《计算机辅助设计》PPT课件

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1、第12章计算机辅助设计随着计算机技术的迅速发展，计算机辅助设计技术(CAD)已渗透到电子线路设计的各个领域，包括电路图生成、逻辑模拟、电路分析、优化设计、最坏情况分析、印刷板设计等。目前国际上比较流行两个仿真软件：Multisim(EWB的版本，EWB的英文全称是ElectronicsWorkbench)和PSpice。Multisim与PSpice都可以对电路进行功能仿真，比如：直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、直流扫描分析、温度分析、参数分析、最坏情况分析、蒙特卡罗分析，但Multisim还可以对电路进行失

2、真分析、直流/交流灵敏度分析、零点/极点分析、交流传递函数分析、RF(射频)电路仿真、自定义类型仿真，虽然PSpice也有灵敏度、传递函数分析功能，但都只适用于直流情况。Multisim比PSpice出色的地方是提供了多种常用的虚拟仪表，包括数字万用表、函数信号发生器、功率计、双踪示波器、波特图示仪、字符发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱分析仪和网络分析仪等，其中，逻辑转换仪是Multisim所特有的虚拟仪器，实际工作中不存在与之相对应的设备。Multisim的虚拟仪表与现实中所使用的仪表一样，可以直接通过这些仪表观察

3、电路的运行状态，同时，虚拟仪表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。事实上，Multisim和PSpice二者在进行电路仿真时各有优缺点。因此从事电子线路设计的人员要熟悉这两个软件的用法，才能在实际仿真工作中做到事半功倍。限于篇幅，本书着重介绍仿真软件Multisim2001的应用，以适应初学者的需要。电路的运行和仿真。电路图绘制好后，电路并没有工作，按下工作界面右上角的开关图标，软件自动开始仿真，电路才真正开始工作。本例题的仿真结果如图12.2.10所示。如果有其它虚拟仪器，如：示波器，

4、要双击该示波器图标，展示示波器的面板，并对示波器作适当的设置，就可以显示相应的电路的测试数值和波形了。建议使用multisim直接演示如何操作。12.2Multisim2001仿真软件基础12.3Multisim2001仿真软件在电路分析中的基本应用例12.3.1试用叠加定理计算图12.3.1所示电路中R2支路电流I。解分析:该电路含有两个独立源，可以直接采用直流电流表测量，内阻设置为DC模式。使用电流表时，要注意电流表的正负极性的接法，仿真电路一定要接地。图12.3.1（1）假设25V电压源单独作用时产生的电流为，测量电路如图12.

5、3.2所示，测得电流。图12.3.225V电压源单独作用时产生的电流（2）假设1.5A电流源单独作用时产生的电流为，测量电路如图12.3.3所示，测得电流。图12.3.31.5A电流源单独作用时产生的电流为仿真结果和理论计算结果一致，读者可以自己进行理论计算。（3）假设25V电压源和1.5A电流源共同作用时产生的电流为I,测量电路如图12.3.4所示，测得电流。图12.3.425V电压源和1.5A电流源共同作用时产生的电流例12.3.2分析：本例题电路图中含有独立电压源、独立电流源和电流控制电压源，有关电压或电流可以采用数字万用表直接

6、测量。理想数字万用表在测量时不会对电路产生影响。试用戴维南定理计算图12.3.5所示电路中的电流I。图12.3.5例12.3.2电路图解（1）用数字万用表直流电压档测量开路电压的电路如图12.3.6所示。测得开路电压图12.3.6用万用表测量开路电压（2）等效电阻可以采用开路电压除以短路电流的方法求得。用数字万用表直流电流档测量短路电流的电路如图12.3.7所示。测得短路电流，则等效电阻图12.3.7数字万用表直流电流档测量短路电流（3）戴维南等效电路图如图12.3.8所示，测量得到图12.3.8戴维南等效电路测量电流例12.3.3图

7、12.3.9所示电路原来已经处于稳态，在t＝0时将开关闭合，求换路后电容电压的表达式，并且给出它的变化曲线。图12.3.9例12.3.9电路图解（1）在电路的工作窗口创建仿真电路图，如图12.3.10所示。设置好开关J1，并连接示波器。图12.3.9所示电路为一阶电路全响应的问题，分析步骤如下：如图12.3.10所示图12.3.11例12.3.3电容上的电压波形（2）用鼠标左键单击主窗口右上角的开关按钮，并双击示波器，此时可以看到示波器显示的稳态波形，为方便观察波形，应该合理调整示波器的各个开关旋钮，然后在键盘上按下空格键（SPACE

8、），开关J1接通，电容上的电压波形经历一个过渡过程，最终达到另外一个稳态，仿真结果如图12.3.11所示。(4)根据上面的分析很容易得到，该电路的时间常数，于是该电路中的电容上的电压在换路后的表达式为：（3）根据仿真波形