第八章虛擬測(cè)試技術(shù)

1、第第8章章 虛擬測(cè)試技術(shù)虛擬測(cè)試技術(shù) 8.1 Multisim 2001 軟件介紹軟件介紹 8.2 Multisim 2001的操作使用方法的操作使用方法 8.3 Multisim 2001軟件中虛擬儀器的使用方法軟件中虛擬儀器的使用方法 8.4 Multisim 2001仿真測(cè)試典型實(shí)例仿真測(cè)試典型實(shí)例 8.1 Multisim 2001 軟件介紹軟件介紹 8.1.1 Multisim 2001基本界面基本界面 啟動(dòng)Multisim 2001軟件后的用戶界面如圖8.1所示。標(biāo)題欄菜單欄系統(tǒng)工具條設(shè)計(jì)工具條使用的元件清單仿真運(yùn)行開關(guān)元件工具條儀器工具條滾動(dòng)條電路窗口圖8.1 Multisim

2、2001的基本界面 8.1.2 常用工具條常用工具條 1. 系統(tǒng)工具條系統(tǒng)工具條 2. 設(shè)計(jì)工具條設(shè)計(jì)工具條新建打開存盤剪切復(fù)制粘貼打印幫助圖8.2 系統(tǒng)工具條元件設(shè)計(jì)元件編輯儀器分析仿真運(yùn)行后處理VHDL統(tǒng)計(jì)報(bào)告導(dǎo)出圖8.3 設(shè)計(jì)工具條3.元件工具條元件工具條信號(hào)源基本元件二極管晶體管模擬集成電路TTL集成電路LCMOS集成電路數(shù)字元件混合元件指示元件雜合元件控制元件射頻元件機(jī)電類元件圖8.4 元件工具條表8.1 常用元件的DIN和ANSI符號(hào)對(duì)照4.儀器工具條儀器工具條數(shù)字萬(wàn)用表函數(shù)信號(hào)發(fā)生器邏輯轉(zhuǎn)換儀失真分析儀頻譜分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀掃頻儀字信號(hào)發(fā)生器邏輯分析儀瓦特表示波器圖8.5 儀器工具

3、條 8.1.3 其它功能其它功能 1.電路窗口電路窗口 2.仿真開關(guān)仿真開關(guān) 3.使用中的元件清單（使用中的元件清單（In Use List） 4.狀態(tài)欄狀態(tài)欄暫停/恢復(fù)啟動(dòng)/停止 圖8.6 仿真開關(guān) 8.2 Multisim 2001的操作使用方法的操作使用方法 8.2.1 電路的創(chuàng)建電路的創(chuàng)建 1.元件的操作元件的操作 （1）元件的選用 （2）元件的選中 （3）元件的移動(dòng) （4）元件的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn) （5）元件的復(fù)制、刪除 先選中該元件，然后用Edit/Cut（編輯/剪切）、Edit/Copy（編輯/復(fù)制）、Edit/Paste （編輯/粘貼）等菜單命令，即可以實(shí)現(xiàn)元件的復(fù)制操作。 水平放置垂

4、直放置順時(shí)針旋90逆時(shí)針旋90圖8.7 旋轉(zhuǎn)快捷菜單2.元件參數(shù)的調(diào)整元件參數(shù)的調(diào)整（1）虛擬元件的參數(shù)調(diào)整）虛擬元件的參數(shù)調(diào)整 （2）真實(shí)元件的參數(shù)調(diào)整）真實(shí)元件的參數(shù)調(diào)整 圖8.8 真實(shí)元件的參數(shù)修改對(duì)話框（3）元件故障的設(shè)置）元件故障的設(shè)置 圖8.9 元件模型修改對(duì)話框 3.元件的連線操作元件的連線操作 （1）導(dǎo)線的連接）導(dǎo)線的連接 將鼠標(biāo)指向一個(gè)元件的引腳，這時(shí)鼠標(biāo)呈十字形，單擊左鍵，導(dǎo)線隨鼠標(biāo)移動(dòng)而移動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)線需要拐彎時(shí)，單擊左鍵，到達(dá)另一元件對(duì)應(yīng)引腳時(shí)再單擊左鍵，即完成了一次導(dǎo)線的連接。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給繪制的導(dǎo)線標(biāo)上節(jié)點(diǎn)號(hào)。如果對(duì)所畫的導(dǎo)線不滿意，可選中該線，按鍵刪除掉。 （2）

5、設(shè)置導(dǎo)線的顏色）設(shè)置導(dǎo)線的顏色 當(dāng)復(fù)雜電路導(dǎo)線較多時(shí)，可以將不同的導(dǎo)線標(biāo)上不同的顏色來(lái)加以區(qū)分。先選中該導(dǎo)線，單擊右鍵，通過(guò)彈出的快捷菜單中的Color選項(xiàng)來(lái)設(shè)置顏色。8.2.2 仿真操作過(guò)程舉例仿真操作過(guò)程舉例圖8.10 二極管閃爍電路 1.新建電路圖文件新建電路圖文件 （1）啟動(dòng)）啟動(dòng)Multisim軟件，同時(shí)會(huì)新建一個(gè)空白的文檔；軟件，同時(shí)會(huì)新建一個(gè)空白的文檔； （2）在已經(jīng)打開的）在已經(jīng)打開的Multisim中，單擊系統(tǒng)工具條中的中，單擊系統(tǒng)工具條中的 圖圖標(biāo)標(biāo) ，這時(shí)會(huì)提示保存當(dāng)前文檔，并新建一個(gè)空白文檔；，這時(shí)會(huì)提示保存當(dāng)前文檔，并新建一個(gè)空白文檔； （3）執(zhí)行菜單）執(zhí)行菜單Fil

6、e/New命令后，其功能同命令后，其功能同 圖標(biāo)。圖標(biāo)。 2.放置元件及設(shè)置電路參數(shù)放置元件及設(shè)置電路參數(shù) （1）圖）圖8.11所示為元件的總體布局。應(yīng)根據(jù)圖中元件的種類和所示為元件的總體布局。應(yīng)根據(jù)圖中元件的種類和參數(shù)在相應(yīng)的元件工具條中取出元件。參數(shù)在相應(yīng)的元件工具條中取出元件。 （2）設(shè)置元件參數(shù)）設(shè)置元件參數(shù) 圖8.11 元件的放置和布局3.連接各元件連接各元件4.通電觀察仿真結(jié)果通電觀察仿真結(jié)果圖8.12 電路的繪制過(guò)程8.3 Multisim 2001軟件中虛擬儀器的使用方法軟件中虛擬儀器的使用方法 8.3.1 數(shù)字萬(wàn)用表（數(shù)字萬(wàn)用表（Multimeter） 1.面板操作面板操作數(shù)

7、值顯示圖標(biāo)被測(cè)量選擇交直流選擇參數(shù)設(shè)置圖8.13 數(shù)字萬(wàn)用表的圖標(biāo)面板和參數(shù)設(shè)置 2.連接方法連接方法 （1）測(cè)電壓或電阻時(shí)，應(yīng)與所要測(cè)試的端點(diǎn)并聯(lián)。）測(cè)電壓或電阻時(shí)，應(yīng)與所要測(cè)試的端點(diǎn)并聯(lián)。 （2）測(cè)電流時(shí)，應(yīng)串入被測(cè)支路中。）測(cè)電流時(shí)，應(yīng)串入被測(cè)支路中。圖8.14 虛擬電壓表和電流表圖8.15 數(shù)字萬(wàn)用表 測(cè)電壓8.3.2 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（Function Generator）信號(hào)波形選擇頻率設(shè)置占空比設(shè)置幅度設(shè)置偏置電壓地(COM)正端負(fù)端圖8.16 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的圖標(biāo)和面板2.連接方法連接方法（1）單極性連接方式）單極性連接方式 將COM端與電路的地相連，“+”端或“

8、”端與電路的輸入端相連。這種方式一般用于普通電路。（2）雙極性連接方式）雙極性連接方式 將“+”端與電路輸入的“+”端相連，而“”端與電路輸入的“”端相連。這種方式一般用于信號(hào)發(fā)生器與差分電路相連，如差動(dòng)放大器、運(yùn)算放大器等。表8.2 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)參數(shù)范圍參數(shù)單位最小值最大值備注頻率（Frequency）Hz1999MHz占空比（Duty cycle）%199方波和三角波使用振幅（Amplitude）V0999kV“+”端對(duì)“”端的振幅為設(shè)置值的2倍電壓偏置（Offser）V999kV999kV指交流輸出中含有的直流電壓8.3.3 示波器（示波器（Oscilloscope）T2-T

9、1圖8.17 示波器的圖標(biāo)和面板圖 （1）A、B兩個(gè)通道分別只需一根線與被測(cè)點(diǎn)相連，測(cè)量的是兩個(gè)通道分別只需一根線與被測(cè)點(diǎn)相連，測(cè)量的是該點(diǎn)與該點(diǎn)與“地地”之間的波形；之間的波形； （2）接地端）接地端G一般要接地，但當(dāng)電路中已有接地符號(hào)，也可不一般要接地，但當(dāng)電路中已有接地符號(hào)，也可不接。接。圖8.18 示波器連接示例圖8.20 示波器顯示的李沙育圖形0o45o90o135o180o1yxff21yxff31yxff32yxff8.3.4 掃頻儀（掃頻儀（Bode Plotter）讀數(shù)指針讀數(shù)指針移動(dòng)指針的讀數(shù)頻率范圍幅度和相位量程設(shè)定幅頻特性選擇相頻特性選擇圖8.21 掃頻儀的圖標(biāo)和面板掃

10、頻儀組成框圖輸出輸入8.3.5 字信號(hào)發(fā)生器（字信號(hào)發(fā)生器（Word Generator）地址設(shè)置工作方式字信號(hào)顯示區(qū)觸 發(fā) 方式選擇輸 出 頻率設(shè)置字輸入字顯示3 2 路 輸出端圖8.22 字信號(hào)發(fā)生器的圖標(biāo)及面板 8.3.6 邏輯分析儀（邏輯分析儀（Logic Analyzer）圖8.24 邏輯分析儀的圖標(biāo)和面板圖8.25 Clock setup對(duì)話框圖8.26 Trigger Setting對(duì)話框8.3.7 邏輯轉(zhuǎn)換儀（邏輯轉(zhuǎn)換儀（Logic Converter） 8個(gè)輸入端輸出端a)真值表區(qū)轉(zhuǎn)換方式選擇區(qū)邏輯表達(dá)式欄b)圖8.29 邏輯轉(zhuǎn)換儀的圖標(biāo)和面板a) 邏輯轉(zhuǎn)換儀圖標(biāo) b) 邏輯

11、轉(zhuǎn)換儀面板真值表表達(dá)式按鈕電路真值表按鈕真值表簡(jiǎn)化表達(dá)式按鈕表達(dá)式真值表按鈕表達(dá)式電路按鈕表達(dá)式與非電路按鈕圖8.30 轉(zhuǎn)換方式選擇按鈕8.4 Multisim 2001仿真測(cè)試典型實(shí)例仿真測(cè)試典型實(shí)例8.4.1 電路基礎(chǔ)仿真實(shí)例電路基礎(chǔ)仿真實(shí)例1.直流電路的分析直流電路的分析（1）串、并聯(lián)電路的電壓和電流的關(guān)系）串、并聯(lián)電路的電壓和電流的關(guān)系 圖8.31 串、并聯(lián)關(guān)系測(cè)試電路（2）利用直流掃描（）利用直流掃描（DC Sweep）分析測(cè)試歐姆定律）分析測(cè)試歐姆定律圖8.32 歐姆定律測(cè)試電路圖8.33 測(cè)量得到的伏安特性曲線2.動(dòng)態(tài)電路變化過(guò)程的測(cè)試動(dòng)態(tài)電路變化過(guò)程的測(cè)試（1）RC一階電路一階

12、電路圖8.34 微分電路圖8.35 仿真結(jié)果（2）RLC二階電路二階電路 對(duì)于二階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)，也可以參照一階電路的方法，用方波信號(hào)源激勵(lì)RLC串聯(lián)電路，用示波器觀察、及等波形。如對(duì)應(yīng)方波的前半周是零狀態(tài)響應(yīng)，則后半周就是零輸入響應(yīng)。為使響應(yīng)能完整地觀察到，在選擇方波的周期時(shí)，應(yīng)滿足下列條件： 當(dāng)過(guò)阻尼情況 時(shí)，其零輸入響應(yīng)為： 其中 應(yīng)大于（45）倍的 和 中的較大者。式中： ， ； 當(dāng)欠阻尼情況 時(shí)，其零輸入響應(yīng)為： 其中 應(yīng)大于（45）倍的 。 式中：)4(2CLRttCeKeKtu2121)(2/T)/1 (1)/1 (2LCLRLR1)2(221LCLRLR1)2(2

13、22)4(2CLR )cos()(1teKtudtC2/T)/1 (ddTLRLCLR2)2(1,2/2 8.4.2 模擬電路仿真實(shí)例模擬電路仿真實(shí)例 1.靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試 圖8.39 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試電路2.放大倍數(shù)的測(cè)量放大倍數(shù)的測(cè)量圖8.40 共射放大電路放大倍數(shù)的測(cè)試電路圖8.41 共射放大電路輸入、輸出波形8.4.3 數(shù)字電路仿真實(shí)例數(shù)字電路仿真實(shí)例1.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)2.總線的應(yīng)用總線的應(yīng)用圖8.43 用總線連接的100進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示電路（1）啟動(dòng)）啟動(dòng)Place菜單下的菜單下的“Place Bus”命令，進(jìn)入繪制總線狀態(tài)命令，進(jìn)入繪制總線狀態(tài) （2）總線與對(duì)應(yīng)單線的連接。）總線與對(duì)應(yīng)單線的連接。 圖8.44 Node Name對(duì)話框圖8.45 計(jì)數(shù)到60時(shí)的波形8.4.4 自動(dòng)控制電路仿真實(shí)例自動(dòng)控制電路仿真實(shí)例圖8.46 采樣保持器電路圖8.47 采樣保持器輸出波形 本章小結(jié)本章小結(jié) Multisim是一個(gè)非常優(yōu)秀的電路仿真軟件，其界面友好，