基于Multisim10的函数发生器设计应用

课程： Multisim课程设计班级： 10电信本2班姓名： 6 2 2 学号： 100917024教师：吕老师课程设计----基于Multisim的方波、三角波和正弦波发生器一．设计目的1．掌握电子系统的一般设计方法2．掌握模拟IC器件的应用3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力4．掌握常用元器件的识别和测试5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法二．设计要求能够同时显示出方波、三角波和正弦波。

三．设计原理函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。

为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。

本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法，本课程设计中函数发生器电路组成框图如下所示：由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。

特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

图1 原理框图方波发生电路工作原理此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。

RC回路即作为迟滞环节，又作为反馈网络，通过RC冲、放电实现输出状态的自动转换。

设某一时刻输出电压Uo=+Uz，则同相输入端电位Up=+Ut,Uo通过R3对电容C正向充电，如图中箭头所示。

multisim函数发生器使用Multisim是一款强大的电路设计和模拟软件，可以模拟各种电路，并提供丰富的仿真工具。

Multisim中的函数发生器是一种可以产生多种波形信号的电路，它可以产生正弦波、方波、三角波等不同波形的信号。

在这里，我们将介绍Multisim函数发生器的使用方法。

1. 打开Multisim软件，选择“新建”按钮，打开新建电路窗口。

2. 在工具栏中找到“Active Analog”部分，选择“函数发生器”，将函数发生器拖动到新建电路窗口中。

3. 在函数发生器的属性窗口中，可以设置输出波形的类型和频率。

在波形类型选项卡中，可以选择正弦波、方波、三角波、锯齿波等不同类型的波形。

在频率选项卡中，可以设置输出波形的频率。

可以使用鼠标滚轮或手动输入进行设置。

4. 在函数发生器的属性窗口中，还可以设置输出电压的振幅和直流偏置。

在振幅选项卡中，可以设置输出电压的振幅，可以使用鼠标滚轮或手动输入进行设置。

在偏置选项卡中，可以设置输出电压的直流偏置，可以使用鼠标滚轮或手动输入进行设置。

5. 连接电路。

将函数发生器的正、负极分别连接到其他器件的正、负极即可。

6. 仿真。

在Multisim软件中，可以进行电路仿真。

可以预览和测量电路中各个电器件的电压、电流等数据，以及输出波形的形状和频率等数据。

总之，Multisim函数发生器是一种可以产生多种波形信号的电路，它可以为电路设计者提供丰富的波形信号来验证其电路设计的合理性和可靠性。

在使用函数发生器时，需要根据实际需求进行设置，才能得到满意的输出波形。

目录1虚拟仪器----------------------------------------------21.1虚拟仪器概述-------------------------------------21.2虚拟仪器的优势-------------------------------21.3虚拟仪器系统的组建方案-----------------------32 Multisim软件-----------------------------------------52.1 Multisim软件概述-------------------------------52.2 Multisim发展简介----------------------------52.3 Multisim 组成--------------------------------62.4仿真的内容------------------------------------62.5 Multisim新特点-------------------------------72.6电路的构建及仿真------------------------------73基于Multisim 软件的波形发生器设计---------------------73.1摘　要-------------------------------------------73.2引言----------------------------------------------83.3硬件电路设计--------------------------------------93.4 软件设计和仿真结果-------------------------------104 结论--------------------------------------------------135 心得体会----------------------------------------------146 参考文献----------------------------------------------151虚拟仪器1.1虚拟仪器概述虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。

Multisim10仿真软件在模拟电子技术教学中的应用摘要：为了提高学生的学习积极性，加深学生对模拟电子技术的学习兴趣，本文详细介绍Multisim10在模拟电子技术中的具体应用，通过教学实例阐述Multisim10在教学过程中的应用方法和实际意义。

实践结果表明，在教学过程中采用Multisim10进行电路的仿真分析与计算，使得理论教学更加直观、灵活，从而学生能够更好的掌握基础理论知识，取得良好的教学效果。

关键词：Multisim10；模拟电子技术；反馈放大电路；仿真分析0 引言模拟电子技术是大学电子、自动化、计算机类等相关专业的专业基础课，它是介于基础课和专业课之间的一门过渡课程，该课程的教学效果直接影响到后续专业课的学习。

传统的教学模式以板书为主，教学手段比较单一，而该课程的内容比较抽象，这就使得学生对基本概念和基本分析方法缺乏清晰的认识。

为了提高教学效果，加深学生对基础理论知识的掌握，我们将Multisim10仿真软件引入到课堂教学过程中，及时帮助学生接受课堂教学内容，使学生感性理解模拟电路知识，将抽象变具体，激发学生学习模拟电子技术的兴趣，强化学生的自体作用，提高了教学质量。

1 Multisim10功能特点Multisim10仿真软件是美国国家仪器(NI)有限公司2007年推出的以Windows为基础的仿真工具，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。

作为专业的应用软件，它具有以下功能特点。

(1)直观地图形界面。

Multisim10把电路原理图的创建、电路的测试和仿真分析都集成在一个电路窗口中，整个操作界面像是一个电子实验工作平台，实现“软件即元器件”、“软件即仪器”。

(2)丰富的元器件库。

Multisim10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，因此也很方便在工程设计中使用。

基于Multisim的简易函数信号发生器设计与仿真函数信号发生器是具有两种或两种以上波形信号输出的信号发生器。

把几种不同类型的基本电路组合在一起就可以构成一个函数发生器。

本电路是由一个文氏桥振荡电路。

过零比较电路，积分电路，电压跟随电路和直流稳电路组成。

其工作原理是：首先由文氏桥振荡电路产生一个所需频率的正弦波振荡信号，该正弦信号一部分由电压比较器引出，另一部分由电压跟随器耦合到过零比较电路的输入端，经比较器处理后，将在输出端产生一个相同频率的方波信号，同理，一部分方波信号由电压跟随器引出作为发生器方波信号输出；另一部分继续由跟随器送入下一级积分电路，方波信号被积分电路处理后，在输出端输出一个相同频率的三角波信号，并由跟随器引出作为发生器又一信号输出。

在整个过程中，直流稳压电路作为所有集成运放提供电源。

如图1-1所示：图1-1一、电源选择集成稳压电源是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压，由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、质量轻等显著优点，所以它完全可以跟信号发生器提供稳定电源。

集成稳压电路基本结构如图1-2所示，该电路是采用LM7818和LM7918构成的正、负18伏电压同时输出的稳压电源电路，其他元件参数如图所示：图1-2二、文氏桥振荡电路选择振荡电路是大多数信号发生器电路的核心技术，文氏桥振荡电路为其中的一种，在电路中选择合适的元器件参数，便可得到相应的输出频率和振幅，即)foutπ=，而振幅取决于集成运放的峰Up1RC2/(（1）参数分析根据设计要求，需应用集成运放设计频率为1KHZ的信号发生器a 选择C6 C7 R3 R4取C6=C7=0.015uF 则R4= 1/（2πfC）= 1/（2π⨯106⨯⨯）=10.6KΩ1000-.0015取系列值R3 = R4 = 10KΩb 选择ICIC 选用MC4558CG 型集成运放，其基本参数如下：nodes: 3=+ 2= - 1=out 5=V+ 4=V-* V CC = 18 V EE = -18 C C = 1e-011 A= 200000 R I = 2e+006* R O = 75 V OS = 0.002 I OS = 2e-008 I BS = 8e-008C 选择 R 1 R 2 VD 2 VD 3采用非线性元件VD 2 VD 3 来自动调节反馈强弱，即利用二极管正向伏安特性的非线形可实现正弦波发生器的自动稳幅。

基于Multisim10的矩形波信号发生器仿真与实现基于Multisim 10的矩形波信号发生器仿真与实现MulTIsim是InteracTIve Image Technologies （Electronics Workbench）公司推出的以Windows为基础的仿真工具，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。

矩形波被广泛用于数字开关电路，两个二进制（2级）是从逻辑电路中产生。

逻辑电路的同步操作，严格规定的时间间隔，使方波快速转换和定时参考信号适当时钟被使用。

他们不在，造成电磁辐射脉冲电流，影响了闭路的结果，造成噪音和错误。

公元准确和非常敏感的电路，如传感器，以避免这个问题，以此作为时序参考方波，而不是正弦波。

因为矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。

本文对矩形波信号发生器进行了电路设计及仿真及应用电路测试。

矩形波振荡电路设计矩形波发生器电路有多种方案，本设计以运算放大器为核心，由矩形波振荡电路、幅值调节电路两部分组成。

电路设计方案和元器件选择的原则是：工作稳定可靠、结构简单合理、安装调试方便、性能参数达标。

矩形波振荡电路（又称多谐振荡器）由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。

滞回比较器起开关作用，RC电路的作用是产生暂态过程。

RC回路既是延迟环节，亦是反馈网络，通过RC充、放电过程实现输出状态的自动转换。

在运放的输出端引入限流电阻和两个背靠背的稳压管就组成了如图1所示的双向限幅矩形波发生器。

图1中滞回比较器的阈值电压假设接通电源时，电容C两端电压uc=O，输出电压uo=+Uz，则运放同相输入端电压up=+UT，二极管VD2导通，VD1截止，uo 通过电阻R3和R6给电容C充电，忽略二极管的动态电阻，充电时间常数近似为（R3+R6）C，使运放反相输入端电压uN由0逐渐上升，在uN《up时，uo=+Uz保持不变。

五、基于Multisim 10的例11、打开Multisim 10设计环境。

选择：文件-新建-原理图。

即弹出一个新的电路图编辑窗口，工程栏同时出现一个新的名称。

单击“保存”，将该文件命名，保存到指定文件夹下。

这里需要说明的是：1）文件的名字要能体现电路的功能，要让自己一年后看到该文件名就能一下子想起该文件实现了什么功能。

2）在电路图的编辑和仿真过程中，要养成随时保存文件的习惯。

以免由于没有及时保存而导致文件的丢失或损坏。

3）文件的保存位置，最好用一个专门的文件夹来保存所有基于Multisim 10的例子，这样便于管理。

2、在绘制电路图之前，需要先熟悉一下元件栏和仪器栏的内容，看看Multisim 10都提供了哪些电路元件和仪器。

由于我们安装的是汉化版的，直接把鼠标放到元件栏和仪器栏相应的位置，系统会自动弹出元件或仪表的类型。

详细描述我们在这里就不说了，大家自己体会一下。

说明：这个汉化版本汉化的不彻底，并且还有错别字（像放置基础原件被译成放置基楚元件），我们姑且凑合着用吧。

3、首先放置电源。

点击元件栏的放置信号源选项，出现如下图所示的对话框。

1）“数据库”选项，选择“主数据库”。

2）“组”选项里选择“sources”3）“系列”选项里选择“POWER_SOURCES”4）“元件”选项里，选择“DC_POWER”5）右边的“符号”、“功能”等对话框里，会根据所选项目，列出相应的说明4、选择好电源符号后，点击“确定”按钮，移动鼠标到电路编辑窗口，选择放置位置后，点击鼠标左键即可将电源符号放置于电路编辑窗口中，仿制完成后，还会弹出元件选择对话框，可以继续放置，点击关闭按钮可以取消放置。

5、我们看到，放置的电源符号显示的是12V。

我们的需要可能不是12V，那怎么来修改呢？双击该电源符号，出现如下所示的属性对话框，在该对话框里，可以更改该元件的属性。

在这里，我们将电压改为3V。

当然我们也可以更改元件的序号引脚等属性。

模拟电子技术大作业2015-2016学年第二学期题目：基于Multisim对函数信号发生器设计，实现与改进班级： 14电子二班成员：孙** ；余** ；许** ；成绩：____________________________1摘要： .....................................................................................................- 3 -2 课程设计的目的与作用 ...........................................................................- 3 -3总体方案选择..........................................................................................- 3 -4三种方案详细介绍 ........................................................................................ １（一）方波-三角波-正弦波函数发生器整体电路图..................................... １1.1方波发生电路 ......................................................................................... １1.2方波—三角波 ......................................................................................... ２1.3正弦波 .................................................................................................... ２1.4实验可得结果 ......................................................................................... ３1.5结果分析 ................................................................................................ ５（二）:正弦波——方波——三角波的设计与实现 ..................................... ５2.1整体电路 ................................................................................................ ５2.2理论分析 ................................................................................................ ６2.3实验课的结果 ......................................................................................... ７2.4结果分析 ................................................................................................ ８（三）:方波——三角波——正弦波实验的验证与改进.............................. ９3.1仿真原图形............................................................................................. ９3.2仿真改进图形——实现锯齿波 .......................................................... １０3.3仿真结果一......................................................................................... １０3.4仿真结果二......................................................................................... １２5参考文献 ............................................................................................... １２1摘要：本设计简述了三种关于方波，三角波，正弦波电路设计方法，并其仿真所得图形做了简单的比较，分析出各自的优缺点。

最新仿真软件Multisim 10的虚拟仪器应用雷跃2007年3月美国国家仪器公司(NI)下属的Electronics Workbench Group，发布了Multisim 10.0和Ultiboard 10.0——这是交互式SPICE仿真和电路分析软件的最新版本。

这个平台将虚拟仪器技术的灵活性扩展到了电子设计者的工作台上，弥补了测试与设计功能之间的缺口。

Multisim10提供了21种虚拟仪器，这些虚拟仪器与现实中所使用的仪器一样，可以直接通过仪器观察电路的运行状态。

同时，虚拟仪器还充分利用了计算机处理数据速度快的优点，对测量的数据进行加工处理，并产生相应的结果。

一．虚拟仪器的概述Multisim10仪器库中的虚拟仪器如图1所示，从左至右分别是：数字万用表（Multimeter）、失真分析仪（Distortion Analyzer）、函数信号发生器（Function Generator）功率表（Wattmeter）、双踪道示波器（Oscilloscope）、频率计（Frequency Counter）、安捷伦函数发生器（Agilent Funcition Generator）、四踪示波器（Four-channel Oscilloscope）、、波特图示仪（Bode Plotter）、IV分析仪（IV Analyzer）、字信号发生器（Word Generator）、逻辑转换仪（Logic Converter）、逻辑分析仪（Logic Anlyzer）、安捷伦示波器（Agilent Oscilloscope）、安捷伦万用表（Agilent Multimeter）、频谱分析仪（Spectrum Analyzer）、网络分析仪（Network Analyzer）、泰克示波器（Tektronix Oscilloscope）、电流探针（Current probe）、 LabVIEW仪器（LabVIEW Insturment）、测量探针（measurement probe）。