用Multisim分析二阶低通滤波器电路-模拟/电源-与非网
　　1 引 言
　　是加拿大Interactive Image Technologies公司近年推出的仿真软件EWB(Electronics Workbench，虚拟电子工作平台)的升级版。Multisim为用户提供了一个集成一体化的设计实验环境。利用Multisim，建立、仿真分析和结果输出在一个集成菜单中可以全部完成。其仿真手段切合实际，元器件和仪器与实际情况非常接近。Multisim元件库中不仅有数千种电路元器件可供选用，而且与目前较常用的电路分析软件PSpice提供的完全兼容。Multisim提供了丰富的分析功能，其中包括电路的瞬态分析、稳态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析和离散傅里叶分析等多种工具。本文以Multisim为工作平台；深入分析了二阶低通滤波器电路。利用Multisim可以实现从原理图到PCB布线工具包(如Electronics Workbench的Ultiboard)的无缝隙数据传输，且界面直观，操作方便。
　　2 电路设计
　　由于一阶低通滤波器的幅频特性下降速率只有-20 dB／10 f，与理想情况相差太大，其滤波效果不佳。为了加快下降速率，使其更接近理想状态，提高滤波效果，我们经常使用二阶RC有源滤波器。采取的改进措施是在一阶的基础上再增加一节RC网络。
　　电路结构如图1所示，此电路上半部分是一个同相比例放大电路，由两个电阻R1，Rf和一个理想运算放大器构成。R1与Rf均为16 k&O。下半部分是一个二阶RC滤波电路，由两个电阻R2，R3及两个电容C1，C2构成。其中R2，R3均为4 k&O，C1，C2均为0.1&F。电路由一个幅度为1 mV，频率可调的交流电压源提供输入信号，用一个阻值为1 k&O的电阻作为负载。
　　3 理论分析
　　3.1 频率特性
　　二阶低通滤波器电路的频率特性为：
　　3.2 通带电压放大倍数AUP
　　低频下，两个电容相当于开路，此电路为同相比例器。
　　3.3 特征频率f0与通频带截止频率fP
　　4 Multisim分析
　　4.1 虚拟示波器分析
　　在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟双踪示波器，将示波器的A、B端分别连接到电路的输入端与输出端(即图1中的1、3节点)，再点击仿真按钮进行仿真，得到如下波形。
　　图2为输入信号频率为1 kHz，幅度为1 mV时二阶低通滤波器电路的输入输出情况。图中横坐标为时间，纵坐标为电压幅度。我们选择示波器扫描频率为1 ms／div。纵轴每格均代表1 mV，输出方式为Y／T方式。幅度大的为输入信号，幅度小的为输出信号。
　　很显然，输出信号的频率与输入信号一致，说明二阶低通滤波器电路不会改变信号频率。从图2还可以看出，在输入信号频率较大(如1 kHz)时输出信号的幅度明显小于输入信号的幅度。而低频情况下的理论计算结果AUP=2；即在低频情况下输出信号的幅度应为输人信号的两倍。很显然，输入信号频率较大时电路的放大作用已经不理想。
　　调节输入频率，使之分别为800 Hz，600 Hz，400 Hz，300 Hz，200 Hz，150 Hz，1 Hz。由虚拟示波器得到输入频率为1 Hz时的输出电压Uo1=2 mV，即AUP=2，与理论计算值相吻合。而输入频率为150 Hz时Uo2=1.5 mV。此时Uo2最接近截止时的输出电压UP=0.707Uo1=1.414 mV。这说明截止频率fP接近150 Hz。
　　我们发现，仅通过虚拟示波器分析，既很难得出fP的准确值，也不能直观看出输入信号的频率对电路放大性能的影响，于是用Multisim中的交流分析来精确观察电路的输入输出特性。
　　4.2 交流分析(AC Analysis)
　　停止Multisim仿真分析(Multisim仿真分析与交流分析不能同时进行)，在主菜单栏中simulate项中选择Analysis中的AC Analysis。参数设置如下：起始频率为1 Hz，终止频率为10 MHz，扫描方式使用十进制，纵坐标以dB为刻度，在Output variables中选择输出节点(即图1中节点3)，然后点击simulate进行仿真分析，得到电路的幅频特性曲线如图3所示。
　　4.2.1 通带电压放大倍数AUP的测量
　　从特性曲线可以看出，在低频状态下频率变化对AUP的影响不大，频率较大时AUP随频率增加而急剧减小。高频状态下输出电压则接近于0。从对话框中可知纵坐标最大值为6.020 4 dB，即AUP=2，与理论计算值相符。
　　4.2.2 通频带截止频率fP的测量
　　fP为纵坐标从最大值(6.020 4 dB)下降3 dB时所对应的频率，即纵坐标为3.020 4 dB所对应的频率。将图3中右侧标尺移至3.020 4 dB附近，选其局部进行放大；再将该标尺精确移至纵坐标为3.020 4 dB处，得到的横坐标为148.495 2 Hz，即fP=148.495 2 Hz。这与理论计算得到的基本一致。
　　4.3 参数扫描分析(parameter sweep)
　　当某元件的参数变化时，利用Multisim中的参数扫描分析功能可以得到电路输入输出特性的变化情况。
　　在主菜单栏中simulate项中选择Analysis中的parameter sweep。参数设置如下(以分析C1为例)：设备项中选择电容设备，元件名选择C1，参数选择电容量，电容量使用le-006F，le-007F，le-008F三个值。点击more选项，选择AC Analysis(交流分析)，再选择节点3作为输出节点。点击simulate进行仿真，得到C1取上述三个不同值时电路的幅频特性曲线(如图4所示)。
　　图4中，三条曲线由下至上对应的电容分别为le-006F、le-007F、le-008F，对应的截止频率分别为35.550 Hz，148.493 7 Hz，193.375 6 Hz。很显然，C1减小引起电路的截止频率增大，通频带变宽。而C1的变化对电压增益基本无影响。
　　采用类似方法，我们得到C2，R1，R2，R3和Rf对电路性能的影响如下：C2，R2和R3的变小均会引起电路的截止频率增大和通频带变宽。而C2，R2和R3的变化对电压增益的影响不大。R1与输出电压幅度成反比，Rf与输出电压幅度成正比，但R1和Rf的变化不影响电路的频率特性。
　　5 结语
　　由以上分析可知，Multisim中的仿真分析结果与理论计算结果十分接近。Multisim既是一个专门用于电子电路设计与仿真的软件，又是一个非常优秀的电子技术教学工具。Multisim应用于课堂教学，丰富了电子技术多媒体辅助教学的内容，是教育技术发展的一个飞跃。Multisim以其具有的开发性、灵活性、丰富性、生动性、实时交互性和高效性等功能特征，极大地丰富了电子电路的教学方法，拓展了教学内容的广度和深度，为提高电子技术教学质量提供了又一个有效手段。
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二阶巴特沃兹有源低通滤波器
巴特沃兹有源低通滤波器设计摘要：给出了二阶巴特沃兹有源低通滤波器的设计方法和设计实例，通过 multisim 电 路仿真试验能够得到一个性能优良的二阶有源低通滤波器。 关键词：有源；低通滤波器；设计 １ 概述 低通滤波器ＬＰＦ是滤除噪声用得最多的滤波器。 由于高阶有源低通滤波器的每个滤波 节皆由二阶滤波器和一阶滤波器组成。 我们设计一个巴特沃兹二阶有源低通滤波器。 并使用 电子电路仿真软件进行性能仿真。 ２ 设计方法 ２.１频率特性 巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为：Au ( j? ) A uo 1 ? ? 1? ? ?? ? c ? ? ? ?2n?. . . . . .（1）其中 Auo 为通带内的电压放大倍数，?C 为截止角频率，n 称为滤波器的阶。从（1） 式中可知，当?=0 时， （1）式有最大值 1；?=?C 时， （1）式等于 0.707，即 Au 衰减了 3dB；n 取得越大，随着?的增加，滤波器的输出电压衰减越快，滤波器的幅频特性 越接近于理想特性。 当 ?&&?C 时，Au ( j? ) A uo ? 1 ? ? ? ?? ? c ? ? ? ?n. . . . . .（2）两边取对数，得：20 lgAu ( j? ) A uo? ? 20 n lg? ?c. . . . . .（3）此时阻带衰减速率为： ?20ndB/十倍频或?6ndB/倍频，该式称为衰减估算式。 任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。 对于 n 为偶数的高阶滤波器， 可以 由n 2节二阶滤波器级联而成；而 n 为奇数的高阶滤波器可以由n ?1 2节二阶滤波器和一节一阶滤波器级联而成，因此一阶滤波器和二阶滤波器是高阶滤波器的基础。 ２.2 设计步骤 有源滤波器的设计，就是根据所给定的指标要求，确定滤波器的阶数 n，选择具体的电 路形式，算出电路中各元件的具体数值，安装电路和调试，使设计的滤波器满足指标要求， 以巴特沃斯响应的二阶滤波器的设计为例。具体步骤如下：1）根据阻带衰减速率要求，确定滤波器的阶数。 2）选择具体的电路形式。 3）根据电路的传递函数和归一化滤波器传递函数的分母多项式，建立起系数的方 程组。 4）解方程组求出电路中元件的具体数值。 5）安装电路并进行调试，使电路的性能满足指标要求。 3 设计实例 设计一个有源低通滤波器，指标为：截止频率 fC=1kHz，通带电压放大倍数：Auo=2， 在 f = 10fc 时，要求幅度衰减大于 30dB 。 3.1 设计步骤 1）由衰减估算式：?20ndB/?倍频，算出 n = 2。 2）选择 Sallen-Key 电路作为低通滤波器的电路形式。 R3 R4uiR1 C1R2 C2图1Auo压控电压源二阶有源低通滤波器该电路的传递函数：Au ( s ) ? s2A uo ? c ?2?cQ. . . . . .2（4）s??c其归一化函数：Au ( s L ) ? sL ?2A uo 1 Q sL ? 1. . . . . .（5）将上式分母与表 1 归一化传递函数的分母多项式比较得： 通带内的电压放大倍数：A uo ? A f ? 1 ? R4 R31 Q?2=2. . . . . .（6）滤波器的截止角频率：?c ?1 R1 R 2 C 1C 2 ? 2 ? f c = 2 ? ? 10 . . . . . .3（7）则：?cQ ? 1 R1C 1 ? 1 R2C1 ? (1 ? A uo ) 1 R2C 2? 2 ? ? 103?2 . . . . . .（8）R 1 ? R 2 ? R 3 // R 4 . . . . . .（9）在上面四个式子中共有六个未知数， 三个已知量， 因此有许多元件组可满足给定特性的 要求，这就需要先确定某些元件的值，元件的取值有几种： 1） 当 Af=1 时，先取 R1=R2=R，然后再计算 C1 和 C2。 2） 当 Af≠1 时，取 R1=R2=R，C1=C2=C。 3） 先取 C1=C2=C，然后再计算 R1 和 R2。此时 C 必须满足： C 1 ? C 2 ? C ? 4） 先取 C1，接着按比例算出 C2=KC1，然后再算出 R1 和 R2 的值。 其中 K 必须满足条件：K≤Af-1+1 4Q210 fc(?F )对于本例，由于 Af=2，因此先确定电容 C1=C2 的值，即取：C1 ? C 2 ? C ? 10 f0 (?F ) ? 10 103( ? F ) ? 0 . 01 ? F ，将 C1=C2=C 代入（7）和（8）式，可分别求得：R1 ? Q ? 1 2 ? ? 103? cC1?2 ? 0 . 01 ? 1016? 11 . 26 ? 10 ?3R2 ?Q ? cC?2 2 ? ? 10 ? 0 . 01 ? 103 ?6? 22 . 52 ? 10 ?3R 4 ? A f ( R 1 ? R 2 ) ? 2 ? (11 . 26 ? 22 . 52 ) ? 10R4 Af ?1 67 . 56 ? 10 2 ?133? 67 . 56 ? 10 ?3R3 ??? 67 . 56 ? 10 ?33.2 仿真结果 通过 multisim 电路仿真试验能够得到一个性能优良的巴特沃兹二阶有源低通滤波器。1Hz 时 6.02dB, 1kHz 时 3dB, 10kHz 时 -33.989dB, 满 足 设 计 要 求 。４ 结论 通过设计的二阶有源低通滤波器，给出了设计有源低通滤波器的基本设计方法，步骤， 经过电路仿真我们设计的二阶有源低通滤波器性能优良。参考文献 ［1］童诗白,华成英 模拟电子技术基础 高等教育出版社 １９８０； ［2］邵毅全，马耀庭 三阶有源低通滤波器设计与仿真研究 内江师范学院学报 200908；
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第2章Multisim仪器仪表的使用
第2讲 Multisim 仪器仪表的使用2.1 Multisim9 虚拟仪器2.1.1万用表1 功能说明 如上图所示，操作界面包括显示文本框、功能按钮和设置 按钮组成。⑴显示文本框：显示测量结果。 ⑵功能按钮：按钮A，测电流；按钮V，测电压；按钮Ω，测电阻；按钮dB, 测两结点之间的电压增益，dB=20log（Vout/Vin） 按钮“~”，测交流（交流有效值）；按钮“D”，测直流。⑶Set按钮，设置万用表参数。单击Set按钮，弹出参数设置对话框 如下图所示。万用表参数设置对话框2举例1 V1 15 VR1 3?2R2 2? 4 R4 6? R5 2? R3 5 2? 0XMM2XMM13万用表应用电路万用表应用电路的测量结果2.1.2 函数发生器函数发生器的操作界面和图标1 功能说明 如上图所示，函数发生器的操作界面包括Waveforms复选框、Signal Options复选框和接线端子组成。⑴Waveforms复选框：选择正弦波、三角波和方波信号。⑵Signal Options复选框：设置信号的频率（范围：1Hz - 999 MHz）、方波信号的占空比 （范围：1% - 99%）、幅值（范围：1mV - 999 kV）和直流 偏置（范围：-999 kV - 999 kV）。对方波信号，通过Set Rise / Fall Time按钮可设置上升和下降时间。⑶接线端子：GND为参考电平，“+”端子表示输出正极性信号 “-”端子表示输出负极性信号。2举例XFG1R1 3? R4 6?C11uFXSC1Ext Trig +L11mH R3 2?+_ A _ + B _函数发生器应用电路2.1.3功率表功率表的操作界面和图标1 功能说明 如上图所示，功率表的操作界面包括显示文本框和接线 端子组成。 ⑴显示文本框：显示测量的有功功率和功率因素。 ⑵接线端子：Voltage接线端子和被测支路并联，Current接线 端子和被测支路串联。 2 举例R1XWM1V IC11uF R4 6?V1 3 ?10 V 1kHz 0DegL11mH R3 2?功率表应用电路功率表的测量结果2.1.4双踪示波器XSC1Ext T rig + _ A + _ + B _示波器的操作界面和图标1功能说明双通道示波器的操作界面包括图形显示区、测量数据显示文 本框、Timebase复选框、Channel A复选框、Channel B复选框、 Trigger复选框和功能按钮组成。 ⑴图形显示区：显示被测信号曲线，曲线的颜色由示波器 和电路的连线颜色确定。 ⑵测量数据显示文本框：通过移动标尺（如图中标尺1）， 可在数据显示文本框显示测量的A、B通道数据的大小。 ⑶Timebase复选框：时基信号复选框，设置扫描时基信号 的有关情况。Scale增减文本框：设置扫描时间（X轴显示比例）。 X position增减文本框：设置扫描起点（X轴信号偏移量）。 Y/T按钮：显示方式按钮，显示时域信号。 Add按钮：显示方式按钮，通道A和通道B信号叠加显示。 B/A按钮：显示方式按钮，显示通道B信号随通道A信号 变化的波形。 A/B按钮：显示方式按钮，显示通道A信号随通道B信号 变化的波形。 ⑷Channel A复选框：设置通道A信号的有关情况。 Scale增减文本框：设置通道A信号的显示比例。 Y position增减文本框：设置Y轴信号偏移量。 AC按钮：耦合方式按钮，电容耦合，测量交流信号。 DC按钮：耦合方式按钮，直接耦合，测量交直流信号。 0按钮：表示输入信号为0。⑸Channel B复选框：该复选框功能同Channel A复选框。 ⑹Trigger复选框：设置触发方式。 Edge：触发信号的边沿，可选择上升沿或下降沿。 A或B按钮：表示用A通道或B通道的输入信号作为同步X轴时 基扫描的触发信号。Ext按钮：用示波器图标上触发端T连接 的信号作为触发信号来同步X轴的时基扫描。 Level：用于选择触发电平的电压大小（阈值电压）。 Sing．：单次扫描方式按钮，按下该按钮后示波器处于单次 扫描等待状态，触发信号来到后开始一次扫描。 Nor．：常态扫描方式按钮，这种扫描方式是没有触发信号时 就没有扫描线。Auto：自动扫描方式按钮，这种扫描方式不管 有无触发信号时均有扫描线，一般情况下使用Auto方式。 ⑺功能按钮 Reverse按钮：单击该按钮，可使图形显示窗口 反色。Save按钮：存储示波器数据，文件格式为*.SCP。2 举例XSC110V VccA B _ + _ Ext T rig + _1k? Rc 16.67k? R2 100 ? Rs 5mV 1kHz 0 Deg Vin 0.7958uF C1+2.213uF C2 3.659k? R1BJT_NPN_VIRTUAL Q1 166.7 ? Re1k? Rl0.3141mF Ce示波器应用电路（单管共射放大电路）2.1.5伯德图仪XBP1IN OUT伯德图仪的操作界面和图标1 功能说明 如上图所示，伯德图仪的操作界面由图形显示窗、 Mode复选框、Horizontal复选框、Vertical复选框和Controls 复选框组成。 ⑴图形显示窗：显示测量信号的电压增益或相位偏移，图形 显示窗下面的状态栏显示信号的频率和电压增益。 ⑵Mode复选框：显示模式选择，包括Magnitude按钮和Phase 按钮。Magnitude按钮：显示信号的增益。Phase按钮：显示 信号的相位偏移。 ⑶Horizontal复选框：水平坐标设置，设置频率的刻度和范围。 Log按钮：设置频率刻度为对数量程；Lin按钮：设置频率刻 度为线性量程。F（Final）：设置终了频率；I（Initial）： 设置起始频率。⑷Vertical复选框：垂直坐标设置，设置增益的刻度和范围。 Log按钮：设置增益的单位为对数刻度；Lin按钮：设置增益 的单位为线性刻度。⑸Controls复选框：包括Reverse按钮、Save按钮、Set按钮。 Save按钮：存储伯德图仪的数据，文件格式为*.tdm。 Set按钮：设置显示的分辨率。2举例：用Filter Wizard创建滤波器电路，如下页图所示。Filter Wizard 对话框0.75k? rsource 0V vin12.44mH L114.14mH L211.17mH L36.695mH L41.382mH L5 50 ? 1.641uF rload C45.865uF C15.157uF C23.631uF C3XBP1IN OUT伯德图仪应用电路（低通滤波器）2.1.6 数字频率计XFC1123数字频率计的操作界面和图标1功能说明 数字频率计操作界面包括测量结果显示文本框、Measurement 复选框、Coupling复选框、Sensitivity复选框和Trigger Level 复选框。 ⑴ Measurement复选框：包括Freq按钮、Period按钮、 Pulse按钮和Rise/Fall按钮。 Freq按钮：单击该按钮，则输出结果为信号频率。 Period按钮：单击该按钮，则输出结果为信号周期。 Pulse按钮：单击该按钮，则输出结果为高、低电平脉宽。 Rise/Fall按钮：单击该按钮，则输出结果显示数字信号的上升沿 和下降沿时间。⑵Coupling复选框：选择信号的耦合方式。⑶Sensitivity复选框：通过滚动文本框设置测量灵敏度（滚动文本框的数字为有效值），如频率计的灵敏度设为3V， 则被测信号（如正弦量）的幅值应不低于3，否则，不能显示 测量结果。 ⑷Trigger Level复选框：通过滚动文本框设置数字信号的触发 电平大小。2 举例：用555 Timer Wizard 创建多谐振荡器电路，如 下页所示。图2-32 555 Timer Wizard 对话框12V Vs28.86k? R1RST DIS THRXFC1VCC OUT12357.72k? R2TRI CON GND100 ? Rl10nF C10nF Cf555_VIRTUAL Timer数字频率计应用电路（555定时器构成的多谐振荡器）3测量结果数字频率计应用电路的测量结果2.1.7字信号发生器XWG10 16O O低 16 位O X X X15 31高 16 位RT数据 触发端 准备端字信号发生器的操作界面和图标1 功能说明如上图所示，字信号发生器的操作界面包括字信号编辑区、 Controls复选框、Display复选框、Trigger复选框和Frequency 复选框。 ⑴字信号编辑区：按顺序显示待输出的数字信号，数字信号 可直接编辑修改。 ⑵Controls复选框：数字信号输出控制，包括Cycle按钮、 Burst按钮、Step按钮和Set按钮。Cycle按钮：单击该按钮，从起始地址开始循环输出一定Burst按钮：单击该按钮，输出从起始地址至终了地址的全 部数字信号。数量的数字信号（数字信号的数量通过Settings对话框设定）。Step按钮：单击该按钮，单步输出数字信号。 Set按钮：用来设置数字信号的类型和数量。单击Set按钮， 弹出Settings对话框，如下图所示。Settings对话框如上图所示，Settings对话框包括Pre-set Patterns复选框、Display Type复选框、Buffer Size 滚动文本框和Initial Pattern编辑区中的数字信号）， Load（载入数字信号文件*.dp），滚动文本框。Pre-set Patterns复选框由No Change（不改变字信号Save（存储数字信号），Clear buffer（将字信号编辑区中的数字信号全部清零），Up Counter（数字信号从初始地址至终了地址 Shift Right（数字信号的初始值默认为，按数字信号右输出）， Down Counter（数字信号从终了地址至初始地址输出）移的方式输出），Shift Left（数字信号的初始值默认为按数字信号左移的方式输出）。Display Type复选框用来设置数字信号为16进制或十进制。 Buffer Size 滚动文本框用来设置数字信号的数量。Initial Pattern滚动文本框用来设置数字信号的初始值（只在 Pre-set Patterns 为Shift Right或Shift Left选项时起作用）。 ⑶Display复选框：数字信号的类型选择，可选择16进制、 10进制、二进制以及ASCII代码方式。⑷Trigger复选框：可选择Internal（内触发）或External（外触发）方式，触发方式可选择上升沿触发或下降沿触发。 ⑸Frequency复选框：选择输出数字信号的频率。2举例(1)创建电路VCC XWG116 05V1 2 3 6 4 5 A B CU1Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 15 14 13 12 11 10 9 7XLA11O O O X X X31 15G1 ~G2A ~G2B74LS138NFC Q TTR字信号发生器应用电路（74LS138构成的顺序脉冲发生器）⑵测量结果字信号发生器应用电路的测量结果2.3.8 逻辑分析仪XLA11接 输 入 信 号FCQT接 外 部 时 钟时 钟 控 制 端触 发 控 制 端逻辑分析仪的操作界面和图标1 功能说明 逻辑分析仪操作界面如上图所示。 ⑴面板最左侧16个小圆圈代表16个输入端，如果某个连接端 接有被测信号，则该小圆圈内出现一个黑圆点。被采集的16 路输入信号依次显示在屏幕上。当改变输入信号连接导线的 颜色时，显示波形的颜色立即相应改变。 ⑵左边第1区：Stop按钮为停止仿真；Reset按钮为逻辑分析 仪复位并清除显示波形；Reverse按钮为改变屏幕背景的颜色。 ⑶左边第2区：移动读数指针上部的三角形可以读取波形的 逻辑数据。其中T1和T2分别表示读数指针1和读数指针2离 开扫描线零点的时间，T2-T1表示两读数指针之间的时间差。 ⑷ Clock 复选框：包括Clock／Div滚动文本框及Set按钮。 Clock／Div：设置在显示屏上每个水平刻度显示的时钟脉冲数。Set按钮：设置时钟脉冲，单击该按钮，弹出Clock setup对话 框，如下图所示。Clock setup对话框如上图所示，Clock Source复选框的功能是选择时钟脉冲， External表示外部时钟，Internal表示内部时钟；Clock Rate复 选框的功能是设置时钟频率；Sampling Setting复选框的功能 是设置取样方式，Pre-trigger Samples文本框用来设定前沿触 发取样数，Post-trigger Samples文本框用来设定后沿触发取 样数，Threshold Volt（V）文本框用来设定阈值电压。⑸Trigger复选框：设置触发方式，单击Set按钮，弹出 Trigger settings对话框，如下图所示。Trigger settings对话框如图所示，Trigger Clock Edge复选框的功能是设定触发 方式，包括Positive（上升沿触发）、Negative（下降沿触发） 和Both（升、降沿触发）等3个选项；Trigger Qualifier下拉列 表框的功能是选择触发限定字，包括0、1及X（0、1皆可） 等3个选项；Trigger Patterns复选框的功能是设置触发的样本， 我们可以在Pattern A、Pattern B和Pattern C文本框中设定触发样 也可以在Trigger Combinations下拉列表框中选择组合的触发样本2.1.9 逻辑转换仪XLC1AB数字 电路 输入数字 电路 输出逻辑转换仪的操作界面和图标1 功能说明 如上图所示，逻辑转换仪的操作界面包括变量（A、B、C、 D、E、F、G和H）、真值表、函数表达式显示文本框和 Conversions复选框。 ⑴变量：单击变量对应的圆圈，则选择了输入变量（最多 可选择8个输入变量），图2-41选择了三个输入变量A、B和C。 ⑵真值表：真值表列出了输入变量的所有组合以及对应的 函数值，函数值可选择0、1和×（初始函数值的显示为“？”， 用鼠标单击相应的函数值，可将其改变为0、1或×）。 ⑶函数表达式显示文本框：显示真值表对应的函数表达式。 ⑷Conversions复选框：实现数字电路各种表示方法的相互 转换，其转换按钮的功能，如下图所示。逻辑图转换为真值表 真值表转换为最小项之和表达式 真值表转换为最简与或表达式 表达式转换为真值表 表达式转换为逻辑图 表达式转换为与非-与非形式的逻辑图A B C2 应用示例上图所示真值表对应的逻辑图2.1.10伏安特性测试仪XIV1连接 测试 元器 件的 电极伏安特性测试仪的操作界面和图标1 功能说明 如上图所示，伏安特性测试仪的操作界面包括图形显示 窗、元器件状态显示文本框、Components下拉列表框、 Current Range(A)复选框、Voltage Range(V)复选框、Reverse 按钮、Sim_Param按钮和接线端子指示窗（操作界面的右下角） 组成。 ⑴图形显示窗：显示元器件（二极管或三极管）的伏安特 性曲线。 ⑵元器件状态栏：显示元器件的电压和电流（如NMOS 管的d、s间的电压，漏极电流）。 ⑶Components下拉列表框：选择元器件类型，包括 Diode、BJT NPN、BJT PNP、NMOS和 PMOS五种类型。⑷ Current Range(A)复选框：设置电流范围。 ⑸ Voltage Range(V)复选框：设置电压范围。 ⑹Reverse按钮：图形显示反色。 ⑺Sim_Param按钮：伏安特性测试参数设置， 单击该按钮，弹出Simulate Parameters对话框，如下图所示。Simulate Parameters对话框如上图所示，Simulate Parameters对话框包括Source Name： V_ds复选框和Source Name：V_gs复选框（对NMOS管可设置V_ds和V_gs；对其他类型晶体管，则设置其他电压。）。Source Name：V_ds复选框：Start和Stop文本框分别设置起始 和终了电压，Increment文本框用来设置电压增量步长。 Source Name：V_gs复选框：Num steps文本框用来设置V_gs的 数量，本处为4（显示4条输出特性曲线）。 ⑻接线端子指示窗：如图2-45所示，当在Components下拉 列表框中选择了元器件以后，则在该指示窗显示对应元器件 的管脚（如NMOS管的g、s和d），用来指示元器件和伏安特性测试仪的图标连接。2 应用示例 ⑴创建电路 选择元器件为NMOS管，按接线端子指示窗将NMOS管和伏安 特性测试仪的图标连接在一起，得NMOS管的伏安特性测试电 路，如下图所示。XIV1Q12N6659NMOS管的伏安特性测试电路2.1.11失真分析仪XDA1THD失真分析仪的操作界面和图标1 功能说明 如上图所示，失真分析仪的操作界面包括Signal Noise Distortion (SINAD) 文本框、Start按钮、Stop按钮、Fundamental Freq.文本 框、Resolution Freq.文本框、Controls复选框和Display复选框。 ⑴ Signal Noise Distortion(SINAD)文本框：显示测量电路的信噪 比。 ⑵Start按钮：启动分析。 ⑶Stop按钮：停止分析。 ⑷Fundamental Freq.文本框：设置基频。 ⑸ Resolution Freq.文本框：设置频率分辨率。 ⑹Controls复选框：包括THD按钮、SINAD按钮和Set按钮。 THD按钮：单击该按钮，表示分析电路的总谐波失真。 SINAD按钮：单击该按钮，表示分析电路的信噪比。 Set按钮：单击该按钮，弹出Settings对话框，如下图所示。Settings对话框如上图所示，Settings对话框包括THD Definition复选框 （用来设置THD定义标准，可选择IEEE和ANSI/IEC标准）、 Harmonic Num.（设置谐波次数）和FFT Points（设置谐波 分析的取样点数）。 ⑺Display复选框：设置显示方式，包括%按钮和dB按钮。 %按钮：按百分比方式显示分析结果，常用于总谐波失真分析。 dB按钮：按分贝显示分析结果，常用于信噪比分析。2 应用示例 ⑴创建电路10V Vcc 1k? RcXDA1THD16.67k? R20.7958uF C1 100 ? Rs 2.213uF C2BJT_NPN_VIRTUAL Q11k? Rl5mV 1kHz 0 Deg Vin3.659k? R1 166.7 ? Re0.3141mF Ce失真分析仪测试电路⑵测量结果单击运行按钮，双击失真分析仪图标XDA1，分析结果总谐波失真信噪比失真分析仪分析结果2.1.12 频谱分析仪XSA1IN T信 触 号 发 输 端 入 端频谱分析仪的操作界面和图标1 功能说明⑴图形显示窗：显示信号的频谱图形。 ⑵状态栏：显示光标指针处对应的频率和幅值。 ⑶Span Control复选框：设置测量信号频谱的范围。 Set Span按钮：手动设置频率范围。 Zero Span按钮：设置以中心值定义的频率。 Full Span按钮：设置全频段为频率范围。⑷Frequency复选框：设置频率范围。(5)Amplitude复选框：设置幅值的显示方式、量程和参考电 平。⑸Resolution Frequency复选框：设置频率分辨率，仪器默认 设置为一个最小值? f。 ⑹控制按钮：控制频谱分析仪的运行。 Start按钮：开始分析。 Stop按钮：停止分析。 Reverse按钮：图形显示窗反色。 Show-Ref按钮：显示参考值。 Set…按钮：单击该按钮，弹出Settings对话框Settings 对话框2 应用示例 本处以矩形波的频谱分析为例，说明频谱分析仪的应用。XSA1IN TV11kHz 5V矩形波的频谱分析矩形波信号的的频谱分析结果2.1.13网络分析仪XNA1P1 P2接双 口网 络的 输入 端口 接双 口网 络的 输出 端口网络分析仪的操作界面和图标1 功能说明⑴图形显示框：用来显示图表、测量曲线以及标注电路信息的文字。⑵Mode复选框：模式选择。 ⑶Graph复选框：用来设置图形的显示方式，可选择Smith （Smith园）、Mag/Ph（幅值/相位）、Polar（极化图）和 Re/Im（实部/虚部）四种方式。⑷Trace复选框：轨迹控制，显示或隐藏单个轨迹。⑸Functions复选框：功能选择，包括Marker下拉列表框、 Scale按钮、Auto Scale按钮和Set up按钮。Preferences（参数）设置对话框⑹Settings复选框：包括Load按钮、Save按钮、Exp按钮、 Print按钮和Simulation Set…按钮组成。Measurement Setup对话框2 应用示例 ⑴创建电路R4 10 ?C3 80pFV2 12 VR1 50k?L1 125uHXNA1C1 Q1C4100 FP1 P21uF V1 1mV 1.5MHz 0Deg BF517C5R2 10k? R3 500 ? C2 1uF 100 F射频放大电路（网络分析仪的应用电路）⑵仿真分析①参数检测Smith图显示Mag/Ph（幅值/相位）方式显示Polar（极化图）方式显示Re/Im（实部/虚部）方式显示射频放大电路的S参数②射频特性分析射频放大电路的功率增益射频放大电路的电压增益射频放大电路的输入输出阻抗③匹配网络分析Match Net. Designer（匹配网络分析）对话框a, Stability Circles（稳定性圆）射频放大电路的稳定性圆分析b, Impedance Matching（阻抗匹配）射频放大电路的匹配阻抗分析c, Unilateral Gain Circles（单向增益圆）射频放大电路的单向增益圆分析2.3.14 Agilent函数信号发生器Agilent函数信号发生器的操作面板2.3.15 Agilent数字万用表Agilent数字万用表的操作面板2.3.16 Agilent数字示波器Agilent数字示波器的操作面板2.3.17 Tektronix数字示波器Tektronix数字示波器的操作面板2.1.18 LabVIEW虚拟仪器XLV4OutputXLV2InputMicrophoneXLV3In1SpeakerXLV1Out1Signal AnalyzerLabview 虚拟仪器Signal Generator1 功能说明⑴Microphone（麦克风）：麦克风用来记录声音信号，记录的声音信号数据可作为信号源来用。 注：实际使用时，麦克风通过计算机的声卡输入声音信号， 计算机声卡的型号能被虚拟仪器麦克风识别。 ⑵Speaker（扬声器）：当扬声器和信号源连接时，可发出 声音。扬声器也可同麦克风直接相连（但扬声器的采样频 率和麦克风的采样频率应一致）。 ⑶Signal Analyzer（信号分析仪）：信号分析仪可分析信号的时域波形、信号的自动功率谱和信号的平均值。对分析的波形还可进行区域放大、缩小和拉伸等处理。 ⑷Signal Generator（信号发生器）：可产生正弦波、三 角波、矩形波和锯齿波，且频率可调。2 应用示例 ⑴麦克风和扬声器直接连接XLV1OutputXLV2Input⑵麦克风和信号分析仪连接XLV1Output In1XLV2⑶信号发生器和扬声器连接XLV1Out1XLV2Input2.3.19测量探针 Multisim 9中的测量探针有以下两种用法： ⑴用作动态探针测量探针的浮动窗口⑵用作动态监测窗测量探针的动态监测窗口小结Multisim9之所以应用广泛，主要源于该软件提供了功能齐全 的元器件库和虚拟仪器 。1，Multisim9提供的元器件库共十六类，每类元器件库均含有大量可选用元器件。涵盖了模拟器件、数字器件、继电逻 辑控制器件、PLC元器件、单片机元器件、高级外设以及显 示器件等。 2，Multisim9提供的虚拟仪器共十九种，虚拟仪器总体可分为检测类虚拟仪器、信号源类虚拟仪器及分析类虚拟仪器等。
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