Multisim仪器仪表的使用.ppt

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1、第2讲 Multisim 仪器仪表的使用,2.1 Multisim9 虚拟仪器,万用表,1 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,2举例,万用表应用电路,万用表应用电路的测量结果,2.1.2 函数发生器,函数发生器的操作界面和图标,1 功能说明如上图所示，函数发生器的

2、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信号，“-”端子表示输出负极性信号。,2举例,函数发生器应用电路,功率表,功率表的操作界面和图标,1 功能说明如上图所

3、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 例,功率表应用电路,功率表的测量结果,双踪示波器,示波器的操作界面和图标,1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、Channel 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

4、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：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

5、，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

6、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,示波器应用电路（单管共射放大电路）,伯德图仪,伯德图仪的操作界面和图标,1 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，

7、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）：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

8、按钮：设置显示的分辨率。,2举例：用Filter Wizard创建滤波器电路，如下页图所示。,Filter Wizard 对话框,伯德图仪应用电路（低通滤波器）,2.1.6 数字频率计,数字频率计的操作界面和图标,1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

9、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555 Timer Wizard 创建多谐振荡器电路，如下页所示。,图2-32 555 Timer Wizard 对话框,数字频率计应用电路（555定时器构成的

10、多谐振荡器）,3测量结果,数字频率计应用电路的测量结果,字信号发生器,字信号发生器的操作界面和图标,1 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

11、全部数字信号。,Step按钮：单击该按钮，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,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

12、Counter（数字信号从初始地址至终了地址输出），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）。Displ

13、ay复选框：数字信号的类型选择，可选择16进制、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,(1)创建电路,字信号发生器应用电路（74LS138构成的顺序脉冲发生器）,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,逻辑分析仪的操作界面和图标,1 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16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

14、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：设置时钟脉冲，单击该按钮，弹出Clock setup对话框，如下图所示。,如上图所示，C

15、lock 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,Trigger复选框：设置触发方式，单击Set按钮，弹出Trigger settings对话框，如下图所示。,如图所示，Trigger Clock Edg

16、e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,2.1.9 逻辑转换仪,逻辑转换仪的操作界面和图标,1 功能说明如上图所示，逻辑转换

17、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,上图所示真值表对应的逻辑图,伏安特性测试仪,伏安特性测试仪的

18、操作界面和图标,1 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NMOS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

19、：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,如上图所示，Simulate Parameters对话框包括Source Name：V_ds复选框和Source Name：V_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

20、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 应用示例创建电路选择元器件为NMOS管，按接线端子指示窗将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,失真分析仪,失真分析仪的操作界面和图标,1 功能说明如上图所示，失真分析仪的操

21、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

22、。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,2 应用示例,创建电路,失真分析仪测试电路,测量结果,单击运行按

23、钮，双击失真分析仪图标XDA1，分析结果,总谐波失真,信噪比,失真分析仪分析结果,2.1.12 频谱分析仪,频谱分析仪的操作界面和图标,1 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

24、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,2 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,矩形波信号的的频谱分析结果,网络分析仪,网络分析仪的操作界面和图标,1 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）、P

25、olar（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下拉列表框、Scale按钮、Auto Scale按钮和Set up按钮。,Preferences（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,2 应用示例创建电路,射频放大电路（网络分析仪的应用电路）,仿真分析,Smith图显示,Mag/Ph（幅值/相位）方式显示,参数检测,Polar（极化图）方式显示,

26、Re/Im（实部/虚部）方式显示,射频放大电路的S参数,射频特性分析,射频放大电路的功率增益,射频放大电路的电压增益,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,a,Stability Circles（稳定性圆）,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,c,Unilateral Gain Circles（单向增益圆）,射频放大电路的单向增益圆分析,2.3.14 Agilent函数信号发生器,Agilent函数信号发生器的操作面板,2.3.15 Agilent数字万用表

27、,Agilent数字万用表的操作面板,2.3.16 Agilent数字示波器,Agilent数字示波器的操作面板,2.3.17 Tektronix数字示波器,Tektronix数字示波器的操作面板,2.1.18 LabVIEW虚拟仪器,Microphone,Speaker,Signal Analyzer,Signal Generator,Labview 虚拟仪器,1 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，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

28、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,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,测量探针的浮动窗口,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。,