第4章Multisim方法

1、第4章 Multisim8 的仿真分析第第4章章 Multisim8 仿真分析仿真分析 4.1 基本仿真分析基本仿真分析 4.2 扫描分析扫描分析 4.3 电路性能分析电路性能分析 4.4 统计分析统计分析 4.5 其他分析其他分析 第4章 Multisim8 的仿真分析 19种电路分析方法包括：种电路分析方法包括：直流工作点分析直流工作点分析、交流分析交流分析、瞬态分析瞬态分析、傅里叶分析傅里叶分析、 噪声分析噪声分析、噪声系数分析噪声系数分析、失真失真分析分析、直流扫描分析直流扫描分析 、灵敏度分析灵敏度分析、参数扫描分析参数扫描分析、温度温度扫描分析扫描分析、零极点分析、零极点分析、传递

2、函数分析传递函数分析、最坏情况分析最坏情况分析、蒙特卡罗分析蒙特卡罗分析、布线宽度分析布线宽度分析、批处理分析批处理分析、用户自定义用户自定义分析和分析和射频分析射频分析。 单击菜单栏单击菜单栏Simulate-/Analyses的下拉菜单，可进行的下拉菜单，可进行选择选择：Multisim8 提供了提供了19种电路分析方法种电路分析方法第4章 Multisim8 的仿真分析图图4.1 三极管单管放大电路三极管单管放大电路下面将以图下面将以图4.1所示的三极管单管放大电路为例，介绍所示的三极管单管放大电路为例，介绍Multisim8的仿真分析方法。的仿真分析方法。第4章 Multisim8 的

3、仿真分析一、直流工作点分析一、直流工作点分析(DC Operating Point Analysis) 直流工作点分析是求解电路仅受电路中直流电直流工作点分析是求解电路仅受电路中直流电压源或电流源作用时，每个节点上的电压及流过的压源或电流源作用时，每个节点上的电压及流过的电流。电流。4.1 基本仿真分析基本仿真分析 对电路进行直流工作点分析时，交流电压源短路、对电路进行直流工作点分析时，交流电压源短路、交流电流源开路、电感短路、电容开路和数字器件高交流电流源开路、电感短路、电容开路和数字器件高阻接地。阻接地。第4章 Multisim8 的仿真分析1、创建电路，如图、创建电路，如图直流工作点分析

4、基本步骤直流工作点分析基本步骤2、直流工作点分析设置、直流工作点分析设置SimulateAnalysesDC Operating Point进入直流工作点分析设置进入直流工作点分析设置第4章 Multisim8 的仿真分析直流工作点分析设置直流工作点分析设置设置需要分设置需要分析的节点或析的节点或变量变量仿真电路的节仿真电路的节点、流过电压点、流过电压源的电流等变源的电流等变量列表量列表将要分析的将要分析的节点或变量节点或变量显示电路中没显示电路中没有出现的内部有出现的内部节点节点其他设置可其他设置可默认默认对分析设置对分析设置进行汇总进行汇总设置完成设置完成启动仿真启动仿真第4章 Multi

5、sim8 的仿真分析图图4.3 直流工作点分析结果直流工作点分析结果第4章 Multisim8 的仿真分析二、二、 交流分析交流分析(AC Analysis) 交流分析是对电路进行交流频率响应分析，包括交流分析是对电路进行交流频率响应分析，包括幅幅频特性分析频特性分析和和相频特性分析相频特性分析。 Multisim8进行交流分析时，电路的输入信号源都进行交流分析时，电路的输入信号源都被认为是正弦波信号。被认为是正弦波信号。第4章 Multisim8 的仿真分析AC分析前的准备工作：分析前的准备工作：重新设置信号重新设置信号源的参数源的参数第4章 Multisim8 的仿真分析交流分析设置交流分

6、析设置设置设置AC分析分析时的频率参数时的频率参数设定交流分析的设定交流分析的扫描方式扫描方式通常采用通常采用Decade（10倍程扫描）倍程扫描）以对数方式展现以对数方式展现设置分析的节点为设置分析的节点为2第4章 Multisim8 的仿真分析三极管放大电路三极管放大电路AC仿真结果仿真结果第4章 Multisim8 的仿真分析高通电路的高通电路的AC仿真仿真分别设置需要分析分别设置需要分析的节点为的节点为1和和5第4章 Multisim8 的仿真分析高通电路的高通电路的AC仿真结果仿真结果节点节点1节点节点5运放对电路的影响，运放对电路的影响，与运放的参数有关与运放的参数有关第4章 Mu

7、ltisim8 的仿真分析 瞬态分析也称为瞬态分析也称为时域暂态分析时域暂态分析，是指对所选定的，是指对所选定的电路节点的时域相应进行分析，通常以电路节点的时域相应进行分析，通常以节点电压波形节点电压波形作为瞬态分析的结果，其结果与示波器结果相同。作为瞬态分析的结果，其结果与示波器结果相同。三、瞬态分析三、瞬态分析(Transient Analysis)第4章 Multisim8 的仿真分析瞬态分析设置瞬态分析设置设置瞬态分析的设置瞬态分析的时间参数时间参数设置最大时设置最大时间步长间步长默认为程序自动默认为程序自动设置初始值设置初始值以时间内的取样以时间内的取样点数设置分析的点数设置分析的步

8、长步长以时间间距设以时间间距设置分析的步长置分析的步长由程序自动由程序自动设置步长设置步长最后选定最后选定节点节点2作为分析节点作为分析节点可得仿真结果！可得仿真结果！第4章 Multisim8 的仿真分析仿真结果：节点仿真结果：节点2的波形如图的波形如图第4章 Multisim8 的仿真分析 傅里叶分析就是求解一个时域信号的傅里叶分析就是求解一个时域信号的直流分量直流分量、基基波分量波分量和和各次谐波分量各次谐波分量的幅度，即进行离散傅里叶变的幅度，即进行离散傅里叶变换。换。四、四、 傅里叶分析傅里叶分析(Fourier Analysis) 傅里叶分析在瞬态分析基础上，对时域分析的结果傅里叶

9、分析在瞬态分析基础上，对时域分析的结果做傅里叶变换，从而做傅里叶变换，从而得到信号的频谱函数得到信号的频谱函数。第4章 Multisim8 的仿真分析傅里叶分析设置傅里叶分析设置SimulateAnalysesFourier Analysis设定基波设定基波频率频率选择选择图表与曲线图表与曲线显示方式显示方式以线条形式来描以线条形式来描绘频谱图绘频谱图设置纵轴刻度类型设置纵轴刻度类型线性线性(Linear)对数对数(Log)分贝分贝(Decibel)设置谐波次数设置谐波次数可由系统自动计可由系统自动计算得到算得到停止采样时间不停止采样时间不能为能为0，也可由系，也可由系统计算得到统计算得到第4

10、章 Multisim8 的仿真分析信号的频谱信号的频谱信号中各谐波信号中各谐波的数据的数据第4章 Multisim8 的仿真分析傅里叶分析举例傅里叶分析举例乘法器应用电路乘法器应用电路电路电路傅里叶分析结果傅里叶分析结果输出信号输出信号的频谱的频谱第4章 Multisim8 的仿真分析五、传递函数分析五、传递函数分析(Transfer Function Analysis) 传递函数分析是计算两个输出节点的电压或流过传递函数分析是计算两个输出节点的电压或流过某个器件的电流与一个输入源的某个器件的电流与一个输入源的直流直流小信号传递函数小信号传递函数还可用于计算电路的还可用于计算电路的输入输入和和

11、输出阻抗输出阻抗。 该分析首先将任何非线性模型在直流工作点基础该分析首先将任何非线性模型在直流工作点基础上线性化，求得其线性化的模型，然后再进行小信号上线性化，求得其线性化的模型，然后再进行小信号分析。分析。第4章 Multisim8 的仿真分析对下面的阻容耦合三极管放大电路做传递函数分析对下面的阻容耦合三极管放大电路做传递函数分析第4章 Multisim8 的仿真分析阻容耦合三极管放大电路传递函数分析设置阻容耦合三极管放大电路传递函数分析设置第4章 Multisim8 的仿真分析阻容耦合三极管放大电路传递函数分析结果阻容耦合三极管放大电路传递函数分析结果输入阻抗输入阻抗输出阻抗输出阻抗传递函

12、数值传递函数值为什么是为什么是0？思考：思考：如果把放大电路中的如果把放大电路中的C1和和C2去掉，去掉，传递函数分析结果如何？传递函数分析结果如何？第4章 Multisim8 的仿真分析补充补充 ：放大电路的输入输出电阻的测量方法：放大电路的输入输出电阻的测量方法第4章 Multisim8 的仿真分析输入电阻的测量：输入电阻的测量：用两个万用表交流用两个万用表交流档测出两个电压档测出两个电压（交流有效值）（交流有效值）先在此串上一先在此串上一个已知电阻个已知电阻可根据下式计算出电路的输入电阻：可根据下式计算出电路的输入电阻：6121RUURUi第4章 Multisim8 的仿真分析输出电阻的

13、测量：输出电阻的测量：先把负载取掉，测先把负载取掉，测输出电压值输出电压值U01（交流有效值）（交流有效值）再加上负载，测再加上负载，测输出电压值输出电压值U02（交流）（交流）可根据下式计算出电路的输出电阻：可根据下式计算出电路的输出电阻：LocoocoRUUUR第4章 Multisim8 的仿真分析比较共射电路和共集电路的输出电阻：比较共射电路和共集电路的输出电阻：说明哪个电路的带负载能力强？说明哪个电路的带负载能力强？共射放大电路共射放大电路共集放大电路共集放大电路第4章 Multisim8 的仿真分析4.2 扫描分析扫描分析1. 直流扫描分析直流扫描分析(DC Sweep Analys

14、is) 直流扫描分析是分析电路中某一节点的直流工作直流扫描分析是分析电路中某一节点的直流工作点随电路中一个或两个直流电源变化的情况。点随电路中一个或两个直流电源变化的情况。 利用直流扫描分析的直流电源变化范围可以快利用直流扫描分析的直流电源变化范围可以快速确定电路的直流工作点。速确定电路的直流工作点。第4章 Multisim8 的仿真分析对下面的放大电路进行直流扫描分析。对下面的放大电路进行直流扫描分析。研究直流电源研究直流电源V2变化对工作点的影响变化对工作点的影响第4章 Multisim8 的仿真分析选择所要扫描选择所要扫描的直流电源的直流电源设置变动范围设置变动范围是和增量是和增量输出节

15、点选输出节点选3，4，6直流扫描分析设置直流扫描分析设置第4章 Multisim8 的仿真分析3，4，6节点的直流工作点电压随着电源节点的直流工作点电压随着电源V2的变化情况。的变化情况。第4章 Multisim8 的仿真分析2.参数扫描分析参数扫描分析(Parameter Sweep Analysis) 参数扫描分析是检测电路中某个元件的参数，在一参数扫描分析是检测电路中某个元件的参数，在一定取值范围内变化时对电路直流工作点、瞬态特性、交定取值范围内变化时对电路直流工作点、瞬态特性、交流频率特性的影响。流频率特性的影响。在实际电路设计中，可以针对电路性能进行优化。在实际电路设计中，可以针对电

16、路性能进行优化。在进行参数扫描分析时，数字器件被视为高阻接地。在进行参数扫描分析时，数字器件被视为高阻接地。第4章 Multisim8 的仿真分析对放大电路对放大电路1进行参数扫描分析。进行参数扫描分析。研究元件参数变化对放大电路的影响，如：研究元件参数变化对放大电路的影响，如：R3第4章 Multisim8 的仿真分析参数扫描设置参数扫描设置输出节点选输出节点选2选择要扫描选择要扫描的元器件的元器件设定扫描元设定扫描元器件的变化器件的变化范围范围 本设置是对放大电路的本设置是对放大电路的R3进行参数扫描分析，进行参数扫描分析，研究集电极电阻研究集电极电阻R3参数变化对放大电路的影响？参数变化

17、对放大电路的影响？第4章 Multisim8 的仿真分析参数扫描分析结果参数扫描分析结果集电极电阻集电极电阻R3参数变化对放大电路的影响参数变化对放大电路的影响可由扫描分析可由扫描分析结果得结果得R3的阻的阻值在值在2k较合理较合理第4章 Multisim8 的仿真分析对基本共射放大电路进行参数扫描分析。对基本共射放大电路进行参数扫描分析。研究元件参数变化对放大电路的影响，如：研究元件参数变化对放大电路的影响，如：R3第4章 Multisim8 的仿真分析参数扫描设置参数扫描设置输出节点选输出节点选2选择要扫描选择要扫描的元器件的元器件设定扫描元设定扫描元器件的变化器件的变化范围范围 本设置是

18、对放大电路的本设置是对放大电路的R3进行参数扫描分析，进行参数扫描分析，研究集电极电阻研究集电极电阻R3参数变化对放大电路的影响？参数变化对放大电路的影响？第4章 Multisim8 的仿真分析参数扫描分析结果参数扫描分析结果集电极电阻集电极电阻R3参数变化对放大电路的影响参数变化对放大电路的影响可由扫描分析可由扫描分析结果得结果得R3的阻的阻值在值在2.5k左右左右较合理较合理第4章 Multisim8 的仿真分析3.温度扫描分析温度扫描分析(Temperature Sweep Analysis) 温度扫描分析通过仿真在不同温度下的电路，温度扫描分析通过仿真在不同温度下的电路，来快速校验电路的运行，可以同时观察到在不同温来快速校验电路的运行，可以同时观察到在不同温度条件下的电路特性，相当于该元件每次取不同的度条件下的电路特性，相当于该元件每次取不同的温度值进行多次仿真。温度值进行多次仿真。 如果未使用温度扫描分析，则电路将默认温度为如果未使用温度扫描分析，则电路将默认温度为27进行仿真。在进行温度扫描分析时，数字器件进行仿真。在进行温度扫描分析时，数字器件被视为高阻接地。被视为高阻接地。第4章 Multisim8 的仿真分析对放大电路对放大电路1进行温度扫描分析。进行温度扫描分析。研究温度变化对放大电路的影响。研究温度变化对放大电路的影响。第4章 Mult