仪器库（）

3.2.11　仪器库（Instruments）

对电路进行仿真运行，通过对运行结果的分析，判断设计是否正确合理，是EDA软件的一项主要功能。为此，Multisim为用户提供了类型丰富的虚拟仪器，可以从Design工具栏Instruments工具栏，或用菜单命令（Simulation/instrument）选用11种仪表，如图3.2.43所示。仪器库所提供的仪表通常分为模拟仪表和数字仪表两类。其中模拟仪表有:数字万用表（Multimeter）、函数信号发生器（Function Generator）、示波器（Oscilloscope）、波特图仪（Bode Plotter）、瓦特表（Wattermeter）、失真度分析仪（Distortion Analyzer）、频谱仪（Spectrum Analyzer）以及网络分析仪（Network Analyzer）；数字仪表有字信号发生器（Word Generator）逻辑分析仪（Logic Analyzer）逻辑转换仪（Logic Converter）。在选用后，各种虚拟仪表都以面板的方式显示在电路中。

图3.2.43　仪器库

下面分别简要介绍在模拟电子电路实验中使用的仪器仪表，这些仪器仪表（除波特图仪外）在接入电路并打开电路启动开关后，若改变其在电路中的接入点则显示的数据和波形也相应改变，而不必重新启动电路。这与实际工作中的情形非常相似，给电路的仿真带来方便。

1）数字万用表（Multimeter）及其使用

数字万用表是一种常用的测量仪表，用于测量交直流的电压（V）、交直流电流（A）、电阻阻值（Ω）和电平分贝值（dB）。Multisim仪器库中提供的数字万用表是能自动调整量程的。当按下Settings（参数设置）按钮时，就会弹出可以设置数字万用表内部参数的对话框，即可对其电压挡、电流挡的内阻、电阻挡的电流值和分贝挡标准电压值进行设置。

数字万用表的量程规定如下:

电流（A）:0.1μA～999kA。电压（V）:0.1μV～999kV。电阻（Ω）:0.001Ω～999 MΩ。交流频率范围:0.001Hz～999MHz。图3.2.44是它的图标、面板及内部参数设置。

图3.2.44　数字万用表图标、面板和参数设置

2）函数信号发生器（Function Generator）及其使用

函数信号发生器可用来产生正弦波、三角波和方波信号，信号频率可在1Hz～999MHz范围调整；幅度参数是指信号波形的幅值，也可根据需要调整；而占空比参数主要用于三角波和方波波形的调整，其图标、面板和设置上升/下降时间界面如图3.2.45所示。

函数信号发生器的参数设置范围如下:频率:1Hz～999MHz。占空比:1%～99%。幅度:1V～999kV。偏置:－999～999kV。

设置上升/下降时间（Set Rise/Fall Time）按钮可设置所要产生信号的上升时间与下降时间，但该按钮只有在产生方波时有效。

图3.2.45　函数信号发生器图标、面板和设置上升/下降时间

3）瓦特表（Wattermeter）及其使用

图3.2.46　瓦特表的图标和面板

瓦特表（Wattmeter）是一种测试电路功率的仪器，交、直流功率均可测量，其图标和仪器面板如图3.2.46所示。该图标中有两对端子，左边两个端子为电压输入端子，与所要测试电路并联；右边两个端子为电流输入端子，与所要测试的电路串联。所测得的功率将显示在第一个栏内，该功率是平均功率，单位自动调整。“在Power Factor”栏内，将显示功率因数，数值在0～1之间。

4）示波器（Oscilloscope）及其使用

示波器用于观察电路的工作波形。Multisim仪器库中提供的是一种可以同时观察两组波形的双踪示波器。示波器的图标和面板如图3.2.47所示。

示波器各部分的调整方法分别见图3.2.48、图3.2.49和图3.2.50所示。

在示波器上通过拖曳指针可以读取波形上任一点的读数，以及两个指针间读数的差，如图3.2.47（b）所示。按下“Reverse”（倒转）按钮可改变示波器屏幕的背景颜色。按下“Save”（存储）按钮可按ASCII码格式存储波形读数。

示波器参数的设置范围如下:时基:0.10ns/div～1.00s/div。X轴偏置:－5.00～5.00。Y轴偏置:－3.00～3.00。触发电平:－5.00～5.00。Y轴电压:0.01mV/div～5kV/div。

5）波特图仪（Bode Plotter）及其使用

波特图仪可用来测量和显示电路的幅频特性和相频特性。波特图仪的图标和面板以及各部分所代表的含义如图3.2.50所示，具体如下:

Magnitude（Phase）:幅频（相频）特性选择按钮。

Vertical（Horizontal）Log/Lin:纵坐标（横坐标）类型选择按钮（对数/线性）。

F－Final（I－Initial）:纵坐标或横坐标的坐标终点（起点）。

图3.2.47　示波器的图标和面板

图3.2.48　示波器时基调整

图3.2.49　示波器触发方式调整

图3.2.50　示波器输入通道调整

Set按钮:设置扫描的分辨率，点击该按钮后，屏幕出现如图3.2.51所示的对话框。

图3.2.50　波特图仪的图标及面板

图3.2.51　设置扫描分辨率对话框

波特图仪有IN和OUT两对端口，每对端口从左到右分别为＋V端和－V端，其中IN端口的＋V端和－V端分别接电路输入端的正端和负端，OUT端口的＋V端和－V端分别接电路输出端的正端和负端。此外在使用波特图仪时，必须在电路的输入端接入AC（交流）信号源，但对其信号频率的设定并无特殊要求，频率测量的范围由波特图仪的参数设置决定。

波特图仪参数的设置范围如下:

Horizontal（横坐标）范围:0.000 1Hz～10.0GHz。

Vertical（纵坐标）范围:测量幅度:－200dB～200dB或0～10e^＋9。测量相位:－720°～720°

波特图仪的参数设置可在电路启动后修改，但一般修改以后需重新启动电路，以确保曲线的正确显示。

6）失真分析仪（Distortion Analyzer）

内容略。

7）频谱仪（Spectrum Analyzer）

频谱仪可用来测量和显示电路的幅频特性。频谱仪的图标和面板如图3.2.52所示。面板中包含5个区，其中“Frequency”区用于设置频率范围，它包括的4个栏的含义分别为“Span”用来设置频率变化范围大小（f_Span）；“Start”用来设置开始频率（f_Stant）；“Center”用来设置中心频率（f_Center）。“End”用来设置结束频率（f_Center）。这4项频率设置之间的关系为:f_Start＝f_Center－f_Span/2，f_End＝f_Center＋f_Span/2。因此实质上只需设置其中的两个参数，另两个参数在点击“Enter”按钮之后程序会自动确定。

“Span Control”区用于对设置频率范围进行控制，选中“Set Span”时，“Frequency”区的参数需由人工设置；选中“Zero Span”时，在“Frequency”区，只有“Center”的参数需由人工设置；选中“Full Span”时，“Frequency”区的所有参数由程序设置。

图3.2.52　频谱分析仪的图标、面板及触发选择

“Amplitude”区用于选择频率纵坐标的刻度，有3个选项:“dB/dBm/Lin”用来设置扫描方式；“Range”用来设置频谱分析仪右边频谱显示窗口纵向每格代表的幅值多少；“Ref”用来设置扫描基准。

“Resolution Frequency”区用于设定频率的分辨率，越小越好。

“Controls”区用于控制分析的开始和结束，当点击“Trigger Set”按钮后出现“Trigger Options”栏，如图3.2.52（c）所示，可选择触发方式。

频谱分析仪右边最下面的两栏可显示指针指示的频率和幅值。

在设置“Range”和“Resolution”之前必须点击“Enter”按钮，T端可以不接。与其他仪器不同，频谱分析仪要经过一段时间的计算才能显示结果。

8）网络分析仪（Network Analyzer）

内容略。