MULTISIM扫描分析工具的应用.docVIP

Multisim扫描分析工具的应用 黄毅科,李思静,潘晓恩,万维宏,张润华,郑楚忠 【摘要】本文通过介绍Multisim的虚拟仪器以及电路分析功能，并以图文并茂的实例，阐述了Multisim仿真软件在电路实验中的实际意义和优势，说明在实验教学中引入Multisim能解决实验的资源设备种类和数量受限制问题。并且能依靠现代计算机的高速运算能力，快速解决许多实物实验中很难实现或者需要花费很多时间和精力去实现的实验。 【关键词】Multisim；EDA；电路分析；扫描分析；电子实验 【前言】当今世界电子设计技术的核心就是EDA技术，EDA（Electronic Design Automation）是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术必威体育精装版成果而研制成的计算机辅助设计通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。 目前EDA技术发展迅猛，已在科研、产品设计与制造及教学等各方面都发挥着巨大的作用。EDA代表了当今电子产品设计的必威体育精装版发展方向，利用EDA工具，电子工程师不仅可以在计算机上设计电子产品，还可以将电子产品从电路设计、模拟实验、性能分析、到设计出PCB印制板的整个过程在计算机上处理完成。在教学方面，几乎所有理工科的高校都开设了EDA课程，学生通过EDA的学习演练，掌握用EDA技术进行电子电路的设计、课程的模拟仿真实验，从而为今后从事电子技术设计工作打下基础。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率，减轻了设计者的劳动强度。 【关于Multisim】Multisim是National Instruments公司开发的电子电路设计与仿真EDA软件，它基于Windows平台运行，与Ultiboard同属于Circuit Design Suite的一部分，Ultiboard是用来设计印刷电路板（PCB）布局与自动布线的软件。将直观的NI Multisim仿真环境与NI Ultiboard布局和布线结合在一起，能大大提高成品电路板的生产能力。目前Circuit Design Suite必威体育精装版版本是版本10.1（安装文件大小约300M），在/multisim/zhs官方网站里有详细的介绍。其中Multisim的最强大功能是用于电路的设计与仿真，因此称这软件又叫做虚拟电子实验室或电子工作平台。Multisim能设计、测试和仿真各种电子电路，包括模拟电路，数字电路，高频电路以及一部分微机接口电路等。并且NI公司从各元件生产厂家采集了大量的元件参数资料，制成了参数详细准确而且巨大的元件库。配合丰富的、与实际仪器接近虚拟测试仪器。能够快速搭建准确规范的测试电路。并且，Multisim提供了各种元器件的实际环境参数设置，如温度参数，故障参数（如引脚短路、开路。元器件漏电等）。便于用户观察不同故障下电路的工作情况。可以弥补实验仪器和元器件的不足，并且排除了原材料消耗和仪器损坏等因素，有助于学生关于电路知识的学习和理解。 Multisim的扫描分析工具： 在Multisim里面，扫描仿真功能是其中一个亮点。我们可以用它描绘精确的电路响应曲线，而且Multisim能自动调整参数适应不同条件下的电路状态，而不需要像实物实验那样，需要考虑很多离散的参数。导致实验大部分时间用于额外的调整上面。 波特图示仪(图1)：理想的扫频仪能绘制出连续，准确的电路频率相位响应曲线，并且能以图表的形式将结果打印出来。 图1 波特图示仪符号 图2 波特图示仪界面介绍 波特图示仪界面介绍（图2）： 用于描绘双口网络的输入输出频率/相位响应曲线，包含频率响应曲线图（Magnitude）和相位响应曲线图（Phase）两种模式。纵横坐标量程可以自由指定以及以对数或线性刻度方式显示。还能将结果保存为图表，图形等形式。图表左边缘有一个游标，拖动可以实时测量图中各点的纵横坐标值。右下角的分别是输入端口，和输出端口的图示。一般接双口网络的输入端和输出端。 简易应用示例：测量LC无源带通滤波器的频率/相位响应： 用法示例电原理图如下，这是一个RLC串联电路例子，波特图示仪搭接在电源和电阻上，等效于把LC当作一个带通滤波器使用。其实在幅频相应测量中，交流电源对电路毫无影响，只是表明电源的性质和接入点，所以改变电源的参数不会改变电路的响应曲线，这里交流电源取默认值。 图3 频率响应曲线测量电路 频率响应曲线见图2，相位响应曲线见下图： 图4 相位响应曲线 由图可以看出电路的频率/相位响应曲线是一个带通状态，正好符合RLC串联电路的特点。由图可以看出，波形最大响应为0dB，表现出RLC串联电路网络是无源网络。然后通过多次迫近法将图中测量频率上下限（F与I）缩小，用游标量出最接近-3dB的响应值，可以得出 测量中心频率值：fL(A=-3.000d