在Multisim中配置直流扫描分析

更新 Sep 27, 2021

Multisim具有一套全面的SPICE分析套件,用于检查电路行为。这些分析范围从基本到复杂。每种分析都可以帮助您获得有价值的信息,例如组件公差和灵敏度的影响。对于每个分析,您需要设置一些设置,这些设置将准确告知Multisim要分析的内容以及方法。

通过提供配置窗口,Multisim简化了高级分析的过程。这样可以消除与SPICE语法和分析配置相关的复杂性。使用此窗口,您只需要指定参数值和感兴趣的输出节点即可。

本教程是《 National Instruments SPICE分析基础知识》系列的一部分。本系列中的每个教程为您提供有关如何配置和运行Multisim中可用的不同SPICE分析,强大的模拟和分析,同时抽象化SPICE语法的复杂性的分步说明。

1.简介

直流扫描分析用于计算一系列值上的电路偏置点。此过程使您可以多次模拟电路,在预定范围内扫描直流值。您可以通过选择起始值和终止值以及DC范围的增量来控制源值。针对扫描的每个值计算电路的偏置点。

Multisim使用以下过程执行直流扫描分析

  1. 直流工作点是使用指定的起始值计算的。
  2. 来自源的值增加,并计算另一个直流工作点。
  3. 再次增加增量值,过程继续直至达到停止值。
  4. 结果显示在Grapher View上

假设:电容器被视为开路,电感被视为短路。仅使用电压和电流源的直流值。

2.运行直流扫描分析

在本节中,您将使用两个范例电路来学习如何配置DC Sweep Analysis

范例1:

  1. 打开位于“下载”部分的电路文件zener.ms11 。这是一个简单的齐纳稳压器电路,即使流过二极管的电流发生变化,二极管仍保持几乎恒定的输出。

在这种情况下,1N4462组件的齐纳电压(V Z )为7.5 V,容差为5%。齐纳二极管可调节的最小和最大输入电压分别为7.41 V和26.41V。当输入电压在0 V至40 V之间变化时,您将使用DC扫描分析来研究调节器电路的行为。

图1.稳压管。

  1. 选择模拟»分析»直流扫描 将打开“ DC扫描分析”窗口。表1详细描述了“分析参数”选项卡。

表1. DC扫描分析中使用的参数。

参数

含义

资源

列出电路中所有独立的电源(电压或电流)。

起始值

扫描的起始值。

止损值

扫描的结束值。

增量

每次扫描将增加的值。

变更筛选器

过滤显示的变量,以包括内部节点(例如BJT模型内部或SPICE子电路内部的节点),开路引脚以及电路中包含的任何子模块的输出变量。

注意:在SPICE中,执行DC扫描分析的命令具有以下形式:

.DC <SOURCE_NAME> <START_VALUE> <STOP_VALUE> <INCREMENT>

基本上,这些参数与表1中定义的参数相同,但是在Multisim中,您不必担心SPICE语法。

  1. 配置分析参数,如图2所示。

图2. DC扫描分析的分析参数。

如你看到的, V1的变化范围为0至40 V,增量为1V。请注意,您可以通过启用使用源2选项将第二个源添加到分析中。这对于执行嵌套扫描很有用(请参见示例2)。

  1. 选择输出选项卡。
  2. 选择电路中的变量列表,从下拉列表中选择所有变量,然后从列表中突出显示V(out)
  3. 单击“添加”按钮将变量移到“选定要分析的变量”下的右侧,如下所示。

图3. DC扫描分析的输出变量。

  1. 单击模拟Grapher View窗口打开。结果如图4所示。

图4 。直流扫描分析结果。

Grapher View中,您可以观察到输出电压稳定在7.5 V左右,这是1N4462的标称齐纳电压。使用光标计算该组件可以调节的最小和最大电压。

范例2:

  1. 打开文件mosfet_curve.ms11 (来自下载)。这是一个简单的电路,您将在其中使用直流扫描分析获得MOSFET的特性曲线。

V1V2 (来自图5)需要进行扫频以获得特性曲线。请注意,为了将流经漏极的电流转换为电压(用于在Grapher View显示),已将电流控制电压源( V3 )添加到了电路中。

图5 。 MOSFET电路。

  1. 选择模拟»分析»直流扫描。将打开“ DC扫描分析”窗口。
  2. 配置分析参数,如下图所示:

图6.嵌套直流扫描的分析参数。

请注意,已添加第二个扫描变量( V2 ),以便分析可以执行嵌套扫描。将为第二次扫描的每个值执行第一次扫描( V1 )。输出曲线的数量将等于第二个源的点数。

在此示例中, V2将设置为0 V(起始值),然后V1将从0 V扫描到10 V;这将生成第一条曲线。在下一个循环中, V2将设置为1 V, V1将再次从0 V扫描到10 V,从而生成第二条曲线。此过程将继续直到达到V2停止值

  1. 选择“输出”选项卡,并确保在“要分析的选定变量”下列出了V(vout)
  2. 单击模拟。结果将显示在Grapher View中

图7. DC扫描分析结果。

在Multisim中,您还可以使用IV分析仪生成电流-电压曲线。