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实践教学
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兰州理工大学
计算机与通信学院
2011年秋季学期
高频电子线路课程设计
题目：基于Multisim的调频电路设计与仿真专业班级：
姓名：
学号：
指导老师：
成绩：
基于Multisim的调频电路设计与仿真
摘要：由于一般的低频信号无法进行远距离传输，所以得经过调频搬到高频信号上传输，这个过程就是我们常说的调频。而解调则是调频的逆过程，目的是还原出原信号波形。本课程设计的内容是基于Multisim的调频电路设计与仿真。频率的调制与解调电路用Multisim软件进行仿真分析，得出相应的合适的仿真波形图，实现相应的功能。
关键词：调频与解调；Multisim;仿真分析
目录
第一章前言 (4)
第二章调制技术 (1)
2.1调制和解调的概念 (1)
2.2 调制的分类 (1)
（1）模拟调制 (2)
（2）数字调制 (2)
第三章调频技术 (1)
3.1调频与鉴频的概念 (1)
3.2 间接调频电路 (1)
3.3 变容二极管直接调频电路 (2)
(1).变容二极管作为振荡回路的总电容 (4)
(2).变容二极管部分接入振荡回路 (6)
第四章基于Multisim的调频电路设计与仿真 (8)
4-1 Multisim软件介绍 (8)
4-2实现调频的电路元件 (12)
4-3实现解调的电路元件 (14)
第五章总结 (1)
参考文献 (2)
第一章前言
《通信电子线路》主要的学习内容是无线电通信系统中发射和接收设备中单元电路的形式及工作原理等。在无线电发射机中，需要发射的低频调制信号（如由语音信号转换而来的电信号）都要经过调制才能发送传输。所谓调制是指用低频调制信号去改变高频振荡波，使其随低频调制信号的变化规律（幅度、频率或相位）相应变化的过程。由这些经过调制后的已调波携带低频信号的信息到空间进行传输，完成信号的发射。从频谱的角度来看，调制是将低频调制信号的频谱从低频端搬到高频端的过程。而在无线电接收机中，从接收到的已调波信号中恢复出原低频调制信号的过程称之为解调。从频谱的角度来看，解调则是将信号的频谱从高频端搬回到低频端的过程。上述提到的载波、已调波、调制（包括调幅、调频、调相）和解调等概念很抽象枯燥，学生感到不好理解，犹如在听“天书”。学生若对概念理解不好，则难以掌握无线电通信的基本原理，对通信系统的信号流程也难以理解，学习目的无法实现。
使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫调频。已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。已调波的振幅保持不变。调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母FM表示。
Multisim 是一个能进行电路原理设计、对电路功能进行测试分析的仿真软件。Multisim 的功能更强大，更适合于对模拟电路、数字电路和通信电路等的仿真与测试。它的元器件库提供数千种电路元器件供仿真选用，提供的虚拟测试仪器仪表种类齐全，还有较为详细的电路分析功能，仿真速度更快。它将实验过程中创建的电路原理图、使用到的仪器、电路测试分析后结果的显示图表等全部集成到同一个电路窗口中，具有直观、方便、实用和安全的优点。
第二章调制技术
2.1调制和解调的概念
调制技术就是把基带信号变换成传输信号的技术。基带信号是原始的电信号，一般是指基本的信号波形，在数字通信中则指相应的电脉冲。在无线遥测遥控系统和无线电技术中调制就是用基带信号控制高频载波的参数（振幅、频率和相位），使这些参数随基带信号变化。用来控制高频载波参数的基带信号称为调制信号。未调制的高频电振荡称为载波（可以是正弦波，也可以是非正弦波，如方波、脉冲序列等）。被调制信号调制过的高频电振荡称为已调波或已调信号。已调信号通过信道传送到接收端，在接收端经解调后恢复成原始基带信号。解调是调制的反变换，是从已调波中提取调制信号的过程。在无线电通信中常采用双重调制。第一步用数字信号或模拟信号去调制第一个载波(称为副波）。或在多路通信中用调制技术实现多路复用（频分多路复用和时分多路复用）。第二步用已调副载波或多路复用信号再调制一个公共载波，以便进行无线电传输。第二步调制称为二次调制。用基带信号调制高频载波，在无线电传输中可以减小天线尺寸，并便于远距离传输。应用调制技术，还能提高信号的抗干扰能力。
2.2 调制的分类
调制方式按照调制信号的性质分为模拟调制和数字调制两类；按照载波的形式分为连续波调制和脉冲调制两类。模拟调制有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。数字调制有振幅键控（ASK）、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)和差分移相键控(DPSK)等。脉冲调制有脉幅调制(PAM)、脉宽调制（PDM）、脉频调制（PFM）、脉位调制(PPM)、脉码调制(PCM)和增量调制（ΔM）。按照传输特性，调制方式又可分为线性调制和非线性调制。广义的线性调制，是指已调波中被调参数随调制信号成线性变化的调制过程。狭义的线性调制,是指把调制信号的频谱搬移到载波频率两侧而成为上、下边带的调制过程。此时只改变频谱中各分量的频率，但不改变各分量振幅的相对比例，使上边带的频谱结构与调制信
号的频谱相同，下边带的频谱结构则是调制信号频谱的镜像。狭义的线性调制有调幅(AM)、抑制载波的双边带调制(DSB-SC)和单边带调制(SSB)。
（1）模拟调制
模拟调制一般指调制信号和载波都是连续波的调制方式。它有调幅、调频和调相三种基本形式。①调幅(AM)：用调制信号控制载波的振幅，使载波的振幅随着调制信号变化。已调波称为调幅波。调幅波的频率仍是载波频率，调幅波包络的形状反映调制信号的波形。调幅系统实现简单,但抗干扰性差,传输时信号容易失真。②调频(FM)：用调制信号控制载波的振荡频率，使载波的频率随着调制信号变化。已调波称为调频波。调频波的振幅保持不变，调频波的瞬时频率偏离载波频率的量与调制信号的瞬时值成比例。调频系统实现稍复杂，占用的频带远较调幅波为宽，因此必须工作在超短波波段。但抗干扰性能好，传输时信号失真小，设备利用率也较高。③调相(PM)：用调制信号控制载波的相位，使载波的相位随着调制信号变化。已调波称为调相波。调相波的振幅保持不变，调相波的瞬时相角偏离载波相角的量与调制信号的瞬时值成比例。在调频时相角也有相应的变化，但这种相角变化并不与调制信号成比例。在调相时频率也有相应的变化，但这种频率变化并不与调制信号成比例。在模拟调制过程中已调波的频谱中除了载波分量外在载波频率两旁还各有一个频带，因调制而产生的各频率分量就落在这两个频带之内。这两个频带统称为边频带或边带。位于比载波频率高的一侧的边频带，称为上边带。位于比载波频率低的一侧的边频带，称为下边带。在单边带通信中可用滤波法、相移法或相移滤波法取得调幅波中一个边带，这种调制方法称为单边带调制(SSB)。单边带调制常用于有线载波电话和短波无线电多路通信。在同步通信中可用平衡调制器实现抑制载波的双边带调制(DSB-SC)。在数字通信中为了提高频带利用率而采用残留边带调制(VSB),即传输一个边带（在邻近载波的部分也受到一些衰减）和另一个边带的残留部分。在解调时可以互相补偿而得到完整的基带。
（2）数字调制
一般指调制信号是离散的，而载波是连续波的调制方式。它有四种基本形式：振幅键控、移频键控、移相键控和差分移相键控。①振幅键控(ASK)：
用数字调制信号控制载波的通断。如在二进制中,发0时不发送载波,发1时发送载波。有时也把代表多个符号的多电平振幅调制称为振幅键控。振幅键控实现简单，但抗干扰能力差。②移频键控(FSK)：用数字调制信号的正负控制载波的频率。当数字信号的振幅为正时载波频率为f1，当数字信号的振幅为负时载波频率为f2。有时也把代表两个以上符号的多进制频率调制称为移频键控。移频键控能区分通路，但抗干扰能力不如移相键控和差分移相键控。③移相键控(PSK)：用数字调制信号的正负控制载波的相位。当数字信号的振幅为正时，载波起始相位取0；当数字信号的振幅为负时,载波起始相位取180°。有时也把代表两个以上符号的多相制相位调制称为移相键控。移相键控抗干扰能力强，但在解调时需要有一个正确的参考相位，即需要相干解调。④差分移相键控(DPSK)：利用调制信号前后码元之间载波相对相位的变化来传递信息。
第三章调频技术
3.1调频与鉴频的概念
调频就是用调制信号控制载波的振荡频率，使载波的频率随着调制信号变化。已调波称为调频波。调频波的振幅保持不变，调频波的瞬时频率偏离载波频率的量与调制信号的瞬时值成比例。调频系统实现稍复杂，占用的频带远较调幅波为宽，因此必须工作在超短波波段。抗干扰性能好，传输时信号失真小，设备利用率也较高。
把含有信息的低频信号从经过传输的调频波中解调出来，还原含有信息的低频信号，称为鉴频。
使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫调频。已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。已调波的振幅保持不变。调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母 FM表示。
3.2 间接调频电路
调频波的数学表示式，在调制信号为uΩ(t)时，为
u FM(t)=U cm cos[ωc t+k f] （3-1）
可见调频波的相位偏移为k f ，与调制信号uΩ(t)的积分成正比。若将调制信号先通过积分器得，然后再通过调相器进行调相，即可得到调制信号为的调相波，即
u(t)=U cm cos[ωc t+k P ] （3-2）因此，调频可以通过调相间接实现。通常将这样的调频方式称为间接调频，其原理方框图如图10-1所示。这样的调频方式采用频率稳定度很高的振荡器(例如石英晶体振荡器)作为载波振荡器，然后在它的后级进行调相，得到的调频波的中心频率稳定度很高。
图3-1 间接调频原理方框图
3.3 变容二极管直接调频电路
（1）．变容二极管的特性
变容二极管是根据PN 结的结电容随反向电压改变而变化的原理设计的。在加反向偏压时，变容二管呈现一个较大的结电容。这个结电容的大小能灵敏地随反向偏压而变化。正是利用了变容二极管这一特性，将变容二极管接到振荡器的振荡回路中，作为可控电容元件，则回路的电容量会明显地随调制电压而变化，从而改变振荡频率，达到调频的目的。
变容二极管的反向电压与其结电容呈非线性关系。其结电容C j 与反向偏置电压ur 之间有如下关系：
1j j r r d C C u U =??+ ??? (3-3)
式中，U D 为PN 结的势垒电压，C j0 为u r =0时的结电容;γ为电容变化系数。
（2）．调频基本原理
图3-2 变容二极管调频电路
图3-2是变容二极管调频器的原理电路。图中虚线左边是一个LC 正弦波振荡器，右边是变容二极管和它的偏置电路。其中C c 是藕合电容，ZL 为高频扼流圈，它对高频信号可视为开路。变容二极管是振荡回路的一个组成部分，加在变容二极管上的反向电压为
u r=V cc-V B+uΩ(t)=V Q+uΩ(t) (3-4) 式中，V Q=V cc-V B是加在变容二极管上的直流偏置电压；uΩ(t)为调制信号电压。
图3-3 结电容随调制电压变化关系
图3-3(a)是变容二极管的结电容与反向电压u r的关系曲线。由电路可知，加在变容二极管上的反向电压为直流偏压V Q和调制电压uΩ(t)之和，若设调制电压为单频余弦信号，即uΩ (t)=UΩm cosΩt则反向电压为:
u r (t)= V Q+UΩm cosΩt(3-5) 如图3-3(b)所示。在u r (t)的控制下，结电容将随时间发生变化，如图3-3(c)所示。结电容是振荡器振荡回路的一部分，结电容随调制信号变化，回路总电容也随调制信号变化，故振荡频率也将随调制信号变化。只要适当选取变容二极管的特性及工作状态，可以使振荡频率的变化与调制信号近似成线性关系，从而实现调频。
（3）. 电路分析
设调制信号为uΩ(t)=UΩm cosΩt，加在二极管上的反向直流偏压为V Q，V Q 的取值应保证在未加调制信号时振荡器的振荡频率等于要求的载波频率，同时还应保证在调制信号uΩ (t)的变化范围内保持变容二极管在反向电压下工作。加在变容二极管上的控制电压为
u r (t)= V Q+UΩm cosΩt(3-6)相应的变容二极管结电容变化规律为
当调制信号电压u Ω(t )=0时，即为载波状态。此时u r (t )=V Q ，对应的变容二极管结电容为C jQ : 0
1j jQ r Q d C C V U =??+ ??? (3-7)
当调制信号电压u Ω(t )=U Ωm cos Ωt 时， 00cos [1cos ][(1)]j j j r D Q m r
D D Q
C C C U V U t m t U U V Ω==+Ω+Ω++ 代入式(3-7),并令m = U Ωm /(U
D +V Q )为电容调制度，则可得
0[1cos ]j j r C C m t =+Ω (3-8)
上式表示的是变容二极管的结电容与调制电压的关系。而变容二极管调频器的瞬时频率与调制电压的关系由振荡回路决定。由图3-2可得，振荡器振荡回路的等效电路，如图3-4(a)所示。
图3-4 振荡回路等效电路
(1).变容二极管作为振荡回路的总电容
设C 1未接入,C c 较大,即回路的总电容仅是变容二极管的结电容,其等效回路如图3-4(b )所示。加在变容二极管上的高频电压很小,可忽略其对变容二极管电容量变化的影响,则瞬时振荡角频率为
()w t = (3-9)
因为未加调制信号时的载波频率
()w t =
, 所以
()w t =
（3-10）
根据调频的要求,当变容二极管的结电容作为回路总电容时,实现线性调频
的条件是容二极管的电容变化系数γ=2。若变容二极管的电容变化系数γ不等于2，设u Ω(t )=U Ωm cos Ωt ，则 2(1c o s )y m t
+Ω， 可以在 mcos Ωt=0处展开成为泰
勒级数,
得 2232
[1][1][2]22222(1cos )1cos cos (cos )...22!2!y r r r r r r m t m t m t m t ---+Ω=+Ω+Ω+Ω+ (3-11) 通常m <1，上列级数是收敛的。因此,可以忽略三次方项以上的各项,则
从上式可知,对于变容二极管调频器,若使用的变容二极管的变容系数γ≠2,则输出调频波会产生非线性失真和中心频率偏移。其结果如下：
22[1]2
222222[1]22()cos cos 22!
[1cos cos cos ]284
[1(1)cos (1)cos 2]82282
c c c r r r w t w m t m t r r r w m t m t m t r r r r r w m m t m t +=-=Ω+Ω+Ω+Ω-Ω=+-+Ω+-Ω a. 调频波的最大角频率偏移2c r w mw = (3-12)
b. 调频波会产生二次谐波失真,二次谐波失真的最大角频率偏移
w c m y r w 2128??? ??-=? （3-13）
调频波的二次谐波失真系数为??? ??-=??=12422r m w w k f (3-14) c ．调频波会产生中心频率偏移，其偏离值为 c c w m r r w 2128??? ??-=? (3-15) 中心角频率的相对偏离值为 2128m r r w w c c ??? ??-=? (3-16)
综上所述，若要调频的频偏大，就需增大m ，这样中心频率偏移量和非线性失真量也增大。在某些应用中，要求的相对频偏较小，而所需要的m 也就较小。因此，这时即使γ不等于2，二次谐波失真和中心频率偏移也不大。由此可见，在相对频偏较小的情况下，对变容二极管γ值的要求并不严格。
(2).变容二极管部分接入振荡回路
变容二极管的结电容作为回路总电容的调频电路的中心频率稳定度较差，这是因为中心频率f c 决定于变容二极管结电容的稳定性。当温度变化或反向偏压V Q 不稳时，会引起结电容的变化,它又会引起中心频率较大变化。为了减小中心频率不稳,提高中心频率稳定度，通常采用部分接入的办法来改善性能。变容二极管部分接入振荡回路的等效电路如图3-3（a ）所示。变容二极管和C c 串联，再和C 1并联，构成振荡回路总电容C ∑
1c j c j C C C C C C ∑=++ (3-17)
加调制信号u Ω(t )=U Ωm cos Ωt 后，总回路电容C ∑为
11/(1cos )/(1cos )(1cos )r
c jQ r
c j c jQ r c jQ C C m t C C C C m t C C C C m t C ∑+Ω=+++Ω=++Ω+ (3-18)
相应的调频特性方程为
()w t == (3-19)
从上式知，调频特性取决于回路的总电容C∑，而C∑可以看成一个等效的变容二极管，C∑随调制电压uΩ(t)的变化规律不仅决定于变容二极管的结电容C j随调制电压uΩ(t)的变化规律，而且还与C1和C c的大小有关。变容二极管部分接入振荡回路，中心频率稳定度比全部接入振荡回路要高，但最大频偏要减小。
第四章基于Multisim的调频电路设计与仿真
4-1 Multisim软件介绍
电子线路课程设计是针对电子线路课程的要求，对学生进行综合训练，培养学生运用课程中所学到的知识，独立地解决实际问题的能力[1]。传统方法是先设计电路，然后在面包板或实验箱进行实验调整参数，最后再制版、安装、调试。传统方法存在技术手段陈旧，教、学、做受到条件的限制，学习效率不高等问题。将计算机仿真技术与传统方法相结合,可以实现“软件虚拟实验室”，即只要有一台计算机并安装上Multisim10仿真软件，就可以构成一个虚拟的实验工作台[2]。学生在虚拟环境下完成电子技术课程设计的选择元件、创建电路、计算与调整参数以及观测仿真结果等中心环节。并且设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验所用的元器件及测试仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验。最后进行实物组装、调试，实现了电路设计的优化而保证达到设计要求[3][4]。
Mulitisim 10是美国国家仪器有限公司最新推出的一款原理图捕获和交互式仿真软件，是早期的Electronic Workbench（EWB）的升级换代的产品，是目前最易用、最直观的仿真软件。Multisim 10仿真软件具有以下主要功能：①具有丰富的元件库；②类型齐全的仿真；③高度集成的操作界面；④强大的分析功能；⑤强大的虚拟仪器仪表功能；⑥具有VHDI ／Verilog的设计和仿真功能；⑦提供多种输入输出接口(可以与其他EDA软件结合使用)；⑧新增加了对51系列单片机、PIC单片机的支持，可以把单片机的实验直接在计算机上模拟运行，得到高精度的仿真数据，使得大规模可编程逻辑器件的设计和仿真与模拟电路、数字电路的设计和仿真融为一体，突破了原来大规模可编程逻辑器件无法与普遍电路融为一体仿真的局限。更重要的是，Multisim10使电路原理图的仿真与完成PCB设计的Ultiboard10仿真软件结合起来一起构成新一代的EWB
软件，使电子线路的仿真与PCB的制作更为效[5]。
3、NI Multisim 10用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。NI Multisim 10是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
4、NI Multisim 10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。
5、NI Multisim 10的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。
6、NI Multisim 10具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。
7、NI Multisim 10可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字电、射频电路及微控制器和接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。
8、NI Multisim 10有丰富的Help功能，其Help系统不仅包括软件本身的操作指南，更要的是包含有元器件的功能解说，Help中这种元器件功能解说有利于使用EWB进行CAI教学。另外，NI Multisim10还提供了与国内外流行的印刷电路板设计自动化软件Protel及电路仿真软件PSpice之间的文件接口，也能通过Windows的剪贴板把电路图送往文字处理系统中进行编辑排版。支持VHDL 和Verilog HDL语言的电路仿真与设计。
9、利用NI Multisim 10可以实现计算机仿真设计与虚拟实验，与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；可方便地对电路参数进行测试和分析；可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图；实验中不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
10、NI Multisim 10易学易用，便于电子信息、通信工程、自动化、电气控
制类专业学生自学、便于开展综合性的设计和实验，有利于培养综合分析能力、开发和创新的能力。
11、电源/信号源库包含有接地端、直流电压源（电池）、正弦交流电压源、方波（时钟）电压源、压控方波电压源等多种电源与信号源。基本器件库包含有电阻、电容等多种元件。基本器件库中的虚拟元器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是可以选择的。
2 Multisim10
二极管库包含有二极管、可控硅等多种器件。二极管库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是是可以选择的。
晶体管库包含有晶体管、FET等多种器件。晶体管库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是是可以选择的。
模拟集成电路库包含有多种运算放大器。模拟集成电路库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是是可以选择的。
TTL数字集成电路库包含有74××系列和74LS××系列等74系列数字电路器件。
CMOS数字集成电路库包含有40××系列和74HC××系列多种CMOS数字集成电路系列器件。
数字器件库包含有DSP、FPGA、CPLD、VHDL等多种器件。
数模混合集成电路库包含有ADC/DAC、555定时器等多种数模混合集成电路器件。
指示器件库包含有电压表、电流表、七段数码管等多种器件。
电源器件库包含有三端稳压器、PWM控制器等多种电源器件。
其他器件库包含有晶体、滤波器等多种器件。
键盘显示器库包含有键盘、LCD等多种器件。
机电类器件库包含有开关、继电器等多种机电类器件。
微控制器件库包含有8051、PIC等多种微控制器。
射频元器件库包含有射频晶体管、射频FET、微带线等多种射频元器件。
12、子电路是由用户自己定义的一个电路（相当于一个电路模块），可存放在自定元器件库中供电路设计时反复调用。利用子电路可使大型的、复杂系统的设计模块化、层次化，从而提高设计效率与设计文档的简洁性、可读性，实现设计的重用，缩短产品的开发周期。
13. multisim的仪器库存放有数字多用表、函数信号发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、瓦特表、失真度分析仪、网络分析仪、频谱分析仪11种仪器仪表可供使用，仪器仪表以图标方式存在。
数字多用表（Multimeter）是一种可以用来测量交直流电压、交直流电流、电阻及电路中两点之间分贝损耗，自动调整量程的数字显示的多用表。
函数信号发生器（Function Generator）是可提供正弦波、三角波、方波三种不同波形的信号的电压信号源。
瓦特表（Wattmeter）用来测量电路的功率，交流或者直流均可测量。
示波器（Oscilloscope）用来显示电信号波形的形状、大小、频率等参数的仪器。
波特图仪（Bode Plotter）可以用来测量和显示电路的幅频特性与相频特性，类似于扫频仪。
字信号发生器（Word Generator）是能产生16路（位）同步逻辑信号的一个多路逻辑信号源，用于对数字逻辑电路进行测试。
逻辑分析仪（Logic Analyzer）用于对数字逻辑信号的高速采集和时序分析，可以同步记录和显示16路数字信号。
失真分析仪（Distortion Analyzer）是一种用来测量电路信号失真的仪器，multisim提供的失真分析仪频率范围为20Hz～20kHz。频谱分析仪（Spectrum Analyzer）用来分析信号的频域特性，multisim提供的频谱分析仪频率范围上限为4GHz。
网络分析仪（Network Analyzer）是一种用来分析双端口网络的仪器，它可以测量衰减器、放大器、混频器、功率分配器等电子电路及元件的特性。Multisim 提供的网络分析仪可以测量电路的S参数并计算出H、Y、Z参数。
IV（电流/电压）分析仪用来分析二极管、PNP和NPN晶体管、PMOS和CMOS FET的IV特性。注意：IV分析仪只能够测量未连接到电路中的元器件。Multisim提供测量探针和电流探针。在电路仿真时，将测量探针和电流探针连接到电路中的测量点，测量探针即可测量出该点的电压和频率值。电流探针即可测量出该点的电流值。
电压表和电流表都放在指示元器件库中，在使用中数量没有限制。
14、multisim具有较强的分析功能，用鼠标点击Simulate（仿真）菜单中的Analysis（分析）菜单（Simulate→ Analysis），可以弹出电路分析菜单。
直流工作点分析（DC Operating Point...）、瞬态分析（Transient Analysis...）、傅里叶分析（Fourier Analysis...）、噪声分析（Noise Analysis...）、噪声系数分析（Noise Figure Analysis...）、失真分析（Distortion Analysis）、直流扫描分析（DC Sweep...）、灵敏度分析（Sensitivity...）、参数扫描分析（Parameter Sweep…）、采用温度扫描分析（Temperature Sweep …）、零一极点分析（Pole Zero）、传递函数分析（Transfer Function…）、最坏情况分析（Worst Case…）、蒙特卡罗（Monte Carlo…）、批处理分析（Batched…）。
4-2实现调频的电路元件
直接调频电路的振荡器中心频率稳定度较低,而采用晶体振荡器的调频电路, 其调频范围又太窄。采用锁相环的调频器可以解决这个矛盾。其结构原理如图4-2 所示。
实现锁相调频的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外, 也就是说, 锁相环路只对慢变化的频率偏移有响应, 使压控振荡器的中心频率锁定在稳定度很高的晶振频率上。而随着输入调制信号的变化, 振荡频率可以发生很大偏移。
图4-1锁相环调频的仿真电路
图4-2 锁相环调频电路的原理框图
根据图4-2建立的仿真电路如图4-3 所示。图中,设置压控振荡器V1 在控制电压为0 时, 输出频率为0; 控制电压为5V 时, 输出频率为50kHz。这样, 实际上就选定了压控振荡器的中心频率为25kHz, 为此设定直流电压V3 为2. 5V。调制电压V4 通过电阻R5 接到V CO 的输入端, R5 实际上是作为调制信号源V4 的内阻, 这样可以保证加到VCO 输入端的电压是低通滤波器的输出电压和调制电压之和, 从而满足了原理图的要求。本电路中, 相加功能也可以通过一个加法器来完成, 但电路要变得相对复杂一些。
VCO 输出波形和输入调制电压V4 的关系如图4-4 所示。由图可见, 输出信号频率随着输入信号的变化而变化, 从而实现了调频功能。
图4-3锁相环调频实验结果波形
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。
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。
电子电路 设计和仿真 Multisim 学院： 专业和班级： 姓名：学号： 数字时钟的Multisim 设计和仿真 一、设计和仿真要求 学习综合数字电子电路的设计、实现和调试 1.设计一个24或12小时制的数字时钟。 2.要求：计时、显示精确到秒；有校时功能。采用中小规模集成电路设计。 3.发挥：增加闹钟功能。 二、总体设计和电路框图 1.设计思路 1).由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。 2).秒时钟信号发生器可由555定时器构成。 3).计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。 4).校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。2.电路框图
二、子模块具体设计 1.由555定时器构成的1Hz 秒时钟信号发生器。 由下面的电路图产生1Hz 的脉冲信号作为总电路的初输入时钟脉冲 图2.时钟信号发生电路 2. 分、秒计时电路及显示部分 -VC K ? OTT - ? THR ? T￡L1 - O0&I H L : ? r GND ，,, 48kQ R2 48kQ —10uF 士伯 DtiF ....... ■ ■ j - ■ ■ >100Q
在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设计中我采用的是统一的器件74LS160D 的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能，根据74LS160D的 结构把输出端的0110 （十进制为6）用一个与非门74LS00引到CLR端便可置0，这样就实现了六进制计数。 由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是异步清零法显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。 图3.分秒计时电路 3.时计时电路及显示部分 由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是同步置数法， u1输出端为0011 （十进制为3）与u2输出端0010 （十进制为2）经过与非门接两片的置数端。 显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。
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/5311903423.html,/v_show/id_XMjgwNzU5MDUy.html、https://www.doczj.com/doc/5311903423.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/5311903423.html,/c07n2rh7tb m 2. Multisim11.0汉化包+激活包免费下载地址: https://www.doczj.com/doc/5311903423.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）。
模拟电子技术基础课程设计说明书题目： Multisim仿真应用 学生：明 学号：1 院（系）：理学院 专业：应用物理学 指导教师：冠强
2014 年 6 月 10日
目录 第0节背景 (1) 第1节Multisim应用举例——二极管的特性的研究 (1) 第2节 Multisim应用举例——Rb变化对Q点和电压放大倍数的影响 (2) 第3节 Multisim应用举例——直接耦合多级放大电路的调试 (4) 第4节 Multisim应用举例——消除互补输出级交越失真方法的研究 (6) 第5节 Multisim应用举例——静态工作点稳定电路频率影响的研究 (8) 第6节 Multisim应用举例——交流负反馈对放大倍数稳定性的影响 (10) 设计体会及今后改进意见 (12) 参考文献 (12)
第0节背景 Multisim是一个完整的设计工具系统，提供了一个非常大的元件数据库，并提供原理图输入接口、全部的数模Spice仿真功能、VHDL设计接口与仿真功能、 FPGA/CPLD综合、RF设计能力和后处理功能还可以进行从原理图到PCB布线工具包（如：Ultiboard）的无缝隙数据传输。 随着计算机的飞速发展，以计算机辅助设计为基础的电子设计自动化技术(EDA)已经成为电子学领 域的重要学科。EDA工具使电子电路和电子系统的设计产生了革命性的变化，它摒弃了靠硬件调试 来大道设计目标的繁琐过程，实现了硬件设计软件化。 Multisim具有齐全的元器件模型参数库和比较齐全的仪器仪表库，可模拟实验室的操作进行 各种实验。学习Multisim可以提高仿真能力、综合能力和设计能力，还可进一步提高实践能力。 第1节Multisim应用举例——二极管的特性的研究 1.1 题目 研究二极管对直流量和交流量表现的不同特点。 1.2 仿真电路 仿真电路如图1-1所示。因为只有在低频小信号下二极管才能等效成一个电阻所以图流信号的频率为1kHz、数值为10mV（有效值）。由于交流信号很小，输出电压不失真故可以认为直流电压表（测平均值）的读书是电阻上直流电压值。
《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。
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
Multisim 14仿真设计流程 用一个案例（模拟小信号放大及数字计数电路）来演示 Multisim 仿真大体流程，这个案例来自Multisim 软件自带 Samples，Multsim 也有对应的入门文档（Getting Started）。只要用户安装了Multsim 软件，就会有这样的一个工程在软件里，这样就不需要再四处搜索案例来学习。 执行菜单【File】→【Open samples…】即可弹出“打开文件”对话框，从中找到“Getting Started” 下的“Getting Started Final”（Final 为最终完成的仿真文件）打开即可。 此案例的难度与复杂度都不高，因为过于复杂的电路会让 Multisim 仿真初学者精力过于分散，难以从宏观上把握 Multisim 电路仿真设计流程。在这个案例中，我们对于 Multisim 软件的使用操作（如调用元器件、连接元器件、编辑参数、运行仿真）都会做尽量详细的描述，以期达到尽快让新手熟悉 Multisim 目的，这也是为更简要阐述后续案例打基础。 本书在行文时描述的 Multisim 步骤操作，均使用菜单方式，事实上，大多数操作可以直接使用工具栏上的快捷按钮，读者可自行熟悉，执行的结果与菜单操作都是一致的 1 电路原理 我们将要完成的仿真电路如下图所示：
2 一切不以原理为基础的仿真都是耍流氓，所以这里我们简要阐述一下原理：以 U4-741 运算放大 器为核心构成的同相比例放大器，对来自 V1 的交流信号进行放大（其中，R4 为可调电阻，可对放大 倍数进行调整）。放大后的信号，一路送入示波器进行观测，另一路作为时钟脉冲信号送入 U2-74LS190N（可预置同步 BCD 十进制加减法计数器）进行计数，计数结果输出为十进制，经 U3-74LS47N（BCD-七段数码管译码器）译码后驱动七段数码管进行数字显示。另外 U2-74LS190N 配置为 加法器，同时将行波时钟输出第 13 脚（RCO）驱动发光二极管。 左下区域有两个单刀双掷开关进行计数控制，S1 接到 U2 的第 4 脚（CTEN）计数使能控制引脚，低有效，当 S1 切换到接地（GND）时，计数才开始，否则计数停止；S2 接到 U2 的第 11 脚（LOAD），也是低有效，当 S2 切换到接地（GND）时，就把预置数（ABCD）赋给（Q A Q B Q C Q D），这里电路配置的（ABCD）都是接地（GND），因此相当于 S2 开关为清零功能。 右上区域还有三个旁路电路，左侧的插座与仿真没有关系。 新建仿真文件 1、首先我们打开 Multsim 软件，如下图所示，默认有一个名为 Design1 的空白文件已经打开在 工作台（WorkSpace）中。
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
1 第2章 Multisim 仿真流程 本节我们用一个案例（模拟小信号放大及数字计数电路）来演示Multisim 仿真大体流程，这个案例来自Multisim 软件自带Samples ，Multsim 也有对应的入门文档（Getting Started ），只要用户安装了Multsim 软件，就会有这样的一个工程在软件里，这样就不需要再四处搜索案例来学习。 执行菜单【File 】→【Open samples…】即可弹出“打开文件”对话框，从中找到“Getting Started ”下的“Getting Started Final ”（Final 为最终完成的仿真文件）打开即可 此案例的难度与复杂度都不高，因为过于复杂的电路会让Multisim 仿真初学者精力过于分散，难以从宏观上把握Multisim 电路仿真设计流程。在这个案例中，我们对于Multisim 软件的使用操作（如调用元器件、连接元器件、编辑参数、运行仿真）都会做尽量详细的描述，以期达到尽快让新手熟悉Multisim 目的，这也是为更简要阐述后续案例打基础。 本书在行文时描述的Multisim 步骤操作，均使用菜单方式，事实上，大多数操作可以直接使用工具栏上的快捷按钮，读者可自行熟悉，执行的结果与菜单操作都是一致的 2.1 电路原理 我们将要完成的仿真电路如下图所示：
2 一切不以原理为基础的仿真都是耍流氓，所以这里我们简要阐述一下原理：以U4-741运算放大器 为核心构成的同相比例放大器，对来自V1的交流信号进行放大（其中，R4为可调电阻，可对放大倍数 进行调整）。放大后的信号，一路送入示波器进行观测，另一路作为时钟脉冲信号送入U2-74LS190N（可 预置同步BCD十进制加减法计数器）进行计数，计数结果输出为十进制，经U3-74LS47N（BCD-七段 数码管译码器）译码后驱动七段数码管进行数字显示。另外U2-74LS190N配置为加法器，同时将行波时 钟输出第13脚（RCO）驱动发光二极管。 左下区域有两个单刀双掷开关进行计数控制，S1接到U2的第4脚（CTEN）计数使能控制引脚， 低有效，当S1切换到接地（GND）时，计数才开始，否则计数停止；S2接到U2的第11脚（LOAD），也是低有效，当S2切换到接地（GND）时，就把预置数（ABCD）赋给（Q A Q B Q C Q D），这里电路配置 的（ABCD）都是接地（GND），因此相当于S2开关为清零功能。 右上区域还有三个旁路电路，左侧的插座与仿真没有关系。 2.1.1 新建仿真文件 1、首先我们打开Multsim软件，如下图所示，默认有一个名为Design1的空白文件已经打开在工作 台（WorkSpace）中。
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。