电路仿真与工具软件应用第二章学习

1、山东师范大学山东师范大学第二讲 Multisim10 概述（下）2.1 Multisim10的元器件库简介2.2 元器件编辑简介2.3 Multisim10的仿真入门2.4 仿真电路的故障诊断入门山东师范大学山东师范大学2.1 Multisim10的元器件库简介元器件是创建仿真电路的基础，multisim的元器件分别存放在不同类别的元器件库中，每类元器件又分不同的系列，这种分级存放的体系给用户调用元器件带来很大的方便。和早期版本相比，multisim9以后增加了单片机元器件库（含51、PIC以及一部分ROM和RAM）和高级外设元器件库，这无疑将推动单片机的应用和发展。因为传统方法开发单片机电路

2、必须借助硬件仿真器。山东师范大学山东师范大学2.1.1 电源库电源信号电压源信号电流源受控电压源受控电流源控制函数模块山东师范大学山东师范大学2.1.2 基本元器件库虚拟元器件额定元器件电阻排开关变压器非线形变压器继电器连接器插座杂项元件与系统电阻电容电感电解电容可变电容可变电感电位器山东师范大学山东师范大学2.1.3 二极管库虚拟二极管二极管齐纳二极管发光二极管整流桥肖特基二极管可控硅双向二极管双向可控硅变容二极管PIN二极管山东师范大学山东师范大学2.1.4 晶体管库虚拟晶体管NPN-BJTPNP-BJT达林顿NPN达林顿PNP达林顿晶体管列阵内置电阻偏置NPN晶体管内置电阻偏置PNP晶体

3、管BJT列阵绝缘珊双极型晶体管N沟道耗尽型MOSFETN沟道增强型MOSFETP沟道增强型MOSFETN沟道结型场效应管P沟道结型场效应管功率级N沟道MOS管功率级P沟道MOS管功率级MOS对管单结晶体管温度模型山东师范大学山东师范大学2.1.5 运算放大器库（模拟元器件库）虚拟运算放大器运算放大器电流输出型运放比较器宽频带放大器特殊函数功能模块山东师范大学山东师范大学2.1.6 TTL元器件库74标准系列74标准-集成电路74肖特基系列74肖特基-集成电路74低功耗肖特基系列74低功耗肖特基-集成电路74快速系列74先进低功耗肖特基系列74先进肖特基系列山东师范大学山东师范大学2.1.7 C

4、MOS元器件库4000系列5V的CMOS4000系列5V的CMOS数字集成电路4000系列10V的CMOS4000系列10V的CMOS数字集成电路4000系列15V的CMOS74系列2V的HC MOS74系列4V的HC MOS74系列4V的HC MOS数字集成电路74系列6V的HC MOSTinyLogic系列2V的CMOS数字集成电路TinyLogic系列3V的CMOS数字集成电路TinyLogic系列4V的CMOS数字集成电路TinyLogic系列5V的CMOS数字集成电路TinyLogic系列6V的CMOS数字集成电路山东师范大学山东师范大学2.1.8 单片机模块库山东师范大学山东师范大

5、学2.1.9 高级外设模块库键盘LCD显示器终端其他高级外设山东师范大学山东师范大学2.1.10 其他数字器件库门电路和触发器DSP芯片FPGAPLD模块CPLD模块微控制器微处理器VHDL模块存储器线性驱动器线性接受器线性收发器山东师范大学山东师范大学2.1.11 混合元器件库虚拟混合元器件定时器模数-数模转换器模拟开关多谐振荡器山东师范大学山东师范大学2.1.12 指示器库电压表电流表指示灯蜂鸣器白炽灯虚拟白炽灯LED数码管条柱状显示器山东师范大学山东师范大学2.1.13 杂项元器件库多功能虚拟器件光电耦合器件晶振电子管开关电源降压型变换器开关电源升压型变换器开关电源降压-升压型变换器有损

6、耗传输线无损耗传输线1无损耗传输线2集成滤波芯片大功率MOS管驱动器其他封装外形山东师范大学山东师范大学2.1.14 射频元器件库射频电容射频电感NPN射频晶体管PNP射频晶体管射频MOS管隧道二极管微带二极管微波铁氧体元器件山东师范大学山东师范大学2.1.15 机电元器件库检测开关瞬时开关辅助触点同步与延时触点线圈与触点一体化的继电器线性变压器保护装置输出装置山东师范大学山东师范大学2.1.16 梯形图元器件库山东师范大学山东师范大学2.2 元器件编辑简介Multisim10提供了强大的元器件库，基本能满足一般用户的仿真与设计时的要求。对于有特殊要求的用户，可通过元器件向导（Componen

7、t Wizard）编辑自己的元器件。通常的做法是在已有元器件的基础上，加以编辑和修改，得到自己的元器件。编辑元器件至少需要7个步骤，若选择编辑的元器件既用来仿真又用来制版（PCB），则需要8个步骤。下面以编辑74LS系列的TTL反相器为例，简要介绍编辑元器件的一般方法和步骤。山东师范大学山东师范大学步骤一：选择菜单命令Tools/Component Wizard，弹出元器件向导对话框，输入元器件的信息。单击Next按纽。山东师范大学山东师范大学步骤二：如图所示，选中Multi-Section Component（多部件元器件）单选按钮，即该元器件中含有A、B、C、D、E、F6个同样的器件（六反

8、相器）。单击Next按钮。山东师范大学山东师范大学步骤三：如图所示，输入符号信息，符号信息可从已有的数据库中得到（单击Copy from DB按钮，从已有的数据库中选择）。本处要分别输入A、B、C、D、E、F的符号信息，单击Next按钮。山东师范大学山东师范大学步骤四：如图所示，设置引脚参数，可通过Add Hidden Pin按钮添加隐藏的引脚。单击Next按钮。山东师范大学山东师范大学步骤五：如图所示，输入模型数据，有两个途径。第一，单击Select from DB按钮，从已有的数据库中选择。第二，单击Load from File按钮，从VHDL可执行文件、SPICE文件或模型动态链接库（D

9、DL库）中选择得到。单击Next按钮。山东师范大学山东师范大学步骤六：如图所示，在符号和仿真模型之间设置映射信息，单击Next按钮。山东师范大学山东师范大学步骤七：如图所示，选择元器件所属系列，单击Finish按钮，完成元器件的编辑。山东师范大学山东师范大学经过步骤一到七，完成了元器件的编辑，编辑成功与否，可通过选择元器件来检测。如图，用元器件向导编辑的元器件放置在User Database（用户数据库）中，调用方法与系统中的元器件一样。山东师范大学山东师范大学2.3 Multisim10的仿真入门Multisim10作为电子电路的仿真软件，提供了多种仿真分析方法。本处以直流工作点分析法为例，

10、说明仿真分析的过程，其他分析法，将在后续章节中详细介绍。直流工作点分析是用于分析电路的直流工作点。在进行直流分析时，交流源被视为是零输出，电容被视为是开路，电感被视为是短路，电路中的数字器件将被视为高阻接地。直流分析的结果是为以后的分析做准备。例如，直流分析所得的直流工作点给出了交流频率分析时一些非线性小信号器件如二极管和晶体管的线性工作区。山东师范大学山东师范大学（1）创建仿真电路：在元器件库中选择元器件，创建单管功射放大电路山东师范大学山东师范大学（2）电路结点编号：选择菜单命令Option/Sheet Properties，弹出对话框，选择Show All，单击OK，则仿真电路自动添加结

11、点编号。山东师范大学山东师范大学（3）直流工作点分析：a.选择需要分析的结点，用菜单命令Simulate/Analyses/DC Operating Point，弹出对话框，将需要的结点添加到右边的列表中。山东师范大学山东师范大学b.编辑公式，单击Add Expression按钮，弹出对话框，可实现结点电压的各种运算。山东师范大学山东师范大学c.仿真分析，单击Simulate按钮，得到电路的直流工作点仿真分析结果如图所示。山东师范大学山东师范大学2.4 仿真电路的故障诊断入门2.4.1 利用元器件属性进行故障诊断利用元器件属性进行电路的故障诊断，适用于所有的元器件（电阻、电容、电感以及集成电路

12、），可诊断的项目有开路、短路以及漏电流等。在之前创建的单管共射放大电路中，Re可稳定放大电路的静态工作点。Ce为旁路电容，它的存在使放大电路的交流放大倍数不受影响，若Ce开路，则交流放大倍数大大减小。本处通过对元器件Ce的故障诊断，分析该电容在正常情况和开路情况对交流放大倍数的影响。山东师范大学山东师范大学山东师范大学山东师范大学单击运行按钮，双击示波器，在电容正常的情况下波形如图，可看出，放大倍数超过100。山东师范大学山东师范大学双击电容，在弹出的对话框中选择Fault选项卡，选中Open，引脚1，则电容做开路处理。山东师范大学山东师范大学电容在开路的情况下，从输入输出数据可看出，放大倍数不超过5。山东师范大学山东师范大学2.4.2 利用测量探针对电路状态进行在线监测在电路的创建过程中，可在电路的任一结点或信号线上放置测量探针（从虚拟仪器工具栏中选用），则在仿真过程中，测量探针的动态监测会在线显示该结点电压、电流、频率等参数。通过测量探针的动态监测窗可实时观测电路的运行状态，包括电路的故障状态，如下图所示。山东师范大学山东师范大学山东师范大学山东师范大学第二次上机要求：1、熟悉Multisi