Multisim課程設計講義

1、 第一早 Multisim 概述 Multisim 是一個完整的設計工具系統(tǒng)，提供了一個非常大的元件數(shù)據(jù)庫， 并提供原理圖輸入接口、全部的數(shù)模 Spice仿真功能、VHDL/Verilog設計接口 與仿真功能、FPGA/CPL綜合、RF設計能力和后處理功能，還可以進行從原理圖 到PCB布線工具包的無縫隙數(shù)據(jù)傳輸。它提供的單一易用的圖形輸入接口可以滿 足您的設計需求。 Multisim提供全部先進的設計功能，滿足您從參數(shù)到產(chǎn)品的設計要求。因 為程序將原理圖輸入、仿真和可編程邏輯緊密集成，您可以放心地進行設計工作， 不必顧及不同供應商的應用程序之間傳遞數(shù)據(jù)時經(jīng)常出現(xiàn)的問題。 一.Multisim

2、界面 啟動Multisim 2001后，可看到如圖1-1所示用戶界面。 1. 1基本元素 Multisim用戶界面包括如下基本元素： 菜單 系統(tǒng)工具欄 元件工具欄 電路窗口 r V-n 11 p K r Clmfll 1 誥 ?Vtriuj: B臨|Fenl|Rises口aauoun SyntJ. n*nda 1 r Adsi a 應 I wit -as. fuiuc： 11 uli-al Ji ty*1 廣 ftutft sTtQ perte tihap cpan m 廣hl 1O希資D T1 Fu wQg slmM dick i GQiipQnaii. mode ritl SIkLif C

3、yTlbVfLkZLl f* Coll Li Jiliu U jJ. Ueri en I Ecdr mill tiec.t i ulk pul -atiQy 出： Con-tizuo-s pl .cen cn. 注SI t 二赳IL 昭 匪古Lu“衛(wèi)鰹薦ull CK WJttj 圖2-2 3. 放置兀器件 放置直流電源。 選擇元件工具欄的“電源信號”， 再單擊直流電源。如圖2-3。然后移動 鼠標在電路合適位置單擊。 放置“電流源”和“地”方法相同。 放置電阻。 又分為實際電阻和虛擬電阻。 KuZLt Circuzi File Edit Vi e# Flace 口8舊|為|險|個| 具體設置如圖

4、2-4所示 c .GE cX y IFSK HD o s- 圖2-3 Casponent Erircr 3. BEin d. SaSi 4 5otw 4 MM E.loin 5.礙 6兩 B.問 7. Sozxii B. 9 h治 QE 實際電阻 File Elit Vi 刊 Fla 虛擬電阻 r I*np (T J I 7C2 -Tmii PortNotne Attrib 咖 EHD5 iiti RjesiEtar.ee1 餛) CanjiDE.Ei Io-Tip-AaiiT U-bTia VftpfifstftTnrir n-:4tl Ltrd TgalrinlL Fuhc ti dB i

5、l BisplaV 心叱 Daislsj* Fine 3jnbl Level: Footprint： ?un.：tion： vnrnMFTFR VQUMmi_V G電上電fit LI 人打Qg* 圖2-5 2.3電路的設置 1 界面的設置 為了方便電路圖的創(chuàng)建、分析和觀察，創(chuàng)建電路前應對電路界面作相應設置。執(zhí) 行Options/Preferences命令，屏幕出現(xiàn)如圖2-6所示對話框，該對話框有 6個標 簽，下面主要介紹3個。 電路圖和 元件參數(shù) 設置 匚 onp oneniL Bin Mil see 11 aneoxis iCiirc WL t Utoi-kspace Wiring Pz e

6、=erences Show 區(qū) 用于元件 和連線主 要參數(shù)顯 示 TC30ppm 1 .kohrn TH翻 顯示元件標志 I* Show uompanen* e *：】- 二i顯示元件參考序號 R? Show comp Diieikt valixe s I* Show cismp onent at.tr ltn I Adj us t c opponent i dentifi ers 顯示節(jié)點編號 顯示元件參數(shù)值 顯示元件屬性 Custom Custm 自定義 Ilefaull Eies t*re Deffluil d 取稱 幫助 White Background Thite k Hack Mk

7、盯hi怙 色電路 圖 2-6a 設置電路 顯示柵格 Eh IX 圖3-8 3 雙蹤示波器 圖標和面板如圖3-9所示。 四個接線端子中，A、B為兩通道，G為接地端，T為外觸發(fā)端。 連線方式與實際示波器略有不同，兩通道均是只需一根線與被測點相連，測 量的是該點與地之間的波形。 面板設置功能如下。 Timebase區(qū): Scale X軸所表示時間。 X Positio n X軸時間起點位置 Y/T 顯示隨時間變化信號波形 B/A A通道作X軸信號， B通道作丫軸信號 A/B B通道作X軸信號， A通道作丫軸信號 Add丫軸兩信號相加 Channel區(qū)（A,B）: Scale丫軸上電壓數(shù)值 丫 Pos

8、ition 丫軸上上下位置 AC 僅顯示交流成分 DC 交直流全顯示 Trigger區(qū)：Edge 觸發(fā)信號邊沿 Auto自動。一般使用這種方式。 圖3-9 讀數(shù)方法 可按照實際示波器那樣讀數(shù)。也可利用讀數(shù)指針和測量數(shù)據(jù)區(qū)顯示對應數(shù)據(jù) 來進行讀數(shù)。 瞬時波形觀測 執(zhí)行Simulate/Default Instrument Setting，彈出圖3-10所示對話框進行設置。 然后進行仿真就可看到圖3-11對電容的瞬時充電波形。 Default Izistxu*ent Settiitg Defaults for Tit ansi ent Analysi s Instrunents. Mi scell

9、aneo 口 s Opti ans | 工 n trim ents. Mi ec ell aneous Opti ans | Instrumgnt Analyi 初始環(huán)境設置 EtHt. time 結束時間 End tim電(TSTOF) 0.01 初始環(huán)境設置 雨 Set naxirhium timestep (TIMAK.J sac step (TNAH Generate time steps automat 7 Mlcrt Aee電pt CmicsI Htlp 圖 3-10 XSC1 T * Ikcnm 圖 3-11 4. 瓦特表 又稱功率計，用來測量交直流電路的有功功率和功率因數(shù)，單位

10、自動調整 圖標和面板如圖3-12所示。 圖標上兩組端子分別對應電壓和電流。注意應分別并、串接入電路 XWM1 圖 3-12 Pomf Factor： Current - + - c r r r 電路舉例： 如圖3-13 （邱關源 電路 習題4-17）和圖3-14 （邱關源 電路 習題 9-18）所示。 R1 2ahm 圖 3-13 DQ XMM1 4ohm o I 1 -HiiTq if jpfjOT C - x 牢 XiL4 H4i t 岀理t僅r149d K.Lkdea .IF K itfim $陽耐陽匐is*畫i 3口i豐冋i- |123 45 - * 乞7吵即零OT一 * ft $ I

11、 石 DC Qpgri Poinl AC Analysi s. TraAsient 虹i山咋i*. Fcurisr Andvn s. Noise Analysis. DiEtorticii AzialyEJE -. DC Sweep i tivi I y., F住頃白l伽呻p. T cmper atvr a Swaci se Fi gwe An.alysL3. Stop- KjKJysis RF Anal戸町 圖 3-15 圖 3-14 三電路分析方法 虛擬儀表無法對多參數(shù)進行分析，這時就要用到高級分析 功能。執(zhí)行Simulate/Analyses命令，彈出圖3-15所示對話框。 前三個依次為

12、：直流工作點分析，交流分析，瞬態(tài)分析。 下面分別介紹。 1 直流工作點分析 分析直流電源作用時每個節(jié)點上的電壓及流過電源的電 流。 首先在電路窗口創(chuàng)建如圖3-16所示電路，然后執(zhí)行 Simulate/Analyese/DC Operating Point 命令，彈出圖 3-17所示 對話框。 Output variables輸出變量標簽） 圖 3-17 用于設置需要分析的節(jié)點。 圖3-17左側為為能分析的全部變量列表。如不需要這么多，可從其下 拉菜單中選取即可。 右側為確定需要分析的節(jié)點。選中左側變量，單擊圖3-17中所標注按 鈕，這些變量就會出現(xiàn)在右側需要分析的欄中。 單擊Simulate按

13、鈕即可出現(xiàn)圖3-18所示數(shù)值。 Circuill Operating Point DC Operating Point 3“ 0000C Z15.OOOOO wZ branch-1*3333 圖 3-18 2.交流分析 分析交流電源作用時節(jié)點電壓及電源電流的幅頻和相頻特性曲線。 首先在電路窗口創(chuàng)建如圖 3-19所示電路，然后執(zhí)行 Simulate/Analyese/AC/ AnalyeIe命令，彈出圖3-20所示對話框。 圖 3-20 對話框中的設置項目、單位及默認值如下表所示 點目 默認館 單伍 1釋 Start litquency （亀贈頻覃） 1 Hl 交站折時的趙刪墨|可遶單位音：Hi

14、,肝、 MHz. GLfa Stop fiequ J $cda 垂豆刃廈） Log&nthtic 掃描時的垂克刮廈 可選項有：L1MU . Loguithnuic、加ib乩 Octave 仿直流電路設置，選節(jié)點2電壓作為分析變量，如圖3-21 圖 3-21 單擊Simulate按鈕，即可得圖3-21所示結果 0C Ik ck E - Frequency 耳） 圖 3-22 改變參數(shù)設置如圖3-23,可得圖3-24結果 AC Analysis Fr&Quency Farmttri | Output vuriMiOpti ors Suijimai-y Start El也電iiwktv Stop f

15、requency CFSTQF Sweep typ* Hunib er of p oi ntz per J.Lfc Tum 圖 3-26 第四章 電路仿真參考圖及仿真內容 .基爾霍夫定律 （教材習題3-11） 驗證基爾霍夫電壓定律和電流定律。 二.直流電路 1.網(wǎng)孔電流2.節(jié)點電壓 （教材 習題3-14, 3-19a） 分析圖4-2和圖4-3的網(wǎng)孔電流和節(jié)點電壓。 圖4-2 10ahm R3 R4 RS 3A 3. 疊加原理 （教材習題4-2） 11 圖4-4 V2 50V 利用疊加原理分析圖4-4所示電路電流和電壓。 4.戴維寧定理 （教材例4-2） RL 1kohm .動態(tài)電路 R1 1k

16、ohm XFG1 H! UR EH C1 -11 + - e c o 圖 4-6a 觀察圖4-6a所示電容兩端電壓波形。 信號發(fā)生器設置：方波，100Hz,占空比50% （教材 例7-9）用瞬態(tài)分析法觀察圖4-6b節(jié)點1電壓波形。 思考：如何仿真二階零輸入響應。（Place/Place comp on e nt然后在compo ne nt的 下拉菜單中選CAPACITOR_VIRTUAL 此電容可設初值。） 四.交流電路 1一般交流電路分析 (教材習題9-5) 電源參數(shù)：最大值 10V，頻率 f=159.155Hz (3 =1000rad/s). L1 O.SmH V1 1OV 159.155Hz ODeg rq R1 1ohm C1 1mF 圖4-7 測量圖4-7所示電路中各電壓、電流、