超详细的Multisim仿真教程.pdf

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超详细的Multisim仿真教程pdf,超详细的Multisim仿真教程
‖田皆合·画2□姐F=ht-? 设电数元图后电虐创修 帮 计子据器形处气拟建改 工表库件记理規实 具格管编录器則验了 箱检理辑仪检板 视器 注注 释释 使用的元器件列表 助 件件 图13.13 Multisim主工具栏 灬计恐a的m黑Ye百% 放基放放运彐三其混芷放杂高高机 放 置本置置算 元沥E合示置项级頻电 置 电元二晶放元数元模功元外元元 源器极体大 件管器字器块阜器国器器 线 件器件元仲电件件 件 件路 图13.14 Multisim元器件工具杓 工st置 ments 万画功示四伯数字逻逻伏矢烦村值空买测 用敖率波邇德烹信辑辑窦量谱终吕吕日三量 表发表器道图频号分转特分分分面数示片黑探 生示仪率发析换性析桁析数字沒示虚针 波枝生仪仪分仪仪仪发万器波拟 器 生月仪 器表 图13.1-5 Multisim虛拟仪器工具栏 项目管理器位于 Multisim10工作界面的左半部分,电路以分层的形式展示,主要用丁层次电路的显 示,3个标签为: Hierarchy:对不同电路的分层显示,单击“新建”按钮将生成 Circuit2电路; Visibilit!y;设置是否显示电路的各种参数标识,如集戌电路的引脚名 Project View:显示同一电路的不司页。 131.2 Multisim仿真基本操作 Multisim10仿真的基本步骤为: 1.建立电路文件 2.放置元器件和仪表 3.元器件编辑 4.连线和进一步调整 5.屯路仿貞 6.输出分析结果 具体方式如下 1.建立电路文件 具体建立电路文件的)法有: 打开 Multisim10时自动打开空白电路文件 Circuit,,保存时可以重新命名 ●菜单 File/New 工具栏New按钮 快捷鍵Curl+N 2.放置元器件和仪表 Multisim10的元件数据库有:主元件( Master database),用户元件库( User database),合作元件 厍( Corporate Database),后两个库由用户或合作人创建,新安装的 Multisim10中这两个数据厍是空的。 放置元器件的方法有: 菜单 Place Component 元件工具栏: Place/Component ·在绘图区右击,利用弹出莱单放置 ●快捷键Curl+W 放置仪表可以点击虚拟仪器工具栏相应按钮,或者使用菜单方式。 以晶体管单管共射放大电路放置+12V电源为例,点击元器件工具栏放置电源按钮( Place source), 得到如图1316所示界面。 Select a Conponent AC_POWER DC PU-ER Souces Search ROUND 点目scac:ln IHHEE PHASE DELIA 回 POWER. THREE FHASE WE Gt 3IGNNL MOLTNGE S]. CC TTL Sus G SIGNAL_CURRE 9 =0NTROLLED-VOLTA.vss 二 InoLLrD onr 面二 ROL FUNCTI0N Madels/iD 图13.1-6放置电源 修改电压值为12V,如图13.1-7所示。 Digital Pover L abel Display Value Faull Pins Variant VoRage NI 12 LOKi Cancel 图13.1-7修改电压源的电压值 同理,放置接地端和电阻,如图13.1-8所示。 SyrhnlpHu e严℃ 厂 na cn became HeD 名F 4 CCHTRMLLE’LCFF 幂ms日 EE NDN_LNEAR_TRN 乱FF公 OO-INECTORS U小四正界吧 . 0U=rHS Norad.nir Hyers Heparin Aum:y tr 图131-8放置接地端(左图)和电阻(右图) 图13.1-9为放置了元器件和仪器仪表的效果图,其中左下角是函数信号发生器,右上角是双通道示 波器。 :::EC x5C1:: 12y SR4 100k 2.1k 10uF MOUF 2222A eva R2 >20k k 100uE 图131-9放置元器件和仪器仪表 3.元器件编辑 (1)元器件参数设置 双击元器件,弹出相关对话框,选项卡包括: ● Label:标签, Refdes编号,由系统自动分配,可以修改,但须保证编号唯一性 Display:显示 ● Value:数值 Fault:故障设質, Leakage漏电;Shor短路;open开路;None无故障(默认) Pins:引脚,各引脚编号、类型、电气状态 (2)元器件向导( Component wizard) 对特殊要求,可以用元器件向导编辑自己的元器件,一般是在已有元器件基础上进行编辑和修改。 方法是:菜单 Tools/Component Wizard,按照规定步骤编辑,用元器件向导编辑生成的元器件放置在User Database(用户数据厍)中。 4.连线和进一步调整 连线: (1)自动连线:单击起始引脚,鼠标指针变为“十”宁形.移动鼠标至目标引脚或导线,单击,则连 线完成,当导线连接后呈现丁字交叉时,系统自动在交叉点放节点( junction); (2)手动迕线:单击起始引脚,鼠标指针变为“十”字形后,在需要拐弯处单击,可以固定连线的拐 弯点,从而设定连线路径; (3)关于交叉点, Multisim10默认」字交叉为导通,十字交叉为不导通,对于十字交叉而希望导通的情 况,可以分段连线,即先连接起点到交叉点,然后连接交叉点到终点;也可以在已有许线上增加一个节 点( Junction),从该节点引出新的连线,添加节点可以使月菜单 Place/ Junction,或者使用快捷键Ctrl+J。 进一步调整: (1)调整位置:单击选定元件,移动至合适位置; (2)改变标号:双击进入属性对话框更改; (3)显示节点编号以方便仿真结果输出:菜单 Options/ Sheet Properties/Circuit/Net Names,选择 Show all: (4)导线和节点删除:右 I i/Delete,或者点击选中,按键盘 Delete键。 图13.1-10是连线和调整后的电路图,图13.1-11是显示节点编号后的电路图。 2是kQ 100k oUr R2 22222A 20 .kQ 4uF 图13.1-10连线和调整后的电路图 CHada wcisieaze wis rxt Ir[*itil 224kn duren:SenE 10k h EET Pr 22.4kQ xd重 (a)显示节点编号对话框 (b)显示节点编号后的电路图 图13.1-11电路图的节点编号显示 5.电路仿真 基本方法 按下仿真开关,电路开始工作, Multisim界面的状态栏右端出现仿真状态指示; 双击虚拟仪器,进行仪器设置,获得仿真结果 图13.1-12是示波器界面,双击示波器,进行仪器设置,可以点击 Revers按钮将其背景反色,使用 两个测量标尺,显示区给出对应时间及该时间的电压波形幅值,也可以用测量标尺测量信号周期。 Oscilloscope- RsC1 oscilloscope=xsC1 Charnel b 1748mM T2-T1 0L0 SawBa. Trager Trager Scale 200 miLis Esge FLAB X position D Y position[ Y position 0 level TT ed! ba el IFAF D DCl o JIA D DC - c Tyre sna or At wons r ate x a AC 0 oc G IA o Dc. a type ing! or an j/wam 图13.1-12示波器界面(右图为点击 Reverse按钮将背景反色) 6.输出分析结果 使用菜单命令 Simulate/ Analyses,以上述单管共射放大电路的静态T作点分析为例,步骤如下: 菜单 Simulate/ Analyses/DC Operating Point 选择输出节点1、4、5,点击ADD、 Simulate Oata Ansv i Optra)sammy Eil. Elit iww Iols icb?os lui silay D回舀卫晒曰曲目出白B励 见最以C0业C10排以吧3C110积明C1|DCu=s以 DC poro rp BTT-E-0l ting point 1.2530 Fir Un:ekbed'siabb!」 <odetmeesrr ls!eewt上愿 A: devi:e/mccelpareneber Fo,6003mb形l ofaimulme in the addt nal 四*为yae s」cx,地 elected Diagran:IC Operating Point 图13.113静态工作点分析 132二极管及三极管电路 132.1二极管参数测试仿真实验 半导体二檄管是由PN结构成的一种非线性元件。典型的二极管伏安特性曲线可分为4个区:死人, 正向导通区、反向截止区、反向击穿区,二极管具有单向导电性、稳压特忙,利用这些特性可以构成整 流、限幅、钳位、稳压等功能电路 半导体二极管正向特性参数测试电路如图13.2-1所示。表13.2-1是正向测试的数据,从仿真数据可 以看出:二极管电阻值κ不是固定值,当二板管内端正向电压小,处于“死区”,正向电阻很大、正向 电流很小,当二极管两端正向电压超过死区电压,正向电流急局增加,正向电阻也迅速减小,处于“正 向寻通区”。 R Zko 3R1 e~A5% 0.178u 100 3V. DC e- 009E D1 03 0.150 DC 10MD ¥141480150 Dc lmD 图132-1二极管正向特性测试电路 表13.2-1二极管正向特性仿真测试数据 R 10%20%30%50%70% 90% yd mv 29949654458363 660 Id/mA 00040.2480.6841.5292.8607.286 rd=vdd(欧姆)74750200079538121490.58 半导体二极管反向特性参数测试电路如图132-2所小。 ∵…∵RWM" 01 R1 :::zk 0000 LV1 KeyA 1% 100g :100v.. DC le: 009E :: D1 ::1N4148 U3 :|∷ 10Dc1 10.000DC 10MQ 图13.2-2二极管反向特性测试电路 表132-2是反向测试的数据,从仿真数据可以看出:二极管反向电阻较大,而正向电阻小,故具有 单向特性。反向电压超过一定数值(vB),进入“反向击穿区”,反向电压的微小增大会导致反向电流 急剧增加。 表13.2-2二极管反向特性仿真测试数据 Rw 10%3%50%80%|90% 100‰ Vd/mv 1000030000499937998280180 80327 Id/mA 00040.0070.043 35 197 rd=vdd(欧姆)|∞ 75E671E61.8E62290.94078 1322二极管电路分析仿真实验 二极管是非线性器件,引入线性电路模型可使分析更简单。有两种线性模型: (1)大信号状态下的理想二极管模型,理想二橛管相当于一个想开关 2)正向压降与外加电压相比不可忽略,且正向电阻与外接电阻相比可以忽略时的恒压源模型, 即一个恒压源与一个理想二极管串联 图13.2-3是二极管实验电路,由图中的电压表可以读出:二极管导通电压Won=0.617V;输出电压 vo=-2.617V。 HT 0.617 Dc.0M 1N414B D 1H1君 R1 3kΩ 6 Dc·1UH 12y 图13.2-3_二极管实验电路(二极管为IN4148) 利用二极管的单向导电性、正向导通后其压降基本恒定的特性,可实现对输入信号的限幅, 图13.2-4(a)是‘极管双闩限幅实验电路。VI和V2是两个电压源,根据电路图,上限幅值为: V1+Von,下限幅值为:-V2-Von。在Ⅵi的正半周,当输入信号嘱值小于(V1+Von)时,D1、D2均 截止,故V=Vi;当Ⅵi大于(V1+Von)时,Dl导通、D2截止,V=V1+Von≈465V;在Ⅵ的负半 周,当Ⅳi<V2+Von时,Dl、D2均截止,Vo=Vi;当Il>(V2+Von)时,D2导通、Dl截止,Vo= (V2+Von)≈-2.65V。图13.2-4(b)是二极管双向限幅实验电路的仿息结果,输出电压波形与理论分 析基本一致。 OsciLIusLUpeX5C1 XsC1 5_1k D1 D2 1N16:21N16 10 Vrms 91000 H PEgaSO a Thare AV POstion Lsu△l 所则 B/AAB ACdC向<0,向mwm|Ak (a)二极管双向限幅仿真电路 (b)输出电压波形 图13.2-4二极管双向限幅实验电路 1323三极管特性测试 选择虚拟晶体管特性测试仪(IV- Analysis)XIVl,双击该图标,弹出测试仪界面,进行相应设置, 如图13.2-5所示,点击 Sim param按钮,设置集射极电压V的起始范围、基极电流I的起始范围, 及基极电沇增加步数 Num_ Steps〔对应特性曲线的根数),单击仿真按钮,得到一猋三极管输出特性曲线 右击其中的一条曲线,选择 show select marts,则选中了某一条特性曲线,移动测试标尺,则在仪器 界面下部可以显示对应的基极电流I、集射极电压V、集电极电流I。根据测得的和I值,可以计

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2019-09-14
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