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计算机辅助电路分析——Multisim仿真浙江师范大学行知学院教材及参考书1.教材《电工电子技术》（第二版）第三分册高研申红燕编著高等教育出版社3.参考文献《EDA技术简明教程》赵刚编著四川大学出版社本门课程的考核制度考试50%实践作业40%平时成绩10%其中实践成绩5次每次20分教材章节安排第一章Multisim11.0概述第二章Multisim11.0用户界面第三章Multisim11.0元器件与元器件参数设置第四章Multisim11.0的实验仪器第五章Multisim11.0的分析方法第六章Multisim11.0在直流电路分析中的应用第七章Multisim11.0在交流电路分析中的应用第八章Multisim11.0在模拟电子电路分析中的应用第九章Multisim11.0在数字电路分析中的应用第十章Multisim11.0两次实践作业第1讲认识Multisim及其用户界面介绍本讲内容:1.EDA介绍2.Multisim11.0的由来，重要性，必要性3.Multisim11.0标题栏，菜单栏介绍4.课堂练习EDA介绍EDA的基本概念EDA是电子设计自动化。电子线路设计，根据给定的功能和性能指标要求，通过各种方法，确定采用线路的结构及各个元器件的参数值。有时需将设计好的线路转换为印制电路板版图。一般需经过：设计方案提出、验证和修改3个阶段。EDA技术发展的三个阶段（1）、计算机辅助设计CAD阶段CAD即ComputerAidedDesign，20世纪70年代，利用计算机、二维图形编辑与分析的CAD工具，完成布图布线等高度重复性电子线路设计。典型设计软件如Tango布线软件。CAE即ComputerAidedEngineering，20世纪80年代初，出现了低密度的可编程逻辑器件（PAL_ProgrammableArrayLogic和GAL_GenericArrayLogic），相应的EDA开发工具主要解决电路设计没有完成之前的功能检测等问题。80年代后期，EDA工具已经可以进行初级的设计描述、综合、优化和设计结果验证。（2）、计算机辅助工程设计CAE阶段EDA技术发展的三个阶段20世纪90年代，可编程逻辑器件迅速发展，出现功能强大的全线EDA工具。具有较强抽象描述能力的硬件描述语言(VHDL、VerilogHDL)及高性能综合工具的使用，使过去单功能电子产品开发转向系统级电子产品开发（即SOC_SystemOnaChip：单片系统、或片上系统集成）。（3）、电子设计自动化(EDA)阶段ElectronicDesignAutomation即电子设计自动化。EDA技术发展的三个阶段（1）缩短设计周期（2）节省设计费用（3）提高设计质量（4）共享设计资源（5）很强的数据处理能力应用EDA技术的优点固定功能元件电路板设计完整系统构成系统调试、测试与性能分析系统功能需求1、传统设计方法：自下而上的设计方法，是以固定功能元件为基础，基于电路板的设计方法。电子线路设计的工作流程在传统的自下而上的设计中，我们的做法是先创建出一个个的零件，再把这些零件一个个组装起来。在这种设计方式下，如果我们要想对设计进行更改，必须修改相应的零件。如果遇到一个复杂的设计，我们可能会因为四处修改，导致装配错误，甚至导致装配崩溃。自下而上的设计方法输入输出2、传统设计方法的缺点1.设计依赖于设计师的经验2.设计依赖于通用元器件3.设计后期的仿真不易实现和调试复杂4.自下而上设计思想的局限5.设计实现周期长，灵活性差，耗时耗力，效率低下EDA方法设计思想不同：自上而下是指将数字系统的整体逐步分解为各个子系统和模块，若子系统规模较大，则还需将子系统进一步分解为更小的子系统和模快，层层分解，直至整个系统中各个子系统关系合理，并便于逻辑电路级的设计和实现为止。自上而下设计中可逐层描述，逐层仿真，保证满足系统指标,尤其在大型装配体的设计中有诸多优点。自上而下（Top-Down)设计方法。其方案验证与设计、系统逻辑综合、布局布线、性能仿真、器件编程等均由EDA工具一体化完成。传统方法与EDA方法比较传统方法1.从下至上2.通用的逻辑元器件3.系统硬件设计的后期进行仿真和调试4.主要设计文件是电路原理图EDA方法1.自上至下2.可编程逻辑器件3.系统设计的早期进行仿真和修改4.多种设计文件，发展趋势以HDL描述文件为主5.降低硬件电路设计难度EDA技术极大地降低硬件电路设计难度，提高设计效率，是电子系统设计方法的质的飞跃。随着计算机技术及相关技术的发展完善，推动了EDA技术的普及和发展，EDA工具层出不穷，目前常用的有：Protel、OrCad、PspiceMultisim等。1、Protel软件Protel软件包是20世纪80年代末，有澳大利亚ProtelTechnology公司开发的EDA软件它包含电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合仿真、多层印制电路板设计、可编程器件设计、图标生成、电子表格生成、支持宏操作等功能。同时兼容的软件有OrCad、Pspice、Excel等。常用电子设计自动化（EDA）软件2、OrCad软件OrCad是由OrCad公司于20世纪80年代推出的。它集成了电路原理图绘制、印制电路板设计、模拟于数字电路混合仿真等功能，是一个大型的电子电路EDA软件包。3、Pspice软件Pspice是美国Microsim公司20世纪80年代中期开发的电路模拟软件，是较早出现的EDA软件之一。它由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成，使用时是一个整体，但各部分由各自的窗口。4、Multisim软件Multisim是加拿大InteractiveImageTechnology公司于20世纪90年代末开发的一个专门用于电子线路仿真和设计的软件。它的前一个版本是EWB软件。Multisim具备强大的功能，将原理图创建、电路测试分析、结果的图表显示等，全部集成到同一电路窗口中，整个操作界面就像一个实验工作台，非常直观。Multisim的发展及由来加拿大EWB（ElectricalWorkbench）EWB4.0EWB5.0EWB6.0Multisim2001Multisim7Multisim8美国国家仪器（NI）有限公司Multisim9Multisim10Multisim11美国NI公司提出的理念：“把实验室装进PC机中”“软件就是仪器ewb是早期版本，使用的器件大多时理想器件，作为教学演示还可以，但不适合实际设计multisim是具有真正实际可用的功能，也就是ewb的升级版本，里面集成了很多类型的三极管、mos、二极管等器件模型，也可以从网上下载模型。mulisim支持数字和模拟仿真，与multisim配套的还有verilog仿真器，pcb设计等等，一起构成全套的eda设计。ewb是早期版本，后来被ni收购了，换了个马甲叫multisimMultisim基础ElectronicsWorkbench(EWB)是加拿大IIT公司于八十年代末、九十年代初推出的用于电路仿真与设计的EDA软件，又称为“虚拟电子工作台”。IIT公司从EWB6.0版本开始，将专用于电路仿真与设计模块更名为MultiSim，大大增强了软件的仿真测试和分析功能，大大扩充了元件库中的仿真元件数量，使仿真设计更精确、可靠。Multisim意为“万能仿真”直流工作点分析交流分析暂态分析傅立叶分析噪声分析失真分析直流扫描灵敏度分析一、主要功能参数扫描温度扫描零-极点分析传输函数分析最坏情况分析……二、主要特点仿真的手段切合实际，选用的元器件和测量仪器与实际情况非常接近；并且界面可视、直观。绘制电路图所需的元器件、仪器、仪表以图标形式出现，选取方便，并可扩充元件库。可以对电路中的元器件设置故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，针对不同故障观察电路的各种状态，从而加深对电路原理的理解。在进行仿真的同时，它还可以存储测试点的所有数据、测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据，列出所有被仿真电路的元器件清单等。有多种输入输出接口，与SPICE软件兼容，可相互转换。Multisim产生的电路文件还可以直接输出至常见的Protel、Tango、Orcad等印制电路板排版软件。二、主要特点三、Multisim界面介绍菜单系统工具栏设计工具栏使用中元件列表元件工具栏仪器仪表工具栏电路图编辑窗口状态栏仿真开关.com按钮菜单View：调整视图窗口Place：在编辑窗口中放置节点、元器件、总线、输入/输出端、文本、子电路等对象Simulate：提供仿真的各种设备和方法Transfer：将所搭电路及分析结果传输给其他应用程序Tools：用于创建、编辑、复制、删除元件Options：对程序的运行和界面进行设置设计工具栏器件按钮，缺省显示。当选择该按钮时，器件选择器显示。器件编辑器按钮，用以调整或增加器件。Tools的快捷方式仪表按钮，用以给电路添加仪表或观察仿真结果。分析按钮，用以选择要进行的分析。仿真按钮，用以开始、暂停或结束仿真。后分析器按钮，用以进行对仿真结果的进一步操作。VHDL/Verilog按钮，用以使用VHDL模型进行设计VHDL：VHSICHardwareDescriptionLanguageVHSIC：VeryHighSpeedIntegratedCircuit报告按钮，用以打印有关电路的报告传输按钮，用以与其它程序通讯，比如与Ultiboard通讯；也可以将仿真结果输出到像MathCAD和Excel这样的应用程序。元件工具栏电源库基本元件库二极管库晶体管库模拟元件库TTL元件库COMS元件库其他数字元件库混合芯片库指示部件库其他部件库控制部件库射频器件库机电类元件库仪器仪表工具栏从左到右分别是：数字万用表、函数发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、瓦特表、逻辑转换仪、失真分析仪、网络分析仪、频谱分析仪注：电压表和电流表在指示器件库，而不是仪器库中选择操作：设置菜单栏Option/Preferences中各属性四、定制Multisim用户界面选择元件的符号标准ANSI：美国标准DIN：欧洲标准。选择元件、节点及连接线上所要显示的说明文字等设置电路编辑窗口元器件和背景的颜色设置元件的识别、参数值与属性、节点序号、引脚名称和原理图文本等文字的属性设置设置窗口图纸的大小设置显示窗口图纸格式设置导线的宽度选择文件自动保存功能并设定保存时间间隔Multisim元件库电源库（Sources）基本元件库（Basic）二极管库（DiodesComponents）晶体管库（TransistorsComponents）模拟元件库（AnalogComponents）TTL元件库（TTL）CMOS元件库（CMOS）其他数字元件库（MiscDigitalComponents）混合芯片库（MixedComponents）指示器件库（IndicatorsComponents）其他器件库（MiscComponents）控制器件库（ControlComponents）射频器件库（RFComponents）机电类器件库（Elector-MechanicalComponents）一、电源库电源库中共有30个电源器件，分别是：●接地端●数字接地端●VCC电压源●VDD数字电压源●直流电压源●直流电流源●正弦交流电压源●正弦交流电流源●时钟电压源●调幅信号源●调频电压源●调频电流源●FSK信号源●电压控制正弦波电压源●电压控制方波电压源●电压控制三角波电压源●电压控制电压源●电压控制电流源●电流控制电压源●电流控制电流源●电流控制电压源●电流控制电流源●脉冲电压源●脉冲电流源图●指数电压源●指数电流源●分段线性电压源●分段线性电流源●压控分段电压源●受控单脉冲●多项式电源●非线性相关电源1、接地端利用Multisim创建电路时必须接“地”2、直流电压源设置电压幅值设置故障3、交流电压源设置最大值设置频率设置初相位4、时钟电压源实质上是一个频率、占空比及幅度皆可调的方波发生器5、受控