电工电子学仿真实验

功 能
执行仿真 暂停仿真 设置仪表的预置值 设定数字仿真参数 选用仪表（也可通 过工具栏选择）
命 令
Analyses Postprocess VHDL Simulation Auto Fault Option Global Component Tolerances
功 能
选用各项分析功 能 启用后处理 进行VHDL仿真 自动设置故障选 项 设置所有器件的 误差
万用表测量直流电压和电流值
Function Generator——信号发生器
信号发生器能输出正弦波、三角波和方波等信 号。输出频率1H－999MHz、振幅1uV－999KV，另可 调整工作周期和直流偏差。
用信号发生器产生正弦波、三角波和方波
Oscilloscope－示波器
该示波器可以观察一路 或两路信号波形的形 状，分析被测周期信 号的幅值和频率，时 间基准可在秒直至纳 秒范围内调节。示波 器图标有四个连接点： A通道输入、B通道输 入、外触发端T和接地 端G。
（1）设置Parameter Sweep分析; (2)分析结果显示
9. 作 业
• （1）求解习题1.19。 • （2）利用戴维南定理求解习题1.21。
三、交流电路实验
主要目的：
• 学习使用信号发生器、示波器的使用 • 学习利用“瞬态分析（Transient
Analysis） ”观察动态电路响应的时域波形。
元件元素
• Multisim 9的元件均具有下列元素:
Symbol – 元件符号（ for Schematic） Model – 元件模型（ for Simulation） Footprint – 元件外型（ for Layout） Electronic Parameter– 电子元件参数 User Defined Info. – 使用者自定资讯 Pin model—管脚模型 General—元件描述
（1）断开R3支路，测 开路电压:
U OC 5.25V
（2）断开R3支路，测 短路电流:
I SC 105mA
（3）戴维南等效内阻为：
RO
U OC 5.25 50 I SC 0.105
（4）戴维南等效模型参 数为：
U OC 5.25V RO 50
6.利用Transfer Function功能求戴维南等效电路
测量数据显示区
在示波器显示区有两个可以任意移动的游标，游标所 处的位置和所测量的信号幅度值在该区域中显示。其中：
●“T1”、“T2”分别表示两个游标的位置，即信号出 现的时间； ●“VA1”、“VB1”和“VA2”、“VB2”分别表示两 个游标所测得的A通道和B通道信号在测量位置具有的 幅值。
Multisim 9的Simulate功能
Multisim 9的Agilent仪器
• 1. Agilent信号发生器
Agilent信号发生器的型号是33120A，其图标和面板如图所 示，这是一个高性能15 MHz的综合信号发生器。Agilent信 号发生器有两个连接端，上方是信号输出端，下方是接地 端。单击最左侧的电源按钮，即可按照要求输出信号。
虚拟器件
(2) 虚拟元器件 器件的参数值 是该类器件的典 型值，不与实际 器件对应，用户 可以根据需要改 变器件模型的参 数值，只能用于 仿真，这类器件 称为虚拟器件。
Multisim 9 电路创建
• 取用元件： 从元器件库中取用所需元件； • 摆放元件： 调整元件的位置与方向； • 线路连接： 连接元件的引脚。
Multisim 9 基本操作界面
元器件栏 工具栏 菜单栏
仪器仪表栏
电路工作区
状态栏
菜单
View：调整视图窗口 Place：在编辑窗口中放置节点、元器件、 总线、输入/输出端、文本、子电路等对象 Simulate：提供仿真的各种设备和方法 Transfer：将所搭电路及分析结果传输给其 他应用程序 Tools：用于创建、编辑、复制、删除元件 Options：对程序的运行和界面进行设置
7. DC Sweep分析方法
• 分析电源的变化对电路中节点电压、电流等的影响
（1）DC Sweep分析设置 （2）分析结果图形显示 （3）分析结果输出到Excel
8.Parameter Sweep分析
• 利用Parameter Sweep分析当电路中某一参数发生变化 时，电路中节点电压和电流等变化。
Multisim 7与Multisim 9
教材中介绍的是 Multisim 7 。Multisim 7是IIT公司推出 Multisim 2001之后的Multisim最新版本。Multisim 7提供了全 面集成化的设计环境，完成从原理图设计输入、电路仿真分 析到电路功能测试等工作。当改变电路连接或改变元件参数， 对电路进行仿真时，可以清楚地观察到各种变化对电路性能 的影响 。 实验使用的是Multisim 9版本，功能基本相同。
• 了解DC Sweep、parameter Sweep分析
方法
• 1.绘制实验电路图
• 注意： （1）接地端 （2）直流电压源 （ 3）虚拟电阻
2.测量电路中R3支路的电压和电流
(1)万用表的使用
(2)仿真(simulate-run, F5)
3.利用DC Operation Point分析方法求节点电压和电压源电流 （1）Output variables：主要作用 是选择所要分析的 节点电压、电源和 电感支路电流。
X SC1 G A B T
Oscilloscope－示波器
触发调节：触发方式主要用来设置X轴的触发信号、 时间基准： A通道： Scale（量程）：通道A的Y轴电压刻度设置。 触发电平及边沿等。 Scale（量程）：设置显示波形时的X轴时间基准。 Y position（Y轴位置）：设置Y轴的起始点位置， Edge（边沿）：设置被测信号开始的边沿，设 B通道：通道B的Y轴量程、起始点、耦合方式等项 X position（X轴位置）：设置X轴的起始位置。 起始点为0表明Y轴和X轴重合，起始点为正值表明Y轴 置先显示上升沿或下降沿。 内容的设置与通道A相同。 显示方式设置有四种：Y/T方式指的是X轴显示时间， 原点位置向上移，否则向下移。 Level（电平）：设置触发信号的电平，使触发 Y轴显示电压值；Add方式指的是X轴显示时间，Y轴 触发耦合方式：AC（交流耦合）、0（0耦合）或 信号在某一电平时启动扫描。 显示A通道和B通道电压之和；A/B或B/A方式指的是 DC（直流耦合），交流耦合只显示交流分量，直流耦 触发信号选择：Auto（自动）、通道A和通道B X轴和Y轴都显示电压值。 合显示直流和交流之和，0耦合，在Y轴设置的原点处 表明用项应的通道信号作为触发信号；ext为外触发； 显示一条直线。 Sing为单脉冲触发；Nor为一般脉冲触发。
电 源 按 钮
基 本 元 件 按 钮
二 极 管 按 钮
晶 体 管 按 钮
模 拟 元 件 按 钮
元 器 件 按 钮 （ 74
元 器 件 按 钮 （ COMS
系 列 ） 系 列 ）
其 他 数 字 元 器 件 按 钮
模 数 混 合 元 器 件 按 钮
指 示 器 件 按 钮
杂 项 库 元 器 件 按 钮
射 频 元 器 件 按 钮
Simulate: 通过Simulate菜单执行仿真分析命令。 仿真结果可以通过图形，数据表格，测试仪器显示等 方式观察；数据还可以通过Excel输出，图形结果可 以打印拷贝等。
命 令
Run Pause Default Instrument Settings Digital Simulation Settings Instruments
（ ） 分 析 结 果 ：
2
4.验证叠加原理
（1）当V1=0V时，
I=8.571mA U=2.571V
（2）当V2=0V时，
I=6.429mA U=1.929V
（3）当V1=9V, V2=6V 时，应用叠加定理： I=8.571＋6.429＝15mA U=2.571＋1.929＝4.5V
5.求R3两端看的戴维宁等效电路
这是一个2模拟通道、16个逻辑通道、100-MHz的宽带示波器。 Agilent示波器下方的18个连接端是信号输入端，右侧是外接触 发信号端、接地端。单击电源按钮，即可使用示波器，实现各 种波形的测量。
Multimeter－万 用 表
• Multimeter是一种常用的、具有多功能 的测量仪表。
• Multisim 9提供一个5位的数字万用表， 除了可以用来测量交直流电流、交直流 电压与电阻外，还可以测量分贝值。
电工电子学仿真实验
——Multisim软件仿真
2008.2 周 静
实验内容
• 一、Multisim 软件使用
• 二、直流电路实验 • 三、交流电路实验 • 四、简单放大电路实验
一、Multisim 软件使用
• Multisim 的发展
Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公 司推出的电子电路设计及仿真软件 EWB5.12 Multisim2001 Multisim v7 Multisim v8 Multisim v9
Multisim 9的虚拟仪器
数字万用表（Multimeter）
函数信号发生器（Function Generator） 瓦特表（Wattmeter） 示波器（Oscilloscope） 波特图仪（Bode Plotter）字信号发生器（Word Generator） 逻辑分析仪（Logic Analyzer） 逻辑转换仪（Logic Converter） 失真分析仪（Distortion Analyzer） 频谱分析仪（Spectrum Analyzer） 网络分析仪（Network Analyzer）
定制Multisim用户界面
• 设置菜单栏Option /Global Preferences属性
选择元件的符号标 准 ANSI：美国标准 DIN：欧洲标准。
Place 菜单
放置元件 放置结点 放置连线
Companent (元件库)
选择数 据库 选择元 件组
选择元 件族 选择 元件
元件 符号
元件工具栏
取用元件-元件属性对话框
• 在元件上双击鼠标左键开启属性对话框
Label： 修改元件序号、标识； Display： 设置元件标识是否显示； Value： 设定元件参数值； Fault： 设定元件故障。
摆放元件
• 将元件拖拽至适当位置摆放。
• 旋转元件。 • 设定元件标识。
• 缩放视窗至最佳视点。 • 实例说明
电 机 元 器 件 按 钮
设 置 元 器 件 按 钮
放 置 总 线 按 钮
教 育 资 源 按 钮
网 站 按 钮
实际元件与虚拟元件
• 在Multisim Master中有实际元器件和虚拟 元器件，它们之间根本差别在于： • (1) 实际元器件 • 一种与实际元器件的型号、参数值以 及封装都相对应的元器件，在设计中选用 此类器件，不仅可以使设计仿真与实际情 况有良好的对应性，还可以直接将设计导 出到Ultiboard中进行PCB的设计。
2. Agilent万用表
Agilent万用表的型号是34401A，其图标和面板如图所 示，这是一个高性能6位半的数字万用表。Agilent万用表有五 个连接端，应注意面板的提示信息连接。单击最左侧的电源按 钮，即可使用万用表，实现对各种电类参数的测量。
3. Agilent示波器
Agilent示波器的型号是54622D，图标和面板如图所示，
交流源自文库联电路特性
• 1.绘制交串电路，如图。 • 2.用示波器观察元件R、L、C两端的电压波 形。 • 3.利用AC Sweep 分析方法寻找谐振点。 • 4.利用示波器观察谐振时元件R、L、C两端 的电压波形。 • 5.利用万用表测量谐振时元件R、L、C两端 的电压。
Multisim 9的Analyses方法
常用的分析方法： DC Operation Point AC Analysis Transient Analysis
DC Sweep
Parameter Sweep Transfer Function
二、直流电路实验
主要目的：
• 学习使用万用表 。 • 学习利用“DC Operation Point”分析方法 分析直流电路。