基于Multisim10的电子仿真试验与设计 Multisim10 基本分析方法
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2. Analysis Options页 点击Analysis Options按钮进入Analysis Options页,其中排
列了与该分析有关的其它分析选项设置,通常应该采用默认的。
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3. Summary页 点击Summary按钮进入Summary页,如图所示。Summary
页中排列了该分析所设置的所有参数和选项。用户通过检查可 以确认这些参数的设置。
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2.2.3 检查测试结果 电路的交流分析测试曲线如图所示,测试结果给出电路的幅
频特性曲线和相频特性曲线,幅频特性曲线显示了3号节点 (电路输出端)的电压随频率变化的曲线;相频特性曲线 显示了7号节点的相位随频率变化的曲线。由交流频率分析 曲线可知,该电路大约在7Hz ~ 24MHz范围内放大信号, 放大倍数基本稳定,且相位基本稳定。超出此范围,输出 电压将会衰减,相位会改变。
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2.1 直流工作点分析
直流工作点分析也称静态工作点分析,电路的直流分析 是在电路中电容开路、电感短路时,计算电路的直流工作点, 即在恒定激励条件下求电路的稳态值。在电路工作时,无论 是大信号还是小信号,都必须给半导体器件以正确的偏置, 以便使其工作在所需的区域,这就是直流分析要解决的问题。 了解电路的直流工作点,才能进一步分析电路在交流信号作 用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析 过程中是至关重要的。
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1. Output 页 Output 页用于选定需要分析的节点。 左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和
流过电源的电流变量。右边Selected variables for 栏用于存放需 要分析的节点。
具体做法是先在左边Variables in circuit 栏内中选中需要分 析的变量(可以通过鼠标拖拉进行全选),再点击Plot during simulation 按钮,相应变量则会出现在Selected variables for 栏 中。如果Selected variables for 栏中的某个变量不需要分析,则 先 选 中 它 , 然 后 点 击 Remove 按 钮 , 该 变 量 将 会 回 到 左 边 Variables in circuit 栏中。
度扫描) 描)、Octave(8倍刻度扫描)
Number of points per decade(扫描点数)
10
起点到终点共有多少个频率点,对线 性扫描项才有效
Vertical scale(垂直 刻度)
Logarithm ic
(对数)
扫描时的垂直刻度,可选项有: Linear、Logarithmic、Decibel、 Octave
主要内容
▪ 2.1 直流工作点分析(DC Operating Point Analysis ) ▪ 2.2 交流分析(AC Analysis) ▪ 2.3 瞬态分析(Transient Analysis) ▪ 2.4 傅立叶分析(Fourier Analysis) ▪ 2.5 失真分析(Distortion Analysis) ▪ 2.6 噪声分析(Noise Analysis) ▪ 2.7 直流扫描分析(DC Sweep Analysis)
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2.1.3 检查测试结果 直流工作点的测试结果如图所示。测试结果给出电路各个
节点的电压值。根据这些电压的大小,可以确定该电路的静态 工作点是否合理。
如果不合理,可以改变电 路中的某个参数,利用这种方 法,可以观察电路中某个元件 参数的改变对电路直流工作点 的影响。
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2.2 交流分析
交流分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析。 它计算电路的幅频特性和相频特性,是一种线性分析方法。 Multisim 10在进行交流频率分析时,首先分析电路的直流工 作点,并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理, 得到线性化的交流小信号等效电路,并用交流小信号等效电 路计算电路输出交流信号的变化。在进行交流分析时,电路 工作区中自行设置的输入信号将被忽略。也就是说,无论给 电路的信号源设置的是三角波还是矩形波,进行交流分析时, 都将自动设置为正弦波信号,分析电路随正弦信号频率变化 的频率响应曲线。
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2.1.1构造电路 为了分析电路的交流信号是否能正常放大,必须了解电路
的直流工作点设置得是否合理,所以首先应对电路得直流工作 点进行分析。在Multisim10工作区构造一个单管放大电路,电 路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。
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执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类 型中选择DC Operating Point,则出现直流工作点分析对话框, 如图所示。直流工作点分析对话框包括3页。
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Multisim10为仿真电路提供了两种分析方法,即利用虚拟 仪表观测电路的某项参数和利用Multisim10 提供的十几种分析 工具,进行分析。常用的分析工具有:直流工作点分析、交流 分析、 瞬态分析、傅立叶分析、失真分析、噪声分析和直流扫 描分析。利用这些分析工具,可以了解电路的基本状况、测量 和分析电路的各种响应,且比用实际仪器测量的分析精度高、 测量范围宽。下面将详细介绍常用基本分析方法的作用、分析 过程的建立、分析对话框的使用以及测试结果的分析等内容。
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2.2.1 构造电路 这里仍采用单管放大电路作为实验电路,电路如图所示。
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2.2.2启动交流分析工具 执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类
型中选择AC Analysis,则出现交流分析对话框,如图所示。
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对话框中Frequency Parameters页的设置项目、单位以及 默认值等内容见表所示。
项目
默认值
注释
Start frequency(起 始频率)
1
交流分析时的起始频率,可选单位有: Hz、KHz、MHz、GHz
Stop frequency(终止 频率)
10
交流分析时的终止频率,可选单位有: Hz、KHz、MHz、GHz
Decade 交流分析曲线的频率变化方式,可选 Sweep type(扫描类型) (10倍刻 有: Decade、Linear(线性刻度扫
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2. Analysis Options页 点击Analysis Options按钮进入Analysis Options页,其中排
列了与该分析有关的其它分析选项设置,通常应该采用默认的。
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3. Summary页 点击Summary按钮进入Summary页,如图所示。Summary
页中排列了该分析所设置的所有参数和选项。用户通过检查可 以确认这些参数的设置。
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2.2.3 检查测试结果 电路的交流分析测试曲线如图所示,测试结果给出电路的幅
频特性曲线和相频特性曲线,幅频特性曲线显示了3号节点 (电路输出端)的电压随频率变化的曲线;相频特性曲线 显示了7号节点的相位随频率变化的曲线。由交流频率分析 曲线可知,该电路大约在7Hz ~ 24MHz范围内放大信号, 放大倍数基本稳定,且相位基本稳定。超出此范围,输出 电压将会衰减,相位会改变。
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2.1 直流工作点分析
直流工作点分析也称静态工作点分析,电路的直流分析 是在电路中电容开路、电感短路时,计算电路的直流工作点, 即在恒定激励条件下求电路的稳态值。在电路工作时,无论 是大信号还是小信号,都必须给半导体器件以正确的偏置, 以便使其工作在所需的区域,这就是直流分析要解决的问题。 了解电路的直流工作点,才能进一步分析电路在交流信号作 用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析 过程中是至关重要的。
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1. Output 页 Output 页用于选定需要分析的节点。 左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和
流过电源的电流变量。右边Selected variables for 栏用于存放需 要分析的节点。
具体做法是先在左边Variables in circuit 栏内中选中需要分 析的变量(可以通过鼠标拖拉进行全选),再点击Plot during simulation 按钮,相应变量则会出现在Selected variables for 栏 中。如果Selected variables for 栏中的某个变量不需要分析,则 先 选 中 它 , 然 后 点 击 Remove 按 钮 , 该 变 量 将 会 回 到 左 边 Variables in circuit 栏中。
度扫描) 描)、Octave(8倍刻度扫描)
Number of points per decade(扫描点数)
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起点到终点共有多少个频率点,对线 性扫描项才有效
Vertical scale(垂直 刻度)
Logarithm ic
(对数)
扫描时的垂直刻度,可选项有: Linear、Logarithmic、Decibel、 Octave
主要内容
▪ 2.1 直流工作点分析(DC Operating Point Analysis ) ▪ 2.2 交流分析(AC Analysis) ▪ 2.3 瞬态分析(Transient Analysis) ▪ 2.4 傅立叶分析(Fourier Analysis) ▪ 2.5 失真分析(Distortion Analysis) ▪ 2.6 噪声分析(Noise Analysis) ▪ 2.7 直流扫描分析(DC Sweep Analysis)
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2.1.3 检查测试结果 直流工作点的测试结果如图所示。测试结果给出电路各个
节点的电压值。根据这些电压的大小,可以确定该电路的静态 工作点是否合理。
如果不合理,可以改变电 路中的某个参数,利用这种方 法,可以观察电路中某个元件 参数的改变对电路直流工作点 的影响。
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2.2 交流分析
交流分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析。 它计算电路的幅频特性和相频特性,是一种线性分析方法。 Multisim 10在进行交流频率分析时,首先分析电路的直流工 作点,并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理, 得到线性化的交流小信号等效电路,并用交流小信号等效电 路计算电路输出交流信号的变化。在进行交流分析时,电路 工作区中自行设置的输入信号将被忽略。也就是说,无论给 电路的信号源设置的是三角波还是矩形波,进行交流分析时, 都将自动设置为正弦波信号,分析电路随正弦信号频率变化 的频率响应曲线。
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2.1.1构造电路 为了分析电路的交流信号是否能正常放大,必须了解电路
的直流工作点设置得是否合理,所以首先应对电路得直流工作 点进行分析。在Multisim10工作区构造一个单管放大电路,电 路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。
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执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类 型中选择DC Operating Point,则出现直流工作点分析对话框, 如图所示。直流工作点分析对话框包括3页。
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Multisim10为仿真电路提供了两种分析方法,即利用虚拟 仪表观测电路的某项参数和利用Multisim10 提供的十几种分析 工具,进行分析。常用的分析工具有:直流工作点分析、交流 分析、 瞬态分析、傅立叶分析、失真分析、噪声分析和直流扫 描分析。利用这些分析工具,可以了解电路的基本状况、测量 和分析电路的各种响应,且比用实际仪器测量的分析精度高、 测量范围宽。下面将详细介绍常用基本分析方法的作用、分析 过程的建立、分析对话框的使用以及测试结果的分析等内容。
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2.2.1 构造电路 这里仍采用单管放大电路作为实验电路,电路如图所示。
11
2.2.2启动交流分析工具 执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类
型中选择AC Analysis,则出现交流分析对话框,如图所示。
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对话框中Frequency Parameters页的设置项目、单位以及 默认值等内容见表所示。
项目
默认值
注释
Start frequency(起 始频率)
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交流分析时的起始频率,可选单位有: Hz、KHz、MHz、GHz
Stop frequency(终止 频率)
10
交流分析时的终止频率,可选单位有: Hz、KHz、MHz、GHz
Decade 交流分析曲线的频率变化方式,可选 Sweep type(扫描类型) (10倍刻 有: Decade、Linear(线性刻度扫