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基本信息

书名：Multisim 14电路设计与仿真

定价：69.00元

作者：吕波

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-05-01

ISBN：9787111534471

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书针对目前新版Multisim 14软件版本，书中包含来自于企业和培训的大量实例，满足不同行业的读者需求，实例均经过实际操作，专业性和可操作性强，配套资源非常丰富、特色和卖点突出，新书上市重点宣传。

内容提要

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Multisim是美国NI公司推出的以Windows系统为平台的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析功能。为适应不同的应用场合，Multisim推出了许多版本，用户可以根据自己的需要进行选择。本书将以教育版为演示软件，结合教学的实际需要，简要地介绍该软件的概况和使用方法，并给出数个应用实例。本书以NI Multisim的新版本NI Multisim 14��0为平台，包括Multisim 与Ultiboard，介绍了电路设计与仿真的相关知识，主要包括原理图环境设置、原理图设计基础、原理图的设计、层次原理图的设计、虚拟仪器设计、原理图编辑中的高级操作、原理图的后续处理、原理图仿真设计、CAE元器件设计、PCB设计、电路板的布局与布线、电路板的后期操作和封装元器件设计。本书的介绍由浅入深、从易到难，各章节既相对独立又前后关联。在介绍的过程中，编者根据自己多年的经验及教学心得，及时给出总结和相关提示，以帮助读者快速掌握相关知识。全书内容讲解翔实，图文并茂，思路清晰。随书赠送的多媒体教学光盘包含全书实例操作过程的视频讲解文件和实例源文件，读者可以通过光盘方便、直观地学习本书的内容。本书既可以作为初学者的入门教材，也可以作为电路设计及相关行业工程技术人员及各院校相关专业师生的学习参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电子世界的无限可能：从理论到实践的探索之旅》 本书并非一本关于特定软件操作的教程，而是一场深入电子技术核心的知识探索。它将带领读者穿越纷繁复杂的电路原理，揭示电子元件的内在奥秘，并引导读者如何将这些理论知识转化为生动鲜活的实际应用。这本书的目标是构建一个坚实的理论基础，让读者在面对任何电子设计挑战时，都能拥有游刃有余的洞察力和解决问题的能力。 第一部分：电子世界的基石——理论的深度挖掘 在这一部分，我们将从最基础的概念出发，逐步构建起对电子世界的全面认知。 电的本质与行为： 我们将首先深入探讨电荷、电流、电压和电阻这些构成电路的基本要素。不再局限于简单的定义，而是会从微观层面（如电子的定向运动、能带理论的简化解释）和宏观层面（如欧姆定律背后的物理意义、功率损耗的能量转化过程）去理解它们。我们会分析不同材料的导电特性，探讨绝缘体和半导体的区别，以及它们在电子器件中的关键作用。 电路的基本定律与定理： 基尔霍夫电压定律和电流定律将不仅仅是两个公式，我们将通过详实的推导和丰富的实例，展示它们如何在复杂的电路中揭示电流和电压的分配规律。叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理等，我们将不再视它们为记忆的负担，而是理解它们如何简化电路分析，帮助我们快速把握电路的核心功能。我们会探讨这些定理的适用范围和局限性，培养读者独立分析和判断的能力。 交流电的奥秘： 与直流电的恒定不同，交流电充满了动态变化。我们将深入研究正弦波的特性，包括幅值、频率、相位，以及它们如何影响电路的行为。电感和电容在交流电路中扮演着至关重要的角色，我们将详细剖析它们各自的阻抗特性，以及如何利用它们实现滤波、谐振等功能。我们将探讨RLC串联和并联电路的阻抗计算、电流和电压的相位关系，以及功率因数对电路效率的影响。 信号的表示与变换： 电子世界充斥着各种各样的信号，有线性的，也有非线性的。我们将学习如何用数学语言来描述这些信号，理解傅里叶级数和傅里叶变换如何将复杂的信号分解为简单的正弦波分量，为信号分析和处理打下基础。同时，我们将探讨各种滤波器（低通、高通、带通、带阻）的设计原理，理解它们如何选择性地允许或阻止特定频率的信号通过，以及它们在通信、音频处理等领域的广泛应用。 半导体器件的原理： 晶体管和二极管是现代电子学的灵魂。我们将从pn结的形成开始，深入理解二极管的单向导电性，以及它在整流、稳压等方面的应用。我们将详细剖析不同类型的晶体管（BJT和MOSFET）的工作原理，包括它们的电流放大作用、开关特性，以及它们如何构成逻辑门、放大电路等。我们会强调不同半导体材料（硅、锗、砷化镓）的特性及其对器件性能的影响。 第二部分：电子元件的家族——特性、应用与选择 了解了基本原理之后，我们将把目光聚焦于构成电路的各种“积木”——电子元件。 电阻家族： 我们将详细介绍不同种类电阻的结构、材料特性、精度、功率容量以及温度系数。我们将深入分析固定电阻、可变电阻（电位器、可调电阻）的设计考量，以及它们在电路中的具体作用，如分压、限流、偏置等。 电容的百态： 除了基本的储能功能，电容在电路中还有许多神奇的作用。我们将探讨不同介质电容器（陶瓷、电解、钽、薄膜）的特性差异、容量选择、额定电压以及寿命问题。我们将重点讲解电容在滤波、耦合、退耦、定时电路中的应用，以及它们在高频电路中的寄生效应。 电感的世界： 电感器的储能特性以及对电流变化的阻碍作用是其核心。我们将介绍不同类型的电感器（空心、铁氧体、磁芯），以及它们的电感值、品质因数（Q值）和饱和电流等关键参数。我们将重点分析电感在滤波、振荡、升压/降压电路中的应用，并探讨电感在电路设计中的布局与屏蔽问题。 半导体器件的精细观察： 二极管的多样性： 除了普通二极管，我们将深入研究整流二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、肖特基二极管、发光二极管（LED）和光电二极管等，理解它们的独特工作机制和应用场景。 晶体管的家族： 我们将详细介绍双极结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的工作原理、电特性曲线，以及它们在放大、开关、逻辑运算等方面的不同优势。我们将探讨NPN、PNP、N沟道、P沟道等不同类型的晶体管，以及它们在各种电路中的配置方式。 集成电路（IC）的宏观视角： 我们将概述集成电路的发展历程和基本构成，理解其如何将大量分立元件集成到一个芯片上。我们将介绍运算放大器（Op-amp）的基本原理和经典应用电路（如同相、反相放大器，加法器，减法器，积分器，微分器），以及逻辑集成电路（如门电路、触发器、计数器）在数字电路中的基础地位。我们将强调选择合适的集成电路时需要考虑的封装、电源、工作频率和功耗等因素。 其他重要元件： 我们还将简要介绍传感器（如温度传感器、光传感器）、执行器（如继电器、电磁阀）、晶振（用于提供稳定时钟信号）等，并阐述它们在特定应用中的作用。 第三部分：电路设计的智慧——从构思到验证 理论和元件知识是基础，将它们巧妙地组织起来形成功能完善的电路，才是设计的核心。 电路分析的系统方法： 我们将学习如何系统地分析一个给定电路，包括确定电路的拓扑结构、识别关键节点和回路、应用电路定律求解未知量。我们将探讨节点电压法、网孔电流法等系统化的分析工具，以及如何通过简化的等效电路来理解电路的整体行为。 放大电路的设计与优化： 放大电路是电子系统中最常见的模块之一。我们将深入研究不同类型的放大电路（如共射、共集、共基放大器），理解它们的增益、输入输出阻抗以及频率响应特性。我们将探讨如何通过选择合适的偏置方式和反馈机制来稳定放大器的性能，并处理失真问题。 振荡电路的原理与应用： 振荡器是产生周期性信号的核心。我们将学习不同类型的振荡器（如RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器）的工作原理，理解正反馈和频率选择机制。我们将探讨振荡器的频率稳定性、输出波形和幅值控制等关键参数。 滤波电路的设计与实现： 滤波电路在信号处理中至关重要。我们将深入分析有源滤波器和无源滤波器的设计方法，包括Butterworth、Chebyshev、Bessel等不同逼近函数的特性。我们将探讨滤波器在消除噪声、提取有用信号等方面的应用。 电源电路的设计基础： 稳定可靠的电源是所有电子设备正常工作的保障。我们将介绍线性稳压电源和开关稳压电源的基本原理，理解变压器、整流器、滤波器和稳压器等关键组成部分的作用。我们将探讨电源效率、纹波抑制和瞬态响应等关键指标。 数字逻辑与状态机： 对于数字电路，我们将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR）开始，逐步讲解组合逻辑电路（如加法器、译码器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器）。我们将介绍有限状态机（FSM）的设计方法，用于构建能够根据输入信号序列执行特定操作的控制器。 接口与通信电路： 电子系统通常需要与其他设备进行通信。我们将探讨串行通信（如UART, SPI, I2C）和并行通信的基本原理，理解信号的编码、解码和时序同步。我们将简要介绍模拟信号与数字信号之间的转换（ADC和DAC）原理。 第四部分：实践的进阶——系统化思维与创新 掌握了理论和设计方法后，我们将提升到更高的层次，培养系统化的设计思维和创新的能力。 系统框图与模块化设计： 复杂系统可以通过分解为功能独立的模块来简化设计。我们将学习如何绘制系统框图，如何定义模块接口，以及如何进行模块化设计，提高设计的可维护性和可扩展性。 鲁棒性与可靠性设计： 电子电路需要在各种环境下稳定工作。我们将探讨如何通过冗余设计、容错机制、过压过流保护等措施来提高电路的鲁棒性和可靠性。 功耗与热管理： 随着电子设备的集成度越来越高，功耗和散热成为关键挑战。我们将探讨低功耗设计技术，以及如何进行有效的散热管理，确保器件在安全工作温度范围内运行。 抗干扰与电磁兼容（EMC）： 外部电磁干扰可能导致电路误动作。我们将学习噪声源的分析，以及如何通过屏蔽、滤波、布局优化等方法来提高电路的电磁兼容性。 设计流程与文档规范： 一个完整的电路设计需要严谨的流程和详细的文档。我们将介绍从需求分析、原理图设计、PCB布局、焊接调试到最终测试的完整设计流程，并强调文档记录的重要性。 前沿技术的展望： 最后，我们将对当前电子技术的发展趋势进行展望，例如物联网（IoT）相关的传感器网络、低功耗无线通信、嵌入式系统等，激发读者对未来电子技术的探索热情。 本书旨在成为读者在电子技术领域的良师益友，它不仅仅传授知识，更注重培养读者独立思考、分析问题和解决问题的能力。通过对这些核心概念和原理的深入理解，读者将能够自信地驾驭各类电子设计项目，开启属于自己的电子技术创新之旅。