虛擬仿真儀器

第4章虛擬仿真儀器4.1虛擬仿真儀器簡(jiǎn)介4.2電路分析中常用的虛擬仿真儀器4.3模擬電路中常用的虛擬仿真儀器4.4數(shù)字電路中常用的虛擬仿真儀器4.5高頻電路中常用的虛擬仿真儀器習(xí)題4.1虛擬仿真儀器簡(jiǎn)介Multisim2001的Instruments(儀器庫(kù))中共有11種虛擬儀器：Multimeter(數(shù)字萬(wàn)用表)、FunctionGenerator(函數(shù)信號(hào)發(fā)生器)、Wattmeter(瓦特表)、Oscilloscope(示波器)、BodePlotter(波特圖儀)、WordGenerator(字信號(hào)發(fā)生器)、LogicAnalyzer(邏輯分析儀)、LogicConverter(邏輯轉(zhuǎn)換儀)、DistortionAnalyzer(失真分析儀)、SpectrumAnalyzer(頻譜分析儀)和NetworkAnalyzer(網(wǎng)絡(luò)分析儀)。這些儀器可用于電路根底、模擬電路、數(shù)字電路和高頻電路的測(cè)試。運(yùn)用時(shí)只需拖動(dòng)儀器庫(kù)中所需儀器的圖標(biāo)，再雙擊該圖標(biāo)就可以得到該儀器的控制面板。早期的EWB4.x、5.x版本中僅包含數(shù)字萬(wàn)用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器、波特圖儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀和邏輯轉(zhuǎn)換儀7種虛擬儀器，前4種為模擬儀器，后3種為數(shù)字儀器，它們均只需一臺(tái)。Multisim又添加了4種儀器。這么多的虛擬儀器，加上可供選用的各種仿真元件以及電源信號(hào)，使得該仿真軟件的仿真實(shí)驗(yàn)規(guī)模完全與普通電子實(shí)驗(yàn)室類似。這些虛擬儀器的面板不僅與現(xiàn)實(shí)儀器很相像，而且其根本操作也與現(xiàn)實(shí)儀器非常類似。在Multisim2001的儀器庫(kù)中同一種虛擬儀器不止一臺(tái)，所以在同一個(gè)仿真電路中允許調(diào)用多臺(tái)一樣的儀器，這一點(diǎn)與EWB4.x、5.x版本完全不同。當(dāng)然應(yīng)該留意與電路原理圖銜接時(shí)僅允許圖標(biāo)中的端子與電路銜接。雖然虛擬仿真儀器的根本操作與現(xiàn)實(shí)儀器非常類似，但畢竟存在著一些區(qū)別。為了更好地運(yùn)用這些虛擬儀器，本章將按照虛擬儀器的運(yùn)用情況分四部分詳細(xì)引見各種虛擬儀器的運(yùn)用方法。4.2電路分析中常用的虛擬仿真儀器4.2.1數(shù)字萬(wàn)用表Multimeter(數(shù)字萬(wàn)用表)和實(shí)驗(yàn)室里的數(shù)字萬(wàn)用表一樣，是一種多用途的常用儀器，它能完成交直流電壓、電流和電阻的丈量及顯示，也可以用分貝(dB)方式顯示電壓和電流。其圖標(biāo)如圖4-1(a)所示，面板如圖4-1(b)所示。圖4-1數(shù)字萬(wàn)用表的圖標(biāo)和面板1.銜接圖標(biāo)上的正(+)、負(fù)(-)兩個(gè)端子用于銜接所要測(cè)試的端點(diǎn)，與現(xiàn)實(shí)萬(wàn)用表一樣，運(yùn)用時(shí)必需遵照如下原那么：(1)丈量電壓時(shí)，數(shù)字萬(wàn)用表圖標(biāo)的正、負(fù)端子應(yīng)并接在被測(cè)元件兩端；(2)丈量電流時(shí)，數(shù)字萬(wàn)用表圖標(biāo)的正、負(fù)端子應(yīng)串聯(lián)于被測(cè)支路中；(3)丈量電阻時(shí)，數(shù)字萬(wàn)用表圖標(biāo)的正、負(fù)端子應(yīng)與所要測(cè)試的端點(diǎn)并聯(lián)，并且必需使電子任務(wù)臺(tái)“啟動(dòng)/停頓開關(guān)〞處于“啟動(dòng)〞形狀。2.面板操作數(shù)字萬(wàn)用外表板共分四個(gè)區(qū)，從上到下、從左至右各區(qū)的功能如下：(1)顯示區(qū)：顯示萬(wàn)用表丈量結(jié)果，丈量單位由萬(wàn)用表自動(dòng)產(chǎn)生。(2)功能設(shè)置區(qū)：點(diǎn)擊面板上的各按鈕可進(jìn)展相應(yīng)的丈量與設(shè)置。點(diǎn)擊A按鈕，可以丈量電流；點(diǎn)擊V按鈕，可以丈量電壓；點(diǎn)擊Ω按鈕，可以丈量電阻；點(diǎn)擊dB按鈕，丈量結(jié)果以分貝(dB)值表示。(3)選擇區(qū)：點(diǎn)擊～按鈕，表示丈量各交流參數(shù)，丈量值是其有效值。點(diǎn)擊—按鈕，丈量各直流參數(shù)，假設(shè)在直流形狀下用以丈量交流信號(hào)，那么其丈量所得的值是其交流信號(hào)的平均值。(4)參數(shù)設(shè)置區(qū)：Set(參數(shù)設(shè)置)按鈕用于對(duì)數(shù)字萬(wàn)用表內(nèi)部的參數(shù)進(jìn)展設(shè)置。點(diǎn)擊數(shù)字萬(wàn)用外表板中的Set按鈕，就會(huì)彈出圖4-2所示的對(duì)話框，該對(duì)話框中包括兩欄：電子設(shè)置欄和顯示設(shè)置欄，其參數(shù)設(shè)置如下：圖4-2數(shù)字萬(wàn)用表內(nèi)部的參數(shù)設(shè)置●ElectronicSetting(電子設(shè)置)欄AmmeterResistance(R)：用于設(shè)置與電流表并聯(lián)的內(nèi)阻，其大小會(huì)影響電流的丈量精度；VoltmeterResistance(R)：用于設(shè)置與電壓表串聯(lián)的內(nèi)阻，其大小會(huì)影響電壓的丈量精度；OhmmeterCurrent(I)：用于設(shè)置用歐姆表丈量時(shí)，流過(guò)歐姆表的電流?！馜isplaySetting(顯示設(shè)置)欄AmmeterOverrange(I)：用于設(shè)置電流表范圍；VoltmeterOverrange(V)：用于設(shè)置電壓表范圍；OhmmeterOverrange(R)：用于設(shè)置歐姆表范圍。例4.1用萬(wàn)用表電壓擋丈量圖4-3所示電路的電壓值。圖4-3用萬(wàn)用表電壓擋丈量電壓電路銜接好電路，雙擊萬(wàn)用表圖標(biāo)，點(diǎn)擊V按鈕，再點(diǎn)擊—按鈕。運(yùn)轉(zhuǎn)仿真開關(guān)，當(dāng)電壓擋的內(nèi)阻用其默許值1Gohm時(shí)，測(cè)得電壓為14.307V；假設(shè)再點(diǎn)擊數(shù)字萬(wàn)用外表板中的Set按鈕，在彈出的對(duì)話框中的ElectronicSetting(電子設(shè)置)欄里，將電壓表內(nèi)阻設(shè)置為1kohm時(shí)，那么測(cè)得電壓為14.120V?？梢婋妷罕泶?lián)的內(nèi)阻的大小影響電壓的丈量精度。電壓表內(nèi)阻越大越好。4.2.2示波器Oscilloscope(示波器)是用來(lái)察看信號(hào)波形并丈量信號(hào)幅度、頻率及周期等參數(shù)的儀器，是電子實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用最為頻繁的儀器之一。其圖標(biāo)如圖4-4(a)所示，面板如圖4-4(b)所示。圖4-4示波器的圖標(biāo)和面板1.銜接圖4-4所示示波器為一個(gè)雙蹤示波器，有A、B兩個(gè)通道，G是接地端，T是外觸發(fā)端。用示波器進(jìn)展丈量時(shí)，可以銜接電路。示波器與電路的銜接如圖4-5所示。圖中A、B兩個(gè)通道分別用一根線與被測(cè)點(diǎn)相連，示波器上A、B兩通道顯示的波形即為被測(cè)點(diǎn)與“地〞之間的波形。丈量時(shí)接地端G普通要接地(當(dāng)電路中已有接地符號(hào)時(shí)，也可不接地)。圖4-5示波器與方波發(fā)生器的銜接2.面板操作1)示波器面板上各參數(shù)的設(shè)置和按鈕的功能下面從上到下、從左至右依次對(duì)示波器面板上的5個(gè)區(qū)加以引見。(1)顯示區(qū)：顯示A、B兩個(gè)通道的波形。(2)Timebase區(qū)：設(shè)置X軸方向時(shí)間基線掃描時(shí)間。Timebase區(qū)共有兩欄，其作用如下：●Scale欄：選擇X軸方向每一個(gè)刻度代表的時(shí)間。點(diǎn)擊該欄后將自動(dòng)出現(xiàn)刻度翻轉(zhuǎn)列表，上下翻轉(zhuǎn)可選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值。修正其設(shè)置可使示波器上顯示的波形的寬窄發(fā)生變化。低頻信號(hào)周期較大，當(dāng)丈量低頻信號(hào)時(shí)，設(shè)置時(shí)間要大一些；高頻信號(hào)周期較小，當(dāng)丈量高頻信號(hào)時(shí)，設(shè)置時(shí)間要小一些，這樣丈量察看比較方便。●Xposition欄：表示X軸方向時(shí)間基線的起始位置。修正其設(shè)置可使時(shí)間基線左右挪動(dòng)，即波形左右挪動(dòng)。Timebase區(qū)設(shè)有4個(gè)按鈕，其作用如下：●Y/T：表示Y軸方向顯示A、B通道的輸入信號(hào)波形，X軸方向顯示時(shí)間基線，并按設(shè)置時(shí)間進(jìn)展掃描。當(dāng)顯示隨時(shí)間變化的信號(hào)波形時(shí)，常采用此種方式?！馎dd：表示X軸按設(shè)置時(shí)間進(jìn)展掃描，而Y軸方向顯示A、B通道的輸入信號(hào)之和?！馚/A：表示將B通道信號(hào)施加在Y軸上，將A通道信號(hào)作為X軸(時(shí)間)掃描信號(hào)?！馎/B：與B/A相反。(3)ChannelA區(qū)：設(shè)置Y軸方向A通道輸入信號(hào)的標(biāo)度。ChannelA區(qū)共有兩欄，其作用如下：●Scale欄：表示Y軸方向?qū)通道輸入信號(hào)每格所表示的電壓數(shù)值。點(diǎn)擊該欄后將出現(xiàn)刻度翻轉(zhuǎn)列表，根據(jù)所測(cè)信號(hào)電壓的大小，上下翻轉(zhuǎn)該列表選擇一適當(dāng)?shù)闹??！馳position欄：表示時(shí)間基線在顯示屏幕中的上下位置。當(dāng)其值大于零時(shí)，時(shí)間基線在屏幕中線上側(cè)，反之在下側(cè)。修正其設(shè)置可使時(shí)間基線上下挪動(dòng)，即波形上下挪動(dòng)。ChannelA區(qū)設(shè)有3個(gè)按鈕，其作用如下：●AC：表示屏幕僅顯示輸入信號(hào)中的交流分量(相當(dāng)于實(shí)踐電路中參與了隔直流通交流的電容)?！馜C：表示屏幕將信號(hào)的交直流分量全部顯示?！?：表示將輸入信號(hào)對(duì)地短路。(4)ChannelB區(qū)：用來(lái)設(shè)置Y軸方向B通道輸入信號(hào)的標(biāo)度。該區(qū)設(shè)置與ChannelA區(qū)一樣。(5)Trigger區(qū)：用來(lái)設(shè)置示波器觸發(fā)方式。Trigger區(qū)共有兩欄，其作用如下：●Edge欄：有兩個(gè)按鈕，表示將輸入信號(hào)的上升沿或下降沿作為觸發(fā)信號(hào)?！馤evel欄：用于選擇觸發(fā)電平的大小。Trigger區(qū)設(shè)有5個(gè)按鈕，其作用如下：●Sing：選擇單脈沖觸發(fā)?！馧or：選擇普通脈沖觸發(fā)?！馎uto：表示觸發(fā)信號(hào)不依賴外部信號(hào)。普通情況下運(yùn)用Auto方式?！馎或B：表示用A通道或B通道的輸入信號(hào)作為同步X軸時(shí)間基線掃描的觸發(fā)信號(hào)?！馝xt：用示波器圖標(biāo)上觸發(fā)端子T銜接的信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)來(lái)同步X軸時(shí)間基線掃描。2)示波器的運(yùn)用(1)波形參數(shù)丈量：在屏幕上有兩條左右可以挪動(dòng)的讀數(shù)指針，指針上方有三角形標(biāo)志。經(jīng)過(guò)鼠標(biāo)左鍵可拖動(dòng)讀數(shù)指針左右挪動(dòng)。在顯示屏幕下方有3個(gè)丈量數(shù)據(jù)的顯示區(qū)：左側(cè)數(shù)據(jù)顯示區(qū)顯示1號(hào)讀數(shù)指針?biāo)幍奈恢煤退感盘?hào)波形的數(shù)據(jù)。T1表示1號(hào)讀數(shù)指針?lè)珠_屏幕左端(時(shí)間基線零點(diǎn))所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，時(shí)間單位取決于Timebase所設(shè)置的時(shí)間單位；VA1和VB1分別表示所測(cè)位置通道A和通道B的信號(hào)幅度值，其值為電路中丈量點(diǎn)的實(shí)踐值，與X、Y軸的Scale設(shè)置值無(wú)關(guān)。中間數(shù)據(jù)顯示區(qū)顯示2號(hào)讀數(shù)指針?biāo)幍奈恢煤退感盘?hào)波形的數(shù)據(jù)。T2表示2號(hào)讀數(shù)指針?lè)珠_時(shí)間基線零點(diǎn)的時(shí)間值。VA2和VB2分別表示所測(cè)位置通道A和通道B信號(hào)的實(shí)踐幅度值。右側(cè)數(shù)據(jù)顯示區(qū)中，T2-T1顯示2號(hào)讀數(shù)指針?biāo)幬恢门c1號(hào)讀數(shù)指針?biāo)幬恢玫臅r(shí)間差值，常用來(lái)丈量信號(hào)的周期、脈沖信號(hào)的寬度、上升時(shí)間及下降時(shí)間等參數(shù)。VA2-VA1表示A通道信號(hào)兩點(diǎn)丈量值之差，VB2-VB1表示B通道信號(hào)兩點(diǎn)丈量值之差。為使丈量方便準(zhǔn)確，可點(diǎn)擊PAUSE(暫停)按鈕或按F6鍵使波形“暫停〞，然后再丈量。(2)設(shè)置信號(hào)波形顯示顏色：為了便于察看和區(qū)分同時(shí)顯示在示波器上的A、B兩通道的波形，可以將兩路波形以不同的顏色來(lái)顯示。方法是：快速雙擊銜接A、B兩通道的導(dǎo)線，在彈出的對(duì)話框中設(shè)置導(dǎo)線的顏色，此時(shí)波形的顯示顏色便與導(dǎo)線的顏色一樣，這樣察看和丈量非常方便。(3)改動(dòng)屏幕背景顏色：點(diǎn)擊面板右下方的Reverse按鈕，即可改動(dòng)屏幕背景的顏色。如要將屏幕背景恢復(fù)為原色，再次點(diǎn)擊Reverse按鈕即可。(4)存儲(chǔ)讀數(shù)：對(duì)于讀數(shù)指針丈量的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊面板右下方Save按鈕即可將其存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式為ASCII碼。(5)挪動(dòng)波形：在動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，點(diǎn)擊按鈕或按F6鍵，使波形“暫停〞，經(jīng)過(guò)改動(dòng)Xposition設(shè)置便可左右挪動(dòng)A、B通道的波形；利用指針拖動(dòng)顯示屏下沿的滾動(dòng)條也可以左右挪動(dòng)波形。改動(dòng)Yposition設(shè)置，可以上下挪動(dòng)A、B通道的波形。例4.2用示波器察看圖4-5所示電路的輸出波形。雙擊示波器圖標(biāo)，參數(shù)設(shè)置如圖4-6所示。運(yùn)轉(zhuǎn)仿真開關(guān)，即可得到仿真輸出，波形如圖4-6所示。其中，鋸齒波形為電容器C1上的變化波形，方波為方波發(fā)生器的輸出波形。圖4-6方波發(fā)生器的仿真波形4.2.3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器FunctionGenerator(函數(shù)信號(hào)發(fā)生器)是用來(lái)產(chǎn)生正弦波、方波和三角波信號(hào)的儀器。其圖標(biāo)如圖4-7(a)所示，面板如圖4-7(b)所示。圖4-7函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的圖標(biāo)和面板1.銜接函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的圖標(biāo)有+、Common和-3個(gè)輸出端子，與外電路相連輸出電壓信號(hào)。銜接+和Common端子，輸出信號(hào)為正極性信號(hào)；銜接Common和-端子，輸出信號(hào)為負(fù)極性信號(hào)，幅值等于信號(hào)發(fā)生器的有效值。銜接+和-端子，輸出信號(hào)的幅度值等于信號(hào)發(fā)生器的有效值的兩倍。同時(shí)銜接+、Common和-端子，且把Common端子與公共地(Ground)相連，那么輸出兩個(gè)幅值相等、極性相反的信號(hào)。2.面板操作圖4-7所示函數(shù)信號(hào)發(fā)生器面板上共有兩欄：波形欄和信號(hào)選項(xiàng)欄，其作用如下：(1)Waveforms欄：用于選擇輸出信號(hào)的波形類型。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦波、三角波和方波3種周期性信號(hào)。點(diǎn)擊相關(guān)按鈕即可產(chǎn)生相應(yīng)波形信號(hào)。(2)SignalOptions欄：用于對(duì)Waveforms區(qū)中選取的波形信號(hào)進(jìn)展相關(guān)參數(shù)設(shè)置。SignalOptions欄共有4個(gè)參數(shù)設(shè)置項(xiàng)和一個(gè)按鈕，其作用如下：●Frequency：設(shè)置所要產(chǎn)生信號(hào)的頻率，范圍在1Hz～999MHz。●DutyCycle：設(shè)置所要產(chǎn)生信號(hào)的占空比，設(shè)定范圍為1%～99%。占空比的定義如圖4-8所示。圖4-8占空比定義●Amplitude：設(shè)置所要產(chǎn)生信號(hào)的最大電壓值(即幅值)，其可選范圍為1uV～999kV?！馩ffset：設(shè)置偏置電壓值，即把正弦波、三角波、方波疊加在設(shè)置的偏置電壓上輸出，其可選范圍為1uv～999kV?！馭etRise/FallTime按鈕：設(shè)置所要產(chǎn)生信號(hào)的上升時(shí)間與下降時(shí)間。該按鈕只需在產(chǎn)生方波時(shí)才有效。點(diǎn)擊該按鈕后，出現(xiàn)圖4-9所示的對(duì)話框。圖4-9SetRise/FallTime對(duì)話框該對(duì)話框中以指數(shù)格式設(shè)定上升時(shí)間(下降時(shí)間)，點(diǎn)擊Accept按鈕確認(rèn)即可設(shè)定。如點(diǎn)擊Default，那么取默許值為1.000000e-12。當(dāng)一切面板參數(shù)設(shè)置完成后，封鎖其面板對(duì)話框，儀器圖標(biāo)將堅(jiān)持輸出的波形。例4.3用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器為圖4-10(a)所示限幅電路提供三角波信號(hào)。在圖4-10(a)中，雙擊函數(shù)信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo)，選擇三角波輸入，參數(shù)設(shè)置為：頻率為1kHz,占空比為50%，幅值為5V。運(yùn)轉(zhuǎn)仿真開關(guān)，雙擊圖4-10(a)中的示波器圖標(biāo)，即可察看到限幅電路的仿真輸出。輸入、輸出波形如圖4-10(b)所示。圖4-10限幅電路及波形顯示4.2.4瓦特表Wattmeter(瓦特表)是一種丈量電路交、直流功率的儀器。其圖標(biāo)如圖4-11(a)所示，面板如圖4-11(b)所示。圖4-11瓦特表的圖標(biāo)和面板1.銜接瓦特表圖標(biāo)中有兩組端子：左邊兩個(gè)端子為電壓輸入端子，與所要測(cè)試電路并聯(lián)；右邊兩個(gè)端子為電流輸入端子，與所要測(cè)試電路串聯(lián)。2.面板操作瓦特外表板共分兩欄，功能如下：(1)顯示欄：顯示所丈量的功率，該功率是平均功率，單位自動(dòng)調(diào)整。(2)PowerFactor欄：顯示功率因數(shù)，數(shù)值在0～1之間。例4.4用瓦特表丈量圖4-12(a)所示電路中電阻R3上的功率及功率要素。在圖4-12(a)中，運(yùn)轉(zhuǎn)仿真開關(guān)，雙擊瓦特表圖標(biāo)，可得如圖4-12(b)所示丈量結(jié)果：平均功率為2.474mW，功率因數(shù)為1.000。圖4-12電路的功率及功率因數(shù)的丈量4.3模擬電路中常用的虛擬仿真儀器4.3.1波特圖儀BodePlotter(波特圖儀)是用來(lái)丈量和顯示一個(gè)電路、系統(tǒng)或放大器幅頻特性A(f)和相頻特性((f)的一種儀器，類似于實(shí)驗(yàn)室的頻率特性測(cè)試儀(或掃頻儀)。其圖標(biāo)如圖4-13(a)所示，面板如圖4-13(b)所示。圖4-13波特圖儀的圖標(biāo)和面板1.銜接波特圖儀的圖標(biāo)包括4個(gè)接線端：左邊in是輸入端口，其+、-分別與電路輸入端的正、負(fù)端子相接；右邊out是輸出端口，其+、-分別與電路輸出端的正、負(fù)端子銜接。由于波特圖儀本身沒(méi)有信號(hào)源，因此在運(yùn)用波特圖儀時(shí)，必需在電路的輸入端口表示性地接入一個(gè)交流信號(hào)源(或函數(shù)信號(hào)發(fā)生器)，對(duì)信號(hào)源頻率設(shè)置無(wú)特殊的要求，即不需求對(duì)參數(shù)進(jìn)展設(shè)置。圖4-14所示為波特圖儀與共射放大電路的銜接。圖4-14波特圖儀與共射放大電路的銜接2.面板操作圖4-13(b)所示波特圖儀面板共分5個(gè)區(qū)，下面將從左至右、從上到下對(duì)它們分別加以引見。(1)顯示區(qū)：顯示波特圖儀丈量結(jié)果。(2)波特圖儀的面板右邊上排4個(gè)按鈕的功能如下：●Magnitude：左邊顯示屏里顯示幅頻特性曲線?！馪hase：左邊顯示屏里顯示相頻特性曲線。●Save：以BOD格式保管丈量結(jié)果。●Set：設(shè)置掃描的分辨率。點(diǎn)擊該按鈕后，出現(xiàn)圖4-15所示的對(duì)話框。圖4-15設(shè)置掃描分辨率對(duì)話框(3)Vertical(垂直坐標(biāo))區(qū)：設(shè)定Y軸的刻度類型。Vertical區(qū)共有兩個(gè)按鈕和兩個(gè)欄，其作用如下：●丈量幅頻特性時(shí)，假設(shè)點(diǎn)擊Log(對(duì)數(shù))按鈕，Y軸刻度的單位是dB(分貝)，標(biāo)尺刻度為20LogA(f)dB，其中A(f)=Vo(f)/Vi(f)；當(dāng)點(diǎn)擊Lin(線性)按鈕后，Y軸是線性刻度。普通情況下采用線性刻度?！裾闪肯囝l特性時(shí)，Y軸坐標(biāo)表示相位，單位是度，刻度是線性的?！裨搮^(qū)下面的F欄用于設(shè)置Y軸刻度的最終值，而I欄那么用于設(shè)置Y軸刻度的初始值。I和F分別為Y軸刻度Initial(初始值)和Final(最終值)的縮寫。(4)Horizontal(程度坐標(biāo))區(qū)：設(shè)定X軸刻度類型(頻率范圍)。●點(diǎn)擊Log(對(duì)數(shù))按鈕，標(biāo)尺以對(duì)數(shù)刻度表示；假設(shè)點(diǎn)擊Lin(線性)按鈕，那么標(biāo)尺以線性刻度表示。當(dāng)丈量信號(hào)的頻率范圍較寬時(shí)，用Log(對(duì)數(shù))標(biāo)尺為宜。●該區(qū)下面的F欄用于設(shè)置掃描頻率的最終值，而I欄那么用于設(shè)置掃描頻率的初始值。為了清楚顯示某一頻率范圍的頻率特性，可將X軸頻率范圍設(shè)定得小一些。(5)丈量區(qū)：該區(qū)有兩個(gè)定向箭頭按鈕和兩個(gè)欄，其作用如下：●定向箭頭：讀數(shù)指針左右挪動(dòng)按鈕，用于對(duì)波特圖定位分析?！裾闪孔x數(shù)欄：利用鼠標(biāo)拖動(dòng)讀數(shù)指針或點(diǎn)擊讀數(shù)指針挪動(dòng)按鈕，可丈量所處頻率點(diǎn)的幅值或相位，其讀數(shù)在面板右下方顯示。例4.5丈量圖4-14所示的共射放大電路的幅頻特性和相頻特性。在圖4-14中，雙擊波特圖儀的圖標(biāo)，對(duì)面板上的各個(gè)選項(xiàng)和參數(shù)進(jìn)展適當(dāng)設(shè)置。運(yùn)轉(zhuǎn)仿真開關(guān)，其幅頻特性和相頻特性分別如圖4-16(a)、(b)所示。圖4-16圖4-14所示共射放大電路的幅頻特性和相頻特性(a)4.3.2失真分析儀DistortionAnalyzer(失真分析儀)是一種測(cè)試電路總諧波失真與信噪比的儀器。其圖標(biāo)如圖4-17(a)所示，面板如圖4-17(b)所示。圖4-17失真分析儀的圖標(biāo)和面板(a)(b)銜接圖標(biāo)中僅有一個(gè)端子(Input)，銜接電路的輸出信號(hào)。2.面板操作失真分析儀的面板共分5個(gè)區(qū)，其作用如下：(1)TotalHarmonicDistortion(THD)區(qū)。該區(qū)用于顯示丈量總諧波失真的數(shù)值。其數(shù)值可以用百分比表示，也可用分貝數(shù)表示，這可經(jīng)過(guò)點(diǎn)擊DispiayMode區(qū)中的%按鈕或dB按鈕選擇。(2)FundamentalFrequency區(qū)。該區(qū)用于設(shè)置基頻，挪動(dòng)下面的滑塊可改動(dòng)其基頻值。(3)ControlMode區(qū)。該區(qū)有3個(gè)按鈕，其作用如下：●按鈕THD：選擇測(cè)試總諧波失真，即THD。圖4-18設(shè)置測(cè)試的參數(shù)●按鈕SINAD：選取測(cè)試信號(hào)的信噪比，即S/N?！癜粹oSettings：設(shè)置測(cè)試的參數(shù)。點(diǎn)擊該按鈕后出現(xiàn)圖4-18所示的對(duì)話框，對(duì)話框中各參數(shù)設(shè)置如下：①THDDefinition區(qū)：用于選擇總諧波失真的定義方式。包括IEEE及ANSI/IEC兩種定義方式。②StartFrequency欄：設(shè)置起始掃描頻率。③EndFrequency欄：設(shè)置終止掃描頻率。④HarmonicNum.欄：選取諧波次數(shù)。最后點(diǎn)擊OK按鈕確認(rèn)即可。(4)Start按鈕和Stop按鈕的功能分別為：點(diǎn)擊按鈕Start開場(chǎng)測(cè)試；點(diǎn)擊按鈕Stop停頓測(cè)試，讀取測(cè)試結(jié)果。當(dāng)電路的仿真開關(guān)翻開后，Start按鈕會(huì)自動(dòng)按下，普通要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間計(jì)算后方可顯示穩(wěn)定的數(shù)值，這時(shí)再點(diǎn)擊Stop按鈕，讀取測(cè)試結(jié)果。例4.6測(cè)試圖4-19所示兩級(jí)共射—共射放大電路的總諧波失真。圖4-19兩級(jí)共射—共射放大電路圖4-20兩級(jí)共射—共射放大電路仿真結(jié)果4.4數(shù)字電路中常用的虛擬仿真儀器4.4.1字信號(hào)發(fā)生器WordGenerator(字信號(hào)發(fā)生器)是一個(gè)能產(chǎn)生32路(位)同步邏輯信號(hào)的儀器，用來(lái)對(duì)數(shù)字邏輯電路進(jìn)展測(cè)試，又稱為數(shù)字邏輯信號(hào)源。其圖標(biāo)如圖4-21(a)所示，面板如圖4-21(b)所示。圖4-21字信號(hào)發(fā)生器的圖標(biāo)和面板1.銜接在字信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo)的左邊有0～15共16個(gè)端子，右邊有16～31共16個(gè)端子，這32個(gè)端子是該字信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生信號(hào)的輸出端，每一個(gè)端子都可接入數(shù)字電路的輸入端。下面有R及T兩個(gè)端子：R為數(shù)據(jù)預(yù)備好輸出端，T為外觸發(fā)信號(hào)輸入端。2.面板操作字信號(hào)發(fā)生器面板共分7個(gè)區(qū)，從左至右、從上到下各區(qū)功能分別如下：(1)字信號(hào)編輯區(qū)：面板的最左側(cè)是字信號(hào)編輯區(qū)，32位的字信號(hào)以8位十六進(jìn)制方式進(jìn)展編輯和存放。編輯區(qū)地址范圍為0000H～03FFH，合計(jì)1024條字信號(hào)?？蓪懭氲氖M(jìn)制數(shù)為00000000～FFFFFFFF。假設(shè)要求編輯區(qū)內(nèi)的顯示內(nèi)容上下挪動(dòng)，利用鼠標(biāo)挪動(dòng)滾動(dòng)條即可實(shí)現(xiàn)；用鼠標(biāo)點(diǎn)擊某一條字信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)其定位和寫入(或改寫)(需求與Edit區(qū)配合)。此時(shí)Address區(qū)的Edit欄中立刻顯示其字信號(hào)的地址編號(hào)。(2)Address(地址)區(qū)：字信號(hào)地址編輯區(qū)。本區(qū)包括4個(gè)欄，每個(gè)欄都是由4個(gè)十六進(jìn)制的數(shù)字組成的，其中：●Edit欄：正在編輯的字信號(hào)的地址；●Current欄：正在輸出的字信號(hào)的地址；●Initial欄：輸出字信號(hào)的起始地址；●Final欄：輸出字信號(hào)的終止地址。每條字信號(hào)為32位(0～31)，而每條字信號(hào)都有其地址。當(dāng)需求編輯字信號(hào)時(shí)，首先要指定其地址。設(shè)置終了后，字信號(hào)從起始地址開場(chǎng)逐條輸出。(3)Controls(控制)區(qū)：選擇字信號(hào)發(fā)生器的輸出方式。該區(qū)5個(gè)選擇按鈕的功能如下：●Cycle(循環(huán))：表示字信號(hào)在設(shè)置的地址初始值到終值之間周而復(fù)始地以設(shè)定頻率周期性地輸出?！馚urst(單幀)：表示字信號(hào)從設(shè)置地址初始值逐條輸出，直到終值時(shí)自動(dòng)停頓。Cycle和Burst輸出方式的快慢，可經(jīng)過(guò)Frequency(輸出頻率)輸入框中設(shè)置的數(shù)據(jù)來(lái)控制?！馭tep(單步)：表示每點(diǎn)擊一次鼠標(biāo)輸入一條字信號(hào)?！馚reakpoint(斷點(diǎn))：用于設(shè)置中斷點(diǎn)。圖4-22Pre-settingpatterns對(duì)話框●Pattern(方式)：選擇輸出方式，點(diǎn)擊Pattern按鈕，即可彈出圖4-22所示對(duì)話框，其各項(xiàng)功能如下：①Clearbuffer：去除字信號(hào)編輯區(qū)。②Open：翻開字信號(hào)文件(存有字信號(hào)內(nèi)容)。③Save：將字信號(hào)文件存盤，字信號(hào)文件的后輟為.DP。④UpCounter：表示在字信號(hào)編輯區(qū)地址范圍0000H～03FFH內(nèi)，其內(nèi)容按逐個(gè)加1遞增的方式進(jìn)展編碼。⑤DownCounter：表示在字信號(hào)編輯區(qū)地址范圍0000H～03FFH內(nèi)，其內(nèi)容按逐個(gè)減1遞減的方式進(jìn)展編碼。⑥ShiftRight：右移方式編碼。表示字信號(hào)按8000，4000，2000，1000，0800，0400，0200，0100，…的順序進(jìn)展編碼。⑦ShiftLeft：左移方式編碼。表示字信號(hào)按0001，0002，0004，0008，0010，0020，0040，0080，…的順序進(jìn)展編碼。(4)Trigger區(qū)：選擇觸發(fā)方式。該區(qū)有4個(gè)按鈕，功能如下：●按鈕Internal：選擇內(nèi)部觸發(fā)方式。字信號(hào)的輸出直接受輸出方式按鈕Step、Burst和Cycle的控制?！癜粹oExternal：選擇外部觸發(fā)方式。必需接入外觸發(fā)脈沖信號(hào)，只需外觸發(fā)脈沖信號(hào)到來(lái)時(shí)才啟動(dòng)信號(hào)輸出?！瘢荷仙赜|發(fā)?！瘢合陆笛赜|發(fā)。接入外觸發(fā)脈沖信號(hào)前，必需設(shè)置或，然后點(diǎn)擊輸出方式按鈕。(5)Frequency區(qū)：設(shè)置輸出的頻率(速度)。(6)Edit區(qū)：編輯Edit欄所指地址的內(nèi)容?？梢栽贖ex欄以十六進(jìn)制數(shù)輸出數(shù)據(jù)；或者在ASCII欄以ASCII碼輸出數(shù)據(jù)；也可以在Binary欄以二進(jìn)制數(shù)輸出數(shù)據(jù)。(7)字信號(hào)輸出區(qū)：最下面一行共有32個(gè)圓圈，以二進(jìn)制碼實(shí)時(shí)顯示輸出字信號(hào)各位形狀。例4.7用74LSD譯碼器構(gòu)成的一位全加器如圖4-23所示。圖4-23用74LSD譯碼器構(gòu)成的一位全加器用字信號(hào)發(fā)生器輸出三位二進(jìn)制數(shù)碼作為74LSD譯碼器的地址輸入信號(hào)CBA，74LSD譯碼器的使能端G1接電源VCC，G2A和G2B接地。雙擊字信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo)，對(duì)面板上的各個(gè)選項(xiàng)和參數(shù)進(jìn)展適當(dāng)設(shè)置：在Address(地址)區(qū)，起始地址(Initial欄)為0000，終止地址(Final欄)為0007。在Controls(控制)區(qū)，點(diǎn)擊Cycle按鈕，選擇循環(huán)輸出方式。點(diǎn)擊Pattern按鈕，在彈出的對(duì)話框中選擇UpCounter選項(xiàng)，按逐個(gè)加1遞增的方式進(jìn)展編碼。在Trigger區(qū)，點(diǎn)擊Internal按鈕，選擇內(nèi)部觸發(fā)方式。在Frequency區(qū)，設(shè)置輸出的頻率為1kHz。運(yùn)轉(zhuǎn)仿真開關(guān)，假設(shè)探測(cè)器發(fā)光，那么表示結(jié)果為“1〞；假設(shè)不發(fā)光，那么表示結(jié)果為“0〞。4.4.2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)，用于對(duì)數(shù)字邏輯信號(hào)進(jìn)展高速采集和時(shí)序分析。其圖標(biāo)如圖4-24(a)所示，面板如圖4-24(b)所示。圖4-24邏輯分析儀的圖標(biāo)和面板1.銜接圖標(biāo)的左側(cè)從上至下有16個(gè)輸入信號(hào)端口，運(yùn)用時(shí)銜接到電路的丈量點(diǎn)。圖標(biāo)下部也有3個(gè)端子，C是外時(shí)鐘輸入端，Q是時(shí)鐘控制輸入端，T是觸發(fā)控制輸入端。2.面板操作面板最左側(cè)的16個(gè)小圓圈代表16個(gè)輸入端，假設(shè)某個(gè)銜接端接有被丈量信號(hào)，那么該小圓圈內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)黑圓點(diǎn)。被采集的16路輸入信號(hào)以方波方式顯示在屏幕上。當(dāng)改動(dòng)輸入信號(hào)銜接導(dǎo)線的顏色時(shí)，顯示波形的顏色也同時(shí)改動(dòng)。邏輯分析儀面板共分5個(gè)區(qū)，從上到下、從左至右各區(qū)功能分別如下：(1)顯示區(qū)：可以顯示16路輸出結(jié)果的波形。(2)顯示窗下部左邊有兩個(gè)按鈕：點(diǎn)擊按鈕Stop，停頓仿真；點(diǎn)擊按鈕Reset，邏輯分析儀復(fù)位并去除顯示波形。(3)顯示窗下部左邊第2個(gè)區(qū)：挪動(dòng)讀數(shù)指針上部的三角形可以讀取所處位置波形的數(shù)據(jù)，其中T1和T2分別表示讀數(shù)指針1和讀數(shù)指針2分開時(shí)間基線零點(diǎn)的時(shí)間，T1-T2表示兩度數(shù)指針之間的時(shí)間差。右邊的小窗口顯示讀數(shù)指針1和讀數(shù)指針2位置的4位十六進(jìn)制數(shù)碼。(4)Clock區(qū)：●Clocks/Div：設(shè)置顯示屏上每個(gè)程度刻度顯示的時(shí)鐘脈沖數(shù)。●Set按鈕：設(shè)置時(shí)鐘脈沖。點(diǎn)擊該按鈕后出現(xiàn)圖4-25所示的對(duì)話框，其各項(xiàng)功能如下：①ClockSource區(qū)：選擇時(shí)鐘脈沖的來(lái)源。假設(shè)選取External選項(xiàng)，那么由外部獲得時(shí)鐘脈沖；假設(shè)選取Internal選項(xiàng)，那么由內(nèi)部獲得時(shí)鐘脈沖。②ClockRate區(qū)：選取時(shí)鐘脈沖的頻率。③SamplingSetting區(qū)：設(shè)置取樣方式。其中，Pre-triggerSamples欄設(shè)定前沿觸發(fā)取樣數(shù)，Post-triggerSamples欄設(shè)定后沿觸發(fā)取樣數(shù)，ThresholdVoltage(V)欄設(shè)定門限電壓。④ClockQualifier區(qū)：時(shí)鐘限制。下拉菜單中共有3個(gè)選項(xiàng)。該位置設(shè)為1，表示時(shí)鐘控制輸入為1時(shí)開放時(shí)鐘，邏輯分析儀可以進(jìn)展波形采集；該位置設(shè)為0，表示時(shí)鐘控制輸入為0時(shí)開放時(shí)鐘；假設(shè)該位置設(shè)為X，表示時(shí)鐘控制不斷開放，不受時(shí)鐘控制輸入的限制。該欄只與External選項(xiàng)配合運(yùn)用。圖4-25Clocksetup對(duì)話框(5)Trigger區(qū)：設(shè)置觸發(fā)方式。點(diǎn)擊Set按鈕，出現(xiàn)圖4-26所示的對(duì)話框，其各項(xiàng)功能如下：●TriggerClockEdge區(qū)：設(shè)定觸發(fā)方式。選項(xiàng)Positive為上升沿觸發(fā)，選項(xiàng)Negative為下降沿觸發(fā)，選項(xiàng)Both為上升、下降沿都觸發(fā)?！馮riggerQualifier欄：選擇觸發(fā)限定字。包括0、1及X(恣意項(xiàng))等3個(gè)選項(xiàng)?！馮riggerPatterns區(qū)：設(shè)置觸發(fā)的樣本?？梢栽赑atternA、PatternB及PatternC欄中設(shè)定觸發(fā)樣本，也可以在TriggerCombinations欄中選擇組合的觸發(fā)樣本。圖4-26TriggerSettings對(duì)話框例4.8用邏輯分析儀顯示JK觸發(fā)器的輸入、輸出波形。JK觸發(fā)器如圖4-27所示，假設(shè)設(shè)置圖中電路的J、K及CLR接1(電源)，然后給CLK端輸入頻率f=1kHz的方波信號(hào)。雙擊邏輯分析儀圖標(biāo)，即可得到輸入、輸出波形，如圖4-28所示。圖4-27JK觸發(fā)器圖4-28仿真波形4.4.3邏輯轉(zhuǎn)換儀LogicConverter(邏輯轉(zhuǎn)換儀)是Multisim特有的虛擬儀器，實(shí)驗(yàn)室并不存在這樣的實(shí)踐儀器，目前在其他電路仿真軟件中也沒(méi)有。邏輯轉(zhuǎn)換儀可以將邏輯電路轉(zhuǎn)換為真值表，將真值表轉(zhuǎn)換為邏輯表達(dá)式，將真值表轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)化邏輯表達(dá)式，將邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換為真值表，將表達(dá)式轉(zhuǎn)換為邏輯電路，將邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換為與非門邏輯電路等。其圖標(biāo)如圖4-29(a)所示，面板如圖4-29(b)所示。圖4-29邏輯轉(zhuǎn)換儀的圖標(biāo)和面板1.銜接邏輯轉(zhuǎn)換儀圖標(biāo)共有9個(gè)端子。左邊8個(gè)端子可用來(lái)銜接電路輸入端的節(jié)點(diǎn)，而右邊的一個(gè)端子是輸出端子。通常只在需求將邏輯電路轉(zhuǎn)換為真值表時(shí)，才將其圖標(biāo)與邏輯電路相銜接。2.面板操作邏輯轉(zhuǎn)換儀面板共分4個(gè)區(qū)，下面將從上到下，從左至右依次對(duì)各區(qū)加以引見。(1)最上面的A～H：為8個(gè)輸入端，接可供選用的邏輯變量，假設(shè)邏輯函數(shù)有3個(gè)變量，那么用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊A、B、C3個(gè)輸入端即可。(2)中間左邊顯示區(qū)：共分3個(gè)顯示欄。左邊顯示欄顯示輸入變量取值組合所對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)碼，中間顯示欄顯示輸入變量的各種二進(jìn)制取值組合，右邊顯示欄顯示邏輯函數(shù)的值。(3)Conversions區(qū)：邏輯轉(zhuǎn)換方式選擇。該區(qū)設(shè)有6個(gè)按鈕，其作用如下：●：由邏輯電路轉(zhuǎn)換為真值表。在將邏輯電路轉(zhuǎn)換為真值表時(shí)，必需先將已畫出的邏輯電路的輸入端銜接到邏輯轉(zhuǎn)換儀的輸入端，將邏輯電路的輸出端銜接到邏輯轉(zhuǎn)換儀的輸出端。例如，圖4-30所示為數(shù)字邏輯電路與邏輯轉(zhuǎn)換儀圖標(biāo)的銜接。電路銜接終了后，點(diǎn)擊邏輯轉(zhuǎn)換方式選擇區(qū)按鈕，即可得到相應(yīng)的真值表，如圖4-31所示。圖4-30數(shù)字邏輯電路與邏輯轉(zhuǎn)換儀圖標(biāo)的銜接圖4-31圖4-30數(shù)字邏輯電路的真值表●：由真值表導(dǎo)出邏輯表達(dá)式。要從真值表導(dǎo)出邏輯表達(dá)式，必需在真值表欄中輸入真值表。輸入方法有兩種：假設(shè)知邏輯電路構(gòu)造，可采用前面引見的“由邏輯電路轉(zhuǎn)換為真值表〞的方式自動(dòng)產(chǎn)生；或者直接在真值表欄中輸入真值表，根據(jù)輸入變量的個(gè)數(shù)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊邏輯轉(zhuǎn)換儀面板頂部代表輸入端的小圓圈(A～H)，選定輸入變量。變量被選中后與之對(duì)應(yīng)的小圓圈內(nèi)部會(huì)泛白。此時(shí)，在真值表欄將自動(dòng)出現(xiàn)輸入變量的一切組合，而右側(cè)接近滾動(dòng)條的輸出列的初始值全部為“？〞。然后根據(jù)所要求的邏輯關(guān)系來(lái)確定或修正真值表的輸出值(0、1或X)，其方法是用鼠標(biāo)多次點(diǎn)擊真值表欄右面輸出列的輸出值，此時(shí)便會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)0、1或X。確定好真值表后點(diǎn)擊按鈕，這時(shí)在面板底部邏輯表達(dá)式欄將出現(xiàn)相應(yīng)的邏輯表達(dá)式——規(guī)范的與或式，其中表達(dá)式中A'表示邏輯變量A的“非〞。由圖4-31所示的真值表導(dǎo)出的邏輯表達(dá)式如圖4-32所示。圖4-32邏輯表達(dá)式●：由真值表導(dǎo)出簡(jiǎn)化邏輯表達(dá)式。假設(shè)要將已得到的邏輯表達(dá)式進(jìn)一步簡(jiǎn)化，只需點(diǎn)擊按鈕即可在面板圖底部得到簡(jiǎn)化的邏輯表達(dá)式(最簡(jiǎn)與或式)。由圖4-31所示的真值表導(dǎo)出的簡(jiǎn)化與或邏輯表達(dá)式如圖4-33所示。圖4-33簡(jiǎn)化的邏輯與或表達(dá)式●：從邏輯表達(dá)式得到真值表。從圖4-33的底部邏輯表達(dá)式欄中輸入與或邏輯表達(dá)式，其中邏輯“非〞用單引號(hào)來(lái)表示，例如應(yīng)寫成A‘。然后點(diǎn)擊按鈕，即可得到對(duì)應(yīng)的真值表。例如，在邏輯轉(zhuǎn)換儀底部邏輯表達(dá)式欄中輸入與或式邏輯表達(dá)式AB+BC，然后點(diǎn)擊按鈕，那么得到對(duì)應(yīng)的真值表，如圖4-34所示。圖4-34邏輯表達(dá)式AB+BC對(duì)應(yīng)的真值表●：從邏輯表達(dá)式得到邏輯電路。在面板底部邏輯表達(dá)式欄中有邏輯表達(dá)式，只需點(diǎn)擊按鈕，便可得到由與門、或門、非門組成的邏輯電路.例如，在底部邏輯表達(dá)式欄中輸入與或式邏輯表達(dá)式AB+BC，然后點(diǎn)擊按鈕，那么得到由與門和或門組成的邏輯電路，如圖4-35所示。圖4-35由與門和或門組成的邏輯電路●：由邏輯表達(dá)式得到與非門電路。在面板底部邏輯表達(dá)式欄寫入邏輯表達(dá)式，然后點(diǎn)擊按鈕，便得到僅僅由與非門組成的邏輯電路。例如，在底部邏輯表達(dá)式欄中輸入與或式邏輯表達(dá)式，然后點(diǎn)擊按鈕，便可得到由與非門組成的邏輯電路，如圖4-36所示。圖4-36由與非門組成的邏輯電路(4)邏輯表達(dá)式欄：在將真值表轉(zhuǎn)換成邏輯表達(dá)式，或?qū)⒄嬷当磙D(zhuǎn)換成簡(jiǎn)化表達(dá)式時(shí)，輸出與該真值表對(duì)應(yīng)的邏輯表達(dá)式；在將邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換成真值表，或?qū)⑦壿嫳磉_(dá)式轉(zhuǎn)換成邏輯電路，以及將邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換成與非門邏輯電路時(shí)，在邏輯轉(zhuǎn)換儀底部邏輯表達(dá)式欄輸入邏輯表達(dá)式。4.5高頻電路中常用的虛擬仿真儀器4.5.1頻譜分析儀SpectrumAnalyzer(頻譜分析儀)主要用于丈量信號(hào)所包含的頻率及頻率所對(duì)應(yīng)的幅度。其圖標(biāo)如圖4-37(a)所示，面板如圖4-37(b)所示。圖4-37頻譜分析儀的圖標(biāo)和面板1.銜接頻譜分析儀的圖標(biāo)的IN端子是輸入端子，用來(lái)銜接電路的輸出信號(hào)；T端子是外觸發(fā)輸入端。2.面板操作(1)顯示區(qū)：面板左邊的顯示區(qū)顯示相應(yīng)的頻譜。(2)SpanControl區(qū)：選擇顯示頻率變動(dòng)范圍的方式。該區(qū)設(shè)有3個(gè)按鈕，其作用如下：●按鈕SetSpan：采用Frequency區(qū)所設(shè)置的頻率范圍?！癜粹oZeroSpan：采用Center定義的一個(gè)單一頻率。當(dāng)按下該按鈕后，F(xiàn)requency區(qū)的4個(gè)欄中僅Center可以設(shè)置某一頻率，仿真結(jié)果是以該頻率為中心的曲線?！癜粹oFullSpan：指全頻范圍，即0～4GHz。頻率由程序自動(dòng)給定，F(xiàn)requency區(qū)不起作用。(3)Frequency區(qū)：設(shè)置頻率范圍。該區(qū)共有4個(gè)欄，其作用如下:●Span欄：用于設(shè)置頻率變化范圍大小(記為：fspan)；●Start欄：用于設(shè)置開場(chǎng)頻率(記為：fstart)；●Center欄：用于設(shè)置中心頻率(記為：fcenter)；●End欄：用于設(shè)置終了頻率(記為：fend)。這4項(xiàng)頻率設(shè)置之間的關(guān)系為:fstart=fcenter-fspan/2fend=fcenter+fspan/2(4)Amplitude區(qū)：選擇頻譜縱坐標(biāo)的刻度。該區(qū)設(shè)有3個(gè)按鈕和兩個(gè)欄，其功能如下：●按鈕dB：表示以分貝數(shù)即20lgV為刻度。這里，lg是以10為底的對(duì)數(shù)，V是信號(hào)的幅度。當(dāng)這個(gè)選項(xiàng)選中時(shí)，信號(hào)將以dB/Div的方式在頻譜分析儀的右下角被顯示?！癜粹odBm：表示縱軸以10lg(V/0.775)為刻度。0dBm是當(dāng)經(jīng)過(guò)600ohm電阻上的電壓為0.775V時(shí)在電阻上的功耗，這個(gè)功率等于1mW。當(dāng)運(yùn)用這個(gè)選項(xiàng)時(shí)，以0dBm為根底顯示信號(hào)的功率。在終端電阻是600ohm的運(yùn)用場(chǎng)所，諸如線，直接讀dBm數(shù)會(huì)很方便。●按鈕Lin：表示縱軸以線性刻度來(lái)顯示。●Range欄：用以設(shè)置頻譜分析儀左邊頻譜顯示窗口縱向每格代表的幅值大小?！馬ef欄：用以設(shè)置參考規(guī)范，即確定被顯示在窗口中的信號(hào)頻譜的某一幅值所對(duì)應(yīng)的頻率范圍大小。通常，該欄需求與Controls區(qū)中的Display-Ref按鈕配合運(yùn)用。點(diǎn)擊此按鈕，可以在頻譜分析儀左側(cè)頻譜顯示窗口中出現(xiàn)-3dB橫線，這時(shí)假設(shè)拖動(dòng)滑塊，就能非常容易地找到帶寬的上下限。(5)ResolutionFrequency區(qū)：設(shè)定頻率的分辨率。頻率分辨率的默許形狀是一個(gè)最大值，為Δf=fend/1024。為了察看頻譜可以調(diào)整Δf。普通需求選擇頻率分辨率，這樣才干使可閱讀到的頻率點(diǎn)為信號(hào)頻率的整數(shù)倍。(6)Controls區(qū)：控制頻譜分析儀的運(yùn)轉(zhuǎn)。該區(qū)設(shè)有4個(gè)按鈕，其功能如下:●按鈕Start：開場(chǎng)分析。●按鈕Stop：停頓分析。圖4-38TriggerOptions對(duì)話框●按鈕TriggerSet：設(shè)置觸發(fā)方式。點(diǎn)擊TriggerSet按鈕后，屏幕出現(xiàn)圖4-38所示的TriggerOptions對(duì)話框，該對(duì)話框中各參數(shù)設(shè)置如下：①TriggerSource區(qū)：設(shè)定觸發(fā)源。選擇Internal選項(xiàng)表示采用內(nèi)部觸發(fā)源；選擇External選項(xiàng)表示采用外部觸發(fā)源。②TriggerMode區(qū)：設(shè)定觸發(fā)方式。選擇Continous選項(xiàng)表示采用延續(xù)觸發(fā)；選擇Single選項(xiàng)表示采用單一觸發(fā)。●按鈕Display-Ref：顯示參考值。(7)顯示窗：右邊最下面的兩個(gè)小顯示窗分別用于顯示讀數(shù)指針?biāo)幬恢玫念l率和幅值。例4.9用頻譜分析儀分析圖4-39所示的放大電路的頻譜。圖4-39放大電路的頻譜丈量圖4-40放大電路仿真結(jié)果4.5.2網(wǎng)絡(luò)分析儀NetworkAnalyzer(網(wǎng)絡(luò)分析儀)是用于丈量電路的S、H、Y、Z參數(shù)的一種虛擬儀器，是高頻電路中最常運(yùn)用的儀器之一?，F(xiàn)實(shí)中的網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種測(cè)試雙端口高頻電路的S參數(shù)的儀器。其圖標(biāo)如圖4-41(a)所示，面板如圖4-41(b)所示。圖4-41網(wǎng)絡(luò)分析儀的圖標(biāo)及面板1.銜接兩個(gè)端子P1、P2分別用來(lái)銜接電路的輸入端口及輸出端口。例4.10用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試圖4-42所示的共基極放大電路的參數(shù)。圖4-42共基極放大電路與網(wǎng)絡(luò)分析儀的銜接2.面板操作網(wǎng)絡(luò)分析儀面板共分6個(gè)區(qū)，下面將從左至右，從上到下依次對(duì)各區(qū)加以引見。(1)顯示區(qū)：顯示電路的4種參數(shù)、曲線及圖形。(2)Marker區(qū)：選擇左邊顯示屏里所顯示資料的方式。點(diǎn)擊下拉菜單，其中設(shè)有3個(gè)選項(xiàng)。該區(qū)還設(shè)有一個(gè)拖動(dòng)滑塊，其作用如下：●Re/Im(實(shí)部/虛部)：以直角坐標(biāo)方式顯示參數(shù)，如圖4-43所示(左邊顯示屏上方的Z11及Z22參數(shù))。圖4-43以直角坐標(biāo)方式顯示