Multisim14仿真设计流程Word格式.docx
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1、首先我们打开Multsim软件,如下图所示,默认有一个名为Design1的空白文件已经打开在工作台(WorkSpace)中。
2、这个名为“Design1”的文件是没有保存的,我们先将其保存起来,并将其重新命名。
执行菜单
【File】→【Saveas】即可弹出如下图所示的“另存为”对话框,选择合适的路径,并将其命名为
“MyGettingStarted”,最后点击“保存”即可
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3、此时的主界面应如下图所示:
可以看到之前为“Design1”的地方都已经被我们刚刚取的名称“MyGettingStarted”替换掉了
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放置元器件
仿真文件新建完成后,下一步应该将电路相关的元器件从器件库中调出来,这个案例涉及的器件有点多,请读者耐心点。
下表为本电路中所有元器件在库中的位置,熟悉Multisim软件的读者可以直接根据表中信息进行查找并调出相应的元器件。
标识符与元器件
组
系列
(RefDesandComponent)
(Grop)
(Family)
LED1–LED_blue
Diodes
LED
VCC
GND-DGND
Sources
POWER_SOURCES
GRROUND
U1-SEVEN_SEG_DECIMAL_
Indicators
HEX_DISPLAY
COM_A_BLUE
U2–74LS190N
TTL
74LS
U3–74LS47N
R1
-200Ω
Basic
RESISTOR
R2
–8Line_Isolated
RPACK
R3
–1k
R4
–50k
S1,S2-SPDT
SWITCH
U4-741
Analog
OPAMP
V1–AC_VOLTAGE
SIGNAL_VOLTAGE_
SOURCES
C1
–1uF
C2
–10nF
CAP_ELECTROLIT
C3
–100uF
J1–HDR1X4
Connectors
HEADERS_TEST
如果是Multisim软件新手,可以一步步往下阅读:
1、执行菜单【Place】→【Component】即可打开“选择元器件”(SelectaComponent)对话框。
首先如下图所示选择“Indicators”组下“HEX_DISPLAY”系列中的“SEVEN_SEG_DECIMAL_COM_A_BLUE”,再点击OK按钮即可。
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2、此时元器件在光标上呈现为虚线等待用户确定放置的位置。
在此过程中,如果元器件有必要进行旋转或镜像等操作,可以使用通用的【Ctrl+R】、【Ctrl+X】、【Ctrl+Y】等快捷键
3、将光标移动到工作台的合适位置,再左键点击即可放置此元器件,可以看到,此元器件的标识符
是U1。
4、我们继续放置“计数器电路”的其它元器件,如下图所示:
6
7
8
9
排阻默认值为1k欧姆,我们双击排阻元器件,即可弹出如下所示的对话框,将Value值改为180即
可
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5、放置元器件的顺序不同时,元器件标记符可能有所不同,但这不会对仿真产生影响。
完成后应如下图所示
LED1
200Ω
U2U3
U1
74LS47N
74LS190N
GND
180Ω
6、放置计数控制部分的元器件如下图所示
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S1
Key=Space
S2
7、放置“模拟运算放大器”部分的元器件如下图所示:
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1
741
V1R3
1kHz
1kΩ
0°
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U4
50kΩ50%
Key=A
8、放置“旁路电容”部分的元器件如下图所示:
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1μF
10nF
100μF
9、放置“插座”部分的元器件如下图所示:
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J1
HDR1X4
连接电路
所有的元器件都有用来连接其它元器件或仪器的引脚,与其它原理图或PCB设计工具不同的是,连接操作不需要特殊的工具,只要你的光标放在元器件的某个引脚上方,光标就会变成十字准线,再点击-移动-点击操作即可完成引脚的连接操作了。
1、将光标移动到电阻R2的下侧引脚上,此时光标将会变成上图所示的十字准线,点击后(放开)即有一根线粘在十字准线上,再移到U2的第13脚上再点击一下,此两个引脚之间的连接即完成了,如下图所示:
U2
A
QA
B
QB
C
QC
D
QD
5RCO13
CLKMAX/MIN12
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2、同理,将其它部分连接好,连接好后的“数字计数器”部分如下图所示:
U3
3、最终连接好的电路如下图所示:
仿真
电路设计仿真可以提前发现设计中的错误,节省时间与成本。
这里我们首先对上步中的电路进行完
善工作。
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1、设置单刀双掷开关S1、S2切换的快捷键。
这一步并不是必须的,在电路仿真进行时,你可以用鼠标点击开关进行位置的切换,也可以提前设置好快捷键。
双击S1,在弹出的如下对话框中Value页表项设置Keyfortoggle值,表示按下此按键时,此开关将进行切换
2、同理,将S2设置切换按键为“L”,此时应如下图所示:
3、添加示波器观察信号。
执行【Simulate】→【Instruments】→【Oscilloscope】即可添加示虚拟示波器,与放置其元器件一样,再如下图所示连接两个通道的信号即可:
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4、一切都已经准备就绪,执行菜单【Simulate】→【Run】即可开启电路的仿真了。
双击上一步中添加的示波器,即可弹出如下图所示的窗口
我们将其做适当的调整,如下图所示:
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其中,红色是AC交流信号源,峰峰值200mV,频率为1KHz,蓝色为直流输出,但是很明显,已经出现饱和失真与截止失真了。
注意:
下面我们对电路图进行了一些修改,并不是为了说明Samples是错误的,而是通过仿真结果找出后续其它应用可能遇到的问题,从而达到进一步理解Multisim仿真的目的。
波峰被削去了,是因为放大倍数过大,导致输出饱和。
我们将可调电阻R4调小,再观察一下输出,可以看到波峰已经正常了
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波谷被削去了,是因为没有运放直流偏置,有两种办法可以解决:
第一种,将V1交流信号源的电压偏置设置为,同时将100uF电容与R3串联;
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第二,我们可以用三个分压电阻与一个10uF隔离电容设置运放的直流中点偏置,同样,我们也必须将100uF电容与R3串联,如下所示:
C5
10μF
V1
.2Vpk
1kHz
R5
22kΩ
R7
100kΩ
R6
1kΩ
C4
50kΩ15%
两种方法的结果都是一样的,如下图所示:
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5、下面进行AC扫描分析。
也就是交流小信号分析,用来分析仿真电路的频率响应特性,即当输入信号的频率发生变化时输出信号的变化情况。
执行菜单【Place】→【Probe】→【Voltage】后,将探针放在运放的输出端(如果放置好了,探针会呈现绿色,否则将呈现灰色),如下图所示:
6、执行菜单【Simulate】→【Analysesandsimulation】即可打开如下图所示的“分析与仿真”对话框,选择“ACSweep”项后点击Run按钮即可
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7、运行后即可弹出如下图所示的数据视图,从中可以观察幅频与相频特性。
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