第八章虛擬測試技術(shù)

1、第第8章章 虛擬測試技術(shù)虛擬測試技術(shù) 8.1 Multisim 2001 軟件介紹軟件介紹 8.2 Multisim 2001的操作使用方法的操作使用方法 8.3 Multisim 2001軟件中虛擬儀器的使用方法軟件中虛擬儀器的使用方法 8.4 Multisim 2001仿真測試典型實例仿真測試典型實例 8.1 Multisim 2001 軟件介紹軟件介紹 8.1.1 Multisim 2001基本界面基本界面 啟動Multisim 2001軟件后的用戶界面如圖8.1所示。標(biāo)題欄菜單欄系統(tǒng)工具條設(shè)計工具條使用的元件清單仿真運行開關(guān)元件工具條儀器工具條滾動條電路窗口圖8.1 Multisim

2、2001的基本界面 8.1.2 常用工具條常用工具條 1. 系統(tǒng)工具條系統(tǒng)工具條 2. 設(shè)計工具條設(shè)計工具條新建打開存盤剪切復(fù)制粘貼打印幫助圖8.2 系統(tǒng)工具條元件設(shè)計元件編輯儀器分析仿真運行后處理VHDL統(tǒng)計報告導(dǎo)出圖8.3 設(shè)計工具條3.元件工具條元件工具條信號源基本元件二極管晶體管模擬集成電路TTL集成電路LCMOS集成電路數(shù)字元件混合元件指示元件雜合元件控制元件射頻元件機(jī)電類元件圖8.4 元件工具條表8.1 常用元件的DIN和ANSI符號對照4.儀器工具條儀器工具條數(shù)字萬用表函數(shù)信號發(fā)生器邏輯轉(zhuǎn)換儀失真分析儀頻譜分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀掃頻儀字信號發(fā)生器邏輯分析儀瓦特表示波器圖8.5 儀器工具

3、條 8.1.3 其它功能其它功能 1.電路窗口電路窗口 2.仿真開關(guān)仿真開關(guān) 3.使用中的元件清單（使用中的元件清單（In Use List） 4.狀態(tài)欄狀態(tài)欄暫停/恢復(fù)啟動/停止 圖8.6 仿真開關(guān) 8.2 Multisim 2001的操作使用方法的操作使用方法 8.2.1 電路的創(chuàng)建電路的創(chuàng)建 1.元件的操作元件的操作 （1）元件的選用 （2）元件的選中 （3）元件的移動 （4）元件的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn) （5）元件的復(fù)制、刪除 先選中該元件，然后用Edit/Cut（編輯/剪切）、Edit/Copy（編輯/復(fù)制）、Edit/Paste （編輯/粘貼）等菜單命令，即可以實現(xiàn)元件的復(fù)制操作。 水平放置垂

4、直放置順時針旋90逆時針旋90圖8.7 旋轉(zhuǎn)快捷菜單2.元件參數(shù)的調(diào)整元件參數(shù)的調(diào)整（1）虛擬元件的參數(shù)調(diào)整）虛擬元件的參數(shù)調(diào)整 （2）真實元件的參數(shù)調(diào)整）真實元件的參數(shù)調(diào)整 圖8.8 真實元件的參數(shù)修改對話框（3）元件故障的設(shè)置）元件故障的設(shè)置 圖8.9 元件模型修改對話框 3.元件的連線操作元件的連線操作 （1）導(dǎo)線的連接）導(dǎo)線的連接 將鼠標(biāo)指向一個元件的引腳，這時鼠標(biāo)呈十字形，單擊左鍵，導(dǎo)線隨鼠標(biāo)移動而移動。當(dāng)導(dǎo)線需要拐彎時，單擊左鍵，到達(dá)另一元件對應(yīng)引腳時再單擊左鍵，即完成了一次導(dǎo)線的連接。此時，系統(tǒng)會自動給繪制的導(dǎo)線標(biāo)上節(jié)點號。如果對所畫的導(dǎo)線不滿意，可選中該線，按鍵刪除掉。 （2）

5、設(shè)置導(dǎo)線的顏色）設(shè)置導(dǎo)線的顏色 當(dāng)復(fù)雜電路導(dǎo)線較多時，可以將不同的導(dǎo)線標(biāo)上不同的顏色來加以區(qū)分。先選中該導(dǎo)線，單擊右鍵，通過彈出的快捷菜單中的Color選項來設(shè)置顏色。8.2.2 仿真操作過程舉例仿真操作過程舉例圖8.10 二極管閃爍電路 1.新建電路圖文件新建電路圖文件 （1）啟動）啟動Multisim軟件，同時會新建一個空白的文檔；軟件，同時會新建一個空白的文檔； （2）在已經(jīng)打開的）在已經(jīng)打開的Multisim中，單擊系統(tǒng)工具條中的中，單擊系統(tǒng)工具條中的 圖圖標(biāo)標(biāo) ，這時會提示保存當(dāng)前文檔，并新建一個空白文檔；，這時會提示保存當(dāng)前文檔，并新建一個空白文檔； （3）執(zhí)行菜單）執(zhí)行菜單Fil

6、e/New命令后，其功能同命令后，其功能同 圖標(biāo)。圖標(biāo)。 2.放置元件及設(shè)置電路參數(shù)放置元件及設(shè)置電路參數(shù) （1）圖）圖8.11所示為元件的總體布局。應(yīng)根據(jù)圖中元件的種類和所示為元件的總體布局。應(yīng)根據(jù)圖中元件的種類和參數(shù)在相應(yīng)的元件工具條中取出元件。參數(shù)在相應(yīng)的元件工具條中取出元件。 （2）設(shè)置元件參數(shù)）設(shè)置元件參數(shù) 圖8.11 元件的放置和布局3.連接各元件連接各元件4.通電觀察仿真結(jié)果通電觀察仿真結(jié)果圖8.12 電路的繪制過程8.3 Multisim 2001軟件中虛擬儀器的使用方法軟件中虛擬儀器的使用方法 8.3.1 數(shù)字萬用表（數(shù)字萬用表（Multimeter） 1.面板操作面板操作數(shù)

7、值顯示圖標(biāo)被測量選擇交直流選擇參數(shù)設(shè)置圖8.13 數(shù)字萬用表的圖標(biāo)面板和參數(shù)設(shè)置 2.連接方法連接方法 （1）測電壓或電阻時，應(yīng)與所要測試的端點并聯(lián)。）測電壓或電阻時，應(yīng)與所要測試的端點并聯(lián)。 （2）測電流時，應(yīng)串入被測支路中。）測電流時，應(yīng)串入被測支路中。圖8.14 虛擬電壓表和電流表圖8.15 數(shù)字萬用表 測電壓8.3.2 函數(shù)信號發(fā)生器（函數(shù)信號發(fā)生器（Function Generator）信號波形選擇頻率設(shè)置占空比設(shè)置幅度設(shè)置偏置電壓地(COM)正端負(fù)端圖8.16 函數(shù)信號發(fā)生器的圖標(biāo)和面板2.連接方法連接方法（1）單極性連接方式）單極性連接方式 將COM端與電路的地相連，“+”端或“

8、”端與電路的輸入端相連。這種方式一般用于普通電路。（2）雙極性連接方式）雙極性連接方式 將“+”端與電路輸入的“+”端相連，而“”端與電路輸入的“”端相連。這種方式一般用于信號發(fā)生器與差分電路相連，如差動放大器、運算放大器等。表8.2 函數(shù)信號發(fā)生器的輸出信號參數(shù)范圍參數(shù)單位最小值最大值備注頻率（Frequency）Hz1999MHz占空比（Duty cycle）%199方波和三角波使用振幅（Amplitude）V0999kV“+”端對“”端的振幅為設(shè)置值的2倍電壓偏置（Offser）V999kV999kV指交流輸出中含有的直流電壓8.3.3 示波器（示波器（Oscilloscope）T2-T

9、1圖8.17 示波器的圖標(biāo)和面板圖 （1）A、B兩個通道分別只需一根線與被測點相連，測量的是兩個通道分別只需一根線與被測點相連，測量的是該點與該點與“地地”之間的波形；之間的波形； （2）接地端）接地端G一般要接地，但當(dāng)電路中已有接地符號，也可不一般要接地，但當(dāng)電路中已有接地符號，也可不接。接。圖8.18 示波器連接示例圖8.20 示波器顯示的李沙育圖形0o45o90o135o180o1yxff21yxff31yxff32yxff8.3.4 掃頻儀（掃頻儀（Bode Plotter）讀數(shù)指針讀數(shù)指針移動指針的讀數(shù)頻率范圍幅度和相位量程設(shè)定幅頻特性選擇相頻特性選擇圖8.21 掃頻儀的圖標(biāo)和面板掃

10、頻儀組成框圖輸出輸入8.3.5 字信號發(fā)生器（字信號發(fā)生器（Word Generator）地址設(shè)置工作方式字信號顯示區(qū)觸 發(fā) 方式選擇輸 出 頻率設(shè)置字輸入字顯示3 2 路 輸出端圖8.22 字信號發(fā)生器的圖標(biāo)及面板 8.3.6 邏輯分析儀（邏輯分析儀（Logic Analyzer）圖8.24 邏輯分析儀的圖標(biāo)和面板圖8.25 Clock setup對話框圖8.26 Trigger Setting對話框8.3.7 邏輯轉(zhuǎn)換儀（邏輯轉(zhuǎn)換儀（Logic Converter） 8個輸入端輸出端a)真值表區(qū)轉(zhuǎn)換方式選擇區(qū)邏輯表達(dá)式欄b)圖8.29 邏輯轉(zhuǎn)換儀的圖標(biāo)和面板a) 邏輯轉(zhuǎn)換儀圖標(biāo) b) 邏輯

11、轉(zhuǎn)換儀面板真值表表達(dá)式按鈕電路真值表按鈕真值表簡化表達(dá)式按鈕表達(dá)式真值表按鈕表達(dá)式電路按鈕表達(dá)式與非電路按鈕圖8.30 轉(zhuǎn)換方式選擇按鈕8.4 Multisim 2001仿真測試典型實例仿真測試典型實例8.4.1 電路基礎(chǔ)仿真實例電路基礎(chǔ)仿真實例1.直流電路的分析直流電路的分析（1）串、并聯(lián)電路的電壓和電流的關(guān)系）串、并聯(lián)電路的電壓和電流的關(guān)系 圖8.31 串、并聯(lián)關(guān)系測試電路（2）利用直流掃描（）利用直流掃描（DC Sweep）分析測試歐姆定律）分析測試歐姆定律圖8.32 歐姆定律測試電路圖8.33 測量得到的伏安特性曲線2.動態(tài)電路變化過程的測試動態(tài)電路變化過程的測試（1）RC一階電路一階

12、電路圖8.34 微分電路圖8.35 仿真結(jié)果（2）RLC二階電路二階電路 對于二階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)，也可以參照一階電路的方法，用方波信號源激勵RLC串聯(lián)電路，用示波器觀察、及等波形。如對應(yīng)方波的前半周是零狀態(tài)響應(yīng)，則后半周就是零輸入響應(yīng)。為使響應(yīng)能完整地觀察到，在選擇方波的周期時，應(yīng)滿足下列條件： 當(dāng)過阻尼情況 時，其零輸入響應(yīng)為： 其中 應(yīng)大于（45）倍的 和 中的較大者。式中： ， ； 當(dāng)欠阻尼情況 時，其零輸入響應(yīng)為： 其中 應(yīng)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 模擬電路仿真實例模擬電路仿真實例 1.靜態(tài)工作點的測試靜態(tài)工作點的測試 圖8.39 靜態(tài)工作點的測試電路2.放大倍數(shù)的測量放大倍數(shù)的測量圖8.40 共射放大電路放大倍數(shù)的測試電路圖8.41 共射放大電路輸入、輸出波形8.4.3 數(shù)字電路仿真實例數(shù)字電路仿真實例1.組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計2.總線的應(yīng)用總線的應(yīng)用圖8.43 用總線連接的100進(jìn)制計數(shù)顯示電路（1）啟動）啟動Place菜單下的菜單下的“Place Bus”命令，進(jìn)入繪制總線狀態(tài)命令，進(jìn)入繪制總線狀態(tài) （2）總線與對應(yīng)單線的連接。）總線與對應(yīng)單線的連接。 圖8.44 Node Name對話框圖8.45 計數(shù)到60時的波形8.4.4 自動控制電路仿真實例自動控制電路仿真實例圖8.46 采樣保持器電路圖8.47 采樣保持器輸出波形 本章小結(jié)本章小結(jié) Multisim是一個非常優(yōu)秀的電路仿真軟件，其界面友好，