小電帶你學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，小電就要帶大家學習模電、數(shù)電中常用的虛擬儀器啦~它們有的比實驗室里的實際儀器功能還強大呢(*?▽?*)


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）
    波特圖儀其實就是掃頻儀，它可以方便地測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，它的圖標和面板如下所示~

波特圖儀的圖標

波特圖儀的面板

    波特圖儀圖標有IN和OUT兩對端口，其中IN端口的“+”和“-”分別接電路輸入端的正端和負端；OUT端口的“+”和“-”分別接電路輸出端的正端和負端。小伙伴們要注意，在使用波特圖儀時，必須在電路的輸入端接交流信號源哦~
    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。

上圖表示坐標軸采用對數(shù)坐標

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

    下面咱們以一個簡單RC高通濾波器電路為例說明波特圖儀圖標的連接和面板的設(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，輸入端是一個正弦波信號源，頻率可以任意選擇。然后調(diào)整橫縱坐標測試范圍的初值(I)和終值(F)。

    在仿真分析對話框中選擇“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,如果咱們將鼠標放置在顯示區(qū)中,拖動光標，將光標移動到增益幅值為-3dB處，在顯示區(qū)的下方（圖中用橢圓圈出來的標記）會顯示對應(yīng)光標處的頻率和增益值，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,上課時講解的那么費勁的波特圖,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量電路的總諧波失真（THD）以及信號和噪聲失真比 (SINAD)的儀器，這兩種功能可以通過面板中“Controls”項下的“THD”和“SINAD”按鈕進行選擇。它的圖標和面板如下圖所示。

失真分析儀圖標


失真分析儀面板

    可以看出，失真分析儀圖標只有一個端子，用來連接電路的輸出信號。
    失真分析儀面板包含以下四個內(nèi)容：
測量數(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)置失真測量的頻率間隔。
Control
    SINAD：用于測量信噪比。計算式為：（信號+噪聲）/（噪聲+失真）。
    THD：用于測量總諧波失真。
    諧波失真是由于電路中非線性元器件所引起的輸出信號比輸入信號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數(shù)后乘以20，即可轉(zhuǎn)換為dB的數(shù)值。
舉個栗子~
若某放大器輸出波形出現(xiàn)如下的頂部失真波形，


這時可以將此輸出端接入失真分析儀，運行后，可以看到：


這個利器可以洞察細微的失真喲。

    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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