Multisim仪器仪表的使用.ppt

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1、第第2讲讲 Multisim 仪器仪表的使用仪器仪表的使用2.1 Multisim9 虚拟仪器万用表万用表1 功能说明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。显示文本框：显示测量结果。功能按钮：按钮A，测电流；按钮V，测电压；按钮，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“”，测直流。Set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万用表参数设置对话框2举例举例万用表应用电路万用表应用电路万用表应用电路的测量结果万用表应用电路的测量结果2.1.2

2、 函数发生器函数发生器函数发生器的操作界面和图标函数发生器的操作界面和图标1 功能说明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。Waveforms复选框：选择正弦波、三角波和方波信号。Signal 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。接线端子：GND为参考电平，“+”端子表示输出正极性

3、信号，“-”端子表示输出负极性信号。2举例举例 函数发生器应用电路函数发生器应用电路功率表功率表 功率表的操作界面和图标功率表的操作界面和图标1 功能说明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。显示文本框：显示测量的有功功率和功率因素。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 举举 例例 功率表应用电路功率表应用电路功率表的测量结果功率表的测量结果双踪示波器双踪示波器示波器的操作界面和图标示波器的操作界面和图标1功能说明功能说明 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、Chann

4、el A复选框、Channel B复选框、Trigger复选框和功能按钮组成。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。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。Timebase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

5、：显示方式按钮，显示通道A信号随通道B信号变化的波形。Channel 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。Channel B复选框：该复选框功能同Channel A复选框。Trigger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

6、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。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 举例举例 示波器应用电路（单管共射放大电路）示波器应用电路（单管共射放大电路）伯德图仪伯德图仪伯德图仪的操作界面和图标伯德图仪的操作界

7、面和图标1 功能说明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。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。Mode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。Horizontal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）

8、：设置起始频率。Vertical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。Controls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：用举例：用Filter Wizard创建滤波器电路，如下页图所示。创建滤波器电路，如下页图所示。Filter Wizard 对话框对话框 伯德图仪应用电路（低通滤波器）伯德图仪应用电路（低通滤波器）2.1.6 数字频率计数字频率计数字频率计的操作界面和图标数字频率计的操作界面和图

9、标1功能说明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。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。Coupling复选框：选择信号的耦合方式。Sensitivity复选框：通过

10、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。Trigger 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：用举例：用555 Timer Wizard 创建多谐振荡器电路，如创建多谐振荡器电路，如下页所示。下页所示。图图2-32 555 Timer Wizard 对话框对话框 数字频率计应用电路（数字频率计应用电路（555定时器构成的多谐振荡器）定时器构成的多谐振荡器）3测量结果测量结果 数字频率计应用电路的测量结果数字频率计应用电路的测量结果字信号发生器字信号发生器 字信

11、号发生器的操作界面和图标字信号发生器的操作界面和图标1 功能说明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。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。Controls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数量的数字信号（数字信号的数量通过Settings对话框设定）。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。Step按钮：单击该按钮，

12、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滚动文本框。Pre-set Patterns复选框由No Change（不改变字信号编辑区中的数字信号），Load（载入数字信号文件*.dp），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

13、地址输出），Down Counter（数字信号从终了地址至初始地址输出），Shift Right（数字信号的初始值默认为80000000，按数字信号右移的方式输出），Shift Left（数字信号的初始值默认为00000001，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）。Display复选框：数字信号的类型选择，可选择16进

14、制、10进制、二进制以及ASCII代码方式。Trigger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。Frequency复选框：选择输出数字信号的频率。2举例举例(1)创建电路创建电路 字信号发生器应用电路（字信号发生器应用电路（74LS138构成的顺序脉冲发生器）构成的顺序脉冲发生器）测量结果测量结果 字信号发生器应用电路的测量结果字信号发生器应用电路的测量结果2.3.8 逻辑分析仪逻辑分析仪 逻辑分析仪的操作界面和图标逻辑分析仪的操作界面和图标1 功能说明功能说明 逻辑分析仪操作界面如上图所示。面板最左侧16个小圆圈代表1

15、6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。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。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。Clock 复选框：包括ClockDiv滚动文本框及Set按钮。ClockDiv：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

16、脉冲，单击该按钮，弹出Clock setup对话框，如下图所示。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。Clock setup对话框对话框Trigger复选框：设置触发方式，单击Set按钮，弹出Trigger s

17、ettings对话框，如下图所示。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本，也可以在Trigger Combinations下拉列表框中选择组合的触发样本。Trigger settings对话框对话框2.

18、1.9 逻辑转换仪逻辑转换仪 逻辑转换仪的操作界面和图标逻辑转换仪的操作界面和图标1 功能说明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。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。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）。函数表达式显示文本框：显示真值表对应的函数表达式。Conversions复选框：实现数字电路各种表示

19、方法的相互转换，其转换按钮的功能，如下图所示。2 应用示例应用示例上图所示真值表对应的逻辑图上图所示真值表对应的逻辑图伏安特性测试仪伏安特性测试仪 伏安特性测试仪的操作界面和图标伏安特性测试仪的操作界面和图标1 功能说明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。图形显示窗：显示元器件（二极管或三极管）的伏安特性曲线。元器件状态栏：显示元器件的电压和电流（如NMO

20、S管的d、s间的电压，漏极电流）。Components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。Current Range(A)复选框：设置电流范围。Voltage Range(V)复选框：设置电压范围。Reverse按钮：图形显示反色。Sim_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_

21、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）。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 应用示例应用示例创建电路选择元器件为NMOS管，按接线端子

22、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。NMOS管的伏安特性测试电路管的伏安特性测试电路失真分析仪失真分析仪失真分析仪的操作界面和图标失真分析仪的操作界面和图标1 功能说明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。Signal Noise Distortion(SINAD)文本框：显示测量电路的信噪比。Start按

23、钮：启动分析。Stop按钮：停止分析。Fundamental Freq.文本框：设置基频。Resolution Freq.文本框：设置频率分辨率。Controls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。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

24、点数）。Display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。Settings对话框对话框2 应用示例应用示例创建电路 失真分析仪测试电路失真分析仪测试电路测量结果单击运行按钮，双击失真分析仪图标XDA1，分析结果 总谐波失真总谐波失真 信噪比信噪比 失真分析仪分析结果失真分析仪分析结果2.1.12 频谱分析仪频谱分析仪 频谱分析仪的操作界面和图标频谱分析仪的操作界面和图标1 功能说明功能说明图形显示窗：显示信号的频谱图形。状态栏：显示光标指针处对应的频率和幅值。Span Control

25、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。Frequency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。Resolution Frequency复选框：设置频率分辨率，仪器默认设置为一个最小值 f。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 对话框对话

26、框2 应用示例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。矩形波的频谱分析矩形波的频谱分析 矩形波信号的的频谱分析结果矩形波信号的的频谱分析结果 网络分析仪网络分析仪 网络分析仪的操作界面和图标网络分析仪的操作界面和图标1 功能说明功能说明图形显示框：用来显示图表、测量曲线以及标注电路信息的文字。Mode复选框：模式选择。Graph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。Trace复选框：轨迹控制，显示或隐藏单个轨迹。Functions复选框：功能选择，包括Marker下

27、拉列表框、Scale按钮、Auto Scale按钮和Set up按钮。Preferences（参数）设置对话框（参数）设置对话框 Settings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对话框对话框 2 应用示例应用示例创建电路 射频放大电路（网络分析仪的应用电路）射频放大电路（网络分析仪的应用电路）仿真分析Smith图显示图显示 Mag/Ph（幅值（幅值/相位）方式显示相位）方式显示 参数检测Polar（极化图）方式显示（极化图）方式显示 Re/Im（实部（实部/虚部）方式显示虚部）方式显示

28、射频放大电路的射频放大电路的S参数参数射频特性分析射频放大电路的功率增益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电压增益 射频放大电路的输入输出阻抗射频放大电路的输入输出阻抗 匹配网络分析 Match Net.Designer（匹配网络分析）对话框（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射频放

29、大电路的单向增益圆分析 2.3.14 Agilent函数信号发生器函数信号发生器 Agilent函数信号发生器的操作面板函数信号发生器的操作面板2.3.15 Agilent数字万用表数字万用表 Agilent数字万用表的操作面板数字万用表的操作面板2.3.16 Agilent数字示波器数字示波器 Agilent数字示波器的操作面板数字示波器的操作面板2.3.17 Tektronix数字示波器数字示波器 Tektronix数字示波器的操作面板数字示波器的操作面板2.1.18 LabVIEW虚拟仪器虚拟仪器 Microphone Speaker Signal Analyzer Signal Gen

30、erator Labview 虚拟仪器虚拟仪器1 功能说明功能说明Microphone（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，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。计算机声卡的型号能被虚拟仪器麦克风识别。Speaker（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）。Signal 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

31、还可进行区域放大、缩小和拉伸等处理。Signal 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 应用示例应用示例麦克风和扬声器直接连接麦克风和信号分析仪连接信号发生器和扬声器连接测量探针测量探针Multisim 9中的测量探针有以下两种用法：用作动态探针 用作动态监测窗 测量探针的动态监测窗口测量探针的动态监测窗口 测量探针的浮动窗口测量探针的浮动窗口 小结小结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。