Multisim模拟电路仿真实例
multisim仿真教程 案例模拟
我们将使用第5节中的简单DC电路尝试试验电路板工具。首先，从电路中删除万用
表（在尝试删除万用表之前，请务必通过按“模拟”
按钮打开模拟）。 尽管
您可以将万用表连接到面包板上，但这是不方便且不必要的。 要布线的电路应如
下图所示
图27 上一节中的简单直流电路
1. 单击主工具条（Main toolbar）面包板按钮
III 增加接地
图6 电路组件就位
8. 要添加的最后一个组件是接地。 您无法在没有接地的情况下对电路进行仿 真，因为SPICE（基础仿真引擎）使用节点分析来求解电路。 节点分析的第一 步是选择一个接地节点。 电路在何处接地无关紧要，但是为了保持一致性，让 我们选择电路底部的节点作为接地。
9.
单击电源组件菜单中的接地工具。将地拖到电路的底部，结果显示在下图中
图5 电源系列对话框. 在这里可以修改电池电压.
II 添加电阻和电位器 4. 单击基本组件系列 5. 将跳出基本组件工具条
6. 单击虚拟电阻工具条 然后拖动一个电阻到工作区. 和电池一样, 你可以双击更改电阻大小与特 性.
7. 最后，我们必须添加电位器。在“基本组件”窗口中，单击电位计工具，然后 将电位计拖到工作区上。 您可以通过按键盘上的“ A” /“ Shift + A”来增加/减小 电位计上的电阻。增大和减小是指电位计的中脚和下脚之间的电阻。 您也可以 双击电位计以打开其属性，并更改电位计的总电阻或其增量/减量值。
您的multisim窗口中工具栏的位置可能不同multisim工作区中重要的功能键如果您没有看到上面显示的工具栏请单击view菜单然后转到toolbars工原理图捕获输入简单电路首先让我们构造下图所示的简单电路
MultiSim 教程
Multisim模拟电路仿真实例
05
Multisim在电子工程设计 中的应用
在电子工程设计中应用Multisim的意义
高效性
Multisim提供了高效的电路仿真环境，能够快速模拟电路的 性能，缩短设计周期。
1
精确性
2
Multisim的仿真结果具有较高的精确度，能够准确反映电路
的实际工作情况。
3 实验安全性
在Multisim中进行电路仿真，可以避免因实验错误导致硬件 设备的损坏。
仿真分析
提供多种仿真分析工具，帮助用户深入了解电 路的工作原理和性能。
软件应用领域
电子工程
Multisim广泛应用于电子工程领域 ，用于电路设计、分析和仿真的教学 和实践。
通信系统
用于控制系统的电路设计和性能分析 。
嵌入式系统
用于模拟嵌入式系统的电路设计和性 能分析。
控制系统
用于通信系统的电路设计和性能评估 。
需的输出信号。
滤波器电路搭建
总结词
滤波器电路是模拟电路中常用的一种 基本电路，用于将信号中的特定频率 成分提取或滤除。
详细描述
滤波器电路由一个输入端、一个输出端和若干个电 阻、电容和电感组成。输入信号通过电阻R1和R2 加到滤波器的输入端，输出信号通过电容C1和C2 反馈到滤波器的输出端。通过调整电阻、电容和电 感的参数，可以改变滤波器的频率响应，从而提取 或滤除信号中的特定频率成分。
放大器电路搭建
总结词
放大器电路是模拟电路中常用的一种基本电路，用于将微弱的信号放大到所需的幅度。
详细描述
放大器电路由一个输入端、一个输出端和若干个电阻和电容组成。输入信号通过电阻 R1和R2加到运算放大器的同相输入端，输出信号通过电容C1和C2反馈到运算放大器的 反相输入端。通过调整电阻和电容的参数，可以改变放大器的增益和带宽，从而获得所
multisim数字电路仿真实验电子表电路仿真
multisim数字电路仿真实验电⼦表电路仿真Multisim 数字电路仿真实验电⼦表电路仿真汽车⼯程系汽13班张昊 010975实验⽬的⽤Multisim的仿真软件，对数字电路进⾏仿真研究实验内容电⼦表电路的框图如图19.3 所⽰，其⼯作要求如下：时钟输⼊为秒脉冲。
秒计数器为60 进制，BCD 码输出。
秒计数器的进位脉冲送给分计数器，分计数器也是60 进制，BCD 码输出。
分计数器的进位脉冲送给⼩时计数器，⼩时计数器是24 进制，BCD 码输出。
各计数器的输出送显⽰译码器，显⽰译码器的输出送七段数码管。
设⼀个开关，开关合向⾼电平（＋5V 电源），计时开始；开关合向地，各计数器清除。
电⼦表电路Multisim 仿真设计图如图19.4 所⽰。
其电路结构是：计数器芯⽚采⽤74290N,其中U1、U2 组成秒计数器，U3、U4组成分计数器，U5、U6 组成⼩时计数器。
显⽰译码器采⽤7448N。
开关J1控制计数和清除。
其他门电路实现进位或清除逻辑功能。
3.选做实验（1）修改图19.4 电路，实现时、分、秒的对表逻辑。
（2）⾃拟⼀个电路进⾏仿真实验。
电路分析本实验中最重要的部分是由两⽚74LS90组成100以内任意进制计数器的原理。
原实验电路图分为两部分，⼀是计数器部分，⼆是译码显⽰部分。
计数器部分由六个74LS90芯⽚组成的两个60进制计数器和⼀个24进制计数器级连⽽成，由秒脉冲使其实现对时，分，秒的计时功能。
其中通过逻辑电路保证分钟计数器的输⼊信号为秒计数器的进位脉冲，时计数器的输⼊脉冲为分计数器的进位脉冲。
另外，还具有同时⼿动清零的功能。
译码显⽰部分由译码器7448N和七段数码显⽰管组成，实现将计数器的值⽤数码显⽰的功能。
对原电路的改进由上述对原电路各部分功能的分析，为⽅便实验，在不影响其功能的前提下，我认为有⼏个地⽅可以作如下修改。
⾸先，可以选⽤四输⼊的带有译码电路的数码管代替原有译码显⽰部分，这样可以使得电路更加简洁，便于分析。
multisim电路仿真图
一．直流叠加定理仿真图1.1图1.2图1.3结果分析：从上面仿真结果可以看出，V1和I1共同作用时R3两端的电压为36.666V；V1和I1单独工作时R3两端的电压分别为3.333V和33.333V，这两个数值之和等于前者，符合叠加定理。
二．戴维南定理仿真戴维南定理是指一个具有直流源的线性电路，不管它如何复杂，都可以用一个电压源UTH与电阻RTH串联的简单电路来代替，就它们的性能而言，两者是相同的。
图2.1如上图2.1电路所示，可以看出在XMM1和XMM2的两个万用表的面板上显示出电流和电压值为：IRL=16.667mA，URL=3.333V。
图2.2如上图2.2所示电路中断开负载R4，用电压档测量原来R4两端的电压，记该电压为UTH，从万用表的面板上显示出来的电压为UTH=6V。
图2.3在图2.2所测量的基础之上，将直流电源V1用导线替换掉，测量R4两端的的电阻，将其记为RTH，测量结果为RTH=160Ω。
图2.4在R4和RTH 之间串联一个万用表，在R4上并接一个万用表，这时可以读出XMM1和XMM2上读数分别为：IRL1=16.667mA ，URL1=3.333V 。
结果分析：从图2.1的测试结果和图2.4的测试结果可以看出两组的数据基本一样，从而验证了戴维南定理。
三．动态电路的仿真1、一阶动态电路：V1 1 VR110kΩC110uF12图3.12、二阶动态电路分析：图3.2 2、二阶动态电路：V110 VC11uFR12kΩL11H123图3.3一阶动态电路中V2随时间的变化可以看出，在0~500ms之间随时间的增大而非线性增大，大于500ms后趋于稳定。
图3.4当R1电位器阻值分别为500Ω,2000Ω,4700Ω时，输出瞬态波形的变化如上图所示。
四．交流波形叠加仿真图4.1图4.2结果分析：在信号分析中，一个周期的波形只要满足狄利克雷条件，该波形就可以分解为傅里叶级数。
图4.1为波形叠加仿真电路，将1kHz 15V，3kHz 5V和5kHz 3V的3路正弦信号通过电阻网络予以叠加，从图4.2可以看出示波器D通道的波形正好是示波器A,B,C通道波形的叠加，满足交流波形叠加。
Multisim模拟电路仿真实例
滞回比较器
UREF 为参考电压；输 出电压 uO 为 +UZ 或 -UZ；uI 为输入电压。
当 u+ = u- 时，输出电压 的状态发生跳变。
u
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
uO
UT-
比较器有两个不同的门限电平，
故传输特性呈滞回形状。
uO
+UZ
UT+
O
uI
-UZ
若 uO = UZ ，当 uI 逐渐增大时，使 uO 由 +UZ 跳变为
-UZ 所需的门限电平 UT+
UT
Байду номын сангаас
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
UZ
若 uO= UZ ，当 uI 逐渐减小时，使 uO 由 UZ 跳变 为 UZ 所需的门限电平 UT
图5-25 乙类互补对称功放电路
运行仿真： 从中可以发现输出信号的波形有明显的交越失真。
其失真原因
当输入信号较小时，达不到三极 管的开启电压，三极管不导电。
因此在正、负半周交替过零处会出 现非线性失真，即交越失真。
输入波形
输出波形
其失真范围如何呢？ 下面进行直流扫描分析，以便确定其交越失真的范围。
图5-24 波特图仪显示结果
若将信号源的频率分别修改为200Hz 和1MHz ，再次启动仿真，其输出电 压有何变化？
200Hz
1KHz
适当修改参数R1、R2、R3、R4和C1、C2，观察通带电压放大倍数和通带
截止频率的变化？
增如大果RR11输太出大波， 形输幅出度会增？大
Multisim仿真教程及实例
菜单系统工具栏设计工具栏仪器仪表工具栏电路图编辑窗口四、定制Multisim用户界面操作：设置菜单栏Option /Preferences中各属性选择元件的符号标准ANSI：美国标准DIN：欧洲标准。
元器件和背景的颜色一、电源库电源库中共有30个电源器件，分别是：●接地端●数字接地端● VCC电压源● VDD数字电压源●直流电压源●直流电流源●正弦交流电压源●正弦交流电流源●时钟电压源●调幅信号源●调频电压源●调频电流源● FSK信号源●电压控制正弦波电压源●电压控制方波电压源●电压控制三角波电压源●电压控制电压源●电压控制电流源●电流控制电压源●电流控制电流源●电流控制电压源●电流控制电流源●脉冲电压源●脉冲电流源图●指数电压源●指数电流源●分段线性电压源●分段线性电流源●压控分段电压源●受控单脉冲●多项式电源●非线性相关电源4、时钟电压源实质上是一个频率、占空比及幅度皆可调的方波发生器二、基本元件库●电阻●虚拟电阻●电容●虚拟电容●电解电容●上拉电容●电感●虚拟电感●电位器●虚拟电位器●可变电容●虚拟可变电容●可变电感●虚拟可变电感●开关●继电器●变压器●非线性变压器●磁芯●无芯线圈●连接器●插座●半导体电阻●半导体电容●封装电阻● SMT电阻● SMT电容● SMT电解电容● SMT电感现实元件虚拟元件“GeneralGeneral””页：元件的一般性资料，包括元件的名称、制造商、创建时间、制作者。
“SymbolSymbol””页：元件的符号。
“ModelModel””页：元件的模型，提供电路仿真时所需要的参数。
Footprint””页：元件封装，提供“Footprint给印制电路板设计的原件外形。
Electronic Parameters””页：“Electronic Parameters元件的电气参数，包括元件在实际使用中应该考虑的参数指标。
编辑电阻元件“User FieldsUser Fields””页：用户使用信息。
Multisim电路仿真实验
仿真错误
遇到仿真错误时，首先 检查电路原理是否正确 ，然后检查元件库是否
完整。
界面显示问题
如果界面显示异常，可 以尝试调整软件设置或
重启软件。
导出问题
在导出电路图或仿真结 果时出现问题，检查文 件路径和格式是否正确
。
THANKS
分析实验结果，验证电路的功 能和性能是否符合预期。
如果实验结果不理想，需要对 电路进行调整和优化。
04
电路仿真实验分析
实验数据整理
1 2 3
实验数据整理
在Multisim中进行电路仿真实验后，需要将实验 数据导出并整理成表格或图表形式，以便后续分 析和处理。
数据格式
数据整理时需要确保数据的准确性和完整性，包 括电压、电流、电阻、电容、电感等参数，以及 仿真时间和波形图等。
数据存储
整理好的数据应妥善存储，以便后续查阅和引用。
数据分析与处理
数据分析
对整理好的实验数据进行深入分 析，包括参数变化趋势、波形图 特征等，以揭示电路的性能和特 性。
数据处理
根据分析结果，对数据进行必要 的处理，如计算平均值、求取标 准差等，以得出更准确的结论。
误差分析
分析实验数据中可能存在的误差 来源，如测量误差、电路元件误 差等，以提高实验的准确性和可 靠性。
Multisim软件
Multisim软件是进行电路仿真实验的核心工具，用户可以在软件中创建电路图、设置元件参数、 进行仿真实验等操作。
实验电路板
实验电路板是用来搭建实际电路的硬件设备，用户可以在上面放置电路元件、连接导线等，实现 电路的物理连接。
元件库
Multisim软件提供了丰富的元件库，用户可以从元件库中选择需要的元件，将其添加到电路图中 ，方便快捷地搭建电路。
模拟电子电路multisim仿真实例大全
模拟电子电路multisim仿真1.1 晶体管基本放大电路1.1.1 共射极基本放大电路按下图搭建共射极基本放大电路，选择电路菜单电路图选项（Circuit/Schematic Option ）中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮，设置并显示元件的标号与数值等。
1. 静态工作点分析选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC Operating Point）（当然，也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量）分析结果表明晶体管Q1工作在放大状态。
2. 动态分析用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH)，用示波器观察到输入，输出波形。
由波形图可观察到电路的输入，输出电压信号反相位关系。
再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。
3. 参数扫描分析在上图所示的共射极基本放大电路中，偏置电阻R1的阻值大小直接决定了静态电流IC 的大小，保持输入信号不变，改变R1的阻值，可以观察到输出电压波形的失真情况。
选择分析菜单中的参数扫描选项（Analysis/Parameter Sweep Analysis），在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为R1，参数为电阻，扫描起始值为100k，终值为900k，扫描方式为线性，步长增量为400k，输出节点5，扫描用于暂态分析。
４.频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为1Hz，终止频率为1GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点5做输出节点。
由图分析可得：当共射极基本放大电路输入信号电压VI为幅值5mV的变频电压时，电路输出中频电压幅值约为0.5V，中频电压放大倍数约为100倍，下限频率（X1）为14.22Hz，上限频率（X2）为25.12MHz，放大器的通频带约为25.12MHz。
Multisim仿真实例电路
+ 3V -
4V I1
+
1
I2
I3
1 +
U3
- 5V 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
求：I1、I2 、I3、U3
h
7
2.2 仿真电路的创建
该电路需要调用电压源和电阻元件， 为了测量电流和电压，需要调用万用表。
+ 3V -
4V I1
+
1
I2
I3
1 +
U3
- 5V 1
h
8
2.2 仿真电路的创建
1.添加元件
1）点击用户界面中元件库的电源库按钮 ， 或者选择菜单栏的Place/ComPonent，将会出现
保存的路径
默认的电路保存的路径是：
C:\Documents and Settings\Administrator\My
Documents\National Instruments\Circuit Design Suite
10.0\
h
2
2.1 设置Multisim10的界面
设定元器件的 放置方式：连 续/单个。选择 连续放置模式。
了测试仪器，部分连线需要重新连接。
也可以添加好元件之后，同时将需要的测试仪器一 同添加，统一连线。
h
23
5.添加测试仪器
连接好的电路如图所示：
注意：
连接好的电路中，如果元件位置不合适，可以用
鼠标选中元件，然后用上下左右键移动，或者直接用左键
拖移调整元件位置。
h
24
5.添加测试仪器
设置测试仪器参数
设定符号标准：美国标 准（ANSI）和欧洲标准 （DIN）。我国的元件符 号与DIN模式相同
四 Multisim仿真实例
R0kΩ
Rc2 10kΩ
T1
T2
Rb2 1kΩ
Io
190μA
T3
Rc3 5kΩ
图 7-1
+15V
T4 VO
Re4 －15V
例 2 电路如图 7-2 所示。求电路的闭环电压增益 Avf、输入电阻 Rif ，并与 手算闭环电压增益结果比较。
（仿真文档在光盘“feedback/ 2”文件夹中。）
例 3 电路如图 4-1（a）所示。设 BJT 的型号为 2N3904，β＝50，rbb′＝100Ω，
4
其他参数与例 1 相同。试分析 Ce 在 1μF 到 100μF 之间变化时，下限频率 fL 的变 化范围（Ce 为与 Re 并联的电容）。
（仿真文档在光盘“BJT/3”文件夹中。）
五、差分式放大电路仿真实例
IR
R
IO(IL)
+
+ VR −
IZ
+
VI
DZ
VO
RL
−
−
图 2-3
三、MOSFET 放大电路仿真实例
例 1 电路如图 3-1 所示。设 NMOS 管 T 的参数为 VT = 0.8V，Kn = 1mA/V2。 电路其他参数为 V DD= V SS= 5V，I = 0.5mA，R d = 7kΩ，R g = 200kΩ，Cs = 47μF， 输入信号采用振幅为 10mV，频率为 1kHz 的正弦波。试画出输出电压的波形。
（仿真文档在光盘“actual op-amp/1”文件夹中。）
+VCC
vi
R1
R
-
Rf
C1
vp
A +
R
C2
Multisim模拟电路仿真实验报告
一、实验目的1.认识并了解Multisim的元器件库；2.学习使用Multisim绘制电路原理图；3.学习使用Multisim里面的各种仪器分析模拟电路；二、实验内容【基本单管放大电路的仿真研究】1.仿真电路如图所示。
2.修改参数，方法如下：双击三极管，在Value选项卡下单击EDIT MODEL；修改电流放大倍数BF为60，其他参数不变；图中三极管名称变为2N2222A*；双击交流电源，改为1mV,1kz；双击Vcc，在Value选项卡下修改电压为12V；双击滑动变阻器，在Value选项卡下修改Increment值为0.1% 或更小。
三、数据计算1.由表中数据可知，测量值和估算值并不完全相同。
可以通过更精细地调节滑动变阻器，使V E更接近于1.2V.2.电压放大倍数测量值A u =−13.852985 ；估算值A u =−14.06 ；相对误差=−13.852985−(−14.06)−14.06×100% =−1.47%由以上数据可知，测量值和估算值并不完全相同，可能的原因有：1) 估算值的计算过程中使用了一些简化处理，如动态分析时视电容为短路，r be =300+(β+1)∙26I E等与仿真电路并不完全相同。
2) 仿真电路的静态工作点与理想情况并不相同，也会影响放大倍数。
3. 输入输出电阻验相同的原因外（不再赘述），还有：万用表本身存在电阻。
4.去掉R E1后，电压放大倍数增大，下限截止频率和上限截止频率增大，输入电阻减小。
说明R E1减小了放大倍数，增大了输入电阻。
四、感想与体会电子实验中，估算值与仿真值、仿真值与实际测量值往往并不完全一致。
在设计电路时可以通过估算得到大致的判断，再在电脑中进行仿真，最后再实际测量运行。
用电脑仿真是很必要的，一方面可以及早发现一些简单错误，防止功亏一篑，另一方面还可以节省材料和制作时间。
但必须考虑实际测量与仿真的不同之处，并应以实测值为准。
multisim仿真电路
1.输入和逻辑状态判断电路的测试
1)调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为低电平（VL<0.8v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2）调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为高电平（VH>3.5v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2.音响声调产生电路
1）逻辑电平测试器的被测电压为低电平（VL<0.8v）用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形，用频率计测量振荡频率f.
四、实验内容及步骤
1．场效应管共源放大器的调试
(1)连接电路。按图1连接好电路，场效应管选用N沟道消耗型2N3370，静态工作点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至12V。
图1
2.测量静态工作点
将输入端短接（图2），并测量此时的 Vg、Vs、VD、 ，填入下表1
静态工作点：
1.006V
39.355nV
1）输入电阻测量：先闭合开关S1(R2=0)，输入信号电压Vs，测出对应的输出电压 ，然后断开S1，测出对应的输出电压 ，因为两次测量中和是基本不变的，所以
,测得 =134.137mV， =67.074mV,
仿真结果如下图4：
2）输出电阻测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs，分别测量当已知负载RL断开和接上的输出电压 和 。则 ,由于本实验所用的场效应管必须接入很大的负载才能达到放大效果，因此此方法不适合用来测量本实验输出电阻效果不太好，仿真结果如下图5 =66.8mV, =125mV .
38.328
43.36
35
40
45
50
55
60
65
47.847
51.875
55.507
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
Multisim模拟电子技术仿真实验
放大器的电压增益A u 和放大器的最大平均输出功率P O 。
第23页/共55页
9.5 结型场效应晶体管共源极放大电路仿真实验
1)学会测量跨导g m 。
2)依据结型场效应晶体管共源极放大电路输入输出电压波形，
计算电压增益。
1)直流电源：Place Source→POWER_SOURCES→VDD, 选取
直流电源并根据电路设置电压。
2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取
电路中的接地。
3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻并根据电路设置电
阻值。
第24页/共55页
9.5 结型场效应晶体管共源极放大电路仿真实验
4)电容：Place Basic→CAPACITOR,选取电容并根据电路设置
1)根据仿真的数据U IP 和U OP ，计算放大电路的电压增益A u 。
2)放大电路输出与输入波形之间的相位差怎么样？
第30页/共55页
9.6 串联电压负反馈放大器仿真实验
1)学会测量串联电压负反馈放大器的输入和输出电压，计算闭
环电压增益。
2)学会测量负反馈放大器输入与输出电压波形之间的相位差。
电容值。
5)场效应晶体管：Place Transistors→JFET_N，选取2SK117型
场效应晶体管。
6)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设
置为直流档。
7)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置
为直流档。
8)函数发生器：从虚拟仪器工具栏调取XFG1。
Multisim模拟电路仿真实验
实验19 Multisim模拟电路仿真实验1.实验目的（1）学习用Multisim实现电路仿真分析的主要步骤。
（2）用仿真手段对电路性能作较深入的研究。
2.预习内容对仿真电路需要测量的数据进行理论计算，以便将测量值与理论值进行对照。
3.实验内容实验19-1 基本单管放大电路的仿真研究射极电流负反馈放大电路的仿真电路如下图所示。
三极管的电流放大系数设置为60。
（1）调节R w，使V E=1.2V;（2）用“直流工作点分析”功能进行直流工作点分析，测量静态工作点，并与估算值比较；（3）用示波器观测输入、输出电压波形的幅度和相位关系，并测量电压放大倍数，与估算值比较；（4）用波特图仪观测幅频特性和相频特性，并测量电压放大倍数和带宽（测出下线截止频率和上限截止频率即可）；（5）用“交流分析”功能测量幅频特性和相频特性；（6）加大输入信号幅度，观测输出电压波形何时会出现失真，并用失真度分析仪测量信号的失真度；（7）设计测量输入电阻、输出电阻的方法并测量之。
（测输入电阻采用“加压求流法”，测输出电阻采用改变负载电阻测输出电压进而估算输出电阻的方法，即。
式中，U oO是输出端空载时的输出电压，U oL是接入负载R L时的输出电压。
输入信号频率选用1000H Z）。
（8）将去掉，将的值改为1.2kΩ，即静态工作点不变，重测电压放大倍数、上下限截止频率及输入电阻。
将测得的放大倍数、上下限截止频率和输入电阻进行列表对比，说明对这三个参数的影响。
实验结果如下：（1）静态直流工作点分析理论上，;;。
实际测量结果如下：;相对误差为0.018%；相对误差为0.018%；相对误差为2.698%；; 相对误差为0.061%；相对误差为0.029%；由此可见，静态工作点的理论预测值与实际测量值十分接近。
其中误差最大，其主要影响因素应当是根据模拟的参数设置，该三极管是实际三极管而并非理想三极管，在实际电流放大倍数方面与理论值有一定的误差。
Multisim模拟电路仿真实例
1.6
20lg Aup 4.1dB
第4章 Multisim8应用实例
运行仿真分析： 得输入信号V1和输出信号V0的波形图
说明输入信号通过了该滤波器，并被放大； 并从中可以测试到Vo=1.6Vi
第4章 Multisim8应用实例
从波特图仪上可以观察到当20lg︱Aup︱从4.1dB下降 到1dB左右时，其f0约为100Hz，理论值基本相同，达 到设计要求。
输入电阻Ri=20k
第4章 Multisim8应用实例
通频带△f=fH-fL，设其中：fL≤20Hz，fH≥10kHz 据此可估算出电路中C1、C2、C3的取值
取标称值，C1=C2=1 、C3=5.7
第4章 Multisim8应用实例
启动仿真：得输入输出的信号，可估算出放大倍数约为1000倍
图5-9 例5.2示波器窗口
工作原理？
图5-25 乙类互补对称功放电路
第4章 Multisim8应用实例
运行仿真： 从中可以发现输出信号的波形有明显的交越失真。
其失真原因
输入波形
输出波形
当输入信号较小时，达 不到三极管的开启电压，三 极管不导电。
因此在正、负半周交替 过零处会出现非线性失真， 即交越失真。
第4章 Multisim8应用实例
其最大电压输出范围为 -11.5000V~12.5000V。
图5-28 例5.9最大输出电压测试结果
第4章 Multisim8应用实例
例5.10 针对上例中乙类互补对称功放电路的交越失 真问题，如何对电路进行改进？
电路原理分析
图5-29改进后的电路 甲乙类互补对称功放电路
第4章 Multisim8应用实例
第4章 Multisim8应用实例
multisim模拟仿真实验
multisim模拟仿真实验⼀、实验⽬的和要求(1)学习⽤multisim 进⾏模拟电路的设计仿真 (2)掌握⼏种常见的实⽤电路原理图⼆、实验内容和原理2.1测量放⼤电路仿真分析在multisim11中画出如下电路原理图。
如图所⽰为测量放⼤电路，采⽤两级放⼤，前级采⽤同相放⼤器，可以获得很⾼的输⼊阻抗；后级采⽤差动放⼤器，可获得⽐较⾼的共模抑制⽐，增强电路的抗⼲扰能⼒。
该电路常常作为传感器放⼤器或测量仪器的前端放⼤器，在微弱信号检测电路设计中应⽤⼴泛。
电路的电压放⼤倍数理论计算为)1(94367R R R R R A u++=将电路参数代⼊计算：630)101001001(10300=++=uA2.2电压-频率转换电路仿真分析给出⼀个控制电压，要求波形发⽣电路的振荡频率与控制电压成正⽐，这种通过改变输⼊电压的⼤⼩来改变输出波形频率，从⽽将电压参数转换成频率参量电路成为电压—频率转换电路（VCO ），⼜称压控振荡器。
在multisim11中创建如图所⽰的电压-频率转换电路的电路原理图。
电路中，U1是积分电路，U2是同相输⼊迟滞⽐较器，它起开关左右；U3是电压跟随电流，输⼊测试电压U1。
电路的输出信号的振荡频率与输⼊电压的函数关系为Zi CU R R U R T f 31421==2.3单电源功率放⼤电路仿真分析在许多电⼦仪器中，经常要求放⼤电路的输出机能够带动某种负载，这就要求放⼤电路有⾜够⼤的输出功率，这种电路通称为功率放⼤器，简称“功放”。
⼀般对功放电路的要求有：（1）根据负载要求提供所需要的输出功率；（2）功率要⾼（3）⾮线性失真要⼩（4）带负载的能⼒强。
根据上述这些要求，⼀般选⽤⼯作在甲⼄类的共射输出器构成互补对称功率放⼤电路。
单电源功放电路中指标计算公式如下：功率放⼤器的输出功率：Lo oR U P = 直流电源提供的直流功率：CO CC E I U P ?=电路效率：%100?=EoP P η实验电路原理图如下：2.4直流稳压电源仿真分析在所以电⼦电路和电⼦设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。
Multisim使用方法简介及仿真例题(清华大学)
Multisim简介一、Multisim教学版安装步骤1、启动安装：打开Multisim目录，双击执行Setup程序，启动安装。
安装过程将出现一系列对话框，包括检查系统环境、版权申明、更新系统说明、更新系统文件等。
2、重新开机。
3、重新启动：重新开机后，安装程序并不会继续执行安装，必须重新启动安装程序，按钮，选择程序/Startup/Continue Setup，安装程序重新启动。
4、输入相应序列号：安装程序重新启动后，第一阶段出现过的界面和对话框还会一次出现，按以上相应步骤执行。
其中Serial一项需要从Multisim2001目录中打开SN.txt文件查找到相应序列号填入。
二、运行MultisimMultisim安装后如果不启动输入交付码（Release Code），将受到15天的使用限制，即使重新安装也于事无补。
因此安装后应尽快启动并输入交付码。
用鼠标左键双击桌面上的“Multisim”，或者点击“开始”—〉“程序”—〉“Multisim”。
出现图1所示的启动画面。
在该画面中点击“Enter Release Code”，从Multisim目录中打开SN.txt文件查找到相应的交付码填入，点击Continue即可进入Multisim窗口。
图1 启动画面Multisim窗口界面主要包括以下几个部分：菜单栏：系统工具栏：设计工具栏：元器件箱（在界面的最左边）：仪表工具栏（在界面的最右边）：三、元器件箱元器件箱在界面的最左边按列排放，包括14个元器件库，其中模拟电路常用库为电源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟元件库，简介如下：电源库：开关电源/信号源。
基本元件库：如电阻器、电容器、电感器等常用的元件。
二极管库：包括各种二极管、闸流体及桥式整流器等。
晶体管库：包括双极性晶体管(BJT)、场效晶体管(FET)。
模拟元件库：如运算放大器等。
四、虚拟仿真仪表仪表工具栏在界面的最右边按列排放，包括11种虚拟仪器，其中模拟电路测试常用仪表为数字万用表、函数发生器、示波器、波特图仪，简介如下：波特图仪。
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二、 RC - 型滤波电路
输出直流电压为：
U O(AV)
RL R RL
UO (AV)
脉动系数 S 约为：
S
1
S
C2 (R // RL )
适用于负载电流较小的场合。
三、电感滤波电路和 LC 滤波电路
一、电感滤波器
二、LC 滤波器
图 10.3.5
适用于负载电流比较 大的场合。
图 10.3.6
图5-2 瞬态分析结果
输出波形 已经失真
2）如何改善波形失真？ ??
图5-3 加入反馈电阻R6
如何确定反馈电阻R6的阻值？ 可对R6进行参数扫描分析
图5-4 参数扫描设置对话框
图5-5 参数扫描结果
比较输出波 形，选择 R6为400欧
R6=400
3）如何测试fL和fH？
加上电阻R6前后分别进行交流分析，测试节点为 2，其他设置默认，可分别得幅频和相频特性曲线如 图；
图5-30 例5.10输出波形
判断其最大电压输出范围：
Simulate/Analysis/DCSweep，直流扫描设置：设置Start value和Stop value 的值分别为-10V和10V，设置Increment为0.1V，在Output variables标签页， 选定节点5作为测试点，其他项默认。
输出直流电压为：
UO(AV) UO (AV) 0.9U 2
脉动系数 S ：
S
1
2 LC
S
适用于各种场合。
5.1.5.4 串联型直流稳压电路
一、电路组成和工作原理
采样电路：R1、 R2、 R3 ； 基准电压：由 VDZ 提供； 稳压过程：
放大电路：A； 调整管：VT；
UI 或 IL UO UF UId UBE IC
设置StartValue和Stop value的值分别为-5V和5V 设置Increment为0.1V 在Output variables标签中，选定节点1作为测试节 点，其他项默认。
可以发现其失真范围为 -775.0000mV~666.6667mV。
图5-27 例5.9直流扫描分析结果
如何判断其最大电压输出范围？ 打开直流扫描分析设置窗口，设置其Start value和 Stop value的值分别为-20V和20V，然后进行直流扫描 分析，结果如图5-28所示；
2U 2 RL 2U 2
2U 2
二、单相全波整流电路
+ 全波整流电路
2U 2 2 2U2
三、 单相桥式整流电路
2U 2
2U 2 RL
2U 2 RL
2U 2
2U 2
5.1.5.3 滤波电路
一、电容滤波电路
滤波电容大，效果好。 适用于负载电流较小的场合。 当 RLC (3 ~ 5)T2 输出直流电压为： UO(AV) 1.2U 2 脉动系数 S 约为 10% ~ 20%。
频率减小
比较有源低通滤波器和无源低通滤波器的带负载？
5.1.4 功率放大器分析
特点
1. 输出功率要足够大 Po IoUo
2. 效率要高
Po 100 %
PE
Po为信号输出功率, PE是直流电源向电路提供的功率。
3. 非线性失真要小
为使输出功率大, 功率放大器采用的三极管均应工作在大信号状 态下。由于三极管是非线性器件, 在大信号工作状态下, 器件本身 的非线性问题十分突出, 因此, 输出信号不可避免地会产生一定的 非线性失真。
故传输特性呈滞回形状。
uO
+UZ
UT+
O
uI
-UZ
若 uO = UZ ，当 uI 逐渐增大时，使 uO 由 +UZ 跳变
为 -UZ 所需的门限电平 UT+
UT
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
UZ
若 uO= UZ ，当 uI 逐渐减小时，使 uO 由 UZ 跳 变为 UZ 所需的门限电平 UT
的交流放大器，如图5-8所示。分析其幅频特性和放 大能力，指出fL和fH。
图5-8 多级交流放大器
电路理论分析： 该电路属于LM124AJ的典型应用，第一级 LM124AJ的Gain=1+R2/R1≈10，第二级 LM124AJ的Gain=1+R4/R6=101，因此该电 路的中频电压放大倍数约为1000。 其设计指标为： 中频电压放大倍数A=1000
功率放大电路有三种工作状态 iC
(1) 甲类工作状态
iC Q
静态工作点 Q 大致在负载
线的中点。三极管的工作角度
为360度。
O
tO
uCE
(1) 甲类工作状态
这种工作状态下，放大电路的最高效率为 50%。
(2) 甲乙类工作状态
iC
静态工作点 Q 沿负载
线下移，静态管耗减小，
但产生了失真。三极管的
导 通 角 度 大 于 180 度 小 于
其最大电压输出范围为 -5V~＋5V。
5.1.5 直流电源分析
5.1.5.1 直流电源的组成
电网 电压
电源 变压器
整流 电路
滤波器
稳压 负 电路 载
图 直流电源的组成
5.1.5.2 整流电路
一、单相整流电路
优点：使用元件少。 缺点：输出波形脉动大； 直流成分小；变压器利用率 低。
2U2 sint
Aup
1
R2 R1
1
50 82
1.6
20lg Aup 4.1dB
运行仿真分析： 得输入信号V1和输出信号V0的波形图
说明输入信号通过了该滤波器，并被放大； 并从中可以测试到Vo=1.6Vi
从波特图仪上可以观察到当20lg︱Aup︱从4.1dB下降 到1dB左右时，其f0约为100Hz，理论值基本相同，达 到设计要求。
74LS00D是一种有四个二输入端与非门的芯片，其 外部特性参数有：输出电平、开门电平、关门电平、 扇出系数、平均传输延时和空载功耗等。
设定C的变化范围： 50uF——650uF
可见电容取值大于 350μF时，纹波就
已经比较小
需要选择一个合适的电容
直流电源分析举例2
其电压调节范围？
串联型直流稳压电源
稳压效果怎样？
5.2 在数字电子技术中的应用
5.2.1 逻辑门电路基础 例5.12 针对与非门电路74LS00D，分析与非门的特性， 加深对各参数意义的理解。
输出波形
图5-14 例5.4仿真结果
5.1.3 信号产生和处理电路分析
例5.6 如图5-17，是一个方波和锯齿波产生电路。 测试其周期，如果使其周期可调，该如何处理？
图5-17 例5.6电路原理图
分析：
在该电路中，运放U1和电阻R1、R3、R5等构成了一 个滞回比较器;
其中R3、R5将Vo1反馈到运放U1的同相输入端，与 零电位比较，实现状态的转换。
二、Multisim11 应用实例
1 在模拟电子技术中的应用 2 在数字电子技术中的应用
5.1 在模拟电子技术中的应用
5.1.1 放大电路设计与分析 例5.1 共射晶体管放大电路，如图5-1所示，要求： 1）判断输出波形是否失真？ 2）如何改善波形失真？ 3）测试其fL和fH。
图5-1 例5.1原理图
可对比加电阻R6前后的幅频和相频特性曲线，看 出其通频带的变化；
图5-6 未加R6时的幅频、相频特性曲线
fL为1.34kHz
fH为1.14MHz
图5-7 加上R6后的幅频、相频特性曲线
fL为16Hz
fH为18MHz
加上负反馈电阻R6后，不仅消除了波形失真， 同时明显展宽了频带。
例5.2 使用集成运算放大器LM124AJ组成具有深度负反馈
UZ
当 R2 的滑动端调至最下 端时，UO 为最大值，
U Omax
R1
R2 R3
R3
U
Z
直流电源分析举例1
例5.11分析下面的直流电源，负载为1kΩ。
仿真分析
图5-34 负载上的电流
图5-33 滤波前后的波形
图5-34 负载上的电压
如何减小纹波系数？
通过参数扫描分析
设定分析时间为0.05s
例5.4 用集成运放设计一个实现Vo=0.2Vi的电路。
分析：按照设计要求， Vo=0.2Vi，因此可采用两级反 相比例运放电路， 第一级实现Auf1=-0.2， 第二级实现Auf2=-1， 从而实现Auf=0.2。设计电路如图5-13所示。
图5-13 例5.4电路原理图 由电路可估算：
通过瞬态分析仿真，得到输出波形如图5-14所示。通过 测试可以发现Vo=0.2Vi。
同时R3还将Vo反馈到运放U1的同相输入端，作为滞 回比较器的 输入，构成闭环。
滞回比较器
UREF 为参考电压； 输出电压 uO 为 +UZ 或 -UZ；uI 为输入电压。
当 u+ = u- 时，输出电压 的状态发生跳变。
u
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
uO
UT-
比较器有两个不同的门限电平，
UO
UCE↑
二、输出电压的调节范围
由于 U+ = U ，UF = UZ， 所以
UZ
UF
R2 R3 R1 R2 R3
UO
则：
UO
R1 R2 R3 R2 R3
UZ
串联型直流稳压电路
当 R2 的滑动端调至最上端时，UO 为最小值
U Omin
R1 R2 R3 R2 R3