【正文】 cal technology theory and experiment should be carried out simultaneously to enhance perceptual knowledge,the theoretical analysis with simulation software is feasible and effective method. Multisim is a wellknown EDA software EDA teaching and technology extension have bee hot issues in current electronic industry ,It can do a electric circuit simulation analysis to the simulation analysis are done on some circuit design examples,the results show that using the Multisim software to design the circuit ,which is convenient to link variety circuits,joint hypo the sized instrument measuring can measure the accurate data and waveform figures with running simulation,which not only improve the design efficiency,but also guarantee the quality. This paper mainly validates the powerful function of Multisim is a multifunctional electronic simulated circuit software,which can design and simulate at the same time,The modification of the circuit is very Multisim simulation,cost of experiments can be reduced since no real devices are wasted during the test,Moreover,so the rate of experiments is very success of circuit simulation can be directly used in the product. KEY WORDS: Multisim。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 Multisim的電路仿真設(shè)計(jì)與分析 系別： 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于 Multisim 的電路仿真設(shè)計(jì)與分析 摘 要 電子技術(shù)是電子專業(yè)的一門(mén)主干課程，該課程既有比較抽象的理論分析又有具體的實(shí)踐應(yīng)用。simulation experiments。 在當(dāng)代快速發(fā)展的電子技術(shù)行業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍使用，在電子課程教學(xué)環(huán)節(jié)中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和電子虛擬仿真軟件作為電路設(shè)計(jì)原理驗(yàn)證和 輔助調(diào)試的有效工具與先進(jìn)的電化教學(xué)方法已成為不可或缺的一種先進(jìn)的方法和手段。 3. 完備的性能分析手段 Multisim11 仿真軟件可以進(jìn)行交流工作點(diǎn)的分析、直流工作點(diǎn)的分析、傅里葉的分析、瞬態(tài)分析、噪聲圖形的分析、直流掃描的分析、失真度的分析、靈敏度分析、參數(shù)掃描的分析、溫度掃描的分析、零點(diǎn) 極點(diǎn)的分析、傳輸函數(shù)分析、最壞情況的分析、蒙特卡羅的分析、銅箔寬度的分析、批處理的分析等，而且分析的結(jié)果直接以數(shù)值或波形非常地直觀地顯示出來(lái)。 （ 1） 在軟件大量的虛擬儀表數(shù)目中，從那時(shí)最初的 EWB 仿真軟件擁有的七個(gè)虛擬儀表到現(xiàn)在的 NI Multisim11 提供的二十幾種虛擬儀器，與現(xiàn)實(shí)中的實(shí)物一樣設(shè)置 和使用這些儀器和儀表，能將動(dòng)態(tài)交互顯示。擁有有許多的虛擬分離元件、集成元件的 NI Multisim11 仿真軟件中的元件庫(kù)，許多的實(shí)物元件的模型也含在其中，給出了許多的著名制造商的名字，例如 Microchip、 National Semiconductor 和 Texas Instruments等。于是負(fù)載上的信號(hào)的變化規(guī)律就是被輸入信號(hào)控制的，然而負(fù)載上的較大的能量是由其他能源提供的。 共射極放大電路仿真分析 1. 實(shí)驗(yàn)電路 我們?cè)诒竟?jié)所要測(cè)試的 實(shí)驗(yàn)電路是處于穩(wěn)定工作點(diǎn)的共射極放大電路，在Multisim仿真軟件中找出自己設(shè)計(jì)的電路所需要元器件設(shè)置好它們的參數(shù)。 另外，上面所敘述的工作點(diǎn)的“偏低”和“偏高”是相對(duì)的，假如輸入信號(hào)幅度比較小，此時(shí)工作點(diǎn)就是非常低或者非常高也是不一定會(huì)出現(xiàn)失真的現(xiàn)象。這時(shí)， 將電路的輸入端與地相接，而且進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量。 圖 213 用萬(wàn)用表測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn) （ 2） 直流工作點(diǎn)分析法 在放大電路工作在最佳工作點(diǎn)的時(shí)候，在 Multisim 仿真軟件中點(diǎn)擊直流工作點(diǎn)分析功能的按鈕來(lái)測(cè)量上圖 213 電路的靜態(tài)工作點(diǎn)即可，分析結(jié)果如下圖214: 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 214 直流工作分析結(jié)果 5. 放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)試 （ 1）電壓放大倍數(shù)的測(cè)量 必須把放大電路調(diào)增到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，才能測(cè)量電壓放大倍數(shù)，然后給予出入電壓 iu ，在輸入電壓 ou 不失真的情況下，接入交流毫伏表，測(cè)出來(lái)輸入電壓 iu 和輸出電壓 ou ，即可得到電壓放大倍數(shù)為 uA =ioUU 在如圖 215所示的電路中，把開(kāi)關(guān) S S2關(guān)上，與此同時(shí)把函數(shù)發(fā)生器 XFG1打開(kāi)，把輸入電壓 iu 改成 10mV，調(diào)整頻率 if 改成 1kHz。 iR = 8o1o2 o1 RUUU? =? （ 3）輸出電阻 oR 的測(cè)量 實(shí)際上是從放大器輸出端看進(jìn)去信號(hào)源的等效電阻就是放大器的輸出電阻。由于儲(chǔ)能元件的特點(diǎn)，因此，在電路狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)過(guò)渡過(guò)程。根據(jù)上圖 221 可以看出，當(dāng) S1 切換到上面端點(diǎn)的時(shí)候，電容 C1 正在充電。仿真結(jié)果如下圖 223： 圖 223 零輸入響應(yīng)曲線 在放電過(guò)程中，電壓不斷隨時(shí)間的變化而逐漸變低最后變?yōu)榱恪? 圖 225 輸入方波和輸出電容全響應(yīng)波 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 在圖 221 所示的 RC 一階電路中，不管是零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)，都存在這一個(gè)時(shí)間常 ? ，其實(shí)時(shí)間常數(shù)可以用電阻 R和電容 C的乘積來(lái)計(jì)算。濾波器根據(jù)工作信號(hào)的頻率范圍可以分為四大類分別是低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。 （ a）電路圖 （ b）頻率特性 圖 31 二階低通濾波器 2. 電路性能參數(shù) 二階低通濾波器的主要參數(shù)包括以下幾個(gè)內(nèi)容：通帶增益、 截止頻率、品質(zhì)因數(shù)。因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)的時(shí)候一定要非常非常的小心，盡我們最大的可能來(lái)避免產(chǎn)生自激的可能。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 32 二階低通濾波器 在建立好的上圖 32 中，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)要求來(lái)設(shè)置一些硬件的參數(shù)。 高通濾波電路的仿真分析 高通有源濾波器和低通濾波器恰恰有著相反的特性，高通濾波器用來(lái)通過(guò)高頻信號(hào)，而阻擋或衰減低頻信號(hào)，說(shuō)白了就是不讓低頻率通過(guò)。運(yùn)算放大器采用 TL081。 （ a）高通濾波器的通帶增益 （ b）高通濾波器的截止頻率 圖 38 二階高通濾波器幅頻特性 在 示波器 XSC1中我們能看出輸出波形和輸入波形的比例大約是 2倍，從圖 38洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 （ a）我們可以看出它的仿真結(jié)果通帶增益為 ，當(dāng)我們手動(dòng)操作把它下降了3dB大約為 ，這個(gè)時(shí)候的頻率我們從圖 38（ b）中能夠看出大約為 ，也就是截止頻率。其實(shí)將二階有源低通濾波器中的一級(jí)改為高通就可構(gòu)成較為典型的帶通濾波器，如 下圖 310所示。用波特圖測(cè)試儀 XBP1 來(lái)測(cè)量電路的頻率響應(yīng)，設(shè)置器參數(shù)如下圖 312（ a）所示。 （ 2） 阻帶中心處的角頻率公式221o 1CRR??= 5002 ?? 。在所有所需設(shè)置參數(shù)的硬件設(shè)備設(shè)置完畢后，在 Multisim仿真軟件中點(diǎn)擊仿真開(kāi)關(guān)開(kāi)始進(jìn)行仿真分析。和理論知識(shí)基本上是一致的。而且他畢竟是一種模擬實(shí)驗(yàn)的方法，它與實(shí)際電路仍有很多的差別之處。在此向幫助和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師表示最中心的感謝！感謝我的老師和同學(xué)，在我寫(xiě)論文的過(guò)程中不僅給予我了很多的素材，而且還在論文的撰寫(xiě)和排版等過(guò)程中提供熱情的幫助。 A known as the op amp39。 最后，我更要向在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位導(dǎo)師表示感謝及衷心的祝福。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師，他對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。采用 Multisim 仿真軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)電路實(shí)驗(yàn)更加能夠啟發(fā)和拓寬實(shí)驗(yàn)者的思路，從而使從驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的老式思維發(fā)展到對(duì)電路的分析與故障的排除和電路的設(shè)計(jì)上。再整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中一共進(jìn)行了多次的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其中：放大電路的仿真與分析、一階 RC電路的仿真與分析 、濾波電路的仿真與分析。電路的輸入信號(hào)和電路的 輸出信號(hào)分別使用示波器 XSC1 的兩個(gè)通道A， B監(jiān)視。 （ a）電路圖 （ b）頻率特性 圖 314 二階帶阻濾波器 2. 電路性能參數(shù) 通帶電壓放大倍數(shù) UFA ： 4FUF 1 RRA ?? 阻帶中心處的角頻率 o? ： oo fCRR ?? 21 221 ??， 213 RRR ? 品質(zhì)因數(shù) Q ： 1221 RRQ? 濾波器的組帶寬 B : 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 CRQB o 22??? 3. 電路設(shè)計(jì) 在這里我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)有源二階帶阻濾波器，它的要求分別為：通帶中心頻率 Hz500?of ，通頻帶增益 ufA =1，帶寬 Hz50?B 。在即將要仿真電路中把函數(shù)發(fā)生器 XFG1 所提供的輸入信號(hào)設(shè)置為：幅度欄中為500mV、頻率欄中為 5kHz，波形欄中為正弦波信號(hào)。 1. 帶通濾波器的特性 帶通濾波器就是一個(gè)只允許在某一個(gè)通頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，只要低于通頻帶下限頻率或比上限頻率高的信號(hào)就全部加以抑制或衰減，在這里我們需要注意的是：必須要求在高通的下線截止頻率時(shí)一定要小于低通的上限截止頻率。在所有所需設(shè)置參數(shù)的硬件設(shè)備設(shè)置完畢后，在 Multisim 軟件中點(diǎn)擊仿真開(kāi)關(guān)進(jìn)行仿真分析。 由公式 CfR o?2 1? 我們可以計(jì)算得出 ?? k10R ，取其標(biāo)稱值 ?k 。 （ a）低通濾波的通帶增益 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 （ b) 低通濾波器的截止頻率 圖 33 低通濾波器的頻率特性 在示波器 XSC1中我們能看出輸出波形和輸入波形的比例大約是 2倍，從圖 34（ a）我們可以看出它的通帶增益為 ，當(dāng)我們手動(dòng)操作把它下降了 3dB 大約為 時(shí)，這個(gè)時(shí)候與它對(duì)應(yīng)的頻率我們從圖 34（ b）中可以看出大約為 10kHz，也就是截止頻率，通過(guò)仿真表明該設(shè)計(jì)與理論值很接近。 4. 電路仿真 在 Multisim 軟件中找出自己設(shè)計(jì)的電路中所需的元器件并設(shè)置好它所需要的參數(shù)，接著搭建好低通有源濾波器電路即可，如下圖 32 所示即是已經(jīng)建立好的二階低通有源濾波器。而且由于將電容 C1接到了輸出端上，這樣就等于在高頻的一端給低通濾波器加了一些正反饋的能量，所以在高頻端的放大倍數(shù)必定會(huì)有所升高，甚至有非常大引起自激蕩的可能。它是由兩級(jí)RC 濾波環(huán)節(jié)與同相比例運(yùn)算電路結(jié)合而成的，其中第一級(jí)電容 C 接至輸出端，給以適量的正反饋能量，來(lái)修正幅頻特性。 濾波電路的作用最終意義上就是“選擇頻率”， 它的最終目的也就只讓一些需要的頻率的信號(hào)通過(guò)，而將另外一些不在允許范圍內(nèi)頻率的信號(hào)攔截，稱為濾波。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 224 一階 RC全響應(yīng)仿真電路 然后，在點(diǎn)擊圖中的函數(shù)發(fā)生器 XFG1 的圖標(biāo)，它會(huì)彈出上如圖 224中所顯示的一樣圖形，在彈出的函數(shù)發(fā)生器 XFG1 面板參數(shù)設(shè)置中，選擇方波信號(hào)，接著設(shè)置頻、占空比和幅值分別為 50Hz、 50%和 10V。同樣，從圖221 中我們可以看出，當(dāng)電容充滿電時(shí)，把開(kāi)關(guān) S1 切換到下面的端點(diǎn)，這時(shí)電容 C