学习情境三：Multisim中仪器仪表的使用子学习情境3.1：常用虚拟仪表的使用,电工电子技术EDA,项目一：电压表、电流表的使用； 项目二：数字万用表的使用； 项目三：函数信号发生器的使用； 项目四：功率表的使用。,项目一：电压表、电流表的使用；,在指示器件库（Indicators）中提供有电压表（Voltmeter）和电流表（Ammeter），如图所示，双击电压表或电流表。,一、电压表的图标 电压表用于测量电路两点的交流或直流电压，当测量直流电压时，电压表两个接线端有正负之分，使用时按电路的正负极性对应相接，否则读数将为负值。,二、电压的设置 （1）Label标号标签 （2）Display显示标签 （3）Value标称值标签 Resistance栏用于设置内阻， 一般为提高测量精度，电压表的内 阻要设置大一些，电流表的内阻要 设置小一些；Mode下拉列表框用于 选择交流（AC）、直流（DC）工作 方式。 （4）Fault故障标签,三、电压表的连接 两个接线端使用时要与被测电路并联连接，并注意按电路的正负极性对应相接。,电压探测器、灯泡、条形光柱的使用 电压探测器相当于一个发光二极管，但它是一个单端元件，当其端电压大于设定值时，探测器被点亮。 灯泡的额定电压对交流信号而言是指其最大值，当加在灯泡两端的电压在额定电压的50%100%时，灯泡一边亮；当在额定电压的100%150%时，灯泡两边亮；当大于额定电压的150%时，灯泡被烧毁。对于直流而言，灯泡发出稳定的灯光；对于交流而言，灯泡将一闪一闪地发光。 条形光柱类似于几个LED发光二极管的串联，当电压超过某个电压值时，相应的LED之下的数个LED全部点亮，它可以指示当前的电平状态。,数码管的使用 七段数码管的每一段与引脚之间有唯一的对应关系，在某一引脚上加高电平，其对应的数码段就发光显示，如果要用七段数码管显示十进制数，需加上一个译码电路。 带译码的8421数码管有4个引脚线，从左到右分别对应4位二进制数的高位至低位，可显示0F之间的16个数。,一、电流表的图标 二、电流表的使用 （1）Label标号标签 （2）Value标称值标签 （3）对话框中的另外两个标签 三、电流表的连接,一、数字万用表图标和面板 数字万用表面板上有一个数字显示窗口，可显示5位数字。 面板中有7个按钮，分别为电流、电压、电阻、电平、交流、 直流、设置，根据万用表测量信号的需要可进行相应的转换。,项目二：数字万用表的使用；,二、数字万用表的内部参数设置 按面板图中的Set（设置）按钮时，会弹出下图所示的一个对话框，可进行万用表的内部参数设置。可设置数字万用表的内部参数：电流表内阻、电压表内阻、欧姆表内阻。,Ammeter resistance(R)：设置电流挡的内阻(越小越好)，其大小影响电流的测量精度； Voltmeter resistance(R)：设置电压挡的内阻(越大越好) ，其大小影响电压的测量精度； Ohmmeter current(I)：设置用欧姆挡测量时，流过欧姆表的电流值(越小越好) 。,三、数字万用表的使用方法 1、数字万用表测量交、直流电压（并联） 2、数字万用表测量交、直流电流（串联） 3、数字万用表测量电阻（并联） 为测量准确，应注意做到以下几点： （1）被测对象是一个不含源的器件或器件网络； （2）电路中必须有一个接地点，否则无法测出电阻阻值； （3）数字万用表要设置为直流工作方式，即测量的电路中不能存在交直流信号源，否则测量结果不准确； （4）保证没有与器件或器件网络相并联的其他电路。 （5) 万用表电阻挡无法判断二极管、三极管的好坏。 4、用数字万用表测量电平,例：用数字万用表电压挡测量如图所示电路得分压值。,解：由于R1=R2=10k，所以理论R2的上分压值应为6.000V。 当电压挡的内阻用其默认值1G时，测的电压为6.000V，与理论相符；若将内阻设置为1M时，测的电压为5.970V。可见，电压挡的内阻对电压的测量结果有影响。,由于数字万用表测量的是有效值，而交流电压源的电压为最大值，两者之间为0.707倍的关系，所以测出的输入交流电压为14.142V，测出的输出直流电压为18.722V。,项目三：函数信号发生器的使用；,一、函数信号发生器的图标及面板 如图所示为函数信号发生器的图标和面板，它主要用来产生正弦波、方波和三角波信号。对于三角波和方波可以设置其占空比（Duty cycle）的大小，还可以将正弦波、方波和三角波信号叠加到设置的电压偏置（Offset）上。,二、面板操作 在进行电路模拟仿真的同时可以同步进行调节信号发生器的有关参数，直接观察输出数据波形的变化现象，这些信号的频率调节范围很宽，可从音频调到射频。 函数信号发生器的输出信号参数范围如表所示。,三 、连 接 单极性连接方式（一般用于普通电路 ） （1）连接和Common端子，输出信号为正极性信号，峰峰值等于2倍幅值。 （2）连接Common和端子，输出信号为负极性信号，峰峰值等于2倍幅值。 双极性连接方式（一般用于信号发生器与差分电路相连，如差动放大器、运算放大器等。） （1）连接和端子，输出信号峰峰值等于4倍幅值。 （2）同时连接、 Common和端子，且把Common端子与公共地符号相连，则输出两个幅度相等、极性相反的信号。,应用举例 下图所示为函数信号发生器的两种连接方式，两个信号发生器的参数设置相同，均为输出频率1kHz，幅度2V的正弦波，它们分别接到示波器的A、B通道，示波器的两通道参数设置也相同，从输出波形看，双极性连接方式输出信号的幅度为单极性连接方式输出信号幅度的2倍。,项目四：功率表的使用。,功率计用于测量电路中的平均功率和功率因子，在进行电路连接时，标V两个端子为电压输入端口，与测试电路并联；标I的两个端子为电流输入端口，与测试电路串联。,如图所示为纯电阻负载和感性负载电路的平均功率和功率因数的测试，其中电压源输出为峰值电压。从图中可得知纯电阻负载电路的功率为99.998W，功率因子为1；感性负载电路的功率为71.729W，功率因子为0.847。 （功率因子这个数值通常介于0与1之间，而且其数值绝对不能大于1，它是W(实功率)与VA(虚功率)值之间的比数，而比数的高与低，比数越高则电器本身的效能越好，反之比数越低，则表示电器本身所消耗的能源越大，也就越耗电。 ）,教科书105页 54、 57,课后作业,项目一：示波器的属性设置及使用方法； 项目二：扫频仪的属性设置及使用方法 ； 项目三：字信号发生器的属性设置及使用方法 ； 项目四：逻辑分析仪的属性设置及使用方法 。,项目一：示波器的属性设置及使用方法；,示波器（Oscilloscope）是电子测量中使用最为频繁的重要仪器之一，可用来观测信号的波形并可测量测量信号的幅度、频率、周期和相位差等参数。Multisim 2001提供了数字式存储示波器，借助它用户可以看到通常在实验室无法看到的瞬间变化的波形，并加以存储保留。示波器的图标和面板如图所示。,一、连接 A通道接线端和B通道接线端分别与电路的测试节点相连接，G接地端与电路的地相接，但当电路中已有接地符号，也可不接。 二、面板操作 1、Timebase区：用来设置X轴方向时间基线扫描时间。 2、Channel A区：用来设置Y轴方向A通道输入信号的标度。 3、Channel B区：用来设置Y轴方向B通道输入信号的标度。 4、Trigger区：用来设置示波器触发方式。 5、波形显示区：用来显示被测试波形。 6、测量数据的显示区：用来显示读数指针测量的数据。,输入耦合方式中有三种，“AC”表示交流耦合；“0”表示接地，可用于确定零电平在屏幕上的基准位置；“DC”表示直流耦合。 其中B通道中的 按钮在单独使用时，显示B通道的反相波形，若与时基调节中的Add一起使用，则显示A、B通道A-B迭加波形。 三、触发方式设置 示波器的触发方式设置面板如图所示，其中： Edge用于选择上升沿触发或下降沿触发。 Level用于选择触发电平的大小。 触发方式有六种选择，一般情况下使用“Auto”方式。,项目二：扫频仪的属性设置及使用方法 ；,扫频仪又称为波特图示仪(Bode Plotter),是用来分析电路的频率响应，可以测试电路的幅频特性和相频特性，与实验室中的扫频仪相似。使用时，必须在电路的输入端接入AC（交流）信号源但对其频率的设定并无特殊的要求。 一、连接电路 波特图示仪有IN和OUT两个端口，IN端口的+端连接电路输入端，OUT端口的+端连接电路输出端，而-极与模拟地相连。,二、面板操作： 波特图示仪测量幅频特性和相频特性时，单击【Magnitude】按钮显示幅频特性曲线；单击【Phase】按钮显示相频特性曲线；单击【Save】按钮保存测量结果；单击【Set】按钮设置扫描的分辨率，数值越大精度越高。 Vertical（垂直坐标）和Horizontal（水平坐标）可以选择的类型有Log（对数）和Lin（线性），I和F分别是用来设置坐标起点值和坐标终点值。水平坐标表示测量信号的频率，垂直坐标表示测量信号的增益或者相位。,应用举例 下图所示为一个RC低通滤波器，观测3dB带宽。 搭接电路。由于波特图示仪在测量时必须在输入端外加一个交流电压源的激励信号，故电路中加入了一个交流电压源。,打开仿真开关，观察电路的频率特性曲线，拖动读数指针至3dB处。 从面板中读出当前值为：增益为-2.992dB，频率为158.489Hz，即其带宽约为158Hz。,讨论现实示波器与虚拟示波器的区别。,课后作业,问题:,做一个倒计时器，显示屏采用七段数码显示管。如何使七段数码显示管输出字信号90？,项目三：字信号发生器的属性设置及使用方法 ；,一、字信号发生器图标和面板 字信号发生器(Word Generator)是一种能够产生32路同步逻辑信号的仪器。可以用来对数字逻辑电路进行测试，实际上是一个数字激励源编辑器，其图标和面板图如图所示。,二、设置字信号地址 面板图中的Address区用于设置字信号地址，如图所示，其中： Edit栏显示当前编辑的字信号地址。 Current栏显示当前输出的字信号地址。 Initial栏和Final栏分别用于设定输出字信号的首地址和末地址。,字信号的输出方式分为3种： Step表示单步输出； Burst 表示字信号是从首地址开始至末地 址连续逐条单循环的输出字信号； Cycle表示循环不断进行Burst方式的字信号输出。 在Burst和Cycle状态下可设置中断点，通过光标选中某一地址的字信号后，单击Breakpoint实现，设置为中断点的字信号在显示区中以*号显示，当运行至该地址时输出暂停，单击Burst或Cycle则恢复输出。,字信号的输出方式,三、字信号输出方式设置, Clear buffer复选框：用于设置是否清除字信号编辑区的内容； Open复选框：用于打开存有字信号内容的字信号文件，其扩展名为.dp； Save复选框：用于保存字信号的内容，其文件的扩展名为.dp；,模式设置对话框, Up Counter复选框：设置输出递增编码的字信号；, Down Counter复选框：设置输出递减编码的字信号；, Shift Right复选框：设置输出右移编码字信号；, Shift Left复选框：设置输出左移编码字信号 。,字信号发生器有两种触发方式有两种触发方式：Internal（内部）和Externa1（外部）。当选择内部触发方式时，字信号的输出直接受输出方式按钮（Step、Burst、Cyc1e）控制。当选择外部触发方式时，必须接入外触发脉冲信号，而且要定义“上升沿”或“下降沿” 触发，然后单击输出方式按钮，待触发脉冲到时才启动输出。,四、触发方式及输出频率的设置,Frequency区用于设置字信号输出频率，在Burst和Cycle状态下的输出快慢由设定的输出频率决定。为了保持同步，往往用D