797-第7章Multisim在模拟电子线路中的应用-100页PPT资料
合集下载
《multisim使用》课件
MultiSim 的数字电路设计来自数字电路设计的基础 知识
数字电路设计需要掌握二 进制和逻辑门的运算特性 等。
MultiSim 的数字电路 设计流程
在 MultiSim 中设计数字电 路可以通过绘制逻辑图以 及进行仿真和分析来实现。
MultiSim 的数字电路 设计案例
比如可以设计一个四位计 数器，或使用 shift register 实现数据存储和移位等。
Multisim 使用 PPT 课件
欢迎来学习 Multisim 的使用！在这个课程中，我们将介绍 Multisim 的基本操 作以及它在模拟电路和数字电路设计中的应用。
MultiSim 介绍
什么是 MultiSim
MultiSim 的应用场景
MultiSim 的核心功能
MultiSim 是一种电路设计软件， 可用于模拟和分析模拟电路和 数字电路。它由 National Instruments 公司开发。
MultiSim 的实现原理
MultiSim 的原理和算法
MultiSim 采用基于 SPICE 器件模型的算法，能够在多语言状态下运行，能够支持直流、交流、瞬态 响应等。
MultiSim 的实现方式和机制
MultiSim 是一款模拟电路软件，支持在电路的层次结构上进行设计，并实现了元件和信号的完美解 释。
1
模拟电路设计的基础知识
在 MultiSim 中设计模拟电路需要掌握电路基础知识、元件特性和信号处理等。
2
MultiSim 的模拟电路设计流程
在 MultiSim 中设计模拟电路可以通过绘制电路图和进行仿真分析实现。
3
MultiSim 的模拟电路设计案例
比如可以设计一个从电压源中分离直流电压的电路，或者设计一个反馈放大电路，等 等。
《模拟电子线路》课件
元件参数优化
元件参数优化
在模拟电子线路中，元件参数的选择对电路性能具有重要影响。通过优化元件参数，可以 提高电路性能、减小功耗和减小体积。
电阻优化
电阻是模拟电子线路中常用的元件，其阻值和功率等参数的选择对电路性能有直接影响。 优化电阻参数，如选用高精度、低温度系数的电阻，可以减小电路误差和提高稳定性。
电路板制作
将PCB板图交给工厂制作电路 板。
电路原理图设计
根据设计要求，使用电路设计 软件绘制电路原理图。
PCB板设计
使用PCB设计软件，将电路原 理图转换为PCB板图。
元件焊接与组装
将采购的元件焊接到电路板上 ，完成电路板的组装。
电路调试与测试
电源检查
检查电源是否正常，确保电源电压符 合要求。
02
电路性能改进
电源效率改进
在模拟电子线路中，电源效率是一个重要的性能指标。通 过改进电源效率，可以减小功耗和减小散热问题。
信号质量改进
信号质量是模拟电子线路中的关键性能指标之一。通过改 进信号质量，可以提高电路的信噪比和减小失真。
动态性能改进
动态性能是模拟电子线路中衡量电路快速响应能力的指标 。通过改进动态性能，可以提高电路的响应速度和减小超 调和振荡。
特点
模拟电路能够实现信号的放大、滤波 、转换等功能，具有高精度、低噪声 、稳定性好等优点，广泛应用于通信 、音频、图像处理等领域。
模拟电子线路的应用
01
02
03
通信系统
模拟电子线路在通信系统 中主要用于信号的发送、 接收和处理，如调制解调 器、滤波器等。
音频处理
模拟电子线路在音频处理 中主要用于信号的放大、 滤波和音效处理，如音频 功放、音响设备等。
Multisim仿真技术与应用幻灯片PPT
项目一 电源设计
6.取样电路的选择（150Ω，1kΩ，330Ω）
• 当电源输出功率最大时，UO=12V，IO=800mA， 考虑尽量不增加 电源总功率 ，取样支路的电流也应远小于800mA， 但取样电路的电 流也不宜太小，应使其远大于VT3的基极驱动电流。取 IR5max=10mA,那么(R5+Rp1+R6)min=12/10mA=1.2kΩ。
项目一 电源设计
2.整流管选择（1N4001）
• 每只整流管的最大整流电流为： • IDmax＝0.5×IL=0.5×800mA＝0.4A • 考虑到取样和放大局部的电流，可选取最大电流IDmax为0.5A。 • 整流管的耐压URM即当市电上升10％时的最大反向峰值电压为： • URM≈1.414×U2max＝1.414×1.1×18V≈28V • 得到这些参数后可以查阅有关整流二极管参数表，这里我们选择额定
• 取R5+Rp1+R6≈1.5kΩ，VT3基极电位UB3=0.7+0.7=1.4V，
•
UB3 × (R5+Rp1+R6)/R6>12V且UB3 × (R5+Rp1+R6)/R6 ≈
12V，
•
因此有：R6<175Ω。功率<0.0175，选择R6：150Ω/0.25W
•
UB3 ×(R5+Rp1+R6)/(Rp1+R6)<3V，UB3
Multisim仿真技术与应用 幻灯片PPT
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
6.取样电路的选择（150Ω，1kΩ，330Ω）
• 当电源输出功率最大时，UO=12V，IO=800mA， 考虑尽量不增加 电源总功率 ，取样支路的电流也应远小于800mA， 但取样电路的电 流也不宜太小，应使其远大于VT3的基极驱动电流。取 IR5max=10mA,那么(R5+Rp1+R6)min=12/10mA=1.2kΩ。
项目一 电源设计
2.整流管选择（1N4001）
• 每只整流管的最大整流电流为： • IDmax＝0.5×IL=0.5×800mA＝0.4A • 考虑到取样和放大局部的电流，可选取最大电流IDmax为0.5A。 • 整流管的耐压URM即当市电上升10％时的最大反向峰值电压为： • URM≈1.414×U2max＝1.414×1.1×18V≈28V • 得到这些参数后可以查阅有关整流二极管参数表，这里我们选择额定
• 取R5+Rp1+R6≈1.5kΩ，VT3基极电位UB3=0.7+0.7=1.4V，
•
UB3 × (R5+Rp1+R6)/R6>12V且UB3 × (R5+Rp1+R6)/R6 ≈
12V，
•
因此有：R6<175Ω。功率<0.0175，选择R6：150Ω/0.25W
•
UB3 ×(R5+Rp1+R6)/(Rp1+R6)<3V，UB3
Multisim仿真技术与应用 幻灯片PPT
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
Multisim基本操作介绍详解PPT课件
20
第20页/共64页
8. PCB选项 PCB选项选择与制作电路板相关的命令 。
9. Default对话框 Set as Default按钮将当前设置存为用户默认设置，影响新
建电路图；Restore Default按钮将当前设置恢复为用户的默认设 置。OK按钮不影响用户的默认设置，只影响当前电路图设置。
17
第17页/共64页
2. Workspace选项 Workspace选项有三个栏目。Show栏目实现电路工作区显
示方式的控制；Sheet size栏目实现图纸大小和方向的设置； Zoom level栏目实现电路工作区显示比例的控制。 3. Wiring选项
Wiring选项有两个栏目。Wire width栏目设置连接线的线 宽； Autowire栏目控制自动连线的方式。
18
第18页/共64页
4. Component Bin选项 Component Bin选项有两个栏目。Symbol standard栏目用
来选择元器件符号标准。有两种符号标准可以选择：ANSL美 国标准元件符号和DIN欧洲标准元件符号；Place component mode栏目选择元器件的操作模式。 5. Font选项
1.2.2 电路图 选择菜单Options栏下的Preference命令，出现如图所示的对
话框，每个选项下又有各自不同的对话内容，用于设置与电路显 示方式相关的选项。
16
第16页/共64页
1. Circuit选项 Show栏目的显示控制如下： Show component label：是否显示元器件的标识文字； Show component reference ID：是否显示元器件的序号； Show node names：是否显示节点编号； Show component values：是否显示元器件数值； Show component attribute：是否显示元器件属性； Color栏目用来改变电路显示的颜色。
第20页/共64页
8. PCB选项 PCB选项选择与制作电路板相关的命令 。
9. Default对话框 Set as Default按钮将当前设置存为用户默认设置，影响新
建电路图；Restore Default按钮将当前设置恢复为用户的默认设 置。OK按钮不影响用户的默认设置，只影响当前电路图设置。
17
第17页/共64页
2. Workspace选项 Workspace选项有三个栏目。Show栏目实现电路工作区显
示方式的控制；Sheet size栏目实现图纸大小和方向的设置； Zoom level栏目实现电路工作区显示比例的控制。 3. Wiring选项
Wiring选项有两个栏目。Wire width栏目设置连接线的线 宽； Autowire栏目控制自动连线的方式。
18
第18页/共64页
4. Component Bin选项 Component Bin选项有两个栏目。Symbol standard栏目用
来选择元器件符号标准。有两种符号标准可以选择：ANSL美 国标准元件符号和DIN欧洲标准元件符号；Place component mode栏目选择元器件的操作模式。 5. Font选项
1.2.2 电路图 选择菜单Options栏下的Preference命令，出现如图所示的对
话框，每个选项下又有各自不同的对话内容，用于设置与电路显 示方式相关的选项。
16
第16页/共64页
1. Circuit选项 Show栏目的显示控制如下： Show component label：是否显示元器件的标识文字； Show component reference ID：是否显示元器件的序号； Show node names：是否显示节点编号； Show component values：是否显示元器件数值； Show component attribute：是否显示元器件属性； Color栏目用来改变电路显示的颜色。
第7讲 基于Multisim的模拟电路分析
2
Rc
1
1
Rc － V2 c2
2
c1 V1
＋
Uo
Rb
2
1
Rs
2
Rs Ui
1
c1 V1 1 Uid 2
Rb
2
1
Rs
2
＋ ＋
U id Ui －
2
1 U 2 id
－
(a) 共模信号
(b) 差模信号
信号变化的模式 是共同的
差动电路的两种输入信号
信号变化的模式 是有差别的
2. 差模信号及差模电压放大倍数Aud
Uid Ui1 Ui2
U id1 U id2 1 1 U id (U i1 U i2 ) 2 2
U ic
U i1 U i2 2
Ui1 Uic Uid1 Ui2 Uic Uid1
Uo AudUid AucUic
差动放大电路的四种接法
＋UCC Rc Rs ＋ Ui － ＋ Ui －
例5 射极跟随器(射极输出器)分析
负载电阻断开情况
输出情况不变
例6 差动放大器分析
输入有差别，输出才有变动；输入无差别，输出就不动。
1. 共模信号及共模电压放大倍数Auc
Uic1 Uic2
＋UCC Rb Rs ＋ Ui －
1
U oc Auc 0 U ic
＋UCC Rb Rc 1 U o ＋ ＋ R L Uo 1 － － Rc － c ＋ 2 V 2 Uo 2 － ＋
c 1
c1
Uo － V2
Rc c2
＋UCC
2
Rc Iic ＋ U ic － Rs c1 V1
1
1
Rc c2 V2
Rc
1
1
Rc － V2 c2
2
c1 V1
＋
Uo
Rb
2
1
Rs
2
Rs Ui
1
c1 V1 1 Uid 2
Rb
2
1
Rs
2
＋ ＋
U id Ui －
2
1 U 2 id
－
(a) 共模信号
(b) 差模信号
信号变化的模式 是共同的
差动电路的两种输入信号
信号变化的模式 是有差别的
2. 差模信号及差模电压放大倍数Aud
Uid Ui1 Ui2
U id1 U id2 1 1 U id (U i1 U i2 ) 2 2
U ic
U i1 U i2 2
Ui1 Uic Uid1 Ui2 Uic Uid1
Uo AudUid AucUic
差动放大电路的四种接法
＋UCC Rc Rs ＋ Ui － ＋ Ui －
例5 射极跟随器(射极输出器)分析
负载电阻断开情况
输出情况不变
例6 差动放大器分析
输入有差别，输出才有变动；输入无差别，输出就不动。
1. 共模信号及共模电压放大倍数Auc
Uic1 Uic2
＋UCC Rb Rs ＋ Ui －
1
U oc Auc 0 U ic
＋UCC Rb Rc 1 U o ＋ ＋ R L Uo 1 － － Rc － c ＋ 2 V 2 Uo 2 － ＋
c 1
c1
Uo － V2
Rc c2
＋UCC
2
Rc Iic ＋ U ic － Rs c1 V1
1
1
Rc c2 V2
Multisim学习资料ppt
• 4. Place（放置）菜单 • Place（放置）菜单提供在电路工作窗口内放置元件、 连接点、总线和文字等17个命令， Place菜单中的命 令及功能如下： • Component：放置元件。 • Junction：放置节点。 • Wire：放置导线。 • Bus：放置总线。 • Connectors：放置输入／输出端口连接器。 • New Hierarchical Block：放置层次模块。 • Replace Hierarchical Block：替换层次模块。
1.2.2 multisim菜单栏
• multisim10有12个主菜单，如图1.2.2所示，菜单中提 供了本软件几乎所有的功能命令。
• 1. File（文件）菜单 • File（文件）菜单提供19个文件操作命令，如打开、保 存和打印等， File菜单中的命令及功能如下： • New：建立一个新文件。 • Open：打开一个己存在的*．msm10、*．msm9、 *．msm8、*．msm7、*．ewb或*．utsch等格式的文 件。 • Close：关闭当前电路工作区内的文件。 • Close All：关闭电路工作区内的所有文件。 • Save：将电路工作区内的文件以 *．msm10的格式存 盘。 • Save as：将电路工作区内的文件另存为一个文件，仍 为 *．msm10格式。
•
NI Multisim 10有丰富的Help功能，其Help系统不仅包 括软件本身的操作指南，更重要的是包含有元器件的 功能解说，Help中这种元器件功能解说有利于使用 EWB进行CAI教学。另外，NI Multisim10还提供了与 国内外流行的印刷电路板设计自动化软件Protel及电路 仿真软件PSpice之间的文件接口，也能通过Windows 的剪贴板把电路图送往文字处理系统中进行编辑排版。 支持VHDL和Verilog HDL语言的电路仿真与设计。
Multisim仿真软件在模拟电路课程教学中的应用-精品文档
Multisim仿真软件在模拟电路课程教学中的应用0 引言在过去的二十年中，计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，CAI）得到了长足的发展，并在很多教学实践，尤其是工科专业的教学中取得了成功的应用[1]。
工科专业的课程教学中概念和方法通常都比较抽象复杂，并且往往需要实验的配合。
然而，实验本身也有困难，而且某些实验还存在一定的危险，因此，工科专业的教学一直比较困难。
连接理论教学和实验的桥梁是仿真，其优点是不需要实际的物理对象，而用计算机模拟，具有直观，操作方便和无危险等，比如Matlab和Labview等软件都取得很好的应用[2-3]。
作为电子类基础课程之一，模拟电路由于其涉及的理论基础难度大，逻辑性强，实验操作不易等问题，长期成为教学的难点[5]，尤其是在没有很好的电路基础和物理基础的情况下，学模电是难上加难。
无论是二极管和三极管的特性，基本放大电路，还是集成电路，其理论都非常不直观，需要从很多角度去看才能更好地理解。
模拟电路实验有助于对理论的理解，然而，模拟电路的实验设计和实现非常耗费时间，而且要求熟练使用示波器、万用表等工具，这对低年级的本科生而言有很大的难度。
电路仿真软件Multisim的出现，为理论和实验之间由架了一座桥，在模拟电路的教学中起到了非常好的促进作用[4]。
尤其是简单的工作界面，可以随意调整元件的参数，丰富的虚拟测量仪器库，使得该软件在越来越多的电路课堂教学中被使用。
本文首先对Multisim进行基本介绍，然后通过稳定工作点放大电路应用，说明如何通过仿真和理论结合，以加深学生的理解。
1 Multisim的介绍及其在模拟电路中的应用举例1.1 Multisim的基本介绍Multisim是美国国家仪器（NI）XX公司推出的以Windows 为基础的仿真工具，目前使用比较广泛的是Multisim10。
其特点包括：界面友好，元器件和测量仪器丰富，以及分析工具强大等。
Multisim仿真-电路分析PPT演示课件
•4
5.1 基尔霍夫定律
注意电流的方向、参考方向 电流表内阻在表旁；双击可以更改Mode(DC/AC)
•5
5.1 基尔霍夫定律
2. KVL
•6
5.2 节点电压法
节点电压法：对所有独立节点列KCL方程组，求解。 当电路结构复杂时，计算困难！
•7
5.2 节点电压法
用仿真方法可以顺利解决这一问题。
等效电阻为二者之比。
•12
5.6 RC一阶电路
方波作为信号源。
•13
5.6 RC一阶电路
示波器上读时间常数。
•14
5.7 谐振电路仿真
作业：
进行RLC串联电路频响仿真 要求： （1）参数自定（提示：交流信号源不必设置） （2）仿真内容包括幅频、相频特性，给出相应图示 （3）实验分析品质因数与选频作用 （4）仿真独立写一个报告，A4打印，不得超过4页 （5）若发现雷同则雷同报告一律计零分
•2
第5章 Multisim应用于电路分析
5.1 基尔霍夫定律 5.2 节点分析法 5.3 叠加原理 5.4 戴维南及诺顿等效电路 5.5 最大功率传输 5.6 过渡过程仿真 5.7 谐振电路仿真 5.8 三相电路仿真 5.9 二端口网络
•3
5.1 基尔霍夫定律
1. KCL 电压表和电流表：Place/Component/Indicators
•16
5.8 三相电路仿真
三相星形联结电路仿真
•17
5.8 三相电路仿真
电流表、电压表模式更改：AC 仿真
开关设置
•18
5.8 三相电路仿真
各表显示的数值：线电压、相电压、线电流=相电 流、中性线电流（约等于零）
•19
添加直流电压表，仿真。
5.1 基尔霍夫定律
注意电流的方向、参考方向 电流表内阻在表旁；双击可以更改Mode(DC/AC)
•5
5.1 基尔霍夫定律
2. KVL
•6
5.2 节点电压法
节点电压法：对所有独立节点列KCL方程组，求解。 当电路结构复杂时，计算困难！
•7
5.2 节点电压法
用仿真方法可以顺利解决这一问题。
等效电阻为二者之比。
•12
5.6 RC一阶电路
方波作为信号源。
•13
5.6 RC一阶电路
示波器上读时间常数。
•14
5.7 谐振电路仿真
作业：
进行RLC串联电路频响仿真 要求： （1）参数自定（提示：交流信号源不必设置） （2）仿真内容包括幅频、相频特性，给出相应图示 （3）实验分析品质因数与选频作用 （4）仿真独立写一个报告，A4打印，不得超过4页 （5）若发现雷同则雷同报告一律计零分
•2
第5章 Multisim应用于电路分析
5.1 基尔霍夫定律 5.2 节点分析法 5.3 叠加原理 5.4 戴维南及诺顿等效电路 5.5 最大功率传输 5.6 过渡过程仿真 5.7 谐振电路仿真 5.8 三相电路仿真 5.9 二端口网络
•3
5.1 基尔霍夫定律
1. KCL 电压表和电流表：Place/Component/Indicators
•16
5.8 三相电路仿真
三相星形联结电路仿真
•17
5.8 三相电路仿真
电流表、电压表模式更改：AC 仿真
开关设置
•18
5.8 三相电路仿真
各表显示的数值：线电压、相电压、线电流=相电 流、中性线电流（约等于零）
•19
添加直流电压表，仿真。
模拟电路第7章PPT课件
注： 在实际电路中，为了防止低频信号增益过大，常 在电容上并联一个电阻加以限制，如图中虚线表示。
二、微分运算电路
1. 基本微分运算电路
由于“虚断”，i- = 0，故iC = iR
又由于“虚地”， u+ = u- = 0
uOiRRiCRRC dd utC
基本微分电路
可见，输出电压正比于输入电压对时间的微分。
微分电路的作用： 微分电路的作用有移相功能。 实现波形变换，如将方波变成双向尖顶波。
2. 实用微分运算电路
基本微分运算电路在输入信号时，集成运放内部的 放大管会进入饱和或截止状态，以至于即使信号消失， 管子还不能脱离原状态回到放大区，出现阻塞现象。同 时集成运放内部易满足自激振荡。
◆实用微分运算电路
(1) 结点法
uI1 uI2 uI3
uP
R1 R2 R3 1111
R1 R2 R3 R4
uI1uI2uI3
uO(1R Rf )uP(1R Rf )
R1 1
R2 R3 111
R1 R2 R3 R4
(2) 若 R PR N(R PR 1//R 2//R 3//R 4,R NR//R f)则 , uoR R 1 f uI1R R 2 f uI2R R 3 f uI3R f(u R I11u R I22u R I3 3)
二、加减运算电路
利用叠加原理求解
为反相求和运算电路
uO1(R R1f uI1R R2f uI2)
同相求和运算电路 若R1//R2//Rf＝R3//R4//R5
uO 2(R RF 3 uI3R RF 4 uI4)
uORF(u R I33u R I44u R I11u R I22)
若电路只有二个输入，且参数 对称，电路
Multisim软件在“模拟电子技术”实验教学中的应用
Multisim软件在“模拟电子技术”实验教学中的应用目录1. 内容描述 (2)2. Multisim软件概述 (2)2.1 Multisim软件功能介绍 (3)2.2 Multisim软件的用户界面 (4)2.3 Multisim在电路设计和分析中的应用 (5)3. Multisim软件在“模拟电子技术”实验项目中的应用案例 (7)3.1 实验项目案例一 (7)3.1.1 实验目的 (8)3.1.2 电路设计 (9)3.1.3 仿真与实验结果对比分析 (10)3.2 实验项目案例二 (11)3.2.1 实验目的 (11)3.2.2 电路搭建及参数设置 (12)3.2.3 实验现象与数据记录 (13)3.2.4 结果分析与讨论 (14)3.3 实验项目案例三 (16)3.3.1 实验目的 (16)3.3.2 电路设计 (17)3.3.3 仿真与实验结果对比分析 (18)4. Multisim软件在实验教学中的应用优势 (19)4.1 辅助实验设计与优化 (20)4.2 增强学生对电路的实际应用理解 (22)4.3 安全性与成本效益 (22)4.4 提高教学效率 (24)5. Multisim软件的局限性与未来展望 (25)5.1 Multisim软件在实验教学中的局限性 (26)5.2 Multisim软件与硬件实验结合的可能性 (27)5.3 Multisim软件的发展前景 (28)1. 内容描述本文档旨在探讨软件在“模拟电子技术”实验教学中的应用。
是一款功能强大的电子设计自动化软件，它集成了电路仿真、设计、虚拟实验室等多种功能，为电子工程师和学生提供了一个高效、便捷的实验环境。
在“模拟电子技术”实验教学中，的应用具有显著的优势。
首先，它能够模拟真实世界的电子系统行为，使得学生可以在虚拟环境中测试和验证理论模型，从而加深对电路工作原理的理解。
其次，提供了丰富的元件库和灵活的参数设置，使学生能够轻松地搭建和修改电路图，满足各种实验需求。
mulitisim在电路中的应用ppt课件
五、戴维宁定理和诺顿定理分析
电路如下图，试用戴维宁定理和诺顿定理求流过电阻 RL 的电流。
解：图中电压表的读数为开路电压；数字万用 表的读数为等效电阻。
戴维宁定理等效后的电流
原电路的电流
两个电流相等
中电流表的读数为短路电流；数字万用表 的读数为等效电阻。
诺顿定理等效后的电流
原电路的电流
两个电流相等
R1= 15Ω，过阻尼
电路运转后，将开封锁合，察看电容两端的电 压波形。
R1= 4Ω，临界阻尼
电路运转后，将开封锁合，察看电容两端的电 压波形。
R1= 1Ω，欠阻尼
电路运转后，将开封锁合，察看电容两端的电 压波形。
R1= 0.001Ω
电路运转后，将开封锁合，察看电容两端的电 压波形。
作业
1. 仿真以下图所示电路，利用戴维宁等效电路求U。
电容充放电
电路如下图，XFG为函数发生器，可以产生三 角波、正弦波和矩形波，在这里让其产生矩形 波，以研讨电容的充放电过程。
改动电阻阻值和电容值，可以得到新的波形图
RLC串联电路的动态呼应分析
电路如下图，L=30μH，C=7.5 μF,分别察看R1 为15Ω、4 Ω、1 Ω和0.001 Ω时的电容电压及 电流的波形。
六、一阶电路暂态呼应分析
在动态电路中，电路的呼应不仅与鼓励源有关， 而且与各动态元件的初始储能有关。从产生电 路呼应的缘由上，电路的完全呼应可分为零输 入呼应和零形状呼应。描画动态电路电压、电 流关系的是一组微分方程，通常可以经过 KVL、 KCL 以及元件的伏安关系来建立。假设电路中 只含有一个动态元件，那么所得的是一阶微分 方程，相应的电路称为一阶动态电路。
四、叠加原理分析
叠加定理是电路中一个很重要的定理，可利用Multisim来 验证此定理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(1) 在Multisim电路窗口创建图7-2所示测试电路。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
＋ I1
－1 A
Q1 2N2712
＋ V1
－12 V
图7-2 三极管输出特性曲线测试电路
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
(2) 启动Simulate菜单中Analysis下的DC Sweep Analysis 命令，打开DC Sweep Analysis对话框。有关参数设置(如何设 置参数，请参阅5.2.1节)如下：
(b) 图7-6 共射放大电路输出
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
然后，双击电阻R3图标，改变元件参数至R3=27 kohm， 可看到输出波形如图7-6(b)所示。很显然，由于R3增大，三 极管基极偏压增大，致使基极电流、集电极电流增大，工作 点上移，输出波形出现了饱和失真。
在电路窗口单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中点击 show命令，选择show node names。启动Simulate菜单中 Analysis下的DC Operating Point命令，在弹出的对话框中的 Output variables 页将节点3，4，7作为仿真分析节点。点击 Simulat按钮，可获得仿真结果如下：V3=1.81598 V， V4=4.8422 V，V7=1.20401 V。
Source 1中，Source：vv1(因为vv1表示集电极和发射极 之间的电压，即uce，在三极管特性曲线中以此作为坐标横轴， 故选择vv1为Source1)；Start value：0 V；Stop value：
8 V；Increment ：0.01 V(该值越小，显示的曲线越平滑)。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
3) 测量输出电阻 根据输出电阻计算方法，将负载开路，信号源短路，在 输出回路中接入电压表和电流表(设置为交流AC)，如图7-9所 示，从电压表XMM2和电流表XMM1上读取数据，则Rof = Uo/Io，测得频率为1 kHz时的输出电阻。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
7.2 单级共射放大电路
1. 静态工作点的设置 首先创建图7-5所示电路，运行仿真开关，双击示波器 图标，可看到图7-6(a)所示的输出波形。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
X SC1
G AB T
VCC
12 V
R4
R1
6 kohm
100 kohm
C2
4
C1
3
10 uF Q1
V 11 0 u F
(1) 分别点击 New Page和New Graph按钮，建立新页“三 极管输出特性曲线”和新曲线图。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
(2) 选择Analysis Results栏内的“三极管输出特性测试”项 下 的 DC transfer characteristic(dc01) ， 然 后 选 中 Analysis Variables栏中的vvce#branch变量，点击Copy Variable To Trace 按钮，再点击Add Trace按钮，这样，一根dc01.vvce#branch曲 线便出现在Traces to plot下部的栏中。
7.3 差动放大电路
差动放大电路是由两个电路参数完全相同的单管放大电 路，通过发射极耦合在一起的对称式放大电路，具有两个输 入端和两个输出端。图7-10为一个典型的恒流源差放电路， 其中，三极管Q1、Q2构成差放的两个输入管，Q1、Q2的集 电极Vc1、Vc2构成差放电路的两个输出端；三极管Q3、Q4构 成恒流源电路。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
XMM1
R1
＋－
1 kohm ＋
V1 －1 V
XMM2
＋－
Q1 2N2712
XMM3
＋－
R2 1 kohm
＋ V2
－12 V
图7-1 逐点测量法电路
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
逐点测量法测量时的步骤如下：
(1) 调整电压源V1，使ib=1 mA。 (2) 改变电压源V2，使V2分别取0 V，1 V，2 V，…，12 V，分别从电流表XMM2和电压表XMM3上读取数据，将以 上测得数据在以uce为横轴，ic为纵轴的坐标上逐点描出来， 得到一条曲线。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
2. 输入信号的变化对放大电路输出的影响
当图7-5所示电路的输入信号幅值为5 mV时，测得输出波 形如图7-7(a)所示。改变输入信号幅值，使其分别为10 mV、 15 mV、20 mV，输出将出现不同程度的非线性失真，即输出 波形为上宽下窄。当输入信号幅值为21 mV时，输出严重失 真，如图7-7(b)所示。由此说明，由于三极管的非线性，图75所示共射放大电路仅适合于小信号放大，当输入信号太大时， 会出现非线性失真。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
7.1 三极管输出特性曲线测试
三极管输出特性曲线是指以三极管的集电极、发射极之 间电压uce作为坐标横轴，以三极管集电极电流ic作为坐标纵轴， 改变基极电流ib的大小，测量ic 与uce之间的关系曲线。
在模拟电路中，经常需要测量放大电路的主要器件—— 三极管的输出特性曲线。对此，可以采用传统的逐点测量法 测量，电路如图7-1所示。图中，2N2712是一个NPN型三极管， XMM1、XMM2和XMM3是数字万用表，分别用来测量基极 电流、集电极电流以及集电极和发射极之间的电压。
VCC
C1 10 uF
R1
R4 6 kohm
100 kohm
C2
10 uF Q1 2N2712
12 V XMM1
＋－
XMM2
＋－
R3
R2
C3
20 kohm 1 kohm 100 uF
V1 1V ～ 0.71 V_rms 1000 Hz 0 Deg
图7-9 输出电阻测试电路
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
1000 Hz
0 Deg
Q4
2N 2712
R4 1 kohm
＋
V2
－ 12 V
Q3 2N 2712
图7-10 恒流源差放电路
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
静态时，Vi=0，由于电路对称，双端输出电压为0。 差模输入时，Vi1 = -Vi2，Vid =Vi1-Vi2。若采用双端输出， 则负载R1的中点电位相当于交流零电位，差模放大倍数Avd与 单级放大倍数Avd1、Avd2相同，即Avd= Avd1=-Avd2；若采用单 端输出，则Avd= Avd1/2。共模输入时，Vic =Vi1 =Vi2，Vc1 =Vc2， 双端输出时输出电压为0，共模放大倍数Avc=0，共模抑制比 KCMR=∞。
Source 2中，Source：iib(iib表示三极管基极电流，改变 基极电流才能测试一组输出特性曲线，故选择iib为Source 2)； Start value：0 V；Stop value：0.0005 mA；Increment：0.0001 mA(该值越小，显示的曲线越平滑)。
Output variables：vvce#branch，这是流过电压源V1的电 流，即集电极电流-ic。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用 (3) 点击图5-13对话框上的Simulate按钮，得到如图7-3所示的曲线。
图7-3 输出曲线图
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
由于图7-3中输出曲线以集电极电流-ic表示，不符合习惯， 故启动Simulate菜单中的Postprocessor命令，将图7-3中的曲线 变 换 成 习 惯 表 示 法 ( 以 ic 表 示 坐 标 纵 轴 ) 。 在 弹 出 的 Postprocessor对话框中，进行如下设置(有关Postprocessor的参 数设置请参阅5.6节)：
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
(a) 图7-7 改变输入时的输出波形
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
(b) 图7-7 改变输入时的输出波形
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
3. 测量放大电路的放大倍数、输入电阻和输出电阻 放大倍数、输入电阻和输出电阻是放大电路的重要性能 参数，下面利用Multisim仪器库中的数字万用表对它们进行测 量。 1) 测试放大倍数 在图7-5所示电路中，双击示波器图标，从示波器上观测 到输入、输出电压值，计算电压放大倍数Av = Vo/Vi。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
7.1 三极管输出特性曲线测试 7.2 单级共射放大电路 7.3 差动放大电路 7.4 共射放大电路频率特性 7.5 负反馈放大电路 7.6 非正弦波产生电路 7.7 整流与滤波 7.8 正弦波振荡电路 习题
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
2) 测量输入电阻 在输入回路中接入电压表和电流表(设置为交流AC)，如 图7-8所示。运行仿真开关，分别从电压表XMM2和电流表 XMM1上读取数据，则Rif = Ui /Ii，测得频率为1 kHz时的输 入电阻。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
XSC1
G AB T
C1 20 uF
R5 10 kohm
R1
20 kohm
R6 10 kohm
＋
V1
R3 20 kohm
－
12
V
R2 1 kohm
Q1
Q2
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
＋ I1
－1 A
Q1 2N2712
＋ V1
－12 V
图7-2 三极管输出特性曲线测试电路
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
(2) 启动Simulate菜单中Analysis下的DC Sweep Analysis 命令，打开DC Sweep Analysis对话框。有关参数设置(如何设 置参数，请参阅5.2.1节)如下：
(b) 图7-6 共射放大电路输出
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
然后，双击电阻R3图标，改变元件参数至R3=27 kohm， 可看到输出波形如图7-6(b)所示。很显然，由于R3增大，三 极管基极偏压增大，致使基极电流、集电极电流增大，工作 点上移，输出波形出现了饱和失真。
在电路窗口单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中点击 show命令，选择show node names。启动Simulate菜单中 Analysis下的DC Operating Point命令，在弹出的对话框中的 Output variables 页将节点3，4，7作为仿真分析节点。点击 Simulat按钮，可获得仿真结果如下：V3=1.81598 V， V4=4.8422 V，V7=1.20401 V。
Source 1中，Source：vv1(因为vv1表示集电极和发射极 之间的电压，即uce，在三极管特性曲线中以此作为坐标横轴， 故选择vv1为Source1)；Start value：0 V；Stop value：
8 V；Increment ：0.01 V(该值越小，显示的曲线越平滑)。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
3) 测量输出电阻 根据输出电阻计算方法，将负载开路，信号源短路，在 输出回路中接入电压表和电流表(设置为交流AC)，如图7-9所 示，从电压表XMM2和电流表XMM1上读取数据，则Rof = Uo/Io，测得频率为1 kHz时的输出电阻。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
7.2 单级共射放大电路
1. 静态工作点的设置 首先创建图7-5所示电路，运行仿真开关，双击示波器 图标，可看到图7-6(a)所示的输出波形。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
X SC1
G AB T
VCC
12 V
R4
R1
6 kohm
100 kohm
C2
4
C1
3
10 uF Q1
V 11 0 u F
(1) 分别点击 New Page和New Graph按钮，建立新页“三 极管输出特性曲线”和新曲线图。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
(2) 选择Analysis Results栏内的“三极管输出特性测试”项 下 的 DC transfer characteristic(dc01) ， 然 后 选 中 Analysis Variables栏中的vvce#branch变量，点击Copy Variable To Trace 按钮，再点击Add Trace按钮，这样，一根dc01.vvce#branch曲 线便出现在Traces to plot下部的栏中。
7.3 差动放大电路
差动放大电路是由两个电路参数完全相同的单管放大电 路，通过发射极耦合在一起的对称式放大电路，具有两个输 入端和两个输出端。图7-10为一个典型的恒流源差放电路， 其中，三极管Q1、Q2构成差放的两个输入管，Q1、Q2的集 电极Vc1、Vc2构成差放电路的两个输出端；三极管Q3、Q4构 成恒流源电路。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
XMM1
R1
＋－
1 kohm ＋
V1 －1 V
XMM2
＋－
Q1 2N2712
XMM3
＋－
R2 1 kohm
＋ V2
－12 V
图7-1 逐点测量法电路
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
逐点测量法测量时的步骤如下：
(1) 调整电压源V1，使ib=1 mA。 (2) 改变电压源V2，使V2分别取0 V，1 V，2 V，…，12 V，分别从电流表XMM2和电压表XMM3上读取数据，将以 上测得数据在以uce为横轴，ic为纵轴的坐标上逐点描出来， 得到一条曲线。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
2. 输入信号的变化对放大电路输出的影响
当图7-5所示电路的输入信号幅值为5 mV时，测得输出波 形如图7-7(a)所示。改变输入信号幅值，使其分别为10 mV、 15 mV、20 mV，输出将出现不同程度的非线性失真，即输出 波形为上宽下窄。当输入信号幅值为21 mV时，输出严重失 真，如图7-7(b)所示。由此说明，由于三极管的非线性，图75所示共射放大电路仅适合于小信号放大，当输入信号太大时， 会出现非线性失真。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
7.1 三极管输出特性曲线测试
三极管输出特性曲线是指以三极管的集电极、发射极之 间电压uce作为坐标横轴，以三极管集电极电流ic作为坐标纵轴， 改变基极电流ib的大小，测量ic 与uce之间的关系曲线。
在模拟电路中，经常需要测量放大电路的主要器件—— 三极管的输出特性曲线。对此，可以采用传统的逐点测量法 测量，电路如图7-1所示。图中，2N2712是一个NPN型三极管， XMM1、XMM2和XMM3是数字万用表，分别用来测量基极 电流、集电极电流以及集电极和发射极之间的电压。
VCC
C1 10 uF
R1
R4 6 kohm
100 kohm
C2
10 uF Q1 2N2712
12 V XMM1
＋－
XMM2
＋－
R3
R2
C3
20 kohm 1 kohm 100 uF
V1 1V ～ 0.71 V_rms 1000 Hz 0 Deg
图7-9 输出电阻测试电路
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
1000 Hz
0 Deg
Q4
2N 2712
R4 1 kohm
＋
V2
－ 12 V
Q3 2N 2712
图7-10 恒流源差放电路
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
静态时，Vi=0，由于电路对称，双端输出电压为0。 差模输入时，Vi1 = -Vi2，Vid =Vi1-Vi2。若采用双端输出， 则负载R1的中点电位相当于交流零电位，差模放大倍数Avd与 单级放大倍数Avd1、Avd2相同，即Avd= Avd1=-Avd2；若采用单 端输出，则Avd= Avd1/2。共模输入时，Vic =Vi1 =Vi2，Vc1 =Vc2， 双端输出时输出电压为0，共模放大倍数Avc=0，共模抑制比 KCMR=∞。
Source 2中，Source：iib(iib表示三极管基极电流，改变 基极电流才能测试一组输出特性曲线，故选择iib为Source 2)； Start value：0 V；Stop value：0.0005 mA；Increment：0.0001 mA(该值越小，显示的曲线越平滑)。
Output variables：vvce#branch，这是流过电压源V1的电 流，即集电极电流-ic。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用 (3) 点击图5-13对话框上的Simulate按钮，得到如图7-3所示的曲线。
图7-3 输出曲线图
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
由于图7-3中输出曲线以集电极电流-ic表示，不符合习惯， 故启动Simulate菜单中的Postprocessor命令，将图7-3中的曲线 变 换 成 习 惯 表 示 法 ( 以 ic 表 示 坐 标 纵 轴 ) 。 在 弹 出 的 Postprocessor对话框中，进行如下设置(有关Postprocessor的参 数设置请参阅5.6节)：
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
(a) 图7-7 改变输入时的输出波形
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
(b) 图7-7 改变输入时的输出波形
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
3. 测量放大电路的放大倍数、输入电阻和输出电阻 放大倍数、输入电阻和输出电阻是放大电路的重要性能 参数，下面利用Multisim仪器库中的数字万用表对它们进行测 量。 1) 测试放大倍数 在图7-5所示电路中，双击示波器图标，从示波器上观测 到输入、输出电压值，计算电压放大倍数Av = Vo/Vi。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
7.1 三极管输出特性曲线测试 7.2 单级共射放大电路 7.3 差动放大电路 7.4 共射放大电路频率特性 7.5 负反馈放大电路 7.6 非正弦波产生电路 7.7 整流与滤波 7.8 正弦波振荡电路 习题
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
2) 测量输入电阻 在输入回路中接入电压表和电流表(设置为交流AC)，如 图7-8所示。运行仿真开关，分别从电压表XMM2和电流表 XMM1上读取数据，则Rif = Ui /Ii，测得频率为1 kHz时的输 入电阻。
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
第7章 Multisim在模拟电子线路中的应用
XSC1
G AB T
C1 20 uF
R5 10 kohm
R1
20 kohm
R6 10 kohm
＋
V1
R3 20 kohm
－
12
V
R2 1 kohm
Q1
Q2