该器件的功能是将输入电压扩大K倍后传递到输出端，K值与频率无关。 5）电压微分器(Voltage Differentiator)
该器件通常应用于控制系统和模拟量的计算，功能是对输入电压Ui求微分，并且将结果传递到输出端，即U0=dUi/dt。
在对话框中对其增益K，输出失调电压UOOFF(输入为零时，输出不为零)等参数进行设置。若UOOFF不等于零，则Uo=K×dUi/dt +UOOFF。 6） 电压积分器(Voltage Integrator)
该器件对输入电压进行积分并将结果传递到输出端。对与X轴对称的正弦波、方波、三角波而言，其积分为零。利用函数发生器在上述波形的基础上叠加Offset值，则积分器部件将对Offset积分。输出电压是上升还是下降取决于Offset的极性，Offset也可在对话框的Input Offset Voltage窗口进行设置。积分器部件的输出表达式为：
U0=K??U?t??Ui0tIOFF?dt?Uoic
式中，K是积分器增益，UIOFF表示输入电压的偏移，Uoic表示初始条件，可在对话框中进行设置。
7）电压磁滞模块(Voltage Hysterisis Block)
该模块仿真同相比较器的功能，它提供了输出电压相对输入电压的滞回。其属性对话框中的UiH和UiL分别用于设置输入电压的高、低门限值，H用于设置滞回电压值，H值必须大于零。UiH和UiL分别为输出电压的上及下限值，ISD表示输入平滑范围。
8） 电压限幅器(Voltage Limiter)
该器件表示输出电压UOUT在预定的上限UH和下限UL范围内的变化，输出电压UOUT与输入电压U1N关系如下：
UOUT=K(UIN+UIOFF) 当UL≤UOUT≤UH时 UOUT=UH 当UOUT> UH时 UOUT =UL 当UOUT 式中，K(增益)、UIOFF (输入失调电压)、UL及UU等参数可在其属性对话框中设置。 9）电流限幅器模块(Current Limiter Block) 该器件高度抽象模拟运放或比较器的特性，共有6个连接端，均可作输入端，其中 21 3个可作输出端。 10）电压控制限制器(Voltage_Controlled Limiter) 该器件是一个电压限幅器，具有电压单入、单出的函数关系，输出电压的偏移被限制在设定的上、下限电平之间，输出电压的平滑性发生在预定的范围内。该部件可工作在直流、交流和瞬态分析方式下。 11）电压回转率模块(Voltage Slew Rate Block) 该模块的功能是模拟放大器或系统中输出电压对时间的最大变化率，可在属性对话框中设置最大上升斜率值(RSMAX)和最大下降斜率值(FSMAX)。 12）三通道电压总加器(Three-Way Voltage Summer) 该器件是一个数学功能块，其输出电压等于3个输入电压的算术之和。其数学表达式为： UOUT=KOUT[KA(UA+UAOFF)+KB(UB+UBOFF)+KC(UC+UCOFF)]+UOOFF 式中，KOUT是输出增益，KA、KB、KC分别表示输入电压UA,UB,UC的增益，UAOFF、UBOFF 、UCOFF分别表示UA、UB、UC的偏移，UOOFF表示UOUT的偏移。打开其属性对话框可对有关参数进行设置。 第十三节 射频器件库 一、射频器件库组成 射频器件库如图2-14所示。 图2-14 射频器件库 射频器件库提供当信号的频率足够高时电路中元器件的模型。 二、射频器件库的器件箱 1）射频电容器(RF Capacitor) 在射频中，RF电容的性能不同于低频状态下的常规电容，它是作为许多传输线、波导、不连续器件和电介质之间的一种连接。电介质层通常很薄(典型值为0.2mm)，适应 22 这种电容器的方程随同于传输线的方程。因此，可以用单位长度上的电感、阻抗和并联电容来描述射频电容器。依所使用技术的不同，实际的电容在数pF到nF之间，这种电容可以在频率到达20GHz时用作耦合和旁路。 2）射频电感器(RF Inductor) 在众多的射频电感器中，螺旋形的电感提供了较高的电感量和Q值。它可以在较小的平面内做成，描述公式为R =r/I +kq。其等效电路是电阻(由于集肤效应)与电感串联，与电容并联。 3）射频NPN晶体管(RF BJT_NPN) 射频双极型晶体管的基本工作原理与低频段的晶体管相同。然而，射频晶体管有一个取决于基极和集电极的转换和充电次数较高的最大工作频率。为了获得这样的效果，其发射极、基极和集电极在版图上的面积要求达到最小。但是制作晶体管的工艺限制了基极面积的缩小，集电极面积的减小受到集电极的最大承受电压的限制。为了获得最大的功率输出，发射极外围面积应该尽可能大。 4）射频PNP晶体管(RF BJT_PNP) 5）射频MOSFET(RF MOS_3TDN) 射频FETS与双极晶体管相比，有不同的载流子。FET的多子应该有较好的传输特性(比如好的流动性、速度和扩散系数)。因此，射频FET制作在N型材料上，因为电子有较好的特性。 栅极的长度和宽度是两个重要参数，减少栅极的长度可以提高增益、噪声值和工作频率，增加栅极的宽度可以提高射极功率容量。 测量直流和射极S参数可以得到射极FET晶体管的模型参数，其等效电路模型几乎等同于直流和射极S参数。 6）隧道二极管 （Tunnel diode） 7）传输线(Strip Line) 传输线在微波频段是很常用的传导线，传输线是在电介质(通常是空气)包裹下的地-导体-地传导线。鉴于电路功能、衬底、技术和频段的多样性，传输线导体有很大的选择范围。比如微波传输线就是一种特类，其上面的地在无穷远处。传输线导体的位置、形状和厚度不同，适应传输线的方程也会不同。比如中心传输线(通常称为Tri-plate线)，其电导在每一个位置上都是对称的(顶端和末端、左端和右端)。另一个例子是zero-thickness传输线，与它到地的距离相比，其导体的厚度可以忽略。 23 第十四节 机电类器件库 一、 机电类器件库组成 机电类元件库（Electromechanical）如图2-15所示。 图2-15 机电类元件库 二、机电类器件库的器件箱 机电类元件库有8个器件箱，包含一些电工类器件，除线性变压器外，都以虚拟元件处理。 1．感测开关（Sensing Switches） 该类的开关都可以通过按键盘上的一个键来控制其断开或闭合。 2．开关(Switches) 与感测开关不同之处仅在于按键盘上对应的键使开关断开或闭合后，状态在整个仿真过程中一直保持不变。如要恢复初始状态，只有删除这个开关，重新从元件库中调用。 3．接触器(Supplementary Contacts) 4. 计时接点(Timed Contacts) 5. 直流电动机(DC motor ) 6. 线性变压器(Line Transformer) 包含各种空芯类和铁心类电感器及变压器，其中电感器的参数只能在其Component Properties对话框的Model页中查找，并可重新设置。 7. 保护装置(Protection Devices) 。 该器件箱中有下列保护装置： 1)熔丝。 2)过载保护器。 3)热过载。 24 4)磁过载。 5)梯形逻辑过载。 8. 输出设备(Output Devices) 该器件箱中的输出设备有： 1)发光指示器。 2)电机。 3)直流电动机电枢。 4)三相电动机。 5)加热器。 6)LED指示器。 7)螺线管。 思 考 题 2-1 Multisim包含有几个种类的器件库？说明各器件库的区别。 什么是现实器件？什么是虚拟器件？二者在器件库中如何区别？ 中含有多少个器件库？说明这些器件库的名称。说明Multisim Database各个器件库中的元器件名称。 25 2-2 2-3 Multisim Database 2-4