第5章虛擬儀器CHINAMACHINEPRESS機械工業(yè)出版社5.1概述Multisim14主要對電路原理圖進行仿真分析，以便驗證電路設(shè)計的合理性。但一個測試系統(tǒng)不僅需要能夠進行電路原理圖仿真，而且對真實信號的處理方式也十分重要，而Multisim14無法采集、處理真實信號。為了解決Multisim14軟件不能將電路原理圖測試轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸嶋娐窚y試的問題，需要借助LabVIEW軟件。通過應(yīng)用LabVIEW軟件開發(fā)用戶自定義的虛擬儀器，并導(dǎo)入Multisim14中，可以實現(xiàn)Multisim14仿真的個性化，并擴展其仿真能力。5.1.1認識虛擬儀器虛擬儀器在儀器欄中以圖標方式顯示；儀器接線符號是儀器連接到電路中的橋梁；儀器面板上能顯示測量結(jié)果。儀器圖標儀器接線符號

儀器面板5.1.2虛擬儀器的分類1.模擬（AC和DC）儀器。2.數(shù)字（邏輯）儀器。3.射頻（高頻）儀器。4.電子測量中的真實儀器，如Agilent、Tektronix儀器模擬。5.測試探針。6.LabVIEW儀器。NIMultisim14虛擬儀器分6大類：5.2.1數(shù)字萬用表5.2模擬儀器儀器圖標儀器接線符號

儀器面板

數(shù)字萬用表是自動修正量程儀表，所以在測量過程中不必調(diào)整量程。數(shù)字萬用表有正極和負極兩個引線端。測量結(jié)果顯示區(qū)測量選項內(nèi)部設(shè)置信號模式1.測量結(jié)果顯示區(qū)：顯示相對應(yīng)測量結(jié)果電流測量電壓測量電阻測量分貝測量2.測量選項：共4項選擇3.信號模式：正弦交流信號和直流信號兩種4.內(nèi)部設(shè)置：默認的內(nèi)部設(shè)置（1）單擊“Set”按鈕，系統(tǒng)彈出萬用表的設(shè)置窗口，如圖所示。（2）改變需要修改的選項。（3）保存修改，單擊“OK”按鈕。若要放棄修改，單擊“Cancel”按鈕即可。函數(shù)信號發(fā)生器是產(chǎn)生正弦波、三角波和方波的電壓源5.2.2函數(shù)信號發(fā)生器“公共端”接線柱是信號的參考點。若信號以地作為參照點，則將公用接線柱接地。正接線柱提供的波形是正信號，負接線柱提供的波形是負信號。儀器圖標儀器接線符號

儀器面板函數(shù)信號發(fā)生器面板波形選擇信號設(shè)置時間設(shè)置信號輸出端公共端子1.波形選擇：三種波形作為輸出正弦波、三角波、方波2.信號設(shè)置：四種信號設(shè)置（1）Frequency頻率（2）DutyCycle占空比（3）Amplityde振幅（4）Offset直流偏移量3.時間設(shè)置：針對方波，設(shè)置上升和下降沿的角度5.2.3功率表功率表用來測量電路的交流、直流功率，功率的大小是流過電路的電流和電壓差的乘積，量綱為瓦特。儀器圖標儀器接線符號

儀器面板

功率表有4個引線端：電壓正極和負極、電流正極和負極。功率表中有兩組端子，左邊兩個端子為電壓輸入端子，與所要測試的電路并聯(lián)；右邊兩個端子為電流輸入端子，與所要測試的電路串聯(lián)。功率表也能測量功率因數(shù)。功率因數(shù)是電壓和電流相位差角的余弦值。5.2.4雙蹤示波器

雙蹤示波器可以觀察一路或兩路信號隨時間變化的波形，可分析被測周期信號的幅值和頻率。掃描時間可在納秒與秒之間的范圍內(nèi)選擇儀器圖標儀器接線符號

儀器面板

接線符號有4個連接端子：A通道輸入、B通道輸入、外觸發(fā)端T和接地端G若電路中已有接地端，示波器可以不接地5.2.4雙蹤示波器1.時基：用于設(shè)置掃描時間及信號顯示方式游標讀數(shù)時基框通道設(shè)置背景切換數(shù)據(jù)保存游標信號顯示觸發(fā)設(shè)置（1）Scale設(shè)置掃描時間（2）Xpos.設(shè)置信號在X軸起始點（3）Y/T、Add、A/B和B/A信號顯示方式按下〈Y/T〉按鈕，示波器顯示信號波形是關(guān)于時間軸X函數(shù)。按下〈A/B〉或〈B/A〉按鈕，示波器顯示信號波形是把B通道（或A通道）作為X軸掃描信號,將A通道（或B通道）信號加載在Y軸上。

按下〈Add〉按鈕，是將A通道與B通道信號相加在一起顯示。2.通道設(shè)置：用于設(shè)置掃描時間及信號顯示方式5.2.4雙蹤示波器（1）Scale設(shè)置設(shè)置信號在Y軸向的靈敏度，即每刻度的電壓值，范圍：1FV～TV/Div。（2）Ypos.設(shè)置這個設(shè)置項為控制波形在Y軸上的位置。（3）“AC”、“0”、“DC”輸入耦合方式“AC”(交流)耦合時只有信號的交流部分被顯示?！癉C”（直流）耦合時不僅有信號的交流部分還有直流成分疊加在一起被顯示。3.觸發(fā)：Trigger觸發(fā)設(shè)置，決定了輸入信號在示波器上的顯示條件（1）Edge觸發(fā)沿選擇單擊按鈕，在波形的上升沿到來時觸發(fā)。按鈕，在波形的下降沿到來時觸發(fā)。單擊（2）Lavel觸發(fā)電平(-999fV～1000TV)觸發(fā)電平是給輸入信號設(shè)置門檻，信號幅度達到觸發(fā)電平時開始掃描。（3）信號觸發(fā)方式單擊“Single”按鈕：觸發(fā)信號電平達到觸發(fā)電平門檻時掃描一次。單擊“Normal”按鈕：觸發(fā)信號電平只要達到觸發(fā)電平門檻時掃描。單擊“Auto”按鈕：如果是小信號或希望盡可能快地顯示。單擊“None”按鈕：觸發(fā)信號不用選擇。5.2.4雙蹤示波器4.顯示屏設(shè)置和存盤：5.2.4雙蹤示波器（1）示波器顯示屏背景切換示波器顯示屏背景色可以在黑白之間切換，用鼠標單擊“Reverse”按鈕，原來的白色背景變?yōu)楹谏?，再次單擊又由黑色變?yōu)榘咨乔袚Q先決條件為系統(tǒng)必須處在仿真狀態(tài)。保存方式：一種是以擴展名為*.scp的文件形式保存；另一種是以擴展名為*.lvm的文件形式保存，也可以以擴展名*.tdm的文件形式保存。（2）用鼠標單擊“Save”按鈕，則把仿數(shù)據(jù)保存起來。

5.垂直游標使用：若要顯示波形各參數(shù)的準確值，需拖動顯示屏中兩根垂直游標到期望的位置。5.2.4雙蹤示波器

兩根垂直游標同時可顯示兩個不同測點的時間值和電壓值，并可同時顯示其差值。在電路仿真時，示波器可以重新接到電路的另一個測試點上，而仿真開關(guān)不必重新啟動，示波器會自動刷新屏幕，顯示新接點的測試波形。如果在仿真的過程中調(diào)節(jié)了示波器的設(shè)置，示波器也會自動刷新。

5.2.5四通道示波器

與雙通道示波器在使用方法和參數(shù)調(diào)整方式上基本一樣，只是多了一個通道控制旋鈕。

用接線符號的輸入端子與測試電路相應(yīng)測點連接，雙擊接線符號，打開儀器面板進行測試。若要在示波器上顯示4個測試通道的波形，可設(shè)置4種不同的顏色。儀器圖標儀器接線符號

儀器面板5.2.5四通道示波器

用接線符號的輸入端子與測試電路相應(yīng)測點連接，雙擊接線符號，打開儀器面板進行測試。若要在示波器上顯示4個測試通道的波形，可設(shè)置4種不同的顏色。1.四通道示波器的使用方法：用鼠標右鍵單擊示波器某通道的連接線，系統(tǒng)彈出如圖所示的菜單，再單擊“SegmentColor”菜單，選擇合適的顏色，單擊“OK”按鈕，某通道顯示的波形顏色就確定了。用同樣的方法還可選擇其他通道的顏色。5.2.5四通道示波器2.示波器設(shè)置：在仿真前后或仿真過程中都可以改變四通道示波器設(shè)置，以達到最佳的測試結(jié)果。（1）Timebase時基：時基電路設(shè)置Scale設(shè)置掃描時間：當(dāng)測量方式在（Y/T）或（A+B）選項時（A+B表示A通道信號與B通道信號相加），可改變X軸掃描周期。Xposition、Y/T與前面所講的示波器功能相同。當(dāng)用鼠標右鍵單擊“A/B”按鈕時，系統(tǒng)彈出如圖a所示菜單，根據(jù)測試需要，選擇其中一項。當(dāng)用鼠標右鍵單擊“A+B”按鈕時，系統(tǒng)彈出如圖b所示菜單，根據(jù)測試需要，選擇其中一項。

圖b圖a5.2.5四通道示波器2.示波器設(shè)置：在仿真前后或仿真過程中都可以改變四通道示波器設(shè)置，以達到最佳的測試結(jié)果。（2）Channel通道設(shè)置撥盤上的缺口對應(yīng)選中A、B、C、D通道中的一個。

（3）AC、0、DC、Trigger設(shè)置AC、0、DC與前面所講的示波器功能完全相同。Trigger（觸發(fā)信號），唯一要注意到的是有四通道，選擇哪一路信號作為觸發(fā)信號由操作者決定。（4）Save把仿真的有關(guān)數(shù)據(jù)存儲起來，只要按“Save”按鈕，仿真的有關(guān)數(shù)據(jù)自動用ASCⅡ文本保存下來。5.2.5四通道示波器3.示波器測量:將左右兩邊的游標移動到關(guān)心的位置進行讀數(shù)測量，可設(shè)置參數(shù)項

5.2.6博特圖儀能產(chǎn)生頻率范圍很寬的掃描信號，用以測量電路幅頻特性和相頻特性。博德圖儀圖標、接線符號與測量面板，如圖所示

5.2.6博特圖儀

1.測量模式:幅頻特性和相頻特性兩種測量模式（1）Magnitude幅頻特性測量在一定的頻帶內(nèi)，兩測試點間的幅度比率隨頻率變化的特性。（2）Phase相頻特性測量。相頻特性曲線是指在一定的頻帶段內(nèi)，兩測試點間的相位差值，以度表示。測量方法：將儀器輸入端口正極與電路in的正極相連，將儀器輸出端口正極與電路out的正極相連。將儀器輸入端口的負極與儀器輸出端口的負極一并接地。5.2.6博特圖儀

2.水平軸與垂直軸的設(shè)置（1）基本設(shè)置：當(dāng)比值或增益有較大變化范圍時，坐標軸一般設(shè)置為對數(shù)的方式，頻率通常也用對數(shù)表示。（2）Horizontal水平軸刻度：水平軸顯示的是頻率。它的刻度由橫軸的初始值和最終值決定。（3）Vertical縱軸刻度：縱軸的刻度和單位是由測量的內(nèi)容決定的。注意：設(shè)置縱軸（Y軸）初始值（I）和最終值（F）時，也一定要使I<F。NIMultisim14不允許I>F的情況出現(xiàn)。5.2.6博特圖儀

3.讀數(shù)

移動博德圖儀的垂直游標到某一頻率上，與該頻率相對應(yīng)增益或是相位的差值將被顯示出來移動垂直游標的兩種方法：（1）用鼠標單擊博德圖儀底部的向左、向右箭頭，可精細調(diào)整垂直游標位置。（2）用鼠標單擊博德圖儀的左邊沿上部倒立小三角不放，再移動鼠標即拖動垂直游標到要測量的點的位置，該方法可粗略調(diào)試垂直游標位置。5.2.7頻率儀

頻率儀是測量信號頻率、周期、相位、脈沖信號的上升沿時間和下降沿時間等的儀器。

儀器圖標儀器接線符號

儀器面板

使用過程中應(yīng)注意根據(jù)輸入信號的幅值，調(diào)整頻率計的Sensitivity（靈敏度）和TriggerLevel（觸發(fā)電平）。5.2.7頻率儀

1.Measurement測量（1）按下Freq按鈕，測量頻率（2）按下Pulse按鈕，測量正負脈沖寬度（3）按下Period按鈕，測量信號一個周期所用時間（4）按下Rise/Fall按鈕，測量脈沖信號上升沿和下降沿所占用的時間2.Coupling耦合模式選擇（1）按下AC按鈕，僅顯示信號中交流成分（2）按下DC按鈕，顯示信號交流加直流成分3.Sensitivity(RMS)電壓靈敏度設(shè)置

輸入電壓靈敏度及單位設(shè)置4.TriggerLevel觸發(fā)電平電平值觸發(fā)及單位設(shè)置5.2.8伏安特性圖示儀

專門用于測量Diode，二極管；PNPBJT，PNP雙極型晶體管；NPNBJT，NPN雙極型晶體管；PMOS，P溝道耗盡型MOS場效應(yīng)晶體管；NMOS，N溝道耗盡型MOS場效應(yīng)晶體管等器件IV特性的儀器。

圖示儀圖標、接線符號與操作面板如圖所示5.2.8伏安特性圖示儀

1．Diode、PNPBJT、NPNBJT、PMOS、NMOS器件仿真參數(shù)設(shè)定（1）PMOS（P溝道耗盡型MOS場效應(yīng)晶體管）器件仿真參數(shù)設(shè)定左邊SourceNameV_ds對話框中輸入改變V_ds（P溝道耗盡型MOS場效應(yīng)晶體管的漏-源之間的電壓）電壓。

Start輸入掃描V_ds的起始電壓。

Stop輸入掃描V_ds的中止電壓，量綱單位可在其右邊選擇。

Increment橫軸掃描輸入增量，或者說是設(shè)置掃描步長。步長大小決定圖像曲線上測點的疏密。5.2.8伏安特性圖示儀

1．Diode、PNPBJT、NPNBJT、PMOS、NMOS器件仿真參數(shù)設(shè)定（1）PMOS（P溝道耗盡型MOS場效應(yīng)晶體管）器件仿真參數(shù)設(shè)定若改變V_gs

（P溝道耗盡型MOS場效應(yīng)晶體管的柵-源之間的電壓）電壓，則在右邊SourceNameV_gs輸入：

Start輸入掃描V_gs的起始電壓。Stop輸入掃描V_gs的中止電壓，量綱單位可在其右邊選擇。Numsteps縱軸掃描輸入量，或者說設(shè)置多少根曲線。圖像中每一根曲線對應(yīng)著一個V_gs值。NormalizeData復(fù)選框被選中顯示伏安特性曲線是在X軸的正值范圍內(nèi)，反之則在負值范圍內(nèi)。5.2.8伏安特性圖示儀

1．Diode、PNPBJT、NPNBJT、PMOS、NMOS器件仿真參數(shù)設(shè)定（2）Dialog（二極管）器件仿真參數(shù)設(shè)定因為是二極管，只用SimulateParameters對話框中的一半。Start輸入掃描V_pn的起始電壓，量綱單位在其右邊選擇。Stop輸入掃描V_pn的中止電壓，量綱單位在其右邊選擇。Increment掃描輸入的增量，或者說是設(shè)置步長長度。步長大小決定了圖像曲線上測點的疏密。5.2.8伏安特性圖示儀

1．Diode、PNPBJT、NPNBJT、PMOS、NMOS器件仿真參數(shù)設(shè)定（3）PNPBJT器件仿真參數(shù)設(shè)定若改變V_ce（集電極與發(fā)射極之間）電壓則在左邊SourceNameV_ce對話框中輸入：

Start輸入掃描V_ce的起始電壓，量綱單位在其右邊選擇。

Stop輸入掃描V_ce的中止電壓，量綱單位在其右邊選擇。

Increment掃描輸入的增量，或者說是設(shè)置步長。若改變I_b

（基電極）電流，則在左邊SourceNameI_b

中輸入：

Start輸入掃描I_b的起始電流，量綱單位在其右邊選擇。Stop輸入掃描I_b的終止電流，量綱單位在其右邊選擇。

Numsteps輸入多少步，或者說設(shè)置多少根曲線。圖像中每一根曲線對應(yīng)著一個I_b值。

NormalizeData復(fù)選框被選中顯示伏安特性曲線是在X軸的正值范圍內(nèi)，反之則在負值范圍內(nèi)。5.2.9失真度分析儀

失真度分析儀是測試電路總諧波失真和信噪比的儀器，一個典型的失真度分析儀可以測量的頻率范圍在20Hz～100kHz之間。

失真度分析儀只有一個輸入點，其圖標、接線符號與測量面板，如圖所示。

5.2.9失真度分析儀

1.總諧波失真

總諧波失真（TotalHarmonicDistortion，THD），是指信號源輸入時，輸出信號比輸入信號多出的額外諧波成分。按下Start按鈕測試開始，其實電路仿真開關(guān)打開，該按鈕會自動按下。按下Stop按鈕，測試停止。總諧波失真可用dB值表示，也可用%值表示。

FundamentalFreq：設(shè)置基頻欄。

ResolutionFreq：設(shè)置分辨率的頻率欄。5.2.9失真度分析儀

2.信噪比

信噪比（SINAD）是信號中的有用成分與雜音的強弱對比，設(shè)備的信噪比越高表明它產(chǎn)生的雜音越少，常用dB值表示。3.Settings

本按鈕的功能是設(shè)定THD測試參數(shù)。

THDDefinition：指諧波失真的定義標準有兩種選項，即IEEE和ANSI/IEC。選擇ANSI/IEC時，僅對總諧波失真計算有用；選擇IEEE與選擇ANSI/IEC對THD計算略有不同。

HarmonicNum：諧波次數(shù)設(shè)定。

FFTPoints：電路進行FFT分析變換的點數(shù)設(shè)定，如右圖所示。5.3.1數(shù)字信號發(fā)生器5.3數(shù)字儀器

字（數(shù)字信號）發(fā)生器是一個可編輯的通用數(shù)字激勵源，產(chǎn)生并提供32位的二進制數(shù)。

圖示儀圖標、接線符號與操作面板如圖所示5.3.1數(shù)字信號發(fā)生器

1.顯示窗口的字值數(shù)制

字發(fā)生器面板的右邊顯示窗口，共1024行（存儲單元），以卷軸形式出現(xiàn)。每一行的字值可以以8位十六進制數(shù)顯示，即從00000000到FFFFFFFF；或以10位十進制數(shù)顯示，即從0到4294967295；還可以以32位二進制數(shù)顯示。2.輸出方式控制（Controls）把面板右邊字符串值輸?shù)诫娐分腥?，?種方式。（1）單擊Cycle按鈕，按鈕，行輸出方式設(shè)為循環(huán)輸出，即從被選擇的起始行開始向電路輸出字符串，一直到終止行為止。（2）單擊Burst按鈕，行的字值僅僅輸出一次，即從被選擇的起始行開始向電路輸出字值，一直到終止行為止，只傳輸次，不循環(huán)。（3）單擊Step按鈕，行輸出方式是單步輸出，即要使一個行的字值輸入到電路中去，必須單擊一次“Step”按鈕，若要再輸出一個的字值，就必須再單擊一次“Step”按鈕。5.3.1數(shù)字信號發(fā)生器

3.顯示窗口設(shè)置設(shè)置斷點（SetBreak-point）：斷點是當(dāng)字發(fā)生器向電路傳輸行的字值時，傳輸?shù)侥承械淖种敌柰Ｖ?，若要繼續(xù)傳輸則再按一下仿真取消斷點：用鼠標單擊已有紅色小圓點的行，再單擊“DeleteBreak-point”按鈕即可。SetCursor：設(shè)置仿真一開始從哪一行起始運行，設(shè)置方法與設(shè)置斷點一樣。起始設(shè)置（SetInitialPosition）、終止設(shè)置（SetFinalPosition）與斷點設(shè)置（SetBreak-point）相同字發(fā)生器輸出當(dāng)前值：不管字顯示窗口中以何種數(shù)制顯示當(dāng)前值，都將以二進制數(shù)顯示在字發(fā)生器底部的輸出終端上，5.3.1數(shù)字信號發(fā)生器

4.設(shè)置(Setting)單擊“Setting”按鈕，系統(tǒng)彈出行的字值設(shè)置模板，共有3項，如圖所示。1）Pre-setPattern行的字值選項，其中，ShiftRight、ShiftLeft被選中時，其排列規(guī)則可按二進制值說明。2）DisplayType選項：用于設(shè)置BufferSize和InitialPattern選項用進制數(shù)來表示。3）BufferSize和InitialPattern選項：BufferSize設(shè)置用卷軸上多少行；InitialPattern設(shè)置卷軸上起始行。5.3.1數(shù)字信號發(fā)生器

5.觸發(fā)控制(Trigger)Trigger設(shè)置信號觸發(fā)方式，如圖所示。行的字值輸出到電路中采用何種觸發(fā)方式，是用字發(fā)生器內(nèi)部信號（Internal）還是外部信號（External）觸發(fā)，是用信號的上升沿還是用下降沿觸發(fā)。6．頻率、數(shù)據(jù)準備和外觸發(fā)端子下左圖所示是數(shù)據(jù)準備和外觸發(fā)端子。下右圖所示用于設(shè)置字發(fā)生器的時鐘頻率。頻率單位為Hz,kHz或MHz。時鐘頻率高，字發(fā)生器行的字值輸出到終端的速度快，反之則慢。5.3.2邏輯分析儀

調(diào)試與研制復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)，尤其是計算機系統(tǒng)的強有力工具。在NIMultisim14中邏輯分析儀可同時顯示16個邏輯通道信號。圖標、接線符號，儀器面板如圖所示。5.3.2邏輯分析儀

“Stop”按鈕為停止仿真；“Reset”按鈕為邏輯分析儀復(fù)位并清除已顯示波形，重新仿真；“Reveres”按鈕改變邏輯分析儀背景色。1．屏幕顯示控制2．游標與讀數(shù)當(dāng)仿真停止時，可用鼠標單擊垂直游標并按住不放移動到需要測量的位置，時間框內(nèi)將自動顯示游標所在位置的T1與T2的時間，以及（T2-T1）的時間差值，如圖所示。T1、T2、T2-T1顯示時間的右邊，有一小方框，代表垂直游標測試16通道邏輯信號邏輯值，以十六進制數(shù)據(jù)顯示5.3.2邏輯分析儀3．時鐘設(shè)置

根據(jù)需要指定邏輯分析儀觸發(fā)前和觸發(fā)后的信號采樣存儲數(shù)量，可單擊“Clock”選項組中的“Set”按鈕，如左圖所示，系統(tǒng)彈出如右圖所示的對話框進行設(shè)定邏輯分析儀時鐘設(shè)置：1）ClockSource時鐘脈沖源：讀取輸入信號時，必須有時鐘脈沖，根據(jù)需要采用內(nèi)部或外部時鐘脈沖。。2）ClockRate時鐘比率：設(shè)置內(nèi)部信號掃描比率。3）ClockQualifier時鐘限定：對輸入時鐘信號設(shè)置門檻限制。4）Pre-triggerSamples設(shè)置觸發(fā)前有多少數(shù)據(jù)被采樣儲存，Post-triggerSamples設(shè)置觸發(fā)后有多少數(shù)據(jù)被采樣存儲。5.3.2邏輯分析儀4．觸發(fā)方式在觸發(fā)控制區(qū)域中，單擊“Set”按鈕，系統(tǒng)彈出觸發(fā)設(shè)置對話框，如圖所示

設(shè)置邏輯分析儀觸發(fā)方式：1）選擇時鐘信號觸發(fā)邊沿條件：選擇“Positive”命令，設(shè)置正脈沖觸發(fā)；選擇“Negative”命令，設(shè)置負脈沖觸發(fā)；“Both”按鈕既可正脈沖又可負脈沖作為觸發(fā)條件。2）TriggerQualifier：選擇對觸發(fā)的限制。如果設(shè)置的是“X”，限制就不起作用；設(shè)置“1”或“0”，觸發(fā)有限制。3）PatternTrigger中的3個觸發(fā)字：PatternA、

PatternB和PatternC?？煞謩e對3個觸發(fā)字進行觸發(fā)設(shè)定，或邏輯組合設(shè)定。5.3.3邏輯轉(zhuǎn)換儀

邏輯轉(zhuǎn)換儀是完成各種邏輯表達形式之間轉(zhuǎn)換的裝置。能把數(shù)字電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的真值表或布爾表達式，也能把真值表或布爾表達式轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字電路。邏輯轉(zhuǎn)換儀的圖標、接線符號、儀器面板如圖所示。注意：邏輯轉(zhuǎn)換儀沒有真實儀器與其對應(yīng)5.3.3邏輯轉(zhuǎn)換儀建立真值表：位于邏輯轉(zhuǎn)換儀面板上方的是邏輯變量的輸入通道，其標號為A、B、C、D、E、F、G、H。1.從邏輯電路得到真值表（1）將電路的輸入端連接到邏輯轉(zhuǎn)換儀的輸入端，即接線符號下8個接點。（2）將電路的輸出端與邏輯轉(zhuǎn)換儀的輸出接線柱相連。（3）單擊按鈕，完成電路圖到真值表的轉(zhuǎn)換

2.真值表的輸入和轉(zhuǎn)化將真值表轉(zhuǎn)化為布爾表達式：單擊

按鈕。布爾表達式會出現(xiàn)在邏輯轉(zhuǎn)換儀的底部。真值表轉(zhuǎn)化到簡化的布爾表達式，則單擊

按鈕。布爾表達式直接以“與”“或”的形式輸入到邏輯轉(zhuǎn)換儀底部的方框內(nèi)。3.布爾表達式的輸入和轉(zhuǎn)化5.4.1頻譜分析儀5.4射頻儀器

頻譜分析儀用于分析信號在頻域上的特性，測量某信號中所包含的頻率與頻率相對應(yīng)的幅度值，并可通過掃描一定范圍內(nèi)的頻率來測量電路中諧波信號的成分。

圖示儀圖標、接線符號與操作面板如圖所示5.4.1頻譜分析儀

1.工作頻率范圍設(shè)定SpanControlSpanControl區(qū)是頻譜分析儀的仿真工作頻率范圍設(shè)定區(qū)，如圖所示。SetSpan按鈕：仿真頻率范圍按Frequency區(qū)設(shè)定的進行仿真分析。ZeroSpan按鈕：按Frequency區(qū)設(shè)定的Center單一頻率進行仿真分析。FullSpan按鈕：仿真頻率范圍設(shè)定為該頻譜分析儀的整個頻率范圍1kHz～4GHz。

如若在SpanControl區(qū)中選擇“SetSpan”按鈕，需對Frequency區(qū)的功能框進行設(shè)置，設(shè)置頻譜分析儀分析頻率起始與終止等共4個選項，如圖所示。實際上只要設(shè)置其中的兩項，余下兩項可自動生成。2.水平坐標軸Frequency區(qū)5.4.1頻譜分析儀

2.水平坐標軸Frequency區(qū)

Span：設(shè)置測試頻率的間隔，span=end-start。

Start：設(shè)置測試開始的頻率，start=center-span/2。

Center：設(shè)置測試中間的頻率，center=(start+end)/2。

End：設(shè)置測試終止的頻率，end=center+span/2。（1）Range：表示縱軸坐標每格的刻度值。（2）Ref：用于設(shè)置縱軸坐標幅值dB或dBm的參考標準。3.垂直坐標軸AmplitudeRange

垂直坐標軸刻度選項，如圖所示。其刻度采用dB、dBm、lin。“Range”框用于設(shè)定每格代表多少分貝，“Ref”框用于設(shè)定基準值。5.4.1頻譜分析儀

4.頻率分辨率ResolutionFrequency5.頻譜分析儀控制及設(shè)定

用來設(shè)定頻率分辨的最小譜線間隔，簡稱頻率分辨率，如圖所示。頻率分辨率的默認值為

f=f_end/1024，△f可以改變，設(shè)置時最好讓閱讀到的頻率點是信號頻率的整數(shù)倍。

控制及設(shè)定頻譜分析儀，如上圖所示。其中包括5個按鈕：Start為開始分析，Stop為停止分析，Hide-Ref為隱藏參考標準值，Show-Ref為顯示參考標準值，Set用于設(shè)置觸發(fā)方式?！癝ettings”對話框有觸發(fā)源選項TriggerSource，包括內(nèi)部（Internal）與外部（External）兩個選項；觸發(fā)模式選項TriggerMode有連續(xù)（Continuous）和單一（Single）兩個選項。另外，還有觸發(fā)值（ThresholdVolt）選項與快速傅氐變換（FFTPoint）設(shè)置。5.4.2網(wǎng)絡(luò)分析儀

網(wǎng)絡(luò)分析儀是用來測量電路散射參數(shù)(Scattering或簡稱S-Parameters)的儀器，一般用于描述電路在高頻工作時的特征。NIMultisim14中網(wǎng)絡(luò)分析儀除了測量S（Scatteringparameters）參數(shù)外，還可用來計算H、Y、Z參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)分析儀的圖標、接線符號、面板，如圖所示。5.4.2網(wǎng)絡(luò)分析儀

1.顯示模式控制顯示屏上部的電路仿真信息展示模式，由下拉菜單Marker實現(xiàn)：1）Re/Im（實部/虛部）顯示模式：以直角坐標系模式顯示參數(shù)，顯示屏上的S11及S22參數(shù)以直角坐標系模式顯示。

2）Mag/Ph（幅度/相位）顯示模式：以極坐標系模式顯示參數(shù)，顯示屏上的S11及S22參數(shù)以極坐標模式顯示。3）dBMag/Ph（幅度/相位）顯示模式：以分貝極坐標系模式顯示參數(shù)，顯示屏上S11及S22參數(shù)以分貝極坐標系模式顯示。控制顯示屏的顯示屬性：

Scale按鈕：設(shè)定坐標軸刻度，僅有極點、實部/虛部點、幅值/相位3個選項可以改變。

AutoScale按鈕：設(shè)定由程序自行調(diào)整刻度。

Setup按鈕：按此按鈕會彈出設(shè)定圖件顯示屬性Preferences對話框，包括曲線、網(wǎng)格、繪圖曲線與文本等屬性。將在下面詳細說明。5.4.2網(wǎng)絡(luò)分析儀

2.軌跡Trace區(qū)里的按鈕可控制仿真參數(shù)的顯示或隱藏。Graph區(qū)是仿真分析參數(shù)及格式顯示選擇。3.Graph區(qū)選擇測量模式Measurement：選擇射頻電路分析模式RFCharacterizer：選擇“MatchNetDesigner”選項（1）Graph中選擇5.4.2網(wǎng)絡(luò)分析儀

Graph區(qū)是仿真分析參數(shù)及格式顯示選擇。3.Graph區(qū)Smith按鈕：設(shè)定圖形顯示為史密斯格式。Mag/Ph按鈕：設(shè)定圖形顯示為增益/相位的頻率響應(yīng)格式，即波特圖。Polar按鈕：設(shè)定圖形顯示為極化格式。Re/Im按鈕：設(shè)定圖形顯示為實數(shù)/虛數(shù)格式（2）分析參數(shù)顯示格式5.4.2網(wǎng)絡(luò)分析儀4.顯示屬性設(shè)置1）Trace選項卡，在“Trace”選項卡中可設(shè)定曲線的屬性，其中“Trace”下拉列表框用于選擇要設(shè)定的參數(shù)曲線，“Linewidth”下拉列表框為設(shè)定曲線的線寬、Color為設(shè)定曲線的顏色、Style下拉列表框為設(shè)定曲線的式樣。2）Grids選項卡，在Grids選項卡中可設(shè)定顯示屏網(wǎng)格的屬性，其中Linewidth、Color、Style功能同上，“Ticklabelcolor”用于設(shè)置刻度文字的顏色、“Axistitlecolor”用于設(shè)置刻度坐標軸標題文字的顏色。3）Miscellaneous選項卡，在“Miscellaneous”選項卡中，可設(shè)定顯示屏的各項屬性。5.4.2網(wǎng)絡(luò)分析儀5.資料管理設(shè)置

網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)據(jù)處理框中，提供了顯示屏里的資料管理。其中“Load”按鈕是加載資料、“Save”按鈕是存儲資料、“Exp”按鈕是輸出資料、“Print”按鈕是打印資料。

按一下“SimulationSet”按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示對話框。在“MeasurementSetup”對話框中可設(shè)置仿真起始頻率、終止頻率、掃描的類型、每十倍坐標刻度的點數(shù)和特征阻抗。5.5.1Agilent33120A型函數(shù)發(fā)生器5.5模擬Agilent、Tektronix真實儀器

Agilent33120A是安捷倫公司生產(chǎn)的一種寬頻帶、多用途、高性能的函數(shù)發(fā)生器。其圖標、接線符號、面板及按鈕說明，如下圖所示。5.5.1Agilent33120A型函數(shù)發(fā)生器1．用Agilent33120A型函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生標準波形（1）正弦波產(chǎn)生及參數(shù)設(shè)置（2）方波、三角波、鋸齒波和噪聲的產(chǎn)生及參數(shù)設(shè)置（3）直流電壓源（4）AM信號（調(diào)幅）（5）FM（調(diào)頻）信號

能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波、噪聲源和直流電壓等標準波形，用示波器觀察輸出信號的波形。2.用Agilent33120A型函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的非標準波形（1）FSK（鍵控）調(diào)制信號（2）Burst（突發(fā)）調(diào)制信號（3）Sweep（掃描）波形能產(chǎn)生3種非標準波形。5.5.1Agilent33120A型函數(shù)發(fā)生器（5）Cardiac（心律波）3.產(chǎn)生特殊函數(shù)波形

能產(chǎn)生5種內(nèi)置的特殊函數(shù)波形。（1）SinC函數(shù)（2）負斜率波函數(shù)波形（3）指數(shù)上升函數(shù)波形（4）指數(shù)下降函數(shù)波形4.用Agilent33120A型函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生任意波形

根據(jù)用戶的要求輸出任意波形。一個任意波形的產(chǎn)生，至少需要兩部分數(shù)據(jù)設(shè)置。一個是設(shè)置截取該波形的點數(shù)，當(dāng)然點數(shù)越多越好；另一個是設(shè)置某一點的波形幅值。5.5.2Agilent34401A型數(shù)字萬用表Agilent34401A型數(shù)字萬用表是一種具有12種測量功能的6位半高性能的數(shù)字萬用表。面板布局清晰合理，傳統(tǒng)的基本測量功能可直接在面板上操作，高級測量功能可用簡單的菜單設(shè)定。

其圖標、接線符號、面板及按鈕說明，如下圖所示。5.5.2Agilent34401A型數(shù)字萬用表

1.常用的參數(shù)測量（1）電壓的測量（2）電流的測量（3）電阻的測量（4）電阻連續(xù)測量模式（5）頻率或周期的測量（6）二極管極性的判斷（7）直流電壓比率的測量5.5.2Agilent34401A型數(shù)字萬用表

2.

Agilent34401A型數(shù)字萬用表的運算功能（1）NULL相對測量（2）MIN－MAX（顯示存儲最大值和最小值）（3）測量電壓的dB或dBm格式顯示（4）LimitTesting（限幅測試）第一步：設(shè)置萬用表處于限幅測試狀態(tài)第二步：設(shè)置高端限幅值第三步：設(shè)置低端限幅值5.5.3Agilent54622D型數(shù)字示波器

Agilent54622D型數(shù)字示波器是具有兩個模擬輸入通道、16個邏輯輸入通道、帶寬為100MHz的高端示波器。其圖標、接線符號、面板及按鈕說明，如下圖所示。5.5.3Agilent54622D型數(shù)字示波器

1.

AgiLent54622D型數(shù)字示波器的基本操作（1）模擬通道（2）Digital數(shù)字通道（3）Horizontol時基（水平掃描）（4）RunControl連續(xù)運行與單次采集選擇（5）Trigger觸發(fā)區(qū)域（6）測量控制區(qū)（8）Waveform波形調(diào)整區(qū)（7）快速測量按鍵（9）Utility應(yīng)用5.5.3Agilent54622D型數(shù)字示波器

2.

示波器的校準（1）模擬通道的校正（2）數(shù)字通道的校正3.數(shù)學(xué)函數(shù)應(yīng)用（1）快速傅里葉變換（2）乘法運算（3）減法運算（4）微分運算（5）積分運算5.5.4TektronixTDS2024型數(shù)字示波器

美國泰克公司的TektronixTDS2024型數(shù)字示波器是一種帶寬為200MHz、取樣速率高達2.0GS/s、四模擬測試通道、每個記錄長度有2500點、彩色、存儲示波器，能自動設(shè)置菜單，光標帶有讀數(shù)，可實現(xiàn)11種自動測量，并具有波形平均和峰值檢測等功能。其圖標、接線符號，如下圖所示。5.5.4TektronixTDS2024型數(shù)字示波器

1.

TektronixTDS2024型示波器面板（1）面板說明4個Analog模擬通道調(diào)整區(qū)Trigger觸發(fā)區(qū)Horizontol時基設(shè)定區(qū)數(shù)學(xué)運算MathRunControl運行控制區(qū)Menus菜單區(qū)校準脈沖波形5.5.4TektronixTDS2024型數(shù)字示波器

1.

TektronixTDS2024型示波器面板（1）TektronixTDS2024型數(shù)字示波器的顯示區(qū)域標識符號1）采集模式

2）觸發(fā)系統(tǒng)3）水平觸發(fā)位置4）水平觸發(fā)位置與中心線的時間差，中心刻度線的時間為零。5）使用標記顯示“邊沿”脈沖寬度觸發(fā)電平，或選定的視頻線或場。6）使用屏幕標記表明顯示波形的接地參考點，如沒有標記，不會顯示通道。5.5.4TektronixTDS2024型數(shù)字示波器

1.

TektronixTDS2024型示波器面板（1）TektronixTDS2024型數(shù)字示波器的顯示區(qū)域標識符號7）讀數(shù)顯示通道的垂直刻度系數(shù)。8）讀數(shù)顯示主時基設(shè)置。9）如果使用窗口時基，則數(shù)顯示窗口時基設(shè)置。10）顯示使用的觸發(fā)源通道。11）觸發(fā)源通道觸發(fā)電平讀數(shù)。12）顯示觸發(fā)類型讀數(shù)。13）顯示觸發(fā)頻率。14）讀數(shù)表示“邊沿”脈沖寬度觸發(fā)電平。第6章Multisim14仿真分析方法CHINAMACHINEPRESS機械工業(yè)出版社引言在運用Multisim14進行電路設(shè)計時，通常會用虛擬儀器對電路的特征參數(shù)進行測量，以確定電路的性能指標是否達到了設(shè)計要求。然而，一般來說虛擬儀器只能完成電壓、電流、波形和頻率等測量，在反映電路的全面特性方面存在一定的局限性。例如，當(dāng)需要了解元件參數(shù)、元件精度或溫度變化對電路性能的影響時，僅靠儀器測量將十分費時、費力。此時，借助Multisim14提供的仿真分析功能，將不僅可以完成電壓、電流、波形和頻率的測量，而且能夠完成電路動態(tài)特性和參數(shù)的全面描述。本章將結(jié)合實例分別介紹Multisim14各項仿真分析功能的使用方法及其相關(guān)問題。

在主界面上，可以通過Simulate菜單中的Analysesandsimulation命令，或工具欄相關(guān)按鈕打開仿真分析界面。引言引言仿真分析界面

在主界面上，可以通過Simulate菜單中的Analysesandsimulation命令，或工具欄相關(guān)按鈕打開仿真分析界面。6.1交互式仿真（InteractiveSimulation）分析參數(shù)選項卡(AnalysisParameters)用于設(shè)置仿真的初始條件、結(jié)束時間和時間步長等。選擇交互式仿真后，其對話框會顯示3個分析設(shè)置選項卡：6.1交互式仿真（InteractiveSimulation）輸出選項卡(Output)用于設(shè)置在仿真結(jié)束進行數(shù)據(jù)檢查跟蹤時是否顯示所有的器件參數(shù)，當(dāng)器件參數(shù)很多或者仿真退出的時間較長時可以選擇不顯示器件參數(shù)，通常采用默認設(shè)置。選擇交互式仿真后，其對話框會顯示3個分析設(shè)置選項卡：6.1交互式仿真（InteractiveSimulation）分析選擇選項卡(AnalysisOptions)用于為仿真分析進一步選擇設(shè)置器件模型和分析參數(shù)等。通常采用默認值，特殊需要時用戶可自行設(shè)置。選擇交互式仿真后，其對話框會顯示3個分析設(shè)置選項卡：6.1交互式仿真（InteractiveSimulation）完成選項卡設(shè)置后，點擊按鈕即可開始仿真（若點擊Save則只保留設(shè)置，不進行仿真），要停止仿真可點擊按鈕。交互式仿真的作用是對電路進行時域仿真，其仿真結(jié)果需通過連接在電路中的測試儀器或顯示器件等顯示。6.2直流工作點分析（DCOperatingPoint）本節(jié)將以單級放大器為例說明直流工作點分析的方法和步驟。直流工作點分析的目的是確定電路的靜態(tài)工作點。在進行仿真分析時，電路中的電容被視為開路，電感被視為短路，交流電源和信號源被視為零輸出，電路處于穩(wěn)態(tài)。直流工作點的分析結(jié)果可用于瞬態(tài)分析、交流分析和參數(shù)掃描分析等。6.2直流工作點分析（DCOperatingPoint）輸出(Output)選項卡用于選擇需要分析的變量。用戶可從其左側(cè)備選欄羅列的電路變量中選擇需要分析的變量，通過Add添加到右側(cè)分析欄中。選擇直流工作點分析后，其對話框會顯示3個分析設(shè)置選項卡：6.2直流工作點分析（DCOperatingPoint）分析選擇(AnalysisOptions)選項卡與交互式仿真時的設(shè)置基本一致，僅僅增加了分析的名稱，通常采用默認設(shè)置。概要選項卡(Summary)用于對所選分析設(shè)置參數(shù)的匯總，通常采用默認值。選擇直流工作點分析后，其對話框會顯示3個分析設(shè)置選項卡：6.2直流工作點分析（DCOperatingPoint）仿真結(jié)果顯示：結(jié)點1和3的靜態(tài)工作點電壓分別為705.68644mV和3.03713V，即靜態(tài)時晶體管的集電極電壓UCE≈3V、發(fā)射極電壓UBE≈0.7V，故放大電路工作在放大狀態(tài)。完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：需要注意的是，在做電路仿真分析時，若打開的電路圖中未顯示結(jié)點標號，可先通過Properties命令或SheetProperties命令，在Sheetvisibility選項卡的Netnames欄中，選擇Showall，標出電路中待分析的結(jié)點號。本節(jié)仍以單級放大器為例說明交流掃描分析的方法和步驟。交流掃描分析能完成電路的頻率響應(yīng)分析，生成電路的幅頻特性和相頻特性。分析中所有直流電源被置零，電容和電感采用交流模型，非線性元件（二極管、三極管、場效應(yīng)管等）使用交流小信號模型。無論用戶在電路輸入端加入了何種信號，交流掃描分析時系統(tǒng)均默認電路的輸入是正弦波，并以用戶設(shè)置的頻率范圍來掃描。6.3交流掃描分析（ACSweep）6.3交流掃描分析（ACSweep）通過頻率參數(shù)(FrequencyParameters)選項卡，可以設(shè)置掃描的起始頻率、終止頻率和頻率的掃描方式等。輸出(Output)選項卡設(shè)置同直流工作點分析，本例選擇為4號結(jié)點的電壓。其余選項卡可采用默認設(shè)置。

選擇交流掃描分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.3交流掃描分析（ACSweep）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：顯示窗口部分命令按鈕功能說明幅頻特性點擊按鈕可顯示兩個能用鼠標移動的游標，并打開其數(shù)字說明窗口，顯示兩個游標對應(yīng)的X、Y坐標及其坐標差等信息。相頻特性游標1游標2數(shù)字說明窗口當(dāng)兩游標對應(yīng)上下限截止頻率時,可讀出電路的通頻帶。本節(jié)仍以單級放大器為例說明瞬態(tài)分析的方法和步驟。瞬態(tài)分析用于分析電路的時域響應(yīng)，其結(jié)果是電路中指定變量與時間的函數(shù)關(guān)系。在瞬態(tài)分析中，系統(tǒng)將直流電源視為常量，交流電源按時間函數(shù)輸出，電容和電感采用儲能模型。6.4瞬態(tài)分析（Transient）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以設(shè)置分析開始的初始條件、分析開始和結(jié)束的時間等。輸出(Output)選項卡設(shè)置同直流工作點分析，本例選擇為3號和4號結(jié)點的電壓。其余選項卡可采用默認設(shè)置。

選擇瞬態(tài)分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.4瞬態(tài)分析（Transient）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：6.4瞬態(tài)分析（Transient）從仿真結(jié)果可見，輸出電容C2將3號結(jié)點的靜態(tài)工作點直流分量濾除，使輸出至4號結(jié)點的負載電壓信號沒有了直流分量。瞬態(tài)分析也可通過交互式仿真或在測試點接示波器完成。不同的是，瞬態(tài)分析可同時顯示電路中所有結(jié)點的電壓波形，而示波器通常只能同時顯示2個結(jié)點的電壓波形。4號結(jié)點電壓波形3號結(jié)點電壓波形本節(jié)仍以單級放大器為例說明直流掃描分析的方法和步驟。直流掃描分析能給出指定結(jié)點的直流工作狀態(tài)隨電路中1個或2個直流源變化的情況。當(dāng)只考慮1個直流源對指定結(jié)點直流狀態(tài)的影響時，分析過程相當(dāng)于每改變一次直流源數(shù)值，計算一次結(jié)點的直流狀態(tài)，其結(jié)果是一條結(jié)點直流狀態(tài)與電源參數(shù)間的關(guān)系曲線；而當(dāng)考慮2個直流源對指定結(jié)點直流狀態(tài)的影響時，分析過程相當(dāng)于每改變一次第2個直流源數(shù)值，確定一次結(jié)點直流狀態(tài)與第1個直流電源的關(guān)系。6.5直流掃描分析（DCSweep）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以選擇掃描的直流源，設(shè)置直流源的掃描起始和結(jié)束數(shù)值等。輸出(Output)選項卡設(shè)置同直流工作點分析，本例選擇為3號結(jié)點的電壓。其余選項卡可采用默認設(shè)置。

選擇直流掃描分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.5直流掃描分析（DCSweep）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：本例只有一個直流電源V2，所以沒有選擇掃描2個直流電源，仿真分析結(jié)果為3號結(jié)點電壓隨直流源電壓從0V變化到20V時對應(yīng)的變化曲線。從分析結(jié)果可直觀看到，晶體管集電極電位隨直流電源變化的情況。6.5直流掃描分析（DCSweep）本節(jié)仍以單級放大器為例說明單頻交流分析的方法和步驟。單頻交流分析能給出電路在某一頻率交流信號激勵下的響應(yīng)，相當(dāng)于在交流掃描分析中固定某一頻率時的響應(yīng)，分析的結(jié)果是輸出電壓或電流相量的“幅值/相位”或“實部/虛部”。6.6單頻交流分析（SingleFrequencyAC）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可設(shè)置激勵信號的頻率等參數(shù)。輸出(Output)選項卡設(shè)置同直流工作點分析，本例選擇為3號結(jié)點的電壓。其余選項卡可采用默認設(shè)置。

選擇單頻交流分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.6單頻交流分析（SingleFrequencyAC）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：仿真分析結(jié)果顯示電路在1KHz正弦交流信號激勵下3號結(jié)點的輸出電壓相量。其中，電壓相量的幅值約為210.8mV，相位約為-176.3o(接近-180o)，說明輸入輸出近似反相，與單管共射放大電路的特點是一致的。6.6單頻交流分析（SingleFrequencyAC）本節(jié)仍以單級放大器為例說明參數(shù)掃描分析的方法和步驟。參數(shù)掃描分析是指在規(guī)定范圍內(nèi)改變指定元件參數(shù)，對電路的指定結(jié)點進行直流工作點分析、瞬態(tài)分析和交流頻率特性等分析。該分析可用于電路性能的分析和優(yōu)化。6.7參數(shù)掃描分析（ParameterSweep）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以選擇掃描元件的種類和參數(shù)，設(shè)置掃描的開始值、結(jié)束值等。輸出(Output)選項卡設(shè)置同直流工作點分析，本例選擇為4號結(jié)點的電壓。其余選項卡可采用默認設(shè)置。

選擇參數(shù)掃描分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.7參數(shù)掃描分析（ParameterSweep）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：本例選擇電阻R1為掃描元件，設(shè)置其掃描開始數(shù)值為1kΩ、結(jié)束數(shù)值為20kΩ、掃描點數(shù)為4。選擇掃描分析類型為瞬態(tài)分析，并設(shè)置瞬態(tài)分析結(jié)束時間為0.01秒。從仿真分析結(jié)果可見，R1在1kΩ~20kΩ之間變化時，放大器的輸出波形由飽和失真到基本不失真。顯然，R1=20kΩ比較合適，此時輸出波形基本不失真。6.7參數(shù)掃描分析（ParameterSweep）本節(jié)仍以單級放大器為例說明噪聲分析的方法和步驟。噪聲分析主要研究噪聲對電路性能的影響。Multisim14提供了三種噪聲模型：熱噪聲(ThermalNoise)、散彈噪聲(ShotNoise)和閃爍噪聲(FlickerNoise)。熱噪聲由溫度變化產(chǎn)生；散彈噪聲由電流在電路中流動產(chǎn)生，是半導(dǎo)體器件的主要噪聲；而晶體管在1KHz以下常見的噪聲是閃爍噪聲。噪聲分析的結(jié)果是噪聲譜密度函數(shù)，表示指定元件對指定結(jié)點的噪聲貢獻。6.8噪聲分析（Noise）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以選擇輸入噪聲的參考電源(本例為信號源V1)、輸出噪聲的結(jié)點(本例為4號結(jié)點)和參考結(jié)點等。

選擇噪聲分析后，其對話框會顯示5個分析設(shè)置選項卡：6.8噪聲分析（Noise）

選擇噪聲分析后，其對話框會顯示5個分析設(shè)置選項卡：6.8噪聲分析（Noise）頻率參數(shù)(FrequencyParameters)選項卡設(shè)置與交流掃描分析設(shè)置一致。輸出(Output)選項卡可選擇提供噪聲貢獻的元件(本例為晶體管Q1和電阻R1)。完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：分析結(jié)果為譜密度曲線。其中，上面的曲線是R1對輸出結(jié)點噪聲貢獻的譜密度曲線，下面的曲線是Q1對輸出結(jié)點噪聲貢獻的譜密度曲線。6.8噪聲分析（Noise）本節(jié)仍以單級放大器為例說明蒙特卡羅分析的方法和步驟。蒙特卡羅分析是一種統(tǒng)計分析，由多次仿真完成。每次仿真時元件參數(shù)的容差可按指定的分布規(guī)律和范圍隨機變化。第一次仿真時采用元件的標稱值，其余仿真則用帶容差的元件值，其值為元件正常值減去或加上一個變化量，而變化量的數(shù)值取決于概率分布。蒙特卡羅分析中給出了均勻分布(Uniform)和高斯分布(Gaussian)兩種概率分布。通過蒙特卡羅分析，用戶可以了解元件容差對電路性能的影響。6.9蒙特卡羅分析（MonteCarlo）

選擇蒙特卡羅分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.9蒙特卡羅分析（MonteCarlo）通過容差(Tolerances)選項卡可顯示元件容差，并可通過添加或編輯按鈕打開容差設(shè)置對話框。通過容差設(shè)置對話框可選擇元件種類、參數(shù)，設(shè)置元件容差值和分布等。通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以選擇分析的類型、設(shè)置仿真分析的次數(shù)。本例選擇了4號結(jié)點的瞬態(tài)分析，并將分析結(jié)束時間設(shè)置為0.01秒；同時，設(shè)置蒙特卡羅分析次數(shù)為3次，其余參數(shù)和選項卡采用默認設(shè)置。

選擇蒙特卡羅分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.9蒙特卡羅分析（MonteCarlo）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：仿真結(jié)果為電阻和電容帶有容差時電路的瞬態(tài)響應(yīng)。其中，四條瞬態(tài)響應(yīng)曲線中的一條是元件參數(shù)均為標稱值時4號結(jié)點電壓的瞬態(tài)響應(yīng)曲線，其余三條是電容C1、C2容差為10%、電阻R1、R2、R3、R4容差為5%且所有參數(shù)均按高斯分布取值時4號結(jié)點的瞬態(tài)響應(yīng)曲線。6.9蒙特卡羅分析（MonteCarlo）本節(jié)仍以單級放大器為例說明傅里葉分析的方法和步驟，與前面仿真電路不同的是將輸入信號設(shè)置為幅度和初相位相同，頻率分別為10Hz、50Hz、100Hz、150Hz、200Hz和250Hz的6個信號源的串聯(lián)。傅里葉分析可將非正弦周期信號分解成直流、基波和各次諧波分量之和，即可將信號從時間域變換到頻率域。工程上，常采用長度與各次諧波幅值或初相位對應(yīng)的線段，按頻率高低依次排列成幅度頻譜或相位頻譜，直觀表示各次諧波幅值和初相位與頻率的關(guān)系。傅里葉分析的結(jié)果是幅度頻譜和相位頻譜。6.10傅里葉分析（Fourier）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以設(shè)置基波頻率、諧波次數(shù)等。本例設(shè)置基波頻率為10Hz、諧波次數(shù)為30，取樣結(jié)束時間為0.01秒。輸出(Output)選項卡設(shè)置同直流工作點分析，本例選擇為5號結(jié)點（輸入結(jié)點）和4號結(jié)點（輸出結(jié)點）。其余選項卡采用默認設(shè)置。

選擇傅里葉分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.10傅里葉分析（Fourier）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：仿真結(jié)果是5號和4號結(jié)點的幅度頻譜圖。其中，5號結(jié)點的幅度頻譜圖表明6個輸入信號具有相同的幅度，而4號結(jié)點的幅度頻譜圖表明6個輸入信號經(jīng)過放大器后，低頻信號幅度衰減多、高頻信號幅度衰減少。由此可見耦合電容的高通特性。6.10傅里葉分析（Fourier）本節(jié)仍以單級放大器為例說明溫度掃描分析的方法和步驟。溫度掃描分析是指在規(guī)定范圍內(nèi)改變電路的工作溫度，對電路的指定結(jié)點進行直流工作點分析、瞬態(tài)分析和交流頻率特性等分析。該分析相當(dāng)于在不同的工作溫度下多次仿真電路性能，可用于檢測溫度變化對電路性能的影響。不過溫度掃描分析只適用于半導(dǎo)體器件和虛擬電阻，并不對所有元件有效。6.11溫度掃描分析（TemperatureSweep）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可選擇掃描分析的類型，設(shè)置掃描開始和結(jié)束的溫度、掃描點數(shù)和掃描溫度的增量等。本例選擇的掃描分析類型為直流工作點分析，設(shè)置的掃描開始和結(jié)束溫度分別為0oC、70oC，掃描點數(shù)為15。輸出選項卡設(shè)置同直流工作點分析，本例選擇為4號結(jié)點電壓。

選擇溫度掃描分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.11溫度掃描分析（TemperatureSweep）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：仿真結(jié)果分別是以曲線方式(左圖)和列表方式(右圖)顯示的放大器集電極直流工作點電位隨溫度的變化情況?？梢姡?dāng)溫度在0oC~70oC之間變化時，放大器集電極電位隨溫度升高而下降，與晶體管集電極電流隨溫度升高而升高的理論分析結(jié)果一致。6.11溫度掃描分析（TemperatureSweep）本節(jié)仍以單級放大器為例說明失真分析的方法和步驟。失真分析能給出電路因非線性而產(chǎn)生的諧波失真和互調(diào)失真，對瞬態(tài)分析波形中不易觀察的微小失真比較有效。當(dāng)電路中只有一個頻率為F1的信號源時，失真分析的結(jié)果是電路中指定結(jié)點的二次和三次諧波響應(yīng)；而當(dāng)電路中有兩個頻率分別為F1和F2的信號源時（假設(shè)F1>F2），失真分析的結(jié)果是頻率（F1+F2）、（F1-F2）和（2F1-F2）相對F1的互調(diào)失真。6.12失真分析（Distortion）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以設(shè)置掃描起始頻率和結(jié)束頻率等。本例由于只有一個交流源，所以不選擇F1/F2項(互調(diào)失真)，其余參數(shù)設(shè)置全部采用默認值。輸出(Output)選項卡設(shè)置同直流工作點分析，本例選擇4號結(jié)點。其余選項卡采用默認設(shè)置。

選擇失真分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.12失真分析（Distortion）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：仿真分析結(jié)果為電路中4號結(jié)點的諧波響應(yīng)。其中，上、下兩條曲線分別是4號結(jié)點上三次諧波的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)曲線。6.12失真分析（Distortion）本節(jié)仍以單級放大器為例說明靈敏度分析的方法和步驟。靈敏度分析研究的是電路中指定元件參數(shù)變化對電路直流工作點和交流頻率響應(yīng)特性的影響，靈敏度高表明指定元件的參數(shù)變化對電路響應(yīng)的影響大，反之影響小。其中，直流靈敏度分析的結(jié)果是指定結(jié)點電壓或支路電流對指定元件參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)，反映了指定元件參數(shù)的變化對指定結(jié)點電壓或支路電流的影響程度，用表格形式顯示；交流靈敏度分析的結(jié)果是指定元件參數(shù)變化時指定結(jié)點的交流頻率響應(yīng)，用幅頻特性和相頻特性曲線表示。6.13靈敏度分析（Sensitivity）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以選擇分析的種類是直流靈敏度分析還是交流靈敏度分析、是電壓靈敏度分析還是電流靈敏度分析，可以設(shè)置需要分析的結(jié)點和參考點等。

選擇靈敏度分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.13靈敏度分析（Sensitivity）直流靈敏度分析：本例選擇3號結(jié)點為直流靈敏度分析結(jié)點、地為參考點，并在Output選項卡中選定電阻R1、R2、R3和直流源V2為靈敏度分析指定元件。6.13靈敏度分析（Sensitivity）點擊Run后得到直流靈敏度分析結(jié)果顯示在GrapherView窗口中?？梢?，直流電源的變化對晶體管集電極電位的影響最大。交流靈敏度分析：本例選擇4號結(jié)點為交流靈敏度分析結(jié)點、地為參考結(jié)點，交流參數(shù)選擇默認設(shè)置，并在Output選項卡中選定電阻R1、R2、R3、R4和電容C1、C2為靈敏度分析指定元件。6.13靈敏度分析（Sensitivity）點擊Run按鈕后，得到交流靈敏度分析結(jié)果結(jié)果顯示在GrapherView窗口中。其中，上、下兩組曲線分別是指定電阻、電容參數(shù)變化時輸出結(jié)點的幅頻特性和相頻特性。本節(jié)仍以單級放大器為例說明最壞情況分析的方法和步驟。最壞情況分析是以統(tǒng)計分析的方式，在給定元件參數(shù)容差的條件下，分析電路性能相對元件參數(shù)標稱時的最大偏差。其第一次仿真采用元件的標稱值，然后計算電路中某結(jié)點電壓或某支路電流相對每個元件參數(shù)的靈敏度，找出元件參數(shù)最小和最大值，最后在元件參數(shù)取最大偏差的情況下，完成用戶指定的分析。最壞情況分析有助于電路設(shè)計人員掌握元件參數(shù)變化對電路性能造成的最壞影響。6.14最壞情況分析（WorstCase）

選擇最壞情況分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.14最壞情況分析（WorstCase）通過容差(Tolerances)選項卡可顯示元件容差，并可通過添加或編輯按鈕打開容差設(shè)置對話框。通過容差設(shè)置對話框可選擇元件種類、參數(shù)，設(shè)置元件的容差值等。

選擇最壞情況分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.14最壞情況分析（WorstCase）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以選擇分析的類型、輸出發(fā)結(jié)點和容差的變化方向等。本例選擇了3號結(jié)點的直流工作點分析，其余參數(shù)和選項卡采用默認設(shè)置。完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：由仿真結(jié)果可見，3號結(jié)點的直流工作點電壓正常情況下約為3.037V，而最壞情況下變?yōu)?.733V，偏差為0.696V，相對變化率約為22.92%。由于C1、C2和R4的容差對直流工作點沒影響，所以最壞情況的分析結(jié)果中C1、C2和R4的參數(shù)未做變化，而最壞情況下發(fā)生變化的元件參數(shù)分別為：R1=16.9KΩ、R2=17.1KΩ、R3=1.9KΩ。6.14最壞情況分析（WorstCase）本節(jié)仍以單級放大器為例說明噪聲系數(shù)分析的方法和步驟。噪聲系數(shù)分析用于衡量電路輸入輸出信噪比的變化程度。噪聲系數(shù)的定義為：。6.15噪聲系數(shù)分析（NoiseFigure）其中，SNR為信噪比。噪聲系數(shù)分析結(jié)果為電路的NF。式中通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以選擇輸入噪聲的參考源、噪聲輸出結(jié)點和參考結(jié)點，設(shè)置輸入信號的頻率和仿真溫度等。其余選項卡可采用默認設(shè)置。

選擇噪聲系數(shù)分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.15噪聲系數(shù)分析（NoiseFigure）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：本例在分析參數(shù)的設(shè)置上，選擇信號源V1為輸入噪聲參考源，選擇4號結(jié)點為噪聲響應(yīng)輸出結(jié)點，選擇地為參考結(jié)點，輸入頻率和仿真溫度采用系統(tǒng)的默認值。分析結(jié)果為噪聲系數(shù)NF≈-7.89097db。6.15噪聲系數(shù)分析（NoiseFigure）本節(jié)仍以單級放大器為例說明極點—零點分析的方法和步驟。極點—零點分析可以給出交流小信號電路傳遞函數(shù)的極點和零點，用于電路穩(wěn)定性的判斷。6.16極點—零點分析（PoleZero）通過分析參數(shù)(AnalysisParameters)選項卡，可以選擇分析類型和項目、選擇輸入輸出結(jié)點等。本例選擇了電路增益分析，并選擇5號結(jié)點為正輸入結(jié)點、地為負輸入結(jié)點、4號結(jié)點為正輸出結(jié)點、地為負輸出結(jié)點，并選擇同時求出極點和零點的分析項目。

選擇極點—零點分析后，其對話框會顯示4個分析設(shè)置選項卡：6.16極點—零點分析（PoleZero）完成分析設(shè)置后，點擊Run可進行仿真分析，結(jié)果顯示在GrapherView窗口中：從分析結(jié)果可見，電路的傳遞函數(shù)中有2個極點、4個零點。由于2個極點的實部均為負值，即極點均在S平面的左半，所以，電路是穩(wěn)定的。6