小電帶你學(xué)Multisim|虛擬儀器之模電篇（上）

小飛哥玩嵌入式

Hi，親愛的小伙伴們。咱們的前兩期欄目已經(jīng)把常用的基礎(chǔ)儀器儀表介紹完了。從這期開始，小電就要帶大家學(xué)習(xí)模電、數(shù)電中常用的虛擬儀器啦~它們有的比實(shí)驗(yàn)室里的實(shí)際儀器功能還強(qiáng)大呢(*?▽?*)


小電有話說

    好了，咱們閑言少敘。今天咱們從模電中常用的虛擬儀器儀表開始哦~

01

波特圖儀（Bode Plotter）
    波特圖儀其實(shí)就是掃頻儀，它可以方便地測(cè)量和顯示電路的頻率響應(yīng)，所以波特圖儀非常適合于分析電路的頻率特性，包括電路的幅頻特性和相頻特性，它的圖標(biāo)和面板如下所示~

波特圖儀的圖標(biāo)

波特圖儀的面板

    波特圖儀圖標(biāo)有IN和OUT兩對(duì)端口，其中IN端口的“+”和“-”分別接電路輸入端的正端和負(fù)端；OUT端口的“+”和“-”分別接電路輸出端的正端和負(fù)端。小伙伴們要注意，在使用波特圖儀時(shí)，必須在電路的輸入端接交流信號(hào)源哦~
    波特圖儀面板的第一部分是模式（Mode）選擇，有幅值(Magnitude)和相位（Phase）兩種選擇，選中其中之一后，左邊顯示區(qū)顯示的是相應(yīng)的頻率特性。
    接下來是橫軸（Horizontal）和縱軸（Vertical）掃描方式的設(shè)置。

上圖表示坐標(biāo)軸采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)

上圖表示坐標(biāo)軸采用線性坐標(biāo)
    另外，面板中的F指的是終止值，I表示初始值，用于設(shè)置橫縱坐標(biāo)的繪圖范圍。

    下面咱們以一個(gè)簡(jiǎn)單RC高通濾波器電路為例說明波特圖儀圖標(biāo)的連接和面板的設(shè)置哦\(^o^)/

    首先咱們需要繪制如下圖所示的高通濾波器電路，輸入端是一個(gè)正弦波信號(hào)源，頻率可以任意選擇。然后調(diào)整橫縱坐標(biāo)測(cè)試范圍的初值(I)和終值(F)。

    在仿真分析對(duì)話框中選擇“Interactive Simulation”，然后單擊“Run”按鈕，單擊幅值(Magnitude)按鈕，在顯示區(qū)可以看到幅頻特性曲線；

幅頻特性
   在上面的幅頻特性窗口中,如果咱們將鼠標(biāo)放置在顯示區(qū)中,拖動(dòng)光標(biāo)，將光標(biāo)移動(dòng)到增益幅值為-3dB處，在顯示區(qū)的下方（圖中用橢圓圈出來的標(biāo)記）會(huì)顯示對(duì)應(yīng)光標(biāo)處的頻率和增益值，利用這種方式就可以獲得截止頻率值哦~

而如果單擊相位（Phase）按鈕，在顯示區(qū)就可以看到相頻特性曲線~

相頻特性

   看來,上課時(shí)講解的那么費(fèi)勁的波特圖,在波特圖儀面前就變成"a piece of cake"了 �；艋魚~~
02

失真分析儀
（Distortion Analyzer）
    失真分析儀是專門用來測(cè)量電路的總諧波失真（THD）以及信號(hào)和噪聲失真比 (SINAD)的儀器，這兩種功能可以通過面板中“Controls”項(xiàng)下的“THD”和“SINAD”按鈕進(jìn)行選擇。它的圖標(biāo)和面板如下圖所示。

失真分析儀圖標(biāo)


失真分析儀面板

    可以看出，失真分析儀圖標(biāo)只有一個(gè)端子，用來連接電路的輸出信號(hào)。
    失真分析儀面板包含以下四個(gè)內(nèi)容：
測(cè)量數(shù)據(jù)顯示區(qū)
    用于顯示總諧波失真（THD）或者信噪失真比（SINAD）的值。
參數(shù)設(shè)置
    Fundamental freq.：用于設(shè)置基波的頻率。
    Resolution freq.：用于設(shè)置失真測(cè)量的頻率間隔。
Control
    SINAD：用于測(cè)量信噪比。計(jì)算式為：（信號(hào)+噪聲）/（噪聲+失真）。
    THD：用于測(cè)量總諧波失真。
    諧波失真是由于電路中非線性元器件所引起的輸出信號(hào)比輸入信號(hào)多出了額外諧波成分。

顯示（Display）選擇
    用于設(shè)置顯示模式，可以是百分比的形式，也可以是分貝的形式。分貝值是將百分比取對(duì)數(shù)后乘以20，即可轉(zhuǎn)換為dB的數(shù)值。
舉個(gè)栗子~
若某放大器輸出波形出現(xiàn)如下的頂部失真波形，


這時(shí)可以將此輸出端接入失真分析儀，運(yùn)行后，可以看到：


這個(gè)利器可以洞察細(xì)微的失真喲。

    咱們的欄目今天到這里就要跟大家說再見啦~小伙伴們可以在Multisim里面跟著咱們的介紹，自己操作一遍增加印象哦~下一期咱們還要介紹一個(gè)能直接畫出晶體管特性曲線的儀器，期待吧？那我們就下周不見不散嘍(*?▽?*)


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