Multisim仿真软件的相位差测量方法

multisim14软件操作与使用实验报告实验名称：Multisim 14软件操作与使用实验实验目的：通过实验学习Multisim 14软件的操作和使用，了解电路仿真的基本原理和方法。

实验器材：计算机、Multisim 14软件实验原理：Multisim 14是一款强大的电路仿真软件，可以用于设计、分析和验证电路的性能。

它可以模拟各种类型的电路，包括模拟电路、数字电路和混合电路。

Multisim 14提供了丰富的电子元件库，用户可以根据需要选择和配置所需的元件，然后通过连接线将它们连接起来。

通过设置元件的属性和参数，可以对电路进行各种操作和测试，如测量电压、电流和功率等。

Multisim 14还提供了直流分析、交流分析和传输线分析等功能，可以帮助用户更好地理解和优化电路的性能。

实验过程：1. 打开Multisim 14软件，进入主界面。

2.点击“新建”按钮，创建一个新的电路项目。

3.在元件库中选择所需的元件，如电阻、电容、电感等，并将它们拖放到工作区。

4.通过连接线将元件连接起来，构建所需的电路拓扑。

5.设置元件的属性和参数，如电阻的阻值、电容的容值等。

6.添加电压源或电流源，并设置其参数。

7.进行直流分析，测量电路中各个节点的电压和电流。

8.进行交流分析，测量电路的频率响应和相位差。

9.进行传输线分析，分析电路中信号的传输和衰减情况。

10.进行参数扫描，观察电路性能随参数变化的情况。

11.保存电路设计，输出仿真结果。

实验结果与分析：通过使用Multisim 14软件进行电路仿真，可以得到电路的各种性能指标，如电压、电流、功率等。

通过对这些数据的分析和比较，可以了解电路的工作状态和性能特点。

同时，通过对电路的参数进行扫描和优化，可以改善电路的性能，并找到最佳的设计方案。

实验总结：通过本次实验，我学习了Multisim 14软件的操作和使用方法，了解了电路仿真的基本原理和方法。

通过实际操作，我掌握了Multisim 14软件的各项功能，并能够进行电路的设计、分析和优化。

Multisim模拟电路仿真1 Multisim用户界面及基本操作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、Multisim11、Multisim12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Multisim12为例介绍其基本操作。

图1-1是Multisim12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。

图1-1 Multisim12用户界面菜单栏与Windows应用程序相似，如图1-2所示。

图1-2 Multisim菜单栏其中，Options菜单下的Global Preferences和Sheet Properties可进行个性化界面设置，Multisim12提供两套电气元器件符号标准：ANSI：美国国家标准学会，美国标准，默认为该标准，本章采用默认设置；DIN：德国国家标准学会，欧洲标准，与中国符号标准一致。

实验19 Multisim模拟电路仿真实验1.实验目的（1）学习用Multisim实现电路仿真分析的主要步骤。

（2）用仿真手段对电路性能作较深入的研究。

2.预习内容对仿真电路需要测量的数据进行理论计算，以便将测量值与理论值进行对照。

3.实验内容实验19-1 基本单管放大电路的仿真研究射极电流负反馈放大电路的仿真电路如下图所示。

三极管的电流放大系数设置为60。

（1）调节R w，使V E=1.2V;（2）用“直流工作点分析”功能进行直流工作点分析，测量静态工作点，并与估算值比较；（3）用示波器观测输入、输出电压波形的幅度和相位关系，并测量电压放大倍数，与估算值比较；（4）用波特图仪观测幅频特性和相频特性，并测量电压放大倍数和带宽（测出下线截止频率和上限截止频率即可）；（5）用“交流分析”功能测量幅频特性和相频特性；（6）加大输入信号幅度，观测输出电压波形何时会出现失真，并用失真度分析仪测量信号的失真度；（7）设计测量输入电阻、输出电阻的方法并测量之。

（测输入电阻采用“加压求流法”，测输出电阻采用改变负载电阻测输出电压进而估算输出电阻的方法，即。

式中，U oO是输出端空载时的输出电压，U oL是接入负载R L时的输出电压。

输入信号频率选用1000H Z）。

（8）将去掉，将的值改为1.2kΩ，即静态工作点不变，重测电压放大倍数、上下限截止频率及输入电阻。

将测得的放大倍数、上下限截止频率和输入电阻进行列表对比，说明对这三个参数的影响。

实验结果如下：（1）静态直流工作点分析理论上，;;。

实际测量结果如下：;相对误差为0.018%；相对误差为0.018%；相对误差为2.698%；; 相对误差为0.061%；相对误差为0.029%；由此可见，静态工作点的理论预测值与实际测量值十分接近。

其中误差最大，其主要影响因素应当是根据模拟的参数设置，该三极管是实际三极管而并非理想三极管，在实际电流放大倍数方面与理论值有一定的误差。

multisim仿真相位裕度
相位裕度（Phase Margin）是控制系统中一个重要的稳定性指标，用于评估反馈系统对于频率变化的敏感性。

在电路设计和仿真中，Multisim作为一款强大的电子电路设计与仿真软件，可以帮助工程师们分析和优化系统的相位裕度，确保系统的稳定性和可靠性。

在Multisim中进行相位裕度的仿真分析，通常涉及以下几个步骤：
电路搭建：首先，在Multisim中搭建待分析的电路模型。

这可以是一个简单的反馈电路，也可以是一个复杂的控制系统。

设置仿真参数：接下来，设置仿真的频率范围和其他相关参数。

这些参数的选择取决于电路的实际应用和工作环境。

运行仿真：在设置了仿真参数后，运行仿真以获取电路的频率响应数据。

Multisim会计算出电路在不同频率下的幅值增益和相位变化。

分析相位裕度：从仿真结果中提取相位信息，计算出相位裕度。

相位裕度通常定义为在增益为1（即0 dB）时，相位从-180°（即-π弧度）变化到0°所需的额外相位延迟。

相位裕度越大，系统对频率变化的敏感性越小，稳定性越高。

优化与调整：如果相位裕度不满足设计要求，可以通过调整电路参数或改变电路结构来优化相位裕度。

例如，增加滤波器、调整反馈网络等。

验证优化结果：在进行了优化调整后，重新运行仿真以验证优化效果。

确保相位裕度满足设计要求，并检查其他性能指标是否也有所改善。

通过以上步骤，可以在Multisim中有效地仿真和分析相位裕度，为电路设计和优化提供有力的支持。

相位裕度的仿真分析不仅有助于确保系统的稳定性，还可以帮助工程师们在实际应用中预测和避免潜在的问题。

实验六三相电路仿真实验、实验目的1、熟练运用MUltiSim正确连接电路，对不同联接情况进行仿真；2、对称负载和非对称负载电压电流的测量，并能根据测量数据进行分析总结;3、加深对三相四线制供电系统中性线作用的理解。

4、掌握示波器的连接及仿真使用方法。

5、进一步提高分析、判断和查找故障的能力。

二、实验仪器1. PC机一台2. MUItiSim软件开发系统一套三、实验要求1.绘制出三相交流电源的连接及波形观察2 •学习示波器的使用及设置。

3•仿真分析三相电路的相关内容。

4 .掌握三瓦法测试及二瓦法测试方法四、原理与说明1、负载应作星形联接时，三相负载的额定电压等于电源的相电压。

这种联接方式的特点是三相负载的末端连在一起，而始端分别接到电源的三根相线上。

2、负载应作三角形联接时，三相负载的额定电压等于电源的线电压。

这种联接方式的特点是三相负载的始端和末端依次联接，然后将三个联接点分别接至电源的三根相线上。

3、电流、电压的“线量”与“相量”关系测量电流与电压的线量与相量关系，是在对称负载的条件下进行的。

画仿真图时要注负载对称星形联接时，线量与相量的关系为：(1) U L='3U P(2) I L=I P负载对称三角形联接时，线量与相量的关系为:（2）1 L = 3I P(I) U L =U P4、星形联接时中性线的作用三相四线制负载对称时中性线上无电流，不对称时中性线上有电流。

中性线的作用是能将三相电源及负载变成三个独立回路，保证在负载不对称时仍能获得对称的相电压。

如果中性线断开，这时线电压仍然对称， 但每相负载原先所承受的对称相电压被破坏,各相负载承受的相电压高低不一，有的可能会造成欠压，有的可能会过载。

五、实验内容及参考实验步骤 （一）、建立三相测试电路如下三相电压相位差： φ =（二）、三相对称星形负载的电压、电流测量（1） 使用MUItiSim 软件绘制电路图1,图中相电压有效值为 220V 。

Multisim仿真中的相位差测量
郝宁眉;刘广孚
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2009(000)011
【摘要】Multisim是一款很好的仿真软件,但是它在进行相位差测量时不能直接读数,为解决这一问题,提出了一种由测量放大器与波特图仪构建的测量电路.详细介绍了该测量电路的结构、工作原理及参数设置.通过实例电路的仿真测量,说明了测量方法及测量误差.测量结果表明该测量电路在Multisim中可完成对正弦电路中任意电压的相位差测量并直接显示,测量精度高.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】郝宁眉;刘广孚
【作者单位】中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,山东东营,257061;中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,山东东营,257061
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
【相关文献】
1.相关相位差测量法在船舶轴功率系统中的应用研究 [J], 李玉平
2.基于FFT的相位差测量及其在STM32中的实现 [J], 陈哲;冯敏
3.基于FFT的相位差测量及其在STM32中的实现 [J], 陈哲;冯敏;
4.相关相位差测量法在船舶轴功率系统中的应用研究 [J], 李玉平
5.Multisim仿真软件的相位差测量方法 [J], 潘蓉
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Multisim仿真软件的相位差测量方法作者：潘蓉来源：《数字技术与应用》2016年第07期摘要：Multisim为电路的仿真及测量提供了很多便捷的功能，但其在正弦稳态等电路分析中测量电压相位差存在误差，为了解决这一问题，提出了Multisim软件中“单一频率交流分析法”。

本文通过实例电路的仿真测量，说明了测量方法，由此证明了Multisim软件中“单一频率交流分析法”对相位差测量的精确性。

关键词：Multisim 相位差测量单一频率交流分析法中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）07-0240-02Multisim是一款功能强大的模拟与数字电路混合仿真软件，被广泛应用于模拟电子技术、数字电子技术和电路分析的仿真分析与设计。

相位差是正弦稳态电路分析中一个非常重要的参数，是比较两个同频率正弦信号之间的关系唯一指标。

在Multisim中，相位差的测量有三种方法：一是用双踪示波器和电流探针测量出两个正弦信号的波形，然后拖动示波器面板上的测量指针，测量两个正弦信号初相位对应的时间差，再根据正弦信号一个周期对应的相位角为360°，人工计算上述时间差相当的角度。

二是瞬态分析法测量出两个正弦信号的波形，测量两个正弦信号初相位对应的时间差。

相位差的计算方法和方法一完全相同。

三是用“单一频率交流分析”法。

前两种方法优点是直观，缺点是测量误差大，但是“单一频率交流分析”法可以准确地测量出电路中任意一点电压和电流的相位差。

1 Multisim软件中单一频率交流分析法介绍单一频率交流分析（Single Frequency AC Analysis）用来测试电路对某个特定频率进行交流频率响应分析的结果，该功能创建了某个特定频率下电压、电流和电源相量的文本输出。

分析结果以输出信号的实部/虚部或者幅度/相位的形式给出。

首先创建需分析的电路图，执行Simulate →Analysis →Single Frequency AC Analysis命令，弹出Single Frequency AC Analysis对话框。

基于LabVIEW的相位差测量——过零鉴相法基于LabVIEW的相位差测量——过零鉴相法刘倩1，方卫红1，司良群1，吴刚1，沈小东2（1．后勤工程学院后勤信息工程系，重庆 400016；2．后勤工程学院营房管理与环境工程系，重庆 400016）摘要：利用LabVIEW软件工作平台和NI公司的Lab-PC-1200型数据采集卡完成了虚拟相位差计的软面板设计、程序框图设计和总体调试工作。

具体包括：信号的采集、信号的处理和结果的显示。

本文采用了过零鉴相法测量相位差的基本原理实现了对两列同频正弦信号相位差的测量，并对实验数据进行了结果分析。

所有的理论研究都通过数字化仿真实验进行了验证，由此证明了结果的正确性和合理性。

关键词：LabVIEW；虚拟仪器；相位差1 系统结构本虚拟仪器采用美国NI公司的Lab-PC-1200型数据采集卡，将其直接插入到计算机的总线扩展插槽内构成PC-DAQ(Data Acquisition)插卡式虚拟仪器。

主要测量两个同频正弦信号的幅值、频率、相位差等。

并且具有波形显示、波形调整和数据存储的功能。

系统的软面板如图1所示。

本文主要介绍相位差的测量方法。

图1 虚拟相位差计软面板2 过零鉴相法原理过零鉴相法的依据是：两列正弦信号间存在相位差，因而其正向或负向过零点会存在时间差。

如能测得这个时间差，就可计算出相位差。

设两列输入信号分别为1,，如图2所示，图中T 为被测信号的周期，2sT为信号的采样周期，tΔ为信号1,过零时间差，n为信号1,零点之间的采样点数。

信号1,经数据采集A/D转换后得两个离散序列：222()()()()(){}111110,1,2,1v n v v v v N=−L…（1）()()()()(){}222220,1,2,1v n v v v v N=−L (2)图2 过零鉴相的原理设()1v n的第一个正向过零的采样点个数为，而1n()2v n的第一个正向过零点的采样点个数为，则2n()1v n、的相位差为：()2v n(12360360st T nT Tφ°°Δ=⋅Δ=⋅⋅−)n（3）3 过零鉴相法的实现实现过零鉴相法测相位差的程序框图如图3所示。

课程设计报告课程电子测量与虚拟仪器课程设计题目相位差检测电路系别物理与电子工程学院年级2008 专业电子科学与技术班级 2 学号学生姓名指导教师职称讲师设计时间2011-3-28~2011-4-1第一章绪论 (2)1.1 相位差检测电路的介绍 (2)1.2 相位差测量的简单介绍 (2)第二章相位差检测电路 (3)2.1 移相电路的设计 (3)2.2 利用MULTISIM设计检测移相电路 (5)2.2.1 仿真电路虚拟仪器参数调整 (6)2.2.2移相电路的仿真与分析 (7)2.3将相位差信号转换成直流电压信号检测 (9)2.3.1将相位差信号转换成直流电压信号检测的原理 (9)2.3.2 电路图及具体原理分析 (9)2.3.3 仿真过程 (10)2.3.4 系统测量的误差分析 (12)主要参考文献 (13)附录 (13)第一章绪论1.1 相位差检测电路的介绍设计一个相位差检测电路，该电路可测试一个经过移相电路的信号（正弦波）移相后与原信号间存在的相位差，可由测试电路检测并显示。

要求：设计移相电路；设计检测电路，可以使用MCU或者Labview；使用模拟式检测方法，将相位差信号转换成直流电压或者直流电流信号进行检测；要求分析系统最后的精度。

在此次的电子测量与虚拟仪器课程设计中，我们设计的相位差检测电路主要有两个模块，由这两个模块来实现对相位差的检测并用相应的器件来实现。

第一个模块为移相电路，移相电路主要由两个放大器组成。

一个放大器可以实现对输入信号进行0~900的移相，那么两个放大器可以实现对输入信号进行0~1800的移相。

移相电路的结构比较简单，只要对放大器相应知识进行了解便能很快的设计出移相电路。

在移相电路中还应用到了变位器和电容。

通过调节变位器可以逐步实现每个度数的相位差；电容的作用则是实现对输入信号的滤波和使放大器工作在稳定的区域。

第二个模块则是实现相位差的显示。

此部分的模块主要由二极管、异或门以及放大器组成。

第34卷第1期2021年2月大学物理实验PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGEVol.34No.1Feb.2021文章编号:1007-2934(2021)01-0100-05基于Multisim仿真的RLC串联稳态电路实验设计与实现罗志髙(中山大学公共实验教学中心，广东广州510006)摘要：利用Multisim14电路仿真软件完成RC电路的幅频特性和相频特性以及测RLC串联电路的相频特性,学习了用双踪示波器测量相位差。

特别是在疫情期间开出这个实验，学生不仅学会了RLC 稳态电路知识，也会使用Multisim电路仿真软件。

关键词：电路仿真;稳态电路;幅频特性;相频特性中图分类号：O4-39文献标志码：A D0l：10.14139/22-1228.2021.01.0251RLC稳态电路的基本特性简介在RLC串联电路中，若加在电路两端的正弦交流信号保持不变,则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时，电流(或某元件两端的电压)与频率之间的关系特性称为幅频特性;电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称为相频特性。

从以下3种串联电路来分析。

1.1RC串联电路RC串联电路如图1所示，由于电容C的容抗为1/(jwC)，可得：U=U r+u c=/[r+^c](1)式中,U为信号源输出的总电压，U R为电阻两端的电压,〃C为电容两端的电压,C为电容,e=2n f 为角频率。

由式(1)可得电路总阻抗IZ I、电流有效值/、电阻两端电压的有效值U r、电容两端电压的有效值U C及电路电流与总电压之间的位相差△p分别为IZI=R2+(1/eC)2(2)；/=UeC/1+(ReC)2(3)U R=IR=UeRC/1+(ReC)2(4)；U C=I/(eC)=U/1+(eRC)2(5)△p=p U r-p U=tan-1(1/eRC)(6)若总电压有效值U保持不变,根据式(4)和式(5)可画出U r~/和U c~/幅频特性曲线，如图2所示。

Multisim环境中正弦交流量相位差仿真测量研究摘要：交流量相位差的测量是交流电路分析的难点。

Multisim仿真软件环境中提供了虚拟瓦特表、虚拟示波器、测量探针等多种交流量相位差的测量方法。

测量探针法操作简单，测量结果直观易得。

关键词：电工 EDA 相位差在电路分析中，电压、电流相位差的测量有着很重要的意义，如电路性质的判断，功率因素的计算等。

Multisim仿真软件对电路分析与设计的仿真结果准确度较高，且方便高效。

在Multisim环境中提供众多虚拟测量仪器仪表，利用这些虚拟仪器仪表可采用多种测量方法测量交流电压、电流相位差。

1．用虚拟示波器和电流探针测量相位差在Multisim仿真环境中建立如图1所示电路，其中XSC1为虚拟示波器（Oscilloscope），XCP1为电流探针（Current Probe）。

同实体示波器一样虚拟示波器只能显示电压波形图，不能直接显示电流的波形图。

通常需要显示电路电流波形时，一般用小阻值取样电阻将电路电流转换为取样电阻电压后经示波器显示其波形。

因电阻元件的电压、电流同频同相，所以取样电阻电压波形与电路电流波形同频同相。

在Multisim仿真软件中虚拟工具电流探针（Current Probe）的功能就像取样电阻一样将电路电流转换为电压，可供虚拟示波器等仪器测量使用。

双击电流探针元件，在“Current Probe properties”属性窗口中的“Ratio of Voltage toc urrent”框中设置其“V/mA”参数，其默认值为“1V/mA”。

如图1所示仿真电路中虚拟示波器A通道显示三相电路W相电压波形，B通道经电流探针显示三相电路W相电流波形。

并设置“Global preference（全局变量）”/“Simulation（仿真）”/“Positive Phase Shift direction（正相移方向）”/“⊙Shift lest（左移）”。

⽤虚拟相关法测量两个同频信号的相位差虚拟相关法相位差计的设计摘要传统测量仪器功能单⼀，多功能虚拟仪器是现代仪器技术的发展⽅向。

利⽤Labview设计⼀种利⽤虚拟相关法测量相位差计的虚拟仪器，该仪器以测量两个同频正弦波的相位差为基本功能，具备了测量信号频率，显⽰信号波形、相位差和产⽣标准信号等功能，体现了虚拟仪器⾼集成度，⼀机多⽤的特点。

本题⽬属于应⽤类，设计主要内容利⽤互相关分析法实现相位差检测，在虚拟仪器设计平台上仿真实现，结合原理和公式进⾏数据计算分析，充分利⽤了Labview的性能。

关键词：相关法、相位差，虚拟仪器⽬录虚拟相关法相位差计的设计 (1)1 引⾔ (3)2 相位差测量仪的概述 (3)2.1 相位差的定义 (3)2.2 相位差测量仪的应⽤ (3)3 Labview软件简介 (4)3.1 Labview概述 (4)3.2 Labview的应⽤ (5)3.2.1 Labview应⽤于测试于测量 (5)3.2.2 Labview应⽤于实验室研究与⾃动化 (5)4 相位差测量⽅法原理简介 (6)4.1 相关法相位差测量相位差原理 (6)5 相位差计设计 (7)5.1 设计要求 (7)5.3 Labview平台下软件的实现 (8)5.4 ⼦模块(VI)设计 (10)5.5 相位差计设计测试结果 (12)结论 (16)参考⽂献 (17)1 引⾔信号的相位差测量在电⼯技术，⼯业⾃动化，智能控制，通讯及电⼦技术等许多领域都有着⼴泛的应⽤。

传统电⼦模拟式相位差测量采⽤乘法器法，⼆极管鉴相法等，需要完成对应的硬件电路。

电路的温漂，噪声级⼲扰信号，都会导致测量结果产⽣误差。

因此，传统的相位差检测⽅法正逐渐被软件测量⽅法所替代，通过软件算法来消除温漂、噪声及⼲扰信号的影响，使测量结果更加精确。

2 相位差测量仪的概述2.1相位差的定义相位差：两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫相差。

这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，也可以是这三种量中的任何两个。

matalab仿真相位计算MATLAB可以用于仿真的相位计算。

具体步骤如下：首先，您需要一个函数，这个函数需要输入一些参数（比如两个角度值），然后返回它们的相位差。

然后，您需要创建一个模拟数据集。

这可以通过MATLAB的随机数生成器来完成。

接下来，您需要使用这个模拟数据集来运行您的函数。

这可以通过一个循环来完成，循环遍历数据集中的每一个元素，并使用函数来计算相位差。

最后，您需要将计算出的相位差存储在一个新的数据集或者数组中。

以下是一个简单的示例代码：matlab复制代码% 定义一个函数，用于计算两个角度的相位差function phase_difference = calculate_phase_difference(theta1, theta2)phase_difference = abs(angle(exp(1i*theta1) / exp(1i*theta2)));end% 创建模拟数据集theta1_data = randn(1, 1000); % 假设theta1是随机生成的theta2_data = randn(1, 1000); % 假设theta2是随机生成的% 计算相位差phase_difference_data = zeros(size(theta1_data));for i = 1:length(theta1_data)phase_difference_data(i) =calculate_phase_difference(theta1_data(i), theta2_data(i));end请注意，这个示例假设calculate_phase_difference函数计算的是两个复数的相位差。

如果你的函数使用的是其他方法来计算相位差，那么你可能需要稍微修改这个示例代码以适应你的需求。