Multisim实验讲义Word格式.docx
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4．傅立叶分析
5．噪声分析
6．失真分析
7．直流扫描
8．灵敏度分析
9．参数扫描
10．温度扫描
11．零-极点分析
12．传输函数分析
13．最坏情况分析
……
三.Multisim操作介绍
1．操作界面
2．文件基本操作
与Windows常用的文件操作一样，Multisim10
New--新建文件
Open--打开文件
Save--保存文件
SaveAs--另存文件
Print--打印文件
PrintSetup--打印设置
Exit--退出等相关的文件操作。
以上这些操作可以在菜单栏File子菜单下选择命令，也可以应用快捷键或工具栏的图标进行快捷操作。
3．元器件基本操作
常用的元器件编辑功能有：
90Clockwise--顺时针旋转90
90CounterCW--逆时针旋转90
FlipHorizontal--水平翻转
FlipVertical--垂直翻转
ComponentProperties--元件属性等。
这些操作可以在菜单栏Edit子菜单下选择命令，也可以应用快捷键进行快捷操作。
4．文本基本编辑
对文字注释方式有两种：
直接在电路工作区输入文字或者在文本描述框输入文字，两种操作方式有所不同
a）电路工作区输入文字
单击Place/Text命令或使用Ctrl+T快捷操作，然后用鼠标单击需要输入文字的位置，输入需要的文字。
用鼠标指向文字块，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Color命令，选择需要的颜色。
双击文字块，可以随时修改输入的文字。
b）文本描述框输入文字
利用文本描述框输入文字不占用电路窗口，可以对电路的功能、实用说明等进行详细的说明，可以根据需要修改文字的大小和字体。
单击View/CircuitDescriptionBox命令或使用快捷操作Ctrl+D，打开电路文本描述框，在其中输入需要说明的文字，可以保存和打印输入的文本。
8.0版本是通过tool菜单的编辑器输入。
5．图纸标题栏编辑
单击Place/TitleBlock命令，在打开对话框的查找范围处指向Multisim/Titleblocks目录，在该目录下选择一个*.tb7图纸标题栏文件，放在电路工作区。
用鼠标指向文字块，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Properties命令，或者双击titleblock进行编辑。
6．子电路创建
子电路是用户自己建立的一种单元电路。
将子电路存放在用户器件库中，可以反复调用并使用子电路。
利用子电路可使复杂系统的设计模块化、层次化，可增加设计电路的可读性、提高设计效率、缩短电路周期。
创建子电路的工作需要以下几个步骤：
选择、创建、调用、修改。
子电路创建：
单击Place/Hierarchicalblockfromfile命令，在屏幕出现SubcircuitName的对话框中输入子电路名称sub1，单点OK，选择电路复制到用户器件库，同时给出子电路图标，完成子电路的创建。
子电路修改：
双击子电路模块，在出现的对话框中单击EditSubcircuit命令，屏幕显示子电路的电路图，直接修改该电路图。
子电路的输入/输出：
为了能对子电路进行外部连接，需要对子电路添加输入/输出。
单击Place/HB/SBConnecter命令或使用Ctrl+I快捷操作，屏幕上出现输入/输出符号，将其与子电路的输入/输出信号端进行连接。
带有输入/输出符号的子电路才能与外电路连接。
子电路选择：
把需要创建的电路放到电子工作平台的电路窗口上，按住鼠标左键，拖动，选定电路。
被选择电路的部分由周围的方框标示，完成子电路的选择。
7．元器件栏
从左到右依次是：
新建，打开，保存，打印，打印预览，剪切，复制，粘贴，撤销，重做。
满屏显示，放大，缩小，选择放大，100%显示。
电源，电阻，二极管，三极管，集成电路，TTL集成电路，COMS集成电路，数字器件，混合器件库，指示器件库，其他器件库，电机类器件库，射频器件库。
导线，总线。
显示或隐藏设计项目栏，电路属性栏，电路元件属性栏，新建元件对话框，启动仿真分析，图表，电气规则检查，从Unltiboard导入数据，导出数据到unltiboard，使用元件列表，帮助。
8．仪器仪表栏
Multisim在仪器仪表栏下提供了19个常用仪器仪表，依次为数字万用表、函数发生器、瓦特表、双通道示波器、四通道示波器、波特图仪、频率计、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、IV分析仪、失真度仪、频谱分析仪、网络分析仪、Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器、tektronix示波器、测量探针。
双击打开详细界面。
9．仪器仪表栏之示波器
示波器的控制面板分为四个部分：
a）Timebase（时间基准）
Scale（量程）：
设置显示波形时的X轴时间基准。
Xposition（X轴位置）：
设置X轴的起始位置。
显示方式设置有四种：
Y/T方式指的是X轴显示时间，Y轴显示电压值；
Add方式指的是X轴显示时间，Y轴显示A通道和B通道电压之和；
A/B或B/A方式指的是X轴和Y轴都显示电压值。
b）ChannelA（通道A）
通道A的Y轴电压刻度设置。
Yposition（Y轴位置）：
设置Y轴的起始点位置，起始点为0表明Y轴和X轴重合，起始点为正值表明Y轴原点位置向上移，否则向下移。
触发耦合方式：
AC（交流耦合）、0（0耦合）或DC（直流耦合），交流耦合只显示交流分量，直流耦合显示直流和交流之和，0耦合，在Y轴设置的原点处显示一条直线。
c）ChannelB（通道B）通道A相同。
d）Tigger（触发）
触发方式主要用来设置X轴的触发信号、触发电平及边沿等。
Edge（边沿）：
设置被测信号开始的边沿，设置先显示上升沿或下降沿。
Level（电平）：
设置触发信号的电平，使触发信号在某一电平时启动扫描。
触发信号选择：
Auto（自动）、通道A和通道B表明用项应的通道信号作为触发信号；
ext为外触发；
Sing为单脉冲触发；
Nor为一般脉冲触发。
10．波特图仪（BodePlotter）
利用波特图仪可以方便地测量和显示电路的频率响应，波特图仪适合于分析滤波电路或电路的频率特性，特别易于观察截止频率。
需要连接两路信号，一路是电路输入信号，另一路是电路输出信号，需要在电路的输入端接交流信号。
波特图仪控制面板分为Magnitude（幅值）或Phase（相位）的选择、Horizontal（横轴）设置、Vertical（纵轴）设置、显示方式的其他控制信号，面板中的F指的是终值，I指的是初值。
在波特图仪的面板上，可以直接设置横轴和纵轴的坐标及其参数。
11．数字信号发生器（WordGenerator）
数字信号发生器是一个通用的数字激励源编辑器，可以多种方式产生32位的字符串，在数字电路的测试中应用非常灵活。
左侧是控制面板，右侧是字信号发生器的字符窗口。
控制面板分为Controls（控制方式）、Display（显示方式）、Trigger（触发）、Frequency（频率）等几个部分。
两个连接端口是ReadyandTriger
12．逻辑转换器（LogicConverter）
Multisim提供了一种虚拟仪器：
逻辑转换器。
实际中没有这种仪器，逻辑转换器可以在逻辑电路、真值表和逻辑表达式之间进行转换。
有8路信号输入端，1路信号输出端。
6种转换功能依次是：
逻辑电路转换为真值表、真值表转换为逻辑表达式、真值表转换为最简逻辑表达式、逻辑表达式转换为真值表、逻辑表达式转换为逻辑电路、逻辑表达式转换为与非门电路。
13．分析仪（IVAnalyzer）
IV分析仪专门用来分析晶体管的伏安特性曲线，如二极管、NPN管、PNP管、NMOS管、PMOS管等器件。
IV分析仪相当于实验室的晶体管图示仪，需要将晶体管与连接电路完全断开，才能进行IV分析仪的连接和测试。
IV分析仪有三个连接点，实现与晶体管的连接。
失真度仪（DistortionAnalyzer）
失真度仪专门用来测量电路的信号失真度，失真度仪提供的频率范围为20Hz～100kHz。
14．频谱分析仪（SpectrumAnalyzer）
用来分析信号的频域特性，其频域分析范围的上限为4GHz。
SpanControl用来控制频率范围，选择SetSpan的频率范围由Frequency区域决定；
选择ZeroSpan的频率范围由Frequency区域设定的中心频率决定；
选择FullSpan的频率范围为1KHz～4GHz。
Frequency用来设定频率：
Span设定频率范围、Start设定起始频率、Center设定中心频率、End设定终止频率。
Amplitude用来设定幅值单位，有三种选择：
dB、dBm、Lin。
Db=10log10V；
dBm=20log10（V/0.775）；
Lin为线性表示。
15．网络分析仪（NetworkAnalyzer）
网络分析仪主要用来测量双端口网络的特性，如衰减器、放大器、混频器、功率分配器等。
Multisim提供的网络分析仪可以测量电路的S参数、并计算出H、Y、Z参数。
16．仿真Agilent仪器
仿真Agilent仪器有三种：
Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器。
这三种仪器与真实仪器的面板，按钮、旋钮操作方式完全相同，使用起来更加真实。
17．tektronix示波器
18．测量探针。
四.Multisim基本分析方法
1.直流工作点分析（DCOperatingPointAnalysis）
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.交流分析（ACAnalysis）
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。
3.瞬态分析（TransientAnalysis）
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。
4.傅立叶分析（FourierAnalysis）
傅立叶分析是一种分析复杂周期性信号的方法。
它将非正弦周期信号分解为一系列正弦波、余弦波和直流分量之和。
傅立叶分析以图表或图形方式给出信号电压分量的幅值频谱和相位频谱。
傅立叶分析同时也计算了信号的总谐波失真（THD），THD定义为信号的各次谐波幅度平方和的平方根再除以信号的基波幅度，并以百分数表示。
5.失真分析（DistortionAnalysis）
放大电路输出信号的失真通常是由电路增益的非线性与相位不一致造成的。
增益的非线性将会产生谐波失真，相位的不一致将产生互调失真。
Multisim失真分析通常用于分析那些采用瞬态分析不易察觉的微小失真。
如果电路有一个交流信号，Multisim的失真分析将计算每点的二次和三次谐波的复变值；
如果电路有两个交流信号，则分析三个特定频率的复变值，这三个频率分别是：
（f1＋f2），（f1－f2），（2f1－f2）。
6.噪声分析（NoiseAnalysis）
电路中的电阻和半导体器件在工作时都会产生噪声，噪声分析就是定量分析电路中噪声的大小。
Multisim提供了热噪声、散弹噪声和闪烁噪声等3种不同的噪声模型。
噪声分析利用交流小信号等效电路，计算由电阻和半导体器件所产生的噪声总和。
假设噪声源互不相关，而且这些噪声值都独立计算，总噪声等于各个噪声源对于特定输出节点的噪声均方根之和。
7.直流扫描分析（DCSweepAnalysis）
直流扫描分析是根据电路直流电源数值的变化，计算电路相应的直流工作点。
在分析前可以选择直流电源的变化范围和增量。
在进行直流扫描分析时，电路中的所有电容视为开路，所有电感视为短路。
在分析前，需要确定扫描的电源是一个还是两个，并确定分析的节点。
如果只扫描一个电源，得到的是输出节点值与电源值的关系曲线。
如果扫描两个电源，则输出曲线的数目等于第二个电源被扫描的点数。
第二个电源的每一个扫描值，都对应一条输出节点值与第一个电源值的关系曲线。
8.参数扫描分析（ParameterSweepAnalysis）
参数扫描分析是在用户指定每个参数变化值的情况下，对电路的特性进行分析。
在参数扫描分析中，变化的参数可以从温度参数扩展为独立电压源、独立电流源、温度、模型参数和全局参数等多种参数。
显然，温度扫描分析也可以通过参数扫描分析来完成。
实验目的
1.初步掌握Multisim10.0仿真软件的使用方法；
2.学习在Multisim10.0仿真软件工作平台上测试单极共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数和输入、输出电阻；
3.通过仿真了解电路元件参数对静态工作点及放大倍数的影响；
4.掌握用Multisim10.0对电路进行瞬态分析的方法，观察测量运行结果；
5.通过用Multisim10.0软件来绘制差动放大电路、功率放大器、波形产生电路及直流稳压电源电路图，并测试其性能指标、静态工作点及输入、输出波形；
6.通过用Multisim10.0软件进一步加深对电路原理的理解。
实验内容
实验内容包括：
共射放大电路、射极跟随器、差动放大电路、负反馈放大电路、功率放大器、积分电路、方波发生器电路、直流稳压电源、三角波－方波发生电路。
实验一、共射放大电路
一、实验目的
1、熟悉Multisim10软件的使用方法；
2、掌握放大电路静态工作点的仿真方法及其对放大电路性能的影响；
3、学习放大电路静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的开环和闭环仿真方法。
二、虚礼实验仪器及器材
双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表
三、实验步骤
1、启动multisim如图所示
2、点击菜单栏上place/component，弹出如下所示的selectacomponent对话框
3、在group下拉菜单中选择basic，如图所示
4、选中RESISTOR，此时在右边列表中选中1.5kΩ5%电阻，点击OK按钮。
此时该电阻随鼠标一起移动，在工作区适当位置点击鼠标左键，如下图所示
5、同理，把如下所示的所有电阻放入工作区
6、同样，如下图所示选取电容10uF两个，放在工作区适当位置
结果如下：
7、同理如下所示，选取滑动变阻器
8、同理选取三极管
9、选取信号源
10、选取直流电源
11、选取地
12、最终，元器件放置如下
13、元件的移动与旋转，即：
单击元件不放，便可以移动元件的位置；
单击元件（就是选中元件），鼠标右键，如下图所示，便可以旋转元件。
14、同理，调整所有元件如下图所示
15、把鼠标移动到元件的管脚，单击，便可以连接线路。
如下图所示
16、同理，把所有元件连接成如下所示电路
17、选择菜单栏options/sheetproperties,如图所示
18、在弹出的对话框中选取showall，如下所示
19、此时，电路中每条线路出上便出现编号，以便为后来仿真。
20、如果要在2N222A的e端加上一个100欧电阻，可以先选中“3”这条线路，然后按键盘del键，就可以删除。
21、之后，点击菜单栏上place/component，弹出如下所示的selectacomponent对话框，选取RESISTOR，再点击OK按钮。
注意：
该电路当中元件阻值与前面几个步骤中阻值不一样，更改的方法是：
比如（要把R3从5.1千欧更改为20千欧），选中R3电阻，右键，如图所示：
之后，重新选取20千欧电阻便会自动更换。
22、单击仪表工具栏中的第一个（即：
万用表），放置如下图所示
23、单击工具栏中
运行按钮，便进行数据的仿真。
之后，双击
图标，就可以观察三极管e端对地的直流电压。
如图所示
，然后，单击滑动变阻器，
，会出现一个虚框，之后，按键盘上的A键，就可以增加滑动变阻器的阻值，shift+A便可以降低其阻值。
24、静态数据仿真：
1）、调节滑动变阻器的阻值，使万用表的数据为2.2V。
2）、执行菜单栏中simulate/analyses/DCOperatingPoint…
3）、如下所示操作
$1就是电路图中三极管基级上的$1，$3，$6分别是发射极和集电极上的$3和$6。
4）、点击对话框上的Simulate，如下图所示5）、结果是：
6）、记录数据，填如下表：
仿真数据（对地数据）单位：
V
计算数据单位：
基级
集电极
发射极
Vbe
Vce
Rp
★Rp的值，等于滑动变阻器的最大阻值乘上百分比。
25、动态仿真一
1）、单击仪表工具栏中的第四个（即：
示波器Oscilloscope），放置如下图所示，并且连接电路。
（注意：
示波器分为2个通道，每个通道有+和—，连接时只需用+即可，示波器默认的地已经连接好的。
观察波形图时会出现不知道那个波形是那个通道的，解决方法是更改连接通道的导线颜色，即：
右键击导线，弹出
单击wirecolor，可以更改颜色，同时示波器中波形颜色也随之改变。
2）、右击V1，出现
，单击properties，出现
对话框，把Voltage的数据改为10mV，Freguency的
数据改为1kHz，确定。
3）、单击工具栏中
4）、双击
图标，得如下波形：
★：
如果波形太密或者幅度太小，可以调整Scale里边的数据。
5）、记录波形，并说出他们的相位有何不同
26、动态仿真二
1）、删除负载电阻R6，重新连接示波器如图所示
2）、重新启动仿真，波形如下：
★可以单击T1和T2的箭头，移动如图所示的竖线，就可以读出输入和输出的峰值。
★注意：
峰峰值变为有效值除以
。
记录数据如下表：
（注此表为RL为无穷）
仿真数据（注意填写单位）
计算
Vi有效值
V0有效值
Av
3）、其他不变，分别加上5.1k欧和330欧的电阻，如下图所示，并填表
填表：
RL
5.1KΩ
330Ω
其他不变，增大和减小滑动变阻器的值，观察V0的变化，并记录波形。
Vb
Vc
Ve
画出波形
Rp增大
Rp减小
★如果效果不明显，可以适当增大输入信号
27、动态仿真三
1）、测量输入电阻Ri
在输入端串联一个5.1k的电阻，如图所示，并且连接一个万用表，如图连接。
启动仿真，记录数据，并填表。
☆万用表要打在交流档才能测试数据
Ri的计算公式为：
信号发生器有效电压值
万用表的有效数据
Ri
2）、测量输出电阻R0
如图所示：
☆万用表要打在交流档才能测试数据，其数据为VL
☆万用表要打在交流档才能测试数据，其数据为V0
R0的计算公式为：
仿真数据
VL
V0
R0
升级会员 