Multisim10仿真軟件簡介與使用參考模板

1、Multisim10仿真軟件簡介與使用Multisim10.0是加拿大交互圖像技術(shù)公司推出的最新電子仿真軟件，是Multisim系列的改進(jìn)版。該版使文件管理和操作更方便，元件調(diào)用更便捷，元件的標(biāo)注更加直觀實(shí)用，增加了仿真的真實(shí)感，使虛擬的電子實(shí)驗(yàn)平臺更加接近實(shí)際的實(shí)驗(yàn)平臺。Multisim10.0是一種在電子技術(shù)界廣為應(yīng)用的優(yōu)秀計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)軟件，被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)里的電子實(shí)驗(yàn)室”。1Multisim10.0的基本操作界面Multisim10.0軟件以圖形界面為主，具有一般Windows應(yīng)用軟件的風(fēng)格，可以使用戶自如使用。啟動Multisim10.0后，出現(xiàn)如圖3-4-1界面。圖3-4-1 主界面

2、窗口 （1）菜單欄Multisim10.0的菜單包括主菜單、一級菜單和二級菜單，通過菜單可以對Multisim10.0的所有功能進(jìn)行操作。如圖3-4-2所示。圖3-4-2 主菜單（2）工具欄Multisim10.0提供了多種工具欄，如系統(tǒng)工具欄、主工具欄、元件工具欄、儀表工具欄。 系統(tǒng)工具欄提供了文檔常用的新建文件、打開文件、保存文件、打印、放大、縮小等操作。如圖3-4-3所示。圖3-4-3 系統(tǒng)工具欄 元件工具欄提供了從Multisim元件數(shù)據(jù)庫中選擇、放置元件到原理圖中的按鈕。如圖3-4-4所示。從左到右元件庫依次為電源庫、基本元件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬元件庫、TTL庫、CMOS庫、

3、其它數(shù)字元件庫、數(shù)?；旌显?、指示器庫、電源器件庫、混合項(xiàng)元件庫、高級的外設(shè)器件庫、射頻元件庫、電氣元件庫、MCU器件庫、設(shè)置層次庫、放置總線庫。1 / 12圖3-4-4 元件工具欄 Multisim 在儀器儀表欄下提供了21個常用儀器儀表，依次為Multimeter（萬用表）、Distortion Analyzer（失真度儀）、Function Generator（函數(shù)發(fā)生器）、Wattmeter（瓦特表）、Oscilloscope（雙通道示波器）、Frequency Counter（頻率計(jì)數(shù)器）、Agilent信號發(fā)生器、Four Channel Oscilloscope（四通道示波器）

4、、Bode Plotter（波特圖示儀）、IV Analyzer（IV特性分析儀）、Word Generator（字發(fā)生器）、Logic Converter（邏輯轉(zhuǎn)換儀）、Logic Analyzer（邏輯分析儀）、Agilent Oscilloscope(Agilent示波器)、Agilent萬用表、Spectrnm Analyzer（頻譜分析儀）、Network Analyzer（網(wǎng)絡(luò)分析儀）、Tektronix Oscilloscope (Tektronix示波器)、Current Probe（電流探針）、LabVIEW Instrument（LabVIEW儀器）、Measurement

5、 Probe（測量探針）。圖3-4-5 儀表工具欄2原理圖的設(shè)置（1）設(shè)置原理圖繪制環(huán)境用戶可以通過菜單OptionSheet Properties打開Properties對話窗口。用于設(shè)置與電路顯示方式相關(guān)的選項(xiàng)。如圖3-4-6所示。 Circuit選項(xiàng)Show欄目的顯示控制如下：Labels 標(biāo)簽RefDes 元件序號Values 值A(chǔ)ttributes 屬性Symbol Pin names 管腳名字Footprint Pin numbers 管腳數(shù)目 Workspace 環(huán)境Sheet size欄目實(shí)現(xiàn)圖紙大小和方向的設(shè)置；Zoom level欄目實(shí)現(xiàn)電路工作區(qū)顯示比例的控制。 Wrin

6、g 連線Wire width欄目設(shè)置連接線的線寬； Autowire欄目控制自動連線的方式。 Font 設(shè)置文字屬性，如字體，字號等。PCB 電路板PCB選項(xiàng)選擇與制作電路板相關(guān)的命令 。Visibility 可視選項(xiàng)圖3-4-6 Properties對話窗 （2）元件取用選擇元器件通過菜單PlacePlace Component 命令打開Select a Component窗口。如圖3-4-7所示。在元器件欄中單擊要選擇的元器件庫圖標(biāo)，打開該元器件庫。在屏幕出現(xiàn)的元器件庫對話框中選擇所需的元器件。常用元器件庫有13個：信號源庫、基本元件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬器件庫、TTL數(shù)字集成電路庫

7、、CMOS數(shù)字集成電路庫、其他數(shù)字器件庫、混合器件庫、指示器件庫、其他器件庫、射頻器件庫、機(jī)電器件庫等。 圖3-4-7 元件對話窗選中元器件鼠標(biāo)點(diǎn)擊元器件，可選中該元器件。如果所選中的元件類似于74LS00之類的復(fù)合封裝的元件，在一個芯片中有多個相同的單元元件，程序會要求你指定所要用的單元電路，將會出現(xiàn)圖3-4-8對話框。這時選擇其中一項(xiàng)即可取出一個與非門。即可放在電路工作區(qū)中。圖3-4-8 元件對話窗元器件操作在電路工作區(qū)中選中元器件，單擊鼠標(biāo)右鍵，在菜單中出現(xiàn)下列操作命令：Cut：剪切Copy：復(fù)制Delete：刪除Flip Horizontal：選中元器件的水平翻轉(zhuǎn)Flip Vertic

8、al：選中元器件的垂直翻轉(zhuǎn)90 Clockwise：選中元器件的順時針旋轉(zhuǎn)90°90 CounterCW：選中元器件的逆時針旋轉(zhuǎn)90°Bus Vector Connect：總線矢量連接Replace by Subcircuit：重復(fù)放置子模塊電路Replace Components：重復(fù)放置元件Edit Symbol：設(shè)置器件參數(shù)Change Color：改變顏色Font：字體設(shè)置Properties：編輯元件參數(shù) 圖 3-4-9 選擇元件操作命令窗口元件編輯元器件特性參數(shù)在電路工作區(qū)中雙擊該器件，在彈出的元器件特性對話框中，可以設(shè)置或編輯元器件的各種特性參數(shù)。元器件不同每

9、個選項(xiàng)下將對應(yīng)不同的參數(shù)。例如：NPN三極管的選項(xiàng)為：Label 標(biāo)識；Display顯示；Value數(shù)值；Pins管腳。（3）繪制電路以單管放大電路為例，電路如圖3-4-10所示。注意：圖中的1，2，3，4，5等編號可以從Optionssheet propertiescircuit選項(xiàng)卡show all調(diào)試出來。 圖 3-4-10 單管放大電路圖 圖 3-4-11單管放大電路仿真波形3原理圖的仿真在儀表工具欄調(diào)出仿真儀表，設(shè)定參數(shù)，按下仿真運(yùn)行按鈕，開始仿真。設(shè)定待仿真電路如圖3-4-10所示，選用的Tektronix示波器為仿真儀器，仿真后波形如圖3-4-11所示，Tektronix示波器

10、具體使用方法見數(shù)字示波器應(yīng)用章節(jié)。4Multisim10的基本分析方法在Multisim 軟件中，常用的分析方法有下面幾種形式：直流工作點(diǎn)分析（DC Operating Point Analysis ）、交流分析（AC Analysis）、瞬態(tài)分析（Transient Analysis）、傅立葉分析（Fourier Analysis）、失真分析（Distortion Analysis）、噪聲分析（Noise Analysis）、直流掃描分析（DC Sweep Analysis）、參數(shù)掃描分析（Parameter Sweep Analysis）等。（1）直流工作點(diǎn)分析直流工作點(diǎn)分析也稱靜態(tài)工作點(diǎn)

11、分析，電路的直流分析是在電路中電容開路、電感短路時，計(jì)算電路的直流工作點(diǎn)，即在恒定激勵條件下求電路的穩(wěn)態(tài)值。在電路工作時，無論是大信號還是小信號，都必須給半導(dǎo)體器件以正確的偏置，以便使其工作在所需的區(qū)域，這就是直流分析要解決的問題。了解電路的直流工作點(diǎn)，才能進(jìn)一步分析電路在交流信號作用下電路能否正常工作。求解電路的直流工作點(diǎn)在電路分析過程中是至關(guān)重要的。以圖3-4-10所示電路為例，執(zhí)行菜單命令SimulateAnalysesDC Operating Point，則出現(xiàn)直流工作點(diǎn)分析對話框，如圖3-4-12 A所示。彈出直流工作點(diǎn)分析對話框如圖3-4-12 B所示。 圖3-4-12 A 直流工

12、作點(diǎn)分析 圖3-4-12 B直流工作點(diǎn)分析Output 選項(xiàng) Output用于選定需要分析的節(jié)點(diǎn)。 左邊Variables in circuit 欄內(nèi)列出電路中各節(jié)點(diǎn)電壓變量和流過電源的電流變量。右邊Selected variables for analysis欄用于存放需要分析的節(jié)點(diǎn)。 具體做法是先在左邊Variables in circuit 欄內(nèi)中選中需要分析的變量（可以通過鼠標(biāo)拖拉進(jìn)行全選），再單擊Add按鈕，相應(yīng)變量則會出現(xiàn)在Selected variables for analysis欄中。如果Selected variables for analysis欄中的某個變量不需要分析，

13、則先選中它，然后點(diǎn)擊Remove按鈕，該變量將會回到左邊Variables in circuit 欄中。 Analysis Options 和Summary選項(xiàng)分析的參數(shù)設(shè)置和Summary頁中排列了該分析所設(shè)置的所有參數(shù)和選項(xiàng)。用戶通過檢查可以確認(rèn)這些參數(shù)的設(shè)置。 檢查測試結(jié)果 點(diǎn)擊3-4-12 B圖下部Simulate按鈕，測試結(jié)果如圖3-4-12 C所示。測試結(jié)果給出電路各個節(jié)點(diǎn)的電壓值。根據(jù)這些電壓的大小，可以確定該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是否合理。如果不合理，可以改變電路中的某個參數(shù)，利用這種方法，可以觀察電路中某個元件參數(shù)的改變對電路直流工作點(diǎn)的影響。圖3-4-12 C直流工作點(diǎn)分析（2）

14、交流分析交流分析是在正弦小信號工作條件下的一種頻域分析。它計(jì)算電路的幅頻特性和相頻特性，是一種線性分析方法。 Multisim 10在進(jìn)行交流頻率分析時，首先分析電路的直流工作點(diǎn)，并在直流工作點(diǎn)處對各個非線性元件做線性化處理，得到線性化的交流小信號等效電路，并用交流小信號等效電路計(jì)算電路輸出交流信號的變化。在進(jìn)行交流分析時，電路工作區(qū)中自行設(shè)置的輸入信號將被忽略。也就是說，無論給電路的信號源設(shè)置的是三角波還是矩形波，進(jìn)行交流分析時，都將自動設(shè)置為正弦波信號，分析電路隨正弦信號頻率變化的頻率響應(yīng)曲線。啟動交流分析工具以圖3-4-10所示電路為例，執(zhí)行菜單命令SimulateAnalysesAC

15、Analysis，則出現(xiàn)交流分析對話框，如圖3-4-13 A所示。 圖3-4-13 A 交流分析 圖3-4-13 B交流分析對話框中Frequency Parameters頁的設(shè)置項(xiàng)目、單位以及默認(rèn)值等內(nèi)容見表3-4-1交流分析參數(shù)設(shè)置所示。表3-4-1交流分析參數(shù)設(shè)置項(xiàng)目默認(rèn)值單位注釋Start frequency（起始頻率）1Hz交流分析時的起始頻率，可選單位有：Hz、kHz、MHz、GHzStop frequency（終止頻率）10GHz交流分析時的終止頻率，可選單位有：Hz、kHz、MHz、GHzSweep type(掃描類型)Decade交流分析曲線的頻率變化方式，可選項(xiàng)有：Deca

16、de、Liner、OctaveNumber of points perdecade（掃描點(diǎn)數(shù)）10指的是起點(diǎn)到終點(diǎn)共有多少個頻率點(diǎn)，對線性掃描該項(xiàng)才有效Vectical scale（垂直刻度）Logarithmic掃描時的垂直刻度，可選項(xiàng)有：Liner、Octave、decibel、Logarithmic檢查測試結(jié)果電路的交流分析測試曲線如圖3-4-13 B所示。測試結(jié)果給出電路的幅頻特性曲線和相頻特性曲線，幅頻特性曲線顯示了4號節(jié)點(diǎn)（電路輸出端）的電壓隨頻率變化的曲線，相頻特性曲線顯示了4號節(jié)點(diǎn)的相位隨頻率變化的曲線。由交流頻率分析曲線可知，該電路大約在7Hz 24MHz范圍內(nèi)放大信號，放大

17、倍數(shù)基本穩(wěn)定，且相位基本穩(wěn)定。超出此范圍，輸出電壓將會衰減，相位會改變。 (3) 瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析是一種非線性時域分析方法，是在給定輸入激勵信號時，分析電路輸出端的瞬態(tài)響應(yīng)。Multisim在進(jìn)行瞬態(tài)分析時，首先計(jì)算電路的初始狀態(tài)，然后從初始時刻起，到某個給定的時間范圍內(nèi)，選擇合理的時間步長，計(jì)算輸出端在每個時間點(diǎn)的輸出電壓，輸出電壓由一個完整周期中的各個時間點(diǎn)的電壓來決定。啟動瞬態(tài)分析時，只要定義起始時間和終止時間，Multisim可以自動調(diào)節(jié)合理的時間步進(jìn)值，以兼顧分析精度和計(jì)算時需要的時間，也可以自行定義時間步長，以滿足一些特殊要求。啟動瞬態(tài)分析工具以圖3-4-10所示電路為例，執(zhí)行菜單

18、命令SimulateAnalysesTransient Analysis，出現(xiàn)瞬態(tài)分析對話框，如圖3-4-14 A所示。 圖3-4-14 A瞬態(tài)分析 圖3-4-14 B瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析對話框中Analysis Parameters頁的設(shè)置項(xiàng)目、單位以及默認(rèn)值等內(nèi)容見表3-4-2所示。 表3-4-2 瞬態(tài)分析參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)框項(xiàng)目默認(rèn)值單位注釋Initialconditions（初始條件）Set to Zero （設(shè)為零）不選如果希望從零初始狀態(tài)起，選擇此項(xiàng)User-defined （用戶自定義）不選如果希望從用戶自己定義的初始狀態(tài)起，則選擇此項(xiàng)Calculate DC Operating poin

19、t （ 計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)）不選如果從靜態(tài)工作點(diǎn)起始分析，則選擇此項(xiàng)Automatically determine initialconditions （系統(tǒng)自動確定初始條件）選中Multisim以靜態(tài)工作點(diǎn)作為分析初始條件，如果仿真失敗，則使用用戶定義的初始條件Parameters （參數(shù)）Start time（起始時間）0sec瞬態(tài)分析的起始時間必須大于或等于零，且應(yīng)小于結(jié)束時間End time（終止時間）0001sec瞬態(tài)分析的終止時間必須大于起始時間Maximum time step settings（最大步進(jìn)時間設(shè)置）選中如果選中該項(xiàng)，則可在以下三項(xiàng)中挑選一項(xiàng)Minimum number of time points（最小時間點(diǎn)數(shù)）100自起始時間至結(jié)束時間之間，模擬輸出的點(diǎn)數(shù)Maximum time step（最大步進(jìn)時間）1E-05s模擬時的最大步進(jìn)時間Generate time steps automat