基于Multisim的電子系統(tǒng)設計、仿真與綜合應用

內容概要

　　《基于Multisim的電子系統(tǒng)設計、仿真與綜合應用(第2版)》通過大量的實例引入，從簡單到復雜，系統(tǒng)地介紹了Multisim
9集成環(huán)境的基本操作，重點通過大量實例介紹了Multisim
9在模擬電路、數字電路、電子系統(tǒng)設計、單片機等課程的仿真應用，同時為相應課程設計提供了大量的選題；用LabVIEW來實現完全自定義的虛擬儀器，并將這些儀器應用于Multisim環(huán)境中，最后對Multisim10～12版本新增功能進行了相應的介紹。本書力求使讀者在較短時間內全面掌握Multisim精華。讀者只要按照本書中的實例步驟實踐，就能在最短的時間內跨越Multisim
9的初、中、高級，全面掌握這一軟件。本書力求為電子愛好者及高校學生提供先進的電子實驗方法，通過學、例、練的方式，提高讀者對知識的學習和運用能力。　　《基于Multisim的電子系統(tǒng)設計、仿真與綜合應用(第2版)》內容豐富實用，講解深入淺出、先易后難、循序漸進，以實例貫穿全書，可作為高等院校電子、通信、自動化、電氣、信息等專業(yè)的EDA教材和電子技術課程仿真實驗教程，也可作為全國大學生電子設計競賽培訓教材。本書對進行電子電路設計的工程技術人員也有相當大的參考和借鑒價值。

作者簡介

　　郭鎖利，西北工業(yè)大學碩士畢業(yè)，任我軍著名大學第二炮兵工程大學副教授，碩士生導師，西安地區(qū)軍校電子學會副理事長，常年從事電子技術相關領域的理論與實踐教學、研究工作。1999年以來一直擔負全國電子設計大賽指導任務，所帶學生獲多項國家和賽區(qū)大獎，本人也獲得優(yōu)秀指導教師稱號。負責本校EDA實驗室的建設和電路、電子技術實驗課程實驗大綱及教材的編寫，設計開發(fā)的“電子技術綜合仿真系統(tǒng)”獲全軍優(yōu)秀成果，并在全軍推廣，獲得了一致好評。

書籍目錄

第一部分　入門篇
第1章　Multisim 9概述
1.1　EWB與Multisim 9
1.1.1　Electronics Workbench
1.1.2　Multisim 9的特點
1.2　Multisim 9的安裝
1.2.1　Multisim 9的安裝前的準備工作
1.2.2　安裝Multisim 9
1.3　Multisim 9的用戶界面
1.3.1　介紹Multisim 9用戶界面
1.3.2　菜單欄
1.3.3　工具欄
1.3.4　電路窗口
1.3.5　電路元件屬性視窗
1.3.6　設計工具欄
思考與實踐
第2章　Multisim 9入門
2.1　繪制一個電路
2.1.1　開始創(chuàng)建電路文件
2.1.2　放置元件
2.1.3　改變單個元件和節(jié)點的屬性
2.1.4　給元件連線
2.1.5　為電路增加標題欄和文本注釋
2.1.6　保存電路
2.2　給電路添加儀器
2.2.1　虛擬儀器的添加方法
2.2.2　添加與連接儀器
2.2.3　設置儀器
2.3　電路的仿真分析
2.3.1　仿真電路
2.3.2　觀察仿真結果
2.3.3　停止電路仿真
2.4　界面的定制
2.4.1　Preferences對話框
2.4.2　Sheet Properties對話框
思考與實踐
第3章　Multisim 9元件與元件庫
3.1　Multisim 9元件庫
3.1.1　元件庫的結構
3.1.2　查找元件
3.2　Multisim 9元件庫的管理
3.2.1　篩選顯示的元件
3.2.2　元件系列管理
3.2.3　修改用戶域標題
3.2.4　復制仿真元件
3.2.5　刪除仿真元件
3.2.6　保存電路圖中的元件
3.2.7　轉換Multisim 2001或者Multisim 7元器件庫
3.2.8　升級老版本電路圖的元件
3.2.9　元器件庫文件的合并
3.3　元件創(chuàng)建與編輯
3.3.1　利用元件創(chuàng)建向導創(chuàng)建元件
3.3.2　編輯仿真元件
思考與實踐
第4章　Multisim 9虛擬儀器
4.1　概述
4.1.1　虛擬儀器介紹
4.1.2　虛擬儀器的主要特點
4.1.3　虛擬儀器的分類
4.1.4　虛擬儀器的添加和使用
4.1.5　保存打印虛擬儀器顯示數據
4.1.6　交互仿真設置
4.2　交流和直流測量類儀器
4.2.1　萬用表
4.2.2　函數發(fā)生器
4.2.3　雙通道示波器
4.2.4　4通道示波器
4.2.5　功率表
4.2.6　伏安特性分析儀
4.2.7　頻率計
4.2.8　掃頻儀
4.2.9　失真度分析儀
4.3　數字邏輯測試類儀器
4.3.1　邏輯分析儀
4.3.2　邏輯轉換器
4.3.3　字函數發(fā)生器
4.4　射頻測量類儀器
4.4.1　頻譜分析儀
4.4.2　網絡分析儀
4.5　仿真儀器
4.5.1　仿安捷倫函數發(fā)生器
4.5.2　仿安捷倫數字萬用表
4.5.3　仿安捷倫數字示波器
4.5.4　仿泰克數字示波器
4.6　測量探針
思考與實踐
第二部分　應用篇
第5章　Multisim 9在模擬電路中的應用
5.1　共射極放大電路的仿真分析
5.1.1　實驗電路
5.1.2　靜態(tài)工作點的測試與調整
5.1.3　放大器動態(tài)指標測試
5.2　差動放大電路的仿真分析
5.2.1　實驗電路
5.2.2　典型差動放大器性能測試
5.2.3　具有恒流源的差動放大電路性能測試
5.3　負反饋放大電路仿真分析
5.3.1　實驗電路
5.3.2　靜態(tài)工作點的設置與調整
5.3.3　觀測負反饋對放大電路輸出波形的影響，并測量電壓放大倍數及反饋深度
5.3.4　觀測負反饋對放大電路輸出波形非線性失真的影響
5.3.5　觀測負反饋對放大電路通頻帶的影響
5.3.6　觀測負反饋對放大電路輸入、輸出電阻的影響
5.4　單電源功率放大電路仿真分析
5.4.1　實驗電路
5.4.2　電路靜態(tài)工作點的調整
5.4.3　測量最大輸出功率
5.4.4　觀察交越失真及改善措施
5.5　集成運算放大器的線性應用仿真分析
5.5.1　比例運算電路
5.5.2　加法運算電路
5.5.3　積分運算電路
5.5.4　測量放大電路
5.6　有源濾波器的設計與仿真分析
5.6.1　低通濾波電路
5.6.2　高通濾波電路
5.6.3　帶通濾波電路
5.6.4　帶阻濾波電路
5.7　集成運算放大器的非線性應用仿真分析
5.7.1　三角波-方波發(fā)生電路
5.7.2　電壓-頻率轉換電路
5.8　直流穩(wěn)壓電源仿真分析
5.8.1　串聯型直流穩(wěn)壓電源
5.8.2　三端集成穩(wěn)壓器電路
5.9　模擬電子技術課程設計選題
選題1　多功能信號發(fā)生器
選題2　二階RC有源濾波器
選題3　直流穩(wěn)壓電源
選題4　音響放大器設計
選題5　電容值測量儀
選題6　增益可自動變換的交流放大器
選題7　多級低頻阻容耦合放大器的設計
選題8　集成運放交流放大器設計
思考與實踐
第6章　Multisim 9在數字電路中的應用
6.1　分立元件特性測試與分析
6.1.1　二極管開關特性測試與分析
6.1.2　三極管開關特性測試與分析
6.1.3　TTL與非門電壓傳輸特性測試與分析
6.2　組合邏輯電路的仿真分析
6.2.1　基本邏輯電路轉換測試與分析
6.2.2　鍵控8421BCD編碼器測試與分析
6.2.3　由譯碼器構成數據分配器
6.2.4　由譯碼器構成16位跑馬燈電路
6.2.5　由數據選擇器構成全加器電路
6.2.6　8421碼轉換5421碼的電路測試
6.2.7　競爭冒險電路測試分析
6.3　時序邏輯電路的仿真分析
6.3.1　D觸發(fā)器構成的八分頻電路
6.3.2　二十四進制計數器測試分析
6.3.3　可變進制計數器3D仿真
6.3.4　74LS90實現不同碼制計數器
6.4　A/D與D/A轉換電路的仿真分析
6.4.1　倒T型電阻網絡D/A轉換器測試
6.4.2　并行比較A/D轉換器測試
6.4.3　實時模擬信號采集數字化電路測試與分析
6.5　555集成定時電路的仿真分析
6.5.1　555構成的多諧振蕩器
6.5.2　可控單音發(fā)聲電路
6.5.3　555構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
6.5.4　555構成的施密特觸發(fā)器
6.6　數字電子技術仿真實驗選題
第7章　綜合應用實例分析
7.1　智力搶答器電路測試與分析
7.1.1　搶答器介紹
7.1.2　功能要求
7.1.3　工作原理
7.1.4　測試電路創(chuàng)建
7.1.5　測試方法說明及測試結果分析
7.2　24小時制多功能電子鐘設計與仿真
7.2.1　功能要求
7.2.2　工作原理
7.2.3　各模塊測試電路創(chuàng)建仿真
7.2.4　全系統(tǒng)電路仿真
7.3　電子設計大賽實例--測量放大器設計與仿真
7.3.1　大賽要求
7.3.2　方案設計
7.3.3　各模塊電路創(chuàng)建與仿真分析
7.4　電子設計大賽實例--低頻數字式相位測量儀
7.4.1 大賽要求
7.4.2　方案設計
7.4.3　各模塊電路創(chuàng)建與仿真分析
7.5　綜合仿真電路設計報告書寫結構
7.5.1　仿真設計報告書寫要求
7.5.2　具體書寫構架
7.5.3　電子設計大賽報告實例--正弦信號發(fā)生器
7.6　電子技術課程設計選題
第8章　寬帶直流放大器的設計與仿真
8.1　設計要求
8.1.1　任務
8.1.2　設計要求
8.1.3　設計說明
8.2　系統(tǒng)設計及工作原理
8.2.1　寬帶放大器的主要技術指標
8.2.2　總體設計思路
8.2.3　系統(tǒng)設計方案論證
8.2.4　AD603芯片
8.2.5　仿真元器件的創(chuàng)建
8.3　各模塊電路仿真實戰(zhàn)
8.3.1　前置放大電路
8.3.2　增益可控放大電路
8.3.3　功率放大電路
8.3.4　電源模塊
8.4　電子類畢業(yè)設計選題
8.4.1　基于單片機的波形發(fā)生器的設計
8.4.2　電子秤控制電路的設計
8.4.3　糧倉多點溫度與濕度控制系統(tǒng)設計
8.4.4　電動機轉速測定顯示系統(tǒng)設計
8.4.5　臺燈亮度自動調節(jié)電路的設計
第9章　足球機器人驅動電路的設計與仿真
9.1　足球機器人世界杯
9.1.1　前言
9.1.2　FIRA國際賽事
9.1.3　RoboCup世界杯足球賽發(fā)展
9.1.4　RoboCup各類比賽規(guī)范
9.1.5　足球機器人系統(tǒng)研究的關鍵技術
9.2　足球機器人控制方案設計
9.2.1　比賽設計規(guī)定
9.2.2　典型機器人控制驅動電路方案
9.2.3　驅動控制電路部分設計說明
9.3　直流電機驅動原理設計
9.3.1　直流電機調速原理與方案設計
9.3.2　直流電機選擇和工作參數
9.3.3　驅動電路設計中需要考慮的問題
9.4　各模塊電路設計與仿真
9.4.1　驅動模塊
9.4.2　光電碼盤模塊
9.4.3　鑒相模塊
9.4.4　測速模塊
9.5　控制類畢業(yè)設計選題
9.5.1　自動倉儲搬運機器人設計
9.5.2　自動書寫筆設計
9.5.3　避障智能車設計
9.5.4　消防機器人設計
9.5.5　液體轉移監(jiān)控裝置設計
9.5.6　簡易智能液體加注裝置設計
第三部分　提高篇
第10章　Multisim在單片機仿真中的應用
10.1　MultiMCU 9的單片機仿真平臺入門
10.1.1　MultiMCU 9的環(huán)境介紹
10.1.2　匯編源程序窗口
10.1.3　寄存器觀察窗口
10.1.4　實例入門
10.2　液面控制系統(tǒng)設計與仿真
10.2.1　系統(tǒng)介紹
10.2.2　電路的設計仿真過程
10.2.3　高級調試過程
10.3　8051單片機的人機界面接口設計與仿真
10.3.1　4 ′ 4鍵盤輸入接口電路的設計仿真
10.3.2　LED顯示器接口電路的設計仿真
思考與實踐
第11章　Multisim 9與LabVIEW 8結合
11.1　LabVIEW 8 簡介
11.1.1　LabVIEW概述
11.1.2　LabVIEW開發(fā)環(huán)境
11.1.3　LabVIEW8.2中文版軟件安裝
11.2　Multisim 9與LabVIEW 8
11.2.1　Multisim 9與LabVIEW結合
11.2.2　Multisim 9的兩種LabVIEW儀器
11.3　創(chuàng)建一個LabVIEW儀器
11.3.1　Multisim環(huán)境下的LabVIEW虛擬儀器
11.3.2　創(chuàng)建虛擬儀器
11.4　LabVIEW虛擬儀器的安裝與使用
11.4.1　安裝使用LabVIEW儀器
11.4.2　分享自己創(chuàng)建的LabVIEW儀器
11.4.3　正確創(chuàng)建LabVIEW儀器必須遵循的原則
11.5　Multisim與LabVIEW儀器的數據通信
11.5.1　將從LabVIEW儀器產生的數據傳送到Multisim仿真電路
11.5.2　將Multisim仿真電路結果輸出到LabVIEW儀器
思考與實踐
第12章　Multisim 9仿真電路的各種處理
12.1　產生報告
12.1.1　材料清單
12.1.2　元件詳細報告
12.1.3　網表報告
12.1.4　電路圖統(tǒng)計報告
12.1.5　閑置門電路統(tǒng)計報告
12.1.6　模型數據報告
12.1.7　混合參考報告
12.1.8　變量過濾對話框
12.2　Multisim 9與其他應用程序通信
12.2.1　將電路圖輸出到PCB板制作軟件
12.2.2　Multisim仿真電路圖的輸出
12.2.3　Multisim仿真結果的輸出
12.2.4　Multisim 9導入其他版本仿真文件
12.3　Multisim 9的后處理器
12.3.1　后處理器的功能
12.3.2　后處理器的使用方法
12.3.3　后處理器變量
12.3.4　后處理器函數
思考與實踐
第13章　Multisim新版本介紹
13.1　Multisim新特性
13.1.1　Multisim新版本教學應用的優(yōu)勢
13.1.2　Multisim新版本電路設計應用的優(yōu)勢
13.1.3　Multisim 9～12各版本新增功能對照表
13.2　Multisim 10新增功能
13.2.1　在電路圖捕捉方面Multisim 10新增功能
13.2.2　在電路仿真方面Multisim 10新增功能
13.3　Multisim 11新增功能
13.3.1　在電路圖捕捉方面Multisim 11新增功能
13.3.2　在電路仿真方面Multisim 11新增功能
13.4　Multisim 12新增功能
13.4.1　在電路圖捕捉方面Multisim 12新增功能
13.4.2　在電路仿真方面Multisim 12新增功能
思考與實踐
附錄　網絡資源
附錄1　Multisim相關網站
附錄2　大型電子技術類綜合網站
附錄3　常用資源下載網站
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   （4）仿真儀器（Simulated Vendor Instruments）。主要包括安捷倫信號發(fā)生器（Agilent Function Generator 33120A）、安捷倫數字萬用表（Agilent DMM 34401A）、安捷倫數字示波器（Agilent Oscilloscope 54622D）以及泰克數字示波器（Tektronix Oscilloscope TDS 2024）。 （5）測量探針（Measurement Probe）。主要包括測量探針（Measurement Probe）。 （6）基于LabVIEW儀器（NI LabVIEW Based Instruments）。主要包括LabVIEW的麥克風（Microphone）、揚聲器（Speaker）、信號分析儀（Signal Analyzer）和信號發(fā)生器（Signal Generator）。這些儀器的具體介紹參閱11.3.1小節(jié)。 4.1.4 虛擬儀器的添加和使用 1.添加虛擬儀器 在電路圖中添加一個虛擬儀器的具體操作步驟如下。 （1）在默認情況下，虛擬儀器工具欄顯示在電路圖繪制窗口中的右邊。如果沒有顯示，可以通過單擊View→Toolbars→Instruments菜單項，或者在菜單欄的下方工具欄的空白區(qū)右擊，從彈出菜單中單擊Instruments菜單項，那么虛擬儀器工具欄就會顯示出來。 （2）在該工具欄中單擊要添加的儀器按鈕圖標，而LabVIEW儀器會彈出一個子菜單用來選擇所需儀器，然后移動鼠標指針，就會出現一個隨鼠標指針移動的虛擬顯示儀器框，在電路窗口合適的位置上，再次單擊，儀器的標簽和符號圖就被放置到工作區(qū)中，這樣就在工作區(qū)中放置了一臺虛擬儀器。儀器的標簽包括儀器標識和編號兩個部分。例如，在工作區(qū)中放置的第1臺示波器為“XSC1”，第2臺為“XSC2”等，其中標識“XSC”表示這臺儀器是示波器，后面緊跟的數字是對儀器進行的唯一編號，表示當前仿真電路所使用的同類儀器的臺數。 （3）單擊儀器符號的接線端子，移動鼠標指針到電路圖的連接位置上（管腳、連線或交叉點）單擊，這樣一個接線端子與電路就連接好了。按照同樣的操作方法，連接儀器其他端子。 2.使用儀器 （1）查看與修改儀器的控制設置。 要查看和修改儀器的控制設置，可以通過雙擊電路圖窗口的儀器符號，彈出儀器面板，然后就像操作真實儀器一樣，修改儀器的控制設置。由于每種儀器的設置不盡相同，因此可以參考有關儀器的使用說明。對于儀器的控制設置一定要符合電路的測試要求，否則就有可能出現仿真結果顯示錯誤或者無法正確讀取的情況。 （2）仿真的開始與停止。 單擊標準工具欄上的Run／Stop Simulation（開始／停止仿真）按鈕，Multisim 9開始對電路的工作情況進行仿真，儀器連接處的信號同時被顯示在儀器面板上，仿真結果則取決于電路的結構。在整個仿真過程中，有關仿真結果的信息以及仿真中出現的問題都被記錄在仿真錯誤記錄或者核查跟蹤（Simulation Error Log／Audit Trail）窗口中。要觀察仿真進程中的有關記錄信息，可以在仿真過程中單擊Simulate→Simulation Error Log→Audit Trail菜單項，打開此窗口。在電路仿真執(zhí)行的同時，還可以改變虛擬儀器的控制設置，但是電路中其他元器件、連線等均不能改動。 單擊Simulate→Pause菜單項，仿真暫停。再單擊Run／Stop Simulation按鈕，可以使仿真繼續(xù)執(zhí)行。 單擊Simulate→Stop菜單項，停止仿真。此時整個電路的仿真結果顯示在儀器面板中。 4.1.5 保存打印虛擬儀器顯示數據 1.仿真數據與儀器一起被保存在電路圖文件中 在Multisim 9中，如果在Preferences對話框的Save選項卡中選中了Save simulation data with instruments復選框，那么儀器面板顯示的數據（包括儀器設置和可見狀態(tài)）就會與仿真電路一起被保存。由于仿真過程中儀器顯示的數據量非常大，如示波器，因此電路圖與儀器數據的保存使得文件也變得很大?；谶@個原因，可以設置文件大小的上限，如果保存文件大小超過這一上限，那么就會彈出一個提示對話框，如圖4－2所示，提示的保存方式包括：以任何形式保存所有仿真數據（Save all data anyway），保存一部分儀器數據（Save a subset of the instrument data）或者不保存仿真數據（Don’t save simulation data）3種。

編輯推薦

不僅適應于具有初級語言基礎和電子類常識的初學者，而且適應于掌握一定基礎的進階者；枯燥無趣的語言和技術難點被分散于各個實例分析中，沒有長篇的技術數據資料羅列，學習變得更有效；每個實例均是已實現的實例，均可免費下載，確保實例的正確性！讀者除掌握基本的 Mutisim軟件的基本應用外，還可獲得有關 Mutisim的新特性應用以及其他領域的應用。

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