Multisim20010

1、第三章第三章 元元 (器器)件庫于元件庫于元 (器器)件編輯件編輯電源庫基本元件庫二極管庫三極管庫模擬元件庫TTL元件庫COMS元件庫混合芯片庫其他數(shù)字元件庫指示部件庫控制部件庫機(jī)電類元器件其他部件庫射頻器件庫1.電源庫接地端VCC電壓源直流電壓源交流電壓源時(shí)鐘電壓源調(diào)頻電壓源FSK信號源電壓控制方波電壓源電壓控制電壓源電流控制電壓源脈沖電壓源指數(shù)電壓源分段線性電壓源壓控分段線性源多項(xiàng)式電源數(shù)字接地端VDD數(shù)字電壓源直流電壓源正弦交流電流源調(diào)幅信號源調(diào)頻電流源電壓控制正弦波電壓源電壓控制三角波電壓源電壓控制電流源電流控制電流源脈沖電流源指數(shù)電流源分段線性電流源受控單脈沖非線性相關(guān)電源2.基本元

2、件庫實(shí)際電阻實(shí)際電容實(shí)際電解電容實(shí)際電感實(shí)際電位器實(shí)際可變電容實(shí)際可變電感開關(guān)變壓器磁芯連接器半導(dǎo)體電阻封裝電阻虛擬電阻虛擬電容上拉電阻虛擬電感虛擬電位器虛擬可變電容虛擬可變電感開關(guān)非線性變壓器無芯線圈插座半導(dǎo)體電容特殊標(biāo)稱值的電阻、電容、電解和電感 其中要說明的是：電位器為可調(diào)節(jié)電阻。百分比表示滑動點(diǎn)下放電阻占總阻值的百分比，電位器滑動點(diǎn)的移動通過按鍵盤上的某個字母進(jìn)行，小寫字母表示減小，大寫字母表示增大。其設(shè)置對話框見下右圖例題：以電容為例對現(xiàn)實(shí)元件進(jìn)行編輯 雙擊基本元件庫中現(xiàn)實(shí)電容元件圖標(biāo)，得到下左圖 點(diǎn)擊上左圖中的Edit按鈕，得到上右圖對話框。通過對話框，可以編輯電容元件的標(biāo)號、引腳

3、核電參數(shù)。需要注意的事，不能對交互元件（在 Multisim 中，將用來顯示電路仿真結(jié)果的顯示器件，如發(fā)光二極管等，成為交互元件）進(jìn)行編輯。3.二極管庫實(shí)際二極管引線二極管發(fā)光二極管肖特基二極管雙向二極管變?nèi)荻O管虛擬二極管齊納（穩(wěn)壓）二極管二極管整流橋肖特基二極管雙向可控硅注：1. 發(fā)光二極管要正向偏置，教材上的壓降電壓同學(xué)們可以通過 自己驗(yàn)證。 2. 注意齊納二極管的連線。4.晶體管庫晶體三極管庫中包含了各種類型的三極管，使用時(shí)參照屬性框的技術(shù)指標(biāo)5.TTL器件庫 TTL元件庫含有74系列和74LS系列的TTL數(shù)字集成邏輯器件。74系列是普通型的集成電路，又稱標(biāo)準(zhǔn)型74STD,包括7400

4、7493N。 74系列是低功耗肖特基型集成電路，包括74LS00N 74LS93N。 74系列元件的功能、引腳可從屬性對話框中讀取。注：1.同一個器件有多種封裝形式，如74LS138D和 74LS138N 僅用于仿真時(shí)無區(qū)別 2.含有TLL數(shù)字元件的電路進(jìn)行Real仿真時(shí)，電路窗口中要 有數(shù)字電源符號和相應(yīng)的數(shù)字接地端，通常選用VDD=5V。6.模擬元件庫7.COMS元件庫運(yùn)算放大器諾頓運(yùn)放，電流放大運(yùn)算寬帶放大器，可達(dá)100MHz實(shí)際比較器特殊功能運(yùn)放三端虛擬運(yùn)算放大器五端虛擬運(yùn)放七端虛擬運(yùn)放虛擬比較器 其中，特殊功能運(yùn)放包括測試運(yùn)放、視頻運(yùn)放、乘法/除法器、前置放大器和有源濾波器。10V1

5、5V8.其他數(shù)字元件庫 其他數(shù)字元件庫中的元件箱是把常用的數(shù)字元件按照其功能存放的，它們多是虛擬元件，不能轉(zhuǎn)換成版圖文件。如上圖所示，最左邊對話框中可以看到的AND2 AND8即為與門元件。9.混合器件庫10.指示器件庫數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，虛擬元件模擬開關(guān)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555定時(shí)器虛擬模擬開關(guān)鎖相環(huán)電壓表探測燈十六進(jìn)制顯示器蜂鳴器電流表燈泡條形柱注：交互元件不允許用戶在模型上進(jìn)行修改11.其它器件庫 - 該庫把不便劃歸為某一類型的元件庫中 的元件放在一起，故也稱之為雜項(xiàng)庫。晶體振蕩器光耦合器真空管（電子管）電壓校準(zhǔn)器（三端穩(wěn)壓電源）過壓保護(hù)器件（雙向二極管）開關(guān)電源降壓轉(zhuǎn)換器開關(guān)電源升降壓轉(zhuǎn)換

6、器無損耗傳輸線類型1有損耗傳輸線虛擬晶體振蕩器虛擬光耦合器虛擬真空管電壓基準(zhǔn)器件支流勵磁電機(jī)（馬達(dá)）開關(guān)電源降升轉(zhuǎn)換器保險(xiǎn)絲無損耗傳輸線類型2保險(xiǎn)絲網(wǎng)絡(luò)12.混合器件庫 -雖然沒有綠色襯底，但屬于虛擬元件乘法器傳輸函數(shù)模塊電壓微分器電壓磁滯模塊電流限幅器模塊電壓回轉(zhuǎn)率模塊除法器電壓增益模塊電壓積分器電壓限幅器電壓控制限制器三通道電壓總加器13.射頻器件庫14.機(jī)電類元件庫射頻電容器射頻NPN晶體管射頻MOSFET傳輸線（射頻耦合電感）射頻電感器射頻PNP晶體管肖特基二極管傳輸線感測開關(guān)接觸器線圈與繼電器保護(hù)裝置開關(guān)計(jì)時(shí)接點(diǎn)線性變壓器輸出設(shè)備3.2編輯元件 Multisim 元件庫中雖然村有成千

7、上萬個仿真器件，但由于用戶的需求設(shè)各種各樣的，因此不可能滿足每個用戶的所有要求。如果用戶在仿真時(shí)缺少一個或幾個仿真元件，就可以直接利用Multisim所提供的元件編輯工具，對現(xiàn)有的元件模型進(jìn)行編輯修改，或創(chuàng)建一個新元件。但是，要創(chuàng)建一個元件，要求輸入的細(xì)節(jié)很多，因此因盡可能使用編輯工具修改一個已存在的相似的元件，而不去創(chuàng)建一個新的元件。3.2.1 編輯仿真器 點(diǎn)擊工具欄中的按鈕，即可進(jìn)入元件編輯，彈出下圖菜單創(chuàng)建一個新元件編輯元件拷貝元件刪除元件元件管理庫用與選擇要編輯的元件所屬的元件庫用于選擇要編輯的元件所屬的元件箱，Name欄用于選擇要編輯的元件的名稱Manufactruer 欄用于描述需

8、要編輯的元件制作廠商的名稱Model level欄用于選擇要編輯的元件的模型層次待編輯元件的按鈕圖標(biāo)待編輯元件箱的按鈕圖標(biāo)元件名稱制作廠商名稱元件創(chuàng)建日期最初編輯作者注：由于這里是對原有器件進(jìn)行修改，因而日期及作者不能修改Edit對話框Symbol對話框點(diǎn)擊進(jìn)入符號編輯器點(diǎn)擊可以從數(shù)據(jù)庫中直接復(fù)制一個元件圖形符號使用，不用進(jìn)行任何改動。Model 對話框原來元件模型的名稱啟動模型產(chǎn)生器由模型的程序加載從 Multisim 數(shù)據(jù)庫復(fù)制指定元件模型顯示元件引腳數(shù)目顯示元件模型引腳數(shù)目Footprint對話框根據(jù)外型標(biāo)準(zhǔn)確定元件外型名稱元件引腳數(shù)元件庫元件引腳對照表提供符合PCB標(biāo)準(zhǔn)的外型名稱，供用

9、戶選擇元件包裝數(shù)。如果不為1，則為復(fù)合包裝元件。所謂復(fù)合包裝元件是指同一包裝體內(nèi)有多個性能完全一樣的器件 Electronic Parameters對話框 元件內(nèi)部的熱電阻，單位為瓦特或焦耳元件外殼的熱電阻，單位為瓦特或焦耳元件的耗散功率，單位為瓦特元件的折斷點(diǎn)溫度，極不正常的工作溫度，單位為攝氏度元件的最高工作溫度，單位為攝氏度元件的最低工作溫度，單位為攝氏度元件可忍受的靜電放電量存放元件的特定參數(shù)，以便在設(shè)計(jì)時(shí)參考User fields 對話框賣主狀態(tài)、地位、身份價(jià)格3.2.2 創(chuàng)建仿真元件 實(shí)際中創(chuàng)建一個新元件并不容易，不僅需要一定的元件建模方面的知識，還需要獲得所創(chuàng)建元件的許多技術(shù)參數(shù)

10、，有些參數(shù)甚至需要元件生產(chǎn)廠家提供，下面介紹創(chuàng)建一個仿真器件的過程。1.點(diǎn)擊點(diǎn)擊Create Component命令，進(jìn)入如下對話框命令，進(jìn)入如下對話框建立的元件名稱該元件的制造廠商的名稱制定該元件的類型，其中包括:Analog(模擬)、 Digital（數(shù)字）、Verilog-Hdl、VHDL。元件創(chuàng)建向?qū)υ捒?.點(diǎn)擊點(diǎn)擊Next命令，進(jìn)入如下對話框命令，進(jìn)入如下對話框定義元件外型對話框指定元件外型名稱，元件外型名稱必須符合PCB軟件所要求的定義名稱。其右邊有一個專門供選擇的按鈕。指定該元件為單一包裝元件指定該元件為復(fù)合包裝元件3.點(diǎn)擊點(diǎn)擊Next命令，進(jìn)入如下對話框命令，進(jìn)入如下對話框設(shè)

11、置元件符號信息對話框用于定義隱藏電源的引腳用于定義隱藏接地的引腳程序自動給出的元件符號圖形，點(diǎn)擊Edit按鈕進(jìn)入圖形編輯，可編輯或創(chuàng)建元件的圖形符號。4.點(diǎn)擊點(diǎn)擊Next命令，進(jìn)入如下對話框命令，進(jìn)入如下對話框用于定義元件符號與元件外型的對應(yīng)關(guān)系5.點(diǎn)擊點(diǎn)擊Next命令，進(jìn)入如下對話框命令，進(jìn)入如下對話框 該對話框中提供了16個模擬元件模型產(chǎn)生器，這些模型產(chǎn)生器是為了方便用戶專門設(shè)計(jì)的，選擇 Bjt 后單擊Accept按鈕，出現(xiàn)對話框。在對話框中的4個標(biāo)簽中大約有數(shù)10個需要填寫或選擇的參數(shù)，且每項(xiàng)必須填寫，參數(shù)對用戶來說很難從一般手冊上查找到，故本教材不采用此模式。輸入元件的模型信息由模型程

12、序加載的從數(shù)據(jù)庫中復(fù)制已有元件模型或相近模型，然后適當(dāng)修改部分參數(shù)。3.2.3 復(fù)制仿真元件 復(fù)制仿真元件的目的是將已經(jīng)存在的仿真元件，從一個元件庫中復(fù)制到另一個元件庫中，或從一個元件相復(fù)制到另一個元件箱中。復(fù)制元件對話框刪除仿真元件對話框3.2.4 使用元件符號編輯器 由于仿真元件符號的引腳與模型之間必須存在完全對應(yīng)關(guān)系，因此，仿真元件符號的繪制不能用一般繪圖軟件完成，必須使用專用的程序。向左對齊、向右對齊、向上對齊、鄉(xiāng)下對齊、垂直居中、水平居中、幫助第四章第四章 虛擬仿真儀器虛擬仿真儀器 4.1 虛擬仿真儀器簡介虛擬仿真儀器簡介 Multisim2001的的Instruments(儀器庫儀

13、器庫)中共有中共有11種虛擬種虛擬儀器：儀器： Multimeter (數(shù)字萬用表數(shù)字萬用表)、 Wattmeter（瓦特表）、瓦特表）、 Function Generator（函數(shù)信號發(fā)生器）、函數(shù)信號發(fā)生器）、 Oscilloscope（示波器）、示波器）、Bode Plotter（波特圖儀）、波特圖儀）、 Word Generator（字信號發(fā)生器）、字信號發(fā)生器）、 Logic Analyzer（邏輯分析儀）、邏輯分析儀）、 Logic Converter（邏輯轉(zhuǎn)換儀）、邏輯轉(zhuǎn)換儀）、 Distortion Analyzer（失真分析儀）、失真分析儀）、 Spectrum Analyz

14、er（頻譜分析儀）、頻譜分析儀）、 Network Analyzer（網(wǎng)絡(luò)分析儀）。網(wǎng)絡(luò)分析儀）。 這些儀器可用于電路基礎(chǔ)、模電、數(shù)字電路和高頻電這些儀器可用于電路基礎(chǔ)、模電、數(shù)字電路和高頻電路的測試。使用時(shí)只需托東儀器庫中所需儀器的圖標(biāo)，在路的測試。使用時(shí)只需托東儀器庫中所需儀器的圖標(biāo)，在雙擊該圖標(biāo)就可以得到該儀器的控制面板。雙擊該圖標(biāo)就可以得到該儀器的控制面板。4.2 電路分析中常用的虛擬仿真儀器電路分析中常用的虛擬仿真儀器 本節(jié)對在電路分析中常用的四種虛擬仿真儀器Multimeter (數(shù)字萬用表)、 Wattmeter（瓦特表）、 Function Generator（函數(shù)信號發(fā)生器）

15、、Oscilloscope（示波器）的參數(shù)設(shè)置、面板操作分別加以介紹。4.2.1 數(shù)字萬用表（數(shù)字萬用表（Multimeter） 數(shù)字萬用表和實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字萬用表一樣，是一種多用途的常用儀、器，它能完成交直流電壓、電流和電阻的測量及顯示，也可以用分貝（dB）形式顯示電壓和電流，其圖標(biāo)和面版圖如下圖所示。數(shù)字萬用表的圖標(biāo)和面板1.連接連接 圖標(biāo)上的正（+）、負(fù)（-）兩個端子用于連接所要測試的端點(diǎn)，與現(xiàn)實(shí)萬用表一樣，使用時(shí)必須遵循如下原則: (1)測量電壓時(shí)，數(shù)字萬用表圖標(biāo)的正、負(fù)端子應(yīng)并接在被測元件兩端 ； (2)測量電流時(shí)，數(shù)字萬用表圖標(biāo)的正、負(fù)端子應(yīng)串接在被測支路 ； (3)測量電壓時(shí)，數(shù)字萬

16、用表圖標(biāo)的正、負(fù)端子應(yīng)與被測元件的端點(diǎn)并聯(lián) ； 并且必須使電子工作臺“啟動/停止開關(guān)”處于“啟動”狀態(tài)。 2.面板操作面板操作電流電壓顯示區(qū)，單位自動產(chǎn)生電阻分貝單位交流直流參數(shù)設(shè)置用于設(shè)置與電流表并聯(lián)的電阻，其大小會影響電流的測量精度。用于設(shè)置與電壓表串聯(lián)的電阻，其大小會影響電壓的測量精度。用于設(shè)置用歐姆表測量時(shí)，流過歐姆的電流。4.2.2 示波器（示波器（Oscilloscope） 示波器是用來觀測信號波形并測量信號幅度、頻率及周期等參數(shù)的儀器，使電子實(shí)驗(yàn)室中使用最為頻繁的儀器之一。其圖標(biāo)和面版圖如下圖所示。示波器的圖標(biāo)和面板A、B兩個通道接地端外觸發(fā)端1.連接連接 示波器上A、B兩通到顯

17、示的波形即為被測點(diǎn)與“地”之間的波形。測量時(shí)接地點(diǎn)G一般要求接地（當(dāng)電路中已有極地符號時(shí)，也可不接地） 2.面板操作面板操作 1.）參數(shù)設(shè)置和按鈕功能顯示區(qū)顯示區(qū)顯示A、B兩通到的波形存儲指針測量的數(shù)據(jù)改變屏幕背景顏色移動波形的滾動條 選擇X軸方向每一個刻度代表的時(shí)間。 表示X軸按時(shí)間掃描，Y軸顯示A、B通道的輸入信號之和。 表示Y軸顯示A、B通道的輸入波形，X軸顯示時(shí)間基線，并按時(shí)間進(jìn)行掃描。 表示X軸方向時(shí)間基線的起始位置。修改其值可是使時(shí)間基線左右移動，即波形左右移動。 表示B通道信號施加在Y軸上，將A通道信號作為X軸（時(shí)間）掃描信號。與B/A 相反表示Y軸A通道輸入信號每格所代表的電壓

18、數(shù)值。表示時(shí)間基線在顯示屏幕中的上下位置。表示出發(fā)信號不依賴外部信號。選擇一般觸發(fā)脈沖選擇脈沖觸發(fā)表示用A或B通道的輸入信號作為同步X軸時(shí)間基線掃描的觸發(fā)信號。表示輸入信號的上升沿或下降沿作為觸發(fā)信號。用于選擇觸發(fā)電平的大小。表示屏幕僅顯示交流、交直流、接地或反相。 倆個指針的讀數(shù)和被測量的幅值。反相4.2.3 函數(shù)信號發(fā)生器（函數(shù)信號發(fā)生器（Function Generator） 函數(shù)信號發(fā)生器是用來產(chǎn)生正弦波、方波和三角波的儀器，其圖標(biāo)和面版圖如下圖所示。1.連接連接 函數(shù)信號發(fā)生器的圖標(biāo)有+、Common和 3個輸出端子，與外電路項(xiàng)鏈輸出電壓信號。 連接+和Common端子，輸出信號為正

19、極性信號；連接Common和端子，輸出信號為負(fù)極性信號，幅值等于信號發(fā)生器的有效值。連接+和 端子，輸出信號的幅度值等于信號發(fā)生器的有效值的兩倍。 同時(shí)連接+、Common和 端子，且把Common端子與公共地（Ground)相連，則輸出兩個幅值相等、極性相反的信號2.面板操作面板操作 用于選擇輸出信號的波形類型，即正弦、三角和矩形波設(shè)置所要產(chǎn)生信號的頻率。1Hz999MHz 設(shè)置所要產(chǎn)生信號的占空比，1%99%， 設(shè)置所要產(chǎn)生信號的最大電壓值（即幅值）。1u v999KV 設(shè)置偏置電壓值，即把正弦、三角和矩形波疊加在設(shè)置的偏置電壓上輸出。1u v999KV 設(shè)置所要產(chǎn)生信號的上升實(shí)踐與與下降

20、時(shí)間。該按鈕只有在產(chǎn)生方波是才有效。4.2.4 瓦特表（瓦特表（Wattmeter） 瓦特表是一種測量電路交流、直流功率的儀器。其圖標(biāo)和面版圖如下圖所示。 瓦特表圖標(biāo)中有兩組端子：左邊兩個端子為電壓輸入端子，與所要測試電路并聯(lián)；右邊兩個端子為電流輸入端子，與所要測試電路串聯(lián)。 現(xiàn)實(shí)所要測量的功率，該功率是平均功率，單位自動調(diào)整顯示功率因數(shù)，數(shù)值在01之間。4.3 模擬電路中常用的虛擬仿真儀器模擬電路中常用的虛擬仿真儀器 模擬電路中常用的虛擬仿真儀器有Bode Plotter （波特圖儀）和Distortion Analyzer（失真分析儀）。本節(jié)將對這兩種儀器的參數(shù)設(shè)置、面板操作等分別介紹。4

21、.3.1波特圖儀（波特圖儀（ Bode Plotter ） 波特圖儀是用來測量和顯示一個電路、系統(tǒng)或放大器幅頻特性A(f) 和相頻特性(f)的一種儀器，類似于實(shí)驗(yàn)室的頻率特性測試儀（或掃頻儀），其圖標(biāo)和面版圖如下圖所示。 1.連接連接 波特圖儀的圖標(biāo)包括4個接線端：左邊in是輸入端口，右邊out是輸出端口，分別與輸入輸出的正負(fù)端子相接；由于波特圖儀本身沒有信號源，因此在使用波特圖儀時(shí)，必須象征性的接入一個交流信號源（或函數(shù)信號發(fā)生器），對信號源頻率設(shè)置無特殊要求，既不需要對參數(shù)進(jìn)行設(shè)制。2.面板操作面板操作幅頻特性相頻特性以BOD格式保存設(shè)置掃描分辨率。數(shù)值大，精度高，運(yùn)行時(shí)間長顯示區(qū)測幅頻特

22、性時(shí)Y軸單位為dBY軸是線性刻度顯示測量點(diǎn)的幅值或相位數(shù)值。指針左右移動按鈕，用于對波特圖的定位分析設(shè)置Y軸刻度的最終值（Final）和初始值(Initial）4.3.2失真分析儀（失真分析儀（ Distortion Analyzer ） 失真分析儀是一種測試電路總諧波失真與信噪比的一起，其圖標(biāo)和面版圖如下圖所示。 顯示總諧波失真的數(shù)值。 用于設(shè)置基頻，通過滑塊選擇測試總諧波失真。選擇測試信號的信噪比參數(shù)設(shè)置開始、停止按鈕4.4 數(shù)字電路中常用的虛擬仿真儀器數(shù)字電路中常用的虛擬仿真儀器 數(shù)字電路中常用的虛擬仿真儀器有Word Generator （字信號仿生）、Logic Analyzer（邏

23、輯分析儀） 和Logic Converter (邏輯轉(zhuǎn)換儀) 。本節(jié)將對這三種儀器的參數(shù)設(shè)置、面板操作等分別介紹。4.4.1字信號發(fā)生器字信號發(fā)生器 Word Generator是一個能產(chǎn)生32路（位）同步邏輯信號的儀器，用來對數(shù)字邏輯電路進(jìn)行測試。其圖標(biāo)和面版圖如下圖所示。015個輸出端子1631個輸出端子數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好輸出端外觸發(fā)信號輸入端1.連接連接2.面板操作面板操作 字信號編輯區(qū)32位字信號以8位16進(jìn)制形式進(jìn)行編輯和存放。正在編輯的字信號地址正在輸出的字信號地址輸出字信號的起始地址輸出字信號的起始地址循環(huán)單貞單步斷點(diǎn)模式內(nèi)、外觸發(fā)上升、下降沿 設(shè)置輸出頻率（速度）十六進(jìn)制ASC 碼二進(jìn)

24、制以二進(jìn)制碼實(shí)時(shí)顯示輸出字信號各位狀態(tài)4.4.2邏輯分析儀邏輯分析儀 邏輯分析儀（ Logic Analyzer）可以同步記錄和顯示16路邏輯信號，用于對數(shù)字邏輯信號進(jìn)行高速采集和時(shí)序分析。其圖標(biāo)和面版圖如下圖所示。外時(shí)鐘輸入時(shí)鐘控制輸入觸發(fā)控制輸入端1.連接連接16個輸入信號端口2.面板操作面板操作顯示區(qū)顯示指針讀數(shù)指針位置的16進(jìn)制碼每個水平刻度顯示的時(shí)鐘脈沖數(shù)。設(shè)置觸發(fā)方式。4.4.3邏輯轉(zhuǎn)換儀邏輯轉(zhuǎn)換儀 邏輯轉(zhuǎn)換儀（Logic Converter）是 Multisim 特有的虛擬儀器，實(shí)驗(yàn)室并不存在這樣的實(shí)際儀器，目前在其他電路仿真軟件中也沒有，邏輯轉(zhuǎn)換儀可以將邏輯電路轉(zhuǎn)換為真值表，將真值表轉(zhuǎn)換為邏輯表達(dá)式，將真值表轉(zhuǎn)化為簡化邏輯表達(dá)式，將邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換為真值表，叫表達(dá)式轉(zhuǎn)換為邏輯電路，將邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換為與非門邏輯電路等。其圖