品牌型号:联想拯救者R7000
系统:Windows 10专业版
软件版本:Multisim 14.0
Multisim是一款大多数电子工程师都需要掌握的电路仿真软件,在学习、设计交流电路、功率放大器时,需要测量电路的阻抗和输出电阻,很多用户并不知道Multisim如何测量阻抗以及输出电阻。本文将为大家介绍Multisim如何测量阻抗,Multisim怎么测量输出电阻的相关内容。
一、Multisim如何测量阻抗
阻抗是交流电路中电阻、电容、电感对电流的“阻值”,是交流电路、高频电路的重要参数,在工作中,例如滤波电路、交流放大电路的调试中,都需要测量阻抗。Multisim中有两种方式测量阻抗,并不能用万用表欧姆档测量交流电路阻抗,欧姆档值适用于直流纯电阻测量,无法测量电容、电感的容抗与感抗。正确的测量阻抗方法为:借助交流电路阻抗公式Z=V/I,通过Multisim中的电压与电流有效值,计算电路阻抗值。

例如上图所示,输入电压有效值:Vrms=1V,回路电流有效值Irms=5.37mA=0.00537A。根据交流电阻阻抗公式Z=V/I计算得阻抗值约等于186.22欧姆。我们还可以用RC串联阻抗公式理论计算验证,电容容抗约(1/2πfC)等于159.15欧姆,RC串联总阻抗模约等于187.96欧姆。理论值和实际测量值几乎相等,存在误差的原因是Multisim保留两位小数,以及计算过程中的四舍五入。

除了直接计算之外,还可以借助交流分析来测试在不同频率下的阻抗表现,能直接输出电路在不同频率下的阻抗值,搭建好图1电路图之后,点击菜单栏【仿真- Analyses and simulation】进入分析功能。

在弹出的菜单中,选择【交流分析】,设置频率参数后,【输出】中需要添加表达式,输入计算公式V/I,用探针两端数据即可,然后点击底部【run】启动交流分析。

软件会输出不同频率下支路的阻抗幅值与相位参数,这种测量方式适用于复杂场景,例如多级交流电路的整体阻抗测算,例如下图所示,频率越高,阻抗值越接近100,这是因为根据电容容抗公式【1/2πfC】,频率越大整体越接近0,所以电路总阻抗越接近电阻阻值R(100欧姆),下图分析结果更清晰印证了这一结果。

二、Multisim怎么测量输出电阻
我们可以把信号源或者放大电路的输出端想象成一个带内阻的电池,理想情况下内阻=0,不管外接多大负载,输出电压永远不会变,这是理想情况,实际电路中,会自带一个等效内阻,就是输出电阻。怎么测量这个输出电阻呢?我们可以将电路内部的信号源全部置零【电压源短路、电流源开路】,从输出端口往里看进去得到的等效电阻,就是输出电阻。
例如下面这个电路图,假设电压源和电阻R1是一个整体,OUT1是电路的输出端。将电压源短路之后,剩下的就只有电阻R1,根据戴维宁定理,这个电阻就是等效电阻1k欧姆。这是非常简单的电路,如果电路更加复杂,很难用肉眼观测出来,怎么才能测量输出电阻呢?下面为大家介绍两种测量输出电阻的方式。

1、信号源全部置零
也就是电压源短路、电流源开路,仿佛不存在信号源,然后用万用表测量输出端的对地电阻,就是输出内阻,例如下图所示,短接电压源后测量得到内阻为1k欧姆,符合戴维宁原理。

2、开路电压-负载法
这种方式需要在out1和地之间并联一个已知阻值电阻,比如并联一个1k欧姆电阻,万用表测的是带载输出电压,大概是60V。开路电压是120V,因为没有负载的情况下,电路中没有电流,就没有压降。套公式计算输出电阻,内阻R=负载电阻R2*(开路电压/负载电压-1),计算得内阻R=1000*(120/60-1)=1000欧姆。

三、总结
以上就是Multisim如何测量阻抗,Multisim怎么测量输出电阻的相关内容。文中为大家介绍了两种测量阻抗的方式,借助交流分析可以测试在不同频率下的阻抗值。关于测量输出内阻,推荐开路电压-负载法,文中给了详细的计算方式,希望对你有所帮助。