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1、第13章 tisim模拟电路仿真本章Mltisi10电路仿真软件,解说使用Multisi进行模拟电路仿真的基本措施。目录1. Multsim软件入门2. 二极管电路 3. 基本放大电路 差分放大电路5. 负反馈放大电路 6 集成运放信号运算和解决电路7. 互补对称(OCL）功率放大电路 8. 信号产生和转换电路 . 可调式三端集成直流稳压电源电路13.1Multiim顾客界面及基本操作1311 ltiim顾客界面在众多的A仿真软件中,Multsim软件界面和谐、功能强大、易学易用,受到电类设计开发人员的青睐。Mulsim用软件措施虚拟电子元器件及仪器仪表,将元器件和仪器集合为一体,是原理图设计
2、、电路测试的虚拟仿真软件。Mltim来源于加拿大图像交互技术公司(ntraci maeTechologies，简称IIT公司)推出的以indw为基本的仿真工具，原名E。IIT公司于18年推出一种用于电子电路仿真和设计的ED工具软件Eltoic oBench（电子工作台,简称EW），以界面形象直观、操作以便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。99年II推出了B5.0版本,在EB5x版本之后,从EWB6.0版本开始,IT对EW进行了较大变动，名称改为ultsi（多功能仿真软件)。IT后被美国国家仪器（NI,Nationa Intrumet）公司收购，软件改名为N Multisi，Mtisi
3、m经历了多种版本的升级,已有Mutiim、 Mutiim7、Mtism8、Mutisim9 、Multisi等版本，9版本之后增长了单片机和LabIEW虚拟仪器的仿真和应用。下面以Mti10为例简介其基本操作。图1311是Multsm10的顾客界面，涉及菜单栏、原则工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等构成部分。图1.1- ltiim1顾客界面菜单栏与indo应用程序相似,如图3.1-2所示。图13.1-2 ultim菜单栏其中,Opions菜单下的Gob refes和heeProertes可进行个性化界面设立，Mulisi10提供两套电气元器件符号原
4、则：ANSI:美国国标学会，美国原则,默觉得该原则,本章采用默认设立; DIN:德国国标学会，欧洲原则，与中国符号原则一致。工具栏是原则的Winos应用程序风格。原则工具栏：视图工具栏：图3.13是主工具栏及按钮名称，图3.1-是元器件工具栏及按钮名称,图.15是虚拟仪器工具栏及仪器名称。图3.1-3 Mults主工具栏图13.1-4 Mltisi元器件工具栏图13.15 Mltisi虚拟仪器工具栏项目管理器位于Mulsi10工作界面的左半部分，电路以分层的形式展示,重要用于层次电路的显示,个标签为:Herrch：对不同电路的分层显示，单击“新建”按钮将生成Ciruit2电路；isibilit
5、y：设立与否显示电路的多种参数标记，如集成电路的引脚名;Prject iew：显示同一电路的不同页。1.1.2 Mlisim仿真基本操作uisi10仿真的基本环节为：1. 建立电路文献2. 放置元器件和仪表3. 元器件编辑. 连线和进一步调节5. 电路仿真. 输出分析成果具体方式如下： 建立电路文献 具体建立电路文献的措施有：l 打开Mutisim10时自动打开空白电路文献rit1,保存时可以重新命名l 菜单File/Nwl 工具栏New按钮l 快捷键Ctr+N2. 放置元器件和仪表Mlism10的元件数据库有:主元件库(Mster Dtabase）,顾客元件库（Uer Datse），合伙元件
6、库（Corprte Daaae）,后两个库由顾客或合伙人创立，新安装的Multisim10中这两个数据库是空的。放置元器件的措施有：l 菜单lce Cmponetl 元件工具栏:Plac/Coonentl 在绘图区右击,运用弹出菜单放置l 快捷键Ct+放置仪表可以点击虚拟仪器工具栏相应按钮，或者使用菜单方式。以晶体管单管共射放大电路放置+12V电源为例，点击元器件工具栏放置电源按钮(Plce Soure）,得到如图13.1-6所示界面。图1316 放置电源修改电压值为12,如图13-7所示。图13-7 修改电压源的电压值同理，放置接地端和电阻，如图13.18所示。 图131-8 放置接地端（左
7、图）和电阻(右图)图31-9为放置了元器件和仪器仪表的效果图,其中左下角是函数信号发生器，右上角是双通道示波器。图13.1-9 放置元器件和仪器仪表3. 元器件编辑（1)元器件参数设立双击元器件,弹出有关对话框,选项卡涉及:l Label:标签，Refdes编号，由系统自动分派，可以修改,但须保证编号唯一性l Dislay：显示l Value：数值l Faul:故障设立，eaage漏电；Short短路;Open开路;Nne无端障（默认)l Pins:引脚，各引脚编号、类型、电气状态()元器件向导(Comonent Wizard) 对特殊规定,可以用元器件向导编辑自己的元器件,一般是在已有元器件
8、基本上进行编辑和修改。措施是：菜单Tool/Component izard,按照规定环节编辑，用元器件向导编辑生成的元器件放置在sr Datase(顾客数据库）中。4. 连线和进一步调节连线：()自动连线：单击起始引脚，鼠标指针变为“十”字形,移动鼠标至目的引脚或导线,单击,则连线完毕,当导线连接后呈现丁字交叉时，系统自动在交叉点放节点（Jtin);（2）手动连线：单击起始引脚,鼠标指针变为“十”字形后,在需要拐弯处单击，可以固定连线的拐弯点，从而设定连线途径;（3）有关交叉点,lsm10默认丁字交叉为导通,十字交叉为不导通,对于十字交叉而但愿导通的状况,可以分段连线,即先连接起点到交叉点，然
9、后连接交叉点到终点；也可以在已有连线上增长一种节点(Jctin),从该节点引出新的连线，添加节点可以使用菜单Plce/Junctio,或者使用快捷键Cr+J。进一步调节：(）调节位置:单击选定元件,移动至合适位置；(2)变化标号：双击进入属性对话框更改；（3)显示节点编号以以便仿真成果输出:菜单OtioSheetPertesCruit/Net Naes，选择Shw Al;（4）导线和节点删除：右击/lete，或者点击选中，按键盘Delete键。图13.1-10是连线和调节后的电路图,图1311是显示节点编号后的电路图。图1.1-10 连线和调节后的电路图 （a)显示节点编号对话框 (）显示节点
10、编号后的电路图图13.1-1 电路图的节点编号显示5. 电路仿真基本措施:l 按下仿真开关,电路开始工作,Multim界面的状态栏右端浮现仿真状态批示;l 双击虚拟仪器，进行仪器设立,获得仿真成果图11-12是示波器界面，双击示波器,进行仪器设立,可以点击Revers按钮将其背景反色,使用两个测量标尺,显示区给出相应时间及该时间的电压波形幅值，也可以用测量标尺测量信号周期。 图.1-2示波器界面(右图为点击Rees按钮将背景反色). 输出分析成果使用菜单命令Simute/nalyses,以上述单管共射放大电路的静态工作点分析为例,环节如下:l 菜单imlateAnalses/ Operatin
11、g Poil 选择输出节点1、5,点击AD、ult 图131-13 静态工作点分析 13.2 二极管及三极管电路32. 二极管参数测试仿真实验半导体二极管是由PN构导致的一种非线性元件。典型的二极管伏安特性曲线可分为4个区:死区、正向导通区、反向截止区、反向击穿区，二极管具有单向导电性、稳压特性，运用这些特性可以构成整流、限幅、钳位、稳压等功能电路。半导体二极管正向特性参数测试电路如图1321所示。表3.2是正向测试的数据,从仿真数据可以看出：二极管电阻值不是固定值,当二极管两端正向电压小，处在“死区”,正向电阻很大、正向电流很小,当二极管两端正向电压超过死区电压，正向电流急剧增长，正向电阻也
12、迅速减小,处在“正向导通区”。图1-1 二极管正向特性测试电路表13.2-1 二极管正向特性仿真测试数据R10%2%30%070%Vd/mV49553613660dmA000.248841.5292.60.6r=V/I（欧姆)775073812148半导体二极管反向特性参数测试电路如图13.2-所示。图132-2 二极管反向特性测试电路表13.2-2是反向测试的数据,从仿真数据可以看出:二极管反向电阻较大,而正向电阻小,故具有单向特性。反向电压超过一定数值（VBR），进入“反向击穿区”,反向电压的微小增大会导致反向电流急剧增长。表132-2 二极管反向特性仿真测试数据Rw0%5080100%V
13、d/mV1000030004999379880180832Id/A0.00.000.04337rd=Vd/I（欧姆)7.5E67.1E61.8E6229094083.2.2 二极管电路分析仿真实验二极管是非线性器件,引入线性电路模型可使分析更简朴。有两种线性模型：(1)大信号状态下的抱负二极管模型,抱负二极管相称于一种抱负开关;（2）正向压降与外加电压相比不可忽视,且正向电阻与外接电阻相比可以忽视时的恒压源模型,即一种恒压源与一种抱负二极管串联。 图13.2-3是二极管实验电路,由图中的电压表可以读出:二极管导通电压Von .17V; 输出电压V -.6V。图1.2-二极管实验电路(二极管为IN48）运用二极管的单向导电性、正向导通后其压降基本恒定的特性，可实现对输入信号的限幅,图3.2-4(a）是二极管双向限幅实验电路。V和V2是两个电压源,根据电路图，上限幅值为：1+n,下限幅值为:V2n。在i的正半周，当输入信号幅值不不小于（1+Von）时，D1、D2均截止，故Vo = Vi；当Vi不小于（V1+Von)时，D1导通、2截止,V =V1+on4.65V；在Vi的负半周,当|V| 2+Von时,D1、D2均截止，
