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1、中职 Multisim 10 电路仿真技术应用项目一电子课件（高教版）Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真项目一项目一 直流电路仿真直流电路仿真任务一任务一 欧姆定律的验证欧姆定律的验证 任务二任务二 基尔霍夫定律的验证基尔霍夫定律的验证任务三任务三 叠加定理的验证叠加定理的验证任务四任务四 戴维南定理的验证戴维南定理的验证知识点一知识点一 Multisim Multisim简介简介知识点二知识点二 Multisim10 Multisim10的用户界面及设置的用户界面及设置知识点三知识点三 数字万用表数字万用表知识点四知识点四 电压表和电流表电压表和电流表知识点五知
2、识点五 功率表功率表Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真项目学习目标项目学习目标学学 习习 目目 标标学学习习方式方式学学时时技能技能目目标标了解Multisim 10的启动、界面；掌握元件放置、连线等基本操作；掌握万用表测量电量，验证电路理论；学生上机操作，教师指导、答疑4课时知知识识目目标标了解Multisim 10 的特点；熟悉Multisim 10的用户界面；掌握数字万用表的使用方法 教师讲授2课时Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真 1 1、欧姆定律、欧姆定律欧姆定律：对于线性电阻元件，在电压和电流欧姆定律：对于线性电阻元件，在
3、电压和电流取关联参考方向下，在任何时刻它两端的电压取关联参考方向下，在任何时刻它两端的电压和通过电阻的电流成正比，即：和通过电阻的电流成正比，即：u=R i 任务一任务一 欧姆定律的验证欧姆定律的验证 图1-1 线性电阻元件的图形符号和伏安特性Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真 2 2、仿真实验与分析、仿真实验与分析图1-2 欧姆定律实验电路Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真(1)执行菜单【开始】【程序】【National Instruments】【Circuit Design Suite 10.0】【Multisim】，如图1-3所
4、示，即可启动Multisim10.0，也可以通过单击桌面快捷图标启动 图图1-3 启动启动Multisim10.0菜单菜单(2)执行菜单命令【文件】【新建】【原理图】，如图1-4所示。系统就新建了一个名为“电路1”的原理图文件 图图1-4 新建原理图文件新建原理图文件 欧姆定律仿真实验的步骤欧姆定律仿真实验的步骤Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真(3)单击元器件工具栏按钮，或执行菜单命令【放置】Component，系统弹出【选择元件】对话框，如图1-5所示 图图1-5 【选择元件】对话框【选择元件】对话框(4)在【选择元件】对话框左侧的【系列】中选择RESISTO
5、R（电阻），在中间的【元件】栏中显示电阻，鼠标拖动右边的滑动块来显示不同阻值的电阻，如图1-6所示 图图1-6 选择电阻选择电阻 欧姆定律仿真实验的步骤欧姆定律仿真实验的步骤Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真(5)此时，在电路窗口中会出现电阻元件，移动鼠标至合适位置，单击鼠标左键，即可放置电阻元件，如图1-7所示 图图1-7 放置电阻放置电阻(6)在【选择元件】对话框左侧【组】中选择Sources，【系列】中选择POWER_SOURCES,在中间的【元件】栏中选择DC_POWER（直流电源），单击右侧的【确定】按钮，选择直流电压源，如图1-8所示 图图1-8 选择
6、直流电压源选择直流电压源 欧姆定律仿真实验的步骤欧姆定律仿真实验的步骤Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真(7)此时，在电路窗口中会出现直流电压源，移动鼠标至合适位置，单击鼠标左键，即可放置直流电压源，如图1-9所示 图图1-9 放置直流电压源放置直流电压源 (8)在电路窗口的右侧【虚拟仪器工具】栏中，单击万用表图标，将鼠标移至电路窗口合适位置，单击鼠标左键，即可放置万用表，如图1-10所示 图图1-10 放置万用表放置万用表 欧姆定律仿真实验的步骤欧姆定律仿真实验的步骤Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真(9)在Multisim中元件连
7、线一般采用自动连线。将鼠标移至电阻R1的左端，此时，鼠标指针变成，单击鼠标确定本次连线起点，将鼠标移至电源负端，单击鼠标确定连线终点，系统自动完成连线，如图1-11所示。图图1-11 连线连线(10)在图1-8【选择元件】对话框中，在中间的【元件】栏中选择GROUND（地），单击右侧的【确定】按钮，选择接地符号，如图1-12所示。图图1-12 选择接地选择接地 欧姆定律仿真实验的步骤欧姆定律仿真实验的步骤Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真(11)单击仿真开关，或执行菜单命令【仿真】【运行】，如图1-13所示，即可开始仿真实验 图图1-13 仿真菜单仿真菜单 (12
8、)在电路窗口中双击万用表符号，弹出万用表对话框，在图中选择按钮A，测量电路中的电流，如图1-14所示 图图1-14 万用表测量电流万用表测量电流 欧姆定律仿真实验的步骤欧姆定律仿真实验的步骤Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真1基尔霍夫定律基尔霍夫定律 基尔霍夫电流定律指出，在结点上，任何基尔霍夫电流定律指出，在结点上，任何时刻，所有流出结点的支路电流的代数和恒等时刻，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零，或写作：于零，或写作：I=0 任务二任务二 基尔霍夫定律的验证基尔霍夫定律的验证 基尔霍夫电流定律指出，在结点上，任何时基尔霍夫电流定律指出，在结点上，任何时刻
9、，所有流出结点的支路电流的代数和恒等刻，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零，或写作：于零，或写作：U=0 Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真 2 2、仿真实验与分析、仿真实验与分析图1-15 基尔霍夫电流定律实验电路及测量结果Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真1叠加定理叠加定理叠加定理：线性电阻电路中，任一电压或电流都是叠加定理：线性电阻电路中，任一电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时，在该处产生的电电路中各个独立电源单独作用时，在该处产生的电压或电流的叠加。压或电流的叠加。任务三任务三 叠加定理的验证叠加定理的验证 使用叠
10、加定理时应注意以下几点：（1）叠加定理适用于线性电路，不适用于非线性电路；（2）在叠加的各分支电路中，不作用的电压源置零，在电压源处用短路代替；不作用的电流源置零，在电流源处用开路代替。电路中所有电阻都不予更动，受控源则保留在各分支电路中；（3）叠加时各分支电路中的电压和电流的参考方向可以取为与原电路中的相同。取和时，应注意各分量前的“”、“”号；（4）原电路的功率不等于按各分电路计算所得功率的叠加，这是因为功率是电压和电流的乘积。Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真 2 2、仿真实验与分析、仿真实验与分析图1-17 叠加定理实验电路及测量结果Multisim 10
11、 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真1戴维南定理戴维南定理戴维南定理：任一含独立电源、线性电阻和受控源戴维南定理：任一含独立电源、线性电阻和受控源的二端网络，对外电路而言，可等效为一个电压源的二端网络，对外电路而言，可等效为一个电压源UOC和电阻和电阻RO的串联支路。其中，的串联支路。其中，UOC为该二端为该二端网络的开路电压，网络的开路电压，RO为该二端网络中全部独立电为该二端网络中全部独立电源置零后的等效电阻。源置零后的等效电阻。任务四任务四 戴维南定理的验证戴维南定理的验证 应用戴维南定理分析电路的步骤如下：（1）断开所求支路，确定有源二端网络；（2）从支路断开处求有源二端网络的开
12、路电压；（3）从支路断开处求无源二端网络的等效电阻（电压源用短路代替，电流源用开路代替）；（4）作出戴维南等效电路，将待求支路接回，求待求支路的电流或电压。Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真 2 2、仿真实验与分析、仿真实验与分析图1-22 戴维南定理实验电路及测量结果Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真1EDA技术概述技术概述EDA是是Electronic Design Automation的缩写，的缩写，即电子设计自动化。所谓电子电路设计的即电子设计自动化。所谓电子电路设计的EDA方法，方法，就是使用就是使用EDA工具软件进行电子电
13、路设计的一种电工具软件进行电子电路设计的一种电子产品设计方法。子产品设计方法。知识点一知识点一 Multisim Multisim简介简介 EDA工具软件具有以下功能。（1）电路设计；（2）电路仿真；（3）系统分析；Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真2EWB与与Multisim EWB是是Electronics Workbench的缩写，意的缩写，意思是电子工作台，是加拿大思是电子工作台，是加拿大Interactive Image Technologies公司（简称公司（简称ITT公司）公司）20世纪世纪80年代年代推出的一种在电子技术领域广泛应用的优秀计算机推出
14、的一种在电子技术领域广泛应用的优秀计算机仿真设计软件，被誉为仿真设计软件，被誉为“计算机里的电子实验室计算机里的电子实验室”。2007年年，NI公公司司推推出出NI Multisim 10版版本本，它它不不仅仅仅仅局局限限于于电电子子电电路路的的虚虚拟拟仿仿真真，在在LabVIEW虚虚拟拟仪仪器器、单单片片机机仿仿真真等等技技术术方方面面都都有有更更多多的的创创新新和和提提高高，属属于于EDA技技术术的的更更高高层层次次范范畴畴。本本书书采采用用的的是是NI Multisim 10版版本本，着着重重介介绍绍其其在在电电子子电电路路仿真方面的深入应用。仿真方面的深入应用。Multisim 10
15、电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真3Multisim 10的特点的特点 （1）该软件是交互式）该软件是交互式Spice仿真和电路分析软件的最新仿真和电路分析软件的最新版本，专用于原理图捕获、交互式仿真、电路板设计和集成版本，专用于原理图捕获、交互式仿真、电路板设计和集成测试。测试。（2）用户可以使用）用户可以使用Multisim 10交互式地搭建电路原理交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。图，并对电路行为进行仿真。（3）为电子学教育平台提）为电子学教育平台提 供了一个强大的基础，它包括供了一个强大的基础，它包括NI ELVIS原型工作站和原型工作站和NI LabVIEW，能给学
16、生提供一个贯穿，能给学生提供一个贯穿电子产品设计流程的全面的动手操作经验。电子产品设计流程的全面的动手操作经验。（4）Multisim 10推出了很多专业设计特性，主要是高推出了很多专业设计特性，主要是高级仿真工具、增强的元器件库和扩展的用户社区。级仿真工具、增强的元器件库和扩展的用户社区。（5）具有丰富的帮助功能，有利于使用）具有丰富的帮助功能，有利于使用EWB进行进行CAI教教学。学。Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真1Multisim 10的用户界面的用户界面 知识点二知识点二 Multisim Multisim的用户界面及设置的用户界面及设置 从图1-26
17、可以看出，Multisim10的用界面由以下几个基本部分组成。菜单栏、标准工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、电路窗口、状态栏、设计工具箱、电子元件属性视窗。图1-26 Multisim10用户界面Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真2Multisim 10的界面设置的界面设置 Multisim 10向用户提供了三种定制Multisim界面的功能。（1）定制软件操作界面（2）定制右键菜单（3）定制电路文件工作界面Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真1连接连接 知识点三知识点三 数字万用表数字万用表 图1-41 数字万用表的图标、符号图和
18、面板 Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真2面板操作面板操作 知识点三知识点三 数字万用表数字万用表 图1-42 万用表设置对话框 Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真3使用举例使用举例 知识点三知识点三 数字万用表数字万用表 图1-43 测量电压、电流电路Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真1连接连接 知识点四知识点四 电压表和电流表电压表和电流表 图1-41 电压表和电流表的符号图 Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真2面板操作面板操作 知识点四知识点四 电压表和电流表电压表和电
19、流表 图1-47 电压表的属性对话框 Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真3使用举例使用举例 知识点四知识点四 电压表和电流表电压表和电流表 图1-48 电压表和电流表测量电压和电流 Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真1连接连接 知识点五知识点五 功率表功率表 图1-49 功率表的图标、符号图和面板 Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真2面板操作面板操作 知识点五知识点五 功率表功率表 在功率表的面板中没有可以设置的选项，只包括两个条形的显示框，一个用于显示功率，另一个用于显示功率因数。Multisim 10 电路仿真电路仿真直流电路仿真直流电路仿真3使用举例使用举例 知识点五知识点五 功率表功率表 图1-50 功率表的应用