最新仿真软件Multisim 10的虚拟仪器应用
雷跃2007年3月美国国家仪器公司(NI)下属的Electronics Workbench Group,发布了Multisim 10.0和Ultiboard 10.0——这是交互式SPICE仿真和电路分析软件的最新版本.这个平台将虚拟仪器技术的灵活性扩展到了电子设计者的工作台上,弥补了测试与设计功能之间的缺口.Multisim10提供了21种虚拟仪器,这些虚拟仪器与现实中所使用的仪器一样,可以直接通过仪器观察电路的运行状态.同时,虚拟仪器还充分利用了计算机处理数据速度快的优点,对测量的数据进行加工处理,并产生相应的结果.
一.虚拟仪器的概述
Multisim10仪器库中的虚拟仪器如图1所示,从左至右分别是:数字万用表(Multimeter)、失真分析仪(Distortion Analyzer)、函数信号发生器(Function Generator)功率表(Wattmeter)、双踪道示波器(Oscilloscope)、频率计(Frequency Counter)、安捷伦函数发生器(Agilent Funcition Generator)、四踪示波器(Four-channel Oscilloscope)、、波特图示仪(Bode Plotter)、IV分析仪(IV Analyzer)、字信号发生器(Word Generator)、逻辑转换仪(Logic Converter)、逻辑分析仪(Logic Anlyzer)、安捷伦示波器(Agilent Oscilloscope)、安捷伦万用表(Agilent Multimeter)、频谱分析仪(Spectrum Analyzer)、网络分析仪(Network Analyzer)、泰克示波器(Tektronix Oscilloscope)、电流探针(Current probe)、 LabVIEW仪器(LabVIEW Insturment)、测量探针(measurement probe).
图1 仪器库
使用虚拟仪器时只需在仪器栏单击选用仪器图标,按要求将其接至电路测试点,然后双击该图标,就可以打开仪器面板进行设置和测试.虚拟仪器在接入电路并启动仿真开关后,若改变其在电路中的接入点,则显示的数据和波形也相应改变,而不必重新启动电路,而波特图示仪和数字仪器则应重新启动电路.
二.虚拟仪器的应用
Multisim10的虚拟仪器可以应用于各种电子电路当中,下面通过实例仅对逻辑转换仪、网络分析仪、安捷伦示波器及LabVIEW仪器的使用及应用进行说明.
(一)逻辑转换仪的应用
逻辑转换仪(Logic Converter)是Multisim10软件特有的仪器,能够完成真值表、逻辑表达方式和逻辑电路三者之间的相互转换,目前实际中还不存在与之对应的设备.
在数字电路中,组合逻辑电路的设计复杂而繁琐,尤其当输入与输出变量的个数很多时,处理起来更加麻烦.利用Multisim10的逻辑转换仪可以大大地简化和缩短组合逻辑电路的设计过程.以一位全加器的设计来简要地说明.
单击Simulate/Instruments/Logic Converter,在弹出的逻辑转换仪的控制面板中完成参数设置,如图2所示.相当于完成了组合逻辑电路的设计方法的第1步——建立真值表.设计第二部:由真值表推导出逻辑表达式.在图4中,单击按钮后,出现真值表对应的逻辑表达式:A′B′C'+A'BC'+AB'C'+ABC.其中A'表示对A的电平逻辑取反.
单击按钮后,随着蓝色进度条的移动,在Multisim 10的电路窗口中出现如图3所示的本位输出电路.
按同样的方法产生进位输出电路如图4所示.将图3和图4的电路组合起来即可得到一位
全加器电路.图2 逻辑转换仪控制面板
图3 本位输出电路 图4 进位输出电路
(二)网络分析仪的应用
利用Multisim10提供的网络分析仪,对RF电路的功率增益、电压增益和输入/输出阻抗等参数进行分析.整个分析过程由网络分析仪自动完成,解决了传统方法中的复杂计算等问题.
(1)功率增益
Multisim10网络分析仪的RF特性分析工具可以计算RF电路在负载电阻为50时的一般功率增益(PG)、可用功率增益(APG)和传感器功率增益(TPG).并将l0loglo |PG|记为dBMag .
一般功率增益定义为传送到负载上的功率与从输入端送到电路的平均功率之比.计算公式为:
PG=|S21|2/(1-|S 1 1|2)

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