Multisim模拟电路仿真实验
Multisim模拟电路仿真实例
05
Multisim在电子工程设计 中的应用
在电子工程设计中应用Multisim的意义
高效性
Multisim提供了高效的电路仿真环境，能够快速模拟电路的 性能，缩短设计周期。
1
精确性
2
Multisim的仿真结果具有较高的精确度，能够准确反映电路
的实际工作情况。
3 实验安全性
在Multisim中进行电路仿真，可以避免因实验错误导致硬件 设备的损坏。
仿真分析
提供多种仿真分析工具，帮助用户深入了解电 路的工作原理和性能。
软件应用领域
电子工程
Multisim广泛应用于电子工程领域 ，用于电路设计、分析和仿真的教学 和实践。
通信系统
用于控制系统的电路设计和性能分析 。
嵌入式系统
用于模拟嵌入式系统的电路设计和性 能分析。
控制系统
用于通信系统的电路设计和性能评估 。
需的输出信号。
滤波器电路搭建
总结词
滤波器电路是模拟电路中常用的一种 基本电路，用于将信号中的特定频率 成分提取或滤除。
详细描述
滤波器电路由一个输入端、一个输出端和若干个电 阻、电容和电感组成。输入信号通过电阻R1和R2 加到滤波器的输入端，输出信号通过电容C1和C2 反馈到滤波器的输出端。通过调整电阻、电容和电 感的参数，可以改变滤波器的频率响应，从而提取 或滤除信号中的特定频率成分。
放大器电路搭建
总结词
放大器电路是模拟电路中常用的一种基本电路，用于将微弱的信号放大到所需的幅度。
详细描述
放大器电路由一个输入端、一个输出端和若干个电阻和电容组成。输入信号通过电阻 R1和R2加到运算放大器的同相输入端，输出信号通过电容C1和C2反馈到运算放大器的 反相输入端。通过调整电阻和电容的参数，可以改变放大器的增益和带宽，从而获得所
Multisim模拟电路仿真实验
实验19 Multisim 数字电路仿真实验1.实验目的用Multisim 的仿真软件对数字电路进行仿真研究。
2.实验内容实验19.1 交通灯报警电路仿真交通灯故障报警电路工作要求如下：红、黄、绿三种颜色的指示灯在下 列情况下属正常工作，即单独的红灯指示、黄灯指示、绿灯指示及黄、绿灯 同时指示，而其他情况下均属于故障状态。
出故障时报警灯亮。
设字母R 、Y 、G 分别表示红、黄、绿三个交通灯，高电平表示灯亮， 低电平表示灯灭。
字母Z 表示报警灯，高电平表示报警。
则真值表如表 19.1所示。
逻辑表达式为：RY RG G Y R Z ++=若用与非门实现，则表达式可化为：RY RG G Y R Z ⋅⋅= Multisim 仿真设计图如图19.1所示：图19.1的电路图中分别用开关A 、B 、C 模拟控制红、黄、绿灯的亮暗，开关接向高电平时表示灯亮，接向低电平时表示灯灭。
用发光二极管LED1的亮暗模拟报警灯的亮暗。
另外用了一个5V 直流电源、一个7400四2输入与非门、一个7404六反相器、一个7420双4输入与非门、一个500表19.1LED_redLED1图19.1欧姆电阻。
在模拟实验中可以看出，当开关A、B、C中只有一个拨向高电平，以及B、C同时拨向高电平而A拨向低电平时报警灯不亮，其余情况下报警灯均亮。
实验19.2数字频率计电路仿真数字频率计电路(实验13.3)的工作要求如下：能测出某一未知数字信号的频率，并用数码管显示测量结果。
如果用2位数码管，则测量的最大频率是99Hz。
数字频率计电路Multisim仿真设计图如图19.2所示。
其电路结构是：用二片74LS90（U1和U2）组成BCD码100进制计数器，二个数码管U3和U4分别显示十位数和个位数。
四D触发器74LS175（U5）与三输入与非门7410（U6B）组成可自启动的环形计数器，产生闸门控制信号和计数器清0信号。
信号发生器XFG1产生频率为1Hz、占空比为50%的连续脉冲信号，信号发生器XFG2产生频率为1-99Hz（人为设置）、占空比为50%的连续脉冲信号作为被测脉冲。
Multisim模拟电路仿真实例
滞回比较器
UREF 为参考电压；输 出电压 uO 为 +UZ 或 -UZ；uI 为输入电压。
当 u+ = u- 时，输出电压 的状态发生跳变。
u
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
uO
UT-
比较器有两个不同的门限电平，
故传输特性呈滞回形状。
uO
+UZ
UT+
O
uI
-UZ
若 uO = UZ ，当 uI 逐渐增大时，使 uO 由 +UZ 跳变为
-UZ 所需的门限电平 UT+
UT
Байду номын сангаас
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
UZ
若 uO= UZ ，当 uI 逐渐减小时，使 uO 由 UZ 跳变 为 UZ 所需的门限电平 UT
图5-25 乙类互补对称功放电路
运行仿真： 从中可以发现输出信号的波形有明显的交越失真。
其失真原因
当输入信号较小时，达不到三极 管的开启电压，三极管不导电。
因此在正、负半周交替过零处会出 现非线性失真，即交越失真。
输入波形
输出波形
其失真范围如何呢？ 下面进行直流扫描分析，以便确定其交越失真的范围。
图5-24 波特图仪显示结果
若将信号源的频率分别修改为200Hz 和1MHz ，再次启动仿真，其输出电 压有何变化？
200Hz
1KHz
适当修改参数R1、R2、R3、R4和C1、C2，观察通带电压放大倍数和通带
截止频率的变化？
增如大果RR11输太出大波， 形输幅出度会增？大
Multisim模拟电路仿真实例
第4章 Multisim8应用实例 图5-6 未加R6时的幅频、相频特性曲线
fL为1.34kHz
fH为1.14MHz
第4章 Multisim8应用实例 图5-7 加上R6后的幅频、相频特性曲线
fL为16Hz
fH为18MHz
加上负反馈电阻R6后，不仅消除了波形失真， 同时明显展宽了频带。
第4章 Multisim8应用实例
图5-1 例5.1原理图
第4章 Multisim8应用实例
图5-2 瞬态分析结果
输出波形 已经失真
第4章 Multisim8应用实例
2）如何改善波形失真？
??
图5-3 加入反馈电阻R6
第4章 Multisim8应用实例
如何确定反馈电阻R6的阻值？ 可对R6进行参数扫描分析
图5-4 参数扫描设置对话框
一、电容滤波电路
滤波电容大，效果好。 适用于负载电流较小的场合。 当 RLC (3~5)T 2 输出直流电压为： UO(AV )1.2U2 脉动系数 S 约为 10% ~ 20%。
第4章 Multisim8应用实例
二、 RC - 型滤波电路
20lgAup 4.1dB
第4章 Multisim8应用实例
运行仿真分析： 得输入信号V1和输出信号V0的波形图
说明输入信号通过了该滤波器，并被放大； 并从中可以测试到Vo=1.6Vi
第4章 Multisim8应用实例
从波特图仪上可以观察到当20lg︱Aup︱从4.1dB下降 到1dB左右时，其f0约为100Hz，理论值基本相同，达 到设计要求。
2U2 s int
2U 2 RL 2U 2
2U 2
第4章 Multisim8应用实例
二、单相全波整流电路
Multisim模拟电路仿真实验
Multisim模拟电路仿真实验电路仿真是电子工程领域中重要的实验方法，它通过计算机软件模拟电路的工作原理和性能，可以在电路设计阶段进行测试和验证。
其中，Multisim作为常用的电路设计与仿真工具，具有强大的功能和用户友好的界面，被广泛应用于电子工程教学和实践中。
本文将对Multisim模拟电路仿真实验进行探讨和介绍，包括电路仿真的基本原理、Multisim的使用方法以及实验设计与实施等方面。
通过本文的阅读，读者将能够了解到Multisim模拟电路仿真实验的基本概念和操作方法，掌握电路仿真实验的设计和实施技巧。
一、Multisim模拟电路仿真的基本原理Multisim模拟电路仿真实验基于电路分析和计算机仿真技术，通过建立电路模型和参数设置，使用数值计算方法求解电路的节点电压、电流以及功率等相关参数，从而模拟电路的工作情况。
Multisim模拟电路仿真的基本原理包括以下几个方面：1. 电路模型建立：首先，需要根据电路的实际连接和元件参数建立相应的电路模型。
Multisim提供了丰富的元件库和连接方式，可以通过简单的拖拽操作和参数设置来搭建电路模型。
2. 参数设置：在建立电路模型的基础上，需要为每个元件设置合适的参数值。
例如，电阻器的阻值、电容器的容值、电源的电压等。
这些参数值将直接影响到电路的仿真结果。
3. 仿真方法选择：Multisim提供了多种仿真方法，如直流分析、交流分析、暂态分析等。
根据不同的仿真目的和需求，选择适当的仿真方法来进行仿真计算。
4. 仿真结果分析：仿真计算完成后，Multisim会给出电路的仿真结果，包括节点电压、电流、功率等参数。
通过分析这些仿真结果，可以评估电路的性能和工作情况。
二、Multisim的使用方法Multisim作为一款功能强大的电路设计与仿真工具，具有直观的操作界面和丰富的功能模块，使得电路仿真实验变得简单而高效。
以下是Multisim的使用方法的基本流程：1. 新建电路文件：启动Multisim软件，点击“新建”按钮创建一个新的电路文件。
模电实验_共射放大电路Multisim仿真设计
Multisim模拟电路仿真实验1.Multisim用户界面及基本操作1.1Multisim用户界面在众多的EDA仿真软件中，Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。
Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。
Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies，简称IIT 公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，原名EWB。
IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件Electronics Work Bench（电子工作台，简称EWB），以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。
1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，从EWB6.0版本开始，IIT对EWB进行了较大变动，名称改为Multisim（多功能仿真软件）。
IIT后被美国国家仪器（NI，National Instruments）公司收购，软件更名为NI Multisim，Multisim经历了多个版本的升级，已经有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。
下面以Multisim10为例介绍其基本操作。
图1-1是Multisim10的用户界面，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。
图1-1 Multisim10用户界面菜单栏与Windows应用程序相似，如图1-2所示。
图1-2 Multisim菜单栏其中，Options菜单下的Global Preferences和Sheet Properties可进行个性化界面设置，Multisim10提供两套电气元器件符号标准：ANSI：美国国家标准学会，美国标准，默认为该标准，本章采用默认设置；DIN：德国国家标准学会，欧洲标准，与中国符号标准一致。
Multisim仿真—电路
电路分析基础2.1 L 、C 并联谐振回路频率特性的仿真测试电路说明：①电源选择“Sources ”→“SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE ”→“AC_VOLTAGE ”。
9个，设置为电路分析：理论值：kHz FmH LCf 035.51121210=⨯==μππ实际值：kHz f 006.50=左右测量此处的频率观察左下脚的值，为实际值2.2 L 、C串联谐振回路频率特性的仿真测试电路说明：①电源选择“Sources”→“SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE”→“AC_VOLTAGE”。
9个，设置为电路分析：理论值：kHz nFmH LCf 23.1591121210=⨯==ππ实际值：kHz f 23.1590=2.3 电容特性仿真测试C11uF按Space 键，来回切换，看电容的充放电过程。
2.4 电感特性仿真测试按Space键，来回切换，观察电感特性。
模拟电子线路2.5 全波整流电路¸1N40072.6 光电控制电路图中，SONALERT为固体音调发生器，按Space键，是开关闭合，观察效果如下图。
若接实际电路，SONALERT应发出200Hz对应的声音。
图中用2.5V的红色探针来表示。
X1在指示器库（Indicators）中的探针（PROBE）中选择PROBE-RED。
2.7 桥式整流∏滤波电路¸观察波形：①起始波形：②平稳后波形：2.8同向比例运算电路W① 理论值：通过同向比例运算的公式计算：V mV k k 110.010101001U 2=⨯ΩΩ+=）（。
② 实际值：电压表示数0.110V 。
2.9 三角波发生器观察示波器波形，分析三角波的产生过程。
数字电子技术2.10译码器仿真电路的分析XWG1为字信号发生器（Word Generation）。
设置其值为0-7。
选择循环时，灯依次点亮，可设断点、可单步执行。
74LS138的真值表：例：当字发生器-XWG1运行到0000000003时，2.11 模数AD与转换电路的仿真电路中函数信号发生器设置为：改变变阻器的值，观察数码管显示数值的变换。
Multisim电路仿真实验
仿真错误
遇到仿真错误时，首先 检查电路原理是否正确 ，然后检查元件库是否
完整。
界面显示问题
如果界面显示异常，可 以尝试调整软件设置或
重启软件。
导出问题
在导出电路图或仿真结 果时出现问题，检查文 件路径和格式是否正确
。
THANKS
分析实验结果，验证电路的功 能和性能是否符合预期。
如果实验结果不理想，需要对 电路进行调整和优化。
04
电路仿真实验分析
实验数据整理
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实验数据整理
在Multisim中进行电路仿真实验后，需要将实验 数据导出并整理成表格或图表形式，以便后续分 析和处理。
数据格式
数据整理时需要确保数据的准确性和完整性，包 括电压、电流、电阻、电容、电感等参数，以及 仿真时间和波形图等。
数据存储
整理好的数据应妥善存储，以便后续查阅和引用。
数据分析与处理
数据分析
对整理好的实验数据进行深入分 析，包括参数变化趋势、波形图 特征等，以揭示电路的性能和特 性。
数据处理
根据分析结果，对数据进行必要 的处理，如计算平均值、求取标 准差等，以得出更准确的结论。
误差分析
分析实验数据中可能存在的误差 来源，如测量误差、电路元件误 差等，以提高实验的准确性和可 靠性。
Multisim软件
Multisim软件是进行电路仿真实验的核心工具，用户可以在软件中创建电路图、设置元件参数、 进行仿真实验等操作。
实验电路板
实验电路板是用来搭建实际电路的硬件设备，用户可以在上面放置电路元件、连接导线等，实现 电路的物理连接。
元件库
Multisim软件提供了丰富的元件库，用户可以从元件库中选择需要的元件，将其添加到电路图中 ，方便快捷地搭建电路。
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实验19 Multisim 数字电路仿真实验
1.实验目的
用Multisim 的仿真软件对数字电路进行仿真研究。
2.实验内容
实验19.1 交通灯报警电路仿真
交通灯故障报警电路工作要求如下：红、黄、绿三种颜色的指示灯在下 列情况下属正常工作，即单独的红灯指示、黄灯指示、绿灯指示及黄、绿灯 同时指示，而其他情况下均属于故障状态。
出故障时报警灯亮。
设字母R 、Y 、G 分别表示红、黄、绿三个交通灯，高电平表示灯亮， 低电平表示灯灭。
字母Z 表示报警灯，高电平表示报警。
则真值表如表 19.1所示。
逻辑表达式为：RY RG G Y R Z ++=
若用与非门实现，则表达式可化为：RY RG G Y R Z ⋅⋅= Multisim 仿真设计图如图19.1所示：
图19.1的电路图中分别用开关A 、B 、C 模拟控制红、黄、绿灯的亮暗，开关接向高电平时表示灯亮，接向低电平时表示灯灭。
用发光二极管LED1的亮暗模拟报警灯的亮暗。
另外用了一个5V 直流电源、一个7400四2输入与非门、一个7404六反相器、一个7420双4输入与非门、一个500
表19.1
LED_red
LED1
图19.1
欧姆电阻。
在模拟实验中可以看出，当开关A、B、C中只有一个拨向高电平，以及B、C同时拨向高电平而A拨向低电平时报警灯不亮，其余情况下报警灯均亮。
实验19.2数字频率计电路仿真
数字频率计电路(实验13.3)的工作要求如下：能测出某一未知数字信号的频率，并用数码管显示测量结果。
如果用2位数码管，则测量的最大频率是99Hz。
数字频率计电路Multisim仿真设计图如图19.2所示。
其电路结构是：
用二片74LS90（U1和U2）组成BCD码100进制计数器，二个数码管U3和U4分别显示十位数和个位数。
四D触发器74LS175（U5）与三输入与非门7410（U6B）组成可自启动的环形计数器，产生闸门控制信号和计数器清0信号。
信号发生器XFG1产生频率为1Hz、占空比为50%的连续脉冲信号，信号发生器XFG2产生频率为1-99Hz（人为设置）、占空比为50%的连续脉冲信号作为被测脉冲。
三输入与非门7410（U6A）为控制闸门。
运行后该频率计进行如下自动循环测量：
计数1秒→显示3秒→清零1秒→……
改变被测脉冲频率，重新运行。
实验19.3 电子表电路仿真
电子表电路的框图如图19.3所示，其工作要求如下：时钟输入为秒脉冲。
秒计数器为60进制，BCD 码输出。
秒计数器的进位脉冲送给分计数器，分计数器也是60进制，BCD 码输出。
分计数器的进位脉冲送给小时计数器，小时计数器是24进制，BCD 码输出。
各计数器的输出送显示译码器，显示译码器的输出送七段数码管。
设一个开关，开关合向高电平（＋5V 电源），计时开始；开关合向地，各计数器清除。
电子表电路Multisim 仿真设计图如图19.4所示。
其电路结构是：计数器芯片采用74290N,其中U 1、U 2组成秒计数器，U 3、U 4组成分计数器，U 5、U 6组成小时计数器。
显示译码器采用7448N 。
开关J 1控制计数和清除。
其他门电路实现进位或清除逻辑功能。
3.选做实验
（1）修改图19.4电路，实现时、分、秒的对表逻辑。
（2）修改图19.4电路，用同步计数器74160或74162计数器芯片代替异步计数器74290。
（3）实现电子跑表的设计：精度0.01秒，最大计时59分59.99秒。
（4）自拟一个电路进行仿真实验。
图19.4
秒脉冲
图19.3。