基于Multisim的电路仿真设计与分析
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基于Multisim的电路仿真设计与分析
摘要
电子技术是电子专业的一门主干课程，该课程既有比较抽象的理论分析又有具体的实践应用。EDA对于这类课程的学习可以做出很大的帮助，而课程学习质量的优势直接影响到该专业的后续课程的学习以及我们的电路理论分析和实践动手能力。电子技术理论的学习应于实验同步进行，以加深感性认识，用仿真软件验证理论分析是可行的有效的方法。
Multisim是知名的EDA软件之一，EDA教学和技术推广已成为当今世界的一个热点，用它可以准确地对电路进行电路仿真及其分析。通过几个电路设计实例的仿真分析，表明使用Multisim软件进行电路设计可以方便地搭接各种电路，连接虚拟仪表，运行仿真可以测试到精确的数据和形象的波形，不仅可以提高设计效率，而且可以保证设计质量。
Multisim是一种功能比较强大的电子电路仿真软件，利用Multisim软件可以使设计与仿真同步，一边设计一边实践，修改调试也比较方便；仿真实验中又不消耗实际的元器件和损伤测试仪器，实验成本很低，试验速度也比较快；仿真实验成功的电路也可以在产品中直接使用。
关键词：Multisim；仿真实验；电路设计；电路分析。
Based on Circuit Simulation and Analysis of Multisim
ABSTRACT
Electronic technology is the electronic profession a main course ,the course is both more abstract and theoretical analysis there are more specific practical application.EDA for such course of study can make a great help,the course of study directly affect the quality of follow up to the professional course of study and my analysis of circuit theory and practical ability.E-learning technology theory and experiment should be carried out simultaneously to enhance perceptual knowledge,the theoretical analysis with simulation software is feasible and effective method.
Multisim is a well-known EDA software EDA teaching and technology extension have become hot issues in current electronic industry ,It can do a electric circuit simulation analysis exactly.According to the simulation analysis are done on some circuit design examples,the results show that using the Multisim software to design the circuit ,which is convenient to link variety circuits,joint hypo the sized instrument measuring appliance.It can measure the accurate data and waveform figures with running simulation,which not only improve the design efficiency,but also guarantee the quality.
This paper mainly validates the powerful function of Multisim software.Multisim is a multifunctional electronic simulated circuit software,which can design and simulate at the same time,The modification of the circuit is very convenient.By Multisim simulation,cost of experiments can be reduced since no real devices are wasted during the test,Moreover,so the rate of experiments is very fast.The success of circuit simulation can be directly used in the product.
KEY WORDS: Multisim;simulation experiments;circuit design;circuit analysis.
目录
摘要.............................................................................................................. I ABSTRACT .................................................................................................. I I 目录........................................................................................................... III 第1章绪论. (1)
1.1 选题意义及现状 (1)
1.2 Multisim11的发展与基本功能 (1)
1.2.1 Multisim11的发展 (1)
1.2.2 Multisim11的基本功能 (2)
1.3 Multisim11主要的特点 (3)
第2章常见电路仿真 (5)
2.1放大电路的仿真分析 (5)
2.1.1放大的概念 (5)
2.1.2 共射极放大电路仿真分析 (5)
2.2 RC一阶电路仿真分析 (11)
2.2.1 RC一阶电路的特征 (11)
2.2.2 RC一阶动态电路仿真分析 (12)
第3章简单滤波电路仿真 (16)
3.1 本章引言 (16)
3.2 低通滤波电路的仿真分析 (17)
3.3 高通滤波电路的仿真分析 (21)
3.4 带通滤波电路的仿真分析 (24)
3.5 带阻滤波电路的仿真分析 (28)
结论 (32)
谢辞 (33)
参考文献 (34)
外文资料翻译 (35)
第1章绪论
1.1选题意义及现状
当今不断发展的科技逐渐上升，尤其是电子产品的设计与制造最为突出。当前计算机软件进行产品开发、设计、制造在电力电子行业普遍被使用，现今使用最为广泛Multisim11仿真软件就是之一。
强大的Multisim11仿真软件功能，除了能够更好地完成电工电子技术的虚拟仿真与分析之外，它在技术领域方面比虚拟仿真仪器Lab VIEW和单片机仿真设计等都有更多的创新与提高。该软件工作界面形象直观、操作方便、易学易用，可为大中专院校的“电子技术”课程的实践教学提供良好的仿真训练。实验者把Multisim11仿真软件安装在计算机上，就相当于拥有了一个器件齐全、设备精良的实验室，可以随心所欲地搭接各种电路，接上虚拟仪器仪表，运行仿真后可以得到准确的数据和直观的波形，使实验做得既快又准，不仅有利于学生对理论知识的理解，而且学生实践能力的培养和强化也能得到提高。对于从事电子技术产品设计的工程师们，使用Multisim11可以随时修改实际方案，完善电路设计，提高设计质量。
在当代快速发展的电子技术行业和计算机技术的普遍使用，在电子课程教学环节中计算机辅助设计和电子虚拟仿真软件作为电路设计原理验证和辅助调试的有效工具与先进的电化教学方法已成为不可或缺的一种先进的方法和手段。
1.2 Multisim11的发展与基本功能
1.2.1 Multisim11的发展
EWB5.0的升级过后就是所谓的Multisim仿真软件，2001年它在加拿大Interactive Image Technologies公司（简称IIT公司）被其升级的EWB6.0版本改名为Multisim2001，从那以后，Multisim7.0、Multisim8.0等版本又相继出版。
EWB仿真软件的优良界面被Multisim11仿真软件继续沿用，更加的形象直观、操作方便、简单易学，做了较大规模的改动的地方也只是在功能与操作方面。往
日的EWB仿真软件已无法与NI Multisim11仿真软件相提并论了，也可以这么说，EWB仿真软件的主要功能是用于电工、电子电路的虚拟仿真，而NI Multisim11仿真软件除了更出色地完成电工电子技术的虚拟仿真外，在Lab VIEW虚拟仪器和单片机仿真等技术领域都有更多的创新和提高。
1.2.2 Multisim11的基本功能
Multisim11仿真软件的功能比较多，在这里我们只将它的基本功能简述如下。
1. 建立电路设计原理图简单快捷
数量众多的现实元器件与虚拟元器件操作者在Multisim11仿真软件能够很容易找的到，而且分门别类地把它们存放在十八个元器件库中，我们打开元器件库绘制电路图时也是非常的随意，要用的元器件再用鼠标左键选中即可，然后把它移放到画图区，当光标移动到元器件的引脚上的时候，一个带十字的红点会自动出现Multisim仿真软件，进入到连线状态，单击鼠标左键确认后，移动鼠标即可实现连线，这样简单又快捷地就搭接电路原理图。
2. 用虚拟仪器仪表测试电路性能参数及波形准确直观
提供了二十几种虚拟电子仪表在Multisim11仿真软件中给大家使用，它包括了数字万用表、功率表、双踪示波器、、波特图示仪4通道示波器、频率计、逻辑分析仪、IV分析仪、逻辑转换仪、失真分析仪、频谱分析仪、网络分析仪、安捷伦万用表、安捷伦函数发生器、安捷伦示波器、泰克示波器、测量探针、Lab VIEW 测试仪、NI ELVISmx测试仪和电流探针等，这些仪器和仪表不但外形和操作方法与实际仪器完全相同，而且测试的数值和波形也是精准可信。大家能方便的在电路图中大胆使用这些虚拟仪器和仪表来测试电路的性能参数及其波形。
3. 完备的性能分析手段
Multisim11仿真软件可以进行交流工作点的分析、直流工作点的分析、傅里叶的分析、瞬态分析、噪声图形的分析、直流扫描的分析、失真度的分析、灵敏度分析、参数扫描的分析、温度扫描的分析、零点-极点的分析、传输函数分析、最坏情况的分析、蒙特卡罗的分析、铜箔宽度的分析、批处理的分析等，而且分析的结果直接以数值或波形非常地直观地显示出来。Multisim11仿真软件不但可以
对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也能够进行数模混合仿真与射频（RF）电路的仿真。在实验仿真失败的情况下Multisim仿真软件是会显示错误信息并且提示可能出错的原因，仿真的结果能够随时存储并打印出来，基本能够满足电子电路仿真设计和分析的具体要求。
4. 完美的兼容能力
Multisim11仿真软件不仅能够打开较低版本的EWB仿真软件和Multisim仿真软件中的文件的优点，还可以打开Spice网络表文件、Orcad文件、ULticap文件等，它的的电路原理图能够自动生成。也可以将Multisim11仿真软件建立的电路原理图转变为Spice网络表文件。
1.3 Multisim11主要的特点
电子电路的仿真与设计的EDA仿真软件是NI Multisim11仿真软件只是其中之一。从20世纪80年代Multisim11软件出版至今，Multisim仿真软件已经升级过很多个版本，除了保留操作界面直观、操作便利的很、简单易学等优良传统以外，电路仿真的功能也俞加不断得到完善。如今，Multisim11仿真软件它的最新版本主要有以下的特点。
（1）在软件大量的虚拟仪表数目中，从那时最初的EWB 5.0仿真软件拥有的七个虚拟仪表到现在的NI Multisim11提供的二十几种虚拟仪器，与现实中的实物一样设置和使用这些仪器和仪表，能将动态交互显示。
（2）低版本EWB图形界面的直观的特点仍然在NI Multisim11仿真软件被一直保持着，在这里一个相近电子实验的工作台就是它的电路仿真工作区，它的元件与测试仪表都可以直接被拖放到工作区，可以通过单击鼠标左键用导线把它们连接起来，它的操作区域与生活中的实物基本一样。
（3）独具一格的虚拟与现实相结合的优点在NI Multisim11仿真软件的电路仿真的基础上，一套教学实验室虚拟仪表套件（ELVIS）被NI公司专门设计出以后，在NI ELVIS软件平台上用户可以搭建自己设计的实际电路，对实际电路的波形测试和性能指标分析利用NI ELVIS仪表也能够完成。NI ELVIS的各种操作可以在NI Multisim11电路仿真环境中被操作者任意模拟，给实际NI ELVIS仿真软件平台
上搭建、测试实际电路巩固了良好的基础。NI ELVIS仪表在NI Multisim11虚拟仿真环境中任意调用允许我们自定制和进行灵活的测量，以此用来完成虚拟仿真数据与实际测试的数据的比照。
（4）搭建一个数字的电路在NI Multisim11仿真软件的电路仿真的环境中，通过测试功能没有错误以后，执行菜单命令便会被生成最初VHDL语言，更加有助于初学VHDL语言的操作着对比学习VHDL中的语句。我们在现场可编程门阵列（FPGA）硬件中将这个VHDL的文件使用，就这样简洁了FPGA的开发过程。
（5）丰富的元器件自带元件库中的元件数量超过一万七千个，工科学校电子课程的需求会大部分基本满足。拥有有许多的虚拟分离元件、集成元件的NI Multisim11仿真软件中的元件库，许多的实物元件的模型也含在其中，给出了许多的著名制造商的名字，例如Microchip、National Semiconductor和Texas Instruments 等。
（6）SPICE 3F5仿真软件与XSPICE软件的核心用来当做仿真详细的仿真分析的引子，可以进行SPICE软件仿真、RF软件仿真、MCU软件仿真与VHDL软件仿真。
第2章常见电路仿真
2.1放大电路的仿真分析
2.1.1放大的概念
放大电路是模拟电子电路中最为基础一种电路，也是最为常见的一种既普通又典型的电路。例如我们在日常生活中使用的收音机、电视机、还是一些精密的测量仪器等，其中都或多或少的包含有各种各样的基本的放大电路。可以看出，放大电路是应用十分广泛的模拟电子电路。
其实“放大”，我们从字面意思上看，似乎也就是将信号的幅值由小变大那么简单。但是，在课程模拟电子技术基础中我们能明确的了解到，在它里面的放大电路中，“放大”的最终意思首先就是实现能量的控制。其实也就是用能量相对较小的输入信号来控制另外一个信号源，从而让能量相对比较大的信号给予输出端的负载。于是负载上的信号的变化规律就是被输入信号控制的，然而负载上的较大的能量是由其他能源提供的。就像收音机天线接收的信号十分弱小，只有经过放大处理才能够驱动扬声器发出声音。我们在现实中听到来自扬声器什么样的声音完全取决于天线所接收到的信号，然而对于相对较大的音量，它的能量而是来源于另一个直流电源。故而，这种由较小的能量控制相对较大的能量的控制就是放大的最终意义。
此外，放大作用是针对变量而言的。放大就是指当一个输入信号有一个相对较小的变化的时候，在它的输出端的负载将会得到非常大的变化量。然而放大电路的放大倍数，也是用它的输出信号比上输入信号的变化量。故而，放大的真实作用，真正放大的对象其实是信号变化量。
2.1.2 共射极放大电路仿真分析
1. 实验电路
我们在本节所要测试的实验电路是处于稳定工作点的共射极放大电路，在Multisim仿真软件中找出自己设计的电路所需要元器件设置好它们的参数。接着把设计电路图在Multisim仿真软件中绘制出来，如下图2-1-1所示：
图2-1-1 具有稳定工作点的共射极放大电路
在上图2-1-1中所看到的是处于分压式稳定工作点的共射极放大电路原理图。把R1与R2组成的分压电路当做它的偏执电路，在发射极接入电阻R3与R7，让它来稳定放大器的最佳静态工作点。因此，当在放大器的输入端加入输入信号以后，在放大器的输出端就会得到一个相位相反且被放大了的输出电压，就这样实现反相电压的放大效果。
2. 静态工作点的测试与调整
本节重要的额环节是寻找放大电路的静态工作点，静态工作点是否理想，对性能和输出波形的影响都比较大；如果工作点偏低，产生截止失真是很容易的，即输出电压的正半周就会被削顶。如果得到的工作点较高，就会在放大器在添加交流信号之后发生饱和失真的现象，此时输出电压的负半周就会出现被削底的现象。但是，不失真放大的要求被违背。因此，在选择了工作点之后还需要进行动态调试，需要在放大器的输入端加上一定的输入电压，而且记录输出电压的大小和波形能否满足自己的要求。
另外，上面所叙述的工作点的“偏低”和“偏高”是相对的，假如输入信号幅度比较小，此时工作点就是非常低或者非常高也是不一定会出现失真的现象。确切地来说，信号幅度和静态工作点设置不符合将会产生波形失真的结果。如果
满足输入信号比较大的幅度的要求，那么静态工作点就最好接近交流负载下线的中心。
3. 静态工作点的调整原理与方法
原理：当放大电路的参数确定后，静态工作点的改变是随着电位器阻值的改变在负载上发生变动而决定的。放大电路的静态工作点是电路输出电压值为最大不是真输出电压时候的数值。
方法：一起调节放大电路中的输入信号和电路中的电位器，而且运用示波器时时刻刻监视着放大电路的输出电压，直到输入信号只要一有变大，这时候截止失真与饱和失真就会出现；然而输入信号有一些减小的时候，截止失真与饱和失真的现象的输出信号同时消失，此时的放大电路即处于最佳静态工作点。
下图2-1-2即是共射极放大电路处在最佳静态工作点时的最大不失真电压的仿真结果。
图2-1-2 最大不失真电压
4. 静态工作点的测量
最大不失真电压出现在放大电路中出现的时候，共射极放大电路的最佳静态工作点就是此时。这时，将电路的输入端与地相接，而且进行静态工作点的测量。在Multisim仿真软件中，放大电路的静态工作点的测量措施包括直接测量方法和直流分析法两种方法。
（1）直接测量法。
在直接测量法中又包括了用电压表、用电流表测量，用万用表测量、用测量探针测量。在这里我们以万用表来做事例。
我们首先将万用表接入自己设计电路中，按照自己所需要求接到特定的电位点来进行测量与分析。如下图2-1-3所示，在Multisim 11仿真软件中点击仿真开关的功能，即开始进行电路仿真与结果的分析。此时，万用表中所显示的工作电压数值，就是放大电路工作在最佳状态点时候的数值。
图2-1-3 用万用表测量静态工作点
（2）直流工作点分析法
在放大电路工作在最佳工作点的时候，在Multisim仿真软件中点击直流工作点分析功能的按钮来测量上图2-1-3电路的静态工作点即可，分析结果如下图2-1-4:
图2-1-4 直流工作分析结果
5. 放大器动态指标测试
（1）电压放大倍数的测量
必须把放大电路调增到合适的静态工作点，才能测量电压放大倍数，然后给予出入电压i u ，在输入电压o u 不失真的情况下，接入交流毫伏表，测出来输入电压i u 和输出电压o u ，即可得到电压放大倍数为 u A =i
o U U 在如图2-1-5所示的电路中，把开关S1、S2关上，与此同时把函数发生器XFG1打开，把输入电压i u 改成10mV ，调整频率i f 改成1kHz 。然后在Multisim 软件中点击仿真按钮进行电路的仿真分析。接着在打开的示波器XSC1中观察输入电压波形i u 和输出电压波形o u 。在输出电压o u 波形没有失真的情况下，使用万用表XMM1和XMM2测出输入电压i u 的有效值i U 和输出电压o u 的有效值o U 。
图2-1-5 放大电路动态指标测量电路
（2）输入电阻i R 的测量
从放大器的输入端看进去的等效电阻就是放大电路中所谓的输入电阻，它表明了放大器对信号源的起作用的大小。如果想要得到放大器中的输入电阻，在放大器正常工作情况下，按图2-1-6所示的电路中，把已知电阻R 接入被测量放大器的出入端和信号源之间，把S U 和i U 用交流毫伏表测出来，于是在根据输入电阻的公式计算就出来了
i R =i i I U =R U U R
i =R U -U U i
S i
在上图2-1-5所示的电路中，关上开关S2，打开图中函数发生器XFG1，会弹出一个界面，把栏中输入电压改为i u =20mV ，把栏中的频率改为i f =1kHz 。然后在Multisim 软件中点击仿真按钮进行仿真分析，接着在工作区打开示波器XSC1会弹出个页面，接着观察输入电压i u 和输出电压波形o u 的结果。在输出电压o u 波形正常的情况下，操作开关S1，分别在打开和闭合的情况下用万用表测出输出电压波形o u 的有效值o1U =72.969mV 与o2U =88.249mV ，于是按照下式计算输入电阻i R 。
i R =8o1
o2o1R U U U -=9.55k Ω
（3）输出电阻o R 的测量
实际上是从放大器输出端看进去信号源的等效电阻就是放大器的输出电阻。我们可以把一个理想的电压源和输出电阻o R 串联所构成的电路等效为放大器的输出端。把输出电阻理解为放大器输出的方式和带负载的能力。
在本节实验中通过测量放大器空载时的输出电压o U 和加上负载后的输出电压L U ，来测试其输出电阻o R 。在如图2-1-6所示的电路图中，在放大器不失真和饱和截止的条件下，把输出端不接入负载5R 时的输出电压o U 和接入负载时的输出电压L U 测量出来，根据 L U =o 5
o 5U R R R +
可得 o R =5L o 1U U R ???
? ??-
这个时候，关上开关S1，然后紧接着打开函数发生器XFG1，在弹出来的界面中把输入电压栏中的数值改为i u =20mV ，把频率栏中的数值改为i f =1kHz,在Multisim 软件中点击仿真进行仿真分析。当打开S2时，万用表XMM2这个时候的读数为o U =220.8mV ；当打开S2时，万用表XMM2这个时候显示的读数为L U =88.3mV 。因此，计算出o R =4.668k Ω。
图2-1-6 放大电路输入电阻测量原理
2.2 RC 一阶电路仿真分析
2.2.1 RC 一阶电路的特征
在RC 一阶电路中最明显的特征是含有电感或电容等储能元件。由于储能元件的特点，因此，在电路状态发生改变时，会产生一个过渡过程。在此过程期间，电路中的电压、电流会处于暂时的不稳定状态，因此成为暂态过程。
由RC 串联组成的电路图如图2-2-1所示。当开关S1接通电源V1时，V1此时会通过电阻R1对电容C1进行充电；当开关由上面的触点切换到下端的触点是，这时电容C1将经历通过电阻R1的放电过程；在充电和放电的过程中，电路就处于暂态过程。与此同时，我们在此暂态过程中记录电容通过电阻放电时的放电电流和电压随时间变化的规律。这种电流和电压随时间的变化，即成为RC 一阶线性电路的时域分析。在一阶线性电路的零输入响应和零状态响应中时域分析是非常常用的方法之一。
图2-2-1 RC电路的电容充放电仿真电路
2.2.2 RC一阶动态电路仿真分析
1. RC电路的零状态响应的仿真分析
通俗的讲电容C1充电的过程就是RC电路的零状态响应。根据上图2-2-1可以看出，当S1切换到上面端点的时候，电容C1正在充电。也就是在此过程中我们将对电容两端用Multisim进行了仿真，即可得到RC一阶电路零状态响应曲线。仿真结果如下图2-2-2：
图2-2-2 零状态响应曲线
在充电过程中，电压随时间不断的变化最后达到稳定。其实，在RC一阶电路中存在一个时间常数τ，当时间大约达到3τ-4τ时电容即将饱和，亦电容充满。从图中亦可看出电容C1的电压随时间的变化。
2. RC电路的零输入响应的仿真分析
RC电路的额零输入响应的仿真分析即是研究电容C1放电的过程。同样，从图2-2-1中我们可以看出，当电容充满电时，把开关S1切换到下面的端点，这时电容C1处于放电过程。在此时的过程中我们将对电容两端的电压用软件Multisim进行仿真，即可得到RC一阶电路零输入响应曲线。仿真结果如下图2-2-3：
图2-2-3 零输入响应曲线
在放电过程中，电压不断随时间的变化而逐渐变低最后变为零。其实，RC一阶电路的放电和充电过程是一样的，放电的长短也是和时间常数τ有关，当放电时间达到3τ-4τ时电容放电完成。从图中也可看到电容C1的电压对时间的变化。
3. 一阶RC电路的全响应仿真分析
其实，零输入响应和零状态响应之和就是一阶RC电路的全响应，这是因为电路的全响应是由出入激励和原始状态共同产生的响应，而上述提到的零输入响应和零状态响应分别是由原始状态和输入激励产生的，故而说全响应是零输入响应和零状态响应的汇总。这就是叠加定理应用于线性动态电路的结果。
首先，在Multisim软件搭建出如下图2-2-4所示的一阶RC电路的全响应仿真电路。
图2-2-4 一阶RC全响应仿真电路
然后，在点击图中的函数发生器XFG1的图标，它会弹出上如图2-2-4中所显示的一样图形，在弹出的函数发生器XFG1面板参数设置中，选择方波信号，接着设置频、，占空比和幅值分别为50Hz、50%和10V。
最后，在Multisim软件中点击仿真开关进行仿真，接着双击示波器XSC1图标，在弹出的面板中即可看到出入的方波信号和一阶RC电路全响应波形，如下图2-2-5所示。
图2-2-5 输入方波和输出电容全响应波
在图2-2-1所示的RC一阶电路中，不管是零输入响应、零状态响应、全响应，都存在这一个时间常τ，其实时间常数可以用电阻R和电容C的乘积来计算。即
τ
=
RC
与上述结果一样，在电容器充电和放电过程中电压和电流都会发生变化，而且我们能够看出，大约在总量变化的63%所需要的时间时，就能测出时间常数。即大约3τ-4τ。
第3章简单滤波电路仿真
3.1 本章引言
滤波的由来其实是根据一个在工程上提出的理念。根据高等数学的一些理论，满足一定条件的任何一个信号，都可以被当做是用无限多个正弦波共同作用的而成的。换另外一句话而言，也就是工程信号是由不同频率和不同性质的正弦波而构成的，而这些组成信号的有区分的频率的正弦波称为信号的频率成分。
滤波电路的作用最终意义上就是“选择频率”，它的最终目的也就只让一些需要的频率的信号通过，而将另外一些不在允许范围内频率的信号拦截，称为滤波。其实，最早在无线电的通信、自动测量和控制系统上，就常常会利用滤波电路进行模拟信号的处理，例如经常会用在数据传送、抑制干扰上等。滤波器根据工作信号的频率范围可以分为四大类分别是低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器从字面意思就很明了的看出就是低频信号能够顺利的通过而高频信号则不能通过；显而易见，高通滤波器则与其恰恰相反，也即是高频信号能通过而低频信号不能通过；带通滤波器是设置了一个频带范围只要信号在其里面就能够很容易的通过，而在这个设定的频率范围外的所有信号都不能通过；而带阻滤波器的性能也是恰好与其相反，都是在设定了一个频带范围内，在里面的信号被阻断，但只要在设定的此频带范围之外的信号全部通过。
尽最大可能降低在脉动的直流电压中的交流电压成分才是滤波电路的最终目的，它的直流成分才是我们要的结果，我们要使输出的电压波动大大降低，使波形变得没有无波动。从这里也可以很清楚的知道滤波电路的作用的重要性，在我们现实生活中作用更是巨大。
第13章Multisim模拟电路仿真本章Multisim10电路仿真软件，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。
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
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/f0983090.html,/v_show/id_XMjgwNzU5MDUy.html、https://www.doczj.com/doc/f0983090.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/f0983090.html,/c07n2rh7tb m 2. Multisim11.0汉化包+激活包免费下载地址: https://www.doczj.com/doc/f0983090.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
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
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“Mixed ”按钮，如图3.12.4所示，从弹出的对话框“Family ”栏中选“TIMER ”，再在“Component ”栏中选“LM555CM ”，如图3.12.5所示，点击对话框右上角“OK ” 按钮将555电路调出放置在电子平台上。