-1所示电路： 3Ω （a）用网孔电流法计算电压u的理论值。 （b）利用multisim进行电路仿真，用虚拟仪表验证计算结果。（c）用节点电位法计算电流i的理论值。 （d）用虚拟仪表验证计算结果。 解： 电路图： （a） i1=2 解得 i1=2 5i2-31-i3=2 i2＝1 i3=-3 i3=-3 u=2 v （b）如图所示： （c）列出方程 4/3 U1- U2=2 解得 U1＝3 v U2=2 v 2A1Ω _ + 1Ω 2V - 3A 图4.1-1 i 2U 1- U 2=2 i=1 A 结果：计算结果与电路仿真结果一致。 结论分析：理论值与仿真软件的结果一致。 2、叠加定理和齐次定理的验证。 如图4.1-2所示电路： (a)使用叠加定理求解电压u 的理论值； (b)利用multisim 进行电路仿真，验证叠加定理。 (c)如果电路中的电压源扩大为原来的3倍，电流源扩大为原来的2倍，使用齐次定理，计算此时的电压u ； (d)利用multisim 对（c ）进行电路仿真，验证齐次定理。 电路图： （a ） I 1=2 7 I 2-2 I 1- I 3=0 3 I 3- I 2-2 I 4=0 解得 U 1=7（V ） I 4=-3 U 1 U 1=2（I 1- I 2） 如图所示电压源单独作用时根据网孔法列方程得： 3 I 1-2 I 2- I 3= 4 I 2=-3 U 2 7 I 3 - I 1=0 解得 U 2=9（V ） U 2=4-2 I 3 所以 U= U 1+ U 2=16（V ） （b ）如图所示。 2Ω 1Ω 2Ω 4Ω 2A 3u + 4V - + u - 图4.1-2 Multisim电路仿真 示例1．直流电路分析 步骤一：文件保存 打开Multisim 软件，自动产生一个名为Design1的新文件。 打开菜单File>>Save as…，将文件另存为“CS01”(自动加后缀) 步骤二：放置元件 打开菜单Place>>Component… 1.选择Sources(电源)Group (组)，选择POWER_SOURCES(功率源)Family(小组)，在元件栏中用鼠标双击DC_POWER，将直流电源放置到电路工作区。 说明：所有元件按Database -> Group -> Family 分类存放 2.继续放置元件： Sources Group –>POWER_SOURCES Family->ROUND(接地点 Basic Group->RESISTOR Family（选择5个电阻） 3.设定元件参数。采用下面两种方式之一 1)在放置元件时（在一系列标准值中）选择； 2)在工作区，鼠标右键点击元件，在Properties (属性)子菜单中设定。 步骤三.根据电路图连线 用鼠标拖动元件到合适位置，如果有必要，鼠标右键点击元件，可对 其翻转(Flip)或旋转(Rotate)。连线时先用鼠移至一个元件的接线端， 鼠标符号变成叉形，然后拖动到另一结点，点击右键确认连线。 若需显示全部节点编号，在菜单 Option>>Sheet Properties>>Sheet visibility 的Net names 选板中选中show all。 步骤四.电路仿真 选择菜单Simulate>>Analyses>>DC operating point…(直流工作点分析) 在DC operating point analysis窗口中，选择需要分析的变量（节点电压、元件电流或功率等）。 《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名 xxx 学号 院系自动控制与机械工程学院 班级 指导教师 2014 年 6 月18日 目录 1、目的和意义 (3) 2、任务和要求 (3) 3、基础性电路的Multisim仿真 (4) 3.1 半导体器件的Multisim仿真 (4) 3.11仿真 (4) 3.12结果分析 (4) 3.2单管共射放大电路的Multisim仿真 (5) 3.21理论计算 (7) 3.21仿真 (7) 3.23结果分析 (8) 3.3差分放大电路的Multisim仿真 (8) 3.31理论计算 (9) 3.32仿真 (9) 3.33结果分析 (9) 3.4两级反馈放大电路的Multisim仿真 (9) 3.41理论分析 (11) 3.42仿真 (12) 3.5集成运算放大电路的Multisim仿真（积分电路） (12) 3.51理论分析 (13) 3.52仿真 (14) 3.6波形发生电路的Multisim仿真（三角波与方波发生器） (14) 3.61理论分析 (14) 3.62仿真 (14) 4.无源滤波器的设计 (14) 5.总结 (18) 6.参考文献 (19) 一、目的和意义 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学之后安排的一个实践教学环节.课程设计的目的是让学生掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养学生的综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术工作打下基础。这一环节有利于培养学生分析问题，解决问题的能力，提高学生全局考虑问题、应用课程知识的能力，对培养和造就应用型工程技术人才将能起到较大的促进作用。 二、任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成电路的设计和仿真。完成该次课程设计后，学生应该达到以下要求： 1、巩固和加深对《电子技术2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真结果。 模拟电子技术实验《信号放大器的设计》 班级： 姓名： 指导老师： 2013年12月10日至12日 1.实验目的 （1）掌握分立或集成运算放大器的工作原理及其应用。 （2）掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。 （4）通过实验培养学生的市场素质，工艺素质，自主学习的能力，分析问题解决问题的能力 以及团队精神。 （5）通过实验总结回顾所学的模拟电子技术基础理论和基础实验，掌握低频小信号放大电路 和功放电路的设计方法 2.实验任务和要求 2.1实验任务 1）已知条件： 信号放大电路由“输入电路”、“差分放大电路”、“两级负反馈放大电路”、“功率放大器”、“扬声器”几部分构成。 图2-1 信号放大器的系统框图 2）性能指标： a)输入信号直接利用RC 正弦波振荡电路产生。 b) 前置放大器： 输入信号：Uid ≤ 10 mV 输入阻抗：Ri ≥ 100 k c) 功率放大器： 最大不失真输出功率：Pomax ≥1W 负载阻抗：RL= 8； 电源电压：+ 5 V ，+ 12V ，- 12V d) 输出功率连续可调 直流输出电压 ≤ 50 mV 信号产生 差分放大 共射级放大 功率放大 负反馈 输出信号 静态电源电流≤100 mA 2.2实验要求 1）选取单元电路及元件 根据设计要求和已知条件，确定信号产生电路、前置放大电路、功率放大电路的方案， 计算和选取单元电路的原件参数。 2）前置放大电路的组装与调试测量前置放大电路的差模电压增益AU、共模电压增益AUc、共模抑制比KCMR、带宽BW、输入电压Ri等各项技术指标，并与设计要求值进行比较。 3）有源带通滤波器电路的组装与调试 测量有缘带通滤波器电路的差模电压增益AUd、带通BW，并与设计要求进行比较。 4）功率放大电路的组装与调试 功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出效率η、直流输 出电压、静态电源电流等技术指标。 5）整体电路的联调 6）应用Multisim软件对电路进行仿真分析。 2.3选用元器件 电容电阻若干、双踪示波器1个、信号发生器一个、交流毫伏表1个、数字万用表等仪器、晶体三极管 2N3906 1个，2N2222A 5个，2N2222 2个，2N3904 2个，1N3064 1个。 3、实验内容 1、总电路图 （一）实验总体电路图 Multisim仿真—混沌电路 1104620125 Multisim仿真—混沌电路 一、实验目的 1、了解非线性电阻电路伏安特性，以及其非线性电阻特征的测量方法； 2、使用示波器观察混沌电路的混沌现象，通过实验感性地认识混沌现象，理解非线性科学中“混沌”一词的含义；； 3、研究混沌电路敏感参数对混沌现象的影响 二、实验原理 1、蔡氏电路 本实验采用的电路图如图9-16 所示，即蔡氏电路。蔡氏电路是由美国贝克莱大 学的蔡少棠教授设计的能产生混沌行为的最简单的一种自制电路。R 是非线性电 阻元件，这是该电路中唯一的非线性元件，是一个有源负阻元件。电容C2 与电 感L 组成一个损耗很小的振荡回路。可变电阻1/G 和电容C1 构成移相电路。最 简单的非线性元件R 可以看作由三个分段线性的元件组成。由于加在此元件上的 电压增加时，故称为非线性负阻元件。 三、实验内容 为了实现有源非线性负阻元件实，可以使以下电路，采用两个运算放大器（1 个双运放TL082）和六个配置电阻来实现，其电路如图1，这主要是一个正反馈电路，能输出电流以维持振荡器不断震荡，而非线性负阻元件能使振荡周期产生分岔和混沌等一系列非线性现象。 1、实验电路如下图，电路参数：1、电容：100nf 一个，10nf 一个； 2、线性电阻6 个： 200Ω二个，22kΩ二个，2.2kΩ一个，3.3kΩ一个；3、电感：18mH 一个；4、运算放大器：五端运放TL083 二个；5、可变电阻：可变电阻一个；6、稳压电源：9V 的VCC 二个，-9V 的VEE 二个； 图1 选好元器件进行连接，然后对每个元器件进行参数设置，完成之后就可以对 蔡氏电路进行仿真了。双击示波器，可以看到示波器的控制面板和显示界面，在 控制面板上可以通过相关按键对显示波形进行调节。 下面是搭建完电路的截图： 2、将电压表并联进电路，电流表串联进电路可以直接测出加在非线性负阻的电压、电流， U/V I/mA U/V I/mA 12 0.1579 -1 -0.76917 11 2.138 -2 -1.44352 10 4.601 -3 -1.84752 一．直流叠加定理仿真 图1.1 图1.2 图1.3 结果分析：从上面仿真结果可以看出，V1和I1共同作用时R3两端的电压为36.666V；V1和I1单独工作时R3两端的电压分别为3.333V和33.333V，这两个数值之和等于前者，符合叠加定理。 二．戴维南定理仿真 戴维南定理是指一个具有直流源的线性电路，不管它如何复杂，都可以用一个电压源UTH与电阻RTH串联的简单电路来代替，就它们的性能而言，两者 是相同的。 图2.1 如上图2.1电路所示，可以看出在XMM1和XMM2的两个万用表的面板上显示出电流和电压值为：IRL=16.667mA，URL=3.333V。 图2.2 如上图2.2所示电路中断开负载R4，用电压档测量原来R4两端的电压，记该电压为UTH，从万用表的面板上显示出来的电压为UTH=6V。 图2.3 在图2.2所测量的基础之上，将直流电源V1用导线替换掉，测量R4两端的的电阻，将其记为RTH，测量结果为RTH=160Ω。 图2.4 在R4和RTH之间串联一个万用表，在R4上并接一个万用表，这时可以读出XMM1和XMM2上读数分别为：IRL1=16.667mA，URL1=3.333V。 结果分析：从图2.1的测试结果和图2.4的测试结果可以看出两组的数据基本一样，从而验证了戴维南定理。 三．动态电路的仿真 1、一阶动态电路： 图3.1 2、二阶动态电路分析： 图3.2 2、二阶动态电路： 图3.3 一阶动态电路中V2随时间的变化可以看出，在0~500ms之间随时间的增大而非线性增大，大于500ms后趋于稳定。 图3.4 当R1电位器阻值分别为500Ω,2000Ω,4700Ω时，输出瞬态波形的变化如上图所示。 四．交流波形叠加仿真 图4.1 本科毕业设计（论文） 题目基于Multisim的 模拟电路仿真技术 部系地方生部 专业电子信息工程 学员郑怿 指导教员梁发麦 中国人民解放军海军航空工程学院 2007 年7 月 基于Multisim的模拟电路仿真技术 摘要：介绍了Multisim 软件的功能和特点，提出运用Multisim 实现模拟电路的仿真方法。通过几个电子原理性电路的仿真实例阐述了模拟电路建立、元器件的选用和仿真参数的设置方法等关健问题，同时得到了正确的仿真结果。 关键词：模拟电路；Multisim ；仿真技术；EDA 从20 世纪80 年代以来，电子系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化。同时深亚微米半导体工艺、B 表面安装技术的发展又支持了产品集成化程度的进步，使电子产品进入了片上系统（SOC ）时代。另外电子产品厂商不懈追求缩短产品设计周期，从而获取高收益。在这些因素的影响下，EDA 技术应运而生。EDA ( Electronic Design Automation ，电子设计自动化）技术是一门综合了现代电子与计算机技术，以计算机为平台对电子电路、系统或芯片进行设计、仿真和开发的计算机辅助设计技术。利用EDA 技术对电力电子电路进行仿真一直是研究电力电子技术的工程技术人员所期望实现的目标。Multisim 就为此提供了一个良好的平台。在这个平台上可以容易地实现了基本的电力电子电路的仿真，包括不控整流电路、可控整流电路、逆变电路等电路的仿真分析。仿真得到的结果与理论分析的结果基本一致，这对电子电路的设计具有重大的意义。本文主要介绍利用Multisim 10平台对基本电子电路进行仿真的方法，得出与理论相符合的结果，有利于实际的工程设计。 1 Multisim 的功能和特点 加拿大Interactive Image Technologie 公司在1958 年推出了一个专门用于电子电路仿真和设计的EDA 工具软件EWB ( Electronics Workbench ）。由于EWB 具有许多突出的优点，引起了电子电路设计工作者的关注，迅速得到了推广使用。但是随着电子技术的飞速发展，EWB 5 . x 版本的仿真设计功能已远远不能满足复杂的电子电路的仿真设计要求。因此IIT 公司将用于电路级仿真设计的模块升级为Multi sim ，并于2001 年推出了Multisim 的最新版本Multisim 2001 。 Multisim 2001 继承了 EWB 界面形象直观、操作方便、仿真分析功能强大、分析仪器齐全、易学易用等诸多优点，并在功能和操作上进行了较大改进。主要表现为：增加了射频电路的仿真功能；极大扩充了元器件库；新增了元件编辑器；扩充了电路的测试功能；增加了瓦特表、失真仪、网络分析仪等虚拟仪器，并允许仪器仪表多台同时使用；改进了元件之间的连接方式，允许任意走向；支持VHDL 和Verilo g 语言的电路仿真与设计；允许把子电路作为一个元器件使用，允许用户自定义元器件的属性等。 工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 （一）模拟电路举例： 1.1 晶体管基本放大电路 共射极，共集电极和共基极三种组态的基本放大电路是模拟电子技术的基础，通过EWB对其进行仿真分析，进一步熟悉三种电路在静态工作点，电压放大倍数，频率特性以及输入，输出电阻等方面各自的不同特点。 实验3.12 555电路应用 一、实验目的： 1. 了解555电路的工作原理。 2. 学会分析555电路所构成的几种应用电路工作原理。 3．掌握555电路的具体应用。 二、实验准备： 555电路是一种常见的集模拟与数字功能于一体的集成电路。只要适当配接少量的元件，即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路，其内部原理图如图3.12.1所示，其中(1)脚接地，(2)脚触发输入，(3)脚输出，(4)脚复位，(5)脚控制电压，(6)脚阈值输入，(7)脚放电端，(8)脚电源。 图3.12.1 555集成电路功能如表3.12.1所示。 表3.12.1： 注：1.(5)脚通过小电容接地。 2.*栏对CMOS 555电路略有不同。 图3.12.2是555振荡电路，从理论上我们可以得出： 振荡周期： C R R T ?+=)2(7.021...........................…….....3.12.1 高电平宽度： C R R t W ?+=)(7.021 ..........................…….....3.12.2 占空比： q = 2 12 12R R R R ++............................................…......3.12.3 图3.12.3为555单稳触发电路，我们可以得出(3)脚输出高电平宽度为： RC t W 1.1=............................................................3.12.4 三、计算机仿真实验内容： 1. 时基振荡发生器： (1). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条 第13章 Multisim模拟电路仿真本章Multisim10电路仿真软件， 本章节讲解使用Multisim进行模拟电路仿真的基本方法。 目录 1. Multisim软件入门 2. 二极管电路 3. 基本放大电路 4. 差分放大电路 5. 负反馈放大电路 6. 集成运放信号运算和处理电路 7. 互补对称（OCL）功率放大电路 8. 信号产生和转换电路 9. 可调式三端集成直流稳压电源电路 13.1 Multisim用户界面及基本操作 13.1.1 Multisim用户界面 在众多的EDA仿真软件中，Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。 Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies，简称IIT公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，原名EWB。 IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件Electronics Work Bench（电子工作台，简称EWB），以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。 1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，从EWB6.0版本开始，IIT对EWB进行了较大变动，名称改为Multisim（多功能仿真软件）。 IIT后被美国国家仪器（NI，National Instruments）公司收购，软件更名为NI Multisim，Multisim 经历了多个版本的升级，已经有Multisim2001、 Multisim7、 Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。 下面以Multisim10为例介绍其基本操作。图13.1-1是Multisim10的用户界面，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。 Multisim电路仿真实验 一、实验目的 熟悉电路仿真软件Multisim的功能，掌握使用Multisim进行输入电路、分析电路和仪表测试的方法。 二、使用软件 NI Multisim student V12 三、实验内容 1.研究电压表内阻对测量结果的影响 输入如图1所示的电路图，在setting 中改变电压表的内阻，使其分别为200kΩ、5kΩ等，观察其读数的变化，研究电压表内阻对测量结果的影响。并分析说明仿真结果。 图1 实验结果： 【200kΩ】 图2【5k 】 图3 分析： ①根据图1电路分析，如果不考虑电压表内阻的影响，U10=R2V1/(R1+R2)=5V； ②根据图2，电压表内阻为200kΩ时，电压表示数U10=4.878V，相对误差|4.878-5|*100%/5=2.44% ③根据图3，电压表内阻为5kΩ时，电压表示数U10=2.5V，相对误差|2.5-5|*100%/5=50% 可以看出，电压表内阻对于测量结果有影响，分析原因，可知电压表具有分流作用，与R2并联后，R2’=1/（1/R1+1/R V） Multisim 快速上手教程每一次数电实验都要疯了有木有！！！全是线！！！全是线！！！还都长得要命！！！完全没地方收拾啊！！！现在数电实验还要求做开放实验，还要求最好先仿真！！！从来没听说过仿真是个什么玩意儿的怎么破！！！以下内容为本人使用仿真软件的一些心路历程，可供参考。 所谓仿真，以我的理解，就是利用计算机强大的计算能力，结合相应的电路原理（姑且理解为 KVL+KC）L 来对电路各时刻的状态求解然后输出的过程。相较于模拟电路，数字电路的仿真轻松许多，因为基本上都转化为逻辑关系的组合了。有人用minecraft 来做数字电路，都到了做出 8bitCPU 的水平（、l ）。这个很神奇。 以下进入正文 首先，下载Multisim 安装程序。具体链接就不再这里给出了（毕竟是和$蟹$版的软件），可以到BT站里搜索，有一个Multisim 12 是我发的，里面有详细的安装说明，照着弄就没问题了。 好，现在已经安装上Multisim 12 了。 然后运行，在Circuit Design Suite12.0 里，有一个multisim ，单击运行。进去之后就是这样的。 那一大块白的地方就是可以放置元件的地方。现在来以一个简单的数字逻辑电路为例：菜单栏下一排是这些东西，划线的是数字电路仿真主要用得上的元件。来个7400 吧 点击TTL那个图标（就是圈里左边那个）。出来这样一个东西： 红圈里输入7400就出来了，也可以一个一个看，注意右边“函数”栏目下写的“QUAD-INPUT NAND 即是“四个双输入与非门”的意思。 点击确认，放置元件。 A B C、D在这里指一块7400里的四个双输入与非门，点击即可放置。看起来很和谐，那就做个RS 触发器吧。 这里输出用的是一种虚拟器件PROB，在Indicators 组，图标就是个数码管的那个。功能相当于实验箱上那些LED也是高电平就点亮。元件旋转方向的方法是选中元件然后按Ctrl+R（otate）。还可以选中元件后点击右键，选择“水平翻转”等。接下来解决输入，同样仿照实验箱上方式解决——使用单刀双掷开关（英文简称SPDT） 这里介绍的技巧就是，在上述的界面里，把组选到所有组、系列选到所有系列，在元器件里输入“ SPDT，可以使用“ *”做通配符代替元件代号不清楚的地方。 同样的方法加入VCCDGND应该要与GROUN模拟地区分开），说道这里需要注意，Multisim 里的仿真，电路必须有接地，没有接地将无法启动仿真。出现这个窗口一定选确认。然后就是连线了。点击元件的端点就可以引出导线，到另一个元件端点即可结束。选中开关，双击之，出现下面窗口：把空格改为“ R”另一个开关用同样的方法改成“ S”。 一个RS 触发器就弄好了，然后就可以开始仿真了。点击菜单栏上一个绿色的类似于播放键的三角形图标，开始仿真。 R=0, S=0, Q和Q都输出为1. 然后可以按下键盘上的R和S键，切换开关，观察其他状态。如同时按下RS切换至1,将 观察到不稳定输出，两灯闪烁。（截图是一个时刻，无法展现闪烁的动态效果） 然后就没有了。_________________________________________________________________________ 再来说说有的元件出来是芯片: 你会发现没有VCCGND这些管脚，因为它们都被隐藏了。只要你在电路中添加了VCCDGND 软件就会将这些隐藏管脚与之相连。 来做个显示译码器+数码管吧！ 把元件添加好：7448N+七位共阴极数码管 Multisim 数字电路仿真实验 电子表电路仿真 汽车工程系汽13班张昊 010975 实验目的 用Multisim的仿真软件，对数字电路进行仿真研究 实验内容 电子表电路的框图如图19.3 所示，其工作要求如下：时钟输入为秒脉冲。秒计数器为60 进制，BCD 码输出。秒计数器的进位脉冲送给分计数器，分计数器也是60 进制，BCD 码输出。分计数器的进位脉冲送给小时计数器，小时计数器是24 进制，BCD 码输出。各计数器的输出送显示译码器，显示译码器的输出送七段数码管。设一个开关，开关合向高电平（＋5V 电源），计时开始；开关合向地，各计数器清除。 电子表电路Multisim 仿真设计图如图19.4 所示。其电路结构是：计数器芯片采用74290N,其中U1、U2 组成秒计数器，U3、U4组成分计数器，U5、U6 组成小时计数器。显示译码器采用7448N。开关J1控制计数和清除。其他门电路实现进位或清除逻辑功能。 3.选做实验 （1）修改图19.4 电路，实现时、分、秒的对表逻辑。 （2）自拟一个电路进行仿真实验。 电路分析 本实验中最重要的部分是由两片74LS90组成100以内任意进制计数器的原理。原实验电路图分为两部分，一是计数器部分，二是译码显示部分。 计数器部分由六个74LS90芯片组成的两个60进制计数器和一个24进制计数器级连而成，由秒脉冲使其实现对时，分，秒的计时功能。其中通过逻辑电路保证分钟计数器的输入信号为秒计数器的进位脉冲，时计数器的输入脉冲为分计数器的进位脉冲。 另外，还具有同时手动清零的功能。 译码显示部分由译码器7448N和七段数码显示管组成，实现将计数器的值用数码显示的功能。 对原电路的改进 由上述对原电路各部分功能的分析，为方便实验，在不影响其功能的前提下，我认为有几个地方可以作如下修改。 首先，可以选用四输入的带有译码电路的数码管代替原有译码显示部分，这样可以使得电路更加简洁，便于分析。 第二，原电路的进位逻辑（以秒计数器向分计数器进位为例）为当秒计数器的两个74LS90芯片分别显示6和0时将两者的输出信号作与运算后进位，这样做是保证在秒计数模拟电路_Multisim软件仿真教程
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