模電實(shí)驗(yàn)-共射放大電路Multisim仿真設(shè)計(jì)

./Multisim模擬電路仿真實(shí)驗(yàn)Multisim用戶界面與基本操作Multisim用戶界面在眾多的EDA仿真軟件中,Multisim軟件界面友好、功能強(qiáng)大、易學(xué)易用,受到電類(lèi)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員的青睞。Multisim用軟件方法虛擬電子元器件與儀器儀表,將元器件和儀器集合為一體,是原理圖設(shè)計(jì)、電路測(cè)試的虛擬仿真軟件。Multisim來(lái)源于加拿大圖像交互技術(shù)公司〔InteractiveImageTechnologies,簡(jiǎn)稱IIT公司〕推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具,原名EWB。IIT公司于1988年推出一個(gè)用于電子電路仿真和設(shè)計(jì)的EDA工具軟件ElectronicsWorkBench〔電子工作臺(tái),簡(jiǎn)稱EWB〕,以界面形象直觀、操作方便、分析功能強(qiáng)大、易學(xué)易用而得到迅速推廣使用。1996年IIT推出了EWB5.0版本,在EWB5.x版本之后,從EWB6.0版本開(kāi)始,IIT對(duì)EWB進(jìn)行了較大變動(dòng),名稱改為Multisim〔多功能仿真軟件〕。IIT后被美國(guó)國(guó)家儀器〔NI,NationalInstruments〕公司收購(gòu),軟件更名為NIMultisim,Multisim經(jīng)歷了多個(gè)版本的升級(jí),已經(jīng)有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9、Multisim10等版本,9版本之后增加了單片機(jī)和LabVIEW虛擬儀器的仿真和應(yīng)用。下面以Multisim10為例介紹其基本操作。圖1-1是Multisim10的用戶界面,包括菜單欄、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、主工具欄、虛擬儀器工具欄、元器件工具欄、仿真按鈕、狀態(tài)欄、電路圖編輯區(qū)等組成部分。圖1-1Multisim10用戶界面菜單欄與Windows應(yīng)用程序相似,如圖1-2所示。圖1-2Multisim菜單欄其中,Options菜單下的GlobalPreferences和SheetProperties可進(jìn)行個(gè)性化界面設(shè)置,Multisim10提供兩套電氣元器件符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：ANSI：美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì),美國(guó)標(biāo)準(zhǔn),默認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn),本章采用默認(rèn)設(shè)置；DIN：德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì),歐洲標(biāo)準(zhǔn),與中國(guó)符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)一致。工具欄是標(biāo)準(zhǔn)的Windows應(yīng)用程序風(fēng)格。標(biāo)準(zhǔn)工具欄：視圖工具欄：圖1-3是主工具欄與按鈕名稱,圖1-4是元器件工具欄與按鈕名稱,圖1-5是虛擬儀器工具欄與儀器名稱。圖1-3Multisim主工具欄圖1-4Multisim元器件工具欄圖1-5Multisim虛擬儀器工具欄項(xiàng)目管理器位于Multisim10工作界面的左半部分,電路以分層的形式展示,主要用于層次電路的顯示,3個(gè)標(biāo)簽為：Hierarchy：對(duì)不同電路的分層顯示,單擊"新建"按鈕將生成Circuit2電路；Visibility：設(shè)置是否顯示電路的各種參數(shù)標(biāo)識(shí),如集成電路的引腳名；ProjectView：顯示同一電路的不同頁(yè)。1.2Multisim仿真基本操作Multisim10仿真的基本步驟為：1.建立電路文件2.放置元器件和儀表3.元器件編輯4.連線和進(jìn)一步調(diào)整5.電路仿真6.輸出分析結(jié)果具體方式如下：1〕建立電路文件具體建立電路文件的方法有：打開(kāi)Multisim10時(shí)自動(dòng)打開(kāi)空白電路文件Circuit1,保存時(shí)可以重新命名菜單File/New工具欄New按鈕快捷鍵Ctrl+N2〕放置元器件和儀表Multisim10的元件數(shù)據(jù)庫(kù)有：主元件庫(kù)〔MasterDatabase〕,用戶元件庫(kù)〔UserDatabase〕,合作元件庫(kù)〔CorporateDatabase〕,后兩個(gè)庫(kù)由用戶或合作人創(chuàng)建,新安裝的Multisim10中這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)是空的。放置元器件的方法有：菜單PlaceComponent元件工具欄：Place/Component在繪圖區(qū)右擊,利用彈出菜單放置快捷鍵Ctrl+W放置儀表可以點(diǎn)擊虛擬儀器工具欄相應(yīng)按鈕,或者使用菜單方式。以晶體管單管共射放大電路放置+12V電源為例,點(diǎn)擊元器件工具欄放置電源按鈕〔PlaceSource〕,得到如圖1-6所示界面。圖1-6放置電源修改電壓值為12V,如圖1-7所示。圖1-7修改電壓源的電壓值同理,放置接地端和電阻,如圖1-8所示。圖1-8放置接地端〔左圖〕和電阻〔右圖〕圖1-9為放置了元器件和儀器儀表的效果圖,其中左下角是函數(shù)信號(hào)發(fā)生器,右上角是雙通道示波器。圖1-9放置元器件和儀器儀表3〕元器件編輯〔1〕元器件參數(shù)設(shè)置雙擊元器件,彈出相關(guān)對(duì)話框,選項(xiàng)卡包括：Label：標(biāo)簽,Refdes編號(hào),由系統(tǒng)自動(dòng)分配,可以修改,但須保證編號(hào)唯一性Display：顯示Value：數(shù)值Fault：故障設(shè)置,Leakage漏電；Short短路；Open開(kāi)路；None無(wú)故障〔默認(rèn)〕Pins：引腳,各引腳編號(hào)、類(lèi)型、電氣狀態(tài)〔2〕元器件向?qū)А睠omponentWizard〕對(duì)特殊要求,可以用元器件向?qū)Ь庉嬜约旱脑骷?一般是在已有元器件基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯和修改。方法是：菜單Tools/ComponentWizard,按照規(guī)定步驟編輯,用元器件向?qū)Ь庉嬌傻脑骷胖迷赨serDatabase〔用戶數(shù)據(jù)庫(kù)〕中。4〕連線和進(jìn)一步調(diào)整連線：〔1〕自動(dòng)連線：?jiǎn)螕羝鹗家_,鼠標(biāo)指針變?yōu)?十"字形,移動(dòng)鼠標(biāo)至目標(biāo)引腳或?qū)Ь€,單擊,則連線完成,當(dāng)導(dǎo)線連接后呈現(xiàn)丁字交叉時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)在交叉點(diǎn)放節(jié)點(diǎn)〔Junction〕；〔2〕手動(dòng)連線：?jiǎn)螕羝鹗家_,鼠標(biāo)指針變?yōu)?十"字形后,在需要拐彎處單擊,可以固定連線的拐彎點(diǎn),從而設(shè)定連線路徑；〔3〕關(guān)于交叉點(diǎn),Multisim10默認(rèn)丁字交叉為導(dǎo)通,十字交叉為不導(dǎo)通,對(duì)于十字交叉而希望導(dǎo)通的情況,可以分段連線,即先連接起點(diǎn)到交叉點(diǎn),然后連接交叉點(diǎn)到終點(diǎn)；也可以在已有連線上增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)〔Junction〕,從該節(jié)點(diǎn)引出新的連線,添加節(jié)點(diǎn)可以使用菜單Place/Junction,或者使用快捷鍵Ctrl+J。進(jìn)一步調(diào)整：〔1〕調(diào)整位置：?jiǎn)螕暨x定元件,移動(dòng)至合適位置；〔2〕改變標(biāo)號(hào)：雙擊進(jìn)入屬性對(duì)話框更改；〔3〕顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)以方便仿真結(jié)果輸出：菜單Options/SheetProperties/Circuit/NetNames,選擇ShowAll；〔4〕導(dǎo)線和節(jié)點(diǎn)刪除：右擊/Delete,或者點(diǎn)擊選中,按鍵盤(pán)Delete鍵。圖1-10是連線和調(diào)整后的電路圖,圖1-11是顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)后的電路圖。圖1-10連線和調(diào)整后的電路圖〔a〕顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)對(duì)話框〔b〕顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)后的電路圖圖1-11電路圖的節(jié)點(diǎn)編號(hào)顯示5〕電路仿真基本方法：按下仿真開(kāi)關(guān),電路開(kāi)始工作,Multisim界面的狀態(tài)欄右端出現(xiàn)仿真狀態(tài)指示；雙擊虛擬儀器,進(jìn)行儀器設(shè)置,獲得仿真結(jié)果圖1-12是示波器界面,雙擊示波器,進(jìn)行儀器設(shè)置,可以點(diǎn)擊Reverse按鈕將其背景反色,使用兩個(gè)測(cè)量標(biāo)尺,顯示區(qū)給出對(duì)應(yīng)時(shí)間與該時(shí)間的電壓波形幅值,也可以用測(cè)量標(biāo)尺測(cè)量信號(hào)周期。圖1-12示波器界面〔右圖為點(diǎn)擊Reverse按鈕將背景反色〕6〕輸出分析結(jié)果使用菜單命令Simulate/Analyses,以上述單管共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)分析為例,步驟如下：菜單Simulate/Analyses/DCOperatingPoint選擇輸出節(jié)點(diǎn)1、4、5,點(diǎn)擊ADD、Simulate圖1-13靜態(tài)工作點(diǎn)分析共射放大電路仿真實(shí)驗(yàn)放大是對(duì)模擬信號(hào)最基本的處理,圖2-1是單管共射放大電路〔NPN型三極管〕的仿真電路圖。圖2-1單管共射放大電路〔NPN型三極管〕進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析,采用菜單命令Simulate/Analysis/DCOperati