5 章 Multisim8 在电路基础中的应用.ppt

5 Multisim8 在电路基础中的应用 电路基础是电类专业的理论基础课，对电路基础中的定律、定理、分析方法的理解和掌握是学好电类专业其他后续课程的基础。在Multisim仿真环境中有大量的电路模型和各种测试仪器，如电源、信号源、受控源、变压器、电阻、电容、电感等，测试仪器如万用表、示波器、瓦特表等。并有各种仿真分析方法可用于电路的分析，如电路的静态分析、瞬态分析、傅立叶分析等。 本章通过对电路基础中的主要分析方法、电路定理的仿真分析，一方面使读者明确Multisim在电路基础中的应用方法，另一方面也可加深对电路基础中基本理论、基本概念的理解和掌握，同时也为电路实验课奠定良好的基础。 5.1 结点分析法的仿真分析 (1)说明：结点分析法是以电路的独立结点的电压为变量，求出电路中相对于参考结点的各独立结点电压后，进而求出指定支路的电压和电流。但当电路的结点较多时，计算时需要求解多元方程组，但利用Multisim中提供的测量仪器或分析方法，可以方便的测得各点电压。本节以结点分析法电路为例，分别用DC Operating Point（静态工作点）分析法和采用虚拟仪器分析电路的输出电压UO，说明用Multisim分析计算电路中的各结点电压的过程。 (2)仿真电路 (3)仿真结果 5.2 戴维南等效电路的仿真分析 (1)说明：在电路分析中，戴维南定理是一项重要内容，利用戴维南定理可将有源一端口表示为电压源和等效电阻的串联，从而简化电路，给电路分析带来方便。 (2)仿真电路 (3)仿真分析 5.3 叠加定理的仿真分析 (1)说明：叠加定理是电路理论中的重要定理，可用Multisim分析验证。叠加定理指在线性电路中，电路中的响应是电路中各独立源单独作用时引起的响应的代数和。以电路5-12为例，求电路中的电压U。 (2)仿真电路 (3)仿真分析 5.4 电路过渡过程的仿真分析 (1)说明：当电路中含有惰性元件电容或电感时，在电路发生换路（电路的结构改变或元件参数变化）时，则电路出现过渡过程（暂态），本节以一阶电路和二阶电路为例，分析电路的过渡过程，即电容或电感的充放电过程。在Multisim中，用虚拟示波器可方便观察电容或电感两端的电压变化。 (2) 5.4.1 一阶电路的过渡过程 (3) 5.4.2 二阶电路的过渡过程 5.4.1 一阶电路的过渡过程 (1)仿真电路 5.4.1 一阶电路的过渡过程 (2)仿真分析—充放电过程 5.4.1 一阶电路的过渡过程 (2)仿真分析—充放电过程(c=100μF ) 5.4.2 二阶电路的过渡过程 (1)仿真电路 5.4.2 二阶电路的过渡过程 (2)仿真分析—取R=5KΩ，R＞2，放电过程为过阻尼的非振荡放电 5.4.2 二阶电路的过渡过程 (2)仿真分析—取R=2KΩ，R=2，为临界阻尼，放电过程为非振荡放电 5.4.2 二阶电路的过渡过程 (2)仿真分析—取R=0.5KΩ，R＜2，为欠阻尼，放电过程为振荡放电 5.4.2 二阶电路的过渡过程 (2)仿真分析—若R=0，则放电过程为等幅振荡过渡过程 5.5 电路谐振的仿真分析 (1)说明：电路中对谐振现象的研究有着重要的意义。一方面谐振现象在科学技术中得到了广泛的应用；另一方面在某些情况下电路中发生谐振又会破坏电路的正常工作，要加以避免。本节以串联谐振电路为例，分析电路的谐振现象。在Multisim中，用虚拟频率特性仪（Bode Plotter）可方便观察电路的频率特性。 (2)串联谐振分析 5.5 电路谐振的仿真分析 串联谐振电路 5.5 电路谐振的仿真分析 串联谐振分析---串联谐振电路的幅频特性（Q=10） 5.5 电路谐振的仿真分析 串联谐振分析---串联谐振电路的相频特性 5.5 电路谐振的仿真分析 串联谐振分析---串联谐振电路的幅频特性（Q=1） 5.5 电路谐振的电路总结 对于RLC串联谐振电路来说，不同的Q值对应的幅频特性曲线不同，Q值越大，对应的幅频特性曲线越尖，电路的选择性越好，若用串联谐振电路作为无线电检波电路，意味着其灵敏度越高，但抗干扰能力则降低；Q值越小，对应的幅频特性曲线越钝，电路的选择性变差，若作为无线电检波电路，意味着其灵敏度降低，但抗干扰能力会提高。所以，串联谐振电路的Q值大小，要视不同的应用场合具体选择，不可一概而论。 5.6 最大功率传输的仿真分析 含源一端口NS向终端负载Z传输功率，当传输的功率较小（如通讯系统、电子产品），而不主要考虑传输效率时，常常要研究使负载获得最大功率（有功功率）的条件。 ??由电路理论知识，若满足条件： Z = Req