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1、Author: Jackie Long 1 All rights reserved, NO Spreading without Authorization 交流扫描仿真分析交流扫描仿真分析 一、概述 本文以 NI Multisim 14 软件来介绍串联谐振电路电路的原理及其仿真过程，以便新手用 户快速掌握交流扫描仿真分析的应用。 二、声明 本文假设读者已经熟悉 NI Multisim 14 的基本仿真流程，因此不再对一些操作细节进行 赘述，如果读者不是很熟悉本软件的使用，可以参考“第 2 章 Multisim 软件仿真流程” ，里 面有非常详细的操作使用方法。 三、交流扫描分析 有些文档将其称
2、为“交流分析” （AC Analysis） ，其实称为“交流扫描分析” （AC Sweep Analysis）更贴切一些，因为其分析的过程就是：将交流信号源的频率从低到高变化（即扫 描）输入到电路中，再记录每个频率对应输出的幅度与相位的结果。 交流扫描分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析， 是一种线性分析方法。 通过 分析可以得到电路的幅频特性和相频特性。Multisim 软件在进行交流扫描分析时，包含两个 步骤： 1、分析电路的直流工作点：用于对各个非线性元件做线性化处理； 2、分析线性化的小信号等效电路； 只有电压源或电流源的交流参数会被用到， 这些参数将被用来设置源的幅度与相位，
3、其 它诸如直流电压或峰值电压对交流扫描过程没有影响。 执行菜单【Simulate】【Analyses and Simulate】即可弹出如下图所示的“分析与仿真 对话框”其中包含了 Multisim 所有的分析方法，而交流扫描分析（AC Sweep）在第三个位 置。 于交 率从 那么 率轴 Line 在分析过程 1、数字元器 2、直流电源 3、交流源、 4、非线性器 5、所有输入 6、如果设计 交流扫描分析 我们来看看 1、起止频率 从低到高变化 么从低到高变 2、扫描方式 轴上是怎么分 ar（线性） ， 2 程中（第 2 步 器件将被认为 源置零 、电容与电感 器件将被交流 入源都被认为 计
4、中包含输出 析 看直流工作点 率（FSTART、 化（即扫描） 变化的区间到 式（Sweep Ty 分布的呢？M 默认是 10 倍 Au 步） ： 为是对地的高 感被它们的交 流线性小信号 为是正弦的。 出方波或三角 分析有主要 FSTOP） ：前 输入到电路 到底是多少呢 ype） ：在交流 ultisim14 有三 倍频 uthor: Jackie Lo All 高阻； 交流模型表示 号模型表示； 输入源的频 角波的函数发 哪些地方可 前面我们提过 中，再记录每 ？默认是 1H 流信号源的频 三种扫描方式 ong rights reserved, 示； 频率会被忽略 发生器，系统 以调整：
5、 过，交流扫描 每个频率对应 Hz 到 10GHz。 频率从低到高 式： Decade （ NO Spreading 略； 统会自动将其 描分析就是将 应输出的幅度 。一般情况下 高扫描过程中 10 倍频） 、 O without Author 其切换为正弦 将交流信号源 度与相位的结 下我们不用更 中，整个范围 Octave （8 倍频 ization 以用 源的频 结果。 更改； 在频 频） 、 自然 量选 四、 定的 3、采样点数 然曲线就会越 4、重直轴刻 5、用来分析 选择的栏目， 、原理图 下图为简单 的值，但改变 3 数（Number o 越精确，但那 刻度（Vertica 析的
6、变量（S 用于把用户 单的 RLC 串联 变其参数是不 Au of points per 那样会增加仿 al scale）:有 Selected varia 关注的变量 联谐振电路，其 不会影响交流 uthor: Jackie Lo All decade） ：每 真时间。默认 有四种选项， ables for anal 添加进来，这 其中交流源 扫描分析的结 ong rights reserved, 每十倍频的分 认为 10 个点 Linear、Loga ysis） ：在 Ou 这一点与“直 V1 的频率与 结果的。 NO Spreading 分析采样多少 点。 arithmic、De utp
7、ut 页表中 直流工作点分 与峰峰值参数 without Author 少个点？点数 ecibel、Octav 中，还有一个 分析”是一致 数虽然都有预 ization 数越多 ve 与变 致的。 预先设 Author: Jackie Long 4 All rights reserved, NO Spreading without Authorization 五、工作原理 在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗 XC与感抗 XL相等时，电路中的电压 U 与电流 I 的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电 路的阻抗 Z=R，电路中总阻抗最小，电流将达到最大
8、值，此时的频率为串联谐振频率，其计 算公式为： f ? 1 2? 由原理图中的数据可以计算得出串联谐振频率约为 734.165Hz 六、元器件信息 以下为本例中的元器件信息，读者可根据信息调出元器件 标识符与元器件标识符与元器件 （RefDes and Component） 组 ） 组 （Group） 系列系列 （Family） L1 10mH Basic INDUCTOR R1 1 Basic RESISTOR C1 4.7uF Basic CAPACITOR GROUND Sources POWER_SOURCES AC_VOLTAGE Sources SIGNAL_VOLTAGE_ SO
9、URCES 七、仿真结果 执行菜单 【Simulate】 【AC Sweep】 后， 按前面小节所述将节点 1 添加进变量分析栏， 再点击 Run 按钮，即可弹出如下所示的视图。 L1 10mH C1 4.7F 3 R1 1 1 V1 1Vpk 1kHz 0 2 0 由图中可知 更多实例可 5 知道，此串联 可关注电子 Au 联谐振电路的谐 子制作站中国 uthor: Jackie Lo All 谐振频率约为 微信号 dz ong rights reserved, 为 734.1036H zzzcn NO Spreading Hz，与理论值 without Author 值是相符合的 ization 的
