江西师范大学电路分析课件第12章 计算机辅助设计.ppt

第12章 计算机辅助设计  Multisim的虚拟仪表与现实中所使用的仪表一样，可以直接通过这 些仪表观察电路的运行状态，同时，虚拟仪表还充分利用了计算机处理 数据速度快的优点，对测量的数据进行加工处理，并产生相应的结果。 事实上，Multisim和PSpice二者在进行电路仿真时各有优缺点。因此从 事电子线路设计的人员要熟悉这两个软件的用法，才能在实际仿真工作 中做到事半功倍。限于篇幅，本书着重介绍仿真软件 Multisim 2001的 应用，以适应初学者的需要。 12.2 Multisim 2001仿真软件基础 电路的运行和仿真。电路图绘制好后，电路并没有工作，按下工作界面右上角的开关图标，软件自动开始仿真，电路才真正开始工作。本例题的仿真结果如图12.2.10所示。如果有其它虚拟仪器，如：示波器，要双击该示波器图标，展示示波器的面板，并对示波器作适当的设置，就可以显示相应的电路的测试数值和波形了。 建议使用multisim直接演示如何操作。 12.3 Multisim 2001仿真软件在电路分析中的基本应用 例12.3.1 仿真结果和理论计算结果一致，读者可以自己进行理论计算。 例12.3.2 分析：本例题电路图中含有独立电压源、独立电流源和电流控制电压源， 有关电压或电流可以采用数字万用表直接测量。理想数字万用表在测量时 不会对电路产生影响。 （3）戴维南等效电路图如图12.3.8所示，测量得到 例12.3.3 图12.3.9所示电路原来已经处于稳态，在t＝0 时将开关闭 合，求换路后电容电压 的表达式，并且给出它的变 化曲线。 解 （1）在电路的工作窗口创建仿真电路图，如图12.3.10所示。设置好开关J1，并连接示波器。 (4)根据上面的分析很容易得到，该电路的时间常数 ，于是该电路中的电容上的电压在换路后的表达式为： 例12.3.4 图12.3.14 例12.3.5电路图 （1）在电路的工作窗口创建仿真电路图，如图12.3.15所示，并连接扫频仪和电流表。 （2）按题目要求设置相关元器件的参数，如：双击交流电源，在对应的选项中设置电源的有效值为40V，频率 ，电流表设置为交流档，由于电阻的电压和电流同相位，在电感支路串联一个足够小的电阻，使用扫频仪测量相位。 （5）根据仿真结果写出电感支路电流 。 12.4 Multisim 2001仿真软件在电路中的高级应用 Multisim 2001仿真软件提供了多种基本的分析方法，它们分别是：直流工作点的分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、直流扫描分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、极点－零点分析、传递函数分析、最坏情况分析、蒙特卡罗分析、批处理分析、用户自定义分析、RF电路分析等。Multisim 2001仿真软件可以快速而准确地求到电路中任意节点的节点电压和电压的波形，也可以很方便地求到任意支路的支路电流，能够对电路参数的变化对电路的影响给予仿真。下面结合电路分析的后续课程《电子线路》的相关知识，介绍几种常用的仿真分析方法，并且通过实例综合运用Multisim 2001的分析功能，完成特定功能电路的分析与设计。 12.4.1 直流工作点的分析 直流工作点的分析（DC operating point analysis）即静态工作点的 分析，Multisim 2001在进行静态工作点的分析时，自动将电路的条件设置 为交流电源置零，电感短路，电容开路。 图12.4.1 单级放大电路的仿真的电路 12.4.2 扫描分析 Multisim 2001提供了三种扫描分析：直流扫描分析、参数扫描分析和温度扫描分析，通过扫描分析可以得到相关参数变化对输出信号的影响。 为了方便自己分析，我们可以在图12.4.12的电路图中插入相应的节点编号1和2。具体方法是执行“Place\ place text”命令，直接输入编号就可以了。另外一种方法是执行“Options\ preferences”命令，在出现的窗口界面里点击“circuit”，在“show node names”一栏前面选中它，则可以在图12.4.12中自动显示节点。 2、设置元件初始值条件。双击电容，出现如图12.4.14所示的对话框，直接在Initial condition 栏中输入-2V，Tolerance（设置元件的误差）一栏中可以不填。 3、执行“Simulate\Analysis\ transient analysis”命令，显示对话框如图 12.4.15所示。设置初始值条件（Initial condi