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Multisim的基本分析方法1.pdf
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Multisim的基本分析方法1.pdf
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第 2 章 Multisim9 的基本分析方法
主 要 内 容
➢ 2.1 直流工作点分析(DC Operating Point Analysis )
➢ 2.2 交流分析(AC Analysis)
➢ 2.3 瞬态分析(Transient Analysis)
➢ 2.4 傅立叶分析(Fourier Analysis)
➢ 2.5 失真分析(Distortion Analysis)
➢ 2.6 噪声分析(Noise Analysis)
➢ 2.7 直流扫描分析(DC Sweep Analysis)
➢ 2.8 参数扫描分析(Parameter Sweep Analysis)
2.1 直流工作点分析
直流工作点分析也称静态工作点分析,电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短
路时,计算电路的直流工作点,即在恒定激励条件下求电路的稳态值。
在电路工作时,无论是大信号还是小信号,都必须给半导体器件以正确的偏置,以便使
其工作在所需的区域,这就是直流分析要解决的问题。了解电路的直流工作点,才能进一步
分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析过程中是
至关重要的。
2.1.1 构造电路
为了分析电路的交流信号是否能正常放大,必须了解电路的直流工作点设置得是否合
理,所以首先应对电路得直流工作点进行分析。在 Multisim9 工作区构造一个单管放大电路,
电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。
注意:图中的 1,2,3,4,5 等编号可以从 Options---sheet properties—circuit—show all 调试
出来。
执行菜单命令 Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择 DC Operating Point,
则出现直流工作点分析对话框,如图 A 所示。直流工作点分析对话框 B。
1. Output 选项
Output 用于选定需要分析的节点。
左边 Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边
Selected variables for 栏用于存放需要分析的节点。
具体做法是先在左边 Variables in circuit 栏内中选中需要分析的变量(可以通过鼠标拖拉
进行全选),再单击 Add 按钮,相应变量则会出现在 Selected variables for 栏中。如果 Selected
variables for 栏中的某个变量不需要分析,则先选中它,然后点击 Remove 按钮,该变量将
会回到左边 Variables in circuit 栏中。
2.Analysis Options 和 Summary 选项表示:分析的参数设置和 Summary 页中排列了该分析
所设置的所有参数和选项。用户通过检查可以确认这些参数的设置。
2.1.3 检查测试结果
点击 B 图下部 Simulate 按钮,测试结果如图所示。测试结果给出电路各个节点的电压
值。根据这些电压的大小,可以确定该电路的静态工作点是否合理。如果不合理,可以改变
电路中的某个参数,利用这种方法,可以观察电路中某个元件参数的改变对电路直流工作点
的影响。
2.2 交流分析
交流分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析。它计算电路的幅频特性和相频特
性,是一种线性分析方法。 Multisim 9 在进行交流频率分析时,首先分析电路的直流工作
点,并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理,得到线性化的交流小信号等效电路,
并用交流小信号等效电路计算电路输出交流信号的变化。在进行交流分析时,电路工作区中
自行设置的输入信号将被忽略。也就是说,无论给电路的信号源设置的是三角波还是矩形波,
进行交流分析时,都将自动设置为正弦波信号,分析电路随正弦信号频率变化的频率响应曲
线。
2.2.1 构造电路
这里仍采用单管放大电路作为实验电路,电路如图所示。这时,该电路直流工作点
分析的结果如下:三极管的基极电压约为 0.653V,集电极电压约为 5.46V,发射极电压为
0V。
2.2.2 启动交流分析工具
执行菜单命令 Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择 AC Analysis,
则出现交流分析对话框,如图所示。
对话框中 Frequency Parameters 页的设置项目、单位以及默认值等内容见表所示。
2.2.3 检查测试结果
电路的交流分析测试曲线如图所示,测试结果给出电路的幅频特性曲线和相频特性曲线,
幅频特性曲线显示了 3 号节点(电路输出端)的电压随频率变化的曲线;相频特性曲线显示
了 3 号节点的相位随频率变化的曲线。由交流频率分析曲线可知,该电路大约在 7Hz ~
24MHz 范围内放大信号,放大倍数基本稳定,且相位基本稳定。超出此范围,输出电压将
会衰减,相位会改变。
2.3 瞬态分析
瞬态分析是一种非线性时域分析方法,是在给定输入激励信号时,分析电路输出端的瞬
态响应。Multisim 在进行瞬态分析时,首先计算电路的初始状态,然后从初始时刻起,到某
个给定的时间范围内,选择合理的时间步长,计算输出端在每个时间点的输出电压,输出电
压由一个完整周期中的各个时间点的电压来决定。启动瞬态分析时,只要定义起始时间和终
止时间,Multisim 可以自动调节合理的时间步进值,以兼顾分析精度和计算时需要的时间,
也可以自行定义时间步长,以满足一些特殊要求。
2.3.1 构造电路
构造一个单管放大电路,电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。
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