模电实验共射放大电路Multisim仿真.docx

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模电实验共射放大电路Multisim仿真

Multisim模拟电路仿真实验

1.Multisim用户界面及基本操作

1.1Multisim用户界面

在众多的EDA仿真软件中,Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用,受到电类设计开发人员的青睐。

Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表,将元器件与仪器集合为一体,就是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。

Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（InteractiveImageTechnologies,简称IIT公司）推出的以Windows为基础的仿真工具,原名EWB。

IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件ElectronicsWorkBench（电子工作台,简称EWB）,以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。

1996年IIT推出了EWB5、0版本,在EWB5、x版本之后,从EWB6、0版本开始,IIT对EWB进行了较大变动,名称改为Multisim（多功能仿真软件）。

IIT后被美国国家仪器（NI,NationalInstruments）公司收购,软件更名为NIMultisim,Multisim经历了多个版本的升级,已经有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9、Multisim10等版本,9版本之后增加了单片机与LabVIEW虚拟仪器的仿真与应用。

下面以Multisim10为例介绍其基本操作。

图1-1就是Multisim10的用户界面,包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。

图1-1Multisim10用户界面

菜单栏与Windows应用程序相似,如图1-2所示。

图1-2Multisim菜单栏

其中,Options菜单下的GlobalPreferences与SheetProperties可进行个性化界面设置,Multisim10提供两套电气元器件符号标准:

ANSI:

美国国家标准学会,美国标准,默认为该标准,本章采用默认设置;

DIN:

德国国家标准学会,欧洲标准,与中国符号标准一致。

工具栏就是标准的Windows应用程序风格。

标准工具栏:

视图工具栏:

图1-3就是主工具栏及按钮名称,图1-4就是元器件工具栏及按钮名称,图1-5就是虚拟仪器工具栏及仪器名称。

图1-3Multisim主工具栏

图1-4Multisim元器件工具栏

图1-5Multisim虚拟仪器工具栏

项目管理器位于Multisim10工作界面的左半部分,电路以分层的形式展示,主要用于层次电路的显示,3个标签为:

Hierarchy:

对不同电路的分层显示,单击“新建”按钮将生成Circuit2电路;

Visibility:

设置就是否显示电路的各种参数标识,如集成电路的引脚名;

ProjectView:

显示同一电路的不同页。

1、2Multisim仿真基本操作

Multisim10仿真的基本步骤为:

1、建立电路文件

2、放置元器件与仪表

3、元器件编辑

4、连线与进一步调整

5、电路仿真

6、输出分析结果

具体方式如下:

1）建立电路文件

具体建立电路文件的方法有:

●打开Multisim10时自动打开空白电路文件Circuit1,保存时可以重新命名

●菜单

●工具栏New按钮

●快捷键Ctrl+N

2）放置元器件与仪表

Multisim10的元件数据库有:

主元件库（MasterDatabase）,用户元件库（UserDatabase）,合作元件库（CorporateDatabase）,后两个库由用户或合作人创建,新安装的Multisim10中这两个数据库就是空的。

放置元器件的方法有:

●菜单PlaceComponent

●元件工具栏:

Place/Component

●在绘图区右击,利用弹出菜单放置

●快捷键Ctrl+W

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（PlaceSource）,得到如图1-6所示界面。

图1-6放置电源

修改电压值为12V,如图1-7所示。

图1-7修改电压源的电压值

同理,放置接地端与电阻,如图1-8所示。

图1-8放置接地端（左图）与电阻（右图）

图1-9为放置了元器件与仪器仪表的效果图,其中左下角就是函数信号发生器,右上角就是双通道示波器。

图1-9放置元器件与仪器仪表

3）元器件编辑

（1）元器件参数设置

双击元器件,弹出相关对话框,选项卡包括:

●Label:

标签,Refdes编号,由系统自动分配,可以修改,但须保证编号唯一性

●Display:

显示

●Value:

数值

●Fault:

故障设置,Leakage漏电;Short短路;Open开路;None无故障（默认）

●Pins:

引脚,各引脚编号、类型、电气状态

（2）元器件向导（ComponentWizard）

对特殊要求,可以用元器件向导编辑自己的元器件,一般就是在已有元器件基础上进行编辑与修改。

方法就是:

菜单Tools/ComponentWizard,按照规定步骤编辑,用元器件向导编辑生成的元器件放置在UserDatabase（用户数据库）中。

4）连线与进一步调整

连线:

（1）自动连线:

单击起始引脚,鼠标指针变为“十”字形,移动鼠标至目标引脚或导线,单击,则连线完成,当导线连接后呈现丁字交叉时,系统自动在交叉点放节点（Junction）;

（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,从而设定连线路径;

（3）关于交叉点,Multisim10默认丁字交叉为导通,十字交叉为不导通,对于十字交叉而希望导通的情况,可以分段连线,即先连接起点到交叉点,然后连接交叉点到终点;也可以在已有连线上增加一个节点（Junction）,从该节点引出新的连线,添加节点可以使用菜单Place/Junction,或者使用快捷键Ctrl+J。

进一步调整:

（1）调整位置:

单击选定元件,移动至合适位置;

（2）改变标号:

双击进入属性对话框更改;

（3）显示节点编号以方便仿真结果输出:

菜单Options/SheetProperties/Circuit/NetNames,选择ShowAll;

（4）导线与节点删除:

右击/Delete,或者点击选中,按键盘Delete键。

图1-10就是连线与调整后的电路图,图1-11就是显示节点编号后的电路图。

图1-10连线与调整后的电路图

（a）显示节点编号对话框（b）显示节点编号后的电路图

图1-11电路图的节点编号显示

5）电路仿真

基本方法:

●按下仿真开关,电路开始工作,Multisim界面的状态栏右端出现仿真状态指示;

●双击虚拟仪器,进行仪器设置,获得仿真结果

图1-12就是示波器界面,双击示波器,进行仪器设置,可以点击Reverse按钮将其背景反色,使用两个测量标尺,显示区给出对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1-12示波器界面（右图为点击Reverse按钮将背景反色）

6）输出分析结果

使用菜单命令Simulate/Analyses,以上述单管共射放大电路的静态工作点分析为例,步骤如下:

●菜单Simulate/Analyses/DCOperatingPoint

●选择输出节点1、4、5,点击ADD、Simulate

图1-13静态工作点分析

2.共射放大电路仿真实验

放大就是对模拟信号最基本的处理,图2-1就是单管共射放大电路（NPN型三极管）的仿真电路图。

图2-1单管共射放大电路（NPN型三极管）

进行直流工作点分析,采用菜单命令Simulate/Analysis/DCOperatingPoint,在对话框中设置分析节点及电压或电流变量,如图3-2所示。

图3-3就是直流工作点分析结果。

图3-2直流工作点分析对话框

图3-3直流工作点分析结果

当静态工作点合适,并且加入合适幅值的正弦信号时,可以得到基本无失真的输出,如图3-4所示。

（a）

（b）

图3-4单管共射放大电路输入输出波形

试着求出该共射放大电路的静态工作点。