电路实验主元件库元件

6－2　主元件库中的元件

Multisim Database中含有多个元件分类库（即Component Toolbar），每个库中又含有3至30个元件箱（又称为Family），每个元件箱又含有多个具体型号的元件。各种电路仿真元件分门别类地放在这些元件箱中供用户调用。

下面将按元件工具条中所列元件的次序进行介绍。鉴于篇幅有限，元件工具条截图省略，并只对部分元件做详细介绍。

6－2－1　信号源

信号源（Sources）元件工具条，含有多个信号源元件。有为电路提供电能的功率电源；有作为输入信号的各种信号源及产生电信号转变的控制电源；还有1个接地端和1个数据接地端。

（1）交流电源

①交流电压源

交流电压源（AC Voltage Source）是一个正弦交流电压源，其内阻为0，输出的电压设置值为交流电压的最大值。默认的交流电压源的输出幅度为1V，频率为1000Hz，其表达式可写为1sin（2π1000t）V。用户也可以设置输出电压的直流偏移量（Voltage Offset）及初始相位（Phase）等。

②交流电流源

交流电流源（AC Current Source）仅量纲与交流电压源不同，其余类似。

（2）直流电源

①直流电压源．

直流电压源（DC Voltage Source（Battery））是一个内阻为0的理想电压源。默认的直流电压源的输出为12V。输出的电压可以在e^－6V～kV之间选择。使用时允许短路，但电压值将降为0。

②直流电流源

直流电流源（DC Current Source）为内阻无穷大的理想电流源。默认时直流电流源的电流为1A，输出电流为μA～kA。使用时允许开路，但电流值将降为0。

（3）数字接地端

Multisim 10在进行数字电路的仿真时，电路中的数字元件要接上示意性的电源，数字接地端（Digital Ground）是该电源的参考点。因此，数字接地端只用于含有数字元件的电路，通常不与任何元件相连接，仅示意性地放置于电路中。要接0V电位，还是用一般接地端。

（4）接地端

接地端（Ground）是电路中各节点进行仿真的参考点，对于大部分电路都需要接地以后才能正确地进行仿真模拟，否则将出现错误提示且仪器的显示结果无效。

（5）三相交流电压源

（6）调幅信号源

调幅信号源（Amplitude Modulation（AM）Source）实际是一个正弦调幅信号发生器，其输出波形可写为

U_O＝U_csin（2πf_ct）［1＋msin（2πf_mt）］

式中，U_c为载波的幅度（Carrier Amplitude）；

　f_c为载波的频率（Carrier Frequency）；

　f_m为调制信号的频率（Modulation Frequency）；

　m为调制系数（Modulation Index）。

（7）两极电压源

（8）时钟电压源

（9）指数电压源

指数电压源（Exponential Voltage Source）的输出指数信号参数可适当设置。可设置的参数有起始电压（Initial Value），脉冲幅值（Pulsed Value），上升延迟时间（Rise Delay Time），上升沿时间（Rise Time），下降延迟时间（Fall Delay Time），下降沿时间（Fall Time）等。

（10）调频电压源

调频电压源（f_m Voltage Source）是单一频率调制的调频信号发生器。其表达式为

U_O＝U_csin［2πf_ct＋msin（2πf_mt）］

式中，U_c为峰值幅度（Carrier Amplitude）；

　f_c为载波的频率（Carrier Frequency）；

　f_m为单频率调制信号的频率（Signal Frequency）；

　m为频率的调制系数（Modulation Index）。

（11）分段线性电压源

分段线性电压源（Piecewise Linear Voltage Source）简称PWL电压源，输出信号的幅度随时间而变化，其规律可以通过设置时间与幅度的对应关系来确定。在其两个时间间隔内幅度是线性变化，而对于整个波形则并不是线性的。

①Open Data File：读入专门格式的表达时间、电压数值的文本文件。用这些数据，PWL电压源产生文本文件所规定的电压波形。输入文本文件的书写格式为：时间（单位为s）空格（空格个数没有具体要求）电压（单位为V）换行（输入下一个时间和电压）。这种方式适用于信号分段较多的情况。

②Enter Point：直接在其栏内输入时间电压值。这种方式适用于信号分段较少的情况。

（12）脉冲电压源

脉冲电压源（Pulse Voltage Source）是一个脉冲电压发生器，脉冲信号源与时钟源的区别在于参数的设置方面，时钟源仅能对幅度、频率和占空比进行设置，而脉冲电压源可以对脉冲信号的起始电压（Initial Value）、脉冲幅值（Pulsed Value）、延迟时间（Delay Time）、上升沿时间（Rise Time）、下降沿时间（Fall Time）、脉冲宽度（Pulse Width）、脉冲周期（Period）等进行设置。

（13）两极电流源

（14）时钟电流源

（15）指数电流源

指数电流源（Exponential Current Source）除输出为指数电流之外，其余与指数电压源相同。

（16）调频电流源

调频电流源（f_m Current Source）除了输出量是电流外，其余与调频电压源相同。

（17）分段线性电流源

分段线性电流源（Piecewise Linear Current Source）的输出电流幅度与时间关系可以由用户根据需要自行设定。与分段线性电压源类似。

（18）脉冲电流源

脉冲电流源（Pulse Current Source）是一个脉冲电流发生器，其设置与脉冲电压源相似。

（19）受控单脉冲

受控单脉冲（Controlled One－Shot）实质上是一种波形变换器，它能将输入的波形信号变换成具有特定幅值和特定脉宽的脉冲输出。其中，波形信号输入端口用以输入欲变换的波形信号，当输入的波形超过预置的门限电平时，输出端就被触发，输出高电平。输入端口“C”用以控制是否允许有脉冲输出。接低电平时允许，接高电平时则阻止脉冲触发。输入端口“十”用来控制输出脉冲的脉宽。

（20）FSK信号源

FSK信号源（FSK Source）即频移键控信号源，它是用输入信号（调制信号）的高、低电平来控制输出信号的正弦波频率（f₁和f₂）的。

（21）压控正弦波源

压控正弦波源（Voltage－Controlled Sin Wave）的输出为一正弦波，但其频率受外加的AC或DC输入电压的控制，随输入电压的变化而变化，实际上压控正弦波源就是一个正弦波输出的压控振荡器（VCO）。

在设置压控正弦波源的输出时，可通过设置输入电压的范围和输出信号频率的范围来控制输出波形的变化情况。

（22）压控方波源

压控方波源（Voltage－Controlled SqU_are Wave）与压控正弦波源类似，但其输出波形为方波。

（23）压控三角波源

压控三角波源（Voltage－Controlled Triangle Wave）与压控正弦波源类似，但其输出波形为三角波。

（24）电压控制电压源

电压控制电压源（Voltage－Controlled Voltage Source）的输出为一直流电压，其幅度受输入电压的高低的控制，其比值称为电压增益（E）。

（25）电流控制电压源

电流控制电压源（Current－Controlled Voltage Source）的输出为一直流电压，其幅度受输入电流的高低的控制，其比值称为转移电阻（H）。

（26）电流控制电流源

电流控制电流源（Current－Controlled Current－Controlled）的输出为一直流电流，其幅度受输入电流的高低的控制，其比值称为电流增益（F）。

（27）电压控制电流源

电压控制电流源（Voltage－Controlled Current Source）的输出为一直流电流，其幅度受输入电压的高低的控制，其比值称为转移导纳（G）。

（28）非线性相关信号源

非线性相关信号源（Nonlinear Dependent Source）用于模拟一个元件特性或复杂系统。它有U₁、U₂、U₃、U₄等4个电压输入端和I（U₅）、I（U₆）两个电流输入端，有一个输出端。输出量既可以是电压量，也可以是电流量，取决于在其对话框中的设置。

（29）多项式信号源

多项式信号源（Polynomial Source）的输出电压U₁、U₂、U₃是3个输入电压的多项式函数。它是受控电压源，是非线性电压源的一种特殊形式，常用于模拟电子元件的特性。用户可以设置多项式系数来改变输入与输出波形的关系。

6－2－2　基本元件

基本元件（Basic）库包括真实元件箱和虚拟元件箱。前者存放着若干个与真实元件一致的仿真元件供使用；后者的元件不需要选择，而是直接调用，然后再通过其属性对话框设置其参数值。在选择元件时应尽量到真实元件箱中去选取，因为选取真实元件能使仿真更接近于真实情况，而且真实的元件都有元件封装标准，可将仿真后的电原理图直接转换成PCB文件。但在选取不到某些参数，或要进行温度扫描或参数扫描等分析时，就要选用虚拟元件。

（1）排电阻

排电阻（Resistor Packs）也称封装电阻。在一个封装中有多个阻值相同的电阻，通常有单排直插式封装（SIP）和双排直插式封装（DIP）两种形式。

（2）开关

该元件箱中包含着单刀单掷（SPST）、单刀双掷（SPDT）、时间延迟（TD－SWI）、电压控制（Voltage－Controlled Switch）和电流控制（Current Controlled Switch）等5种类型的开关（Switch）。

单刀单掷开关和单刀双掷开关可以设置一个控制键来控制开关的开、断或上、下，默认设置为Space（空格键）。

时间延迟开关的断开用闭合时间（T_ON）和断开时间（T_OFF）来控制。其开关的情况如下：

①如果T_ON＜T_OFF，当0＜t≤T_ON时，开关闭合；当T_ON＜t≤T_OFF时，开关断开；t＞T_OFF时，开关闭合。

②如果T_ON＞T_OFF，当0＜t≤T_ON时，开关断开；当T_OFF＜t≤T_ON时，开关闭合；t＞T_ON时，开关断开。

电压控制开关是一种受输入电压控制的开关，当控制端输入电压大于导通电压U_T时，开关闭合；当控制端输入电压小于断开电压U_H时，开关断开。用户可以设置U_T和U_H及R_ON（导通电阻）和U_OFF（断开电阻）的大小。

电流控制开关原理与电压控制开关原理类似。

（3）变压器

变压器（Transformer）的变压比

N＝U₁／U₂

式中，U₁为初级电压；

　U₂为次级电压。

变压比不能直接改动，如要变动，则需要修改变压器的模型。

（4）非线性变压器

利用非线性变压器（Nolinear Transformer）可以构造诸如非线性磁饱和、初次级线圈损耗、初次级线圈漏感及磁芯尺寸大小等物理效果。

（5）继电器

继电器（Relay）的开关动作由加在其线圈两端的电压大小决定。如EDR201A12中，当线圈两端的电压超过9．00V时，开关闭合（Coil＿Vpull＝9．00V）；已经闭合的开关，只有当线圈两端电压下降到1．0V以下时，开关才会断开（Coil＿Vpull＝1．0V）。不同型号的继电器，其开关开端电压是不同的。Multisim把继电器列入真实元件，但当作虚拟元件用，故不能改动其所有的参数，但相关参数值可以在Component Browser／Detail Report中查阅。

（6）连接器

连接器（Connertors）是一种机械装置，如DSUB15F－VGA。在电路中用它来给输入、输出信号提供连接方式。它不会对仿真结果产生影响，但可随电路原理图传递到PCB设计中。

（7）插座

插座（Sockets）与连接器相似，只不过它是为某些标准形式的插座提供位置，以便进入PCB设置，例如，DIP12。

（8）电阻

电阻（Resistor）是最基本的元件之一。一般在市面上都能买到该真实电阻箱中的标准电阻（除非改动模型）。此外该真实电阻箱中的标称电阻没有考虑误差和温度特性。

（9）电容

电容（Capacitor）是最常用的元件之一。该元件箱中的电容都是无极性的，其参数值只能选用，不能改动，且没有考虑误差和耐压情况。

（10）电感

电感（Inductor）与真实电阻、电容类似。

（11）电解电容

电解电容（CAP－Electrolit）是一种带极性的电容。使用时，标有‘＋’极性标志的端子必须接直流高电位。实际的电解电容有一定的电压限制，而这里没有限制，使用时应该注意这一点。

（12）可变电容

可变电容（Variable Capacitor）类似于电位器。

（13）虚拟可变电容

虚拟可变电容（Virtual Variable Capacitor）与虚拟的电位器类似。

（14）可变电感

可变电感（Variable Inductor）也类似于电位器。

（15）电位器

电位器（Potentiometer）实际上就是可变的电阻器，两个固定的端子之间有一个可滑动的中心轴头，通过改变中心轴头的位置可改变电阻的大小，这是通过键盘上的某个字母进行的，小写字母表示减小的百分比，大写字母表示增加的百分比。字母的设定可在该元件属性对话框中进行，A至Z中的任何字母均可。Increment（增量）表示每按一次设置的字母键时电阻值变化的百分比。

6－2－3　二极管

（1）虚拟二极管

虚拟二极管（Virtual Diode）相当于一个理想的二极管，其Spice模型参数使用的都是默认值（典型数值）。也可以修改模型参数，但修改后模型参数只能供本次使用，对库中模型没有影响。

（2）普通二极管

该元件箱提供了General、Motorola、National、Zetex等公司常见型号的普通二极管（Diode）。用户也可以利用Multisim提供的元件编辑工具对现有元件进行修改使用，但修改后的元件只能存放在User Database中。

（3）齐纳二极管

齐纳二极管（Zener Diode）即稳压二极管，有国外众多公司的众多型号元件供调用。稳压二极管具有反向击穿电流在较大范围内变化而反向击穿电压基本保持不变的特性。

（4）发光二极管

发光二极管（Light－Emitting Diode）简称LED，是由6种不同颜色的发光二极管组成。它在处于正向导通并且通过的电流大于点亮电流时，能产生各种颜色的可见光。正向压降比普通二极管的大。虽然属于真实元件，但不允许对其元件进行编辑处理。

（5）全波桥式整流器

全波桥式整流器（Full－Wave Bridge Rectifier）是用4个二极管对输入的交流进行全波整流。连接电路时，4个端子中的2、3两个端子接交流电压，1、4两个端子作为输出直流端。

（6）肖特基二极管（SCHOTTKY＿DIODE）

（7）可控硅整流器

可控硅整流器（Silicon－Controlled Rectifier）简称SCR，又称晶闸管或单项可控硅。只有当正向电压超过正向转折电压且有正向脉冲电流流进门极G（又称栅极或控制极）时SCR才导通。只有A、K间电压反向或小到不能维持一定电流时SCR才断开。

（8）双向触发二极管

双向触发二极管（DIAC）相当于具有一定导通电压的两个肖特基二极管首尾相连，主要与双向可控硅配套使用，用于对交流信号的控制，如用于电灯调节电路等。

（9）双向可控硅

双向可控硅（TRIAC）与单向可控硅相似，但可双向导通，可将它视为两个单向可控硅背靠背并联。

（10）变容二极管

变容二极管（Varator Diode）是一种在反偏时具有一定结电容的二极管，这个结电容的大小受加在变容二极管两端的反偏电压大小的控制。因此，它相当于一个电压控制电容器，常用于需要变容的电路中。

6－2－4　晶体管

晶体管元件工具条包括30个元件箱（14个真实元件箱和16个虚拟元件箱）。真实元件箱中存放着世界著名晶体管制造厂家的众多晶体管元件模型，这些元件的模型都以Spice格式编写，有较高的精度。虚拟元件箱中存放着16种模型，参数可以修改，但修改后的模型只能供本次使用，对库中已有的模型没有影响。

有关双极型三极管（简称BJT）、结型场效应管（JFRT）、金属氧化物绝缘栅场效应管（MOSFET）等元件的概念和使用方法，在一般电子技术书籍中都有详细说明，这里不再赘述，只对个别特殊元件作一些介绍。

（1）NPN晶体管（BJT＿NPN）。

（2）PNP晶体管（BJT＿PNP）。

（3）晶体管阵列（BJT Array）。

它是一个复合晶体管封装块，其中有若干个相互独立的晶体管。在具体使用时可根据实际需要选用其中的几个。使用晶体管阵列比使用单晶体管更容易配对，噪声性能更优，要求PCB的空间也更少。

（4）IGBT门控功率开关。

IGBT是一种MOS门控制的功率开关，具有非常小的导通阻抗。

（5）N沟道耗尽型MOS管（MOS＿3TDN）。

（6）P沟道耗尽型MOS管（MOS＿3TDP）。

（7）N沟道增强型MOS管（MOS＿3TEN）。

（8）P沟道增强型MOS管（MOS＿3TEP）。

（9）N沟道结型场效应管（JFET＿N）。

（10）P沟道结型场效应管（JFEP＿P）。

（11）NPN达林顿晶体管（Darlington＿NPN）。

达林顿又称复合晶体管，由两个晶体管连接而成，这种连接可以获得很大的电流增益和很高的输入电阻。

（12）PNP达林顿晶体管（Darlington＿PNP）。

（13）虚拟NPN晶体管（BJT＿NPN＿Virtual）。

（14）虚拟PNP晶体管（BJT＿PNP＿Virtual）。

（15）虚拟N沟道耗尽型MOS管（MOS＿3TDN＿Virtual）。

（16）虚拟P沟道耗尽型MOS管（MOS＿3TDP＿Virtual）。

（17）虚拟N沟道增强型MOS管（MOS＿3TEN＿Virtual）。

（18）虚拟P沟道增强型MOS管（MOS＿3TEP＿Virtual）。

（19）虚拟四端N沟道耗尽型MOS管（MOS＿4TDN＿Virtual）。

（20）虚拟四端P沟道耗尽型MOS管（MOS＿4TDP＿Virtual）。

（21）虚拟四端N沟道增强型MOS管（MOS＿4TEN＿Virtual）。

（22）虚拟四端P沟道增强型MOS管（MOS＿4TEP＿Virtual）。

（23）虚拟四端NPN晶体管（BJT＿NPN＿4T＿Virtual）。(www.chuimin.cn)

（24）虚拟四端PNP晶体管（BJT＿PNP＿4T＿Virtual）。

（25）虚拟N沟道结型场效应管（JFET＿N＿Virtual）。

（26）虚拟P沟道结型场效应管（JFET＿N＿Virtual）。

（27）虚拟N沟道砷化镓场效应管（GaAsFET＿N＿Virtual）。

砷化镓场效应管为高速场效应管，通常用在微波电路中。

（28）虚拟P沟道砷化镓场效应管（GaAsFET＿P＿Virtual）。

（29）N沟道功率MOS管（Power＿MOSFET＿N）。

功率MOS管的击穿电压可高达600V，可以承受50A的电流。它的门限电压通常在2～4V之间。功率MOS管没有双极型功率管二次击穿的问题，也不需要大的基极驱动电流，在速度上也高于双极型功率管。这些优点使其适合于开关电路应用，比如电动机的控制电路。

（30）P沟通功率MOS管（Power＿MOSFET＿P）。

6－2－5　模拟元件

模拟元件库即为模拟集成电路库。

（1）运算放大器

运算放大器（Opamp）是一种具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益和低宽带的直流放大器，它有两个输入端：反向输入端和同相输入端。

该元件箱有五端、七端、八端运算放大器。理论分析中的理想运算放大器的模型是三端运算放大器，它有同相输入端、反相输入端和输出端。该元件箱中的五端运算放大器较三端运算放大器多出了正电源输入端和负电源输入端两个端子；七端运算放大器较五端运算放大器多了两个用于零点漂移调整的输入端；而八端运算放大器为双运算放大器。

（2）诺顿运算放大器

诺顿运算放大器（Norton Opamap）即电流差分放大器（CDA），是一种基于电流的元件。它的特征与运算放大器相似，但相当于一个输出电压正比与输入电流的互阻放大器。

（3）比较器

比较器（Comparator）是用来比较两个输入端电压大小和极性并输出对应的状态的元件。当输入电压大于上限触发点电压时，输出一个状态；当输入电压小于低触发点电压时，输出另一个状态。一般情况下，比较器可用普通运算放大器来实现。当考虑工作速度和转换速率时要使用专门的比较器。

（4）宽带放大器

宽带放大器（Wideband Amplifier）是上限工作频率与下限工作频率之比甚大于1的放大电路。习惯上也常把相对频带宽度大于20%～30%的放大器列入此类。这类电路主要用于对视频信号、脉冲信号或射频信号的放大。

（5）特殊功能运算放大器

特殊功能运算放大器（Special Function）有仪器放大器（Instrumentation Amplifier）、视频放大器（Video Amplifier）、乘／除法器（Multplier／Divider）、前置放大器（Preamplifier）和有源滤波器（Active Filter）等。

6－2－6　TTL元件

TTL元件库提供了74系列的TTL数字集成逻辑元件。

（1）74STD系列

74STD系列是标准型的集成电路，有7400N－7493N元件。

（2）74S系列

74S系列为肖特基型集成电路。

（3）74LS系列

74LS系列是低功耗肖特基型集成电路，也有74LS00N－74LS93N元件。

（4）74F系列

74F系列为高速型TTL集成电路。

（5）74ALS系列

74ALS系列为先进低功耗肖特基型集成电路。

（6）74AS系列

74AS系列为先进肖特基型集成电路。

6－2－7　CMOS元件

CMOS元件（CMOS，其全称为互补金属氧化物半导体）含有74系列和4xxx系列等的CMOS数字集成逻辑器件。

当电路窗口中出现CMOS数字IC时，如果得到精确的仿真结果，必须在电路窗口内放置一个VDD电路符号，其数值大小根据COMS要求来确定。同时还要放置一个数字接地符号，这样电路中的COMS数字IC才能获取电源。

5V、10V和15V的4xxx系列CMOS逻辑器件元件箱的图标都容易误认为是5V的图标，使用时应注意区分。

COMS元件库包含如下几个系列：4xxx系列COMS逻辑器件；4xxx／5V系列COMS逻辑器件；4xxx系列／15VCOMS逻辑器件；V74HC／2V系列低电压高速COMS逻辑器件；V74HC／4V系列低电压高速COMS逻辑器件；V74HC／6V系列低电压高速COMS逻辑器件。另外还包含一些简单功能的数字COMS芯片，通常用于完成只需要单个简单门的设计中，它们是：Tiny Logic／2V系列，Tiny Logic／3V系列，Tiny Logic／4V系列，Tiny Logic／5V系列和Tiny Logic／6V系列。

6－2－8　微控制器件库

MCU Module（微控制器件库）包括：KEYPADS、LCDS、TERMINA和MISC＿PERIPHEALS。

6－2－9　先进外围设备库

Advanced Peripherals（先进外围设备库）包括805X、PIC、RAM和ROM。

6－2－10　杂项数字元件

（1）数字逻辑元件

数字逻辑元件（TIL Components）的元件箱将常用的数字元件按照其功能存放，调用起来比较方便（前述的TTL和CMOS数字元件，都是按照型号存放的），但它们都是虚拟元件，不能转换成版图文件。值得注意的是，元件箱里存在一些没有对应实际元件的逻辑单元元件，如74系列TTL集成电路和CMOS集成电路都没有减法逻辑，但元件箱里就提供了减法逻辑。

该元件箱存放的虚拟数字逻辑元件主要有：与门、或门、非门、或非门、与非门、异或门、异或非门、缓冲寄存器、三态缓冲寄存器及施密特触发器等。

（2）数字信号处理器件

数字信号处理器件（DSP）元件栏中有117个品种可供调用。

（3）现场可编程器件

现场可编程器件（FPGA）元件栏中有83个品种可供调用。

（4）可编程逻辑电路

可编程逻辑电路（PLD）元件栏中有30个品种可供调用。

（5）复杂可编程逻辑电路

复杂可编程逻辑电路（CPLD）元件栏中有20个品种可供调用。

（6）微处理控制器

微处理控制器（MICROCONTROLLERS）元件栏中有70个品种可供调用。

（7）微处理器

微处理器（MICROPROCESSORS）元件栏中有60个品种可供调用。

（8）VHDL可编程逻辑元件

VHDL可编程逻辑元件（VHDL）的元件箱中存放着若干常用的数字逻辑元件，其模型是基于硬件描述语言VHDL编写的，其种类与TTL相似。

（9）存贮器

存贮器（MEMORY）元件栏中有87个品种可供调用。

（10）线路驱动器件

线路驱动器件（LINE＿DRIVER）元件栏中有16个品种可供调用。

（11）线路接收器件

线路接收器件（LINE＿RECEIVER）元件栏中有20个品种可供调用。

（12）无线电收发器件

无线电收发器件（LINE＿TRANSCEIVER）元件栏中有150个品种可供调用。

6－2－11　混合芯片

混合芯片（Mixed Chips）元件是指输入／输出中既有数字信号又有模拟信号的元件。

（1）定时器

定时器（Timer）是一种用途十分广泛的混合集成芯片元件，通常只要外接几个阻容元件，就可以构成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器，单稳态触发器及施密特触发器等。Multisim 10提供了555定时器和556定时器两种类型元件，556是一种双定时器，即一片556芯片相当于两片555芯片。

（2）模数、数模转换器

模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）虽表示为真实元件，但实际上只能作为虚拟元件使用。

①模数转换器（ADC／Analog to Digital Converter）是一种将模拟信号转换为数字信号的混合元件。Multisim 10提供的是一种理想的8位输出的ADC，与真实元件ADC 0809芯片的功能基本一致。

②电流型数模转换器（IADC／Current Digital to Analog Converter）将数字信号转换成与其大小成比例的模拟电流，与真实元件DAC 0832芯片的功能基本一致。

③电压型数模转换器（VDAC／Voltage Digital to Analog Converter）将数字信号转换成与其大小成比例的模拟电路。

（3）模拟开关

模拟开关（Analog Switch）是一种在特定的两控制电压之间以对数规律改变的电阻器。如果控制电压超过了指定的值，其电阻值将会非常大或非常小。模拟开关可以是单路的模拟开关，也可以是多输入单输出的元件。

（4）多谐振荡器（Multivibrator）

多谐振荡器输出脉冲有三种方法控制，其基本脉冲时间由外部电阻和电容数值决定。

6－2－12　指示元件

指示元件（Indicators）可用来显示电路仿真结果。指示元件库不允许用户从模型上进行修改，只能在其属性对话框中对某些参数进行设置。

（1）电压表

电压表（Voltmeter）用于测量电路中两个节点之间的电压，可以同时使用多个表头。用户可以测量交流或直流电压，还可以设置电压表头的内阻。

（2）电流表

电流表（Ammeter）用于测量某支路的电流，使用时应串接在电路中，为保证测量时不对电路产生影响，应将内阻设置得小一些。

（3）电压控制器

电压控制器（Probe）相当于一个发光二极管（LED），但它是一个单端元件。当该端电压大于某设定值时电压探测器就如同LED发光，常用于对数字电路测试点的电压进行测量的场合。用户可以设置电压控制器的颜色和亮点电压。

（4）蜂鸣器

蜂鸣器（Buzzer）是一种当加在两端的电压大于（或小于）某一设置的电压值时就发出鸣叫的元件。Multisim提供了两种：一种是普通的蜂鸣器（Buzzer），当两端的电压大于设置电压时鸣叫；另一种是Sonalert，它是两端电压低于设置电压时鸣叫。

（5）灯泡

对于直流电压，灯泡（Lamp）发出稳定的光；对于交流电压（灯泡额定电压指最大值），灯泡发出闪烁的光。灯泡的工作电压和功率不可设置。当加在灯泡上的电压大于额定电压的50%至额定电压的时候，灯泡一边亮；大于额定电压至150%额定电压值时，灯泡两边亮；而当外加电压超过150%额定电压值时，灯泡会被烧毁。灯泡烧毁后不能恢复，只有换用新的灯泡。

（6）十六进制显示器

十六进制显示器（Hex Display）的元件库提供了两类显示器：一类为普通七段显示器（SEVEN—SEG－DISPLAY），分别引出了a～g七个输入端；另一类为带有密码器的十六进制数码管（DCD－HEX），其输入为二进制数的0000—1111，输出显示为十六进制的0～9及A～F。

（7）条式指示器

条式指示器（Bargraphs）有3种类型。

①DCD－BARGRAPH是一种带译码的条式指示器，相当于10个LED发光管串联。当电压超过某个电压值时，对应该电压值的LED之下的数个LED全部点亮。

②LVL－BARGRAPH通过电压比较器来检测输入电压的高低，并把检测结果送到光柱中某个LED以显示电压的高低。

③UNDCD－BARGRAPH是一种不需要译码的条式指示器，由10个LED发光管同向并排排列，但分别连接，LED发光管正向压降为2V。

6－2－13　杂项元件

杂项元件（Miscellaneous）是一些使用较广但不便分类的元件。

（1）石英晶体

石英晶体（Crystal）是一种具有较高Q值的选频网络，常用于对频率稳定性较高的振荡器、通频带宽度较窄又要求边带特性好的带通滤波器等电路中。

（2）虚拟石英晶体

虚拟石英晶体（Crystal Virtual）的震荡频率为10MHz。

（3）光电耦合器

光电耦合器（Oprocoupler）是利用光电信号来耦合电信号的一种元件，在初级中利用发光二级管将电信号转换为光信号，在次级中由光敏三级管将光强度的变化转化为电流的变化。由于初、次级之间没有电气连接，能有效地控制系统噪声，消除接地回路的干扰，响应速度较快，故常用于计算机系统的输入／输出电路中。

（4）电子管

电子管（Vacuum Tube）即真空管，它有3个电极：阴极K被加热后发射电子，阳极P收集电子，栅极G控制到达阳极的电子数量。属于电压控制元件。电子管经常作为放大器使用在音频电路中。

（5）虚拟电子管：

虚拟电子管（Vacuum Tube Virtual）与电子管的区别仅仅在于其模型参数是电子管的默认值，且不可改变。

（6）开关电源电压转换器

开关电源电压转换器（Converter）有3种类型：降压转换器（BUCK＿CONVENTER）、升压转换器（BOOST＿CONVENTER）和升降压转换器（BUCK＿BOOST＿CONVENTER）。它们模拟DC－DC开关电源转换器的特性，其基本用途是对DC电压进行升压或降压转换。

（7）有损传输线

有损传输线（Lossy Transmission Line）是一种模拟有损耗媒介的两端口网络，如有电信号通过的一段导线。它能模拟由传输线特性阻抗和传输延迟导致的纯电阻性损耗。

（8）无损传输线类型1

无损传输线类型1（Lossless Line Type 1）模拟理想状态下传输线的特性阻抗和传输延迟或频率特性。

（9）无损传输线类型2

无线传输线类型2（Lossless Line Type 2）与无损传输线类型1相似，不同之处仅在于设置方面。

（10）网络

网络（Net）是一个创建模型的模板，允许用户输入一个2～20个引脚的网表。

（11）线性集成电压校准器

线性集成电压校准器（Voltage Tube Virtual）（也称线性稳压器，多为三端元件）是一种输出电压能在较大范围内线性变化和负载变化时保持相对常数的直流功率元件。

线性集成电压校准器可分为固定、可调整、双路等类型：固定类用于提供特定的输出电压；可调整类可提供两个特定电压之间的任何一个直流电压值；双路类提供均等的正负输出电压。

（12）直流电动机

直流电动机（DC Motor），用来仿真直流电动机在串励、并励和他励下的特性，其激励方式取决于直流电动机的励磁绕组（元件的1、2端子）和电枢绕组（元件的3、4端子）的不同连接形式（元件的5端是电机的输出端，输出为电机的转速值）。

（13）熔断丝

熔断丝（Fuse）是一种电路保护元件，当流过熔断丝的电流大于标称值时，熔断丝断开。它一经断开，不能恢复，只能将其删除，重新从元件库中选取。

6－2－14　射频元件

当信号的频率足够高时，电路中元件的模型会产生质的改变，其分析设计方法也有较大不同。在电路进行射频仿真时Spice模型的仿真结果与实际电路的结果有较大差别，Multisim 10软件提供了一些专门用于射频仿真的元件，即射频元件（RF）。

（1）射频电容器

在射频电路中射频电容器（RF Capacitor）的性能不同于低频状态下的常规电容器，它是作为许多传输线、波导、不连续元件和电介质之间的一种连接元件。电介质层通常很薄，适应这种电容器的方程如同于传输线的方程。因此，可以用单位长度的电感，阻抗，和并联电容来描述射频电容器。这种电容器可以在频率达到20GHz时用作耦合和旁路。

（2）射频电感器

在射频电感器（RF Inductor）中，螺旋形的电感提供了较高的电感量和Q值。它的等效电路是电阻（由于集肤效应）与电感串联，与电容并联。

（3）射频NPN晶体管

射频NPN晶体管（RF－BJT－NPN）的基本工作原理与低频段的晶体管相同。只是射频NPN晶体管有一个取决于基级和集电极的转换及充电次数较高的最大工作频率。为了获得这样的效果，要求其发射极，基级和集电极的面积达到最小。但是，制作晶体管的工艺限制了基级面积的缩小，集电极面积的缩小受到集电极的最大承受电压的限制。为了获得最大的功率输出，发射极外围的面积应该尽可能大。

（4）射频PNP晶体管

射频PNP晶体管（RF－BJT－PNP）的工作原理与射频NPN晶体管相同。

（5）射频MOS管

射频MOS管（RF－BJT－3DTN）与双极晶体管相比，有不同的载流子。它的多数载流子应该有较好的传输特性（比如：较好的流动性、较高的速度和较大的扩散系数）。其栅极长度和宽度是两个重要参数，减少栅极的长度可以提高增益、噪声值和工作频率，增加栅极的宽度可以提高射级功率容量。

（6）传输线

传输线（Strip Line）在微波频段是很常用的传导线，传输线是在电介质（通常是空气）包裹下的地－导体－地的传导线。

传输线有很大的选择范围。比如，微波传输线就是一种特殊的类型，其上面的“地”在无穷远处。另外传输线的位置、形状和厚度不同，适应传输线的方程也会不同。比如，中心传输线（通常称为Tri－Plate线），其电导在每一个位置上都是对称的（在顶端和末端，左端和右端）。另一个例子是Zweo－Thickness传输线，与它到地面的距离相比，其导体的厚度可忽略不计。

6－2－15　机电元件

机电元件（Electromechanical）库包括一些电工类元件，一般是虚拟元件（除线型变压器外）。

（1）传感器开关

Multisim 10提供了各种传感器开关（Sensing Switch），如空气、流量开关等，并且大部分都提供了常开（NO）和常闭（NC）两种情况。这些开关都可以通过按键盘上的一个键（触发键，需设置）来控制其断开或闭合。

（2）瞬间开关

瞬间开关（Momentary Switch）又称可复位开关，其特点是通过触发键将其闭合（或断开）后，经过很短的时间又会自动复位即自动断开（或闭合）。

（3）联动触点

联动触点（Supplementary Contacts）的触点有几个，分别控制不同路径电信号的开启（或断开），就如三相电动机的开关一样，三个开关总是同时打开（或闭合），这三个开关是联动的，也可以将这三个开关合为一个联动触点。

（4）定时触点

定时触点（Timed Contacts）有两类：一类是常开延时闭合；另一类为常闭延时断开。

（5）线圈及继电器

线圈及继电器（Coil Relay）的元件箱提供了电机启动器线圈、前向或快速启动器线圈、反向启动器线圈、慢启动器线圈、控制继电器和时间延迟继电器等。

（6）线性变压器

线性变压器（Line Transformer）的元件箱包含了各种空芯类和铁芯类电感器及变压器。

（7）保护器件

保护器件（Protection Device）是为保护电路的工作状态不超过额定工作状态的元件。该元件箱提供了熔断丝、过载保护器、热过载保护器、磁过载保护器和梯形逻辑过载保护器等。

（8）输出器件

输出器件（Output Device）元件箱提供了DC电机、三相电机、指示器和加热器灯泡等常用的输出元件或负载。

6－2－16　阶梯图示

阶梯图示（Ladder＿Diagrams）主要功能是在熟悉的Multisim 10环境中帮助学生掌握控制理论，指导学生完成阶梯图示（Ladder＿Diagrams），控制Multisim 10中的模拟真实机械设备。阶梯组建和仿真的设备都具备完整的动画，提供有意义的反馈。