【正文】 isim 交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。通過 Multisim和虛擬儀器技術(shù)， PCB 設(shè)計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。憑借 NI Multisim，您可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫的電路圖，并利用工業(yè)標準 SPICE 模擬器模仿電路行為。與 NI LabVIEW 和 SignalExpress 軟件的集成，完善了具有強大技術(shù)的設(shè)計流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實現(xiàn)建模測量。 圖 111 Multisim 啟動界面 11 Multisimt 提供了許多分析功能： DC Operating Point Analysis（直流工作點分析 ）， AC Analysis（交流分析 ），Transient Analysis（瞬態(tài)分析）， Fourier Analysis（傅里葉分析）， Noise Analysis（噪聲分析）， Distortion Analysis（失真度分析）， DC Sweep Analysis（直流掃描分析）， DC and AC Sensitvity Analysis（直流和交流靈敏度分析）， Parameter Sweep Analysis（參數(shù)掃描分析）， Temperature Sweep Analysis（溫度掃描分析）， Transfer Function Analysis（傳輸函數(shù)分析）， Worst Case Analysis（最差情況分析）， Pole Zero Analysis（零級分析）， Monte Carlo Analysis（蒙特卡羅分析）， Trace Width Analysis（線寬分析）， Nested Sweep Analysis（嵌套掃描分析）， Batched Analysis（批處理分析）， User Defined Analysis（用戶自定義分析）。一臺電子產(chǎn)品的設(shè)計過程，從概念的確立，到包括電路原理、 PCB 版圖、單片機程序、機內(nèi)結(jié)構(gòu)、 FPGA 的構(gòu)建及仿真、外觀界面、熱穩(wěn)定分析、電磁兼容分析在內(nèi)的物理級設(shè)計，再到 PCB 鉆孔圖、自動貼片、焊膏漏印、元器件清單、總裝配圖等生產(chǎn)所需資料等等全部在計算機上完成。 2 函數(shù)發(fā)生器的幾種設(shè)計方法 基于 555 的函數(shù)發(fā)生器設(shè)計 通過 555 定時器進行函 數(shù)發(fā)生器的設(shè)計，電路簡單，成本低廉。 設(shè)計思路為：由 555 定時器構(gòu)成的多諧自激震蕩器得到方波；方波通過一階 RC 積分電路得到三角波；三角波再通過二階 RC 積分電路得到正弦波。 基于 ICL8038 函數(shù)發(fā)生器設(shè)計 ICL8038 的工作頻率范圍在幾赫茲至幾百千赫茲之間，它可以同時輸出方波（或脈沖波）、三角波、正弦波。輸出波形頻率可變且精確度高，當輸出波形頻率小于 10KHz 時，誤差僅為 %。恒流源 2 的工作狀態(tài)是由恒流源 1對電容器 C連續(xù)充電，增加電容電壓，從而改變比較器的輸入電平，比較器的狀態(tài)改變，帶動觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)來連續(xù) 控制的。由于恒流源 2的工作電流值為 2I，是恒流源 1的 2 倍，電容器處于放電狀態(tài)，在單位時間內(nèi)電容器端電壓將線性下降，當電容電壓下降到比較器 2 的輸入電壓規(guī)定值的 1／ 3 倍時，比較器 2狀態(tài)改變，使觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)回到原來的狀態(tài)，這樣周期性的循環(huán)，完成振蕩過程。由于觸發(fā)器的工作狀態(tài)變化時間也是由電容電壓的充放電過程決定的，所以，觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，就能產(chǎn)生方波函數(shù)信號，在芯片內(nèi)部，這兩種函數(shù)信號經(jīng)緩沖器功率放大，并從管腳 3和管腳 9 輸出。 腳 12（ Sine Wave Adjust）：正弦波失真度調(diào)節(jié)；腳 2（ Sine Wave Out）：正弦波輸出；腳 3（ Triangle Out）：三角波輸出；腳 5（ Duty Cycle Frequency）：方波的占空比調(diào)節(jié)、正弦波和三角波的對稱調(diào)節(jié)；腳 6（ V＋）：正電源177。 18V；腳 7（ FM Bias）：內(nèi)部頻率調(diào)節(jié)偏置電壓輸；腳 8(FM Sweep)：外部掃描頻率電壓輸入；腳 9（ Square Wave Out）：方波輸出，為開路結(jié)構(gòu)；腳 10（ Timing Capacitor）：外接振蕩電容；腳 11（ V－ or GND）：負電原或地；腳 1 14（ NC）：空腳。 該方案的主要思路是采用編程的方法來產(chǎn)生希望得到的波形，用戶將要輸出的波形預先儲存在半導體存儲器中，在需要某種波形時將存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)依次讀出來，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換、濾波等處理后，輸出該波形信號。不足之處是由于單片機的處理數(shù)據(jù)速度有限，當產(chǎn)生頻率比較高的信號時，輸出波形的質(zhì)量將下降。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件，也可以采用集成電路 (如單片函數(shù)發(fā)生器模塊 AT89C52)。 產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生正弦波，然后通過整形電路將正弦波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波 — 方波，再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊?。差分放大器具有工作點穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強等優(yōu)點。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。其電路的工作原理如下： v o1 + 12 V 13 12 4 R 3 20k ? – 12V 47k ? 10k ? R 2 2 R 1 10k ? 1 RP 2 R 4 5 .1 k ? 100k ? 7 6 R 5 10k ? A 1 A 2 9 4 C 1 10 ? F ＋ ＋ S C 2 1 ? F + 12 V v o 2 10 ＋ C 3 470 ? F RP 3 47 k ? ＋ C 4 470 ? F R B1 6 . 8k ? T 1 R C1 1 0 k ? + 12 V R C2 1 0 k ? C 6 * 0. 1 ? F C 5 ＋ 470 ? F v o3 R B2 T 2 6 . 8k ? 100 ? RP 4 R E2 10 0 ? R E3 2k ? T 3 T 4 R E4 2k ? R 8k ? B G 31 9 – 12V ? A 74 7 1 2 ? A 74 7 1 2 – 12V RP 1 A 1 A 2 * － ＋ – + 圖 311 函數(shù)發(fā)生器原理框 16 ． 方波 產(chǎn)生電路是由滯回比較電路和 RC 定時電路構(gòu)成的。當 uo 重新回到＋ UOM 以后，電路又進入另一個周期性的變化。其電路的工作原理如下： 圖 431 方波 — 三角波產(chǎn)生電路 若放大器 A1 同相輸入端 a 點斷開，運算發(fā)大器 A1 與 R R2 及 R RP1 組成電壓比較器。比較器的輸出 Uo1 的高電平等于正電源電壓 +Vcc，低電平等于負電源電壓 Vee（ |+Vcc|=|Vee|） , 當比較器的 U+=U=0 時，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出 Uo1 從高電平跳到低電平 Vee,或者從低電平 Vee 跳到高電平 Vcc。將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限電位Uia為 223 1 3 1()C C C CiaRRU V VR R P R R P? ??? ? ??? （ 432） 若 Uo1=Vee,則比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位 Uia+為 223 1 3 1()EE C CiaRRU V VR R P R R P? ?? ? ??? （ 433） 比較器的門限寬度 2312H C Cia ia RU U U VR RP??? ? ? ?