电容滤波电路工作波形的Multisim 仿真分析
2 Multisim 电路仿真分析(一)
Multisim 电路仿真分析（一）Multisim 12.0提供了多种电路仿真引擎，包含Xspice、VHDL和Verilog等。
电路仿真分析的一般流程为：（1）设计仿真电路图；（2）设置分析参数；（3）设置输出变量的处理方式；（4）设置分析项目；（5）自定义分析选项开始/终止仿真分析，可以单击仿真运行开关按钮，或者执行主菜单的Simulate|Run命令。
暂停/继续仿真分析，可以单击仿真运行开关按钮，或者执行主菜单的Simulate|Pause命令。
1. Multisim 12.0的仿真参数设置在使用Multisim12.0进行仿真分析时，需要对各类仿真参数进行设置，包含仿真基本参数（仿真计算步长、时间、初始条件等）的设置；仿真分析参数（分析条件、分析范围、输出结点等）设置；仿真输出显示参数（数据格式、显示栅格、读数标尺等）设置。
1）仿真基本参数的设置仿真基本参数的设置，可以通过执行Simulate|Interactive Simulation Settings 命令，打开交互式仿真设置对话框，如图2-1所示，通过修改或者重设其中的参数，可以完成仿真基本参数的设置。
图3-1 仿真基本参数设置对话框2）仿真输出显示参数的设置仿真输出参数的设置，是通过执行View|Grapher命令，打开Grapher View 仿真图形记录器，对话框如图3-2所示。
图3-2 Grapher View仿真图形记录器2. Multisim 12.0的仿真分析Multisim12.0提供了多种仿真分析方法，如图3-3所示，主要包含：直流工作点分析（DC Operation Point Analysis），交流分析(AC Analysis)，单频交流分析( Single Frequency AC Analysis)，瞬态分析( Transient Analysis)，傅立叶分析( Fourier Analysis)，噪声分析(Noise Analysis)，噪声系数分析( Noise Figure Analysis)，失真分析( Distortion Analysis)，直流扫描分析( DC Sweep Analysis)，灵敏度分析( Sensitivity Analysis)，参数扫描分析( Parameter Sweep Analysis)，温度扫描分析(Temperature Sweep Analysis)，极点-零点分析( Pole-Zero Analysis))，传递函数分析(Transfer Function Analysis)，最坏情况分析( Worst case Analysis)，蒙特卡罗分析(Monte Carlo Analysis)，批处理分析(Batched Analysis)和用户自定义分析(User Defined Analysis)等。
滤波的multisim仿真
滤波的Multisim仿真1. 引言在电子电路设计中，滤波器是一种常用的电路组件，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。
滤波器可以通过不同的滤波算法和电路结构来实现，其中Multisim是一款常用的电子电路仿真软件，可以用于设计和验证各种类型的滤波器。
本文将介绍如何使用Multisim进行滤波器的仿真。
首先会详细介绍Multisim软件的基本操作和界面布局，然后会以一个低通滤波器为例，演示如何利用Multisim进行仿真并分析其输出结果。
2. Multisim软件介绍Multisim是由美国国家仪器（National Instruments）公司开发的一款集成电路设计与仿真软件。
它提供了丰富的元件库和强大的仿真功能，能够帮助工程师们快速设计、验证和优化各种类型的电子电路。
Multisim软件具有直观友好的用户界面，可以轻松实现原理图绘制、参数设置、仿真运行等操作。
它支持多种不同级别的模型库，并且提供了多种仿真分析工具，如直流分析、交流分析、传递函数分析等，可以满足不同需求的设计和验证任务。
3. Multisim的基本操作3.1 界面布局Multisim的界面主要由以下几个部分组成：•工具栏：提供了常用的绘图工具和仿真控制按钮。
•元件库：包含了各种类型的电子元件，可以从中选择并拖放到原理图中。
•原理图编辑区：用于绘制电路原理图。
•参数设置区：用于设置元件的参数和仿真条件。
•输出窗口：显示仿真结果和错误信息。
3.2 元件选择与连接在Multisim中，可以通过从元件库中选择合适的元件，并将其拖放到原理图编辑区来构建电路。
常见的电子元件如电阻、电容、电感等都可以在Multisim中找到。
连接元件时，只需将鼠标指针移动到一个元件上的引脚上，并拖动至另一个元件的引脚上即可完成连接。
Multisim会自动判断引脚之间是否存在合适的连接关系，并进行连线。
3.3 参数设置与仿真运行在设计滤波器之前，需要为每个元件设置合适的参数。
第五讲 multisim 仿真分析PPT课件
第五讲 multisim的仿真分析 单击Add按钮。
第五讲 multisim的仿真分析
1号节点被移至右边的Selected variables for栏内。
第五讲 multisim的仿真分析 用同样方法选定节点2。
第五讲 multisim的仿真分析 将其移至Selected variables for栏 。
Analysis Options分页：确定分析选项，但通常情况下不 需要任何干预，采用默认设置就可以顺利进行分析。
Summary分页，提供对用户所作分析设置的快速浏览，不 需用户再做任何设置，但可以利用此页查阅分析设置信息。
第五讲 multisim的仿真分析
从下拉的目录里 选择输出变量的 类型。
被选择电路的可 能输出变量。
直流工作点分析 交流分析 瞬态分析 傅里叶分析 噪声分析 噪声系数分析 失真分析 直流扫描分析 灵敏度分析 参数扫描分析 温度扫描分析 极零点分析 传递函数分析 最坏情况分析 蒙特卡洛分析 布线宽度分析 批处理分析 用户自定义分析
第五讲 multisim的仿真分析
主工具栏
第五讲 multisim的仿真分析
第五讲 multisim的仿真分析
3.1 设置瞬态分析参数
瞬态分析对话框也有4个分页，默认为Analysis Parameters分页，其余3页与直流工作点分析完全一 样。
选择设置初始条件。
设置瞬态分析的起始时间。
设置瞬态分析的结束时 间， 该值需大于起始时间。
选中此复选项，可输入 最小时间点数。
蒙特卡洛分析
布线宽度分析 其它分析 批处理分析
用户自定义分析
计算电路的输出变量对元器件参数的 敏感程度 元器件参数对电路性能产生的最坏影 响的统计分析 给定电路元器件参数容差的统计分布 规律情况下，研究元器件参数变化对 电路性能影响的统计分析 原理图转化为PCB板时需要确定连接 导线的最小宽度 按顺序处理同一电路的多种分析，或 同一分析的不同应用
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
基于Multisim的有源滤波器设计与仿真
仿真结果
高阶滤波器（课后阅读）
SECTION 88 P473 期末课程设计率和品质因数
1、特征频率是使得系统频响表达式简介的特殊频率点，对二阶滤波 器而言，特征频率使得分母中实部为0； 2、品质因数Q定义为特征频率处增益的模除以中频增益的模；
用Q和特征频率f 0 表达截止频率f c
MATLAB计算公式K = sqrt(4*Q*Q-2+sqrt(4-16*Q*Q+32*Q*Q*Q*Q))/(2*Q);
基于Multisim的有源滤波器 设计与仿真
滤波器形态分类
模拟滤波器的实现方法-无源滤波
1、无源滤波器是只用无源器件组成的滤波器，如电阻、电容等； 2、适合大电压和电流以及超高频率；价格便宜，电路相对简单； 3、实现级联困难，受负载影响大。
有源滤波器
1、有源滤波器含有源器件，必须额外供电才能工作； 2、引入负反馈和放大环节，轻松实现较为复杂的滤波器，适合小信号和中低频 率段； 3、轻松实现级联，能够有效隔离负载对滤波器的影响。
4元件二阶SK型低通滤波器
滤波器设计1
1、二阶低通滤波器有三个关键参数 中频增益，特征频率f0以及品质因数Q ； 2、先确定电容，再确定电阻； 3、满足约束。
滤波器设计2-电阻电容的计算与约 束
滤波器设计3-举例
滤波器设计3-举例
滤波器设计3-举例
MATLAB数学计算
MULTISIM电路仿真
二.二阶RC有源滤波器的设计—— MultiSim仿真
湖南人文科技学院毕业设计二阶RC有源滤波器的设计报告滤波器是一种能够使有用频率信号通过，而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置，在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。
有源滤波器是由集成运放、R、C组成，其开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用，但因受运算放大器频率限制，这种滤波器主要用于低频范围。
设计几种典型的二阶有源滤波电路：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器，研究和设计其电路结构、传递函数，并对有关参数进行计算，再利用multisim 软件进行仿真，组装和调试各种有源滤波器，探究其幅频特性。
经过仿真和调试，本次设计的二阶RC有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符，通频带的频率响应曲线平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。
1965年单片集成运算放大器的问世，为有源滤波器开辟了广阔的前景；70年代初期，有源滤波器发展引人注目，1978年单片RC有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步。
由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了RC有源滤波器的频率范围，一般工作频率为20kHz左右，经过补偿后，工作频率也限制在100kHz以内。
1974年产生了更高频的RC有源滤波器，使工作频率可达GB/4（GB为运放增益与带宽之积）。
由于R的存在，给集成工艺造成困难，于是又出现了有源C滤波器：就是滤波器由C和运放组成。
这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，因为有源C滤波器的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关。
由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器，体积小，Q值可达1000，克服了RLC无源滤波器体积大，Q值小的缺点。
但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于R存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（20%～30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。
multisim使用及电路仿真实验报告_范文模板及概述
multisim使用及电路仿真实验报告范文模板及概述1. 引言1.1 概述引言部分将介绍本篇文章的主题和背景。
在这里，我们将引入Multisim的使用以及电路仿真实验报告。
Multisim是一种强大的电子电路设计和仿真软件，广泛应用于电子工程领域。
通过使用Multisim，可以实现对电路进行仿真、分析和验证，从而提高电路设计的效率和准确性。
1.2 文章结构本文将分为四个主要部分：引言、Multisim使用、电路仿真实验报告以及结论。
在“引言”部分中，我们将介绍文章整体结构，并简要概述Multisim的使用与电路仿真实验报告两个主题。
在“Multisim使用”部分中，我们将详细探讨Multisim软件的背景、功能与特点以及应用领域。
接着，在“电路仿真实验报告”部分中，我们将描述一个具体的电路仿真实验，并包括实验背景、目的、步骤与结果分析等内容。
最后，在“结论”部分中，我们将总结回顾实验内容，并分享个人的实验心得与体会，同时对Multisim软件的使用进行评价与展望。
1.3 目的本篇文章旨在介绍Multisim的使用以及电路仿真实验报告，并探讨其在电子工程领域中的应用。
通过对Multisim软件的详细介绍和电路仿真实验报告的呈现，读者将能够了解Multisim的基本特点、功能以及实际应用场景。
同时，本文旨在激发读者对于电路设计和仿真的兴趣，并提供一些实践经验与建议。
希望本文能够为读者提供有关Multisim使用和电路仿真实验报告方面的基础知识和参考价值，促进他们在这一领域的学习和研究。
2. Multisim使用2.1 简介Multisim是一款功能强大的电路仿真软件，由National Instruments（国家仪器）开发。
它为用户提供了一个全面的电路设计和分析工具，能够模拟各种电子元件和电路的行为。
使用Multisim可以轻松地创建、编辑和测试各种复杂的电路。
2.2 功能与特点Multisim具有许多强大的功能和特点，使其成为研究者、工程师和学生选择使用的首选工具之一。
基于Multisim的整流滤波电路仿真分析
基于Multisim的整流滤波电路仿真分析杨威;左月明;吴海云【摘要】In this article, for the limit of traditional hardware conditions in the experiment, by using the simulation functions of the MultisimlO software, the rectifier filter circuit was simulated. We can observe the wave of the rectifier filter circuit and the wave changes. The results showed that the ripple factor obviously decreased with the increase of the filter capacitance value. The results of experimental simulation conformed the theoretical analysis.%为了能够方便快捷的获取实验数据,针对传统实验中对硬件条件的限制,利用Multisim10软件的仿真功能,对整流滤波电路进行了仿真.从仿真结果中可以直观的观察到整流滤波后的波形以及波形的变化.结果表明,随着滤波电容值的增大,脉动系数明显减小.实验仿真的结果和理论分析相符合.【期刊名称】《山西农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(032)003【总页数】4页(P281-284)【关键词】Multisim 10;整流;滤波;电容;脉动系数【作者】杨威;左月明;吴海云【作者单位】山西农业大学信息学院,山西太谷030800;山西农业大学工学院,山西太谷030801;山西农业大学工学院,山西太谷030801【正文语种】中文【中图分类】TM531.5通常的整流滤波电路实验是通过示波器观察实验电路板上器件产生的波形来了解电路的性质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
西藏大学
《Multisim 》课程设计报告
学
院
工学院 专 业 信息工程 班 级 11级电子 学 号 学生姓名 指导教师 课程成绩 完成日期 2014年7月9日
在直流电源中，一般需在整流电路之后利用滤波电路对脉动的直流电压进行平滑。
电容滤波电路是最常见、最简单的滤波电路，其原理是利用滤波电容的充放电作用使输出电压趋于平滑。
利用波形图可直观描述电容滤波电路的工作过程及工作特性。
用Multisim 仿真软件进行滤波电路工作过程波形仿真分析时，用虚拟仪器中的正弦交流电压源做实验中的信号源产生所需的正弦交流输入信号，用4 踪示波器观测输入电压、输出电压、二极管电流波形，可直观描述滤波电路的工作特性，特别便于观测电路参数改变时工作特性的变化情况，且解决了无法用实际电子实验仪器进行滤波电路多个工作波形同时观测问题。
以下分析用Multisim10 版本并以半波整流电容滤波为例。
1 半波整流电容滤波电路波形的Multisim 仿真
在Multisim 中构建的仿真电路如图1 所示[2-8]。
其中，上半部分为半波整流电路、下半部分为半波整流电容滤波，设置半波整流电路的目的便于对比整流、滤波电路的波形变化；uI为输入正弦交流电压，模拟实际电路变压器变压后的副边电压，选择频率f=50 Hz、周期T=0.02 s、幅值10 V；D 为整流二极管；RL为负载电阻；C 为滤波电容；R 为阻值较小的电流检测电阻，其两端电压的波形与二极管中电流波形相同；uO为输出电压；四踪示波器XSC1 用于观测输入正弦交流电压uI、整流电路及整流滤波电路输出电压uO的波形、二极
管中电流的波形。
路的工作原理叙述如下。
利用二极管的单向导电特性，整流电路将交流电变换成脉动直流电，即uI正半周使二极管导通，
uO=uI，uI的负半周使二极管截止，uO=0。
利用滤波电容的充放电作用使输出电压趋于平滑。
当uI>uC时，二极管导通，电容充电，由于充电时间常数非常小，输出电压迅速上升；当uI <uC时，二极管截止，电容放电，由于放电时间常数比较大，输出电压缓慢下降。
一般当电路参数满足[1]RLC=（3~5）T （1）时，认为滤波电路达到了平滑输出电压的目的。
图1 半波整流电容滤波仿真电路
1.1 RLC=（3~5）T 时的仿真波形当滤波电容C 选取为1 000 μF 满足RLC=（3~5）T 关系时，半波整流电容滤波电路的Multisim 仿真波形如图2 所示，由上至下依次是输入正弦交流电压uI、整流电路输出电压uO、滤波电路输出电压uO、二极管中电流的波形。
仿真结果直观描述滤波电路的工作特性：半波整流得到半波脉动直流电压波形，滤波电容的充放电过程得到锯齿状波形使输出电压趋于平滑，电容充电过程二极管导通、放电过程二极管截止，二极管的导通时间小于半个周期，二极管中为脉动电流。
1.2 RLC<（3~5）T 时的仿真波形
当滤波电容C 选取为100 μF 满足RLC<（3~5）T 关系时，半波整流电容滤波电路的Multisim 仿真波形如图3 所示，由上至下依次是输入正弦交流电压uI、滤波电路输出电压uO、整流电路输出电压uO
及二极管中电流的波形。
可看出，滤波电容的放电时间减小、输出电压锯齿状波形的脉动曾大、平滑程度变差，二极管中脉动电流的幅度减小但导通时间增大。
1.3 RLC>（3~5）T 时的仿真波形
当滤波电容C 选取为3 000 μF 满足RLC>（3~5）T 关系时，半波整流电容滤波电路的Multisim 仿真波形如图4 所示，由上至下依次是输入正弦交流电压uI、滤波电路输出电压uO、整流电路输出电压uO 及二极管中电流的波形。
可看出，输出电压锯齿状波形的脉动程度比RLC=（3~5）T时减小不多，二极管中脉动电流的幅度及导通时间变化不大。
仿真结果表明，在满足RLC=（3~5）T 关系时后，再增大
滤波电容的容量对滤波效果的改善作用不明显，反而会增加电路的成本。
进一步仿真分析还可看出，滤波电容的容量过大时，在接通电源后的一段时间内，二极管中有很大幅值的脉动电流然后才趋于正常值，这对二极管安全正常工作是不利的。
2 结束语
用Multisim 软件仿真可直观描述滤波电路的工作过程，所述方法的创新点是解决了无法用电子实验仪器同时显示滤波电路的多个工作波形问题，有利于系统地研究电路的构成及电路元件参数的选择。
所述方法亦可用于桥式整流电容滤波电路工作过程的仿真研究。
所述方法具有实际应用意义。