Multisim10的基本使用 ---------电路的仿真测量
学会在NI Multisim10虚拟电子实验平台调用测量元件和仪器仪表,并能设置和使用电流表、电压表、数字万用表、函数信号发生器、示波器和频率计。
知识准备
Multisim10提供了种类齐全的测量工具和虚拟仪器仪表,它们的操作、使用、设置、连接和观测方法与真实仪器几乎完全相同,就好像在真实的实验室环境中使用仪器。在仿真过程中,这些仪器能够非常方便地监测电路工作情况和对仿真结果进行显示及测量。
Multisim10提供了测量元件如电流表、电压表和探针可在如图1-46的测量元件工具栏中调用,或在元器件工具栏上打开“指示器”对话框中调用。
“指示器” 按钮 电流表 探针 指示器元件库 电压表
(a)测量元件工具栏 (b)指示器对话框
图1-46 调用测量元件的两种方法
Multisim 10还提供了18种虚拟仪器仪表(数字万用表、函数信号发生器、功率计、双踪示波器、4踪示波器、波特图示仪、频率计、字发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、I-V特性分析仪、失真度分析仪、频谱分析仪、网络分析仪、安捷伦信号发生器、安捷伦万用表、安捷伦示波器、泰克示波器),1个实时测量探针,4种LabVIEW采样仪器和1个电流检测探针,都可在如图1-47所示工具栏中找到。
数字 功率4踪 频率万用表 表 示波器 计 逻辑 I-V特性
分析仪 分析仪
安捷伦
频谱安捷伦
信号源
示波器 分析
实时测
量探针
电流检测探针
函数 双踪 信号源 示波器 波特 图示仪 字发逻辑转生器 换仪
安捷伦泰克
失真度网络分
万用表 示波器
分析仪 析仪
4种LabIEW 采样仪器
图1-47 虚拟仪器仪表工具栏
在我们测量电流、电压时,常使用如图1-48所示是数字电流表、数字电压表和数字万用表来测量
电流和电压。Multisim10仿真环境同样可使用虚拟的数字电流表、数字电压表和数字万用表来测量电流、电压,如图1-49所示。
(a)数字电流表 (b)数字电压表 (c)数字万用表 图1-48测量电流电压的实际仪表
(a)数字电流表 (b)数字电压表 (c))数字万用表 图1-49 Multisim10中虚拟电压、电流表和万用表
如图1-50所示,测量电流时将电流表串联于电路中,测量电压时将电压表并联在电路或元件两端,对直流电有正负极之分,对交流电没有正负之分。虚拟电压表、电流表将会直接显示出测量值,小数点精
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确到三位数。Multisim10中电流表默认内阻为1×10Ω,电压表内阻为10MΩ。
双击电流表或电压表图标将弹出参数对话框,可设置仪表的内阻大小、模式等进行设置,如图1-51所示,将电流表内阻设置为1Ω,将直流(DC)表可变换为交流表(AC)。
U1+4.000m-A电流表串联于回路中 U2+DC 1e-009W12.000-修改电流表内阻 R13kΩV112 V VDC 10MW电压表并联于电路两端 修改电流表模式:直流DC,交流AC
图1-50 测量电压电流 图1-51 修改电流表参数
在我们测量电路工作情况时还常用到信号发生器、频率计和示波器等,如图1-52所示的。
(a)频率计 (b)模拟示波器 (c)信号发生器
图1-52 真实的频率计、示波器和信号发生器
Multisim10提供的函数信号发生器、频率计、示波器等在功能和使用方法上都与真实的仪器相同,而且Multisim10还提供了四台三维的高性能测量仪器(安捷伦信号发生器、安捷伦万用表、安捷伦示波器和泰克示波器),如图1-53所示。
(a)频率计 (b)双踪示波器
(c)安捷伦数字示波器 (d)安捷伦信号发生器 图1-53 Multisim10中虚拟频率计、示波器和信号发生器
由图1-53可见,在使用虚拟仪器仪表测量时,工作区有两个显示界面:一是添加到电路中的仪器仪表图标,二是进行操作显示的仪器仪表面板。
如图1-54所示为数字万用表的图标和面板。通过仪器仪表图标的外接端子将仪器仪表连接到电路,双击此图标将弹出或隐藏仪器仪表面板,并在面板中进行仪器仪表设置、显示等操作,面板可拖动到电路工作区任何位置。允许在一个电路中同时使用多个相同的虚拟仪表仪器,只不过它们的仪器仪表标识不同。
仪表标识 仪表面板 仪表图标 外接端子 图1-54 数字万用表的图标和面板
使用虚拟仪器仪表测量电路时,可按下列步骤操作(以使用万用表测交流电流为例):
外接端子指示
调用仪器仪表 从仪器仪表工具栏将所选用的仪器仪表→万用表的图标拖到电路工作区即可,类似元器件的拖放。 连接仪器仪表 将万用表图标上的连接端(接线柱)与相应电路串联,连线过程类似元器件的连线。 设置仪器仪表的参数 双击万用表图标即可打开万用表面板,可以操作面板上相应按钮,设置为交流电流挡,还可设置对话窗口的数据。 改变仪器仪表的参数 在测量或观察过程中,可以根据测量或观察的结果来改变仪器仪表参数的设置。这里根据情况把电流表内阻改为1uΩ。 仿真测量电路 连接和参数设置后,打开仿真开关,万用表面板上就会显示出测量的数据。还可以与实际仪器一样根据需要操作面板。
任务实施
一、使用电流表和电压表测量交直流电流、电压
以测量简单电路的电流、电压,介绍虚拟电流表、电压表的调用、设置和使用方法。
1.测量发光二极管指示电路的电流、电压
(1)搭建直流供电的发光二极管指示电路
①保存新建电路
在Multisim10操作界面,按下键盘上“Ctrl+N”按键,新建一个原理图,保存该电路到E盘“仿真”
文件夹”命名为“发光二极管指示电路1”。
②调用元器件
调用12V直流电源、接地、2KΩ电阻和一支红色发光二极管到电路工作区。 ③连接电路
按图1-55所示连接好电路(注意发光二极管正极接电源高电位)。
R12kΩV112 V LED1
图1-55 发光二极管指示电路1
(2)调用电流表、电压表 ① 调出测量元件工具条
在主菜单栏或主工具栏空白处单击鼠标右键,弹出如图1-56(a)所示快捷菜单,勾选“测量元件”栏,弹出如图1-56(b)所示“测量元件”工具条。
(a) 弹出右键快捷菜单 (b)调出测量元件工具条
图1-56 调出测量元件工具条
也可在元器件栏上按下“”指示器按钮,打开调用指示器库对话框。 ② 调出电压表和电流表
单击“测量元件”工具条中“单击 “
”按钮,鼠标将带出水平仿真的电流表,拖放到电路工作区;同样
”按钮调出垂直放置的电压表,如
”按钮调出水平放置的电压表置于电路工作区,再单击“
图1-57所示。