1、Multisim 模拟电路仿真实验1. Multisim 用户界面及基本操作1.1 Multisim 用户界面在众多的 EDA 仿真软件中，Multisim 软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。Multisim 用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。Multisim 来源于加拿大图像交互技术公司（ Interactive Image Technologies，简称 IIT 公司）推出的以 Windows 为基础的仿真工具，原名 EWB。IIT 公司于 1988 年推出一个用于电子电路仿真和设计的 EDA 工
2、具软件 Electronics Work Bench（电子工作台，简称 EWB） ，以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。1996 年 IIT 推出了 EWB5.0 版本，在 EWB5.x 版本之后，从 EWB6.0 版本开始，IIT 对EWB 进行了较大变动，名称改为 Multisim（多功能仿真软件） 。IIT 后被美国国家仪器（NI ，National Instruments）公司收购，软件更名为 NI Multisim，Multisim 经历了多个版本的升级，已经有 Multisim2001、 Multisim7、 Multisim8、Multisim9
3、、Multisim10 等版本，9 版本之后增加了单片机和 LabVIEW 虚拟仪器的仿真和应用。下面以 Multisim10 为例介绍其基本操作。图 1-1 是 Multisim10 的用户界面，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。图 1-1 Multisim10 用户界面菜单栏与 Windows 应用程序相似，如图 1-2 所示。图 1-2 Multisim 菜单栏其中，Options 菜单下的 Global Preferences 和 Sheet Properties 可进行个性化界面设置，Multisim10 提供两
4、套电气元器件符号标准：ANSI：美国国家标准学会，美国标准，默认为该标准，本章采用默认设置； DIN：德国国家标准学会，欧洲标准，与中国符号标准一致。工具栏是标准的 Windows 应用程序风格。标准工具栏：视图工具栏：图 1-3 是主工具栏及按钮名称，图 1-4 是元器件工具栏及按钮名称，图 1-5 是虚拟仪器工具栏及仪器名称。图 1-3 Multisim 主工具栏图 1-4 Multisim 元器件工具栏图 1-5 Multisim 虚拟仪器工具栏项目管理器位于 Multisim10 工作界面的左半部分，电路以分层的形式展示，主要用于层次电路的显示，3 个标签为：Hierarchy：对不同
5、电路的分层显示，单击“新建”按钮将生成 Circuit2 电路；Visibility：设置是否显示电路的各种参数标识，如集成电路的引脚名；Project View：显示同一电路的不同页。1.2 Multisim 仿真基本操作Multisim10 仿真的基本步骤为：1. 建立电路文件2. 放置元器件和仪表3. 元器件编辑4. 连线和进一步调整5. 电路仿真6. 输出分析结果具体方式如下：1）建立电路文件具体建立电路文件的方法有： 打开 Multisim10 时自动打开空白电路文件 Circuit1，保存时可以重新命名 菜单 File/New 工具栏 New 按钮 快捷键 Ctrl+N2）放置元器
6、件和仪表Multisim10 的元件数据库有：主元件库（ Master Database） ，用户元件库（User Database） ，合作元件库（ Corporate Database） ，后两个库由用户或合作人创建，新安装的Multisim10 中这两个数据库是空的。放置元器件的方法有： 菜单 Place Component 元件工具栏：Place/Component 在绘图区右击，利用弹出菜单放置 快捷键 Ctrl+W放置仪表可以点击虚拟仪器工具栏相应按钮，或者使用菜单方式。以晶体管单管共射放大电路放置+12V 电源为例，点击元器件工具栏放置电源按钮（Place Source） ，得到
7、如图 1-6 所示界面。图 1-6 放置电源修改电压值为 12V，如图 1-7 所示。图 1-7 修改电压源的电压值同理，放置接地端和电阻，如图 1-8 所示。图 1-8 放置接地端（左图）和电阻（右图）图 1-9 为放置了元器件和仪器仪表的效果图，其中左下角是函数信号发生器，右上角是双通道示波器。图 1-9 放置元器件和仪器仪表3）元器件编辑（1 ）元器件参数设置双击元器件，弹出相关对话框，选项卡包括： Label：标签，Refdes 编号，由系统自动分配，可以修改，但须保证编号唯一性 Display：显示 Value：数值 Fault：故障设置，Leakage 漏电；Short 短路；Op
8、en 开路；None 无故障（默认） Pins：引脚，各引脚编号、类型、电气状态（2 ）元器件向导（Component Wizard）对特殊要求，可以用元器件向导编辑自己的元器件，一般是在已有元器件基础上进行编辑和修改。方法是：菜单 Tools/ Component Wizard，按照规定步骤编辑，用元器件向导编辑生成的元器件放置在 User Database（用户数据库）中。4）连线和进一步调整连线：（1 ）自动连线：单击起始引脚，鼠标指针变为“十”字形，移动鼠标至目标引脚或导线，单击，则连线完成，当导线连接后呈现丁字交叉时，系统自动在交叉点放节点（Junction） ；（2 ）手动连线：单
9、击起始引脚，鼠标指针变为“十”字形后，在需要拐弯处单击，可以固定连线的拐弯点，从而设定连线路径；（3 ）关于交叉点，Multisim10 默认丁字交叉为导通，十字交叉为不导通，对于十字交叉而希望导通的情况，可以分段连线，即先连接起点到交叉点，然后连接交叉点到终点；也可以在已有连线上增加一个节点（Junction） ，从该节点引出新的连线，添加节点可以使用菜单 Place/Junction，或者使用快捷键 Ctrl+J。进一步调整：（1 ）调整位置：单击选定元件，移动至合适位置；（2 ）改变标号：双击进入属性对话框更改；（3 ）显示节点编号以方便仿真结果输出：菜单 Options/Sheet P
10、roperties/Circuit/Net Names，选择 Show All；（4 ）导线和节点删除：右击/Delete ，或者点击选中，按键盘 Delete 键。图 1-10 是连线和调整后的电路图，图 1-11 是显示节点编号后的电路图。图 1-10 连线和调整后的电路图（a）显示节点编号对话框 （b）显示节点编号后的电路图图 1-11 电路图的节点编号显示5）电路仿真基本方法： 按下仿真开关，电路开始工作，Multisim 界面的状态栏右端出现仿真状态指示； 双击虚拟仪器，进行仪器设置，获得仿真结果图 1-12 是示波器界面，双击示波器，进行仪器设置，可以点击 Reverse 按钮将其
11、背景反色，使用两个测量标尺，显示区给出对应时间及该时间的电压波形幅值，也可以用测量标尺测量信号周期。图 1-12 示波器界面（右图为点击 Reverse 按钮将背景反色）6）输出分析结果使用菜单命令 Simulate/Analyses，以上述单管共射放大电路的静态工作点分析为例，步骤如下： 菜单 Simulate/Analyses/DC Operating Point 选择输出节点 1、4、5 ，点击 ADD、Simulate图 1-13 静态工作点分析 2. 共射放大电路仿真实验放大是对模拟信号最基本的处理，图 2-1 是单管共射放大电路（NPN 型三极管）的仿真电路图。图 2-1 单管共射放大电路（NPN 型三极管）进行直流工作点分析，采用菜单命令 Simulate/Analysis/DC Operating Point，在对话框中设置分析节点及电压或电流变量，如图 3-2 所示。图 3-3 是直流工作点分析结果。图 3-2 直流工作点分析对话框图 3-3 直流工作点分析结果当静态工作点合适，并且加入合适幅值的正弦信号时，可以得到基本无失真的输出，如图 3-4 所示。（a）（b）图 3-4 单管共射放大电路输入输出波形试着求出该共射放大电路的静态工作点。
