基于Multisim技术的电路实验
基于multisim电子线路实验报告
实验一三极管输出曲线测量1. 实验目的1）熟悉multisim软件平台，掌握其“菜单栏”、“工具栏”、“元件库”和“仪表工具栏”及“电路窗口”的使用方法等。
2）熟悉如何在multisim创建和连接电路，并进行仿真试验。
3）通过三极管输出特性曲线的测试实验，来观察三极管输出电流i C、和基极电流i B及输出电压v CE的关系。
2. 实验电路及仪器设备1）实验电路三极管输出特性曲线测试电路如图1-1所示。
图1-1（a）逐点测量法电路图1-1（b）三极管输出特性曲线测试电路2）实验仪器设备虚拟数字式万用表XMM等3. 实验内容及步骤1）逐点测量法（根据所得数据绘图）2）利用DC Sweep Analysis 来测量（直接附图）4. 分析实验结果实验二单管共射极放大电路1. 实验目的1）掌握放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。
2）了解电路元件参数改变对静态工作点和电压放大倍数的影响。
2）掌握放大电路输入、输出电阻的测量方法。
2. 实验电路及仪器设备1）实验电路单管共射放大电路如图2-1所示。
2.1 单管放大电路（射极偏置放大电路）2）实验仪器设备虚拟双踪示波器；虚拟直流稳压电源；虚拟信号发生器；虚拟数字式万用表等3. 实验内容及步骤1）测量静态工作点Q测量值计算值U B（V）U C(V)U E(V)R B2(KΩ)U BE(V) U CE(V)I C(mA) 2）观察输入信号的变化对放大电路输出的影响（观察失真）3）测量电压放大倍数A V在图2.1所示电路中，双击示波器图标，从示波器上观测到输入输出电压值，计算电压放大倍数A V=V o/Vi，并和估算值进行比较，分析误差大小及原因。
4）测量输入电阻在输入回路中接入电压表和电流表（都设置为交流AC），如图2.2所示。
运行仿真开关，分别从电压表和电流表中读取数据，则Ri=Ui/Ii，测得频率为1KHZ时的输入电阻，并和估算值进行比较，分析误差大小及原因。
基于multisim的晶闸管交流电路仿真实验报告
仲恺农业工程学院实验报告纸
自动化（院、系）自动化专业班组电力电子技术课
实验一、基于的晶闸管交流电路仿真实验
一、实验目的
()加深理解单相桥式半控整流电路的工作原理。
()了解晶闸管的导通条件和脉冲信号的参数设置。
二、实验内容
理论分析
在单相桥式半控整流阻感负载电路中，假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态。
在正半周，触发角α处给晶闸管加触发脉冲，经和向负载供电。
过零变负时，因电感作用使电流连续，继续导通。
但因点电位低于点电位，使得电流从转移至，关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由和续流。
此阶段，忽略器件的通态压降，则，不会像全控桥电路那样出现为负的情况。
在负半周触发角α时刻触发，导通，则向加反压使之关断，经和向负载供电。
过零变正时，导通，关断。
和续流，又为零。
此后重复以上过程。
仿真设计
仲恺农业工程学院实验报告纸
（院、系）专业班组课触发脉冲的参数设计如下图
仲恺农业工程学院实验报告纸
（院、系）专业班组课。
基于multisim的晶闸管交流电路仿真实验分析报告
基于multisim的晶闸管交流电路仿真实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：自动化（院、系）自动化专业112 班组电力电子技术课学号21 姓名易伟雄实验日期2013.11.24 教师评定实验一、基于Multisim的晶闸管交流电路仿真实验一、实验目的(1)加深理解单相桥式半控整流电路的工作原理。
(2)了解晶闸管的导通条件和脉冲信号的参数设置。
二、实验内容2.1理论分析在单相桥式半控整流阻感负载电路中，假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态。
在u2正半周，触发角α处给晶闸管VT1加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。
u2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导通。
但因a点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移至VD2，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。
此阶段，忽略器件的通态压降，则ud=0，不会像全控桥电路那样出现ud为负的情况。
在u2负半周触发角α时刻触发VT3，VT3导通，则向VT1加反压使之关断，u2经VT3和VD2向负载供电。
u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。
VT3和VD4续流，ud又为零。
此后重复以上过程。
2.2仿真设计（院、系）专业班组课学号姓名实验日期教师评定触发脉冲的参数设计如下图（院、系）专业班组课学号姓名实验日期教师评定2.3仿真结果当开关S1打开时，仿真结果如下图（院、系）专业班组课学号姓名实验日期教师评定三、实验小结与改进此次实验在进行得过程中遇到了很多的问题，例如：触发脉冲参数的设置，元器件的选择等其中。
还有一个问题一直困扰着我，那就是为什么仿真老是报错。
后来，通过不断在实验中的调试发现，这是因为一些元器件的参数设置过小，导致调试出错。
总的来说，这次实验发现了很多问题，但在反复的调试下，最后我还是完成了实验。
同时，也让我认识到实践比理论更难掌握。
基于multisim的晶闸管交流电路仿真实验报告
基于multisim的晶闸管交流电路仿真实验报告仲恺农业工程学院实验报告纸自动化（院、系）自动化专业112 班组电力电子技术课实验一、基于Multisim的晶闸管交流电路仿真实验一、实验目的(1)加深理解单相桥式半控整流电路的工作原理。
(2)了解晶闸管的导通条件和脉冲信号的参数设置。
二、实验内容2.1理论分析在单相桥式半控整流阻感负载电路中，假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态。
在u2正半周，触发角α处给晶闸管VT1加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。
u2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导通。
但因a点电位低于b 点电位，使得电流从VD4转移至VD2，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。
此阶段，忽略器件的通态压降，则ud=0，不会像全控桥电路那样出现ud为负的情况。
在u2负半周触发角α时刻触发VT3，VT3导通，则向VT1加反压使之关断，u2经VT3和VD2向负载供电。
u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。
VT3和VD4续流，ud又为零。
此后重复以上过程。
2.2仿真设计仲恺农业工程学院实验报告纸（院、系）专业班组课触发脉冲的参数设计如下图仲恺农业工程学院实验报告纸（院、系）专业班组课2.3仿真结果当开关S1打开时，仿真结果如下图仲恺农业工程学院实验报告纸（院、系）专业班组课三、实验小结与改进此次实验在进行得过程中遇到了很多的问题，例如：触发脉冲参数的设置，元器件的选择等其中。
还有一个问题一直困扰着我，那就是为什么仿真老是报错。
后来，通过不断在实验中的调试发现，这是因为一些元器件的参数设置过小，导致调试出错。
总的来说，这次实验发现了很多问题，但在反复的调试下，最后我还是完成了实验。
同时，也让我认识到实践比理论更难掌握。
通过不断的发现问题，然后逐一解决问题，最后得出自己的结论，我想实验的乐趣就在于此吧。
而对于当开关S1打开时的实验结果，这是因为出现了失控现象。
实验六基于Multisim8的简易数字频率计仿真
闸门
门控
B 放大 整形
S2
1000Tx
1Tx
10Tx 100Tx
÷10
÷10
计数锁存译码 显示系统
÷10
四、实验参考电路
（1）控制时序产生电路
图4.8.5 是由秒脉冲发生器（可由晶体振荡器和 多级分频器组成）和可重触发单稳态74LS123 组成
的控制时序产生电路。秒脉冲发生器产生脉冲宽度 为的定时脉冲，74LS123单稳态电路产生锁存和清 零脉冲。（仿真软件Multisim 8的元件库中，没有 74LS123单稳态电路，可用555定时器组成单稳态 电路）。 5V
4. 闸门电路
闸门电路由与门组成，该电路有两个输入端和一 个输出端，输入端的一端，接门控信号，另一端接 整形后的被测方波信号。闸门是否开通，受门控信 号的控制，当门控信号为高电平“1”时，闸门开启； 而门控信号为低电平“0”时，闸门关闭。显然，只 有在闸门开启的时间内，被测信号才能通过闸门进 入计数器，计数器计数时间就是闸门开启时间。可 见，门控信号的宽度一定时，闸门的输出值正比于 被测信号的频率，通过计数显示系统把闸门的输出 结果显示出来，就可以得到被测信号的频率。
5. 电子计数器测量周期
当被测信号频率比较低时，用测量周期的方法来 测量频率比直接测量频率有更高的准确度和分辨率， 且便于测量过程自动化。该测量方法在许多科学技 术领域中都得到普遍使用。图4.8.4是用电子计数器 测量信号周期的原理方框图。
晶振
Tx
时基 分频
1µs
S1 Tc
10µs 1ms 100µs Tx1
①可控制的计数、锁存、译码显示系统； ②石英晶体振荡器及分频系统（可用Multisim 8中
的函数发生器替代）；
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。
基于Multisim的电路原理课程仿真实验设计
Ｖｏ １ ． ３ ０ Ｎｏ ． ５ Ｍａ ｙ ．２ ０１ ３
基 于 Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ 的 电路 原 理 课 程 仿 真 实验 设 计
颜 芳 ，宋 焱翼 ，谢礼 莹，李新 科
（ 重 庆 大 学 通 信 工程 学 院 ，重 庆 ４ ０ ０ ０ ３ ０ ）
摘
要： 介 绍 Ｍｕ ｌ ｔ ｉ Ｓ ｉ ｍ 仿 真 软 件 在 电路 原 理 实 验 教 学 中 的应 用 ， 通 过 引 入 Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ仿真和虚拟仪器 ， 将 电路
Ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ｓ ａ ｂｏｕ ｔ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ｓ ｔ ｈｅ ｏｒ ｅ ｍ ，ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｅ ｎｔ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｅ ａ ｄｙ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏｎ ｓ ｅ ｏｆ ｄｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ，
ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｂ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ．
Ｙａ ｎ Ｆａ ｎｇ，Ｓｏ ｎｇ Ｙａ ｎｙ ｉ ，Ｘｉ ｅ Ｌｉ ｙ ｉ ｎｇ，Ｌｉ Ｘｉ ｎｋ ｅ
（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｃｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｃｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ４ ０ ０ ０ ３ ０， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
实验十、基于multisim数字电路仿真实验
南昌大学实验报告学生姓名：罗族学号: 6103413001 专业班级：生医131班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验十、基于Multisim数字电路仿真实验一、实验目的1、掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法，如数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。
2、进一步了解Multisim仿真软件基本操作和分析方法。
二、实验原理从逻辑分析仪中可以得出74LS138的八个输出端每次输出时，只有一个为低电平，其余为高电平。
字发生器三个输出端信号以‘000-111’二进制循环输入到138的三个输入端ABC。
通过74LS138的真值表可以得出每次八个输出端只有一个低电平，其余七个输出高电平，该结果与逻辑分析仪的显示结果一致，从而通过数字信号发生器与逻辑分析仪可测试得出74LS138译码器逻辑功能三、实验设备Multisim虚拟仪器中的74Ls138，字发生器，逻辑分析仪。
四、实验内容用数字信号发生器和逻辑分析仪测试仪74LS138译码器逻辑功能自拟实验步骤，记录实验结果并进行整理分析。
五、实验步骤1．按设计好的电路连接电路，如图1所示图 12．在Multisim工作区中点击‘字发生器’，在字生器中选择‘循环‘控制，设置中选用上数序计数器，显示类型为二进制，频率为1kHz.图 23．运行仿真电路，点击‘逻辑分析仪’观察74LS138输出的信号变化，运行仿真后，在逻辑分析仪中可观察到输出信号的变化波形以及输入信号波形变化。
六、实验结果及数据分析图 3七、实验总结：通过这次实验了解了虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法，如数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。
进一步了解Multisim仿真软件基本操作和分析方法。
基于Multisim电路仿真软件的电路故障实验教学探究
• 101•为了让学生充分的了解电路的故障现象，运用Multisim电路仿真软件，通过对正常工作电路和故障电路的观测，形成故障对照表（如表1所示），结合实际电路实验，丰富学生对电路故障现象的认识，在不断的试错过程中培养学生精益求精的学习态度。
随着科技的发展，各行各业对于电的需求越来越多，而电也在通过各种应用形式融入了我们的生活和工作中。
电工和电子技术是很多专业的专业基础课程，在教学过程中也通常强调学生的动手能力的培养，但往往我们希望的是学生能够按照正确的步骤去完成正确的操作，却缺少对“错误”的正确认识，也缺少对“错误”的正确判断。
而真正的技术能手正是在一次次“错误”的积累下培养起来的。
基于此，笔者在教学过程中，借助Multisim的仿真电路实验，通过电路的故障实验，了解各种元件损坏后，对电路的影响，通过电路的故障实验，观察短路等特殊情况下的电路现象。
1 电路故障实验的意义与实现电路故障分主要分为短路（Short）和断路（Open）两种，而短路故障中的电源短路和用电器短路两种，其中电源短路在实际电路中会产生严重的后果，导致电流过大而烧坏电源，而用电器短路会在一些特殊需求的电路中出现，从而起到不同的控制要求，一般不会造成较大的后果。
而断路故障，除了导线的接触不良外，还有各种元器件的损坏引起的电路故障，其电路的表现形式与元器件在电路中的作用有关。
此外，Multisim还为用户提供了漏电阻（Leakage）故障，不作为本文的重点。
对于大多数人，所看到的电路表现都是正常的，反而看到的故障电路现象比较少，有些现象可能只有一瞬间，根本无法捕捉到电路的具体表现。
这就让电路故障只停留在电路分析上，无法使理论与实际联系起来，这不利于学生形成经验性知识。
电路故障实验就是为了让学生能够看到在故障情况下，电路的具体表现，如负载两端的电压、流过负载的电流、中间电路各点的波形等等。
通过正常电路和故障电路的参数比较，总结出故障的现象以及造成故障的原因。
基于Multisim的电源设计实验报告
课程名称： 大学物理实验（一）实验名称： 电源设计二、实验原理1.直流稳压电源的组成图1 直流稳压电源的组成示意图i. 电源变压器: 将交流电网电压u 1变为合适的交流电压u 2。
ii. 整流电路: 将交流电压u 2变为脉动的直流电压u 3。
iii. 滤波电路: 将脉动直流电压u 3转变为平滑的直流电压u 4。
iv. 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压u o 的稳定。
2.整流电路作用：把交流电压转变为直流脉动的电压 分类：{单相三相 {半波全波 {桥式倍压整流 {二极管可控硅2.1单相半波整流电路图2 单相半波整流电路电路图图3 单相半波整流电路波形图由图2可知，输出电压在一个工频周期内，只是正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。
负载上输出平均电压为V0=V L=12π∫√2πV2sinωt d(ωt)=√2πV2=0.45V2 (1)流过负载和二极管的平均电流为I D=I L=√2V2πR L =0.45V2R L (2)二极管所承受的最大反向电压为V Rmax=√2V2 (3)2.2单相桥式整流电路图4 单相桥式整流电路电路图图5 单相桥式整流电路波形图输出电压是单相脉动电压。
通常用它的平均值与直流电压等效。
输出平均电压为V0=V L=1π∫√2πV2sinωt d(ωt)=2√2πV2=0.9V2 (4)流过负载的平均电流为I L=2√2V2πR L =0.9V2R L (5)流过二极管的平均电流为I D=I L2=√2V2πR L=0.45V2R L (6)二极管所承受的最大反向电压为V Rmax=√2V2 (7)单相桥式整流电路的效率较高，总体性能优于单相半波和全波整流电路，故广泛应用于直流电源之中。
3.滤波电路图6 滤波电路作用示意图滤波电路的结构特点: 电容与负载R L 并联，或电感与负载R L串联。
并且电容滤波适用于小电流，电流越小滤波效果越好；电感滤波，适用于大电流，电流越大滤波效果越好。
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C ircu it Exper im en t S im ula tion on M ultisim
ZHANG Zhi2li
( J in Cheng College, Nanjing University of Aeronautics and A stronautics, Nanjing 211156, China)
图 2 欠阻尼状态下的仿真波形
在振荡放电的整个物理过程中 , uC 和 iL 周期 性地改变方向 , 储能元件 L 和 C 之间周期性地交 换能量 , 电阻元件则不断地消耗能量 。电压 、电流 振荡幅度衰减的快慢取决于衰减系数 α, 而 α = R /
第 8卷 第 1期
Experiment Science & Technology
在电源 V1 给储能元件 C1 和 L1 提供能量之后 , 断开开关 J1 , 此时电阻 R1 、R3 , 电容 C1 , 电感 L1 构成 RLC串联二阶零输入响应电路 , 描述该电路
的二阶微分方程为 :
LC
d2 uc d2 t
+ R1 C
duc dt
+ uc
=0
则特征方程为 : LC2p + R1 Cp + 1 = 0
3 RLC 串联二阶电路的仿真实验
当电路中含有两个独立的动态元件时 , 描述电路 的方程就是二阶常系数微分方程。对于 RLC串联电 路 , 若外加激励为零 , 则电路的响应仅由电路的初始 储能所造成 , 称之为零输入响应。若动态元件的初始 储能为零 , 则电路的响应仅由外加激励源引起 , 称之 为零状态响应。若电路的响应是初始储能和外加激励 源同时作用的结果 , 则称之为全响应。 311 RLC串联二阶电路的零输入响应
则可以推出 : ( 1 ) R1 < 2 L /C时 , 动态过程
为衰减振荡 , 即欠阻尼状态 ; ( 2 ) R1 = 2 L /C 时 , 动态过程为临界非振荡过程 , 即临界阻尼状
态 ; ( 3) R1 > 2 L /C时 , 动态过程为非振荡型 , 即过阻尼状态 。
图 1中 , 电阻 R1 阻值满足条件 (1)的范围 , 电 路的响应为欠阻尼的衰减振荡过程 。通过示波器的
如图
3所
示 。利用光标 1、2测量通道 A 中两相邻的峰值之
间的时间差 Td = x2 - x1 = 45114 m s, 两峰幅值分别
为 : u1m = y1 = 34123 V , u2m = y2 = 21153 V。由此
可计算出该电路振荡的固有频
率
ω d
= 2πfd
= 2π / Td
以及衰减系数 α = 1 ln u1m , 如表 1所示 。
反之 , 若电阻 R1 减 小时 , α也变 小 , 电 压 、 电流振幅衰减较慢 , 振荡频率 ω则较大 。作为一 种特殊情况 , 令 R1 = 0Ω , 此时电压 、电流为不衰 减的等幅正弦振荡 , 也称无阻尼振荡 。在现实的实 验操作中 , 这种特殊情况通常需要使用负阻电路来 实现 , 大 大 增 加 了 电 路 实 验 的 难 度 。如 果 使 用 M ultisim仿真软件则可以利用虚拟电阻来实现无阻 尼振荡过程 , 电路图及仿真结果如图 5所示 , 与理 论情况基本一致 。
软件中的虚拟示波器对电容 C1 及采样电阻 R3 端的 电压进行观察测量 。由于电阻 R3 的端电压与流过 该电阻的电流为相位相同 、幅值相差一常数的关
系 , 因此电压可代表电流 , 而此电流也就是流过电 感线圈的电流 iL ( t) 。并且实际情况下的电感线圈 都存在一定的内阻 , 因此电阻 R3 选用 511 Ω 的阻 值较为适宜 。
( 2L ) , R = ( R1 + R3 )越小 , 振幅衰减越慢 , 同时振
荡频率
ω d
=
(1 /LC) - α2较高 。
·17·
图 3 仿真波形定量测量
为了进一步分析振荡放电过程 , 由仿真波形定
量地测试出电路的衰减系数 α以及振荡固有频率
ω d
,
可打开 软 件 的
Grapher V iew 窗口 ,
·16·
实验科学与技术
2010年 2月
212 仿真步骤 1) 创建电路图。由给定的电路结构和元器件参
数创建电路原理图 , 即建立电路文件。Multisim 软件 的元件放置迅速 , 连线简捷方便。为了区分电路不同 节点的波形或电压 , 仿真软件通常给每个电路节点起 一个序号 , 方便分析不同节点的仿真结果。
由于电路中存在消耗能量的元件 R, 其初始所 储的能量最终都要消耗殆尽 , 它的表现即是电容电 压或电感电流最终变化至零 。动态过程的变化形式 及其快慢除了与储能的大小有关之外 , 还与耗能元 件 R 值的大小有关 。
启动 M ultisim 仿真软件 , 搭建 RLC 串联零输 入响应电路 , 如图 1所示 。当按下 Space键 , 开关 J1 闭合 , 5 V 电源给储能元件 L、 C 提供能量 。当 再次按下 Space键时 , 闭合的开关断开 , 在 LC 构 成的回路中 , 其电路响应完全是由 L 和 C 所储能 量而产生 , 即零输入响应 。
1 引 言
目前 , 在电路实验教学方面 , 绝大部分高校仍 采用实物元器件在面包板或实验箱上搭建电路 , 进 行电路测试或分析 。在电子设备迅速更新换代的年 代 , 实验设备也在不断的推陈出新 , 然而一般院校 的电路实验室的仪器设备往往都无法跟上更新的步 伐 。因此 , 这种传统的实验手段十分受限于实验室 硬件条件并且在给学生开设一些扩展型 、设计型和 综合型实验时遇到困难 。但是 , 随着 EDA 技术的 逐步发展以及电脑的普及 , 电路实验台被“移植 ” 到计算机的电路仿真系统中 。学生可以通过“虚拟 仪器 ”和“虚拟元件 ”在计算机上进行各种电路分 析 、仿真 。而在这一类仿真软件中 , M ultisim 电路 仿真软件较为优秀 , 其应用逐步得到推广 。电路实 验教学引入 M ultisim 软件 , 能够克服传统实验教学 受实验室客观条件限制的局限性 , 拓展实验教学内
图 1 RLC串联电路 (欠阻尼 )
因此 , 本次仿真实验的主要研究对象是开关 J1 断开这一刻开始到电路达到下一个稳定状态 , 状态 变量 uC ( t)和 iL ( t)的变化情况 。选择 M ultisim 仿真
(
a) 电压波形图 ( Y / T方式 )
(
b)
状态轨迹曲线 (A /B方式 )
第 8卷·
基于 Multisim技术的电路实验
张志立
(南京航空航天大学金城学院 , 南京 211156)
摘要 : 电路实验是电类专业学生的重要基础实验课程 , 但由于受到传统实验条件以及学时的限制 , 实验项目和实验内容都 无法全面 、深入的展开 。文章简要介绍了 M ultisim 仿真软件的电路仿真步骤 , 并以 RLC二阶电路为例详细阐述了利用 M ul2 tisim对其动态过程进行仿真分析的方法 , 使学生能够直观 、全面地了解不同阻值对二阶电路动态过程的影响 , 从而加深对 动态电路的认识 。 关 键 词 : M ultisim软件 ; RLC二阶电路 ; 仿真实验 中图分类号 : TP319 文献标识码 : B 文章编号 : 1672 - 4550 (2010) 01 - 0015 - 04
2) 确定电路的分析内容和仿真类型 。M ultisim 仿真软件为电路分析提供了强大的工具 , 一是利用 软件本身提供的分析功能 , 仿真电路的各种性能 ; 二是利用软件提供的各种仪表 , 建立虚拟电子工作 平台 。
3) 运行仿真程序 。将仿真结果进行分析 , 并 与理论分析结果进行比较 , 判断是否符合要求 。
收稿日期 : 2009 - 07 - 29 作者简介 : 张志立 ( 1982 - ) , 女 , 硕士 , 助教 , 主要从事
电路理论和电工电子实验教学方面的研究 。
容 , 提高实验教学效率 , 帮助学生更直观 、更全面 地掌握教学内容 , 加深对电路基本概念 、原理的理 解 , 进一步培养学生的综合能力和创新能力 。
通道 A观察电容两端电压信号 uC ( t) , 通道 B 观察 采样电阻 R3 两端电压信号 。双击示波器 , 打开仿真 开关 , Y/ T方式触发 , 看到如图 2 ( a)所示 , 电容及 电阻电压以振荡的形式逐渐衰减至零 ; 把触发改成 A /B 方式 , 即以状态变量 uC ( t) 、 iL ( t)组成一个状 态平面 (其中 uC 为 Y轴 , iL 为 X 轴 ) , 表明了状态 量随时间变化的情况 , 这条曲线称为状态轨迹线 , 如图 2 ( b)所示 。从状态轨迹中能够看出状态变量随 着时间的增长最终都归于零 , 为稳定电路 。
Abstract: Circuit experiment course is one of the most important basic major specialized courses for electronics2major college students1 However, it is hard to go deep into some comp rehensive experiments and let students fully grab the p itch of experiment content, be2 cause of the lim it from the condition of the traditional lab and class hours1 For the relief of this suffering, this article briefly introduces how to use computer simulation software - M ultisim which is an electronic schematic cap ture and simulation p rogram1 By giving an ex2 amp le of second2order RLC circuit, it can exp lain the analysis methods of simulating the dynam ic p rocess based on M ultisim1 The students can make a straight, all2sided understanding of the impact of the different resistance on the second2order circuit dynam ic p rocess, which can help students deepen understanding of the dynam ic circuit too1 Key words: M ultisim software; RLCsecond order circuit; simulation experiment