【Multisim 14.0】信号发生器和示波器的使用---方波、三角波、正弦波

简介: 【Multisim 14.0】信号发生器和示波器的使用---方波、三角波、正弦波

Multisim 14.0仿真要求:

要求1:

用示波器测交流电源和信号发生器产生的各种波形观察波形形式,查看三相交流电源的相序,测每一个波形幅值周期有效值和频率并计算其数值。

要求2:

  1. 信号发生器产生正弦波
  2. 信号发生器产生方波
  3. 信号发生器产生三角波
  4. 单相交流电源(电压220V,频率50赫兹)
  5. 三相交流电源(相电压220V,频率50赫兹)

提示:

注意示波器显示波形周期和频率计算时,显示屏上虚线方形边长与扫描时间和衰减量间的关系。

测三相电源相序,建议用四输入示波器观测,用双输入示波器测也可以,但考验你的智慧。

仿真

信号发生器产生正弦波

Multisim 14.0软件右侧有一列器件,第一个是万用表,第二个是函数发生器,第四个是示波器

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的符号

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接线图如下:

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双击函数发生器,就可以修改波形、频率、占空比、振幅……

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  • 示波器通道A刻度:10V/Div这代表竖向一大格是10V,如果波形不完整超出图示范围或者不明显,幅度很小,都可以上下调节这个刻度,达到理想的波形。
    上图 幅值是10V,峰 - 峰值为20V
  • 时基标度:10ms/Div 这代表横向一大格是10ms,图中一格完整的波形占两个大格,周期T就是2*10ms = 20ms
  • 正弦波中幅值和有效值的关系: 幅值 = √2有效值

理论计算:

由示波器读数及计算可得:

       幅值A = 10V

       周期T = 10 * 2 ms = 20ms

       频率 = 1 / T = 50Hz

有效值 = 幅值A  / √2 = 0.707*A = 7.07V

正弦波中幅值和有效值的关系: 幅值 = √2有效值

仿真与理论相符,结果正确


信号发生器产生方波

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由示波器读数计算可得:

       幅值A = 5 * 2 = 10V

       周期T = 10 * 2 ms = 20ms

       频率 = 1 / T = 50Hz

有效值 = 幅值A= 10V

方波中幅值和有效值的关系: 幅值 = 有效值

仿真与理论相符,结果正确


信号发生器产生三角波

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由示波器读数计算可得:

       幅值A = 5 * 2 = 10V

       周期T = 10 * 2 ms = 20ms

       频率 = 1 / T = 50Hz

有效值 = 幅值A  / √3 = 5.77V

仿真与理论相符,结果正确

补充:

三角波中幅值和有效值的关系: 幅值 = √3有效值

百度到的一个解释:

任意周期信号的有效值等于一个周期内信号的平方和的平均再开方

由于三角波是对称的,我们就只用前T/4的波形证明这个结论

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单相交流电源(电压220V,频率50赫兹)

交流电源:

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由示波器读数计算可得:

       幅值A= 200 * 1.6 = 320V (峰值占1.6格)

       周期T = 10 * 2 ms = 20ms

       频率f = 1 / T = 50Hz

有效值 = 幅值A  / √2 = 226V


误差分析:

实际的示波器,波形可以用旋钮慢慢地调节,直到调出满意的波形。但是Multisim 14.0的示波器,只有在100V或200V档位,波形才比较清晰,但是调成100V/Div的档位,波形不够完整了。所以用200V/Div的档位读数就有比较大的误差!

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仿真与理论相符,结果正确


三相交流电源(相电压220V,频率50赫兹)

四通道示波器:右侧第五个

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点击四通道示波器的这个按钮,可以选择通道,改变参数

第一次运行结果可能会是这样

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只需要单击右下角的自动,再单击单次就ok了

由示波器读数计算可得:

       幅值A= 310V

       周期T = 10 * 2 ms = 20ms

       频率f = 1 / T = 50Hz

有效值 = 幅值A  / √2 = 220V

由图也可以读出相序~

仿真与理论相符,结果正确

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