Multisim7的元器件和仪器仪表.docx

Multisim7的元器件和仪器仪表.docx

《Multisim7的元器件和仪器仪表.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Multisim7的元器件和仪器仪表.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

Multisim7的元器件和仪器仪表

项目10Multisim7的元器件和仪器仪表

10.1Multisim7的元器件

Multisim7提供了非常丰富的元器件，给电路设计和仿真实验带来了极大的便利。

元件库分为两大类：

虚拟元件库和真实元件库。

虚拟元件库用兰绿色图标，元件的参数可以随意调整；真实元件库用黑色图标，元件的参数已经确定，是不可以改变的。

虚拟元器件分10族，真实元器件分13族，每一族又分若干系列。

单击某元件库的图标，即可打开该元件库，如图13-1所示。

图13-1上图为真实元件库，下图为虚拟元件库

真实元件库的类别是：

电源库（Source）、基本元件库（Basic）、二极管库（Diode）、晶体管库（Transistor）、模拟元件库（Analog）、TTL元件库（TTL）、CMOS元件库（CMOS）、数字元件库（MiscellaneousDigital）、混合元件库（Mixed）、指示元件库（1ndicator）、其他元件库（Miscellaneous）、射频元件库（RP）和机电类元件库（Electromechanical）。

虚拟元件库的类别是：

电源库（PowerSource）、信号源库（SignalSource）、基本元件库（Basic）、二极管库（Diodes）、晶体管库（Transistors）、模拟元件库（Analog）、其他元件库（Miscellaneous）、常用虚拟元件库（RatedVirtualComponents）、3D元件库（3DComponents）和测量元件库（MeasurementComponents）。

下面分别予以介绍。

10.1.1电源库

该库包括：

交流电压源、直流电流源、数字地、接地、三相交流电源（角形联结）、三相交流电源（星形联结）、

、

、

和

等电源，如图13-2所示。

所有电源皆为虚拟组件，在使用过程中必须接地。

图13-2电源库图标

10.1.2信号源库

该库包括：

交流电流源、交流电压源、AM调幅源、时钟电流源、时钟电压源、直流电流源、指数电流源、指数电压源、FM调频电流源、FM调频电压源、PWL分段线性电流源、PWL分段线性电压源、脉冲电流源、脉冲电压源、白噪声源，此外，还有受控源，如电压控制电压源VCVS、电压控制电流源VCCS、电流控制电压源CCVS、电流控制电流源源CCCS等，如图13-3所示。

所有电源皆为虚拟组件，在使用过程中必须接地。

图13-3信号源库图标

10.1.3基本元件库

该库共18个系列（Family），包括：

线性电位器、电阻、电容、电感、继电器、可调电容、可调电感、线圈、连接器、变压器和控制开关等，如图13-4所示。

图13-4基本元件库图标

10.1.4二极管库

在虚拟元件库中只有普通二极管和稳压二极管两种。

而在真实元件库中则有：

二极管、稳压二极管、发光二极管、全波桥式整流器（FWB）、可控硅整流器（SCR）、双向开关二极管、三端双向可控硅管和变容二极管等，如图13-5所示。

图13-5二极管库对话框

10.1.5晶体管库

真实元件库：

达林顿NPN三极管、达林顿PNP三极管、热敏场效应管和单结晶体管等，每一系列又含有具体型号的晶体管。

虚拟元件库：

NPN三极管、PNP三极管、N沟道结型场效应管、P沟道结型场效应管、三端耗尽型NMOS场效应管、三端耗尽型PMOS场效应管、四端耗尽型NMOS场效应管、四端耗尽型PMOS场效应管、三端增强型NMOS场效应管、N沟道砷化钾场效应管、P沟道砷化钾场效应管等，如图13-6所示。

图13-6虚拟晶体管库图标

10.1.6模拟集成元件库

真实元件库：

比较器、运算放大器、宽带放大器和特殊功能运算放大器等。

模拟集成元件库：

模拟虚拟器件、五端运算放大器、三端运算放大器,如图13-7所示。

图13-7模拟集成元件库图标

10.1.7TTL元件库

TTL元件库含有74STD和74LS两个系列，每个系列都含有数百个数字集成电路,如图13-8所示。

图13-8TTL元件库对话框

10.1.8CMOS元件库

CMOS（互补金属氧化物半导体）元件库：

与门、或门、非门、或非门、与非门、异或门、同或门、三态缓冲器、缓冲器、施密特触发器、与门IC、或门IC、非门IC、或非门IC、与非门IC、异或门IC、同或门IC和缓冲器IC等，如图13-9所示。

图13-9CMOS元件库对话框

10.1.9其他数字元件库

该库所含元件：

与门、或门、非门、或非门、与非门、异或门、同或门、三态缓冲器、缓冲器、施密特触发器、半加器、全加器，RS触发器、JK触发器、D触发器、多路选择器、译码器、编码器、算数运算器、计算器、移位寄存器、触发器等，此外还包含了TIL系列、VHDL系列和VERILOG-HDL等3个系列，如图13-10所示。

图13-10其他数字元件库对话框

10.1.10混合器件库

混合器件库含有4个系列，分别是虚拟混合器件库（MixedVirtual）、定时器（Timer）、模数-数模转换器（ADCDAC）和模拟开关（AnalogSwitch），如图13-11所示。

图13-11混合器件库对话框

10.1.11指示器件库

指示器件库含有8个系列，分别是：

电压表、电流表、探测器、蜂鸣器、灯泡、虚拟灯泡、指示器、十六进制计数器、条形光柱等，如图13-12所示。

图13-12指示器件库对话框

10.1.12其他器件库

Multisim把不能划分为某一具体类型的器件另归一类，称为其他器件库。

其他器件库中含有两类元器件，一类是虚拟元器件，另一类是真实元器件。

虚拟元器件库：

虚拟开关、熔断器、灯泡、直流电机、光耦合器、七段数码管、555定时器、锁相环和单稳态触发器等。

真实元件库：

传感器、晶体振荡器、真空管、保险丝、稳压器、升压变换器、降压变换器、升降压变换器、有损耗传输线、无损耗传输线、网络和其他等13个系列，如图13-13所示。

图13-13其他器件库对话框

10.1.13射频器件库

射频器件库含有：

射频电容、射频电感、射频NPN晶体管、射频PNP晶体管、射频场效应管、隧道二极管和带状传输线等7个系列，如图13-14所示。

图13-14射频器件库对话框

10.1.14机电器件库

机电器件库含有：

传感开关、瞬时开关、附加触点开关、定时接触器、线圈和继电器、线性变压器、保护装置（熔断器）和输出装置（三相电机）等8个系列，如图13-15所示。

图13-15机电器件库对话框

10.2Multisim7的仪器仪表

Multisim7提供了很多虚拟仪器仪表，可用来测量电路参数或观测图形图像。

这些仪器的设置、使用和数据读取都和真实仪表一样，面板、按钮和开关也与真实仪器相同。

在仪器库中，从左到右依次是：

数字万用表、函数信号发生器、瓦特表、双踪示波器、4通道示波器、波特图仪、频率计数器、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、Ⅳ分析仪、失真分析仪、频谱分析仪、网络分析仪、安捷伦函数信号发生器、安捷伦数字万用表、安捷伦示波器和动态测试探针，如图14-1所示。

图14-1仪表库图标

在Multisim7用户界面中，单击View/Toolbars/Instrument命令，可设置仪器库为显示状态。

光标指向所需仪器，单击鼠标左键，就会出现一个随鼠标移动的虚显示的仪器框，拖放到电路窗口合适的位置，再次单击鼠标左键，仪器的图标和标识符就被放置到工作区上，可以多次重复使用库中的仪表。

下面简单介绍常用仪器的功能和使用方法。

10.2.1数字万用表

数字万用表是使用最频繁的仪表之一，可用来测量交/直流电压、交/直流电流、电阻以及分贝值dB等。

它能自动地调整量程，其内阻和流过的电流可设置为理想值。

数字万用表的外观与实际仪表基本相同，下面为测量类型选择栏：

1、“V”按钮测量电压。

2、“A”按钮测量电流。

3、“Ω”按钮测量电阻。

4、“dB”按钮用来测量分贝。

它们都是通过“＋”、“－”两个端子连接仪表的。

测量电阻时，只要将万用表笔与被测电路并联，就可以测出阻值。

但在测量时，电路中必须有接地点，否则无法测出阻值。

数字万用表的图标和面板如图14-2所示。

图14-2数字万用表

10.2.2函数信号发生器

函数信号发生器是提供正弦波、三角波和方波的信号源。

它不仅可以提供交流信号，还可以提供音频和射频信号，其输出信号的频率、振幅、占空比和直流偏置电压等参数都可以调节。

函数信号发生器有三个接线端：

“＋”端、公共端和“—”端。

图标和面板如图14-3所示，接线方式有两种：

（1）单极性连接：

公共端与公共地连接，“＋”端或“—”端与电路输入相连；

（2）双极性连接：

“＋”端与电路输入“＋”端相连，“—”端与电路输入“—”端相连，如运算放大器等。

图14-3函数信号发生器

10.2.3功率表

功率表也称瓦特表，是用来测量电路的平均功率和功率因数，图标和面板如图14-4所示。

功率表有四个接线端子：

左侧为电压输入端，应与被测电路并联；右侧为电流输入端，应与被测电路串联。

图14-4功率表

10.2.4双踪示波器

双踪示波器是实验中最常用的一种仪器，它不仅可以显示信号的波形，还可以测量信号的频率、幅度和周期等参数，也可用于波形的比较。

图标和面板如图14-5所示。

图14-5双踪示波器

双踪示波器有4个端点，A、B端点分别为两个通道，G为接地端，T是外触发输入端。

为了便于清楚的观测波形，可将连接到A、B通道的导线设置为不同的颜色。

示波器面板是由显示屏和参数设置区构成，其设置方法如下：

（1）时基（Timebase）设置

●扫描时间（Scale）：

表示X轴方向的刻度时间。

单击该栏会出现一对上下翻转箭头，可根据信号频率的高低，选择合适的扫描时间。

通常，时基的调整与输入信号的频率成反比，输入信号的频率越高，时基就越小。

一般初始设置扫描时间与被测信号周期一致。

●X位移（XPosition）：

表示X轴方向时间基准的起点位置。

●工作方式：

Y／T方式显示以时间T为横坐标的变化波形；A／B和B/A方式用于显示频率与相位差；ADD方式则显示A与B通道的叠加波形。

（2）输入通道设置

示波器有两个完全相同的输入通道A和B，ChannelA用来设置A通道输入信号在Y轴的显示刻度。

ChannelB用来设置B通道输入信号在Y轴的显示刻度，两通道的设置方法相同。

●伏/度设置（Scale）：

用于设置Y轴的电压。

●位移设置（Yposition）：

用于设置Y轴时间的起点。

（3）输入耦合方式

设置类型：

AC、0、DC三种类型。

AC表示交流耦合；0表示接地，可用于确定零电平的基准位置；DC表示直流耦合。

（4）触发方式设置

触发设置（Trigger），用来设置示波器的触发方式。

●触发边缘（Edge：

）：

用于选择上升沿触发或下降沿触发。

●触发电平（Level）：

用于选择触发电平的大小。

触发方式共有六种：

Auto为自动触发方式；Norm为常态触发方式；A或B表示将A或B通道的输入信号作为触发信号；Ext为外接触发方式，是指用示波器的外触发端的输入信号作为触发信号；Sing为单次扫描触发方式，一般常用Auto方式，

10.2.5波特图仪

波特图仪是一种用于观察电路频率特性、进行频率分析的仿真仪器，频率测量范围非常宽，其功能相当于扫频仪。

图标和面板如图14-6所示。

图14-6波特图仪

波特图仪有IN和OUT两组端口，左侧IN是输入端口，其“＋”、“—”输入端分别接被测电路输入端的正、负端子：

右侧OUT是输出端口，其“＋”、“－”输入端分别接被测电路输出端的正、负端子。

由于它没有信号发生电路，因此，波特图仪对电路特性测量时，被测电路中必须由一个交流信号源，但对信号源频率的设定没有特殊要求。

波特图仪的面板设置如下：

（1）幅频与相频特性

●幅频特性（Magnitude）：

是电路中两测量点电压的比值（电压增益，dB表示）在某一频率范围内的变化规律，单击Magnitude，窗口显示幅频特性。

●相频特性（Phase）：

是电路中两测量点的相位差（角度表示）在某一频率范围内的变化规律，单击Phase，窗口显示相频特性。

●单击Save，保存测量结果。

●单击Set，设置扫描分辨率，数值越大精度越高。

（2）坐标设置

纵坐标（Vertical）和横坐标（Horizontal），可以选择对数Log，也可以选择线性Lin，当在很大范围内对电路进行分析时，一般采用对数坐标系，如分析频率响应等。

I和F分别设置坐标的起点值和终点值。

横坐标表示测量信号的频率，纵坐标表示测量信号的相位或电压增益。

10.2.6字信号发生器

字信号发生器是一个能产生32位同步逻辑信号的仪表，用于数字电路的测试。

图标和面板如图14-7所示。

图14-7字信号发生器

字信号发生器左侧有0～15共16个端子，输出低16位逻辑信号；右侧有16～31共16个端子，输出高16位逻辑信号。

底部的R端为输出信号准备好标志端，T端为外触发信号端。

面板设置如下：

（1）控制（Controls）区

用于字信号输出方式的设置。

字信号发生器被激活后，字信号将按照一定规律逐行输出。

其输出方式分为三种：

Step表示单步输出；Burst表示字信号从初始值开始，逐条输出直至终止值为止；Cycle表示字信号在设置好的初始值和终止值之间循环不断地输出信号。

Set为设定按钮，单击此按钮，会弹出一个Settings对话框。

Settings对话框主要用于设置和保存字信号变化的规律的文件。

（2）显示（Display）区

用于字信号显示方式的设置。

其显示方式分为四种：

Hex表示字信号以十六进制显示；Dec表示字信号以十进制显示；Binary表示字信号以二进制显示；ASCII表示字信号以ASCII码显示。

（3）触发（Trigger）区

用于触发方式的设置。

其触发方式分为两种：

Internal表示内部触发方式；External表示外部触发方式。

当选择内部触发方式时，字信号的输出直接受输出方式按钮Cycle、Burst和Step的控制。

当选择外部触发方式。

必须外接触发信号，而且要定义“上升沿触发”或“下降沿触发”，待外触发脉冲信号到来时才输出字信号。

（4）频率（Frequency）区

用于设置字信号的输出频率。

10.2.7逻辑分析仪

逻辑分析仪主要用于对数字信号的高速采集和时序分析。

可以同时观察和记录16路数字信号，应用于数字逻辑电路的设计和分析，并可以自动进行错误修正。

图标和面板如图14-8所示。

逻辑分析仪的左侧有16个信号输入端，用于连接电路的被测信号。

底部有三个端子：

C是外部时钟输入端，Q是时钟控制输入端，T是触发控制输入端。

电路被激活后，逻辑分析仪记录其接线端的输入值，并显示触发前后的数据波形，该波形是一个随时间变化的方波。

16个输入端，从上到下依次为最低位至最高位。

最上面的波形是通道1的波形；其后是通道2的波形，依此类推。

所显示波形的颜色与该输入信号的连线颜色相同。

图14-8逻辑分析仪

（1）显示设置

用于控制波形的显示和清除。

它的左下部有3个按钮：

停止（Stop）、复位（Reset）和转换（Reverse）。

单击“Stop”停止仿真,单击“Reset”复位清除已显示的波形，单击“Reverse”设置显示区的背景色。

（2）时钟设置

对波形采样的控制时钟可进行设置，当波形密集时，可设置得小一点。

单击Set按钮，弹出设置对话框，如图14-9所示。

波形采样既可选择内部时钟也可选择外部时钟，为便于同步，通常选用外部时钟工作方式。

图14-9时钟设置对话框图14-10触发信号设置对话框

（3）触发设置

触发方式有三种：

上升沿触发、下降沿触发和任意边沿触发，可以单击触发控制区（Trigger）的“Set”按钮进行选择，弹出触发信号设置对话框，如图14-10所示。

10.2.8逻辑转换仪

逻辑转换仪是Multisim7软件特有的虚拟仪器，实验室里并不存在。

主要用于逻辑电路、真值表和逻辑表达式之间的转换，为逻辑电路的设计和仿真提供了极大的便利。

图标和面板如图14-11所示。

逻辑转换仪共有9个端子，左侧8个端子用来连接电路输入端，最右边的一个端子为输出端子。

在将逻辑电路转化为真值表时，图标需与逻辑电路相连。

1、逻辑电路分析

逻辑电路分析就是根据给定的逻辑图，找出输入和输出信号之间的逻辑关系，写出逻辑表达式，化简并分析逻辑功能，分析过程通常分为四步：

●将给定的逻辑电路转换成真值表；

●将真值表转换成逻辑表达式；

●化简逻辑表达式；

●分析逻辑功能。

图14-11逻辑转换仪

（1）将逻辑电路转换成真值表

将逻辑电路的输入端和输出端分别与逻辑转换仪的输入端和输出端相连，单击“电路→真值表”按钮

，系统便会自动列出真值表，如图14-12所示。

图14-12逻辑电路转换成真值表和逻辑表达式

真值表区分为三栏：

左边显示输入变量（十进制数），中间显示输入变量组合，右边显示逻辑函数的值。

输入变量共有8个，从A到H。

选定输入变量后，右边会出现“？

”，单击“？

”，可在0、1和X之间进行设定，X为不定值。

（2）将真值表转换成逻辑表达式

单击“真值表→表达式”

功能键，在面板下部便会自动列出逻辑表达式，如图14-12所示。

表达式中的“ˊ”表示非，如Aˊ表示

。

（3）化简逻辑表达式

单击

功能键，可得到简化表达式，如AC＋AB＋BC。

2、逻辑电路设计

逻辑电路的设计与逻辑电路的分析正好相反，设计过程一般分为四步；

●根据给定的逻辑要求建立真值表；

●根据真值表转换成逻辑表达式；

●化简逻辑表达式；

●将简化的逻辑表达式转换成逻辑电路。

（1）根据给定的逻辑要求建立真值表

设计一个三人表决电路，输入变量为A、B、C三人，少数服从多数，二人以上同意，F为1，否则为0。

根据题意列出真值表，如图14-13所示。

图14-13真值表转换成逻辑表达式和逻辑电路

（2）将真值表转换成逻辑表达式

单击

功能键，由真值表→逻辑表达式。

（3）化简逻辑表达式

单击

功能键，化简逻辑表达式。

（4）将简化的逻辑表达式转换成逻辑电路。

单击

功能键，由逻辑表达式→逻辑电路,如图14-13所示。

3、其它转换

单击

功能键，由逻辑表达式→与非门逻辑电路。