Multisim中仪器仪表的使用资料.ppt
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1、学习情境三:学习情境三:MultisimMultisim中中仪器仪表的使用仪器仪表的使用子学习情境子学习情境3.13.1:常用虚拟仪表的使用常用虚拟仪表的使用 电工电子技术电工电子技术EDA v项目一:电压表、电流表的使用;项目一:电压表、电流表的使用;v项目二:数字万用表的使用;项目二:数字万用表的使用;v项目三:函数信号发生器的使用;项目三:函数信号发生器的使用;v项目四:功率表的使用。项目四:功率表的使用。项目一:电压表、电流表的使用;项目一:电压表、电流表的使用;在在指指示示器器件件库库(IndicatorsIndicators)中中提提供供有有电电压压表表(VoltmeterVolt
2、meter)和和电电流流表表(AmmeterAmmeter),如如图图所所示示,双击电压表或电流表。双击电压表或电流表。虚拟电压表和电流表,它们可通过旋转改变引出线虚拟电压表和电流表,它们可通过旋转改变引出线的方向,如图所示。虚拟电压表和电流表示一种交直流的方向,如图所示。虚拟电压表和电流表示一种交直流两用数字表,在转换直流与交流测量方式时,可双击电两用数字表,在转换直流与交流测量方式时,可双击电压表图标,在弹出的对话框中压表图标,在弹出的对话框中ValueValue选项选项ModeMode下,选择下,选择直流(直流(DC)DC)或交流(或交流(ACAC)。当设置为交流模式时,显示)。当设置为
3、交流模式时,显示的是交流电压的有效值。的是交流电压的有效值。一、电压表的图标一、电压表的图标 电压表用于测量电路两点的交流或直流电压,当电压表用于测量电路两点的交流或直流电压,当测量直流电压时,电压表两个接线端有正负之分,测量直流电压时,电压表两个接线端有正负之分,使用时按电路的正负极性对应相接,否则读数将为使用时按电路的正负极性对应相接,否则读数将为负值。负值。二、电压的设置二、电压的设置(1)Label标号标签标号标签(2)Display显示标签显示标签(3)Value标称值标签标称值标签 ResistanceResistance栏用于设置内阻,栏用于设置内阻,一般为提高测量精度,电压表的
4、内一般为提高测量精度,电压表的内阻要设置大一些,电流表的内阻要阻要设置大一些,电流表的内阻要设置小一些;设置小一些;ModeMode下拉列表框用于下拉列表框用于选择交流(选择交流(ACAC)、直流()、直流(DCDC)工作)工作方式。方式。(4)Fault故障标签故障标签三、电压表的连接三、电压表的连接 两个接线端使用时要与被测电路并联连接,并两个接线端使用时要与被测电路并联连接,并注意按电路的正负极性对应相接。注意按电路的正负极性对应相接。电压电压探测器、灯泡、条形光柱的使用探测器、灯泡、条形光柱的使用 电压探测器相当于一个发光二极管,但它是一个单端元件,电压探测器相当于一个发光二极管,但它
5、是一个单端元件,当其端电压大于设定值时,探测器被点亮。当其端电压大于设定值时,探测器被点亮。灯泡的额定电压对交流信号而言是指其最大值,当加在灯泡灯泡的额定电压对交流信号而言是指其最大值,当加在灯泡两端的电压在额定电压的两端的电压在额定电压的50%50%100%100%时,灯泡一边亮;当在额定电时,灯泡一边亮;当在额定电压的压的100%100%150%150%时,灯泡两边亮;当大于额定电压的时,灯泡两边亮;当大于额定电压的150%150%时,灯时,灯泡被烧毁。对于直流而言,灯泡发出稳定的灯光;对于交流而言,泡被烧毁。对于直流而言,灯泡发出稳定的灯光;对于交流而言,灯泡将一闪一闪地发光。灯泡将一闪
6、一闪地发光。条形光柱类似于几个条形光柱类似于几个LEDLED发光二极管的串联,当电压超过某个发光二极管的串联,当电压超过某个电压值时,相应的电压值时,相应的LEDLED之下的数个之下的数个LEDLED全部点亮,它可以指示当前全部点亮,它可以指示当前的电平状态。的电平状态。数码数码管的使用管的使用 七段数码管的每一段与引脚之间有唯一的对应关系,在某一七段数码管的每一段与引脚之间有唯一的对应关系,在某一引脚上加高电平,其对应的数码段就发光显示,如果要用七段数引脚上加高电平,其对应的数码段就发光显示,如果要用七段数码管显示十进制数,需加上一个译码电路。码管显示十进制数,需加上一个译码电路。带译码的带
7、译码的84218421数码管有数码管有4 4个引脚线,从左到右分别对应个引脚线,从左到右分别对应4 4位二位二进制数的高位至低位,可显示进制数的高位至低位,可显示0 0F F之间的之间的1616个数。个数。一、电流表的图标一、电流表的图标二、电流表的使用二、电流表的使用(1)Label标号标签标号标签(2)Value标称值标签标称值标签(3)对话框中的另外两个标签)对话框中的另外两个标签三、电流表的连接三、电流表的连接 一、数字万用表图标和面板一、数字万用表图标和面板 数字万用表面板上有一个数字显示窗口,可显示数字万用表面板上有一个数字显示窗口,可显示5位数字。位数字。面板中有面板中有7个按钮
8、,分别为电流、电压、电阻、电平、交流、个按钮,分别为电流、电压、电阻、电平、交流、直流、设置,根据万用表测量信号的需要可进行相应的转换。直流、设置,根据万用表测量信号的需要可进行相应的转换。项目二:数字万用表的使用;项目二:数字万用表的使用;二、数字万用表的内部参数设置二、数字万用表的内部参数设置 按面板图中的按面板图中的SetSet(设置)按钮时,会弹出下图所示的一个(设置)按钮时,会弹出下图所示的一个对话框,可进行万用表的内部参数设置。可设置数字万用表的对话框,可进行万用表的内部参数设置。可设置数字万用表的内部参数:电流表内阻、电压表内阻、欧姆表内阻。内部参数:电流表内阻、电压表内阻、欧姆
9、表内阻。Ammeter resistance(R):设置:设置电流挡的内阻电流挡的内阻(越小越好越小越好),其大小,其大小影响电流的测量精度;影响电流的测量精度;Voltmeter resistance(R):设:设置电压挡的内阻置电压挡的内阻(越大越好越大越好),其大,其大小影响电压的测量精度;小影响电压的测量精度;Ohmmeter current(I):设置用:设置用欧姆挡测量时,流过欧姆表的电欧姆挡测量时,流过欧姆表的电流值流值(越小越好越小越好)。三、数字万用表的使用方法三、数字万用表的使用方法1、数字万用表测量交、直流电压(并联)、数字万用表测量交、直流电压(并联)2、数字万用表测量
10、交、直流电流(串联)、数字万用表测量交、直流电流(串联)3、数字万用表测量电阻(并联)、数字万用表测量电阻(并联)为测量准确,应注意做到以下几点:为测量准确,应注意做到以下几点:为测量准确,应注意做到以下几点:为测量准确,应注意做到以下几点:(1 1 1 1)被测对象是一个不含源的器件或器件网络;)被测对象是一个不含源的器件或器件网络;)被测对象是一个不含源的器件或器件网络;)被测对象是一个不含源的器件或器件网络;(2 2 2 2)电路中必须有一个接地点,否则无法测出电阻阻值;)电路中必须有一个接地点,否则无法测出电阻阻值;)电路中必须有一个接地点,否则无法测出电阻阻值;)电路中必须有一个接地
11、点,否则无法测出电阻阻值;(3 3 3 3)数字万用表要设置为直流工作方式,即测量的电路中不能)数字万用表要设置为直流工作方式,即测量的电路中不能)数字万用表要设置为直流工作方式,即测量的电路中不能)数字万用表要设置为直流工作方式,即测量的电路中不能存在交直流信号源,否则测量结果不准确;存在交直流信号源,否则测量结果不准确;存在交直流信号源,否则测量结果不准确;存在交直流信号源,否则测量结果不准确;(4 4 4 4)保证没有与器件或器件网络相并联的其他电路。)保证没有与器件或器件网络相并联的其他电路。)保证没有与器件或器件网络相并联的其他电路。)保证没有与器件或器件网络相并联的其他电路。(5)
12、5)5)5)万用表电阻挡无法判断二极管、三极管的好坏。万用表电阻挡无法判断二极管、三极管的好坏。万用表电阻挡无法判断二极管、三极管的好坏。万用表电阻挡无法判断二极管、三极管的好坏。4、用数字万用表测量电平、用数字万用表测量电平例:用数字万用表电压挡测量如图所示电例:用数字万用表电压挡测量如图所示电路得分压值。路得分压值。解:由于解:由于R1=R2=10k,所以理论,所以理论R2的上分压的上分压值应为值应为6.000V。当电压挡的内阻用其默认值当电压挡的内阻用其默认值1G时,测的电压为时,测的电压为6.000V,与理论相符;,与理论相符;若将内阻设置为若将内阻设置为1M时,测的电压为时,测的电压
13、为5.970V。可见,电压挡的内阻对电压的测量结果有影可见,电压挡的内阻对电压的测量结果有影响。响。由于数字万用表测量的是有效值,而交流电压由于数字万用表测量的是有效值,而交流电压源的电压为最大值,两者之间为源的电压为最大值,两者之间为0.7070.707倍的关系,倍的关系,所以测出的输入交流电压为所以测出的输入交流电压为14.142V14.142V,测出的输出,测出的输出直流电压为直流电压为18.722V18.722V。项目三:函数信号发生器的使用;项目三:函数信号发生器的使用;一、函数信号发生器的图标及面板一、函数信号发生器的图标及面板一、函数信号发生器的图标及面板一、函数信号发生器的图标
14、及面板 如图所示为函数信号发生器的图标和面板,它主要用来产如图所示为函数信号发生器的图标和面板,它主要用来产生正弦波、方波和三角波信号。对于三角波和方波可以设置其占生正弦波、方波和三角波信号。对于三角波和方波可以设置其占空比(空比(Duty cycleDuty cycle)的大小,还可以将正弦波、方波和三角波信)的大小,还可以将正弦波、方波和三角波信号叠加到设置的电压偏置(号叠加到设置的电压偏置(OffsetOffset)上。)上。二、面板操作二、面板操作 在进行电路模拟仿真的同时可以同步进行调节信号发生器的在进行电路模拟仿真的同时可以同步进行调节信号发生器的有关参数,直接观察输出数据波形的变
15、化现象,这些信号有关参数,直接观察输出数据波形的变化现象,这些信号的频率调节范围很宽,可从音频调到射频。的频率调节范围很宽,可从音频调到射频。函数信号发生器的输出信号参数范围如表所示。函数信号发生器的输出信号参数范围如表所示。三三、连、连 接接单极性连接方式(一般用于普通电路单极性连接方式(一般用于普通电路)(1)连接)连接和和Common端子,输出信号为正极性信号,峰端子,输出信号为正极性信号,峰峰值等于峰值等于2倍幅值。倍幅值。(2)连接)连接Common和端子,输出信号为负极性信号,峰和端子,输出信号为负极性信号,峰峰值等于峰值等于2倍幅值。倍幅值。双极性连接方式(一般用于信号发生器与差
16、分电双极性连接方式(一般用于信号发生器与差分电路相连,如路相连,如差动放大器、运算放大器等。差动放大器、运算放大器等。)(1)连接)连接和端子,输出信号峰和端子,输出信号峰峰值等于峰值等于4倍幅值。倍幅值。(2)同时连接)同时连接、Common和端子,且把和端子,且把Common端子端子与公共地符号相连,则输出两个幅度相等、极性相反的信号。与公共地符号相连,则输出两个幅度相等、极性相反的信号。应用举例应用举例 下图所示为函数信号发生器的两种连接方式,两个下图所示为函数信号发生器的两种连接方式,两个信号发生器的参数设置相同,均为输出频率信号发生器的参数设置相同,均为输出频率1kHz,幅,幅度度2
17、V的正弦波,它们分别接到示波器的的正弦波,它们分别接到示波器的A、B通道,示通道,示波器的两通道参数设置也相同,从输出波形看,双极性波器的两通道参数设置也相同,从输出波形看,双极性连接方式输出信号的幅度为单极性连接方式输出信号幅连接方式输出信号的幅度为单极性连接方式输出信号幅度的度的2倍。倍。项目四:功率表的使用。项目四:功率表的使用。功功率率计计用用于于测测量量电电路路中中的的平平均均功功率率和和功功率率因因子子,在在进进行行电电路路连连接接时时,标标V V两两个个端端子子为为电电压压输输入入端端口口,与与测测试试电电路路并并联联;标标I I的的两两个个端端子子为为电电流流输输入入端端口口,
18、与与测测试电路串联。试电路串联。如如图图所所示示为为纯纯电电阻阻负负载载和和感感性性负负载载电电路路的的平平均均功功率率和和功功率率因因数数的的测测试试,其其中中电电压压源源输输出出为为峰峰值值电电压压。从从图图中中可可得得知知纯纯电电阻阻负负载载电电路路的的功功率率为为99.998W99.998W,功功率率因因子子为为1 1;感感性负载电路的功率为性负载电路的功率为71.729W71.729W,功率因子为,功率因子为0.8470.847。(功功率率因因子子这这个个数数值值通通常常介介于于0 0与与1 1之之间间,而而且且其其数数值值绝绝对对不不能能大大于于1 1,它它是是W(W(实实功功率率
19、)与与VA(VA(虚虚功功率率)值值之之间间的的比比数数,而而比比数数的的高高与与低低,比比数数越越高高则则电电器器本本身身的的效效能能越越好好,反反之之比比数数越越低低,则则表表示示电电器器本身所消耗的能源越大,也就越耗电。本身所消耗的能源越大,也就越耗电。)教科书教科书105页页 54、57v项目一:示波器的属性设置及使用方法;项目一:示波器的属性设置及使用方法;v项目二:扫频仪的属性设置及使用方法项目二:扫频仪的属性设置及使用方法;v项目三:字信号发生器的属性设置及使用项目三:字信号发生器的属性设置及使用方法方法;v项目四:逻辑分析仪的属性设置及使用方项目四:逻辑分析仪的属性设置及使用方
20、法法。项目一:示波器的属性设置及使用方法;项目一:示波器的属性设置及使用方法;示示波波器器(Oscilloscope)是是电电子子测测量量中中使使用用最最为为频频繁繁的的重重要要仪仪器器之之一一,可可用用来来观观测测信信号号的的波波形形并并可可测测量量测测量量信信号号的的幅幅度度、频频率率、周周期期和和相相位位差差等等参参数数。Multisim 2001提提供供了了数数字字式式存存储储示示波波器器,借借助助它它用用户户可可以以看看到到通通常常在在实实验验室室无无法法看看到到的的瞬瞬间间变变化化的的波波形形,并加以存储保留。示波器的图标和面板如图所示。并加以存储保留。示波器的图标和面板如图所示。
21、一、连接一、连接 A通道接线端和通道接线端和B通道接线端分别与电路的测试节点相连接,通道接线端分别与电路的测试节点相连接,G接地端与电路的地相接,但当电路中已有接地符号,也可不接。接地端与电路的地相接,但当电路中已有接地符号,也可不接。二、面板操作二、面板操作1、Timebase区:用来设置区:用来设置X轴方向时间基线扫描时间。轴方向时间基线扫描时间。2、Channel A区:用来设置区:用来设置Y轴方向轴方向A通道输入信号的标度。通道输入信号的标度。3、Channel B区:用来设置区:用来设置Y轴方向轴方向B通道输入信号的标度。通道输入信号的标度。4、Trigger区:用来设置示波器触发方
22、式。区:用来设置示波器触发方式。5、波形显示区:用来显示被测试波形。、波形显示区:用来显示被测试波形。6、测量数据的显示区:用来显示读数指针测量的数据。、测量数据的显示区:用来显示读数指针测量的数据。输输入入耦耦合合方方式式中中有有三三种种,“AC”表表示示交交流流耦耦合合;“0”表表示示接接地,可用于确定零电平在屏幕上的基准位置;地,可用于确定零电平在屏幕上的基准位置;“DC”表示直流耦合。表示直流耦合。其中其中B通道中的通道中的 按钮在单独使用时,显示按钮在单独使用时,显示B通道的反相波形,通道的反相波形,若与时基调节中的若与时基调节中的Add一起使用,则显示一起使用,则显示A、B通道通道
23、A-B迭加波形。迭加波形。三、触发方式设置三、触发方式设置 示波器的触发方式设置面板如图所示,其中:示波器的触发方式设置面板如图所示,其中:Edge用于选择上升沿触发或下降沿触发。用于选择上升沿触发或下降沿触发。Level用于选择触发电平的大小。用于选择触发电平的大小。触发方式有六种选择,一般情况下使用触发方式有六种选择,一般情况下使用“Auto”方式。方式。项目二:扫频仪的属性设置及使用方法项目二:扫频仪的属性设置及使用方法;扫频仪又称为波特图示仪扫频仪又称为波特图示仪(Bode Plotter),(Bode Plotter),是用来分析电路是用来分析电路的频率响应,可以测试电路的幅频特性和
24、相频特性,与实验室中的频率响应,可以测试电路的幅频特性和相频特性,与实验室中的扫频仪相似。使用时,必须在电路的输入端接入的扫频仪相似。使用时,必须在电路的输入端接入ACAC(交流)信(交流)信号源但对其频率的设定并无特殊的要求。号源但对其频率的设定并无特殊的要求。一、连接电路一、连接电路 波特图示仪有波特图示仪有ININ和和OUTOUT两个端口,两个端口,ININ端口的端口的+端连接电路输入端连接电路输入端,端,OUTOUT端口的端口的+端连接电路输出端,而端连接电路输出端,而-极与模拟地相连。极与模拟地相连。二、面板操作:二、面板操作:波特图示仪测量幅频特性和相频波特图示仪测量幅频特性和相频
25、特性时,单击特性时,单击【Magnitude】按钮按钮显示幅频特性曲线;单击显示幅频特性曲线;单击【Phase】按钮显示相频特性曲线;单击按钮显示相频特性曲线;单击【Save】按钮保存测量结果;单击按钮保存测量结果;单击【Set】按钮设置扫描的分辨率,数值按钮设置扫描的分辨率,数值越大精度越高。越大精度越高。Vertical(垂直坐标)和(垂直坐标)和Horizontal(水平坐标)可以选择的(水平坐标)可以选择的类型有类型有Log(对数)和(对数)和Lin(线性),(线性),I和和F分别是用来设置坐标起点值和坐分别是用来设置坐标起点值和坐标终点值。水平坐标表示测量信号标终点值。水平坐标表示测
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