Multisim10仿真软件简介与使用

模拟电路实验指导书1Multisim10仿真软件简介与使用Multisim10.0是加拿大交互图像技术公司推出的最新电子仿真软件，是Multisim系列的改进版。该版使文件管理和操作更方便，元件调用更便捷，元件的标注更加直观实用，增加了仿真的真实感，使虚拟的电子实验平台更加接近实际的实验平台。Multisim10.0是一种在电子技术界广为应用的优秀计算机仿真设计软件，被誉为“计算机里的电子实验室”。1．Multisim10.0的基本操作界面Multisim10.0软件以图形界面为主，具有一般Windows应用软件的风格，可以使用户自如使用。启动Multisim10.0后，出现如图3-4-1界面。仪器仪表栏菜单栏工具栏仿真电源开关元器件栏状态栏电路工作区图3-4-1主界面窗口（1）菜单栏Multisim10.0的菜单包括主菜单、一级菜单和二级菜单，通过菜单可以对Multisim10.0的所有功能进行操作。如图3-4-2所示。图3-4-2主菜单（2）工具栏Multisim10.0提供了多种工具栏，如系统工具栏、主工具栏、元件工具栏、仪表工具栏。①系统工具栏提供了文档常用的新建文件、打开文件、保存文件、打印、放大、缩小等操作。如图3-4-3所示。图3-4-3系统工具栏②元件工具栏提供了从Multisim元件数据库中选择、放置元件到原理图中的按钮。如图3-4-4所示。从左到右元件库依次为电源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟元件库、TTL库、CMOS库、其它数字元件库、数模混合元件库、指示器库、电源器件库、混合项元件库、高级的外设器件库、射频元件库、电气元件库、MCU器件库、设置层次库、放置总线库。模拟电路实验指导书2图3-4-4元件工具栏③Multisim在仪器仪表栏下提供了21个常用仪器仪表，依次为Multimeter（万用表）、DistortionAnalyzer（失真度仪）、FunctionGenerator（函数发生器）、Wattmeter（瓦特表）、Oscilloscope（双通道示波器）、FrequencyCounter（频率计数器）、Agilent信号发生器、FourChannelOscilloscope（四通道示波器）、BodePlotter（波特图示仪）、IVAnalyzer（IV特性分析仪）、WordGenerator（字发生器）、LogicConverter（逻辑转换仪）、LogicAnalyzer（逻辑分析仪）、AgilentOscilloscope(Agilent示波器)、Agilent万用表、SpectrnmAnalyzer（频谱分析仪）、NetworkAnalyzer（网络分析仪）、TektronixOscilloscope(Tektronix示波器)、CurrentProbe（电流探针）、LabVIEWInstrument（LabVIEW仪器）、MeasurementProbe（测量探针）。图3-4-5仪表工具栏2．原理图的设置（1）设置原理图绘制环境用户可以通过菜单Option→SheetProperties打开Properties对话窗口。用于设置与电路显示方式相关的选项。如图3-4-6所示。选中此项，显示电路连接网络标号图3-4-6Properties对话窗（2）元件取用①选择元器件通过菜单Place→PlaceComponent命令打开SelectaComponent窗口。如图3-4-7所示。①Circuit选项Show栏目的显示控制如下：Labels标签RefDes元件序号Values值Attributes属性SymbolPinnames管脚名字FootprintPinnumbers管脚数目②Workspace环境Sheetsize栏目实现图纸大小和方向的设置；Zoomlevel栏目实现电路工作区显示比例的控制。③Wring连线Wirewidth栏目设置连接线的线宽；Autowire栏目控制自动连线的方式。④Font设置文字属性，如字体，字号等。⑤PCB电路板PCB选项选择与制作电路板相关的命令。⑥Visibility可视选项模拟电路实验指导书3在元器件栏中单击要选择的元器件库图标，打开该元器件库。在屏幕出现的元器件库对话框中选择所需的元器件。常用元器件库有13个：信号源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTL数字集成电路库、CMOS数字集成电路库、其他数字器件库、混合器件库、指示器件库、其他器件库、射频器件库、机电器件库等。1.点击此处，在器件库类型中选择元件库底色为墨绿颜色的是虚拟器件库2.选中所需元件库类型3.选中需要的元件名称4.观察元件符号/名称/封装5.点击OK确认图3-4-7元件对话窗②选中元器件鼠标点击元器件，可选中该元器件。如果所选中的元件类似于74LS00之类的复合封装的元件，在一个芯片中有多个相同的单元元件，程序会要求你指定所要用的单元电路，将会出现图3-4-8对话框。这时选择其中一项即可取出一个与非门。即可放在电路工作区中。图3-4-8元件对话窗③元器件操作在电路工作区中选中元器件，单击鼠标右键，在菜单中出现下列操作命令：模拟电路实验指导书4图3-4-9选择元件操作命令窗口④元件编辑—元器件特性参数在电路工作区中双击该器件，在弹出的元器件特性对话框中，可以设置或编辑元器件的各种特性参数。元器件不同每个选项下将对应不同的参数。例如：NPN三极管的选项为：Label—标识；Display—显示；Value—数值；Pins—管脚。（3）绘制电路以单管放大电路为例，电路如图3-4-10所示。注意：图中的1，2，3，4，5等编号可以从Options→sheetproperties→circuit选项卡showall调试出来。Q12N2222AC110uFC210uFR12k¦¸R22kΩV112VV250mVpk1kHz0¡ãR31MΩKey=A65%R5100ΩR682kΩ326710XSC1Tektronix1234TGP54Cut：剪切Copy：复制Delete：删除FlipHorizontal：选中元器件的水平翻转FlipVertical：选中元器件的垂直翻转90Clockwise：选中元器件的顺时针旋转9090CounterCW：选中元器件的逆时针旋转90BusVectorConnect：总线矢量连接ReplacebySubcircuit：重复放置子模块电路ReplaceComponents：重复放置元件EditSymbol：设置器件参数ChangeColor：改变颜色Font：字体设置Properties：编辑元件参数模拟电路实验指导书5图3-4-10单管放大电路图图3-4-11单管放大电路仿真波形3．原理图的仿真在仪表工具栏调出仿真仪表，设定参数，按下仿真运行按钮，开始仿真。设定待仿真电路如图3-4-10所示，选用的Tektronix示波器为仿真仪器，仿真后波形如图3-4-11所示，Tektronix示波器具体使用方法见数字示波器应用章节。4．Multisim10的基本分析方法在Multisim软件中，常用的分析方法有下面几种形式：直流工作点分析（DCOperatingPointAnalysis）、交流分析（ACAnalysis）、瞬态分析（TransientAnalysis）、傅立叶分析（FourierAnalysis）、失真分析（DistortionAnalysis）、噪声分析（NoiseAnalysis）、直流扫描分析（DCSweepAnalysis）、参数扫描分析（ParameterSweepAnalysis）等。（1）直流工作点分析直流工作点分析也称静态工作点分析，电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短路时，计算电路的直流工作点，即在恒定激励条件下求电路的稳态值。在电路工作时，无论是大信号还是小信号，都必须给半导体器件以正确的偏置，以便使其工作在所需的区域，这就是直流分析要解决的问题。了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。以图3-4-10所示电路为例，执行菜单命令Simulate→Analyses→DCOperatingPoint，则出现直流工作点分析对话框，如图3-4-12A所示。弹出直流工作点分析对话框如图3-4-12B所示。模拟电路实验指导书6点击仿真导入待分析的节点图3-4-12A直流工作点分析图3-4-12B直流工作点分析①Output选项Output用于选定需要分析的节点。左边Variablesincircuit栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边Selectedvariablesforanalysis栏用于存放需要分析的节点。具体做法是先在左边Variablesincircuit栏内中选中需要分析的变量（可以通过鼠标拖拉进行全选），再单击Add按钮，相应变量则会出现在Selectedvariablesforanalysis栏中。如果Selectedvariablesforanalysis栏中的某个变量不需要分析，则先选中它，然后点击Remove按钮，该变量将会回到左边Variablesincircuit栏中。②AnalysisOptions和Summary选项分析的参数设置和Summary页中排列了该分析所设置的所有参数和选项。用户通过检查可以确认这些参数的设置。模拟电路实验指导书7③检查测试结果点击3-4-12B图下部Simulate按钮，测试结果如图3-4-12C所示。测试结果给出电路各个节点的电压值。根据这些电压的大小，可以确定该电路的静态工作点是否合理。如果不合理，可以改变电路中的某个参数，利用这种方法，可以观察电路中某个元件参数的改变对电路直流工作点的影响。图3-4-12C直流工作点分析（2）交流分析交流分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析。它计算电路的幅频特性和相频特性，是一种线性分析方法。Multisim10在进行交流频率分析时，首先分析电路的直流工作点，并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理，得到线性化的交流小信号等效电路，并用交流小信号等效电路计算电路输出交流信号的变化。在进行交流分析时，电路工作区中自行设置的输入信号将被忽略。也就是说，无论给电路的信号源设置的是三角波还是矩形波，进行交流分析时，都将自动设置为正弦波信号，分析电路随正弦信号频率变化的频率响应曲线。①启动交流分析工具以图3-4-10所示电路为例，执行菜单命令Simulate→Analyses→ACAnalysis，则出现交流分析对话框，如图3-4-13A所示。模拟电路实验指导书8图3-4-13A交流分析图3-4-13B交流分析对话框中FrequencyParameters页的设置项目、单位以及默认值等内容见表3-4-1交流分析参数设置所示。表3-4-1交流分析参数设置项目默认值单位注释Startfrequency（起始频率）1Hz交流分析时的起始频率，可选单位有：Hz、kHz、MHz、GHzStopfrequency（终止频率）10GHz交流分析时的终止频率，可选单位有：Hz、kHz、MHz、GHzSweeptype(扫描类型)Decade交流分析曲线的频率变化方式，可选项有：Decade、Liner、OctaveNumberofpointsperdecade（扫描点数）10指的是起点到终点共有多少个频率点，对线性扫描该项才有效Vecticalscale（垂直刻度）Logarithmic扫描时的垂直刻度，可选项有：Liner、Octave、decibel、Logarithmic②检查测试结果电路的交流分析测试曲线如图3-4-13B所示。测试结果给出电路的幅频特性曲线和相频特性曲线，幅频特性曲线显示了4号节点（电路输出端）的电压随频率变化的曲线，相频特性曲线显示了4号节点的相位随频率变化的曲线。由交流频率分析曲线可知，该电路大约在7Hz～24MHz范围内放大信号，放大倍数基本稳定，且相位基本稳定。超出此