第八章虚拟测试技术

1、第第8章章 虚拟测试技术虚拟测试技术 8.1 Multisim 2001 软件介绍软件介绍 8.2 Multisim 2001的操作使用方法的操作使用方法 8.3 Multisim 2001软件中虚拟仪器的使用方法软件中虚拟仪器的使用方法 8.4 Multisim 2001仿真测试典型实例仿真测试典型实例 8.1 Multisim 2001 软件介绍软件介绍 8.1.1 Multisim 2001基本界面基本界面 启动Multisim 2001软件后的用户界面如图8.1所示。标题栏菜单栏系统工具条设计工具条使用的元件清单仿真运行开关元件工具条仪器工具条滚动条电路窗口图8.1 Multisim

2、2001的基本界面 8.1.2 常用工具条常用工具条 1. 系统工具条系统工具条 2. 设计工具条设计工具条新建打开存盘剪切复制粘贴打印帮助图8.2 系统工具条元件设计元件编辑仪器分析仿真运行后处理VHDL统计报告导出图8.3 设计工具条3.元件工具条元件工具条信号源基本元件二极管晶体管模拟集成电路TTL集成电路LCMOS集成电路数字元件混合元件指示元件杂合元件控制元件射频元件机电类元件图8.4 元件工具条表8.1 常用元件的DIN和ANSI符号对照4.仪器工具条仪器工具条数字万用表函数信号发生器逻辑转换仪失真分析仪频谱分析仪网络分析仪扫频仪字信号发生器逻辑分析仪瓦特表示波器图8.5 仪器工具

3、条 8.1.3 其它功能其它功能 1.电路窗口电路窗口 2.仿真开关仿真开关 3.使用中的元件清单（使用中的元件清单（In Use List） 4.状态栏状态栏暂停/恢复启动/停止 图8.6 仿真开关 8.2 Multisim 2001的操作使用方法的操作使用方法 8.2.1 电路的创建电路的创建 1.元件的操作元件的操作 （1）元件的选用 （2）元件的选中 （3）元件的移动 （4）元件的旋转和翻转 （5）元件的复制、删除 先选中该元件，然后用Edit/Cut（编辑/剪切）、Edit/Copy（编辑/复制）、Edit/Paste （编辑/粘贴）等菜单命令，即可以实现元件的复制操作。 水平放置垂

4、直放置顺时针旋90逆时针旋90图8.7 旋转快捷菜单2.元件参数的调整元件参数的调整（1）虚拟元件的参数调整）虚拟元件的参数调整 （2）真实元件的参数调整）真实元件的参数调整 图8.8 真实元件的参数修改对话框（3）元件故障的设置）元件故障的设置 图8.9 元件模型修改对话框 3.元件的连线操作元件的连线操作 （1）导线的连接）导线的连接 将鼠标指向一个元件的引脚，这时鼠标呈十字形，单击左键，导线随鼠标移动而移动。当导线需要拐弯时，单击左键，到达另一元件对应引脚时再单击左键，即完成了一次导线的连接。此时，系统会自动给绘制的导线标上节点号。如果对所画的导线不满意，可选中该线，按键删除掉。 （2）

5、设置导线的颜色）设置导线的颜色 当复杂电路导线较多时，可以将不同的导线标上不同的颜色来加以区分。先选中该导线，单击右键，通过弹出的快捷菜单中的Color选项来设置颜色。8.2.2 仿真操作过程举例仿真操作过程举例图8.10 二极管闪烁电路 1.新建电路图文件新建电路图文件 （1）启动）启动Multisim软件，同时会新建一个空白的文档；软件，同时会新建一个空白的文档； （2）在已经打开的）在已经打开的Multisim中，单击系统工具条中的中，单击系统工具条中的 图图标标 ，这时会提示保存当前文档，并新建一个空白文档；，这时会提示保存当前文档，并新建一个空白文档； （3）执行菜单）执行菜单Fil

6、e/New命令后，其功能同命令后，其功能同 图标。图标。 2.放置元件及设置电路参数放置元件及设置电路参数 （1）图）图8.11所示为元件的总体布局。应根据图中元件的种类和所示为元件的总体布局。应根据图中元件的种类和参数在相应的元件工具条中取出元件。参数在相应的元件工具条中取出元件。 （2）设置元件参数）设置元件参数 图8.11 元件的放置和布局3.连接各元件连接各元件4.通电观察仿真结果通电观察仿真结果图8.12 电路的绘制过程8.3 Multisim 2001软件中虚拟仪器的使用方法软件中虚拟仪器的使用方法 8.3.1 数字万用表（数字万用表（Multimeter） 1.面板操作面板操作数

7、值显示图标被测量选择交直流选择参数设置图8.13 数字万用表的图标面板和参数设置 2.连接方法连接方法 （1）测电压或电阻时，应与所要测试的端点并联。）测电压或电阻时，应与所要测试的端点并联。 （2）测电流时，应串入被测支路中。）测电流时，应串入被测支路中。图8.14 虚拟电压表和电流表图8.15 数字万用表 测电压8.3.2 函数信号发生器（函数信号发生器（Function Generator）信号波形选择频率设置占空比设置幅度设置偏置电压地(COM)正端负端图8.16 函数信号发生器的图标和面板2.连接方法连接方法（1）单极性连接方式）单极性连接方式 将COM端与电路的地相连，“+”端或“

8、”端与电路的输入端相连。这种方式一般用于普通电路。（2）双极性连接方式）双极性连接方式 将“+”端与电路输入的“+”端相连，而“”端与电路输入的“”端相连。这种方式一般用于信号发生器与差分电路相连，如差动放大器、运算放大器等。表8.2 函数信号发生器的输出信号参数范围参数单位最小值最大值备注频率（Frequency）Hz1999MHz占空比（Duty cycle）%199方波和三角波使用振幅（Amplitude）V0999kV“+”端对“”端的振幅为设置值的2倍电压偏置（Offser）V999kV999kV指交流输出中含有的直流电压8.3.3 示波器（示波器（Oscilloscope）T2-T

9、1图8.17 示波器的图标和面板图 （1）A、B两个通道分别只需一根线与被测点相连，测量的是两个通道分别只需一根线与被测点相连，测量的是该点与该点与“地地”之间的波形；之间的波形； （2）接地端）接地端G一般要接地，但当电路中已有接地符号，也可不一般要接地，但当电路中已有接地符号，也可不接。接。图8.18 示波器连接示例图8.20 示波器显示的李沙育图形0o45o90o135o180o1yxff21yxff31yxff32yxff8.3.4 扫频仪（扫频仪（Bode Plotter）读数指针读数指针移动指针的读数频率范围幅度和相位量程设定幅频特性选择相频特性选择图8.21 扫频仪的图标和面板扫

10、频仪组成框图输出输入8.3.5 字信号发生器（字信号发生器（Word Generator）地址设置工作方式字信号显示区触 发 方式选择输 出 频率设置字输入字显示3 2 路 输出端图8.22 字信号发生器的图标及面板 8.3.6 逻辑分析仪（逻辑分析仪（Logic Analyzer）图8.24 逻辑分析仪的图标和面板图8.25 Clock setup对话框图8.26 Trigger Setting对话框8.3.7 逻辑转换仪（逻辑转换仪（Logic Converter） 8个输入端输出端a)真值表区转换方式选择区逻辑表达式栏b)图8.29 逻辑转换仪的图标和面板a) 逻辑转换仪图标 b) 逻辑

11、转换仪面板真值表表达式按钮电路真值表按钮真值表简化表达式按钮表达式真值表按钮表达式电路按钮表达式与非电路按钮图8.30 转换方式选择按钮8.4 Multisim 2001仿真测试典型实例仿真测试典型实例8.4.1 电路基础仿真实例电路基础仿真实例1.直流电路的分析直流电路的分析（1）串、并联电路的电压和电流的关系）串、并联电路的电压和电流的关系 图8.31 串、并联关系测试电路（2）利用直流扫描（）利用直流扫描（DC Sweep）分析测试欧姆定律）分析测试欧姆定律图8.32 欧姆定律测试电路图8.33 测量得到的伏安特性曲线2.动态电路变化过程的测试动态电路变化过程的测试（1）RC一阶电路一阶

12、电路图8.34 微分电路图8.35 仿真结果（2）RLC二阶电路二阶电路 对于二阶电路的零输入响应和零状态响应，也可以参照一阶电路的方法，用方波信号源激励RLC串联电路，用示波器观察、及等波形。如对应方波的前半周是零状态响应，则后半周就是零输入响应。为使响应能完整地观察到，在选择方波的周期时，应满足下列条件： 当过阻尼情况 时，其零输入响应为： 其中 应大于（45）倍的 和 中的较大者。式中： ， ； 当欠阻尼情况 时，其零输入响应为： 其中 应大于（45）倍的 。 式中：)4(2CLRttCeKeKtu2121)(2/T)/1 (1)/1 (2LCLRLR1)2(221LCLRLR1)2(2

13、22)4(2CLR )cos()(1teKtudtC2/T)/1 (ddTLRLCLR2)2(1,2/2 8.4.2 模拟电路仿真实例模拟电路仿真实例 1.静态工作点的测试静态工作点的测试 图8.39 静态工作点的测试电路2.放大倍数的测量放大倍数的测量图8.40 共射放大电路放大倍数的测试电路图8.41 共射放大电路输入、输出波形8.4.3 数字电路仿真实例数字电路仿真实例1.组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计2.总线的应用总线的应用图8.43 用总线连接的100进制计数显示电路（1）启动）启动Place菜单下的菜单下的“Place Bus”命令，进入绘制总线状态命令，进入绘制总线状态 （2）总线与对应单线的连接。）总线与对应单线的连接。 图8.44 Node Name对话框图8.45 计数到60时的波形8.4.4 自动控制电路仿真实例自动控制电路仿真实例图8.46 采样保持器电路图8.47 采样保持器输出波形 本章小结本章小结 Multisim是一个非常优秀的电路仿真软件，其界面友好，