电工电子技术仿真实验

图14-2 菜单命令区 2.元器件库区：提供各种虚元器件和实元器件，如 元器件库区：提供各种虚元器件和实元器件， 元器件库区 图14-3所示 所示
图14-3 元器件库区
3.工具按钮区：提供了与菜单命令相对应的主要快 工具按钮区： 工具按钮区 捷按钮，如图14-4所示 捷按钮，如图 所示
图14-4 工具按钮区 4.虚拟仪器区（主界面右侧）：右侧竖列图标 虚拟仪器区（主界面右侧）：右侧竖列图标 虚拟仪器区 ）： 为虚拟仪器区， 为虚拟仪器区，提供了各类虚拟仪器 5.电路设计窗口区：界面中央带有标尺和网格 电路设计窗口区： 电路设计窗口区 的区域为电路设计窗口区
2.放置元器件：点击元器件所在库的图标打开对应 放置元器件： 放置元器件 的元器件库，双击选择要使用的元器件， 的元器件库，双击选择要使用的元器件，即可在电 路设计窗口中看到所选的元器件符号， 路设计窗口中看到所选的元器件符号，将其拖入电 路设计窗口放在所希望的位置即可 3.元器件的编辑：点击已放置好的元器件，该元器 元器件的编辑：点击已放置好的元器件， 元器件的编辑 件将被虚线包围，表示该元器件已被选中， 件将被虚线包围，表示该元器件已被选中，点击右 在弹出的菜单中选择编辑功能， 键，在弹出的菜单中选择编辑功能，即可对元器件 进行编辑 4.元器件的连接：将光标移至需要连线的元器件管 元器件的连接： 元器件的连接 当光标变为十字线时，点击左键， 脚，当光标变为十字线时，点击左键，拖动光标至 连接位置， 连接位置，再次点击左键完成连线
在工具按钮区点击Run/Stop Simulation（F5）图 在工具按钮区点击 （ ） 标启动电路仿真（ 命令等价） 标启动电路仿真（与Simulate → Run命令等价） 命令等价 启动电路仿真后界面底部右侧会出现仿真时间显示 和仿真状态指示。双击电路中的仪表图标（ 和仿真状态指示。双击电路中的仪表图标（如：示 波器）， ），就会看到输出在示波器上的波形 波器），就会看到输出在示波器上的波形 在工具按钮区点击Run/Stop Simulation（F5）图 在工具按钮区点击 （ ） 标，停止电路仿真
电工电子技术仿真实验
电子电路仿真软件Multisim使用 使用 电子电路仿真软件 介绍
实验是大学学习过程中不可缺少的一个环节， 实验是大学学习过程中不可缺少的一个环节，对我 们深刻理解课堂理论、理论联系实际、 们深刻理解课堂理论、理论联系实际、强化动手能 训练创新思维都有着不可替代的作用。 力、训练创新思维都有着不可替代的作用。 对于任何一个电子电路实验室都应具备以下条件： 对于任何一个电子电路实验室都应具备以下条件： 空间、工作台、元器件库、仪器、设备、工具。 空间、工作台、元器件库、仪器、设备、工具。 由于各种条件的限制，如投资、时间、空间……， 由于各种条件的限制，如投资、时间、空间 ， 实验室又给我们带来一些限制。 实验室又给我们带来一些限制。
随着计算机技术的发展， 随着计算机技术的发展，可否构造出一种虚拟实验 室来克服这些传统意义上的实验室的不足呢？ 室来克服这些传统意义上的实验室的不足呢？答案 是肯定的，这就是电子电路设计自动化软件（ 是肯定的，这就是电子电路设计自动化软件（EDA） ）
我们使用各种元器件搭建的电路都是为了一个目 对给定信号利用电路对信号进行某种运算， 的——对给定信号利用电路对信号进行某种运算， 对给定信号利用电路对信号进行某种运算 得到所要求的输出（电流、电压、 ）。对于 得到所要求的输出（电流、电压、……）。对于 ）。 各种元器件运算的数学模型， 各种元器件运算的数学模型，有些我们是非常清 楚的（ 电容、电阻、电感）， ），有些是在一定 楚的（如：电容、电阻、电感），有些是在一定 的条件下可以用某种数学模型来近似（ 的条件下可以用某种数学模型来近似（如：硅三 极管工作在小信号放大状态时， 极管工作在小信号放大状态时，其模型是一电流 控制电流源； 管在小信号放大状态时， 控制电流源；MOS管在小信号放大状态时，其模 管在小信号放大状态时 型是一电压控制电流源、 ）。还有一些则是 型是一电压控制电流源、……）。还有一些则是 ）。 通过大量统计数据得到的经验数学模型（ 通过大量统计数据得到的经验数学模型（如：传 输线、 输线、……） ）
电子电路的测量—虚拟仪器、 电子电路的测量 虚拟仪器、仪表的使用 虚拟仪器 Multisim为用户提供了对电路进行简单测量装置， 为用户提供了对电路进行简单测量装置， 为用户提供了对电路进行简单测量装置 除此之外还提供了19种通用和专用的虚拟仪器 种通用和专用的虚拟仪器、 除此之外还提供了 种通用和专用的虚拟仪器、仪 基本可以满足各类电子电路分析、 表，基本可以满足各类电子电路分析、测量的需要 使用简单测量装置时， 使用简单测量装置时，通过点击虚拟元器件库最右 侧图标（Show Measurement Family）旁的下拉 侧图标（ ） 按钮，即可选择使用简单测量装置。 按钮，即可选择使用简单测量装置。将选择的简单 测量装置拖至指定位置，点击左键完成放置， 测量装置拖至指定位置，点击左键完成放置，在与 被测电路连接后，启动仿真即可看到测量结果。 被测电路连接后，启动仿真即可看到测量结果。
Multisim快速入门 快速入门 根据Multisim安装文件提示，完成软件安装。第一次 安装文件提示，完成软件安装。 根据 安装文件提示 启动Multisim后，会出现如图 启动 后 会出现如图14-1所示的界面 所示的界面
图14-1 multis im软 软 件主界 面
一、Multisim主界面介绍 主界面介绍 Mulitisim的主界面可以分成几个区域 的主界面可以分成几个区域 1.菜单命令区 提供了各类下拉菜单命令，如图 菜单命令区:提供了各类下拉菜单命令 菜单命令区 提供了各类下拉菜单命令， 14-2所示 所示
搭建电路 1.编辑自己的电路：使用File → New命令或点击工 编辑自己的电路：使用 编辑自己的电路 命令或点击工 具按钮区的New（Ctrl＋N）图标即创建了一个新的 具按钮区的 （ ＋ ） 电路设计窗口。 电路设计窗口。 使用File → New Project…命令还可以建立自己的工 使用 命令还可以建立自己的工 程文件。 程文件。 有关File菜单的命令，如保存、另存、调入、打印预 菜单的命令， 有关 菜单的命令 如保存、另存、调入、 打印、关闭、 等与Word等工具软件的操作 览、打印、关闭、……等与 等与 等工具软件的操作 十分相似
Multisim是一款比较优秀的电子电路仿真软件，熟 是一款比较优秀的电子电路仿真软件， 是一款比较优秀的电子电路仿真软件 练掌握其使用方法和技巧会对多门课程的学习产生 积极影响，这些课程包括：电工学、电路理论、 积极影响，这些课程包括：电工学、电路理论、模 拟电子电路、数字电子电路、高频电子电路、 拟电子电路、数字电子电路、高频电子电路、信号 与系统、电力电子技术、自动控制系统……。因此， 与系统、电力电子技术、自动控制系统 。因此， Multisim应该是相关专业学生努力掌握的重要工具 应该是相关专业学生努力掌握的重要工具 之一
7.Spreadsheet View：单观察区（主界面底部） ：单观察区（主界面底部） Spreadsheet View包含四个选项卡： 包含四个选项卡： 包含四个选项卡 Results：显示电路连接的检查结果 ： Nets：观察电路的节点情况 ： Components：观察电路所使用的元件情况 ： PCB Layers：观察电路 ：观察电路PCB板的情况 板的情况 后三项选项卡中，都有可修改参数， 后三项选项卡中，都有可修改参数，一般情况下无 需修改
6.Design Toolbox：设计工具框（主界面左侧） ：设计工具框（主界面左侧） Design Toolbox包含三个选项卡： 包含三个选项卡： 包含三个选项卡 Visibility：改变当前电路设计窗口内电路的显示 ： 状态 Hierarchy:观察电路设计窗口内的电路组成情况 观察电路设计窗口内的电路组成情况 Project View：观察一个电路工程的构成情况 ：
Multisim应用举例 应用举例
举例应用的是Multisim10.0版本。 版本。 举例应用的是 版本
一、Multisim在直流电路分析中的应用 在直流电路分析中的应用 例1 利用Multisim提供直流工作点的分析方法，对 利用 提供直流工作点的分析方法， 提供直流工作点的分析方法 一个比较复杂的直流电路（见图14-5）迅速的 一个比较复杂的直流电路（见图 ） 分析出结果。 分析出结果。
如：不可能在实验室配备所有的元器件；不可能将 不可能在实验室配备所有的元器件； 各种仪器、设备装配到每人一套； 各种仪器、设备装配到每人一套；不可能在任意想 做试验的时间提供试验条件； 做试验的时间提供试验条件；不可能提供所需要的 所有设备；不可能提供所有试验环境； 所有设备；不可能提供所有试验环境；实验室也不 可能承担过大的损耗——元器件的损耗、仪器、设 元器件的损耗、 可能承担过大的损耗 元器件的损耗 仪器、 备的损耗
在已知元器件数学模型的基础上， 在已知元器件数学模型的基础上，用元器件搭建的电 路也可以看成是各个数学模型的连接， 路也可以看成是各个数学模型的连接，电路各点的电 压、电流可以通过给定元器件的数学模型精确计算 将原来的试验过程变成为一种计算过程， 将原来的试验过程变成为一种计算过程，将计算结果 以各种方式显示出来——如：数字、曲线、表格、仪 以各种方式显示出来 如 数字、曲线、表格、 表指示等。如果元器件的模型足够多，测量、 表指示等。如果元器件的模型足够多，测量、分析的 程序足够多， 程序足够多，多到足以涵盖我们所搭建的各种电路和 对电路的各种测量和分析， 对电路的各种测量和分析，那么这个由众多程序组成 的软件包就构成了我们的虚拟实验室！ 的软件包就构成了我们的虚拟实验室！ 换言之，你拥有了软件包就拥有了“实验室” 换言之，你拥有了软件包就拥有了“实验室”
这些简单测量装置包括：电流表、电压表、 这些简单测量装置包括：电流表、电压表、各种颜 色的电平指示灯（ 色的电平指示灯（被测点电压高于电平指示灯设定 工作电压时，电平指示灯发光； 工作电压时，电平指示灯发光；电平指示灯的内阻 为无穷大）。 ）。如果电路中既有交流成分又有直流成 为无穷大）。如果电路中既有交流成分又有直流成 分时，双击测量仪表图标， 分时，双击测量仪表图标，可对仪表的测量方式 交流、直流）和仪表的内阻进行设置。 （交流、直流）和仪表的内阻进行设置。在交流测 量时，仪表的显示值为均方根值（ 量时，仪表的显示值为均方根值（RMS） ）
二、Multisim快速入门 快速入门 通过Multisim提供的范例可使我们以最快的速度对 通过 提供的范例可使我们以最快的速度对 Multisim的工作过程有一个清晰的了解 的工作过程有一个清晰的了解 具体操作如下： 具体操作如下： 使用菜单命令区的File → Open Sample…命令，进 命令， 使用菜单命令区的 命令 的范例目录， 入Mulitisim的范例目录，选择打开一个文件 的范例目录 将鼠标指向工具按钮区的各图标， 将鼠wenku.baidu.com指向工具按钮区的各图标，鼠标处会出现图标 功能说明。尝试使用工具按钮区的工具， 功能说明。尝试使用工具按钮区的工具，体会其作用
虚拟实验室虽好， 虚拟实验室虽好，但不能说有了虚拟实验室就可以取 代传统实验室。原因在于电路的组成形态是复杂的， 代传统实验室。原因在于电路的组成形态是复杂的， 我们可以为各种组成电路的电子元器件建立各种数学 模型，使之虚拟化，但这些模型的建立是有条件的。 模型，使之虚拟化，但这些模型的建立是有条件的。 也就是说， 也就是说，在一定的条件下电路模型可以反映电路内 电流电压的真实变化；但如果超出了限定的条件， 电流电压的真实变化；但如果超出了限定的条件，模 型就失去了意义 例如： 高频环境工作下的普通电阻（ 例如： 高频环境工作下的普通电阻（频率较低时表 现为纯电阻， 现为纯电阻，当频率高到一定程度时其电抗的特性 就会表现出来） 就会表现出来）