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數字電路的設計方法范文第1篇

關鍵詞：電子電路；單元電路；設計方法

1 前言

在我國，電子技術是隨著我國的改革開放發展起來的，雖然起步晚，但是當今的發展也在世界發展水平之列。經過幾十年的發展，電子技術從電路的設計和應用的領域都發生了翻天覆地的改變，應用范圍越來越廣，對于我國的電子電路的工程師和設計人員來說，合理的設計出一個符合要求的完整的電路圖是非常重要的。

2 電子技術和單元電路的概念

所謂的電子技術，就是在我們解決實際的電路問題時，電路工程師根據電子學的原理，將電子的某種特性設計在一個實際的電子器件上的一門新興的技術。電子技術主要分為電子信息技術和電子電路技術兩大類。在電子信息技術中，從前只有電子模擬技術，但是最近幾年又新發展出一門數字電子技術，后者處理電路的能力更強，因此，成為現今社會電子技術的主流。在電子電路中，組成電子電路系統的一個主要部分就是我們要分析的單元電路。單元電路很復雜，對電子工程師要求的技術嚴格，為了將電子電路設計的水平不斷的進行提高，我們電子工程師就要對單元電路進行設計的研究，通過這些來增加單元電路的經驗。

3 單元電路的設計步驟和方法

3.1 單元電路的設計步驟

在傳統的電路設計時，一般的步驟有三步。單元電路在設計上也一樣，都是明確設計任務、計算單元電路的參數以及畫出最后的單元電路圖。

在單元電路設計前，一定要明確設計的目的和任務。主要考慮的是設計出的單元電路的性能，在單元電路設計時，我們要將電壓、電阻、電流設計為最佳的狀態，以使設計出的單元電路的性能達到最好，當然，在設計時，還要考慮到設計出的電路體積要小，成本要低，結構要簡單，方便使用和維護、

在計算單元電路參數時，我們一定要運用我們電子工程師的專業知識，將設計的參數計算準確，保證設計出的單元電路功能達到預期的目標。舉例說明，當我們在設計單元電路中的放大器電路時，我們一定要計算準確電阻值及其放大的倍率，這樣才能保證放大器電路正常的工作。在參數計算時，我們要計算不止一次，將計算的結果進行比較，在誤差范圍內才能使用。

在單元電路設計參數計算出來后，接下來就是畫單元電路圖。畫出完整的單元電路圖主要是讓我們能總體的了解單元電路和整機電路間的相互聯系和轉換。在畫單元電路圖時，要確保所畫的電路圖簡單、明了、準確。盡可能的將電路圖畫在一張圖紙上，這樣方便電子工程師檢查其中的問題和錯誤，單元電路的主要部分要在圖紙上標明，有必要的還要畫出主要部件的詳細電路圖。

3.2 單元電子電路的設計方法

前面詳細的講解到單元電路的設計步驟，這都是為單元電路的設計方法做準備，一個單元電子電路正常運行與否，根本還要看單元電路的設計是否合理，因此單元電子電路的設計方法尤為重要。下面主要講三種實際生產中常用的設計方法。

第一種就是線性的集成運放組成的穩壓電源的設計方法，在穩流網絡，穩壓電源中的電壓變壓器只有通過輸入電壓才能借助濾波網絡進入最后的穩壓網絡中去，因此，在電子工程師設計電路時，要將電流的短路保護考慮在內，防止負載的電流超過額定電流，對電路產生損害，一般的穩壓電路都是串聯式，因此在設計時，要將負載區的紋波系數降低，保證電路的穩壓效果，帶動負載一定不能選用直流電，防止出現短路。

第二種就是單元電路的級聯設計方法。在將各個分單元的電路設計好后，就要設計他們之間的級聯圖了，一些涉及的是模擬電路的聯系，一些是數字電路的聯系，更多的是兩者結合的綜合電路，這些電路總體是要提高電路的放大倍數和提高其負載能力，因此，我們設計時要綜合考慮對電路進行匹配設計。在耦合信號的設計中，要考慮不同耦合種類的相互影響，對電路進行最優設計。對于電路中的時序配合，要總體的先對系統進行分析，確定電路系統的時序，在按照最簡原則進行設計。

第三種就是對電路中的放大器的設計。放大器在電路中的作用主要是放大電路中的單元倍數，加強電路中某個模塊的功能。放大器要考慮的因素主要是電源的單、雙供電，電源的最優電流，最佳輸入和輸出電壓等，在放大器設計中，一定要處理好各個參數的關系，在設計中要避免出現兩級以上的放大級別，減少出現的消振問題。

4 結語

現在的電路中的單元電路種類很多，因此在設計方法上會有很多版本，隨著科學技術的不斷發展，集成電路逐漸成為電子市場的新寵，并且已經形成集成電路的新興器件，這對電路的單元電路設計要求提出了更加嚴格的要求。這就需要我們電子工程師在電路的設計上要積極地積累設計經驗，參考國外的先進技術，將我國的電子設計推向一個新的臺階。

[參考文獻]

[1]徐雷.關于電子技術單元電路的級聯問題[J].電子制作，2013，（9）：17-19.

數字電路的設計方法范文第2篇

關鍵詞：數字電路 教學 課堂教學 實驗教學

中圖分類號：TN79-4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）09-0121-02

數字電路是電子信息類專業的一門學科基礎課程，通過本課程的學習，同學們能夠了解數字電子技術的基本概念、數字邏輯電路分析和設計方法，掌握常用集成電路芯片的使用，實現簡單數字應用電路設計，為后續有關專業課程學習和解決工程實踐中遇到的數字邏輯問題打下良好的基礎，培養具有一定創新能力的應用型人才。

數字電路是現代電子系統的必要組成部分，從一般的數字邏輯電路、微處理器控制電路、到復雜的信號處理系統，無不留下數字電路的身影，因此掌握數字電路分析、設計方法和測試方法是電子信息類專業的基本要求。

1、對數字概念的建立是該門課程的重要基礎。

數字電路是真正接觸數字邏輯、數字概念的第一門課，這部分概念的掌握與否，直接影響到后續課程的學習，比如：微機原理、單片機原理、數字信號處理和EDA等。

（1）邏輯量概念和邏輯運算是數字電路的基礎，邏輯量是用來表示事件是否發生的物理量，在具體電路實現上用高低電平來表示邏輯量0和1。邏輯關系表示了事件之間的因果關系，在具體電路方面用各種門電路來實現。

（2）編碼方法、二進制概念、算術運算是數字邏輯的具體應用。用多位有序邏輯量排列來表示不同的符號和不同的數就形成了編碼，其中二進制是表示數的一種常用方法，這時的0和1也變成了數，但是其運算電路實現仍然是用邏輯電路來實現的。

比如一位全加器就是一個典型的二進制運算器，其運算規則是按照二進制運算進行的，每個變量的值，代表真實的二進制數0和1，但是其實現電路有時按照邏輯電路來實現的。

假設一位全加器的輸入信號兩個加數分別為Ai，Bi與低位進位Ci-1，輸出信號分別為和Si與進位Ci，則得到真值表如下。

由上述邏輯表達式就可以得到一位二進制全加法器，如果有多個這樣的二進制全加器就可以實現多位二進制加法器，實現加法運算。

2、組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析和設計是數字電路教學的主要內容

組合邏輯電路的分析和設計主要包括各種門電路和一些常用組合邏輯電路，這部分內容是邏輯運算關系的具體實現，也是一些常用小規模集成電路原理理解和應用的具體實現，特別是譯碼器74LS138和數據選擇器74LS151的理解和應用。

時序邏輯電路的分析和設計主要包括觸發器原理介紹、由觸發器構成的時序電路和中小規模集成電路的應用，這部分內容是數字電路教學的主要內容，特別是用時序電路來解決具體應用問題時，如何把具體問題轉換成電路設計問題時一大難點。其中兩個重要的集成電路模塊是移位寄存器74LS194和異步復位十六進制計數器74LS161。

組合邏輯電路和時序邏輯電路是按照電路中有無觸發器來區分的兩種電路形式，實際時序邏輯電路中往往肯定包含組合電路，按照一定的分析和設計思路，就可以順利完成電路的分析和設計。

圖一是用譯碼器和數據選擇器分別實現全加器的電路圖，我們在輸入端用撥動開關來表述不同的輸入信號，在輸出端用發光二級管來表示輸出結果，這樣非常直觀，利于同學們的理解。

（b）用74LS151數據選擇器實現

圖1 全加器實現與演示

3、積極改進教學內容，注重應用技能的培養

數字電子技術的發展、電子設計手段的進步已經發生了巨大的變化，但是我們教材的主要內容和20多年前沒有大的變化，強調數字技術的基礎性，在門電路、集成電路方面花了很多的篇章，這也是現在同學們學習時比較難掌握的部分，但是這一部分也是絕大部分同學今后很少用到的部分。另外一方面，現代設計所需要的CPLD、FPGA知識和HDL語言沒有介紹或介紹不夠。因此，我們在教學中，弱化門電路和集成電路的教學，強調集成電路的功能和接口條件，在介紹集成電路芯片的同時，介紹其Verilog HDL描述。這樣對照硬件和軟件進行學習，相互印證，能夠得到比較好的效果。這種學習方法，可以適應硬件設計的軟件化設計趨勢。

4、積極改進理論和實驗教學方法，加強動手能力的培養

在數字電路教學中多講解各種實用電路的設計和實驗，可以提高課程教學的效果，幫助同學們理解數字電路理論教學內容，增強同學們感官認識和動手能力。現在數字電路實驗特別是多個集成電路芯片的實驗因為接線問題，常常影響同學們的實驗效果，甚至得不到所需要的結論。另外硬件實驗要花費較多的時間資源和硬件資源，并且以后的工作需要更多的是軟件仿真工作，因此仿真工作是很多設計過程中不可或缺的一個重要環節。因此在教學過程中我們要求學生掌握Multisim仿真軟件。通過老師演示，學生自己仿真，花時間少，可以充分發揮自己的想象。

Mutilsim軟件具有非常強大的功能，不僅可以滿足數字電路的仿真還可以滿足模擬電路的仿真要求，系統提供了大量的信號源和測試設備，使系統的運行看起來非常逼真。系統還可以實現硬件描述語言編程的仿真，還可以進行CPU軟件編程程序的仿真，因此建議同學們掌握Mutilsim軟件的使用。（如圖2）

圖2是60進制計數器的電路，圖中不僅包含由兩個74LS161組成的60進制計數器，還包含了兩個數碼管驅動電路和兩個7段數碼管。這樣通過仿真軟件實現具有下列優點：

（1）可以方便地修改60進制計數器的各種設計方法，只需簡單修改就可以實現同步計數電路、異步計數電路、同步置零、異步清零等計數器控制策略；

（2）可以方便地實現其他進制的計數器，如果采用74LS160電路可以更簡單；

（3）進一步理解數碼管驅動電路的原理和使用方法。

（4）進一步理解數碼管的模塊的連接方法。

本文針對數字電路課程教學中的數字電路概念、教學內容和教學方法等問題做了比較具體的分析，并用具體實例進行了說明。

參考文獻

[1]謝劍斌，李沛秦等.在“數字電子技術”教學中培養學生創新能力.電氣電子教學學報，Vol.32，No.6，2010.12.

[2]張振亞.數字電路教改探討.西南民族大學學報·自然科學版第37卷5，2011.5.

[3]宋偉，朱幼蓮.“數字電路”課程設計教學改革探索.江蘇技術師范學院學報Vol.17，No.8，2011.8.

數字電路的設計方法范文第3篇

關鍵詞：數字電路設計 常見問題 注意事項

中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-02

隨著科學技術的飛速發展，新的電子產品和器件層出不窮，21世紀顯然已經成為了信息化和數字化的時代。數字地球、數字商場、數字化生存、數字服務等概念早就成為人們生活中屢見不鮮的名詞，當前人們日常交往中的很多方面都與數字聯系得越來越緊密，比如每一個人的QQ號、身份證號、手機號、IP地址等等都在廣泛的數字化。數字已經不再是傳統意義上的1、2、3、5…，它們已經成為了區分標示和進行社會管理的重要載體?，F在和今后，我們的生活都在進一步進行數字符號化，我們需要的資料和存儲的信息都會用這些簡單的數字傳遞復雜的內容，這一系列看似簡單的數字承載了我們學習、工作和生活中的很多方面。這些任務的承擔都必須以數字電路為根本進行數據信息的采集、分析、區分和處理，從而轉化成影響著我們現實社會的數字電路信息符號?，F在，數字電路已經十分廣泛的深入到社會中的各個領域。近年來，科學技術的突飛猛進引發了很多行業深刻的變革和翻天覆地的變化，數字信息行業在很多方面都處在科學技術發展的前端，其中顯而易見的是數字電子科學技術，在科學大發展大繁榮的浪潮中，數字電子科學技術得到狂飆式的發展，當前毫無疑問已經成為了發展最快和影響力最大的學科之一。數字邏輯器件從20世紀60年代以小規模集成電路為主發展到當前的中、大規模集成電路，甚至是超大規模的集成電路。數字邏輯器件的不斷發展和應用更新，勢必會推動著整個數字電路的繼續前進。

1 數字電路的噪訊干擾處理

在數字電路中我們會經常采用布爾代數的數學方法，用來描述事件之間相互的邏輯關系。和一般普通代數層面中的變量不一樣，邏輯變量則是用來描述邏輯關系中的二值變量，即用1和0這兩個值來表示對立的邏輯狀態。數字電路依照0和1的穩定情況來作為運算基礎，所以這其中就會存在噪訊界限。相對于模擬電路而言，數字電路有著非常強大的噪訊。數字電路中，數字信號因為與電流變化中磁數變化的誘導電壓的影響，電流變化就會在某個地方形成了噪訊的產生地，這又與電路長度、回路的面積息息相關。數字信號轉變時會帶來過渡性的電路，進而帶動導體產生噪訊電壓，再加上噪訊電流的流動會容易造成數字電路的誤動作。電路的阻抗越高受到外部噪訊干擾就越容易，對抗噪訊的干擾除了控制噪訊電壓以外，還應該加大結合阻抗，同時減少輸入阻抗。數字IC中如果空端子表現出open的狀態就會使阻抗變高，這進而又會導致數字電路極容易受到噪訊的誤動作干擾。所以，數字IC的空端子需要連接電阻與電源。多層板信號線的阻抗，因為導線系設在背景的表面上，所以也可以減低阻抗的效果。

2 數字技術與模擬技術的融合

因為LSI和IC本身的高速化，為了能夠使機器能夠同時達到正常運行的目標，所以這就難免會使得技術的競爭越來越激烈。盡管系統構成的電路不一定有clock的設計，但是毋庸置疑的是系統是否可靠必須要考量到選用電子組件、電路設計和成本、封裝技術、防止噪訊產生、防止噪訊外漏等綜合因素上。數字或模擬電路的極其小型化、多功能化、高速化會使得小功率信號與大功率信號、低輸出阻抗與高輸出阻抗、小電流與大電流等問題常常會在同一個密封密度的電路板中出現，設計人員置身于這樣的環境就將面對如此高難度和富有設計思維的挑戰。比如，十分穩定的電路和吵雜的電路相依時，一旦沒有把噪訊侵入到十分穩定的電路對策看做成設計的重點，那么事后盡管進行很多次設計也將難免會陷入無解的局面。又如，假設將小型的模擬信號增幅后，利用10bitA/D的數字轉換器轉換成數字信號，但是就因為分割輻寬是4.9 mV，但是要把該電壓的level正確的讀取出來就不會是一件容易的事情，很多事情就會使得超過10bit的A/D轉換器陷入了不能正常順利運行的困境。

3 數字集成電路的選擇

基本門電路是由簡單的分離元件構成，雖然設計起來比較容易簡單，但是運行和反映的速度很多時候相對較慢，負載承受的能力也較差，電氣的性能也有待進一步提高。目前使用得最為廣泛則是數字集成電路。其優點是：體積較分立元件設備小幾百倍；抗干擾能力強；故障率和功耗率都很低，輸出電阻低；輸出特性好；穩定性強。數字集成電路中又以是CMOS和TTL系列電路這兩種為主。CMOS系列器件的工作電壓在3～18 V之間，TTL系列的工作電壓是5 V，所以CMOS電路的工作范圍相對較廣，其噪聲的容限也較大，所需要消耗的功率相對較低。盡管CMOS的電路輸入端進行了保護電路的設置，但是因為限流電阻的尺寸有限和保護二極管，這就會難免使得其承受的脈沖功率和靜電電壓受到限制。CMOS電路在運輸、組裝和調試中因為不可避免的會接觸到靜電和高壓的物件，所以要保護好輸入的靜電。此外，CMOS還會產生電路鎖定效應，為了安全和方便的使用，人們一直在致力于從設計和制造上排除鎖定效應的研究。因為，集成電路的要求都比較高，需要先進行芯片的設計和程序的編制，但是更多的時候在使用現成數字電路中進行了簡單的分析，這是非常不夠的。專用的集成電路是一種新型的邏輯器件，因為其具有靈活性和通用性的特點，所以成為了對數字系統進行設計和研制的首選器件?？偟膩碚f，數字電路在今后的發展中還有廣闊的空間，但是其基礎知識不會發生改變，如何進行進一步的改進，這就迫切需要新型的數字人才去發現并改進當中不大完善的地方，完善和彌補電路中的每一個缺點和不足，使得當中各個部分和環節都能發揮最大的作用。

4 數字電路系統設計

數字電路設計是從原理方案出發，把整個系統按照一定的標準和要求劃分成若干個單元電路，將各個單元電路間的連接方式和時序關系確定下來，在這個前提下進行數字電路系統的實驗，最終完成總體電路。數字系統結構由時基電路、控制電路、子系統、輸出電路、輸入電路五部分構成，當中數字系統的核心是控制系統。數字電路系統的設計有分析系統要求、設計子系統、系統組裝和系統安裝調試等步驟組成。數字電路系統的設計也不是一次兩次就能完成，需要設計人員進行反復的調試和探究，通過自上而下的設計方法和自下而上的設計方法進行數字系統的設計，依托RTL傳輸語言等常用工具完成。數字電路系統設計包含了很多問題，比如，電路的簡化可能會使得電路性能降低，但是電路性能指標提升難免會以犧牲電路簡化為條件。所以，數字電路系統的設計過程有很多因素需要考慮和兼顧。

5 數字電路的抗干擾措施

在利用TTL或CMOS這兩種邏輯門電路作為具體的對象進行設計時，還需要注意到下面幾個問題。

5.1 多余端的處理

數字集成邏輯門電路在正常的使用時是不允許多余端懸空的，不然就極有可能十分容易的把干擾信號引入到數字電路中。所以，在數字電路的設計中，針對多余端的處理，我們則是按照不改變數字電路的正常工作狀態以及確保其性能穩定和可靠為基本原則。

5.2 去耦合濾波器

數字電路一般都是由多數片邏輯門電路組成，他們供電則來自于公共的直流電源。所以，這種電源并不是很理想的，很多時候是依靠整流穩壓的電路進行供電，所以也會存在一定程度的內阻抗。數字電路正在處于運行時，就會產生很大的尖峰電流或者是脈沖電流，這些電流流經到電路的公共內阻抗時，必然相互間會產生一定的影響，情況嚴重時會使得數字電路的邏輯功能發生混亂，甚至是陷入崩潰狀態。所以數字電路在設計中針對這一情況的處理辦法一般都會使用耦合濾波器去應對，常常會使用10～100 μF范圍之內的大電容器和直流電源再聯合去濾除多余的頻率成分。值得注意的是，還需要將每一集成芯片的電源與地之間接一個0.1 μF的電容器，用來濾除掉開關帶來的噪聲干擾。

5.3 接地和安裝防范

科學的接地和安裝工藝是數字電路設計中比較有效的措施。在實際操作中，可以把信號地和電源地分開出來，將信號地集中到一點，再把這兩者用最短的導線相互連接起來，用來避免大電流流向其他器件的輸入端，進而導致系統的邏輯功能失效。如果電路設計中同時有數字和模擬這兩種器件，也需要將它們分開，再選擇一個符合條件的共同點接地，皆宜消除相互之間的影響。當然也可以設計出數字和模擬兩塊電路板，分別給他們配上直流電源，再把兩者合適的連接起來。在電路板的設計和安裝中，也必須要注意盡量將連線縮短，這就能很大程度的減少接線電容帶來的寄生振蕩。

6 結語

數字處理技術和集成電路技術正在飛速的發展，數字電路也得到了越來越廣泛的運用，像當前的數字電視、數字照相機等產品已經走進了廣大人們生活當中，數字化已經成為了當前科學技術和社會發展的不可逆轉的潮流。數字電路設計組成了諸如數字測量系統、數字通訊系統、數字控制系統等等。隨著科學技術的不斷進步，數字電路的設計帶來的成果和發揮的影響力將會越來越受到重視。

參考文獻

[1] 王華奎.電子電路設計[M].北京：電子工業出版社，2004.

數字電路的設計方法范文第4篇

>> 基于研究性教學的數字電路與系統實驗教學改革 數字電路課程教學方式改革的探討 數字電路課程的教學改革與研究 脈沖與數字電路課程教學模式改革探討 數字電路課程教學方法研究 數字電路實驗課程教學方法的改進與探討 中職學校提高《數字電路》課程教學質量的探討 中職《數字電路制作與調試》課程教學評價方案的探討與實踐 數字電路課程的任務驅動教學初探 數字電路課程的教學案例分析 談“數字電路”課程的教學改革 數字電路課程教學體會 基于項目教學模式的數字電路課程設置研究 如何提高《數字電路》課程教學質量的研究 項目驅動法在數字電路課程教學中的研究與應用 數字電路課程改革的思考 數字電路教學體系改革的研究 數字電路教學架構的與時俱進 基于項目教學的高職電子產品數字電路分析與制作課程教學研究 《數字電路與邏輯設計》課程教學內容及方法的改革與研究 常見問題解答 當前所在位置：.

[2] 鄭寶周,李富強,吳莉莉,等. “模擬電子技術”理論課的研究性教學探討[J]. 科技信息,2009(11):469.

[3] 劉寶存. 美國研究型大學基于問題的學習模式[J]. 中國高教研究,2004,(10):61-62.

[4] 鄭金洲. 案例教學指南[M]. 上海:華東師范大學出版社,2000:20-21.

[5] 閻石. 數字電子技術基礎[M]. 5版. 北京:高等教育出版社,2006:1-2.

[6] 侯建軍. 數字電路實驗一體化教程[M]. 北京:清華大學出版社.2005: 66-77.

The Exploration of Study-based Teaching Applying in Digital Circuit Course

ZHANG Dan, CHENG Shu-wei, JIE Long-mei

(Colloge of Computer Science & Information Technology, Daqing Normal University, Daqing 163712, China)

數字電路的設計方法范文第5篇

【關鍵詞】Multisim11.0；模擬或數字電路；故障診斷

0 引言

Multisim11.0作為目前世界上較為先進的電子自動化設計軟件，通過它強大的性能和比較領先的自動化機制引起了電子專家的注意。人們開始嘗試將multisim11.0應用于模擬或數字電路的故障診斷與排除，并取得了非常顯著的效果，本文將重點介紹multisim11.0在故障診斷方面的優勢及應用過程中需要注意的問題。

1 什么是Multisim11.0

Multisim11.0是目前在電子領域知名度和應用度都比較高的一款電子設計自動化軟件，它和NI Ultiboard一樣都屬于美國國家儀器公司，都作為電路設計軟件套件而被眾人所認知。同樣，由于其不凡的產品性能，該應用軟件成功入選伯克利加大SPICE項目，能獲得這一殊榮的電子應用軟件為數并不多。在具體的應用實踐中，該軟件主要應用在電路圖的設計和電路的教學。在這一過程中，參與者可以真實的感受到電路的整個交互式的搭建過程，并且體驗其強大的捕獲、仿真和分析功能。所以在電子學教育中Multisim11.0被廣泛應用，幫助教育工作者實現從理論到原理圖設計甚至電路故障的診斷和測試的完整的綜合設計流程。Multisim11.0的突出性能如下：

1.1 圖形界面比較直觀

Multisim11.0的操作界面具有很強的直觀性，它的呈現方式如同一個正在進行的電子實驗的工作臺，在電路的繪制過程中，只需借助鼠標就可完成電路所需個元件和測試儀器與導線的連接而且，在控制面板上所顯示的模擬電路與操作方式基本一致，在操作過程中可以通過顯示器清楚的看到測量數據，以及各相關數據的波形軌跡和特性曲線，幫助實驗者或者系統維護人員更好的進行電路的維護和保養。

1.2 元器件比較豐富

Multisim11.0和上代的軟件相比，擁有了更為強大的元器件供應，目前在全世界已經有上萬種元件為其提供專業的支持，而且軟件自身可以方便的實現對系統內元件的參數按照實際的需要進行相應的修改，并且軟件本身可以借助自帶的模擬生成器及代碼自創模型實現對自己所需元件的生成與創建，可以說具有很強的智能性。

1.3 較強的仿真能力與豐富的檢測儀器

Multisim11.0和上代的軟件相比，借由SPICE3F5和Xspice的內核作為仿真的引擎，通過帶有的增強設計功能將數字和混合模式的仿真性能進行優化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、電路向導等功能，這些仿真功能在具體的實際操作中發揮著越來越重要的作用。同時，該軟件提供了近20多種的虛擬儀器來實現對各種電路動作的實際監測。例如，比較常見的萬能表，以及函數信號發生器、瓦特表、示波器、字符發生器、邏輯分析儀等設備，雖然這些設備只是該軟件的一個虛擬構成，但它得的設置與運行和真實生活中的一樣，這種交互式的動態顯示幫助我們更好的對模擬或數字電路進行有效的分析。同時，該軟件還可以通過自定義相關儀器來實現電路測試的升級與靈活控制各應用程序的儀器。

1.4 分析手段比較完備

Multisim11.0具有比較完備的分析手段，通過進行對直流工作點的分析，以及交流和瞬態分析來實現對原型開發和測試設計的迅速完成。具體來說，該軟件利用仿真產生的數據來完成數據的執行與分析，這個范圍比較廣泛，從簡單的基本數據到異常的極端數據都可以進行完整的分析，并且每一個數據的分析都為下一步分析做好鋪墊，具有了符合電子行業標準的交互式的測量和分析性能。

1.5 比較好的信息轉換的兼容性

在Multisim11.0軟件中，提供了比較完備的原理圖與仿真數據的轉換。可以通過自帶的相關軟件實現對數據的輸出，可以進行將原理圖輸出到布線，也可以輸出為網絡表文件，對數據進行互聯網的共享。在數據輸出以前，軟件會首先對結果進行分析運算。例如，進行基本的算數運算，三角運算，復合運算，向量運算和邏輯運算等等，從而提高結果分析的可靠性，與此同時，該軟件支持C代碼、匯編代碼以及16進制代碼，并兼容第三方工具源代碼；包含設置斷點、單步運行、查看和編輯內部RAM、特殊功能寄存器等高級調試功能。

2 Multisim11.0的模擬或數字電路故障診斷

在當今社會，數字化發展非常迅速，已經逐漸成為現今世界發展的主要潮流。不夸張的獎，在各個行業各個領域，數字化都有其非常廣泛的應用，這也是未來發展的方向。在數字化的進程中，它發展的主題是電路。從傳統的模擬電路到今天的數字電路，見證者科技的突飛猛進。數字化的核心就是其數字電路，數字電路也是計算機硬件電路和通信電路以及信息自動化的關鍵所在。數字電路經歷了電子管、半導體分立器以及集成電路等重要的歷史發展階段。它是模擬電路的提升與改進，實現了對數字信號進行的數字量化與一系列的數字運算和邏輯運算。由于其較強的穩定性和良好的抗干擾性，自60年代以后得到了非常廣泛的運用，速度比模擬電路還要快。在這中間模擬電路和數字電路在各個領域推廣，極大的帶動了電子產業的發展。尤其是上個世紀末，微型處理器的出現讓數字電路有了本質的提升，規模更大，功能也更加強大?，F在已經超過過去的簡單的二進制演變為八進制甚至是多進制。

2.1 模擬或數字電路故障產生的主要原因

在本文中我們重點分析數字電路產生故障的主要原因。首先我們要簡單了解一下數字電路的基本組成單位，那就是門電路。門電路的主要功能是用來實現基本的邏輯運算與復合的邏輯運算。通俗來講，門電路其實就是一個簡單的開關電路。一般我們經?？吹降氖桥c門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或和同或門等幾種，而這些門電路的主要構成是：半導體二極管、半導體三極管、CMOS等具有開關特性的元件及電阻、二極管。這些開關特性所處的條件不同其元器件所處的跳轉狀態也會不同。所以面對如此多的門電路，尤其是出現了結構比較復雜的集成電路，將電路的大多數部分甚至是全部集中在一個小芯片上，一旦某一物理元件存在缺陷或者出現一些細微的變化，都會影響整個電路的正常運行，嚴重時還會對整個電路造成意想不到的傷害。所以，對正在運行的電路進行定期的診斷顯得尤為重要，另外在電路運行前的檢查也是必要的，例如，各引線之間的連接，以及是否存在短路，各個接口，插件之間的連接是否出現接觸不良等等。

2.2 模擬或數字電路故障的主要特點

數字電路的故障來源門電路，門電路的輸入可以唯一，也可以為兩個，甚至更多，這就會出現信號傳輸的快慢問題，雖然門電路的傳輸時延很小，但是，對于不同的器件材料，延時區別是很多的，比如三極管材料要遠大于CMOS材料的器件。當一個門電路的輸入有多個，且根據不同路徑到來時候，由于時間的先后順序，這就會產生競爭，導致冒險現象。數字電路是用0和1表示電平信號的高低，但是在數字電路的傳輸過程中依然是電流或者電壓的傳播，在每（下轉第175頁）（上接第85頁）一個門電路中，或多或少都會有耗能器件，這時候，隨著信號的流通，耗能必不可少，這就可能影響電平的情況，甚至會影響門電路的驅動問題，即前一個門電路的輸出達不到驅動下一個門電路的能力，這會使電路無法正常工作。信號在傳輸的過程中也會收到外界電磁的影響，這可能會是信號的電平發生改變，從而影響電路的功能實現，乃至出現錯誤的邏輯關系，這些情況都是隨機的，不可預見的，我們很難控制，我們所能做的僅僅是盡量避免這些情況的發生，所以我們要知道數字電路會存在哪些故障的隱患，從而達到減少電路故障的發生概率。

2.3 Multisim11.0在模擬或數字電路故障診斷

Multisi11.0作為美國國家儀器有限公司推出的一款比較優秀的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。因此本文借助其強大的仿真性能來完成它對模擬與數字電路的故障診斷。

經過Multisim11.0在模擬或數字電路的應用，我們發現該軟件比較直觀的將電路故障所處的位置通過數據分析和運算以后，傳出到我們面前。我們比較直觀并且準確的找到故障所在模塊，借助診斷備件將其進行替換。尤其是該軟件自帶的升級功能幫助我們更好的做好了電路故障的預警機制，為故障的及時判斷和準確分析提供了強有力的支持。

同時借助該軟件的各個元件，我們對時序電路的故障進行了比較有效的診斷。因為時序電路存在時序，所以電路需要在一定時序的作用下才能實現其功能，這就讓其測試問題變得復雜，借助Multisim11.0軟件我們還是可以對電路的功能進行檢測的，雖然時序電路是一個很龐大的整體，但是我們可以借助Multisim11.0軟件將其劃分為不同的小部分，當然部分的劃分還要根據電路所實現的功能的不同，對此我們可以對小部分電路的功能進行檢測，從而實現對整體電路的檢測。

在過去的模擬與數字故障診斷方法中，直方圖法是一種比較科學的檢測方法，一般廣泛用于模數轉換電路靜態參數測試中，但很少用于內建自測試的設計中。本文借助了Multisim11.0其自帶的一種基于碼密度直方圖分析算法測試模數轉換電路靜態參數的內建自測試結構。該內建自測試結構包括一個用于生成測試信號的模擬信號發生電路，以及簡化的模數轉換電路靜態參數測量算法。經過檢測發現該結構不僅硬件開銷成本低、測試速度比較快，而且能夠測試獨立的模數轉換電路電路。通過仿真試驗表明，該信號發生器能按設計要求準確生成所需要的幅度、頻率均可調的模擬測試信號。

本文還根據實際操作需要，借助Multisim11.0軟件研究神經網絡在模擬電路故障診斷中的應用。由于傳統神經網絡的模擬電路故障診斷方法普遍存在網絡收斂慢、易陷于局部最優等缺陷。因此，本文借助Multisim11.0軟件對容差模擬電路故障診斷的新方法，該方法能對沒有任何先驗假設的測試數據進行準確的診斷。與傳統的普通神經網絡相比較，這種方法給出的模糊神經網絡的學習既包括網絡權值的修正，也包括模糊神經元中隸屬度函數參數的調整，而且其模糊推理體現出來的權值易于理解。最后也取得了非常好的效果。這也是通過求得電路的故障檢測序列，在加于待測電路中，對比于電路的功能實現情況得出故障存在與否。故障檢測試驗大致分為3步，第一是引導階段，將電路從未知狀態引導至預定狀態，第二步是驗證是否存在電路所具有的所有狀態，第三步驗證電路中的狀態是否可以按電路的功能實現狀態的轉換。經過Multisim11.0的一系列工作，成功的實現了對數字電路的診斷。