常用模拟仪器(基于Multisim 1001 虚拟仪器)

常用模拟仪器（基于Multisim 10.0.1 虚拟仪器）生活中的仪器很多，这次想从Multisim为基础介绍几款常用电子测量仪器1、 数字万用表 数字万用表的主要作用是测量直流或交流电路中两点间的电压、电流、分贝和阻抗。（dB在笔记 “dB（分贝）,dBm的意义”有介绍）有一点需要注意的，若电路既有交流又有直流，要想测量电路电压的有效值（直流和交流一起），可将交流伏特表和直流伏特表同时接到两节点上，分别测量交流和直流的值，然后用下面公式计算交流和直流同在的情况下的电压有效值。RMSvoltage=（VDC2+VAC2）此公式不是普遍使用的，只能与万用表连用！2、 函数发生器 函数发生器是产生正弦波、三角波和方波的电压源。其中可以设置的属性有：频率（Frequency）1FHz999 THz；占空比（Duty Cyecle）1%99%，设置脉冲保持时间与间歇时间之比（只对三角波和方波有效）；振幅（Amplitude）0999kv；直流偏移量（Offset）；方波上升和下降时间设置（Set Rise/Fall Time），或称波形上升和下降沿的角度；3、 瓦特表 瓦特表用来测量电路的交流或直流功率，功率的大小是流过的电路的电流和电压的乘积，量纲为瓦特（原来量纲的意思就是单位啊，以前还一直弄不明白，那“无量纲”就是指“无单位”咯），瓦特表也能测量功率因数（Power Factor），功率因数是电压和电流相位差角的余弦值。4、 双踪示波器 双踪示波器可以观察一路或两路信号随时间变化的波形，可以分析被测周期信号的幅值和频率，扫描可以在纳秒与秒之间的范围内选择。双踪示波器有4个连接端子：A通道输入、B通道输入、外触发端T和接地端G。注：若电路中已有接地端，示波器可以不接地！双踪示波器面板分几大模块组成：（1） 时基（Timebase） 它是设置输入信号X轴的扫描时间及信号显示方式的对话框其中，Scale（设置扫描时间），设置X轴上每刻度的时间值，信号频率越高，扫描时间就得调得越短。另外，以上设置必须在Y/T下才有效；X position （设置信号在X轴向德起始点），范围在-5.005.00；Y/T、Add、A/B和B/A（信号显示方式）， Y/T：显示信号波形是关于时间（X轴）的函数；A/B、B/A：显示信号波形是关于B或A（X轴）通道的函数；Add：显示信号为两通道信号相加值；（2）输入通道设置（Channel） 它是设置输入通道Y轴的扫描电压及信号耦合的对话框，与时基一致部分，不再赘述！ 其中， Scale（设置扫描电压），设置每刻度的电压值；AC、0、DC（输入耦合设置）AC耦合时只显示交流信号部分，（使用交流耦合显示模式，第一个周期的显示是不准确的）；DC耦合时既显示交流信号又显示直流信号；注：在测量电路交流信号时，千万不要在示波器的测试笔上串联电容，因为这样仿真时将出错！（3）触发设置（Trigger） 它是设置信号波形在示波器上的显示条件。其中， Edge（触发沿设置），从左至右分别为：在波形的上升沿到来时触发显示、在波形的下降沿到来时触发显示、由内部A通道触发沿触发、由内部B通道触发沿触发、由外部触发信号触发（Ext）。注：由外部触发信号触发（Ext）时，外部触发信号须与示波器接地端相连接！ Level（触发电平设置），它是给输出入信号设置门槛，信号幅度达到触发电平时，示波器才开始扫描，设置范围为-0.001V 999Kv.注：一个幅度很小的信号波形是不可能通过触发电平的，这时只能把触发电平设为Auto。 Type（信号触发方式设置）， Sing：触发信号电平达到触发电平门槛，示波器只扫描一次； Nor：触发信号电平只要达到触发电平门槛，示波器就扫描一次； Auto：如果是小信号或希望尽可能快地显示，选它； None：不选触发信号；（4）显示屏背景设置和存盘 Reverse：显示屏背景在黑色和白色之间切换，但系统必须处在仿真状态下才有效； Save：保存仿真数据；5、 四通道示波器 四通道示波器和双踪示波器设置大致相同，不再赘述！6、 伏安特性图示仪 伏安特性图示仪是专门用于测量半导体器件的伏安特性的仪器。可以测量的器件有：二极管，三极管，MOS管。 注：被测量的器件必须与整个电路断开，方能测量！Simulate Param：仿真参数按钮，单击它将出现仿真参数设置对话框；其中，Source Name：*：要设置的参数名；Start：设置扫描的起始电压；Stop：设置扫描的终止电压；Increment：设置横轴扫描输入量，或者说是设置扫描步长，步长大小决定图像曲线上测点的疏密；Num steps：设置纵轴扫描输入量，或者说是设置多少根曲线；Normalize Data复选框：选中的话，显示伏安特性曲线是在X轴的正值范围内；反之在负值范围内；注：在伏安特性图示仪的面板上 纵轴表示的是 电流（Current Range（A）；横轴表示的是 电压（Voltage Range（V）。坐标轴坐标有两种表示方法：对数型（Log）和线性型（Lin）；当坐标值有较大变化范围是，坐标轴一般设置为对数型。更改其中的F（Final value，最终值）、I（Initial value初始值）能起到放大曲线图的效果，是想显示的部分更加突出；7、 频率仪 频率仪是用来测量信号频率、周期、相位、脉冲信号的上升沿时间和下降沿时间的仪器。注：使用过程中应注意根据输入信号的幅值，调整频率仪的Sensitivity（灵敏度）和Trigger Level（触发电平）。其中，（1） Measurement测量Freq：测量频率；Pulse：测量正负脉冲宽度；Period：测量一个信号周期所用时间；Rise/Fall：测量脉冲信号上升沿和下降沿所占用的时间；（2） Coupling耦合模式选择（3） Sensitivity（RMS）电压灵敏度设置（4） Trigger Level触发电平设置注：频率仪在测量中、高频信号时，是很容易的，但在测量低频信号时容易出错，这时应该将 “Slow Change Signal”复选框选中，提高压缩比（比如设置为128），测量低频信号就容易多了。8、 博德图仪 博德图仪能产生一个频率范围很宽的扫描信号，用来测量电路幅频特性和相频特性。注：使用博德图仪时，电路输入端必须接有信号源。但使用何种信号源并不会影响测量结果。其中，（1） Mode 模式选择Magnitude 幅频特性测量；幅频特性是指在一定的频带内，两测试点间的幅值比值随频率变化的特性。Phase 相频特性测量；相频特性是指在一定的频带内，两测试点间的相位差值（以度表示）随频率变化的特性。（2） Horizontal（水平轴）和Vertical（垂直轴）设置 Horizontal水平轴刻度设置：水平轴显示的是频率。设置初始值（I）和最终值（F）时，一定要使IF的情况出现；Vertical 垂直轴刻度设置：垂直轴的刻度（FI值）和单位由测量内容而定。如下表(假设测量电压增益)测试内容使用坐标刻度（FI值）意义单位幅频（电压增益）LogVout/Vin分贝幅频（电压增益）LinVout/Vin倍相频Lin相位差度垂直轴的刻度（FI值）范围也由测量内容而定。如下表（假设测量电压增益）测试内容使用坐标最小初始值（Imin）最大最终值（Fmax）幅频（电压增益）Log-200dB200dB幅频（电压增益）Lin010e+09相频Lin-720720注：垂直轴设置FI值时要合适，要根据电路特性来设置。下面给出一些常用电路的设置：测试电路初始值（I）最终值（F）放大电路0dB+*dB滤波单元电路-*dB0dB9、 失真度分析仪 失真度分析仪式测试电路总谐波失真和信噪比的仪器，一个典型的失真度分析仪可以测量的范围在20Hz100kHz之间。总谐波失真总谐波失真（Total Harmonic Distortion，THD），是指信号源输入时，输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。比如，输入信号频率1kHz，但输出信号除了1kHz的频率外，还可能有2kHz、3kHz、4kHz等谐波成分。 谐波产生的原因是信号在传输过程中有非线性变换。非线性变换包括信号放大过程中的饱和失真或截止失真、二极管单项导通、晶闸管操作等。（频率乘法器产生的和频、差频，属于线性变换，理论上不产生谐波。） 谐波失真测量是指测量新增加的总谐波成分与基波信号成分的百分比，也可用dB来衡量。 所有新增加的谐波电平之和成为总谐波失真。信噪比 信噪比（Signal Noise Distortion ，SINAD）是信号中有用成分与杂音的强弱对比，设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少，常用dB值表示。其中，（1） Control 设置测量类型THD：总谐波失真，由于THD的定义标准有两种（IEEE和ANSI/IEC），所以当选择了THD后，还要在Set中选择定义标准；如图Harmonic Num：设置谐波次数；FFT Points：设置电路进行FFT分析变换的点数；SINAD：信噪比（2）属性设置Fundamental Freq：设置基频栏；Resolution Freq：设置分辨率的频率栏；到此，常用的模拟电路仪器已介绍完，希望自己能好好利用这些仪器去学习模拟电路技术，不再被其中抽象的概念卡住，同时，也预祝自己在模电中取得新进步！2011年4月14日星期四