《电路仿真分析》PPT课件.ppt

3.4 Multisim8电路仿真分析,Multisim8提供的电路仿真分析有:直流工作点分析、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、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、传输函数分析、极点-零点分析、最坏情况分析、蒙特卡罗分析、批处理分析及RF分析等多种分析，分析结果以表格或波形直观地显示出来。为用户设计分析电路提供了极大的方便。本节简要介绍几种常用的分析。,一、直流工作点分析,直流工作点分析（DC Operating Point Analysis）在进行直流工作点分析时，软件将交流电压源视为短路，交流电流源视为开路，电容视为开路，电感视为短路。进行电路的其它分析时，首先进行直流工作点分析，以便建立小信号模型。具体分析步骤如下：,1、创建电路 例如我们要建立如图所示单管放大电路，单击主菜单Options命令下的Preferences项，在弹出的对话框中选择 Circuit标签，选中 Show node name节点号就显示在电路图上。,点击主菜单的Simulate选项下AnalysisDC Operating Point”命令，弹出AnalysisDC Operating Point Analysis对话框如图所示，该对话框包括:Output Analysis Summary 共3个标签。,2、分析设置,下面对3个标签页加以介绍：1）Output 标签页：设置所要分析的节点电压和电源支路的电流。（1）Variables in circuit栏:用于选择要分析的电路变量。栏内列出了可用于分析全部变量,(节点电压以及流过电压源的电流)。（2）Selected variables for analysis 栏:用来确定需要分析的变量，需要用户从Variables in circuit栏中选取。,方法是:在Variables in circuit栏 点击要分析的变量,选中后变量背景变成蓝色。再点击 Add 按钮.,2）analysis Options 标签页：设置与仿真分析有关的其它分析，如图所示。,1、SPICE 仿真模型选择：可以选择Multisim自带模型或用户定义模型。,2、Other 其它选项：Maximum number of最大仿真步数Title for 标题,在Summary标签页中，程序给出了所设定的参数和选项，用户可进一步确认所要进行的分析设置。,3）Summary标签页：对分析设置进行汇总确认，如图所示。,单击OK按钮：保存分析设 置，可供以后使用。单击Cancel按钮放弃分析设置。,3、进行仿真分析,单击Simulate按钮即可进行分析。分析结果显示窗口如图所示。,接点名,参数值,标题,二、瞬态分析,瞬态分析(Transient Analysis)对选定的电路节点进行的时域响应分析。即观察节点的电压波形。在进行瞬态分析时，直流电源具有恒定的数值，交流电源的数值随时间而变化。瞬态分析的具体步骤如下：（一）建立要分析的电路 创建带通滤波器电路如图所示，。,点击主菜单的Simulate选项下AnalysisTransient Analysis”命令，弹出Transient Analysis 对话框如图所示，该对话框包括Analysis Parameters、Output、Analysis Options及Summary共4个标签。除了Analysis Parameters标签外，其余标签页与直流工作点分析的设置一样。,1、分析设置,Automatically determine initial conditions 程序自动设置初始值。Set to zero 初始值设置为0。User defined 由用户定义初始值。Calculate DC operating point 通过计算直流工作点得到的初始值。Automatically determine initial conditions 自动获得规定的初始值。,在Analysis Parameters标签页中则包括如下项目：1）Initial conditions区：其功能是设置初始条件，包括以下选项：,2）Parameters区：对时间间隔和步长等参数进行设置。包括：,Start time：设置分析开始的时间。End time：设置分析结束的时间。Maximum time step：设置最大时间步长。,Generate time steps automa：由软件自动决定分析的时间步长。,分析设置完毕后，单击图对话框下部的Simulate按钮即可进行分析。本例选择接点8进行分析，分析结果如图所示。,瞬态分析分析结果,3）仿真分析,在Output标签选择#3节点。,3、交流分析,交流分析：交流分析(AC Analysis)就是对电路进行交流频率响应分析。分析时Multisim 仿真软件首先对电路进行直流工作点分析，以建立电路中非线性元件的交流小信号模型。然后对电路进行交流分析，并且输入信号源都被认为是正弦波信号。若使用函数信号发生器作为输入信号时，即使选用三角波或方波信号，Multisim 也自动将它改为正弦波形输出。,首先在Multisim用户界面的电路窗口中，创建如图所示的RCL电路。,该对话框含有4个标签，除Frequency Parameters标签外，其余与直流工作点分析的标签一样，在此不再赘述。,然后单击Simulate菜单中Analyses选项下的AC Analysis命令，弹出如图所示的AC Analysis对话框。,Start frequency：设置交流分析的起始频率。Stop frequency(FSTOP)：设置交流分析的终止频率。Sweep type：设置交流分析的扫描方式，主要有：Decade(十倍程扫描)、Octave(八倍程扫描)和Linear(线性扫描)。通常采用十倍程扫描(Decade选项)，以对数方式展现。Number of points per decade：设置每十倍频率的取样数量。设置的值越大，则分析所需的时间越长。Vertical scale：设置纵坐标的刻度。主要有Decibel(分贝）、0crave(八倍)、Linear(线性)和Logarithmic(对数)，通常采用Logarithmic或Decibel选项。,Frequency Parameters标签页主要用于设置AC分析时的频率参数。,对于例中的电路，设置参数如下图,在Output标签选择#2节点。单击Simulate按钮，其结果如图下所示。,4、傅里叶分析,所谓傅里叶分析(Fourier Analysis)就是求解一个时域信号的直流分量、基波分量和各谐波分量的大小。在进行傅里叶分析前，首先确定分析节点，其次把电路的交流激励信号源设置为基频。,下面以图示的方波激励RC电路为例，说明傅里叶分析的具体操作步骤。首先在Multisim 电路窗口中创建方波激励RC电路,单击Simulate菜单中Analyses选项下的Fourier Analysis命令，弹出如下图所示的Fourier Analysis对话框。,对话框含有4个标签，除Analysis Parameters标签外，其余与直流工作点分析的标签一样，在此不再赘述。,(1)Sampling options区。主要用于设置有关采样的基本参数。Fundamental frequency：设置基波的频率，即交流信号激励源的频率或最小公因数频率。频率值的确定由电路所要处理的信号来决定。默认设置为l kHz。Number Of harmonics：设置包括基波在内的谐波总数。默认设置为9。Stop time for sampling(TSTOP)：设置停止取样的时间，该值一般比较小，通常为毫秒级。如果不知如何设置，可单击Estimate按钮，由Multisim 8仿真软件自行设置。Edit transient analysis：该按钮的功能是设置瞬态分析的选项，单击它弹出瞬态分析对话框，参见2的叙述。,Analysis Parameters标签页主要用于设置傅里叶分析时的有关采样参数和显示方式。,(2)Results区。主要用于设置仿真结果的显示方式：Display phase：显示傅里叶分析的相频特性。默认设置不选用。Display as bar graph：以线条形式来描绘频谱图。Normalize graphs：显示归一化频谱图。Vertical scale：Y轴刻度类型选择：包括线性（Linear）、对数(Log)和分贝(Decibel)3种类型。Displav：设置所要显示的项目：它包括3个选项：即Chart(图表)、Graph(曲线)和Chartand Graph(图表和曲线)。,对于本例RC的电路，基频设置为1000Hz，谐波的次数取9，电基Estimate，即仿真软件自动给出停止取样的时间，同时在Output 标签中选择节点为仿真分析变量。设置参数如下图所示。,单击FourierAnalysis对话框中的Simulate按钮，就会显示该电路的频谱图。如下图所示。,分析电路传输函数的零极点所谓零极点分析(Pole Zero Analysis)就是求解一个电路传输函数的零点和极点。,、零极点分析,下面以图示的电路为例，说明傅里叶分析的具体操作步骤。首先在Multisim 电路窗口中创建电路如图所示。,单击Simulate菜单中Analyses选项下的Pole Zero命令，弹出如下图所示的Pole-Zero Analyses对话框。,对话框含有3个标签，除Analysis Parameters标签外，其余与直流工作点分析的标签一样，在此不再赘述。,1、Analysis Type 分析类型Gain Analysis 增益零极点分析,输出电压比输入电压。Impedance Analysis 阻抗零极点分析,输出电压比输入电流。Input Impedance 输入阻抗零极点分析,输入电压比输入电流。Output Impedance 输出阻抗零极点分析,输出电压比输出电流。,2、Nodes 分式接点选择Input（+）输入接点+端。Input（-）输入接点-端。Output（+）输出接点+端。Output（-）输出接点-端。,3、Analysis 选择Pole And Zero Analyses零点和极点全分析。Pole Analyses 只分析极点。Zero Analyses 只分析零点。,对于本例RLC电路，设置参数如下图所示。,单击Pole-Zero Analyses对话框中的Simulate按钮，就会显示该电路传输函数的零点和极点。如下图所示。,1、2为极点,3、4为零点,实部,虚部,