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multisim直流工作点分析.docx

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资源描述
直流工作点分析 直流工作点分析用于确定电路的静态工作点。在进行直流分析时,假设交流源为零且电路处于稳定状态,也就是假定电容开路、电感短路、电路中的数字器件看作高阻接地。直流分析的结果常常作为以后分析的基础。例如,直流分析所得的直流工作点作为交流分析时小信号非线性器件的线性工作区;直流工作点作为暂态分析的初始条件。该分析无特别需要的分析参数设置。 分析结果:其中列出了所有被测节点的直流电压。 交流分析 交流分析即分析电路的小信号频率响应。在交流分析之前,应首先进行直流工作点分析,获得所有非线性元件的线性化小信号模型,以便建立复杂的矩阵方程。为了建立该矩阵方程,假定直流源为零,交流源、电容、电感用其交流模型表示,非线性元件用其线性化的交流小信号模型表示。而且,所有输入源都认为是正弦源,即使信号发生器设置为方波或三角波,也将转化为正弦波。然后分析计算该电路对频率的响应函数。 分析结果:显示出幅频特性曲线和相频特性曲线。 瞬态分析 瞬态分析是指对所选电路节点进行时域响应分析,可以在有激励信号的情况下计算电路的时域响应,也可以无任何激励信号。在分析时,电路的初始状态可由用户自行指定,也可由程序自动进行直流分析,用直流解作为初始状态。此时,直流源恒定;交流信号源随时间而变,是时间函数。电容和电感都是能量储存模式元件,是暂态函数。瞬态分析的结果通常是被分析节点的电压波形。 分析结果:显示出暂态特性曲线 傅立叶分析 傅里叶分析是分析周期性非正弦信号的一种数学方法,它将周期性非正弦信号转换成一系列正弦波和余弦波。其中包括原始信号的直流分量、基波分量以及高次谐波。 在傅里叶级数中,每一个分量都被看作一个独立的信号源。根据叠加原理,总响应为各分量响应之和。由于谐波的幅度随次数的提高而减小,因此,只需较少的谐波分量就可以产生较满意的近似效果。 设置傅里叶区分析的基本参数。包括:设置基频、分析的谐波次数、停止取样时间。若不知如何设置时,点击右边的Estimate按钮,让程序自动设置。在Results区,选择仿真结果的显示方式 噪声分析 噪声是指电路中出现的非信号项电压或电流,是影响实际电路性能的随机因素之一。Multisim提供了三种不同的噪声模型:热噪声(亦称白噪声),通常认为是由导体内自由电子和振动离子的热运动引起的,并均匀分布于整个频率范围;散弹噪声,是由半导体中的载流子运动造成的,是晶体管噪声的主要来源;闪烁噪声,存在于BJT和FET中,主要发生在频率低于1KHz的频段,它与频率成反比,与温度和DC电流成正比。 噪声分析是计算每一个电阻或半导体器件对指定输出节点的噪声贡献。总噪声是所有噪声源对输出节点产生噪声的均方根之和,该和再除以增益得出等价输入噪声。等价输入噪声是指在无噪声输入源上注入噪声,产生与噪声电路相比配的输出噪声。总噪声电压是以地或电路中的其他节点为参考的。 分析结果:显示出备选噪声源对电路输出端的影响曲线 失真分析 失真分析有因电路频率特性不理想引起的幅度失真和相位失真,也有因电路非线性引起的谐波失真和互调失真。 失真分析对于研究瞬态分析通常不易觉察的小失真比较有效。Multisim可以分析小讯号模拟电路的谐波失真和互调失真。如果电路中只有一个交流信号源,该分析将确定电路中每一点的二、三次谐波产生的失真。如果电路中有两个交流信号源F1和F2(设F1>F2),则该分析将寻找电路变量在(F1+F2)、(F1-F2)和(2F1-F2)3个频率上的谐波失真。 直流扫描分析 直流扫描分析的作用是计算电路在不同直流电源下的直流工作点。利用直流分析,可快速地根据直流电源的变动范围确定电路直流工作点。它的作用相当于每变动一次直流电源的数值,对电路做几次不同的仿真。 设置分析参数,包括:设置所要扫描的直流电源、开始扫描的数值、终止扫描的数值、扫描的增量值。 分析结果:显示出直流扫描的曲线。 灵敏度分析 灵敏度分析可以帮助用户找到电路中对直流工作点影响最大的元件,分析的目的是努力减少电路对元件参数变化或温度漂移的敏感度程度,灵敏度以数值或百分比的形式表示。 参数扫描分析 参数扫描分析是将电路参数设置在一定 范围内变化,以分析参数变化对电路性能的 影响。这相当于对电路进行多次不同参数的 仿真分析,可以快速检验电路性能,对于即 将投产的产品设计很有意义。进行这种分析 时,用户可以设置参数变化的开始值、结束 值、增量值和扫描方式,从而控制参数的变 化。参数扫描可以有三种分析:直流工作点 分析、瞬态分析和交流频率分析。 温度扫描 温度扫描分析是研究温度变化对电路性能的影响。该分析相当于在不同的工作温度下多次仿真电路性能。用户可通过选择温度初始值、结束值和增量值控制温度扫描分析。温度扫描分析也适用于直流工作点分析、瞬态分析和交流频率分析。温度扫描分析仅影响模型与温度有关的元件。 极点-零点分析 极点-零点分析是求解交流小信号电路传递函数的极点和零点,以确定电路的稳定性。在进行极点-零点分析时,首先计算电路的直流工作点,进而确定非线性元件的交流小信号线性化模型,然后在其基础上求出其交流小信号转移函数的极点和零点。 4.12 传递函数分析 传递函数分析是分析计算在交流小信号条件下,由用户指定的作为输出变量的任意两节点之间的电压或流过某一器件上的电流与作为输入变量的独立电源之间的比值,同时也可计算出相应的输入阻抗与输出阻抗。首先将电路中所有非线性模型都以DC工作点为基础进行线性化,然后进行小信号AC分析。输出变量可以是任意节点电压,但输入必须是电路中的独立源。 最坏情况分析 最坏情况分析是一种统计分析,它有助于电路设计者了解元器件参数的变化对电路性能的最坏影响。最坏情况分析相当于在给定元件参数容差的范围内多次运行指定的分析,给出元件参数变化对电路性能的最坏影响。
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