Multisim14电子系统仿真与设计第7章 Multisim14与LabVIEW联合仿真
Multisim14电子系统仿真与设计第7章 Multisim14与LabVIEW联合仿真
CHINA MACHINE PRESS
问 题
Multisim14主要对电路原理图进行仿真分析，以便验证电路设计的合 理性。但一个测试系统不仅需要能够进行电路原理图仿真，而且对真实信
号的处理方式也十分重要，而Multisim14无法采集、处理真实信号。为了
7.2.3 创建虚拟仪器
第二步：在程序框图中改变信号。由于没有硬件采集卡，用仿真信号代替输入 信号。默认状态下，仿真信号输出是一个正弦波。 修改信号： 切换到程序框图窗口，删除“仿 真信号”与Waveform Graph接线端之 间的连线，打开Express子选板，选 择算术与比较模板上的“公式” ，
7.2.2 LabVIEW的操作选板
3.函数选板：
定时函数，用于控制运算的执行速度并获取基于计算机时钟的时间和日期。 对话框和用户界面函数，用于创建提示用户操作的对话框。 文件I/O函数，可在文件中读写数据。 波形函数, 用于生成波形，其中包括波形值、通道、定时以及设置和获 取波形的属性和成分。 应用程序控制函数, 用于通过编程控制位于本地计算机或网络上的VI和 LabVIEW应用程序。
出“配置仿真信号”对话框。从“信
号类型”下拉菜单中选择锯齿波。
7.2.3 创建虚拟仪器
第二步：在程序框图中改变信号。由于没有硬件采集卡，用仿真信号代替输入 信号。默认状态下，仿真信号输出是一个正弦波。 配置仿真信号幅值： 配置仿真信号幅值有两个方法：
一是与仿真信号波型配置一样在“配
置仿真信号”对话框中进行；二是在 仿真信号的输入端添加旋钮，再将仿 真信号、旋钮两者相互连接。
7.2.1 虚拟仪器的构成
（2）结点 ：程序框图上的对象，带有输入/输出端口，在VI 运行时进行运算。 结点类似于文本编程语言中的语句、运算符、函数和子程序。 LabVIEW 主要有以下类型的结点： 函数：内置的执行元素，相当于操作符、函数或语句。 子VI：用于另一个VI 程序框图上的VI，相当于子程序。 Express VI：协助常规测量任务的子VI。Express VI是在配置对话框中配 置VI的属性。 结构：执行控制元素，如For循环、While 循环、条件结构、平铺式和层 叠式顺序结构、定时结构和事件结构。 上图所示程序框图中的加、减函数即是结点。
Multisim14电子系统仿真与设计第8章 Multisim14的仿真分析方法
仿真结果显示：结点1和3的静态工作点电 压分别为705.68644mV和3.03713V，即静态 时晶体管的集电极电压UCE≈3V、发射极电压 UBE≈0.7V，故放大电路工作在放大状态。
需要注意的是，在做电路仿真分析时，若打开的电路图中未显示结点标号， 可先通过Properties命令或Sheet Properties命令，在Sheet visibility选项卡的 Net names栏中，选择Show all，标出电路中待分析的结点号。
完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中：
本例选择电阻R1为扫描元件，设置其 扫描开始数值为1kΩ、结束数值为20kΩ、 扫描点数为4。选择扫描分析类型为瞬态分 析，并设置瞬态分析结束时间为0.01秒。从 仿真分析结果可见，R1在1kΩ~20kΩ之间 变化时，放大器的输出波形由饱和失真到 基本不失真。显然，R1=20kΩ比较合适， 此时输出波形基本不失真。
8.1 交互式仿真（Interactive Simulation）
选择交互式仿真后，其对话框会显示3个分析设置选项卡：
分析参数选 项卡(Analysis Parameters )用 于设置仿真的 初始条件、结 束时间和时间 步长等。
8.1 交互式仿真（Interactive Simulation）
8.6 单频交流分析（Single Frequency AC）
单频交流分析能给出电 路在某一频率交流信号激励 下的响应，相当于在交流扫 描分析中固定某一频率时的 响应，分析的结果是输出电 压或电流相量的“幅值/相位” 或“实部/虚部”。
本节仍以单级放大器为例说明单频交流分析的方法和步骤。
Multisim电路设计与仿真14教学课件第8 Multisim 14在高频电子线路的应用和仿真
C2 400pF
C5
30pF Key=A
70
%
图8-25 克拉泼振荡器电路
(2) 改进型电容三点式振荡器测试与仿真 在信号的输出端连接示波器用于观察振荡输出信号波形，如
图8-26所示。
图8-26 克拉泼振荡器输出信号波形
(3)电感三点式振荡器测试与仿真 电感三点式振荡器又称为哈特莱振荡器，如图8-27所示。
(1)电容三点式振荡器测试与仿真
电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器，该振荡器输出频率 稳定、波形较好。仿真电路如图8-23所示。
V1 R1
R4
12 V 15kΩ 680Ω
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
Q1
C4
10nF R2
R3
4.7kΩ 1kΩ
C1 100nF
C3 400pF
C2 400pF
正弦波振荡器是一种利用自身电路，在不需要外部信号激励 的情况下，自动将直流电能转换为特定频率和振幅的交流信 号装置。
正弦波振荡器在各种电子设备中有着广泛的应用，诸如无线 发射机中的载波信号源等，正弦波振荡器按工作原理可以分 为反馈式振荡器与负阻式振荡器两大类，反馈式振荡器是在 放大器电路中加入正反馈，当正反馈足够大时，放大器产生 振荡，成为振荡器，是目前应用最广的一类振荡器。负阻式 振荡器是将一个呈现负阻特性的有源器件直接与谐振电路连 接，从而产生等幅的振荡。
IN
L1 3 C1
3.3µH
SC1/IN
200pF
OUT
C3 200pF
SC1/OUT
L3 3.3µH
0
COM
图8-16 Hierarchical Block/Subcircuit 对话框 图8-17 带通滤波器子电路
Multisim电路设计与仿真第7章数字电路仿真
217 第7章 Multisim 12在数字电路中的应用和仿真 本章主要介绍Multisim 12中在数字电路中的应用和仿真。
首先进行分立元件特性测试与仿真，然后介绍组合逻辑与时序逻辑电路的分析与仿真，最后介绍555定时器与数/模、模/数转换部分的分析与仿真。
7.1分立元件特性测试与仿真数字电路中逻辑变量有0和1两种取值，对应电子开关的断开和闭合。
构成电子开关的基本元件有二极管、三极管和MOS 管。
理想开关的开关特性有两种：（1）静态特性。
断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻R OFF =∞，电流I OFF = 0；闭合时，不管流过其中的电流多大，等效电阻R ON = 0，电压U AK = 0。
（2）动态特性。
开通时间t on =0，关断时间t off = 0。
客观世界中并没有理想开关。
乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。
二极管、三极管和MOS 管做为开关使用时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。
本节主要介绍二极管和三极管的开关特性测试与仿真。
7.1.1二极管开关特性测试与仿真 二极管在正偏导通时的导通压降，硅材料约0.7V ，锗材料约为0.3V ，导通电阻约为几欧姆或几十欧姆，类似关闭合；反向截止时反向饱和电流极小、反向电阻很大（约几百千欧）类似开关断开。
1.使用伏安特性图示仪观察二极管伏安特性曲线图7-1 用伏安特性分析仪观察二极管伏安特性曲线在Multisim 环境下，单击元器件库栏按钮，在弹出的窗口中，“Datebase ”栏选择“Master Datebase”，“Group”栏选择“DIODE”，“Component”栏选择“1N4001”，其它选择默认，把二极管“1N4001”放置在工作区。
再单击仪器仪表库中（IV analyzer，伏安特性分析仪）按钮，放置在工作区。
鼠标左键双击伏安特性分析仪，打开设置窗口，“Component”栏选择“Diode”，可在设置窗口右下角看到二极管符号，即要求外部接线时，左侧端口接“P”区，中间端口接“N”区。
Multisim14电子电路仿真方法和样例
Multisim14 电子电路仿真方法和样例
2019 年 9 月
1
前言
本手册基于 Multisim14 仿真环境，从最基本的仿真电路图的建立开始，结合实际的例 子，对模拟和数字电路中常用的测试方法进行介绍。这些应用示例包括：常用半导体器件特 性曲线的测试、放大电路静态工作点和动态参数的测试、电压传输特性的测试、波形上升时 间的测试、逻辑函数的转换与化简、逻辑分析仪的使用方法等。
选定 sheet properties 即弹出图 2.3 所示界面，选中 Net names 下的 Show all（简述为
Optionsàsheet propertiesà Net namesàShow all，以下均用简述方法表述），即可在电路图中
显示出各个节点号。
4
图 2.2 移动连线
图 2.3 显示电路节点号
3
1. Multisim14 主界面简介
运行 Multisim14，自动进入电路图编辑界面。当前电路图的缺省命名为“Design1”，在 保存文件时可以选择存放路径并重新命名。Multisim14 主界面如图 1.1 所示。
图 1.1 Multisim14 用户界面
2. 仿真电路图的建立
下面以单管放大电路为例，介绍建立电路的步骤。其中三极管选用实际器件
此外，本手册侧重于测试方法的介绍，仅对主要步骤进行说明，如碰到更细节的问题， 可参阅《Multisim 14 教学版使用说明书》或其它帮助文档。
2
目录
Multisim14电子系统仿真与设计第4章 Multisim14基本操作
虚拟元器件设置值
4.7.3 为放置好的元器件设置错误
双击元器件，系统弹出元器件的 “Properties”窗口；选择“Fault”选项卡
4.7.4 自动设置错误
选择菜单“Simulate”→“Auto Fault Option”命令，系统弹出 “Auto Fault”（自动设置错误） 对话框
4.8 从电路中寻找元器件
4.12 打印电路
1）选择菜单“File”→“Print Options”→“Print Sheet Setup”命令，为电路设置打印环境。打印电路 设置对话框，如图所示。
2）菜单“File”→“Print Options”→“Print Instruments”命令，可以选中当前窗口中的仪表并打 印出来，打印输出结果为仪表面板。电路运行后，打 印输出的仪表面板将显示仿真结果。
3）选择菜单“File”→“Print”命令，为打印设置具体的环 境。要想预览打印文件，选择菜单“File”→“Print Preview”命令，电路出现在预览窗口中，在预览窗口中可 以随意缩放，逐页翻看，或发送给打印机。
4.13 放置总线
选择“Place”→“Place Bus”命令， 在总线的起点单击鼠标，总线的第二点单击 鼠标，继续单击鼠标直到画完总线，在总线 的终点双击鼠标，完成总线的绘制。
4.9.4 添加备注
选择菜单“Place”→“Place Text”命令，单击想要放置文本的位置，出现光标；在该位 置输入文本；单击电路窗口的其他位置结束文本输入。
4.9.5 添加说明
1）选择菜单“Tools”→“Description Box Editor”命令，出现添加文字说明的 对话框
2）在对话框中直接输入文字。 3）输入完成后，单击图中所示的关闭按钮 退出文字说明编辑窗口，返回电路窗口；单 击电路窗口页直接切换到电路窗口，无须关 闭文字说明编辑窗口。
Multisim14电子系统仿真与设计第3章 Multisim14的操作环境与基本操作
报表（Reports）菜单包括与各种报表相关的选项。
3.1 主界面菜单命令
3.1.10 选项菜单
选项（Options）菜单可对程序的运行和界面进行设置。
3.1 主界面菜单命令
3.1.11 窗口菜单
窗口（Window）菜单包括与窗口显示方式相关的选项。
3.1 主界面菜单命令
3.1.12 帮助菜单
19.
设置层次栏按钮和放置总线按钮
3.2 常用工具栏
3.2.5 仿真工具栏
仿真工具栏（Simulation Toolbar）提供了仿真和分析电路的快 捷工具按钮，包括运行、暂停、停止和活动分析功能按钮。
3.2 常用工具栏
3.2.6 探针工具栏
包含了在设计电路时放置各种探针的按钮，还能对探针进行设置。
3.2 常用工具栏
3.2.4 元器件工具栏
14. 射频元器件（RF Components）库 对应元器件系列如图。
3.2 常用工具栏
3.2.4 元器件工具栏
15. 机电类元器件（Electromechanical Components）库 该库共包含9个元器件箱，除线性变压器外，都属于虚拟的电工类元器件。
3.2.4 元器件工具栏
2. 基本（Basic）元器件库
基本原件库包含实际 元器件箱17个，虚拟元 器件箱3个。
3.2 常用工具栏
3.2.4 元器件工具栏
2. 基本（Basic）元器件库 虚拟元器件箱中的元器件（带绿色衬底）可直接调 用，然后再通过其属性对话框设置其参数值。而使用实 际元器件可以使仿真更接近于实际情况，而且实际的元 器件都有元器件封装标准，可将仿真后的电路原理图直 接转换成PCB文件。当在实际元件库中找不到相应参数 的元件时，或者要进行温度扫描或参数扫描等分析时， 需要选用虚拟元器件。
第7章数字电子技术MULTISIM仿真实验2.
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
(1) 设计要求：设计一个火灾报警控制电路。该报警系 统设有烟感、温感和紫外线感三种不同类型的火灾探测器。 为了防止误报警，只有当其中两种或两种以上的探测器发出 火灾探测信号时，报警系统才产生控制信号。
(2) 探测器发出的火灾探测信号有两种可能：一种是高 电平(1)，表示有火灾报警；一种是低电平(0)，表示无火灾 报警。设A、B、C分别表示烟感、温感和紫外线感三种探 测器的探测信号，为报警电路的输入信号；设Y为报警电路 的输出。在逻辑转换仪面板上根据设计要求列出真值表，如 图7-8所示。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
2．实验原理 译码是编码的逆过程。译码器就是将输入的二进制代码 翻译成输出端的高、低电平信号。3线-8线译码器74LS138有 3个代码输入端和8个信号输出端。此外还有G1、G2A、G2B使 能控制端，只有当G1 = 1、G2A = 0、G2B = 0时，译码器才 能正常工作。 7段LED数码管俗称数码管，其工作原理是将要显示的十 进制数分成7段，每段为一个发光二极管，利用不同发光段 的组合来显示不同的数字。74LS48是显示译码器，可驱动共 阴极的7段LED数码管。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
4．实验步骤 (1) 按图7-12连接电路。双击字信号发生器图标，打开 字信号发生器面板，按图7-14所示的内容设置字信号发生器 的各项内容。 (2) 打开仿真开关，不断单击字信号发生器面板上的单 步输出Step按钮，观察输出信号与输入代码的对应关系，并 记录下来。 (3) 按图7-13连接电路。双击字信号发生器图标，打开 字信号发生器面板，按图7-15所示的内容设置字信号发生器 的各项内容。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
Multisim14电子电路仿真方法和样例
2019 年 9 月
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前言
本手册基于 Multisim14 仿真环境，从最基本的仿真电路图的建立开始，结合实际的例 子，对模拟和数字电路中常用的测试方法进行介绍。这些应用示例包括：常用半导体器件特 性曲线的测试、放大电路静态工作点和动态参数的测试、电压传输特性的测试、波形上升时 间的测试、逻辑函数的转换与化简、逻辑分析仪的使用方法等。
此外，本手册侧重于测试方法的介绍，仅对主要步骤进行说明，如碰到更细节的问题， 可参阅《Multisim 14 教学版使用说明书》或其它帮助文档。
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目录
1. MULTISIM14 主界面简介 .................................................................................................................. 4 2. 仿真电路图的建立............................................................................................................................... 4 3. 常用半导体器件特性曲线的测试方法.............................................................................................. 5
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1. Multisim14 主界面简介
运行 Multisim14，自动进入电路图编辑界面。当前电路图的缺省命名为“Design1”，在 保存文件时可以选择存放路径并重新命名。Multisim14 主界面如图 1.1 所示。
Multisim电路设计与仿真14第8章 习题参考答案
第8章高频电子线路习题参考答案1.参考答案：（1）理论计算LC谐振频率为6.2MHz。
（2）绘制测试用单调谐测试电路如图1。
R11kΩL1 3.3µH C1 200pFV11 Vpk 1kHz 0°XBP1IN OUT2100图1（3）采用AC analysis分析工具或采用波特图示仪对电路进行分析。
（4）使用AC analysis分析结果如下图2所示，调节光标尺1和光标尺2到0dB和-3dB 处，结果如图3所示。
图1 图2 （4）从图3数据中分析，电路谐振频率f0=6.3096MHz，通频带为BW=2*（6.6217-6.3096）MHz=0.6242MHz品质因数Q=f0/BW=10.112. 参考答案（1）绘制测试电路如图4所示R1 1kΩL1 3.3µH C1 200pFV11 Vpk 1kHz 0°XBP1IN OUT100C21µFL23.3µHC3200pF23图4（2）启动仿真开关，并打开波特图示仪，测试结果如图5、图6所示图5图6（3）采用AC analysis分析工具对电路进行分析。
（4）使用AC analysis分析结果如下图7所示，调节光标尺1和光标尺2到0dB和-3dB 处，结果如图8所示。
图7 图83. 参考答案（1）计算电容耦合谐振回路参数。
从图8数据中分析，电容耦合谐振回路谐振频率f 0=6.2007MHz ，电容耦合谐振回路通频带为BW=2*（6.4022-6.2007）MHz=0.4030MHz 电容耦合谐振回路品质因数Q=f 0/BW=15.39 （2）列表比较两个回路参数单调谐回路 电容耦合谐振回路比较结果谐振频率 6.3096MHz 6.2007MHz通频带 0.6242MHz 0.4030MHz 电容耦合谐振回路 通频带变窄 品质因数10.1115.39电容耦合谐振回路 品质因数增大4. 参考答案（1）绘制高频放大电路如图9所示。
Multisim14仿真设计流程
Multisim 14仿真设计流程用一个案例（模拟小信号放大及数字计数电路）来演示Multisim 仿真大体流程，这个案例来自Multisim 软件自带 Samples，Multsim 也有对应的入门文档（Getting Started）。
只要用户安装了 Multsim 软件，就会有这样的一个工程在软件里，这样就不需要再四处搜索案例来学习。
执行菜单【File】→【Open samples…】即可弹出“打开文件”对话框，从中找到“Getting Started”下的“Getting Started Final”（Final 为最终完成的仿真文件）打开即可。
此案例的难度与复杂度都不高，因为过于复杂的电路会让Multisim 仿真初学者精力过于分散，难以从宏观上把握Multisim 电路仿真设计流程。
在这个案例中，我们对于Multisim 软件的使用操作（如调用元器件、连接元器件、编辑参数、运行仿真）都会做尽量详细的描述，以期达到尽快让新手熟悉Multisim 目的，这也是为更简要阐述后续案例打基础。
本书在行文时描述的Multisim 步骤操作，均使用菜单方式，事实上，大多数操作可以直接使用工具栏上的快捷按钮，读者可自行熟悉，执行的结果与菜单操作都是一致的1 电路原理我们将要完成的仿真电路如下图所示：2一切不以原理为基础的仿真都是耍流氓，所以这里我们简要阐述一下原理：以U4-741 运算放大器为核心构成的同相比例放大器，对来自V1 的交流信号进行放大（其中，R4 为可调电阻，可对放大倍数进行调整）。
放大后的信号，一路送入示波器进行观测，另一路作为时钟脉冲信号送入U2-74LS190N（可预置同步BCD 十进制加减法计数器）进行计数，计数结果输出为十进制，经U3-74LS47N（BCD-七段数码管译码器）译码后驱动七段数码管进行数字显示。
另外 U2-74LS190N 配置为加法器，同时将行波时钟输出第 13 脚（RCO）驱动发光二极管。
Multisim14电子系统仿真与设计第14章 Multisim14在电路故障诊断中的应用
首先，根据经验或实际需要，建立故障诊断需要的故障集，然后，通过故障
模拟或仿真求出电路对应故障集中每个故障发生时的响应，将其编撰成一部故障 与响应特征一一对应的字典。实测时，将故障电路的测试结果与故障字典中的相 应数据做比较，在字典中检索出相应的故障。
引 言
（2）故障识别法
首先，建立电路方程，实测后代入故障电路可测试点的电压或电流数据，求 解电路方程，得到故障电路所有元件的参数，再将其与标称参数值比较，在容差
ΔU3=0.60411V。进一步算出各结点电压变化量之比为：
U1 / U 2 0.1666672， U1 / U 3 0.159999， U 2 / U 3 0.9599907。
15.2 仿真分析在故障字典法中的应用
（5）诊断时，测量待 测电路中相应结点的电 压，并与无故障的结点 电压比较，求出测试点 电压的变化量及其比值。 （6）将各结点电压变化量之比与各结点电压灵敏度之比做比较，相同者对应的 元件即为故障元件。本例中，上述各结点电压变化量之比的结果与rr5对应的各结
15.1 仿真实验在端口UI曲线测试法中的应用
利用端口UI曲线进行电路故障诊断的步骤：
（1）在仿真环境下输入电路原理图并仿真。 （2）在仿真环境和实际测试环境下分别设置 相同的UI测试电路。 （3）分别在仿真环境和实测环境下，将测试
线接至相同的被测点，观察被测点的UI曲线。
当实测环境下被测结点的UI曲线与仿真环境下被测结点的UI曲线相同时，被 测点不是故障点，与被测点相联的元件一般无故障；反之，若实测环境下被测点
的故障诊断。
15.1 仿真实验在端口UI曲线测试法中的应用
利用端口UI曲线进行电路故障诊断的步骤：
（1）在仿真环境下输入电路原理图并仿真。 （2）在仿真环境和实际测试环境下分别设置 相同的UI测试电路。 1）分别将待测电路和仿真电路中的独立电
Multisim14电子系统仿真与设计第8章 Multisim14的仿真分析方法
说明窗口，显示两个游标对应的X、Y坐标及其坐标差等信息。
8.4 瞬态分析（Transient）
瞬态分析用于分析电路的时域 响应，其结果是电路中指定变量与 时间的函数关系。
在瞬态分析中，系统将直流电 源视为常量，交流电源按时间函数 输出，电容和电感采用储能模型。
本节仍以单级放大器为例说明瞬态分析的方法和步骤。
8.3 交流扫描分析（AC Sweep）
完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中：
显
示
幅频
窗
特性
口
部
分 命
游标1
游标2
数字说明窗口
令
按
相频
钮
特性
功
当两游标对应 上下限截止频 率时, 可读出电 路的通频带。
能
说 明
点击按钮 可显示两个能用鼠标移动的游标，并打开其数字
8.2 直流工作点分析（DC Operating Point）
直流工作点分析的目的是确定 电路的静态工作点。在进行仿真分 析时，电路中的电容被视为开路， 电感被视为短路，交流电源和信号 源被视为零输出，电路处于稳态。 直流工作点的分析结果可用于瞬态 分析、交流分析和参数扫描分析等。
本节将以单级放大器为例说明直流工作点分析的方法和步骤。
8.2 直流工作点分析（DC Operating Point）
选择直流工作点分析后，其对话框会显示3个分析设置选项卡：
输出(Output)选 项卡用于选择需要 分析的变量。用户 可从其左侧备选栏 罗列的电路变量中 选择需要分析的变 量，通过AddDC Operating Point）
引言
在主界面上， 可以通过Simulate 菜单中的Analyses and simulation命 令，或工具栏相关 按钮打开仿真分析 界面。
Multisim电路系统设计与仿真第七章
表7.3 JK触发器的特征表
J
K
Qn
Qn+1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
功能 Qn+1=Qn
保持 Qn+1=0
置0 Qn+1=1
置1 Qn+1 翻转
7.1 110序列检测器电路分析
确定激励和输出方程组 用JK触发器设计时序电路时，电路的激励方程需要间接导出。与设计要求和状态转换结
7.2 RAM存储器电路分析
图7-9 RAM写入状态仿真
7.2 RAM存储器电路分析
在地址0001H存入数据22。
图7-10 写操作的电路状态（一）
7.2 RAM存储器电路分析
在地址0010H中存入数据50。
图7-11 写操作的电路状态（二）
7.2 RAM存储器电路分析
在地址0100H中存入数据72。
Multisim电路系统设计与仿真教程课件
第七章 数字电路设计实例
CONTENTS
1 110序列检测器电路分析
2 RAM存储器电路分析
3 竞赛抢答器电路分析——数 字单周期脉冲信号源与数字 分析
4 A-D、D-A转换 5 数控直流稳压电源电路
内容提要
本章结合数字电路中的典型实例进一步介绍Multisim，从 实例的设计目的、设计任务、设计思路、设计过程到最后的系 统仿真，详细的介绍了Multisim对于数字电路的仿真分析。
Multisim 14.0在电子设计课程中的应用研究
Multisim 14.0在电子设计课程中的应用研究作者：马宏兴马云刘旋盛铁雷来源：《现代信息科技》2024年第11期摘要：为提高电子设计课程的教学效果，帮助学生依照电路原理进行虚拟实验，以数字时钟设计教学为例，研究在电子设计课程中应用Multisim 14.0进行电路设计、仿真、修改、元器件封装及PCB制作。
实践结果表明，在电子设计课程中应用Multisim 14.0可以夯实学生的理论知识，提高学生的实践能力，提升电子设计课程的教学效果。
关键词：电子设计；Multisim 14.0；时钟电路；PCB；电路仿真中图分类号：TP39；G434 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2024）11-0195-04Research on the Application of Multisim 14.0 in Electronic Design Courses—Taking Digital Clock Circuit as an ExampleMA Hongxing， MA Yun， LIU Xuan， SHENG Tielei（North Minzu University， Yinchuan 750021， China）Abstract： To improve the teaching effectiveness of electronic design courses and assist students in conducting virtual experiments based on circuit principles， taking digital clock design teaching as an example， this study investigates the application of Multisim 14.0 in circuit design， simulation，modification， component packaging， and PCB production in electronic design courses. The practical results show that applying Multisim 14.0 in electronic design courses can solidify students' theoretical knowledge， improve their practical abilities， and enhance the teaching effectiveness of electronic design courses.Keywords： electronic design; Multisim 14.0; clock circuit; PCB; circuit simulation0 引言電子设计是一门跨学科综合性课程，涵盖电子工程、计算机科学和数学等多领域的知识，旨在培养学生的电子设计技能。
基于Multisim14的模拟电路仿真与研究
基于Multisim14的模拟电路仿真与研究
朱慧娟;李荣茂;刘洋;庞巧;孙静
【期刊名称】《电脑知识与技术:学术版》
【年(卷),期】2022(18)33
【摘要】为了给居家办公的学生和用户提供一种更便捷、丰富的实验体验,从Multisim14软件的安装步骤出发,以经典模拟电路的仿真分析为例,详细阐述了Multisim14的使用方法与经典模拟电路的实现原理。
重点阐述了基于Multisim14经典模拟电路的构建过程、电路的仿真现象,以及电路的实现机理,深入探讨了Multisim14在模拟电路中的应用。
对比实验室环境下的结果表
明,Multisim14的仿真结果与实验室的高度一致,实验现象也高度吻合。
【总页数】4页(P84-86)
【作者】朱慧娟;李荣茂;刘洋;庞巧;孙静
【作者单位】南京信息职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.56
【相关文献】
1.基于电路仿真的轨道电路仿真技术研究
2.基于Multisim10.0的模拟电路仿真分析
3.电路的分解与综合-基于电路仿真的模拟电路教学策略研究
4.基于虚拟仪器技术的模拟电路仿真实验软件开发
5.Multisim14的模拟电路设计分析研究
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相当于传统电子仪器的面
板。LabVIEW提供众多输入控件和 显示控件用于创建VI的前面板。 输入控件是指旋钮、按钮、转盘 等输入装置。显示控件是指图
形、指示灯等输出显示装置。
7.2.1 虚拟仪器的构成
2.程序框图（Block Diagram） ： 使用图形化的函数添加源代码来 控制前面板上的对象。前面板上的对 象在程序框图中显示为接线端，程序
7.2.1 虚拟仪器的构成
（2）结点 ：程序框图上的对象，带有输入/输出端口，在VI 运行时进行运算。 结点类似于文本编程语言中的语句、运算符、函数和子程序。 LabVIEW 主要有以下类型的结点： 函数：内置的执行元素，相当于操作符、函数或语句。 子VI：用于另一个VI 程序框图上的VI，相当于子程序。 Express VI：协助常规测量任务的子VI。Express VI是在配置对话框中配 置VI的属性。 结构：执行控制元素，如For循环、While 循环、条件结构、平铺式和层 叠式顺序结构、定时结构和事件结构。 上图所示程序框图中的加、减函数即是结点。
设置前景色和背景色 。
7.2.2 LabVIEW的操作选板
2.控件选板： 仅位于前面板，只有打开前面板 时才能调用该选板。控件选板包括创
建前面板所需的输入控件和显示控件。
根据不同输入控件和显示控件的类型， 将控件归不同的子选板中。
注意：输入控件和显示控件的Express 子选板是LabVIEW中最常用测量应用程序所 需功能的一个子集。
框图中图形化源代码等同于传统电子
仪器的内部电子电路。
7.2.1 虚拟仪器的构成
创建VI时，通常应先设计前面板，即创建用户界面。然后在程序框图中
编写代码，即添加各种VI和函数，完成在前面板上已创建的输入、输出要执 行的任务，从而控制前面板上的对象。程序框图由接线端、结点、连线和结 构四个要素构成。
7.2.1 虚拟仪器的构成
7.2.2 LabVIEW的操作选板
LabVIEW提供了工具（Tools）、控件（Controls）和函数（Functions）
3类选板。
1.工具选板： 用于操作和修改前面 板和程序框图上的对象。
7.2.2 LabVIEW的操作选板
1.工具选板：
选中后，光标移到前面板或程序框图的对象上时，LabVIEW将自动选择 相应的工具。 改变控件值。
解决Multisim14软件不能将电路原理图测试转变为真实电路测试的问题， 需要借助LabVIEW软件。通过应用LabVIEW软件开发用户自定义的虚拟仪 器，并导入Multisim14中，可以实现Multisim14仿真的个性化，并扩展其 仿真能力。
7.1 系统要求
1. 安装Multisim14软件时，需要安装NI LabVIEW-Multisim Co-Simulation 插 件； 2.需要LabVIEW 8.0或LabVIEW更新版本开发环境； 3.需要有LabVIEW Run-Time Engine软件支持 4. Multisim软件与LabVIEW软件版本匹配；
7.2 LabVIEW软件入门
7.2.1 虚拟仪器的构成
LabVIEW（Virtual Instrument，简称VI），包括3部分： 1.前面板（Front Panel） 2.程序框图（Block Diagram） 3.图标/连结器（Icon/Connector）。
7.2.1 虚拟仪器的构成
1.前面板（Front Panel）：
（1）接线端 ：前面板和程序框图之间交换信息的输入输出/端口。
图中所示为某VI前面板和 程序框图对照图。在前面板中 a和b两个变量处输入两个数据 后，两个数据进入程序框图中 的加函数和减函数，加减运算 结束后，输出新的数据值，新 的数据将传输至显示控件接线 端，更新前面板显示控件中的 数据，如图中所示的前面板中 a+b和a-b。
定位、选择或改变对象大小。
创建自由标签和标题、编辑标签和标题或在控件中选择文本。 在程序框图中为对象连线 。 打开对象的快捷菜单。 在不使用滚动条的情况下滚动窗口。 在VI、函数、结点、连线、结构上设置断点，使执行在断点处停止。 在连线或MathScript结点上创建探针。使用探针工具可查看产生问题或 意外结果的VI中的即时值。 通过上色工具复制用于粘贴的颜色。
使用程序框图中的结构可对代码块进行重复操作，有条件执行或按特定 顺序执行代码。
7.2.1 虚拟仪器的构成
3.图标/连接器（Icon/Connector）：
图标是VI的图形化表示，每个VI都显示为一个图标，位于前面板和程序框
图窗口的右上角。创建VI的前面板和程序框图后，要创建图标和连线板，以便 将该VI作为子VI，便于调用。 连接器用于显示子VI中所有输入控件和显示控件接线端，类似于文本编程 语言中调用函数时使用的参数列表。
7.2.1 虚拟仪器的构成
（3）连线：类似于普通程序中的变量。
连线数据单向流动，从源端口向一个或多个目的端口流动。不同数据类 型的连线有不同的颜色、粗细和样式。断开的连线显示为黑色的虚线，中间 有个红色的X。出现断线的原因有很多，比如试图连接两个数据类型不兼容的 对象时就会产生断线。 （4）结构：文本编程语言中的循环和条件语句的图形化表示。
第7章 Multisim14 与LabVIEW联合仿真
CHINA MACHINE PRESS
问 题
Multisim14主要对电路原理图进行仿真分析，以便验证电路设计的合 理性。但一个测试系统不仅需要能够进行电路原理图仿真，而且对真实信
号的处理方式也十分重要，而Multisim14无法采集、处理真实信号。为了
7.2.2 LabVIEW的操作选板
2.控件选板：
控件选板有新式、银色、经典和系统4种样式。 下面以新式样式为例，简单介绍各控件子选板功能。
数值控件，输入和显示数值数据的一种最简单方式，其中包含数字式、 指针式显示表盘及各种文本框等。 布尔控件，是用于输入并显示布尔值（TRUE/FALSE），即创建按钮、开 关和指示灯。 字符串与路径控件, 字符串控件用于输入或编辑前面板上字符串控件中 的文本。路径控件可用于创建文本框和标签、输入或返回文件或目录的 地址。 数组、矩阵与簇控件, 是用于创建其他控件组成的数组和簇，以及实数 或复数矩阵。 列表、表格和树控件, 用于向用户提供一个可供选择项的列表。 图形控件，显示数据结果的趋势图和曲线图。