数据分析功能的优化策略

Multisim有强大的数据分析功能,包括直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析等十几种项目。这里简单介绍直流工作点分析、瞬态分析和交流分析三种常用分析。

1.直流工作点分析

选择菜单“仿真(S)”→“Analyses and Simulation(H)”→“直流工作点(D)…”,在直流工作点分析窗口中,从左侧窗口选择需要分析的变量,本例中选择了R1、R2的电流;结点1、2、3、5的电压作为分析变量,选择结果如图5.2.17所示。

图5.2.17　选择分析变量分析直流工作点

选择完成后,单击“Run”,看到系统分析的结果如图5.2.18所示,可以通过单击图示仪视图窗口上的工具栏中黑/白色背景图标来切换背景。单击存盘,可以保存分析数据供后期处理分析。

图5.2.18　直流工作点分析结果

2.交流分析

选择菜单“仿真(S)”→“Analyses and Simulation(H)”→“交流分析(A)”。

在图5.2.19所示交流分析窗口中,首先设置频率参数。例如,设置起始频率为1 Hz,终止频率为1 GHz,采用对数坐标。

图5.2.19　交流分析窗口

然后在图5.2.20所示界面中选择需要分析的“输出”,在本例中主要观察单管放大电路的放大倍数与频率的关系,所以分析的变量是结点6的电压与结点4的电压之比,即电路的输出电压除以输入电压。通过窗口中间的“添加表达式”选项,可以添加需要分析的表达式。图5.2.21所示为表达式编辑窗口,用鼠标双击可以选中添加到表达式里的变量或运算函数。

图5.2.20　选择交流分析的“输出”

图5.2.21　表达式编辑窗口

编辑完成后单击“确认”返回到交流分析窗口,检查无误后单击“Run”,交流分析结果如图5.2.22所示,黑白背景可以通过单击图示仪视图窗口上的工具栏中黑/白色背景图标来切换。

图5.2.22　交流分析结果

3.瞬态分析

选择菜单“仿真(S)”→“Analyses and Simulation(H)”→“瞬态分析(T)”。

在图5.2.23所示瞬态分析窗口中,首先设置分析参数,本例设置起始时间为0 s,结束时间0.002 s,自动生成时间步长。

需要注意的是,起止时间应根据分析的需要进行选取。本例中输入信号是正弦波,任意选取一两个周期的时间就可以满足瞬态分析的需要,考虑到工作频率是1 k Hz,所以起始时间为0 s,起止时间差为2 ms;如果是其他功能的电路(如振荡器等),应根据分析目的不同,选取适当的起始时间和停止时间。(www.xing528.com)

图5.2.23　瞬态分析窗口

接下来,在图5.2.24所示界面下选择需要分析的“输出”,该窗口与交流分析的输出选择窗口类似。根据分析的需要,本例选择结点4的电压和结点6的电压,即电路的输入/输出电压。

图5.2.24　选择需要分析的“输出”

设置完成后,检查无误单击“Run”,可以看到瞬态分析结果如图5.2.25所示。

图5.2.25　瞬态分析结果

由于输入/输出电压幅度相差很大,图5.2.25分析结果的显示中,输入电压已经近似为直线,不便于观察。这种情况下,可以通过修改坐标改善显示效果,具体操作如下:

选择图示仪视窗菜单“光迹”→“光迹属性”,系统弹出“图形属性”窗口,根据图5.2.25所示的分析结果,需要改善的是电压V(4)的显示,所以在图5.2.26所示“图形属性”窗口的“光迹”选项卡中,选择“光迹ID”为1,确认一下光迹标签为V(4),如果标签不符,则选择另一个光迹ID;“X水平轴”保持不变,“Y垂直轴”选择右轴。

图5.2.26　“图形属性”窗口的“光迹”选项卡

接下来,在如图5.2.27所示“图形属性”窗口的“右轴”选项卡中,设定右轴的参数。

图5.2.27　“图形属性”窗口的“右轴”选项卡

在“标签”后面的输入框中键入“输入电压”字样,为右轴定义一个标签,勾选“已启用”。

根据仿真数据设定显示的量程,或者先单击“应用”使右轴与输入电压V(4)关联后,单击“自动量程”,可以看到,系统会根据仿真数据自动设定适合的量程,如图5.2.28所示。与图5.2.27比较,可以看到量程数值已经改变。

图5.2.28　自动设定适合的量程

设置完成后单击“确认”,可以看到调整后的分析结果如图5.2.29所示。

图5.2.29　调整后的分析结果

选择“图示仪视图”菜单“光迹”→“光迹属性”,按照右轴参数设置的方法,把左轴的标签改为“输出电压”,得到最终的瞬态仿真分析结果如图5.2.30所示。

图5.2.30　设置左轴参数后的分析结果