蔣喜輝

（哈爾濱廣播器材有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子電路的設(shè)計(jì)和分析方法發(fā)生了重大變革。采用先進(jìn)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化Multisim 10仿真軟件，已成為發(fā)展的趨勢(shì)。在計(jì)算機(jī)上安裝該仿真軟件，可方便地使用品種齊全的元器件庫(kù)設(shè)計(jì)電路，任意修改元件參數(shù)，分析各元件參數(shù)對(duì)電路的作用與影響，增強(qiáng)對(duì)電路的感性與理性認(rèn)識(shí)。使用者能夠較好地掌握各種元件在電路中所起的作用，以及各種仿真儀器的基本使用、電路參數(shù)的測(cè)試方法，把設(shè)計(jì)理念與實(shí)際問題有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)電路也克服了真實(shí)元器件品種、規(guī)格和數(shù)量上的不足，避免了在使用中造成測(cè)量?jī)x器損壞等不利因素。仿真設(shè)計(jì)對(duì)提高設(shè)計(jì)者分析、解決問題能力有實(shí)際意義，對(duì)開拓培養(yǎng)設(shè)計(jì)人員的綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新思維能力有積極作用。

1 Multisim10軟件的主要特點(diǎn)

MultisimlO是美國(guó)NI公司推出的EDA(Electronic Design Automatic)軟件的一種，它將電路圖輸入仿真與設(shè)計(jì)的模塊更名為Multisim，是一個(gè)完整的電路設(shè)計(jì)和仿真工具軟件。它提供了一個(gè)龐大的元件數(shù)據(jù)庫(kù)，包含電子電路仿真設(shè)計(jì)的模塊Muhisim、PCB設(shè)計(jì)軟件Ultiboard、布線引擎Uhiroute及通信電路分析與設(shè)計(jì)模塊4個(gè)部分，這4個(gè)部分相互獨(dú)立，可以分別使用。該軟件可以對(duì)模擬、數(shù)字、模擬／數(shù)字混合電路進(jìn)行仿真，克服了傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)工作的諸多限制。該軟件的特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，邊設(shè)計(jì)邊實(shí)驗(yàn)，修改調(diào)試方便；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)用的元器件及測(cè)試儀器儀表齊全，可以完成各種類型的電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)；可以方便地對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和分析；可以直接打印輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測(cè)試參數(shù)、曲線和電路原理圖；不消耗實(shí)際的元器件，實(shí)驗(yàn)所需元器件的種類和數(shù)量不受限制，實(shí)驗(yàn)成本低、速度快、效率高；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成功的電路可以直接在產(chǎn)品中使用。

通過(guò)軟件將元器件和儀器集合為一體，電子設(shè)計(jì)人員利用這個(gè)軟件可對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真和調(diào)試，一方面可以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路是否能達(dá)到所設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)要求；另一方面。又可通過(guò)改變電路的結(jié)構(gòu)、元器件參數(shù)，使整個(gè)電路的性能達(dá)到最佳。使用者根據(jù)仿真電路的結(jié)果，將實(shí)際電路制作出來(lái)，這樣，不僅降低了電路的設(shè)計(jì)成本，同時(shí)也拓寬了設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)產(chǎn)品的研發(fā)思路。目前，該軟件的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和技術(shù)已被越來(lái)越多的廣大工程技術(shù)人員所熟悉和掌握。

2 MuhisimlO在電子電路中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在電子電路中，常用的方法是采用實(shí)驗(yàn)箱或搭建相關(guān)電路，通過(guò)示波器等對(duì)儀器進(jìn)行測(cè)試及性能分析，但這種方法受到實(shí)驗(yàn)儀器的限制從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用Muhisim軟件進(jìn)行電路的搭建，不僅具有高效省時(shí)的特點(diǎn)，而且有利于理解電路中一些難懂的概念。在課程中應(yīng)用Multisim軟件的實(shí)驗(yàn)仿真步驟如圖1所示。在電子電路課程中。調(diào)制和解調(diào)電路是重要的組成部分，對(duì)調(diào)制、解調(diào)的概念難于理解?，F(xiàn)以振幅調(diào)制與解調(diào)電路中的幾個(gè)典型電路為例，分別對(duì)仿真電路工作原理進(jìn)行理論分析和功能驗(yàn)證。

圖1

2.1 電路仿真

根據(jù)以上所述的原理，在Multisim的工作界面下創(chuàng)建如圖2所示的由乘法器組成的AM信號(hào)產(chǎn)牛的電路 。電路中，載波信號(hào)uc（t）(VI)為幅度 1V，頻率為 20KHz的正弦波。它送到乘法器的Y輸入端口。而直流電壓源ucm 為 1.5 伏(V3)，低頻調(diào)制信號(hào) uΩ（t）(V2)為幅度lV，頻率為l KHz的正弦波，二者疊加后送到乘法器的x輸入端口。運(yùn)行仿真電路，雙擊示波器XSCl，可以得到載波信號(hào) (A通道)、調(diào)制信號(hào)(B通道)、和已調(diào)信號(hào)(C通道)的仿真波形。從仿真結(jié)果來(lái)看，高頻調(diào)幅波的幅值隨著調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。實(shí)現(xiàn)了調(diào)幅過(guò)程。若將圖2中V3的值改變?yōu)?.6V，即改變調(diào)制波的振幅。從仿真波形來(lái)看。出現(xiàn)過(guò)涮幅現(xiàn)象，信號(hào)包絡(luò)的變化規(guī)律與調(diào)制信號(hào)波形不一致，產(chǎn)生了嚴(yán)重的包絡(luò)失真，在實(shí)際應(yīng)用中，要盡量避免這種現(xiàn)象。

圖2

2.2 振幅解調(diào)電路

圖3

調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)原理框圖解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程，是從高頻已知信號(hào)中恢復(fù)調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，調(diào)幅波的解調(diào)也稱為檢波。振幅解調(diào)的方法可分為包絡(luò)檢波和同步檢波兩大類，由于調(diào)幅波信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)成正比，因此包絡(luò)檢波只適用于普通調(diào)幅波的解調(diào)，而雙邊帶信號(hào)(DSB)和單邊帶信號(hào)(SSB)只能用同步檢波解調(diào)。現(xiàn)以普通調(diào)幅采用包絡(luò)檢波器進(jìn)行檢波為例進(jìn)行電路分析，包絡(luò)檢波器由非線性電路和低通濾波器兩部分組成，其原理框圖如圖3所示。

2.3 調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)電路

普通調(diào)幅信號(hào)一般采用二極管包絡(luò)檢波器。Vl是一個(gè)普通凋幅信號(hào)源，調(diào)制信號(hào)頻率是500 Hz，載波頻率是500KHz，幅度是1.6V，調(diào)制度是0.5。普通調(diào)幅波經(jīng)過(guò)電容C1和二極管D1檢波。再經(jīng)過(guò)由R2和C2組成的低通濾波器濾波后輸出。運(yùn)行仿真電路，雙擊示波器XSC1，可以得到二極管包絡(luò)檢波器的輸入輸出波形，A通道為輸入的調(diào)幅波信號(hào)，B通道為檢波器的輸出，通過(guò)輸波形可以看出檢波器存在一定的失真，

3 結(jié)語(yǔ)

采用Multisim 10仿真軟件，利用Muhisim10軟件平臺(tái)對(duì)各個(gè)單元電路進(jìn)行性能測(cè)試和仿真分析，操作方便，能夠直觀的觀察動(dòng)態(tài)仿真波形，對(duì)電路進(jìn)行仿真能直觀地分析電路結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路，并且可以容易地更換所需要的元件，通過(guò)模擬可快速地反映出所設(shè)計(jì)電路的性能。該軟件特別適用于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，有效地克服實(shí)驗(yàn)室開放條件的限制?？筛鶕?jù)所學(xué)知識(shí)和自身能力，自行設(shè)計(jì)電路方案，進(jìn)行電路分析，可有效地節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)的成本與時(shí)間。

[1]萬(wàn)琰,謝海良.基于Multisim10的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計(jì)與仿真[J].漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2009-09-15.