电子线路CAD-Multisim使用

第二讲：Multisim软件应用+multisim常用工具栏如图所示，工具栏各图标名称及功能说明如下：+新建：清除电路工作区，准备生成新电路。+打开：打开电路文件。+存盘：保存电路文件。+打印：打印电路文件。+剪切：剪切至剪贴板。+复制：复制至剪贴板。+粘贴:从剪贴板粘贴。+撤销:撤销上一步的操作。+全屏：电路工作区全屏。+放大：将电路图放大一定比例。+缩小：将电路图缩小一定比例。+放大面积：放大电路工作区面积。+适当放大：放大到适合的页面。+文件列表：显示电路文件列表。+电子表：显示电子数据表。+数据库管理：元器件数据库管理。+元件编辑器：+图形编辑/分析：图形编辑器和电路分析方法选择。+后处理器：对仿真结果进一步操作。+电气规则校验：校验电气规则。+区域选择：选择电路工作区区域。+multisim10提供了丰富的元器件库，元器件库栏图标和名称如图所示。+用鼠标左键单击元器件库栏的某一个图标即可打开该元件库。元器件库中的各个图标所表示的元器件含义如下面所示。关于这些元器件的功能和使用方法将在后面介绍。读者还可使用在线帮助功能查阅有关的内容。+1.电源/信号源库+电源/信号源库包含有接地端、直流电压源（电池）、正弦交流电压源、方波（时钟）电压源、压控方波电压源等多种电源与信号源。电源/信号源库如图所示。+2.基本器件库+基本器件库包含有电阻、电容等多种元件。基本器件库中的虚拟元器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是可以选择的。基本器件库如图所示。+3.二极管库+二极管库包含有二极管、可控硅等多种器件。二极管库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是是可以选择的。二极管库如图所示。+4.晶体管库+晶体管库包含有晶体管、FET等多种器件。晶体管库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是是可以选择的。晶体管库如所示。+5.模拟集成电路库+模拟集成电路库包含有多种运算放大器。模拟集成电路库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是是可以选择的。模拟集成电路库如图所示。+6.TTL数字集成电路库+TTL数字集成电路库包含有74××系列和74LS××系列等74系列数字电路器件。TTL数字集成电路库如图所示。+7.CMOS数字集成电路库+CMOS数字集成电路库包含有40××系列和74HC××系列多种CMOS数字集成电路系列器件。CMOS数字集成电路库如图所示。+8.数字器件库+数字器件库包含有DSP、FPGA、CPLD、VHDL等多种器件。数字器件库如图所示。+9.数模混合集成电路库+数模混合集成电路库包含有ADC/DAC、555定时器等多种数模混合集成电路器件。数模混合集成电路库如图所示。+10.指示器件库+指示器件库包含有电压表、电流表、七段数码管等多种器件。指示器件库如图所示。+11.电源器件库+电源器件库包含有三端稳压器、PWM控制器等多种电源器件。电源器件库如图所示。+12.其他器件库+其他器件库包含有晶体、滤波器等多种器件。其他器件库如图所示。+13.键盘显示器库+键盘显示器库包含有键盘、LCD等多种器件。键盘显示器库如图所示。+14.机电类器件库+机电类器件库包含有开关、继电器等多种机电类器件。机电类器件库如图所示。+15.微控制器库+微控制器件库包含有8051、PIC等多种微控制器。微控制器件库如图所示。+16.射频元器件库+射频元器件库包含有射频晶体管、射频FET、微带线等多种射频元器件。射频元器件库如图所示。+仪器仪表库的图标及功能如图所示。+文件（File）基本操作–1.新建（File→New）——Ctrl＋N–2.打开（File→Open）——Ctrl＋O–3.关闭（File→Close）–4.保存（File→Save）——Ctrl＋S–5.文件换名保存（File→SaveAs）–6.打印（File→Print）——Ctrl＋P–7.打印设置（File→PrintOptions→PrintCircuitSetup）–8.退出（File→Exit）+1.顺时针旋转（Edit→Orientation→90Clockwise）——Ctrl＋R+2.逆时针旋转（Edit→Orientation→90CounterCW）——Shift＋Ctrl＋R+3.水平反转（Edit→Orientation→FlipHorizontal）+4.垂直反转（Edit→Orientation→FlipVertical）+5.元件属性（Edit→Properties）——Ctrl＋M+子电路是由用户自己定义的一个电路（相当于一个电路模块），可存放在自定元器件库中供电路设计时反复调用。利用子电路可使大型的、复杂系统的设计模块化、层次化，从而提高设计效率与设计文档的简洁性、可读性，实现设计的重用，缩短产品的开发周期。+Place操作中的子电路（NewSubcircuit）菜单选项，可以用来生成一个子电路。子电路的创建步骤如下：+首先在电路工作区连接好一个电路，如图所示的一个波形变换电路。+然后用拖框操作（按住鼠标左键，拖动）将电路选中，这时框内元器件全部选中。用鼠标器单击Place→NewSubcircuit菜单选项，即出现子电路对话框，如图所示。+输入电路名称如BX（最多为8个字符，包括字母与数字）后，用鼠标单击“OK”选项，生成一个子电路图标如图所示。+用鼠标单击File→Save选项或用Ctrl＋S操作，可以保存生成的子电路。用鼠标单击File→SaveAs选项，可将当前子电路文件换名保存。+为加强对电路图的理解，在电路图中的某些部分添加适当的文字注释有时是必要的。在Multisim的电路工作区内可以输入中英文文字，其基本步骤为：+1.启动Text命令（Place→Text）+2.输入文字+3.改变文字的颜色–如果需要改变文字的颜色，可以用鼠标指向该文字块，点击鼠标右键弹出快捷菜单。选取PenColor命令，在“颜色”对话框中选择文字颜色。注意：选择Font可改动文字的字体和大小。+用鼠标点击Place菜单中的TitleBlock（Place→TitleBlock）则打开一个标题栏文件选择对话框如图所示，在标题栏文件中包括10个可选择的标题栏文件。Title:Designedby:Checkedby:Approvedby:DocumentNo:Date:SheetofRevision:Size:Circuit3Circuit300012007-10-06111.0ADesc.:ElectronicsWorkbench801-111PeterStreetToronto,ONM5V2H1(416)977-5550•Title：当前电路图的图名，程序会自动将文件名称设定为图名•Desc..：当前电路图的功能描述，可以用来说明该电路图。•Designed：当前电路图的设计者姓名。•Checked：当前电路图的检查者姓名。•Approvedby：当前电路图的核准者姓名。•Document：当前电路图的图号。+仪器仪表的基本操作+multisim的仪器库存放有数字多用表、函数信号发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、瓦特表、失真度分析仪、网络分析仪、频谱分析仪11种仪器仪表可供使用，仪器仪表以图标方式存在。+2.仪器参数的设置+（1）设置仪器仪表参数+双击仪器图标即可打开仪器面板。可以用鼠标操作仪器面板上相应按钮及参数设置对话窗口的设置数据。+（2）改变仪器仪表参数+在测量或观察过程中，可以根据测量或观察结果来改变仪器仪表参数的设置，如示波器、逻辑分析仪等。+示波器用来显示电信号波形的形状、大小、频率等参数的仪器。用鼠标双击示波器图标，放大的示波器的面板图如图所示。+示波器面板各按键的作用、调整及参数的设置与实际的示波器类似。+1.时基（Timebase）控制部分的调整+2.示波器输入通道（ChannelA/B）的设置+3.触发方式（Trigger）调整+4.示波器显示波形读数+波特图仪可以用来测量和显示电路的幅频特性与相频特性，类似于扫频仪。用鼠标双击波特图仪图标，放大的波特图仪的面板图如图1.5.6所示。可选择幅频特性（Magnitude）或者相频特性（Phase）+波特图仪有In和Out两对端口，其中In端口的十和－分别接电路输入端的正端和负端；Out端口的十和－分别电路输出端的正端和负端。使用波特图仪时，必须在电路的输入端接入AC（交流）信号源。+1.坐标设置+2.坐标数值的读出+3.分辨率设置+频谱分析仪用来分析信号的频域特性，multisim提供的频谱分析仪频率范围上限为4GHz，频谱分析仪面板如图所示。+Multisim提供测量探针和电流探针。在电路仿真时，将测量探针和电流探针连接到电路中的测量点，测量探针即可测量出该点的电压和频率值。电流探针即可测量出该点的电流值。以单管放大电路为例，说明Multisim电路的分析方法。+直流工作点分析(DCoperatingpoint)–用于静态电路的电压、电流参数。+交流分析（ACanalysis）–得到动态电路的频率响应特性。+瞬态分析（Transientanalysis）–观测电压随时间变化的波形+傅里叶分析（Fourieranalysis）–用于观测信号的频谱。+直流扫描分析（DCSweep）–分析直流电源的改变对电路静态参数的影响。+参数扫描分析（ParameterSweep）–分析电路的元件参数改变对输出的影响。方波信号发生器定时电容的充放电时间常数相同，因此，电容电压从UTH下降到UTH与从UTH上升到UTH所用时间相同，即，输出电压在高低电平持续时间相同。如果利用二极管的单向导电性控制定时电容的充放电通路，使电容充电时间常数与放电时间常数不相同，则输出电压在高低电平持续时间就不相同，这样即可构成矩形波发生器。通过电位器调节充放电通路电阻值。可连续改变占空比，但总的充放电时间保持恒定，即振荡周期不变。放电通路充电通路振幅控制矩形波发生器仿真实验•在工程实践中，除广泛应用正弦波发生电路外，测量设备、数字系统及自动控制系统中，还常常需要非正弦波发生电路。•矩形波发生器是一种能直接产生矩形波或方波的非正弦信号发生器。由于矩形波或方波包含极丰富的谐波，这种电路又称为多谐振荡器。uiUR=0uoRfR1施密特触发器定时电路CR+uC_方波振荡电路如图所示，由两部分组成：1.施密特触发器2.RC定时电路1OMTH1fRUURR1OMTH1fRUURR负跳变触发电平：正跳变触发电平：当输出处于正饱和时：uo=+UOM输出电压对电容充电，uC按指数规律增大经过T1uC=UTHuo=-UOM触发当输出处于负饱和时：uo=-UOM输出电压对电容反向充电，uC按指数规律减小经过T2uC=UTHuo=+UOM触发+UOM-UOMtuoUTHuCtUTHuoRfR1施密特触发器定时电路CRuC方波发生器的工作波形T1T2时间常数=RC时间常数=RCT1段：OMOMTH()etRCCuUUUOMTH11OMfTH2lnln(1)UURTRCRCUURT2段：1OMOMTH()etTRCCuUUUOMTH12OMfTH2lnln(1)UURTRCRCUUR振荡周期：112f22ln(1)RTTTRCRT2=T1振荡输出为方波。方波发生器仿真实验方波信号发生器电路输出电压的电平为运算放大器的饱和输出电压，如果电源发生变化，振荡器输出也将随之变化，作为一个好的信号发生器，这是不允许的。我们可以仿照比较器幅度控制电路，在运算放大器的输出端接双向稳压管稳压电路，使电路输出幅度保持不变。uoDZR1RfRCRZuCUZ仿真实验三角波和锯齿波是仪器仪表和控制系统常用的信号，实际上，利用上节得到的方波输出通过一个积分电路即可获得三角波，将占空比极高或极低的矩形波输入积分电路可获得锯齿波输出。事实