計(jì)算機(jī)仿真測(cè)量技術(shù)課件

單元8計(jì)算機(jī)仿真測(cè)量技術(shù)128.

1概述8.

2電路仿真測(cè)試舉例返回8.

1概述Multisim虛擬電子工作臺(tái)是由美國NationalInstruments公司推出的一款非常優(yōu)秀的專門用于電子電路設(shè)計(jì)與仿真的軟件,具有界面直觀、操作方便等優(yōu)點(diǎn),創(chuàng)建電路、選用元器件和測(cè)試儀器等均可直接從屏幕上器件庫和儀器庫中直接選取。所用測(cè)試儀器的操作面板和操作方法與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)際儀器相差無幾,使電子工作者操作起來得心應(yīng)手。Multisim還是一個(gè)非常優(yōu)秀的電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練工具,通過仿真,可以熟悉常用電子儀器的使用方法和測(cè)量方法,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力、排除故障的能力和開發(fā)創(chuàng)新的能力。擁有一臺(tái)安裝了Multisim仿真軟件的計(jì)算機(jī),你就相當(dāng)于擁有了一個(gè)測(cè)試儀器先進(jìn)、元器件品種齊全的小型“電子實(shí)驗(yàn)室”。下一頁返回8.

1概述8.1.1

Multisim10.0的工作界面1.Multisim10.0的主窗口啟動(dòng)Multisim10.0后,可以看到Multisim的主窗口,如圖8-1所示,Multisim模仿了一個(gè)實(shí)際的電子工作臺(tái)。主窗口中最大的區(qū)域是電路工作區(qū),可以進(jìn)行電路創(chuàng)建和測(cè)試。工作區(qū)的上方分別是菜單欄和常用的工具欄。從菜單欄中可以選擇電路連接和實(shí)驗(yàn)所需的各種命令。常用的工具欄包含了各類的操作命令按鈕,如標(biāo)準(zhǔn)工具欄、元件工具欄、儀器工具欄及仿真工具欄等,用戶可以自行選擇顯示常用的工具欄。標(biāo)準(zhǔn)工具欄包含了常用操作命令按鈕,元件及儀器欄包含了電路實(shí)驗(yàn)所需的各種模擬和數(shù)字元器件以及測(cè)試儀器。上一頁下一頁返回8.

1概述通過操作鼠標(biāo)即可方便地使用各種命令和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。按下“啟動(dòng)/停止”開關(guān)或“暫停/恢復(fù)”按鈕,即可進(jìn)行電路仿真。將英文版的Multisim漢化,可以更方便用戶學(xué)習(xí)和使用。其安裝過程如下:(1)將下載的漢化包“ZH”文件夾放到指定目錄下:\ProgramFiles\NationalInstruments\CircuitDesignSuite10.0\stringfiles。(2)再運(yùn)行Multisim,選擇菜單“Options\GlobalPreferences”,在“General”選項(xiàng)卡中的“l(fā)anguage”欄選擇“ZH”,即中文。漢化后的主窗口界面如圖8-2所示。上一頁下一頁返回8.

1概述2.Multisim的常用工具欄(1)Multisim的標(biāo)準(zhǔn)工具欄包含“新建”“打開文件”“打開設(shè)計(jì)范例”“保存”“打印”“打印預(yù)覽”“剪切”“復(fù)制”“粘貼”“撤消”“重做”等常用編輯按鈕。(2)Multisim的元器件欄和儀器欄。Multisim提供了豐富的元器件庫及各種常用測(cè)試儀器,給電路仿真實(shí)驗(yàn)帶來極大方便。單擊某一個(gè)圖標(biāo)即可打開該庫。圖8-3、圖8-4分別給出各元器件庫、儀器庫的圖標(biāo),當(dāng)鼠標(biāo)指到相應(yīng)庫圖標(biāo)時(shí),即顯示該庫名稱。關(guān)于這些元器件、儀器的功能和使用方法,用戶可使用在線幫助功能查閱有關(guān)內(nèi)容。上一頁下一頁返回8.

1概述8.1.2

Multisim的操作使用方法1.電路的創(chuàng)建電路是由元器件和導(dǎo)線組成的,要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)電路,必須掌握元器件的操作和導(dǎo)線的連接方法。1)元器件的操作(1)元器件的選用。選用元器件時(shí),首先在元器件庫欄中單擊包含該元器件的圖標(biāo),打開該元器件庫,選擇該元器件,按“確定”按鈕或雙擊該器件,然后將該元器件放置于電路工作區(qū)合適的位置,最后關(guān)閉元器件庫。上一頁下一頁返回8.

1概述(2)選中元器件。在連接電路時(shí),常常要對(duì)元器件進(jìn)行必要的操作,即移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、刪除、設(shè)置參數(shù)等,這就需要選中該元器件。要選中某個(gè)元器件,用鼠標(biāo)器左鍵單擊該元器件圖標(biāo)即可。如果要一次選中多個(gè)元器件時(shí),可使用“Shift”+“鼠標(biāo)左鍵”單擊選中這些元器件。被選中的元器件外部以虛線框顯示,便于識(shí)別。如果要同時(shí)選中一組相鄰的元器件,可在電路工作區(qū)的適當(dāng)位置拖曳出一個(gè)矩形區(qū)域,包含在該區(qū)域內(nèi)的元器件則被同時(shí)選中,要取消某一個(gè)元器件的選中狀態(tài),可以使用“Shift”+“鼠標(biāo)左鍵”單擊即可;要取消所有被選中元器件的選中狀態(tài),只需單擊電路工作區(qū)的空白部分即可。上一頁下一頁返回8.

1概述(3)元器件的移動(dòng)。要移動(dòng)一個(gè)元器件,只要選中拖曳該元器件即可。要移動(dòng)一組元器件,先選中這些元器件,然后用鼠標(biāo)左鍵拖曳其中任意一個(gè)元器件,則選中部分就會(huì)同時(shí)移動(dòng)。元器件移動(dòng)后,與其相連的導(dǎo)線會(huì)自動(dòng)重新排列。(4)元器件的旋轉(zhuǎn)與翻轉(zhuǎn)。為了使電路便于連接、布局合理,常常需要對(duì)元器件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)操作?？蛇x中該元器件,然后選擇“編輯”/“方向”/“垂直鏡像”、“水平鏡像”、“順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o”、“逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o”等命令。上一頁下一頁返回8.

1概述(5)元器件的復(fù)制、刪除。對(duì)選中的元器件,可直接在標(biāo)準(zhǔn)工具欄中選擇相應(yīng)按鈕,也可用“編輯”/“剪切”、“編輯”/“復(fù)制”和“編輯”/“粘貼”等菜單命令進(jìn)行相應(yīng)操作,或在元器件上右擊選擇彈出菜單中的命令。刪除操作可對(duì)選中的元件用Delete鍵,或在右鍵菜單中選擇“刪除”命令。(6)元器件的屬性。雙擊元器件,或右擊選擇彈出菜單中的“屬性”命令,會(huì)彈出相關(guān)的對(duì)話框,如圖8-5所示。元器件屬性對(duì)話框具有多種選項(xiàng)卡可供選擇。在“參數(shù)”選項(xiàng)卡中,可設(shè)置元器件的數(shù)值?！肮收稀边x項(xiàng)卡可供人為設(shè)置元器件的隱含故障,提供了無故障、打開(開路)、短路、漏電等設(shè)置,如圖8-6所示。上一頁下一頁返回8.

1概述2)導(dǎo)線的操作(1)導(dǎo)線的連接。首先將鼠標(biāo)指向元器件的端點(diǎn)使其出現(xiàn)一個(gè)小黑圓點(diǎn),按下鼠標(biāo)左鍵并拖曳出一根導(dǎo)線;拉住導(dǎo)線并指向另一個(gè)元器件的端點(diǎn)使其出現(xiàn)小圓點(diǎn);釋放鼠標(biāo)左鍵,則導(dǎo)線連接完成。(2)連線的刪除與改動(dòng)。選中連線,選擇“編輯”/“刪除”,或按Delete鍵,或右擊選擇“刪除”命令,完成導(dǎo)線刪除。也可以將拖曳移開的導(dǎo)線連至另一節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)連線的改動(dòng)。(3)向電路中插入元器件。將元器件直接拖曳在導(dǎo)線上,然后釋放即可插入電路中。上一頁下一頁返回8.

1概述(4)從電路中刪除元器件。選中該元器件,按下Delete鍵即可,或在該元器件的右鍵彈出菜單中選擇“刪除”命令。(5)連接點(diǎn)的使用。選擇“放置”/“節(jié)點(diǎn)”,可將連接點(diǎn)放于合適位置。一個(gè)連接點(diǎn)最多可以連接來自四個(gè)方向的導(dǎo)線。2.儀器的操作上一頁下一頁返回8.

1概述在Multisim10.0的儀器庫中存放有18臺(tái)虛擬儀器、4臺(tái)LabVIEW測(cè)試儀器和2種測(cè)量探針,這些虛擬儀器分別是萬用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、功率表、示波器、四蹤示波器、波特圖示儀、頻率計(jì)、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、IV分析儀、失真分析儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、安捷倫信號(hào)發(fā)生器、安捷倫萬用表、安捷倫示波器、泰克示波器。4臺(tái)LabVIEW測(cè)試儀器分別是送話器、播放器、信號(hào)分析儀和信號(hào)發(fā)生器。還有動(dòng)態(tài)測(cè)量探針和電流測(cè)量探針兩種探針。在連接電路時(shí),儀器以圖標(biāo)方式存在。這些虛擬儀器可以完成對(duì)電路的電壓、電流、電阻及波形等物理量的測(cè)量,使用靈活,不用維護(hù)。需要觀察測(cè)試數(shù)據(jù)與波形或者需要設(shè)置儀器參數(shù)時(shí),可以雙擊儀器圖標(biāo)打開儀器面板。上一頁下一頁返回8.

1概述選用儀器可以從儀器庫中將相應(yīng)的儀器圖標(biāo)拖曳至電路工作區(qū)中。儀器圖標(biāo)上有連接端口,用于將儀器連入電路,拖曳儀器圖標(biāo)可以移動(dòng)儀器的位置。(1)萬用表(Multimeter)。萬用表圖標(biāo)與面板如圖8-7所示,它是一種自動(dòng)調(diào)整量程的數(shù)字萬用表,可以用來測(cè)量電阻、交直流電流和電壓以及電路中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的電壓分貝值。其電壓擋和電流擋的內(nèi)阻、電阻擋的電流值和分貝擋的標(biāo)準(zhǔn)電壓值都可以任意設(shè)定。按面板上的“設(shè)置”按鈕時(shí),就會(huì)彈出圖8-8所示的對(duì)話框,可以設(shè)置萬用表的內(nèi)部參數(shù)。上一頁下一頁返回8.

1概述虛擬電壓表是一種交直流兩用數(shù)字表,在轉(zhuǎn)換直流與交流測(cè)量方式時(shí),可雙擊電壓表圖標(biāo),出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框,然后單擊“模式”按鈕,選定直流(DC)或交流(AC)。當(dāng)設(shè)置為交流(AC)模式時(shí),電壓表顯示交流電壓有效值。虛擬電流表也是一種自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程、交直流兩用的數(shù)字表。其交直流工作方式的轉(zhuǎn)換與電壓表大致相同。(2)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(FunctionGenerator)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的3個(gè)輸出端分別為接地端“公共”、正波形端“+”和負(fù)波形端“-”,其圖標(biāo)和面板如圖8-10所示。上一頁下一頁返回8.

1概述(3)功率表(Wattmeter)。功率表是一種測(cè)試電路功率的儀器,可以測(cè)量交、直流量,其圖標(biāo)及面板如圖8-11所示。功率表的圖標(biāo)中有兩組接線端,分別為電壓輸入端和電流輸入端,電壓輸入端應(yīng)與所測(cè)電路并聯(lián),電流輸入端應(yīng)與電路串聯(lián)。所測(cè)得的功率為平均功率,自動(dòng)調(diào)整單位顯示于面板上面的欄內(nèi)。功率因數(shù)亦顯示于面板中,數(shù)值在0~1之間。(4)示波器(Oscilloscope)。示波器的圖標(biāo)及面板如圖8-12所示。通過拖曳指示線可以讀取波形任意一點(diǎn)的讀數(shù)或兩指針間讀數(shù)的差值。按下“反向”按鈕可以改變示波器屏幕的背景顏色。上一頁下一頁返回8.

1概述示波器上的X軸為時(shí)間軸時(shí),時(shí)基可在1fs/DIV~1000Ts/DIV的范圍內(nèi)調(diào)整。通道Y軸的電壓比例范圍為1fV/DIV~1000TV/DIV。此外,還提供可選4個(gè)通道的四蹤示波器,使用方法與示波器類似。(5)波特圖示儀(BodePlotter)。波特圖示儀用來測(cè)量電路的幅頻特性和相頻特性。波特圖示儀的圖標(biāo)及面板如圖8-13所示。波特圖示儀有輸入和輸出兩對(duì)接線端口,其中輸入端口的“+”端接電路輸入端的正端,輸入端口“-”端接電路輸入端的負(fù)端;輸出端口的“+”和“-”端分別接電路輸出端的正端和負(fù)端。上一頁下一頁返回8.

1概述此外,使用波特圖示儀時(shí),必須在電路的輸入端接入AC(交流)信號(hào)源,但對(duì)其信號(hào)頻率的設(shè)定并無特殊要求,通過對(duì)波特圖面板中的“水平”坐標(biāo)字符下面的頻率設(shè)置對(duì)話框來設(shè)置頻率的初始值I(Initial)和最終值F(Final)。如果修改了波特圖示儀的參數(shù)設(shè)置(如坐標(biāo)范圍)及其在電路中的測(cè)試點(diǎn),為了確保曲線顯示的完整與準(zhǔn)確,建議修改后重新啟動(dòng)電路。(6)頻率計(jì)(Frequencycounter)。頻率計(jì)用于測(cè)量信號(hào)頻率、周期、脈沖信號(hào)的上升沿和下降沿等。其圖標(biāo)及面板如圖8-14所示。使用時(shí)應(yīng)注意根據(jù)輸入信號(hào)的幅值調(diào)整頻率計(jì)的靈敏度和觸發(fā)電平。上一頁下一頁返回8.

1概述(7)字信號(hào)發(fā)生器(WordGenerator)。字信號(hào)發(fā)生器實(shí)際上是一個(gè)多路邏輯信號(hào)源,它能夠產(chǎn)生32位(路)同步數(shù)字信號(hào),送給數(shù)字邏輯電路工作。圖8-15是其圖標(biāo)及面板。圖標(biāo)上共有32個(gè)接線柱,如實(shí)際使用時(shí)不需32位,則應(yīng)從最低位開始用。通過工作面板可以實(shí)現(xiàn)對(duì)編碼脈沖序列的設(shè)置?？刂茀^(qū)用于設(shè)置脈沖的輸出方式。其中有“循環(huán)”方式;“脈沖”方式,即所有地址中的數(shù)據(jù)依次輸出一次,不再循環(huán);“Step”方式,為步進(jìn)輸出,單擊一次Step按鈕,輸出一條字信號(hào),這種方式可用于對(duì)電路進(jìn)行單步調(diào)試。按下“設(shè)置…”按鈕,將彈出圖8-16所示對(duì)話框。上一頁下一頁返回8.

1概述“觸發(fā)”區(qū)用于觸發(fā)方式的選擇,當(dāng)選擇“內(nèi)部”觸發(fā)方式時(shí),字信號(hào)的輸出直接由輸出方式按鈕(循環(huán)、脈沖、Step)啟動(dòng);當(dāng)選擇“外部”觸發(fā)方式時(shí),則需接入外觸發(fā)脈沖信號(hào),并定義“上升沿觸發(fā)”或“下降沿觸發(fā)”,然后單擊輸出方式按鈕,待觸發(fā)脈沖到來時(shí)才啟動(dòng)輸出。此外,在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好時(shí)輸出端還可以得到與輸出字信號(hào)同步的時(shí)鐘脈沖輸出。圖8-16中自上而下為8種預(yù)置模式。圖中的后四個(gè)選項(xiàng)用于在編輯區(qū)生成按一定規(guī)律排列的字信號(hào)。例如,若選擇“加計(jì)數(shù)”,則按0000~03FF排列;若選擇“右移”,則按8000、4000、2000逐步右移一位的規(guī)律排列。上一頁下一頁返回8.

1概述(8)邏輯分析儀(LogicAnalyzer)。邏輯分析儀可以同步記錄和顯示16路邏輯信號(hào)。它可以用于對(duì)數(shù)字邏輯信號(hào)的高速采集和時(shí)序分析,是分析與設(shè)計(jì)復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的有力工具,邏輯分析儀的圖標(biāo)如圖8-17所示,面板如圖8-18所示。面板左邊的16個(gè)輸入端,小圓圈內(nèi)實(shí)時(shí)顯示各路邏輯信號(hào)的當(dāng)前值。從上到下依次為最低位至最高位。單擊“停止”按鈕可顯示觸發(fā)前波形。任何時(shí)候單擊“復(fù)位”按鈕,邏輯分析儀就會(huì)復(fù)位,顯示的波形被清除。邏輯信號(hào)波形顯示區(qū)以方波方式顯示16路邏輯信號(hào)的波形。通過設(shè)置輸入導(dǎo)線的顏色可以修改相應(yīng)波形的顯示顏色。波形顯示的時(shí)間軸刻度可通過面板下邊的“時(shí)鐘/格”予以設(shè)置。上一頁下一頁返回啄8.

1概述觸發(fā)方式有多種選擇,單擊觸發(fā)區(qū)的“設(shè)置…”按鈕將彈出觸發(fā)方式模式對(duì)話框,如圖8-19所示。對(duì)話框中可以輸入A、B、C三個(gè)觸發(fā)字。三個(gè)觸發(fā)字的識(shí)別方式可以通過“混合觸發(fā)”進(jìn)行選擇,分別有21種組合情況。觸發(fā)字的某一設(shè)置為×?xí)r表示該位為“任意”(0、1均可)。三個(gè)觸發(fā)字的默認(rèn)設(shè)置為××××××××××××××××,表示當(dāng)?shù)谝粋€(gè)輸入信號(hào)到達(dá),無論是什么邏輯值,邏輯分析儀均被觸發(fā)開始波形的采集。否則必須滿足觸發(fā)字的組合條件才被觸發(fā)?！坝|發(fā)限制”對(duì)觸發(fā)有控制作用。若該位設(shè)為“×”,則觸發(fā)控制不起作用,觸發(fā)完全由觸發(fā)字決定;若該位設(shè)置為“1”(或“0”),則僅當(dāng)觸發(fā)控制輸入信號(hào)為“1”(或“0”)時(shí),觸發(fā)字才起作用;否則即使觸發(fā)字組合條件滿足也不能引起觸發(fā)。上一頁下一頁返回8.

1概述觸發(fā)前,單擊面板時(shí)鐘區(qū)的“設(shè)置…”按鈕,將彈出時(shí)鐘對(duì)話框,可對(duì)邏輯分析儀讀取輸入信號(hào)的時(shí)鐘進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置,通過“時(shí)鐘設(shè)置”中關(guān)于觸發(fā)的選項(xiàng),可以設(shè)置預(yù)觸發(fā)和后置觸發(fā)取樣的點(diǎn)數(shù)以及閾值電壓值。觸發(fā)后邏輯分析儀按照設(shè)置的點(diǎn)數(shù)顯示觸發(fā)前波形和觸發(fā)后波形,并標(biāo)出觸發(fā)的起始點(diǎn)。拖曳讀數(shù)指針可讀取波形數(shù)據(jù)。(9)邏輯轉(zhuǎn)換器(LogicConverter)。邏輯轉(zhuǎn)換器是Multisim特有的虛擬儀器,實(shí)際工作中不存在與之對(duì)應(yīng)的設(shè)備。邏輯轉(zhuǎn)換器能完成真值表、邏輯表達(dá)式和邏輯電路三者之間的相互轉(zhuǎn)換。其圖標(biāo)和面板如圖8-20所示。上一頁下一頁返回8.

1概述由電路導(dǎo)出真值表的方法步驟是:首先畫出邏輯電路圖,并將其輸入端連接至邏輯轉(zhuǎn)換器的輸入端,輸出端連接至邏輯轉(zhuǎn)換器的輸出端。此時(shí)按下“電路-真值表”按鈕,在真值表區(qū)就出現(xiàn)該電路的真值表。由真值表也可以導(dǎo)出邏輯表達(dá)式。首先根據(jù)輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)用鼠標(biāo)器單擊邏輯轉(zhuǎn)換器面板頂部代表輸入端的小圓圈,選定輸入信號(hào)(由A至H)。此時(shí)真值表區(qū)自動(dòng)出現(xiàn)輸入信號(hào)的所有組合,而輸出列的初值待定,可根據(jù)所需要的邏輯關(guān)系修改真值表的輸出值。然后按下“真值表-表達(dá)式”按鈕,在面板底部邏輯表達(dá)式欄則出現(xiàn)相應(yīng)的邏輯表達(dá)式。如果要簡化該表達(dá)式或直接由真值表得到簡化的邏輯表達(dá)式,按下“真值表-簡化表達(dá)式”按鈕即可。表達(dá)式中的“b”表示邏輯變量的“非”。上一頁下一頁返回8.

1概述可以直接在邏輯表達(dá)式欄輸入表達(dá)式(“與-或”式及“或-與”式均可),然后按下“表達(dá)式-真值表”按鈕,則得到相應(yīng)的真值表;按下“表達(dá)式-電路”按鈕,則得到相應(yīng)的邏輯電路圖;按下“表達(dá)式-與非電路”按鈕,則得到由與非門構(gòu)成的電路。(10)IV分析儀。IV分析儀即晶體管特性圖示儀,用于對(duì)二極管、三極管特性進(jìn)行測(cè)試。其圖標(biāo)及面板如圖8-21所示。圖標(biāo)上有三個(gè)接線端口,分別所接的管腳如圖8-21(a)所示。特性曲線將顯示于面板中。上一頁下一頁返回8.

1概述(11)失真分析儀(DistortionAnalyzer)。失真分析儀主要用于測(cè)量低頻信號(hào)的非線性失真。一正弦波信號(hào)經(jīng)非線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)輸出后,其成分除與原頻率相同的基波分量外,還存在各種諧波分量。其失真程度用失真系數(shù)即失真度表示,為諧波總的功率與基波功率之比的平方根。其圖標(biāo)及面板如圖8-22所示。失真分析儀只有一個(gè)連接端口,連接電路的輸出信號(hào)。面板中顯示欄可以百分比或分貝數(shù)形式顯示總諧波失真的值?！癝INAD”按鈕的作用是選擇測(cè)試信號(hào)的信噪比。開始仿真后,“啟動(dòng)”按鈕將自動(dòng)開啟,一段時(shí)間后顯示數(shù)值才會(huì)達(dá)到穩(wěn)定,此時(shí)單擊“停止”按鈕即可讀出測(cè)試結(jié)果。上一頁下一頁返回8.

1概述(12)頻譜分析儀(SpectrumAnalyzer)。頻譜分析儀用于測(cè)量信號(hào)幅度與頻率之間的關(guān)系,即頻域分析。其圖標(biāo)及面板如圖8-23所示。端口“IN”接被測(cè)信號(hào),“T”為觸發(fā)端。頻率范圍上限為4GHz?！邦l率”區(qū)可設(shè)置量程,即頻率范圍以及中心頻率、起始頻率。“振幅”區(qū)的3個(gè)按鈕用于選擇頻譜縱坐標(biāo)刻度,“范圍”為每格幅值多少;“基準(zhǔn)”確定的是信號(hào)頻譜中某一幅值所對(duì)應(yīng)的頻率范圍。“頻率分辨率”區(qū)用于設(shè)置頻率分辨率,其值越大則頻譜寬度越大,而分辨率越小分析時(shí)間將越長。上一頁下一頁返回8.

1概述(13)網(wǎng)絡(luò)分析儀(NetworkAnalyzer)。網(wǎng)絡(luò)分析儀是測(cè)量網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的一種新型儀器,其圖標(biāo)及面板如圖8-24所示。能夠直接測(cè)量單端口/雙端口網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù),如測(cè)量衰減器、放大器、混頻器、功率分配器等電子電路及元器件的特性。Multisim提供的網(wǎng)絡(luò)分析儀可以測(cè)量電路的S參數(shù)并計(jì)算出H、Y、Z參數(shù)。在電路仿真時(shí),將測(cè)量探針和電流探針連接到電路中的測(cè)量點(diǎn),測(cè)量探針即可測(cè)量出該點(diǎn)的電壓和頻率值,電流探針即可測(cè)量出該點(diǎn)的電流值。動(dòng)態(tài)測(cè)量探針可用于仿真電路中測(cè)量各節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)電壓等參數(shù),可以串入交、直流電路中進(jìn)行測(cè)量。電流測(cè)量探針串入電路中,用連線將它與虛擬示波器直接相連,可從示波器顯示屏上觀察到電流的波形,即相當(dāng)于一個(gè)電流取樣電感。上一頁下一頁返回8.

1概述3.電子電路的仿真操作過程電子電路的仿真通?？砂聪铝胁襟E進(jìn)行:(1)連接電路與儀器。連接仿真電路可按前述的元器件與儀表操作方法進(jìn)行。(2)電路文件的存盤與打開。電路創(chuàng)建后可將其存盤,以備調(diào)用。方法是選擇菜單欄中的“文件”/“保存”命令。彈出對(duì)話框后,選擇合適的路徑并輸入文件名,再按下“確定”按鈕,即完成電路文件存盤。Multisim會(huì)自動(dòng)為電路文件添加后綴“.ms10”。若需打開電路文件,可選擇按鈕菜單欄中的“文件”/“打開”命令,彈出對(duì)話框后,選擇所需電路文件,按“打開”按鈕,即可打開所選擇的電路。存盤與打開也可以使用工具欄中的有關(guān)按鈕。上一頁下一頁返回8.

1概述(3)電路的仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)開始前可雙擊有關(guān)儀器的圖標(biāo)打開其面板,準(zhǔn)備觀察其波形。按下電路“啟動(dòng)”/“停止”開關(guān),仿真實(shí)驗(yàn)開始。若再次按下“啟動(dòng)”/“停止”開關(guān),仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)束。如果要使實(shí)驗(yàn)過程暫停,可單擊“暫停”按鈕,若再次單擊,則恢復(fù)運(yùn)行。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的輸出。輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法有許多種,可以存儲(chǔ)電路文件,也可以用Windows的剪切板輸出電路圖或儀器面板顯示波形,還可以打印輸出。上一頁返回8.2電路仿真測(cè)試舉例8.2.1電路基礎(chǔ)應(yīng)用舉例1.直流電路分析(1)電阻的測(cè)量。測(cè)試白熾燈電阻,如圖8-25所示,直接使用萬用表的歐姆擋測(cè)量即可,測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算相同。由P=U2/R得(2)串并聯(lián)電路的電壓和電流的測(cè)量。串聯(lián)電路的特點(diǎn)是:流過每個(gè)串聯(lián)元器件的電流相等,電路總電壓等于各個(gè)元器件兩端電壓之和。下一頁返回8.2電路仿真測(cè)試舉例并聯(lián)電路的特點(diǎn)是:每個(gè)并聯(lián)元器件兩端的電壓相等,電路總電流等于各支路的電流之和。如圖8-26所示為一串并聯(lián)測(cè)試電路,讀者可改變電路參數(shù),與理論計(jì)算做比較進(jìn)一步觀察驗(yàn)證。2.交流電路分析按圖8-27連接電路,將電壓表V1和電流表V2

置于交流(AC)工作模式,選擇輸入交流電壓的頻率為50Hz,電壓有效值為10V。電容C的容抗因?yàn)槿菘惯h(yuǎn)遠(yuǎn)大于所串電阻R的阻值,因此,該電路可視為純電容電路。上一頁下一頁返回8.2電路仿真測(cè)試舉例將電路中輸入電壓V1接到示波器A通道,電阻R上的電壓接到示波器的B通道。閉合仿真電源后,雙擊示波器圖標(biāo)得兩電壓波形如圖8-28所示。電阻R作為電容電流的采樣電路,其兩端電壓驗(yàn)證了流過電容的交流電流超前外加交流電壓u1

相位π/2的基本關(guān)系。8.2.2模擬電路應(yīng)用舉例1.測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)如圖8-29所示為單管共射放大電路,我們可以通過電壓表、電流表的指示得到放大電路的靜態(tài)工作電壓和電流。上一頁下一頁返回8.2電路仿真測(cè)試舉例(1)測(cè)量靜態(tài)工作電流。如圖8-29所示,在晶體管集電極串入直流電流表,在基極、發(fā)射極和集電極并上直流電壓表。接通電路電源,調(diào)節(jié)RP使IC=1mA,或IC=UE/RE=1mA。圖中電流表的實(shí)測(cè)值為1.004mA,或通過換算IC=IE=UE/RE=1.004mA。(2)測(cè)量靜態(tài)工作電壓。從圖8-29中的電壓表中可以讀出:UB=1.633V,UE=1.011V,UC=6.872V,通過計(jì)算可以得出UBE=0.622V,UBC=-5.239V,滿足放大電路BE結(jié)正偏、BC結(jié)反偏的條件。上一頁下一頁返回8.2電路仿真測(cè)試舉例2.測(cè)量放大倍數(shù)如圖8-30所示,接入負(fù)載。輸入端加入1kHz正弦波,幅度為1mV,輸出端并聯(lián)交流電壓表。接通電路電源,用示波器觀察波形有無失真,在無失真的情況下測(cè)得電壓表電壓為0.020V即20mV,故電路放大倍數(shù)為Av=20/1=20?？梢灾苯油ㄟ^示波器的指示得到放大器的放大倍數(shù),A通道為輸入信號(hào),B通道為輸出信號(hào),如圖8-31所示,在T1

時(shí)間,UAl=-997.817μV,UB1=27.248mV,則放大器的放大倍數(shù)為:從圖8-31中還可知道,輸出電壓與輸入電壓是反相的。上一頁下一頁返回8.2電路仿真測(cè)試舉例8.2.3數(shù)字電路應(yīng)用舉例1.組合邏輯電路設(shè)計(jì)一般組合邏輯電路設(shè)計(jì)過程可歸納為:分析給定問題,列出真值表,由真值表求得簡化的邏輯表達(dá)式,再根據(jù)表達(dá)式畫出邏輯電路圖。這一過程可借助邏輯轉(zhuǎn)換器完成。2.用“反饋歸零”法組成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器在實(shí)際工作中,常需要組成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器,要組成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器,只要將計(jì)數(shù)器第N