电路仿真与工具软件应用五课件.ppt

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1、第5讲Multisim在电路基础中的应用本讲介绍了电路基础中主要电路的仿真分析。通过本次课的学习，可较快掌握用Multisim10仿真分析电路基础中电路的一般方法和步骤。5.1结点分析法的仿真分析5.2最大功率传输的仿真分析5.3电路过渡过程的仿真分析5.4电路谐振的仿真分析5.5三相电路的仿真分析5.1结点分析法的仿真分析结点分析法以电路的独立结点电压为变量，求出电路中相对于参考结点的各独立结点电压，进而求出指定支路的电压和电流。但当电路的结点较多时，计算时需要求解多元方程组，而利用Multisim中提供的分析方法或测量仪器，可以方便的测得各结点电压。5.1

2、.1用DCOperatingPoint分析法分析结点电压分析步骤（1）创建电路：从元器件库中选取电压源、电流源和电阻，创建结点分析法仿真电路，如图。（2）放置字符：选择菜单命令Place/PlaceText，在电路图中放置“+”“-”“U0”等字符。（3）结点编号：选择菜单命令Operation/SheetProperties，弹出电路工作属性对话框，如图。在对话框中选择Cricuit选项卡，在NetNames选项区中选择ShowAll，这样可以为电路中的结点编号，编号时，软件自动把接地结点编为0号结点，其他结点依次编为1、2、3、4，如图。（4）仿真分析：选

3、择菜单命令Simulate/Analyses/DCOperatingPoint，并以结点1、2、4作为输出结点，分析结果如图。4号结点电压为电路输出电压15V。更改任意参数，重复步骤4可得到新参数下的电路分析结果。5.1.2用虚拟仪器直接测量各结点电压分析步骤（1）同5.1.1第一步，创建电路如图。（2）同5.1.2第二步，放置字符。（3）在虚拟仪器库中选用万用表XMM1，并将其和电路的输出端连接，创建结点分析法电路，如图。（4）仿真运行：单击运行按钮，双击万用表图标，弹出显示界面，选择电压档，可得到输出电压。说明：以上分析中，5.1.1和5.1.2的结果相同

4、，且和理论计算结果一致。5.1.2中，若需要测量多个结点电压，可选择4通道示波器进行测量。5.2最大功率传输的仿真分析电路向负载RL传输功率时，当传输的功率较小（如通信系统、电子产品），而不主要考虑传输效率时，常常要研究使负载获得最大功率的条件。本处通过扫描分析，分析直流电路向负载传输最大功率的条件。分析步骤：（1）创建电路创建最大功率传输仿真电路，如图。当负载RL为5K欧时，负载可获得最大功率，为7.2mW。（2）参数扫描分析选择菜单命令Simulate/Analyses/ParameterSweepAnalysis，弹出ParameterSweep对话框，

5、如图。如上图所示，设置起始电阻为3k，终止电阻为7k，#of为5（表示输出5条曲线），则Increment（增量）自动设为1k。在下图中，选择Output选项卡。单击AddExpression按钮，编辑公式V(2)*abs(I(v1))，该公式为负载RL吸收的功率（结点2的电压乘以负载电流的绝对值）。单击Simulate按钮，增负载RL吸收的功率扫描结果如图所示，扫描结果共有5条曲线，最上面一条曲线对应的负载电阻为5k，功率为7.2mW，从图底部的状态栏也可以看出。5.3电路过渡过程的仿真分析当电路中含有惰性元件电容或电感时，在电路发生换路（电路的结果改变或元

6、件参数变化）时，则电路出现过渡过程（暂态），本小节以二阶电路为例，分析电路的过渡过程，即电容或电感的充放电过程，在Multisim中，用虚拟示波器可方便观测电容或电感两端的电压变化。分析步骤（1）创建电路：从元器件库中选择电压源、电阻、电容、电感、单刀双掷开关和虚拟示波器，创建二阶电路，如图。（2）操作过程：按Space键，首先将开关切换到左触点，让电容放电，获得初始储能；再将开关切换到右触点，可用示波器观察电容和电感的充放电过程。（3）二阶电路的三种过渡状态a.取R=5k，R＞2√L/C，放电过程为过阻尼的非振荡放电，波形如图。b.取R=2k，R=2√L/C

7、，放电过程为临界阻尼的非振荡放电，波形如图。c.取R=0.5k，R＜2√L/C，放电过程为欠阻尼的振荡放电，波形如图。d.若R=0，则放电过程为等幅振荡过渡过程，波形如图。在二阶RLC电路中，电阻R是耗能元件，振荡曲线随电阻的大小而不同，若R≥2√L/C，放电过程为非振荡；若R＜2√L/C，放电过程为振荡放电，若电阻为0，放电时，电路中无耗能元件，放电过程无能量消耗，为等幅振荡。该仿真过程直观的分析了二阶电路在不同参数下的过渡过程。5.4电路谐振的仿真分析电路中对谐振现象的研究有着重要的意义。一方面谐振现象在科学技术中得到了广泛的应用；另一方面在某些情况下电路

8、中发生谐振又会破坏电路的正常工作，要加