2022年Multisim仿真软件在电子电路分析中的应用 .pdf

《2022年Multisim仿真软件在电子电路分析中的应用 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年Multisim仿真软件在电子电路分析中的应用 .pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、科技情报开发与经济SCI- TECH INFORMATIONDEVELOPMENTECONOMY200 9 年第 19 卷第 6 期1Multisim 介绍Multisim 是加拿大一家公司推出的一种电子线路仿真软件，它实现了对模拟、 数字和模拟数字混合电路进行仿真。Multisim可以用虚拟的元件搭建各种电路，用虚拟的仪器进行各项参数和性能指标测试， 为电子产品的项目设计、 开发研制提供了更快捷、更便利的条件，为此在工程设计中得到了广泛的应用。Multisim 具有以下特点和功能：（1 ）用户界面直观。Multisim 界面直观，便于创建和定位电路。（2 ）种类繁多的元件和模型。 Multi

2、sim 提供的元件库拥有13 000 个元件，但是元件多而不乱，由于元件被分为不同的系列， 所以用户可十分方便地找到所需元件。其中包括所有的标准件及当今世界最先进的数字集成电路，同时还含有大量的交互元件 、 批示元件 、 虚拟元件 、 额定元件和三维立体元件。（3 ）元件放置迅速，连线简捷方便 。（4 ）进行 Spice仿真 。对电子电路进行Spice仿真， 并能快速了解电路的功能和性能， 而且为模拟 、 数字以及模拟 /数字混合电路提供了快速 、 精确的仿真 。（5 ）虚拟仪器 。Multisim 提供了逻辑分析仪、 波特图仪 、 失真分析仪 、 数字万用表，其功能与实际仪表相同。（6 ）强

3、大的电路分析功能。Multisim 为更好地掌握电路性能还提供出了直流工作点分析、 交流分析 、 直流扫描分析、 失真分析、 噪声分析 、 噪声系数分析等19 种分析功能 。（7 ）强大的作图功能 。Multisim 可将仿真分析结果进行显示调节 、 储存 、 打印和输出 。（8 ）后处理器 。利用后处理器， 可实现对仿真结果和波形进行传统的数字和工程运算， 如算术运算 、 三角运算 、 代数运算等 。（9 ）RF 电路仿真 。 Multisim 提供了专门用于射频电路仿真的元件模型库和仪表， 以此搭建射频电路并进行模拟试验，对射频电路的设计具有较强的辅助设计作用。2Multisim 应用2.

4、1利用 Multisim 对电子电路进行仿真分析我们在某工程项目的应用中， 采用 RC 桥式正弦波振荡器来产生一正弦波信号，该正弦波信号的主要作用是为正余弦旋转变压器提供激磁电压， 要求频率 f1kHz， 幅值为 AC 10 V。基本电路见图 1。图 1 中，放大电路是由集成运算放大器构成的同相比例电路。RC串并联网络的输出端接在集成运放的同相输入端，将反馈信号送给放大电路。Rf和 R1是同相比例本身的电压串联负反馈，其作用是使集成运放工作在线性状态实现稳定输出和减小非线性失真 。同时， 串联的负反馈还可以提高放大电路的输入阻抗， 降低输出阻抗，以减轻对反馈网络的影响。当电路起振后，随幅度增大

5、，运算放大器会进入非线性区。为避免引起信号失真，同时， 根据电路的实际需要， 我们将幅度限在 10V 范围内 。其中根据 f1 /2 RC 1 kHz， 取 R2 R320 k ， C1 C28 nF。为满足起振条件 AF1，取 A 稍大于 3，对于该电路Rf2R1， 取 Rf200 k， R1100 k。为模拟 、 验证该电路的真实、 有效 、 适用性，采用 Multisim 仿真软件进行仿真 。2.1.1创建电路图在 Multisim 电路创建窗口中创建电路图（见图 1 ）。2.1.2连接示波器双踪示波器的图标和面板见图2。单击仪表工具栏中Oscilloscope按钮， 鼠标指针处出现一示

6、波器图标，将鼠标移到合适位置， 再次单击，放置示波器 。双踪示波器有 4 个端子，其中A， B 为信号输入端， G 为接地端，T 为和外触发信号输入端。虚拟的双踪示波器的连接与实际双踪示波器稍有不同， 一是 A， B两通道只有一根线与被测点相连，测的是被测点与地之间的波形， 二是当电路图中有接地符号时，双踪文章编号： 10056033 （2009 ）06 0104-04收稿日期： 2009-01-02Multisim 仿真软件在电子电路分析中的应用王立功（空军驻山西地区军代室， 山西太原，030024）摘要： Multisim 是目前较先进的电子电路仿真软件。 主要介绍了该软件在电子电路设计与

7、分析中的实际应用。关键词：Multisim； 仿真软件；电子电路设计；电子电路分析中图分类号：TP391.9文献标识码：A-15 VR1R3200 kLINKey=A48%R2200 k2.0 kR4C18.2 nF15 V1N4740A1N4740ARf200 kU1 AXSC1104名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 示波器的接地端可以不接， 连接后的电路图见图3。2.1.3观察波形单击仿真按钮，双击示波器图标，

8、可观察到示波器上的波形， 调整 R1的大小，可观察到振荡器的起振情况。 R1100 k时，电路很难起振； R1100 k时， 振荡器能够起振， 但 R1取值较小时， 振荡器输出的不是正弦信号，而是方波信号 。另外，调整 R2，R3， C1， C2的值，可观察到波形频率的变化情况。图 4 为 R1100k， R2 R320 k， C1 C28 nF 时的输出波形，从图4 可知，f1kHz， A 10 V， 基本符合设计要求 。但在实际的工作中， 所带负载是不断变化的， 为保证在负载变化的情况下， 输出波形稳定， 在实际应用中， 我们采用正弦波信号通过电压串联负反馈电路再接入负载，从而提高产品的可

9、靠性 。在工程的设计 、 研发阶段，可用 Multisim 仿真软件对各种实际电路进行仿真。由于 Multisim 仿真软件功能强大， 操作方便，参数调整快捷， 有助于提高创建电路图的效率和质量，并能对实际工作中的各种电路进行仿真。Multisim 仿真软件提供的18 种虚拟仪器， 其功能 、 面板与实际仪表完全相同， 通过这些虚拟仪器， 设计人员可以毫无风险地实现一机多用的功能，从而大大降低了购置昂贵检测仪器和产品成本费用 。2.2利用 Multisim 对电子电路进行故障模式模拟会诊电子电路是由特定功能的电子元件组成，每个元件有自己的作用 。Multisim 不仅能仿真正常的电子电路，而且

10、能仿真出有故障的电子电路， 为分析判定某元件失效建立了可靠依据。用动态探针可以对电路中的任意节点的电压进行测试，包括峰 峰值电压 、 电压有效值等， 另外，双击电路图中的某个元件， 就会出现一个对话框 （见图 5 ）， 在 Fault 选项中，可以对该元件设置故障，如开路 、 短路现象等，图 5 为运算放大器IN ， IN ，OUT均开路的设置 。下面利用Multisim7 的故障诊断的功能来对电压串联负反馈电路进行故障仿真。电压串联负反馈电路见图6。其中， 运算放大器是负反馈电路的推动级，反馈支路由电阻组成，该电路的输出电压V0（1R2/R3） Vi。输入、 输出的正常波形见图7。用 Mul

11、tisim7 的动态探针对图6 中的节点 a， b， c 进行测试 。可知， 电路正常工作时， 输入端信号电压的有效值为70.6 mV， 峰峰值电压为199 mV， 输出端的信号电压的有效值为1.56 V， 峰峰值电压为1.56 V， 运算放大器输出的信号电压的有效值为778 mV， 峰峰值电压为2.26 V， 见图 8。-15 VR2200 kR4C18.2 nF15 VRf200 k2.0 k200 kC2200 kLIN图 3虚拟示波器与电路连接图图 4正弦波电路振荡波形图 5设置元件故障对话框图图 7正常时电压串联负反馈电路有关节点电压15 VVCCR3-15 VR2100 kR110

12、0 kXSC1R410 k100 kHz100 mV0DegQ2Q1图 6电压串联负反馈电路U110 k王立功Multisim 仿真软件在电子电路分析中的应用本刊 E- mail:bjbmail sxinfo net 信息工作研究105名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 2.2.1信号源开路当信号源开路时，电压串联负反馈电路中有关节点的电压见图 9。可见， 电路的输入 、 输出交流电压为零， 输入端直流电压为1 .8

13、3 V， 输出端的直流电压为15V。2.2.2运算放大器开路当运算放大器开路 （IN ， IN ， OUT， VS 及 VS 均开路 ）时，电路中有关节点电压见图10。可见，电路的输入节点电压正常（有效值为70.7 mV ）， 但运算放大器的输出信号为零，电路的输出信号为零 。2.2.3运算放大器短路当运算放大器的IN 和 OUT 短路时，电路中有关节点的电压见图 11。由图 11 可见，电路输入节点的电压正常，但运算放大器输出信号的峰 峰值为 6.69 pV， 可以近视为零 。它的直流电压是 16.2 V， 电路的输出信号有效值为0 V， 它的直流电压为 15 V。当运算放大器的IN 和 O

14、UT 短路时，电路输入点的电压正常，运算放大器输出信号的峰 峰值为 200 mV，直流电压大约207 V。 因此， 点电压非常低，晶体管 Q2截止 、 晶体管 Q1导通， 电路输出信号的有效值为70.6 V。2.2.4晶体管开路当晶体管Q2的 E， C 开路时，输入端的电压正常， 运算放大器的输出信号出现脉冲， 其输入与输出波形见图12。从图中可以看出，输出波形是一个负的尖顶脉冲。 这是因为晶体管 Q2的 E， C 开路无输出，只有 Q1在负半周不完全导通所致。2.2.5晶体管短路当 Q2的 E， B 短路时，电路输入端的电压正常， 运算放大器输出信号的有效值为778 mV， 电路输出信号的有

15、效值为778mV。当晶体管 Q2的 E， C 短路时，电路输入节点的电压正常、 运算放大器输出信号的峰峰值为 34.35 mV，直流电压为13.699V， 电路输出信号的峰峰值为 890.769 nV， 输出直流电压15V。2.2.6反馈电阻开路当反馈电阻 R2开路时，电路输入端的电压正常， 运算放大器输出信号的峰 峰值是 32 V，运算放大器输出直流电压是2.35V， 电路输出信号的峰峰值为 30.0 V， 电路输出的直流电压为2.21 V。其输入与输出波形见图13。王立功Multisim 仿真软件在电子电路分析中的应用本刊 E- mail:bjbmail sxinfo net 信息工作研究

16、106名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - （上接第 100 页） 的系统，互动过程中的数据也得到加密安全传输。（3 ） 资金得到节省 。海河票务公司只需承担平台针对本企业开发的系统服务费用， 降低了自己的开发成本， 也不必投入大量的资金购买先进的计算机设备、 网络设备和昂贵的计算机软件，拥有一台能联网的普通PC机加上加密狗就可以进行网络业务办公 。所有售票业务的查询、办理不再需要电话联系核实后操作， 只需通过登录远程

17、系统操作。减少了一旦业务系统发生故障就不得不请系统管理服务外包专人上门服务的开支，同时减少了系统故障带来的损失。4结语分散办公的中小型企业， 无论从业务系统的开发，还是从网络环境的搭建 、 系统投入运行的维护和升级等来说，采用平台化模式是一种很好的实现业务信息化之路的方式，减少了日常工作量， 节省了企业资本 。中小企业的信息化直接影响着企业的发展， 也间接影响着整个社会的进步。参考文献1梁文潮 .中小企业经营管理M .武汉：武汉大学出版社，2006： 239242 .2张琼.中小企业信息化建设现状与对策J .统计与决策，2005 （1 ） ： 135137 .3张友生 .软件体系结构 M .北

18、京：清华大学出版社， 2006：203205 ； 233238 .4范玉顺，刘飞 .网络化制造系统及其应用实践M .北京：北京机械工业出版社， 2003： 6365 .5张利 .PC 与软件加密狗通讯数据的安全性分析J .微计算机信息， 2005 （5） ： 4445 .（责任编辑：李敏） 第一作者简介：乐海军，男， 1982 年 9 月生， 现为天津城市建设学院电子与信息工程系计算机专业2007 级硕士研究生， 天津市， 300384.The Approachon Service Informatizationof Small andMedium sizedEnterprises with

19、Disperse OfficesYUE Hai-jun , QU Wei-jingABSTRACT : According to the present situation of the small and mediumsized enterprises with dispersed offices, thispaper analyzesthe present situation of the requirements of enterprises for implementing the service informatization, putsforward a universal pla

20、tform which can supply web services to many enterprises synchronously, and taking Tianjin HaiheYacht Ticket Systemas the example, expoundsthe usability, security and economical efficiency of this platform, and pointsout that the problem of informatization of small and mediumsized enterprises can be

21、solved by building an independentnetworkservice systemon this platform for the enterpriseshaving the requirement for informatization.KEY WORDS : dispersedoffices of small and medium-sized enterprise; universal service platform; enterprise businesssystem由图 13 可见， 输出波形严重失真， 近似为方波 。这是因为反馈电阻 R2开路， 无反馈，运

22、算放大器输出信号幅度过大，导致晶体管信号阻塞 。通过对具体电路的应用、 分析，我们认识到， 在电子产品的设计中，可以利用Multisim 软件对产品设计电路进行各种不同故障模式的模拟会诊、 综合分析，有利于在产品实际电路的调试过程中，根据故障现象， 快速分析故障原因， 从而采取有效的解决途径，大大缩短产品的开发、 研制周期 。3结语随着科学的发展， 技术的更新， 用户的要求不断提高，因此在较短周期内开发出质优价廉的新产品，是时代发展的潮流 。而Multisim 仿真软件以其功能强大，操作方便的优点， 给电子电路的设计 、 研制开发与分析提供出了方便、 快捷 、 有效的途径， 为工程研制周期节省

23、了大量时间，为设计人员提供了诸多方便，大大提高了效率，是工程设计师的得力助手。（责任编辑：王永胜） 第一作者简介： 王立功，男， 1970 年 11 月生， 2006 年毕业于北京理工大学 （硕士） ， 现为空军驻山西地区军代室副总代表，山西省太原市，030024.The Applicationof MultisimSimulationSoftware in ElectronicCircuitAnalysisWANG Li-gongABSTRACT : Multisim is more advancedsimulation software in electronic circuit anal

24、ysis. This paper mainly introducesthe actual application of Multisim simulation softwarein electronic circuit designand analysis.KEY WORDS : Multisim ; simulation software; electronic circuit design； electronic circuit analysis王立功Multisim 仿真软件在电子电路分析中的应用本刊 E- mail:bjbmail sxinfo net 信息工作研究107名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -