Multisim仿真教程
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Multisim软件简介二极管电路基本功放差分放大器电路负反馈放大器集成运算放大器信号运算处理电路互补对称（OCL）功率放大器信号产生与转换电路可调三端集成直流稳压电源电路13.1 Multisim用户界面和基本操作在此处插入图片说明13.1.1 Multisim用户界面在许多EDA仿真软件中，Multisim软件具有友好的界面，强大的功能，易于学习和使用，受到电气设计和开发人员的青睐。
Multisim是一种虚拟仿真软件，用于通过软件方法对电子元器件进行虚拟设计和电路测试。
Multisim来自交互式图像技术（IIT）的基于Windows的仿真工具，以前称为EWB。
1988年，IIT公司推出了用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件，电子工作台（EWB），它以其直观的界面，便捷的操作，强大的分析功能以及易于学习和使用而迅速普及和使用。
IIT在1996年推出了EWB5.0版本。
ewb5之后。
在X版本和EWB6.0版本中，IIT 将EWB更改为Multisim（多功能模拟软件）。
IIT被美国国家仪器公司Ni收购后，其软件更名为Ni Multisim。
第9版之后，Multisim 经历了多个版本的升级，包括Multisim2001，Multisim7，Multisim8，Multisim9，Multisim10等。
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13.1-1显示了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，组件工具栏，仿真按钮，状态栏，电路图编辑区域等。
图13.1-1 Multisim10用户界面菜单栏类似于Windows应用程序，如图13.1-2所示。
图13.1-2 Multisim菜单栏其中，选项菜单下的全局首选项和工作表属性可用于个性化界面设置。
Multisim10提供了两组电气元件符号标准：ANSI：美国国家标准协会，美国标准，默认为标准，本章采用默认设置；丁：德国国家标准协会，欧洲标准，与中国符号标准一致。
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第13章 Multisim模拟电路仿真之吉白夕凡创作本章Multisim10电路仿真软件,讲解使用Multisim进行模拟电路仿真的基本办法.目录1. Multisim软件入门2. 二极管电路5. 负反应缩小电路7.互补对称（OCL）功率缩小电路13.1 Multisim用户界面及基本操纵在众多的EDA仿真软件中,Multisim软件界面友好、功效强大、易学易用,受到电类设计开发人员的青睐.Multisim用软件办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为基础的仿真东西,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 东西软件Electronics Work Bench（电子任务台,简称EWB）,以界面形象直不雅、操纵便利、阐发功效强大、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,名称改成Multisim （多功效仿真软件）.IIT后被美国国家仪器（NI,National Instruments）公司收购,软件改名为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为例介绍其基本操纵.图13.1-1是Multisim10的用户界面,包含菜单栏、尺度东西栏、主东西栏、虚拟仪器东西栏、元器件东西栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分.图13.1-1 Multisim10用户界面菜单栏与Windows应用程序相似,如图13.1-2所示.图13.1-2 Multisim菜单栏其中,Options菜单下的Global Preferences和Sheet Properties可进行特性化界面设置,Multisim10提供两套电气元器件符号尺度：ANSI：美国国家尺度学会,美国尺度,默认为该尺度,本章采取默认设置；DIN：德国国家尺度学会,欧洲尺度,与中国符号尺度一致.东西栏是尺度的Windows应用程序气概.尺度东西栏：视图东西栏：图13.1-3是主东西栏及按钮名称,图13.1-4是元器件东西栏及按钮名称,图13.1-5是虚拟仪器东西栏及仪器名称.图13.1-3 Multisim主东西栏图13.1-4 Multisim元器件东西栏图13.1-5 Multisim虚拟仪器东西栏项目办理器位于Multisim10任务界面的左半部分,电路以分层的形式展示,主要用于条理电路的显示,3个标签为：Hierarchy：对不合电路的分层显示,单击“新建”按钮将生成Circuit2电路；Visibility：设置是否显示电路的各类参数标识,如集成电路的引脚名；Project View：显示同一电路的不合页.13.1.2 Multisim仿真基本操纵Multisim10仿真的基本步调为：1. 建立电路文件2. 放置元器件和仪表3. 元器件编辑4. 连线和进一步伐整5. 电路仿真6. 输出阐发结果具体方法如下：1. 建立电路文件具体建立电路文件的办法有：●打开Multisim10时自动打开空白电路文件Circuit1,保管时可以重新命名●菜单File/New●东西栏New按钮●快捷键Ctrl+N2. 放置元器件和仪表Multisim10的元件数据库有：主元件库（Master Database）,用户元件库（User Database）,合作元件库（Corporate Database）,后两个库由用户或合作人创建,新装置的Multisim10中这两个数据库是空的.放置元器件的办法有：●菜单Place Component●元件东西栏：Place/Component●在绘图区右击,利用弹出菜单放置●快捷键Ctrl+W放置仪表可以点击虚拟仪器东西栏相应按钮,或者使用菜单方法.以晶体管单管共射缩小电路放置+12V电源为例,点击元器件东西栏放置电源按钮（Place Source）,得到如图13.1-6所示界面.图13.1-6 放置电源修改电压值为12V,如图13.1-7所示.图13.1-7 修改电压源的电压值同理,放置接地端和电阻,如图13.1-8所示.图13.1-8 放置接地端（左图）和电阻（右图）图13.1-9为放置了元器件和仪器仪表的效果图,其中左下角是函数信号产生器,右上角是双通道示波器.图13.1-9 放置元器件和仪器仪表3. 元器件编辑（1）元器件参数设置双击元器件,弹出相关对话框,选项卡包含：●Label：标签,Refdes编号,由系统自动分派,可以修改,但须包管编号唯一性●Display：显示●Value：数值●Fault：毛病设置,Leakage漏电；Short短路；Open开路；None无毛病（默认）●Pins：引脚,各引脚编号、类型、电气状态（2）元器件向导（Component Wizard）对特殊要求,可以用元器件向导编辑自己的元器件,一般是在已有元器件基础上进行编辑和修改.办法是：菜单Tools/ Component Wizard,依照规定步调编辑,用元器件向导编辑生成的元器件放置在User Database（用户数据库）中.4. 连线和进一步伐整连线：（1）自动连线：单击起始引脚,鼠标指针变成“十”字形,移动鼠标至目标引脚或导线,单击,则连线完成,当导线连接后呈现丁字交叉时,系统自动在交叉点放节点（Junction）；（2）手动连线：单击起始引脚,鼠标指针变成“十”字形后,在需要拐弯处单击,可以固定连线的拐弯点,从而设定连线路径；（3）关于交叉点,Multisim10默认丁字交叉为导通,十字交叉为不导通,对于十字交叉而希望导通的情况,可以分段连线,即先连接起点到交叉点,然后连接交叉点到终点；也可以在已有连线上增加一个节点（Junction）,从该节点引出新的连线,添加节点可以使用菜单Place/Junction,或者使用快捷键Ctrl+J.进一步伐整：（1）调整位置：单击选定元件,移动至合适位置；（2）改动标号：双击进入属性对话框更改；（3）显示节点编号以便利仿真结果输出：菜单Options/Sheet Properties/Circuit/Net Names,选择Show All；（4）导线和节点删除：右击/Delete,或者点击选中,按键盘Delete键.图13.1-10是连线和调整后的电路图,图13.1-11是显示节点编号后的电路图.图13.1-10 连线和调整后的电路图（a）显示节点编号对话框（b）显示节点编号后的电路图5. 电路仿真基本办法：●按下仿真开关,电路开始任务,Multisim界面的状态栏右端出现仿真状态指示；●双击虚拟仪器,进行仪器设置,获得仿真结果图13.1-12是示波器界面,双击示波器,进行仪器设置,可以点击Reverse按钮将其布景反色,使用两个丈量标尺,显示区给出对应时间及该时间的电压波形幅值,也可以用丈量标尺丈量信号周期.图13.1-12 示波器界面（右图为点击Reverse按钮将布景反色）6. 输出阐发结果使用菜单命令Simulate/Analyses,以上述单管共射缩小电路的静态任务点阐发为例,步调如下：●菜单Simulate/Analyses/DC Operating Point●选择输出节点1、4、5,点击ADD、Simulate图13.1-13 静态任务点阐发13.2 二极管及三极管电路13.2.1 二极管参数测试仿真实验半导体二极管是由PN结组成的一种非线性元件.典型的二极管伏安特性曲线可分为4个区：死区、正向导通区、反向截止区、反向击穿区,二极管具有单向导电性、稳压特性,利用这些特性可以组成整流、限幅、钳位、稳压等功效电路.半导体二极管正向特性参数测试电路如图13.2-1所示.表13.2-1是正向测试的数据,从仿真数据可以看出：二极管电阻值不是固定值,当二极管两端正向电压小,处于“死区”,正向电阻很大、正向电流很小,当二极管两端正向电压超出死区电压,正向电流急剧增加,正向电阻也迅速减小,处于“正向导通区”.图13.2-1 二极管正向特性测试电路表13.2-1 二极管正向特性仿真测试数据Rw 10% 20% 30% 50% 70% 90%Vd/mV 299 496 544 583 613 660Id/mArd=Vd/Id（欧姆）74750 2000 795 381 214半导体二极管反向特性参数测试电路如图13.2-2所示.图13.2-2 二极管反向特性测试电路表13.2-2是反向测试的数据,从仿真数据可以看出：二极管反向电阻较大,而正向电阻小,故具有单向特性.反向电压超出一定数值（VBR）,进入“反向击穿区”,反向电压的微小增大会导致反向电流急剧增加.表13.2-2 二极管反向特性仿真测试数据二极管是非线性器件,引入线性电路模型可使阐发更简单.有两种线性模型：（1）大信号状态下的理想二极管模型,理想二极管相当于一个理想开关；（2）正向压降与外加电压相比不成忽略,且正向电阻与外接电阻相比可以忽略时的恒压源模型,即一个恒压源与一个理想二极管串联.图13.2-3是二极管实验电路,由图中的电压表可以读出：二极管导通电压Von=0.617V; 输出电压Vo=-2.617V.图13.2-3二极管实验电路（二极管为IN4148）利用二极管的单向导电性、正向导通后其压降基本恒定的特性,可实现对输入信号的限幅,图13.2-4（a）是二极管双向限幅实验电路.V1和V2是两个电压源,按照电路图,上限幅值为：V1+Von,下限幅值为：–V2–Von.在Vi的正半周,当输入信号幅值小于（V1+Von）时,D1、D2均截止,故Vo = Vi；当Vi大于（V1+Von）时,D1导通、D2截止,Vo=V1+Von≈4.65V；在Vi的负半周,当|Vi|<V2+Von时,D1、D2均截止,Vo = Vi；当|Vi|>（V2+Von）时,D2导通、D1截止,Vo = -（V2+Von）≈-2.65V.图13.2-4（b）是二极管双向限幅实验电路的仿真结果,输出电压波形与理论阐发基本一致.（a）二极管双向限幅仿真电路（b）输出电压波形选择虚拟晶体管特性测试仪（IV-Analysis）XIV1,双击该图标,弹出测试仪界面,进行相应设置,如图13.2-5所示,点击Sim_Param 按钮,设置集射极电压的起始规模、基极电流的起始规模,以及基极电流增加步数Num_Steps（对应特性曲线的根数）,单击仿真按钮,得到一簇三极管输出特性曲线.右击其中的一条曲线,选择show select marts,则选中了某一条特性曲线,移动测试标尺,则在仪器界面下部可以显示对应的基极电流、集射极电压、集电极电流.按照测得的和值,可以计算出该任务点处的直流电流缩小倍数,按照测得的和,可以计算出交流电流缩小倍数.图13.2-5 用晶体管特性测试仪丈量三极管特性13.3 单管基本缩小电路13.3.1 共射缩小电路仿真实验缩小是对模拟信号最基本的处理,图13.3-1是单管共射缩小电路（NPN型三极管）的仿真电路图.图13.3-1单管共射缩小电路（NPN型三极管）进行直流任务点阐发,采取菜单命令Simulate/Analysis/DC Operating Point,在对话框中设置阐发节点及电压或电流变量,如图13.3-2所示.图13.3-3是直流任务点阐发结果.图13.3-2 直流任务点阐发对话框图13.3-3 直流任务点阐发结果当静态任务点合适,并且加入合适幅值的正弦信号时,可以得到基本无失真的输出,如图13.3-4所示.图13.3-4 单管共射缩小电路输入输出波形但是,持续增大输入信号,由于超出了晶体管任务的线性任务区,将导致输出波形失真,如图13.3-5（a）所示,图13.3-5（b）是进行傅里叶频谱阐发的结果,可见输出波形含有高次谐波份量.（a）输出波形失真（b）傅里叶频谱阐发结果图13.3-5 增大输入后的失真输出波形及其频谱阐发结果静态任务点过低或者过高也会导致输出波形失真,如图13.3-6所示,由于基极电阻过小,导致基极电流过大,静态任务点靠近饱和区,集电极电流也因此变大,输出电压,大的集电极电流导致整个电路的输出电压变小,因此从输出波形上看,输出波形的下半周趋于被削平了,属于饱和失真.图13.3-6 减小Rb后的失真输出波形1. 场效应管的转移特性场效应管的转移特性指漏-源电压固定时,栅-源电压对漏极电流的控制特性,即,依照图13.3-7搭建N沟道增强型场效应管转移特性实验电路,单击Multisim10 菜单“Simulate/Analyses/DC Sweep…”选择直流扫描阐发功效,在弹出的对话框“Analysis Parameters”中设置所要扫描的直流电源,并设置起始和终止值、步长值,在“Output”选项卡中选择节点2的电压V[2]为阐发节点,由于源极电阻,所以电压V[2]的数值等于源极电流,也等于漏极电流.由图13.3-7（b）可知,N沟道增强型场效应管2N7002的开启电压V.（a）仿真电路（b）转移特性仿真结果图13.3-7 场效应管转移特性直流扫描阐发2. 场效应管共源缩小电路图13.3-8是场效应管共源缩小电路仿真实验电路图,调整电阻和组成的分压网络可以改动,从而改动电压缩小倍数.此外,改动电阻、也可改动输出电压.（a）仿真电路（b）输入和输出电压波形图13.3-8 场效应管共源缩小电路仿真13.4 缩小电路指标丈量13.4.1 输入电阻丈量万用表可以丈量交直流电压、交直流电流、电阻、电路中两个节点之间的分贝损耗,不需用户设置量程,参数默认为理想参数（比方电流表内阻为0）,用户可以修改参数.点击虚拟仪器万用表（Multimeter）,接入缩小电路的输入回路,本例中将万用表设置为交流,测得的是有效值（RMS值）.由于交流输入电阻要在合适的静态任务点上丈量,所以直流电源要保存.由图13.4-1可见,测得输入回路的输入电压有效值为3.536mV,电流为2.806μA,输入电阻.在实验室中进行的实物电路的输入电阻丈量要采取间接丈量办法,这是因为实际的电压表、电流表都不是理想仪器,电流表内阻不是0,而电压表内阻不是无穷大.（a）输入电阻丈量电路（b）电压、电流丈量结果图13.4-1 缩小电路输入电阻丈量电路图13.4.2 输出电阻的丈量采取外加激励法,将信号源短路,负载开路,在输出端接电压源,并丈量电压、电流,如图13.4-2所示.由图13.4-2可见,测得输出回路的激励电压有效值为707.106mV,电流为517.861μA,输出电阻.（a）输出电阻丈量（b）电压、电流丈量结果图13.4-2 缩小电路输出电阻丈量电路图可以用示波器丈量缩小电路的增益,以电阻分压式共射缩小电路为例,图13.4-3（a）是丈量电压缩小倍数的电路图,图13.4-3（b）是示波器输出波形.移动测试标尺可以读出输入输出波形幅值,进而计算出电压缩小倍数,但是,可以发明,标尺处于不合位置计算出的结果不合,仅可作为估量值,此外,输出波形与输入波形相比,存在一定相移,不是理想的反相,即产生了相移,相移大小与频率有关,这就是该缩小电路的相频特性.除了用示波器进行缩小倍数丈量的办法.还有两种办法：扫描阐发法和波特仪丈量法.（a）（b）图13.4-3 分压式共射缩小电路缩小倍数的丈量1. 扫描阐发法由菜单Simulate/Analyses/AC Analysis,弹出AC Analysis （交流阐发）对话框,如图13.4-4所示,选项卡Frequency Parameters中设置Start frequency（起始频率,本例设为1Hz）、Stop frequency（终止频率,本例设为10GHz）、Sweep type（扫描方法,本例设为Decade,十倍频扫描）、Number of points per decade（每十倍频的采样点数,默认为10）、Vertical scale（纵坐标刻度,默认是Logarithmic,即对数形式,本例选择Linear,即线性坐标,更便于读出其电压缩小倍数）.在Output选项卡中选择节点5的电压V[5]为阐发变量,按下Simulate（仿真）按钮,得到图13.4-4（b）所示的频谱图,包含幅频特性和相频特性两个图.在幅频特性波形图的左侧,有个红色的三角块指示,标明当前激活图形是幅频特性,为了详细获取数值信息,按下东西栏的Show/Hide Cursors按钮,则显示出丈量标尺和数据窗口,移动测试标尺,则可以读取详细数值,如图（c）和（d）所示.同理,可激活相频特性图形,进行相应丈量.（a）AC Analysis对话框（b）被阐发节点的幅频和相频特性（c）用测试标尺读取详细数值（d）频响数据图13.4-4 扫描阐发法进行缩小电路幅频特性丈量2. 波特仪丈量法波特仪（Bode Plotter）也称为扫频仪,用于丈量电路的频响（幅频特性、相频特性）,将波特仪连接至输入端和被测节点,如图13.4-5（a）所示,双击波特仪,获得频响特性,图13.4-5（b）是幅频响应,图13.4-5（c）是相频响应.（a）波特仪测试频响电路图（b）幅频特性测试结果（c）相频特性测试结果图13.4-5 扫描阐发法进行缩小电路幅频特性丈量波特仪的面板设置：（1）Mode：模式选择,点击Magnitude获得幅频响应曲线,选择Phase获得相频响应曲线；（2）水平和垂直坐标：点击Log选择对数刻度,点击Lin选择线性刻度；（3）起始规模：F文本框内填写终了值及单位,I文本框内填写起始值及单位.13.5 差动缩小电路13.5.1 差动缩小电路仿真电路直接耦合是多级缩小的重要级间连接方法,对直流信号、变更缓慢的信号只能用直接耦合,但随之而来的是零点漂移问题,影响电路的稳定,解决这个问题的一个办法是采取差动缩小电路,在电子设备中经常使用差动缩小电路缩小差摸信号,抑制温度变更、电源电压动摇等引起的共模信号.图13.5-1是差动缩小电路仿真电路,是由两个相同的共射缩小电路组成的,当开关J1拨向左侧时,组成了一个典型的差动缩小电路,调零电位器Rw用来调节Q1、Q2管的静态任务点,使得输入信号为0时,双端输出电压（即电阻RL上的电压）为0.当开关J1拨向右侧时,组成了一个具有恒流源的差动缩小电路,用恒流源代替射极电阻Re,可以进一步提高抑制共模信号的能力.差动缩小电路的输入信号既可以是交流信号,也可以是直流信号.图13.5-1中,输入信号由函数产生器提供,函数产生器（Function Generator）可以产生正弦波、三角波、矩形波电压信号,可设置的参数有：频率、幅值、占空比、直流偏置,频率规模很宽（0.001pHz~1000THz）.差动缩小电路需要一正一负两个电压源,实际中不存在负的电压源,将正极接地,则电压源的负极可以提供负的电压,因此,依照图中的接法可以提供正负电压源.差动缩小电路有两个输入端和两个输出端,因此电路组态有双入双出、双入单出、单入双出、单入单出4种,但凡双端输出,差摸电压缩小倍数与单管情况下相同,但凡单端输出,差摸电压缩小倍数为单管情况下的一半.图13.5-1 差动缩小电路仿真电路13.5.2 差动缩小电路的调零调零是指差动缩小器输入端不接入信号,调整电路参数使两个输出端达到等电位.图13.5-2中是调整电位器Rw,使节点3和节点4的电压相同,这时可认为左右两侧的电路已经对称,调零任务完成.图中的电压读数也是两个三极管的集电极静态任务电压.图13.5-2 差动缩小电路的调零13.5.3 差动缩小电路的静态任务点采取菜单命令Simulate/Analysis/DC Operating Point,选择节点仿真可以获得静态任务点指标,下面采取另一种办法,将电流表和电压表接入仿真电路,获得更直不雅的静态任务点丈量结果,如图13.5-3所示.1. 差模电压增益双端输入双端输出情况下的差摸电压缩小倍数是输出端电压差除以输入端电压差.为获得较大电压增益,将仿真电路的参数进行一些调整,丈量电路如图13.5-4所示.函数产生器设置为输出正弦波,频率1kHz,幅值5mV,“+”端和“-”端接入差动缩小电路的两个输入端,COM端接地.用电压表丈量输入端的电压差,注意双击电压表,将丈量模式（Mode）改成交流（AC）模式.由图中丈量数据,输入端电压差为7.071mV,输出端电压差为308.991mV,双入双出模式时的差摸电压增益为.当开关J1拨向右侧时,以恒流源代替射极电阻,则差摸电压增益增加到.仿真可发明,负载电阻RL对增益值影响很大,此外,调零电阻Rw、基极电阻Rb1、Rb2、集电极电阻Rc1、Rc2均有影响.图13.5-4 双入双出差动缩小电路的差摸增益丈量2. 共模电压增益将两输入端短接,COM端接地,组成共模输入方法,如图13.5-5所示.调整输入信号频率为1kHz,幅值为1mV,在负载电阻两端接万用表,测得输出电压为6pV左右,“皮”的数量级为10-12,几乎为零.可见,差动缩小电路对共模信号有很强的抑制效果.图13.5-5 双入双出差动缩小电路的共摸增益丈量13.6 集成运放电路由分立元件组成的电路具有电子设计上灵活性大的优点,但缺点是功耗大、稳定性差、可靠性差,此外,设计自己较庞杂.集成电路采取微电子技术组成具有特定功效的电路系统模块,与分立元件组成的电路相比,性能有了很大提高,电子设计也更加简单.集成运算缩小器是高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、直接耦合的线性缩小集成电路,功耗低、稳定性好、可靠性高.可以通过外围元器件的连接组成缩小器、信号产生电路、运算电路、滤波器等电路.以集成运放μA741为例,图13.6-1是μA741的管脚示意图及实物照片.图13.6-1 集成运放μA741管脚示意图及实物照片用μA741组成同相比例缩小电路,仿真电路图如图13.6-2所示.按照同相比例电路的增益公式,图13.6-2的电压增益应为：.（a）同相比例缩小电路（b）输入、输出电压波形图13.6-2 集成运放μA741组成的同相比例缩小电路从波形上看,输入、输出同相位,用测试标尺丈量幅值,可发明输出与输入的比例为3,在一定规模内调整负载电阻,波形基本不变,说明该电路带负载能力强.同理,可以进行反相比例缩小电路的仿真,图13.6-3是集成运放μA741组成的反相比例缩小电路,其电压增益应为：,这与示波器读数一致.图13.6-3 集成运放μA741组成的反相比例缩小电路及波形由仿真可见,由运算缩小器组成比例缩小电路的电路结构简单、设计容易、性能稳定、带负载能力强.按照滤波电路中有无有源元件可将滤波器电路分为无源滤波器和有源滤波器,无源滤波器由无源元器件（电阻、电容、电感）组成电路网络,但其滤波特性随着负载的变更而变更,负载效应明显,不克不及满足很多应用场合的要求,有源滤波器则通过运放电路提高输入阻抗,降低输出阻抗而大大减少了负载效应.简单的有源滤波器是在无源滤波器输出端接一个由运放电路组成的电压跟从器或同相比例缩小器,使得滤波的同时可以缩小信号,并且提高带负载能力.图13.6-4是简单的二阶低通有源滤波电路,运放U1和电阻Rf、R3组成同相比例缩小电路,缩小倍数为,电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2组成的RC网络是二阶低通滤波电路,其特征频率为Hz.信号源是幅值为1V的交流电压源.用菜单命令Simulate/Analyses/AC Analysis对其进行交流阐发,频率规模设置为1Hz~1MHz,扫描类型Sweep type选择Decade,纵坐标Vertical Scale选择Linear,Output选项卡中选择节点4作为阐发节点,单击Simulate按钮,可得到其频率特性,如图13.6-5所示.图13.6-4 简单二阶低通有源滤波电路由频率特性可以看出：最大输出为 1.9996V,截止频率为对应V（即增益下降3dB）的频率,约为125.4003Hz（标尺2处）,而在特征频率处（标尺1处,338.2989Hz）,幅值已下降至672.8329mV,可见,实际的截止频率远小于特征频率.为缩小两者的不同,可引入正反应增大特征频率处的幅值,这就是所谓的压控电压源二阶低通滤波器.将电容C1的下端直接接在滤波器输出端,组成图13.6-6所示的压控电压源二阶低通滤波器,其频率特性如图13.6-7所示.图13.6-6 压控电压源二阶低通滤波电路图13.6-7 压控电压源二阶低通滤波电路的频率特性可以看出,特征频率处的幅值有所增大,在特征频率处（丈量标尺1,338.2989Hz）幅值增大为1.9857V,截止频率为1.414V所对应的频率,在丈量标尺2处（幅值为 1.3912）,对应频率为439.2605Hz,两者差距由约213Hz缩小至约100Hz,特征频率和截止频率差距大大缩小了.品质因数Q的物理意义是特征频率处的电压增益与通带电压增益之比,理论阐发给出品质因数Q与通带增益的关系为：,而在本节例子中,通带增益,因此,改动运放电阻或者即可改动品质因数.13.7 直流稳压电源13.7.1 桥式整流滤波电路建立如图13.7-1所示的单相桥式整流滤波电路,变压器取值Basic Group组的BASIC_VIRTUAL中的TS_VIRTUAL,设置变比（本例设为10）,变压器的二次侧有3个抽头,可以有两种接法,如图13.7-1中的（a）和（b）所示,前者的整流波形最大值约为15V,后者约为30V,整流桥选自Diodes组中的FWB中的元件.（a）变压器输出15V整流波形（b）变压器输出30V整流波形图13.7-1 单相桥式整流滤波电路以图13.7-1（b）电路为例,图13.7-2是该单相桥式整流滤波电路的输出波形,图（a）是未接入滤波电容C1时的输出波形,即整流桥输出波形,图（b）是接入滤波电容C1时的输出波形,可见,桥式整流后用滤波电容进行滤波,电压平均值上升,电压动摇。
Multisim仿真教程剖析
例1. 求下图所示电路的节点电压U1.U2。
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二 求戴维宁等效电路
基本操作: 1. 利用数字万用表测量电路端口的开路电压和短路电流 2. 求解出该二端网络的等效电阻 3. 绘制戴维宁等效模型
例2 求下图所示电路的戴维宁等效电路。
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Req=16/6.333≈3Ω
添加输入/输出节点
函数信号 发生器
1kHz 0.4V
a 0.22μ C
b Vca
R 1k
c
荧光屏
Y1
Y2
双踪示波器
45
（一） 建立电路文件 （二） 从元器件库中调有所需的元器件 （三） 电路连接及导线调整 （四）为电路增加文本 （五）示波器的连接 （六）电路仿真
46
47
基于Multisim的电路分析
1 电阻电路分析
13
设置元件的识别、参数值 与属性、节点序号、引脚 名称和原理图文本等文字 的属性设置
14
设置显示窗口 图纸格式
设置窗口图纸的大小
选择窗口图纸的 缩放比例
15
设置导线的宽度 设置导线的自动 连接方式
16
选择文件自动保存功能 并设定保存时间间隔
设置存取文件路径 设置数字电路的 仿真方式
选择PCB的接地方式
设置分析类型 设置显示状态 设置电压幅值
设置标号
设置故障
2.直流电压源
20
3.交流电压源
设置最大值 设置有效值
设置频率 设置初相位
21
4.时钟电压源
实质上是一个频率、占空比及幅度皆可调的方波发生器
22
5.受控源
1）VCVS
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2）VCCS
24
3）CCVS
multisim仿真教程正弦波脉宽调制SPWM逆变电路业界精制
技术教育
1
如果将每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面 积用一个与此面积相等的等高矩形脉冲代替， 就得到图11.8.1（b）所示的脉冲序列。这样， 由N个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形 与正弦波的正半周等效，正弦波的负半周也可 用相同的方法来等效。
技术教育
2
SPWM（Sine Pulse Width Modulation正弦波 脉宽调制）的控制思想，就是利用逆变器的 开关元件，由控制线路按一定的规律控制开 关元件的通断，从而在逆变器的输出端获得 一组等幅、等距而不等宽的脉冲序列。其脉 宽基本上按正弦分布，以此脉冲列来等效正 弦电压波。
方向变化，所得到输出电压的PWM波形也只在 一个方向变化的控制方式称为单极性PWM控制 方式。
3. 双极性PWM控制方式
技术教育
15
图11.8.2的单相桥式逆变电路采用双极性PWM 控制方式的波形如图11.8.4所示。在双极性方
式中ur的半个周期内，三角波载波是在正、负
两个方向变化的，所得到的PWM波形也是在两
11.8.1正弦脉宽调制（SPWM）逆变电路工作原理
1. SPWM控制的基本原理 图11.8.1（a）示出正弦彼的正半周波形，
并将其划分为N等份，这样就可把正弦半波看成 由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉冲 的宽度相等，都等于π／ N，但幅值不等，且 脉冲顶部是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变 化。
技术教育
8
如负载电流较大，那么直到使VT4再一次导通之 前，VD3一直持续导通。如负载电流较快地衰减 到零，在VT4再一次导通之前，负载电压也一直
为零。这样，负载上的输出电压uo就可得到零
和UD交替的两种电平。
技术教育
9
multisim如何仿真
参考资料：Multisim10仿真实验
《Multisim10仿真实验》是2018年机械工业出版社出版的图书，作者是袁佩宏。
内容介绍
电子半导体、IC设计、电路板设计等常需要有CAD辅助工作，以方便可以验证检查电路是否正确， 另一方面，可以加快设计效率，缩短开发周期。下面，以最简单的例子教大家学会用multisim 设计仿真电子电路。
方法/步骤
移动鼠标到元件引脚处，引出线与元 件连接，组成完整的闭合回路，如下 所示:
方法/步骤
点击界面中的运行仿真按钮，切换开 关状态就可以看到不同的效果，如下 所示即为运行仗薪截启动按钮：
方法/步骤
当开关处于断开时，发光二极管处于 暗状态，不发光。
方法/步骤
当开关处于闭合时，发光二极管处于 亮状态，发光。
方法/步骤
如下图所示，打开multisim软件后， 点击File/New/Design新建设计图纸 （快捷键 Ctrl + N),当然，软件打 开时默认新建一张图纸，直接保存为 你想要的文件名即可。
方法/步骤
在工具栏处点击器祝趣件库选择相应 的器件并设置参数，移动元件排版一 下即可，如杰季下所示：
参考资料：Multisim电路系统设计与仿真教程
《Multisim电路系统设计与仿真教程》是2018年3月机械工业出版社出版的图书，作者是周润景。
参考资料：Multisim12仿真设计
《Multisim12仿真设计》是2014年1月电子工业出版社出版的图书，作者是聂典、李北雁、聂梦 晨。
参考资料：数字逻辑电路Multisim仿真技术
《电工电子技术Multisim10仿真实验（第2版）》是2018年7月机械工业出版社出版的图书，作 者是王廷才、陈昊。
multisim仿真教程二阶带通滤波器
图三.六.三二阶有源带通滤波器ACAnalysis仿真分析结果
AOQ 1SO Q0 S02
AOQ 1S0
( S )2 1 S 1
O QO
三.六.二
式三.六.二为二阶带通滤波器传递函数的典型
表达式其中ω0为中心角频率
三.六.二二阶有源带通滤波器特性分析
一个二阶有源带通滤波器电路如图三.六.一所 示启动仿真点击波特图仪可以看见二阶有源带 通滤波器的幅频特性如图三.六.二所示
利用ACAnalysis交流分析可以分析二阶有源带 通滤波器电路的频率特性如图三.六.三所示分 析方法参考三.三.二一阶有源低通滤波器的 ACAnalysis交流分析分析步骤
改变信号源的信号频率利用示波器也可以观察 到不同频率的信号通过带通滤波器的情况
图三.六.一二阶有源带通滤波器电路
图三.六.二二阶有源带通滤波器的幅频特性
三.六二阶有源带通滤波器
令
AOR 1C2R3 1 C 1R3 1 C2A R U11 C F2R2 1 C
Q
R 1R 2 R 1R 2R 3C 1C 2
R 1R 2(C 1C 2)C 1R 3R 2R 1(1A U)F
则有
A(S) S2
MULTISIM电路仿真软件的使用操作教程
MULTISIM电路仿真软件的使用操作教程Multisim是一款功能强大的电路仿真软件，可以帮助用户进行电路设计、分析和仿真。
在本教程中，我们将介绍Multisim的基本使用操作，让您可以快速上手并开始进行电路仿真。
1.创建新电路首先，在打开Multisim软件后，点击“File”菜单，并选择“New”来创建一个新的电路文件。
您可以选择使用自定义的模板或者从已有的电路模板中选择其中一个。
2.添加元件在新建的电路文件中，您可以通过点击“Place”菜单来添加不同种类的元件。
通过选择合适的元件，您可以构建您需要的电路。
您可以添加电源、电阻、电容、电感、晶体管等元件。
3.连接元件在添加完元件后，您需要连接这些元件以构建完整的电路。
通过点击“Connect”工具或者直接拖拽连接线将元件连接起来。
4.设置元件参数5.运行仿真完成电路的搭建后，您可以点击“Run”按钮来开始进行仿真。
Multisim会模拟电路的运行情况，并显示出电路中各元件的电流、电压等参数。
6.分析仿真结果在进行仿真后，您可以查看仿真结果并进行分析。
您可以查看波形图、数据表格等来了解电路的运行情况，以便进行进一步的优化和改进。
7.保存电路文件在完成电路设计后，您可以点击“File”菜单并选择“Save As”来保存电路文件。
您可以选择保存为不同格式的文件，以便将电路文件与他人分享或者备份。
8.导出报告如果您需要将电路设计的结果进行报告或者分享给他人，您可以点击“Tools”菜单并选择“Export”来导出报告或者数据表格。
9.调整仿真设置在进行仿真前，您可以点击“Options”菜单来调整仿真的参数，例如仿真时间、采样率等。
这可以帮助您更好地分析电路的性能。
10.学习资源Multisim提供了大量的学习资源，包括用户手册、视频教程、示例项目等。
您可以通过点击“Help”菜单来访问这些资源，以帮助您更好地使用Multisim进行电路仿真。
通过以上教程，您可以快速上手Multisim软件，并开始进行电路设计和仿真。
multisim仿真教程单相半波可控整流电路
元器件的选取和放置
步骤一
步骤三
选择合适的二极管，确保其额定电流 和电压符合电路要求。
将选取的元件放置在电路图上，注意 元件间的连接关系和布局。
步骤二
根据需要选择适当的电阻和电容元件， 调整其阻值或电容值以满足电路参数。
电路的连接与检查
步骤一
根据电路原理图，将各个元件按 照正确的连接方式进行连接。
步骤二
检查连接是否正确，确保没有出现 短路或断路现象。
步骤三
对电路进行静态检查，确保没有逻 辑错误或元件参数不匹配的问题。
仿真设置与运行
01
步骤一
打开仿真设置对话框，选择合适 的仿真参数，如仿真时间范围、 采样率等。
步骤二
02
03
步骤三
运行仿真，观察电路的行为和输 出波形。
根据仿真结果，对电路进行调整 和优化，以达到预期的性能指标。
06 结论与展望
本教程的主要内容总结
介绍了单相半波可控整流电路的基本原理和工作方式。 探讨了不同控制角下整流电路的输出电压和电流波形。
通过Multisim软件对单相半波可控整流电路进行了仿真 和分析。
分析了整流电路的效率、功率因数等性能指标。
可控整流电路的应用前景
可控整流电路在电力电子、电机 控制、新能源等领域具有广泛的
用于模拟晶体管元 件，有不同的类型 和参数可选。
04
单相半波可控整流电路的 Multisim仿真
电路图的创建
步骤一
打开Multisim软件，新建 一个电路图文件。
步骤二
从元件库中选取需要的元 件，如二极管、电阻、电 容等。
步骤三
将选取的元件放置在电路 图上，并按照单相半波可 控整流电路的电路图布局。
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设置电路编辑窗口 元器件和背景的颜色
WinTSD Inc.
设置元件的识别、参数值 与属性、节点序号、引脚 名称和原理图文本等文字 的属性设置
WinTSD Inc.
设置显示窗口 图纸格式
设置窗口图纸的大小
选择窗口图纸的 缩放比例
www.wiຫໍສະໝຸດ
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编辑电阻元件
2、虚拟电阻
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WinTSD Inc.
3、电位器
设定控制键
设置调节幅度
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4、开关
“CURRENT_CONTROLLED SWITCH”（电流控开关） “SPDT”（单刀双掷开关） “SPST”（单刀单掷开关） “TD_SWI”（时间延迟开关） “VOLTAGE_CONTROLLED SWITCH”（电压控开关）
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现实元件
虚拟元件
1、电阻
电阻模型分类栏
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电阻浏览器
“General”页：元件的一般性 资料，包括元件的名称、制造 商、创建时间、制作者。
“Symbol”页：元件的符号。 “Model”页：元件的模型， 提供电路仿真时所需要的参数。 “Footprint”页：元件封装，提供 给印制电路板设计的原件外形。 “Electronic Parameters”页： 元件的电气参数，包括元件在 实际使用中应该考虑的参数指标。 “User Fields”页：用户使用信息。
IIT公司从EWB6.0版本开始，将专用于电路仿真与 设计模块更名为MultiSim，大大增强了软件的仿真 测试和分析功能，大大扩充了元件库中的仿真元件数 量，使仿真设计更精确、可靠。
Multisim意为“万能仿真 ”
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一、主要功能
直流工作点分析 交流分析 暂态分析 傅立叶分析 噪声分析 失真分析 直流扫描 灵敏度分析 参数扫描 温度扫描 零-极点分析 传输函数分析 最坏情况分析 ……
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1、接地端
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利用Multisim创建电路时必须接“地”
设置分析类型
设置显示状态 设置标号 设置电压幅值
设置故障
2、直流电压源
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3、交流电压源
设置最大值
设置有效值
设置频率
设置初相位
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三、瓦特表
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四、示波器
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XSC 1
G T A B
A、B两通道，G是接地端，T为触发端
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① 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：
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后分析器按钮，用以进行对仿真结果的进 一步操作。 VHDL/Verilog按钮，用以使用VHDL模型 进行设计
VHDL：VHSIC Hardware Description Language VHSIC：Very High Speed Integrated Circuit
报告按钮，用以打印有关电路的报告 传输按钮，用以与其它程序通讯，比如与 Ultiboard通讯；也可以将仿真结果输出到 像MathCAD和Excel这样的应用程序。
元件工具栏
电源库 基本元件库 二极管库 晶体管库 模拟元件库 TTL元件库
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其他数字元件库 混合芯片库 指示部件库 其他部件库 控制部件库 射频器件库 机电类元件库
COMS元件库
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仪器仪表工具栏
从左到右分别是：数字万用表、函数发生器、示 波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、 瓦特表、逻辑转换仪、失真分析仪、网络分析 仪、频谱分析仪 注：电压表和电流表在指示器件库，而不是仪器 库中选择
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③ A（B）信号通道控制调节
● Y轴刻度：设定Y轴每一格的电压刻度 ● Y轴偏移：控制示波器Y轴方向的原点 ● 输入显示方式： AC方式：仅显示信号的交流成分； 0方式：无信号输入； DC方式：显示交流和直流信号之和。
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④ 触发控制（Trigger）
WinTSD Inc. 4）CCCS
二、基本元件库
● 电阻 ● 电容 ● 电解电容 ● 电感 ● 电位器 ● 可变电容 ● 可变电感 ● 开关 ● 变压器 ● 磁芯 ● 连接器 ● 半导体电阻 ● 封装电阻 ● SMT电容 ● SMT电感 ● 虚拟电阻 ● 虚拟电容 ● 上拉电容 ● 虚拟电感 ● 虚拟电位器 ● 虚拟可变电容 ● 虚拟可变电感 ● 继电器 ● 非线性变压器 ● 无芯线圈 ● 插座 ● 半导体电容 ● SMT电阻 ● SMT电解电容
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设置导线的宽度
设置导线的自动 连接方式
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选择文件自动保存功能 并设定保存时间间隔
设置存取文件路径 设置数字电路的 仿真方式
选择PCB的接地方式
电源库（Sources） 基本元件库（Basic）
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二、主要特点
仿真的手段切合实际，选用的元器件和测量仪器与实
际情况非常接近；并且界面可视、直观。 绘制电路图所需的元器件、仪器、仪表以图标形式出 现，选取方便，并可扩充元件库。 可以对电路中的元器件设置故障，如开路、短路和不
同程度的漏电等，针对不同故障观察电路的各种状态， 从而加深对电路原理的理解。
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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）
四、定制Multisim用户界面
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操作： 设置菜单栏Option /Preferences中各属性
选择元件的符号标准 ANSI：美国标准 DIN：欧洲标准。
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选择元件、节点及 连接线上所要显示 的说明文字等
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设定控制键
三、指示器件库
● 电压表 ● 探测器 ● 十六进制显示器 ● 蜂鸣器 ● 电流表 ● 灯泡 ● 条形光柱
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设置内阻 电路类型选择
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Multisim 仪器仪表库
数字万用表（Multimeter）
计算机辅助电路分析
——Multisim仿真
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Multisim 基础
Electronics Workbench (EWB)是加拿大IIT公
司于八十年代末、九十年代初推出的用于电路仿真与 设计的EDA软件，又称为“虚拟电子工作台”。
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设计工具栏
器件按钮，缺省显示。当选择该按钮时， 器件选择器显示。 器件编辑器按钮，用以调整或增加器件。 Tools的快捷方式 仪表按钮，用以给电路添加仪表或观察 仿真结果。 仿真按钮，用以开始、暂停或结束仿真。 分析按钮，用以选择要进行的分析。
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4、时钟电压源
实质上是一个频率、占空比及幅度皆可调的方波发生器
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5、受控源
1）VCVS
WinTSD Inc. 2）VCCS
WinTSD Inc. 3）CCVS
二极管库（Diodes Components）
晶体管库（Transistors Components） 模拟元件库（Analog Components） TTL元件库（TTL） CMOS元件库（CMOS）
Multisim 元件库
其他数字元件库（Misc Digital Components） 混合芯片库（Mixed Components） 指示器件库（Indicators Components） 其他器件库（Misc Components） 控制器件库（Control Components） 射频器件库（RF Components）
● 触发方式Edge：上升沿触发和下降沿触发; ● 触发电平大小Level; ● 触发信号选择： Sing：单脉冲触发； Nor： 一般脉冲触发； Auto： 触发信号不依赖于外信号； A、B：A或B通道的输入信号作为同步X轴的时基 信号； Ext： 用示波器图表上T端连接的信号作为同步X轴 的时基信号。
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二、主要特点
在进行仿真的同时，它还可以存储测试点的 所有数据、测试仪器的工作状态、显示波形 和具体数据，列出所有被仿真电路的元器件 清单等。 有多种输入输出接口，与SPICE软件兼容， 可相互转换。Multisim产生的电路文件还 可以直接输出至常见的Protel、 Tango、 Orcad等印制电路板排版软件。
机电类器件库（Elector-Mechanical Components）
一、电源库
电源库中共有30个电源器件，分别是：
● 接地端 ● 数字接地端 ● VCC电压源 ● VDD数字电压源 ● 直流电压源 ● 直流电流源 ● 正弦交流电压源 ● 正弦交流电流源 ● 时钟电压源 ● 调幅信号源 ● 调频电压源 ● 调频电流源 ● FSK信号源 ● 电压控制正弦波电压源 ● 电压控制方波电压源 ● 电压控制三角波电压源 ● 电压控制电压源 ● 电压控制电流源 ● 电流控制电压源 ● 电流控制电流源 ● 电流控制电压源 ● 电流控制电流源 ● 脉冲电压源 ● 脉冲电流源图 ● 指数电压源 ● 指数电流源 ● 分段线性电压源 ● 分段线性电流源 ● 压控分段电压源 ● 受控单脉冲 ● 多项式电源 ● 非线性相关电源