电路仿真分析方法步骤课件.ppt
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1、Muitisim 10电路设计及仿真微电子学系2各种电路仿真软件的比较各种电路仿真软件的比较 l Muitisim的性能突出,无论从仿真元件库中元件的数量上,还是虚拟设备的种类以及虚拟分析的种类上都比别的软件要好,为仿真设计提供了极大的方便。3l Muitisim是一个完成原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件;l Muitisim用软件的方法虚拟电工与电子元器件,虚拟电工与电子仪器和仪表,实现了“软件即元器件”和“软件即仪器”;Muitisim仿真软件简介4l Muitisim的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用,同时可以新建或扩充已有的元器件库;l Muitisim虚拟测试仪器仪表种
2、类齐全,有一般实验用的通用仪器,如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源;还有一般实验室少有或没有的仪器,如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、失真仪、频谱分析仪;5l Muitisim具有较为先进的电路分析功能,可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域分析和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法,以帮助设计人员分析电路的性能;l Muitisim可以设计、测试和演示各种电子电路,包括电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及部分微机接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障、如开路、短路和不同程度的漏电等,从而观察不同故障情况下
3、的电路工作状况;在进行仿真的同时,软件还可以存储测试点的所有数据,列出被仿真电路的所有元器件清单,以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。6l利用Muitisim可以实现计算机仿真设计与虚拟实验,与传统的电子电路设计与实验方法相比,具有如下特点: 设计与实验可以同步进行,可以边设计边实验,修改调试方便;设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全,可以完成各种类型的电路设计与实验;可方便地对电路参数进行测试和分析;可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图;实验中不消耗实际的元器件,实验所需元器件的种类和数量不受限制、实验成本低、实验速度快、效率高;设计和实验成功的电路可直接在产品
4、中使用。7Muitisim仿真软件的使用仿真软件的使用1) Muitisim的工作界面Muitisim 10用户界面 菜单栏菜单栏l依次是:文件、编辑、视图、放置、MCU、仿真、转换、工具、报表、选项、窗口和帮助菜单共12个主菜单。标准工具栏标准工具栏l标准工具栏l包含了有关电路窗口基本操作的按钮,从左向右依次是新建、打开、打开设计范例、保存、打印、预览、剪切、复制、粘贴、撤销、切换全屏、放大、缩小、100%放大、项目栏、电路元件属性视窗、数据库管理、创建元件、仿真启动、图表、分析、后处理、使用元件列表和帮助等按钮。 仿真开关仿真开关l仿真开关如图,主要用于仿真过程的控制。 Muitisim的
5、元器件库的元器件库电源信号源库二极管库基本元件库晶体管库模拟元件库CMOS数字元器件库模数混合元器件库电源器件库指示器件库射频元器件库杂项器件库键盘显示器库微控制器库T T L 系列元器件库数字器件库机电类元器件库创建分层电路放置总线l1. 电源电源/信号源库信号源库l电源/信号源库包含有接地端、直流电压源(电池)、正弦交流电压源、方波(时钟)电压源、压控方波电压源等多种电源与信号源。电源/信号源库如图1.2.5所示。14GROUND:电路地,各个接地点电位相同,均为0。DIGITAL_GND:数字地,标号可以改动。VCC:电源,电压值可以改动。VDD;CMOS电源,电压值可以改动。DC_VO
6、LTAGE_SOURCE;电池,即直流电压源,可对有关各种参数设置。DC_CURRENT_SOURCE:直流电流源,设置参考“直流电压源” 。AC_VOLTAGE_SOURCE:交流电压源,可对有关参数设置。AC _CURRENT_SOURCE:交流电流源。设置参考“交流电压源”。CLOCK_SOURCE:时钟电压源,即脉冲信号源,可对有关参数设置。AM_SOURCE:AM调幅信号源,可对有关参数设置。FM_VOLTAGE_SOURCE:FM调频信号源,可对有关参数设置。FM_CURRENT_SOURCE:FM调频信号电流源。FSK_SOURCE:FSK信号源。VOLTAGE_CONTROLL
7、ED_SINE_WAVE:压控正弦信号源。VOLTAGE_CONTROLLED_SQUARE_WAVE:压控方波信号源。VOLTAGE_CONTROLLED_TRIANGLE_WAVE:压控三角波信号源。电源电源/信号源库(一)信号源库(一)15VOLTAGE_CONTROLLED_VOLTAGE_SOURCE:压控电压增益源。VOLTAGE_CONTROLLED_CURRENT_SOURCE:压控电流增益源。CURRENT_CONTROLLED_ VOLTAGE_SOURCE:流控电压增益源。CURRENT_CONTROLLED_CURRENT_SOURCE:流控电流增益源。 PULSE_
8、VOLTAGE_SOURCE:脉冲电压信号源。PULSE_CURRENT_SOURCE:脉冲电流信号源。EXP_VOLTAGE_SOURCE:指数电压信号源。EXP_CURRENT_SOURCE:指数电流信号源。PIECEWISE_LINEAR_VOLTAGE_SOURCE:分段线性电压源。PIECEWISE_LINEAR_CURRENT_SOURCE:分段线性电流源。VOLTAGE_CONTROLLED_ PIECEWISE_LINEAR _SOURCE:压控分段线性电压源。CONTROLLED_ONE_SHOT:受控脉冲源。POLYNOMIAL_SOURCE:多项式信号源。NONLINEA
9、R_DEPENDENT_SOURCE:非线性相关信号源。电源电源/信号源库(二)信号源库(二)l2. 基本器件库基本器件库l基本器件库包含有电阻、电容等多种元件。基本器件库中的虚拟元器件的参数是可以任意设置的,非虚拟元器件的参数是固定的,但是可以选择的。虚拟元件虚拟元件 VS VS 非虚拟元件非虚拟元件l非虚拟元件都与具体型号的元件相对应,在元件属性对话框中不能更改元件的参数(制造元件的性能参数,如电阻、电容、电感的大小,三极管的IS、NF、BF、VAF、ISE等参数),只能用另一型号的元件来代替。 l从虚拟元件没有元件封装,故制作印刷电路板时,虚拟元件将不会出现PCB文件中。 18实际电阻和
10、虚拟电阻实际电容和虚拟电容电解电容和上拉电阻实际电感和虚拟电感实际电位器和虚拟电位器实际可变电容和虚拟可变电容实际可变电感和虚拟可变电感(使用同上)开关和继电器变压器和非线性变压器磁芯和无芯线圈连接器和接插件半导体电阻和半导体电容封装电阻(排电阻)和特殊标称值的电阻特殊标称值的电容和电解特殊标称值的电感BASIC 基本器件库基本器件库l3. 二极管库二极管库l二极管库包含有二极管、可控硅等多种器件。二极管库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的,非虚拟元器件的参数是固定的,但是是可以选择的。20DILDE 二极管库二极管库普通二极管和虚拟二极管PIN二极管和齐纳二极管发光二极管和全波桥式整流器肖特
11、基二极管和晶闸管整流器双向二极管和双向晶闸管变容二极管l4. 晶体管库晶体管库l晶体管库包含有晶体管、FET等多种器件。晶体管库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的,非虚拟元器件的参数是固定的,但是是可以选择的。22晶体管库晶体管库NPN晶体管和虚拟NPN晶体管PNP晶体管和虚拟PNP晶体管虚拟四端式NPN晶体管和虚拟四端式PNP晶体管达林顿NPN晶体管和达林顿PNP晶体管内电阻偏置NPN晶体管和内电阻偏置PNP晶体管BJT晶体管阵列和MOS门控制的双极型功率开关三端N沟道耗尽型MOS管和虚拟三端N沟道耗尽型MOS管三端P沟道耗尽型MOS管和虚拟三端P沟道耗尽型MOS管三端N沟道增强型MOS管和
12、虚拟三端N沟道增强型MOS管三端P沟道增强型MOS管和虚拟三端P沟道增强型MOS管四端N沟道耗尽型MOS管和虚拟四端N沟道耗尽型MOS管四端N沟道增强型MOS管和虚拟四端N沟道增强型MOS管N沟道JFET和虚拟N沟道JFETP沟道JFET和虚拟P沟道JFETl5. 模拟集成电路库模拟集成电路库l模拟集成电路库包含有多种运算放大器。模拟集成电路库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的,非虚拟元器件的参数是固定的,但是是可以选择的。24模拟集成电路库模拟集成电路库运算放大器和三端虚拟运放诺顿运放和五端虚拟运放宽带运放和七端虚拟运放比较器和虚拟比较器特殊功能运放l6. TTL数字集成电路库数字集成电路库
13、lTTL数字集成电路库包含有74系列和74LS系列等74系列数字电路器件。26TTL器件库标准型系列和肖特基系列低功耗肖特基系列和高速系列先进低功耗肖特基系列和先进肖特基系列l7. CMOS数字集成电路库数字集成电路库lCMOS数字集成电路库包含有40系列和74HC系列多种CMOS数字集成电路系列器件。l8. 数字器件库数字器件库l数字器件库包含有DSP、FPGA、CPLD、VHDL等多种器件。l9. 数模混合集成电路库数模混合集成电路库l数模混合集成电路库包含有ADC/DAC、555定时器等多种数模混合集成电路器件。30数模混合集成电路库数模混合集成电路库ADC、DAC器件和555定时电路实
14、际模拟开关和虚拟模拟开关单稳态和锁相环器件l10. 指示器件库指示器件库l指示器件库包含有电压表、电流表、七段数码管等多种器件。32INDICATORS 指示元件库指示元件库交直流电压表和电流表电平探测器:单引脚使用,高电平发亮,低电平不亮,属性框可设定高电平阈值。灯泡:电压和功率满足条件时,灯亮;电压超过一定值时会烧毁。条状电压指示器:左为正端,右为负端,每条发亮所需电压为1.5V,总共10条。数码管:包括已带4-7译码的四端数码管和不带译码的共阴七端数码管。蜂鸣器:当接入端电压达到要求,蜂鸣器会通过计算机的喇叭发出叫声,其工作 电压、电流、发声频率可以设置。l11. 电源器件库电源器件库l
15、电源器件库包含有三端稳压器、PWM控制器等多种电源器件。l12. 杂散器件库杂散器件库l杂散器件库包含有晶体、滤波器 等多种器件。35MISC 杂散器件库杂散器件库压电晶体和虚拟压电晶体光耦合器和虚拟光耦合器真空管和虚拟真空管虚拟保险丝和三端稳压电源过压保护器件(类似双向二极管和压敏电阻)和电压基准器件直流电动机和开关电源降压转换器开关电源升压转换器和开关电源升降压转换器实际保险丝和无损传输线无损传输线和有损传输线网表模型l13. 键盘显示器库键盘显示器库l键盘显示器库包含有键盘、LCD等多种器件。l14. 机电类器件库机电类器件库l机电类器件库包含有开关、继电器等多种机电类器件。l15. 微
16、控制器库微控制器库l微控制器件库包含有8051、PIC等多种微控制器。l16. 射频元器件库射频元器件库l射频元器件库包含有射频晶体管、射频FET、微带线等多种射频元器件。电路窗口电路窗口l电路窗口(Workspace)是创建、编辑电路图,仿真分析、波形显示的地方。 41 仪器仪表栏Multimeter 数字万用表数字万用表Function Generator 函数信号发生器函数信号发生器Wattmeter 功率表功率表Oscilloscope 示波器示波器Bode Plotter 扫频仪扫频仪Word Generator 字信号发生器字信号发生器Logic Analyzer 逻辑分析仪逻辑分
17、析仪Logic Converter 逻辑转换器逻辑转换器Distortion Analyzer 失真分析仪失真分析仪Spectrum Analyzer 频谱分析仪频谱分析仪Network Analyzer 网络分析仪网络分析仪虚虚 拟拟 仪仪 表表l 逻辑转换器 (Logic converter)l IV曲线分析仪(IV Analyzer)l 失真度分析仪 (Distortion Analyzer)l 频谱分析仪 (Spectrum Analyzer)l 网络分析仪 (Network Analyzer)l Aglient 函数信号发生器(Aglient Function Generator)l
18、 Aglient 万用表 (Aglient Function Generator)l Aglient 示波器 (Aglient 100M Oscilloscope)l 动态测试笔 (Dynamic measurement probe)仪器仪表的使用仪器仪表的使用 l仪器仪表的基本操作lmultisim的仪器库存放有数字多用表、函数信号发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、瓦特表、失真度分析仪、网络分析仪、频谱分析仪11种仪器仪表可供使用,仪器仪表以图标方式存在,每种类型有多台。l1. 仪器的选用与连接仪器的选用与连接l(1)仪器选用l从仪器库中将所选用的仪器图标,用鼠
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