【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。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 基于 Multisim的電路仿真設計與分析 系別： 班級： 姓名： 學號： 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） I 基于 Multisim 的電路仿真設計與分析 摘 要 電子技術是電子專業(yè)的一門主干課程，該課程既有比較抽象的理論分析又有具體的實踐應用。simulation experiments。 在當代快速發(fā)展的電子技術行業(yè)和計算機技術的普遍使用，在電子課程教學環(huán)節(jié)中計算機輔助設計和電子虛擬仿真軟件作為電路設計原理驗證和 輔助調試的有效工具與先進的電化教學方法已成為不可或缺的一種先進的方法和手段。 3. 完備的性能分析手段 Multisim11 仿真軟件可以進行交流工作點的分析、直流工作點的分析、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、參數掃描的分析、溫度掃描的分析、零點 極點的分析、傳輸函數分析、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，而且分析的結果直接以數值或波形非常地直觀地顯示出來。 （ 1） 在軟件大量的虛擬儀表數目中，從那時最初的 EWB 仿真軟件擁有的七個虛擬儀表到現在的 NI Multisim11 提供的二十幾種虛擬儀器，與現實中的實物一樣設置 和使用這些儀器和儀表，能將動態(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，許多的實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。于是負載上的信號的變化規(guī)律就是被輸入信號控制的，然而負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. 實驗電路 我們在本節(jié)所要測試的 實驗電路是處于穩(wěn)定工作點的共射極放大電路，在Multisim仿真軟件中找出自己設計的電路所需要元器件設置好它們的參數。 另外，上面所敘述的工作點的“偏低”和“偏高”是相對的，假如輸入信號幅度比較小，此時工作點就是非常低或者非常高也是不一定會出現失真的現象。這時， 將電路的輸入端與地相接，而且進行靜態(tài)工作點的測量。 圖 213 用萬用表測量靜態(tài)工作點 （ 2） 直流工作點分析法 在放大電路工作在最佳工作點的時候，在 Multisim 仿真軟件中點擊直流工作點分析功能的按鈕來測量上圖 213 電路的靜態(tài)工作點即可，分析結果如下圖214: 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 9 圖 214 直流工作分析結果 5. 放大器動態(tài)指標測試 （ 1）電壓放大倍數的測量 必須把放大電路調增到合適的靜態(tài)工作點，才能測量電壓放大倍數，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，測出來輸入電壓 iu 和輸出電壓 ou ，即可得到電壓放大倍數為 uA =ioUU 在如圖 215所示的電路中，把開關 S S2關上，與此同時把函數發(fā)生器 XFG1打開，把輸入電壓 iu 改成 10mV，調整頻率 if 改成 1kHz。 iR = 8o1o2 o1 RUUU? =? （ 3）輸出電阻 oR 的測量 實際上是從放大器輸出端看進去信號源的等效電阻就是放大器的輸出電阻。由于儲能元件的特點，因此，在電路狀態(tài)發(fā)生改變時，會產生一個過渡過程。根據上圖 221 可以看出，當 S1 切換到上面端點的時候，電容 C1 正在充電。仿真結果如下圖 223： 圖 223 零輸入響應曲線 在放電過程中，電壓不斷隨時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波 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 在圖 221 所示的 RC 一階電路中，不管是零輸入響應、零狀態(tài)響應、全響應，都存在這一個時間常 ? ，其實時間常數可以用電阻 R和電容 C的乘積來計算。濾波器根據工作信號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 二階低通濾波器的主要參數包括以下幾個內容：通帶增益、 截止頻率、品質因數。因此，我們在實驗的時候一定要非常非常的小心，盡我們最大的可能來避免產生自激的可能。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 19 圖 32 二階低通濾波器 在建立好的上圖 32 中，根據自己的設計要求來設置一些硬件的參數。 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，高通濾波器用來通過高頻信號，而阻擋或衰減低頻信號，說白了就是不讓低頻率通過。運算放大器采用 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洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 24 （ a）我們可以看出它的仿真結果通帶增益為 ，當我們手動操作把它下降了3dB大約為 ，這個時候的頻率我們從圖 38（ b）中能夠看出大約為 ，也就是截止頻率。其實將二階有源低通濾波器中的一級改為高通就可構成較為典型的帶通濾波器，如 下圖 310所示。用波特圖測試儀 XBP1 來測量電路的頻率響應，設置器參數如下圖 312（ a）所示。 （ 2） 阻帶中心處的角頻率公式221o 1CRR??= 5002 ?? 。在所有所需設置參數的硬件設備設置完畢后，在 Multisim仿真軟件中點擊仿真開關開始進行仿真分析。和理論知識基本上是一致的。而且他畢竟是一種模擬實驗的方法，它與實際電路仍有很多的差別之處。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最中心的感謝！感謝我的老師和同學，在我寫論文的過程中不僅給予我了很多的素材，而且還在論文的撰寫和排版等過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閱論文和參加答辯的各位導師表示感謝及衷心的祝福。尤其要強烈感謝我的論文指導老師，他對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。采用 Multisim 仿真軟件進行開發(fā)電路實驗更加能夠啟發(fā)和拓寬實驗者的思路，從而使從驗證實驗的老式思維發(fā)展到對電路的分析與故障的排除和電路的設計上。再整個畢業(yè)設計中一共進行了多次的實驗驗證其中：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。電路的輸入信號和電路的 輸出信號分別使用示波器 XSC1 的兩個通道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 通帶電壓放大倍數 UFA ： 4FUF 1 RRA ?? 阻帶中心處的角頻率 o? ： oo fCRR ?? 21 221 ??， 213 RRR ? 品質因數 Q ： 1221 RRQ? 濾波器的組帶寬 B : 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 29 CRQB o 22??? 3. 電路設計 在這里我們設計了一個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發(fā)生器 XFG1 所提供的輸入信號設置為：幅度欄中為500mV、頻率欄中為 5kHz，波形欄中為正弦波信號。 1. 帶通濾波器的特性 帶通濾波器就是一個只允許在某一個通頻帶范圍內的信號通過，只要低于通頻帶下限頻率或比上限頻率高的信號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一定要小于低通的上限截止頻率。在所有所需設置參數的硬件設備設置完畢后，在 Multisim 軟件中點擊仿真開關進行仿真分析。 由公式 CfR o?2 1? 我們可以計算得出 ?? k10R ，取其標稱值 ?k 。 （ a）低通濾波的通帶增益 洛陽理工學院畢業(yè)設計（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 ，當我們手動操作把它下降了 3dB 大約為 時，這個時候與它對應的頻率我們從圖 34（ b）中可以看出大約為 10kHz，也就是截止頻率，通過仿真表明該設計與理論值很接近。 4. 電路仿真 在 Multisim 軟件中找出自己設計的電路中所需的元器件并設置好它所需要的參數，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必定會有所升高，甚至有非常大引起自激蕩的可能。它是由兩級RC 濾波環(huán)節(jié)與同相比例運算電路結合而成的，其中第一級電容 C 接至輸出端，給以適量的正反饋能量，來修正幅頻特性。 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通過，而將另外一些不在允許范圍內頻率的信號攔截，稱為濾波。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 14 圖 224 一階 RC全響應仿真電路 然后，在點擊圖中的函數發(fā)生器 XFG1 的圖標，它會彈出上如圖 224中所顯示的一樣圖形，在彈出的函數發(fā)生器 XFG1 面板參數設置中，選擇方波信號，接著設置頻、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，當電容充滿電時，把開關 S1 切換到下面的端點，這時電容 C