1、第2章 Multisim基本操作,2.1 Multisim 2001窗口界面 2.2 电路的连接 习题,2.1 Multisim 2001窗口界面,从开始菜单程序项中运行Multisim 2001 主程序后，在计算机显示器上出现它的基本界面，如图2-1所示。,图2-1 Multisim 2001基本窗口界面,2.1.1 菜单栏 菜单栏如图2-2所示，在菜单栏中包括了9个菜单项。,图2-2 菜单栏,(1) File：主要用于管理所创建的电路文件，如图2-3所示。其中包含有Open，New，Save，Print等与Windows相同的基本文件操作命令；另有Recent Files和 Recent
2、Projects使用户可以方便地调出最近使用过的文件和项目。文件(File)菜单中有关打印的几个选项是Multisim特有的，其中：Print Circuit：打印当前工作区的电原理图，其中包括Print(打印)，Print Preview(打印预览)和Print Circuit Setup(打印电路设置)命令。,Print Reports：列表打印当前工作区内所编辑的电路图中的元器件或元件库(Database Family List)或元器件的详细资料(Component Detail Report)。Print Instruments：选择打印当前工作区内的仪表波形图。,图2-3 File
3、菜单,(2) Edit：包含一些最基本的编辑操作命令，如Cut，Copy，Paste，Undo等命令；元件的位置操作命令，如可以使元件进行旋转和对称操作的Flip Horizonal，Flip Vertical，90 Clockwise，90 CounterCW等命令。,(3) View：包括调整窗口视图的命令，用于添加或去除工具条、元件库栏、状态栏，在窗口界面中显示网格，以提高在电路搭接时元件相互的位置准确度；放大或缩小视图的尺寸以及设置各种显示元素等。View菜单如图2-4所示，其中：,Toolbars：选择工具栏。Component Bars：选择元件库。Status Bar：显示状态栏
4、。Show Simulation Error Log/Audit Trail：显示仿真的错误记录/检查仿真踪迹。Show XSpice Command Line Interface：显示XSpice命令行界面。Show Grapher：显示图表。Show Simulate Switch：显示仿真开关。Show Text Description Box：显示文本描述框。Show Grid：显示栅格。,图2-4 View菜单,Show Page Bounds：显示纸张边界。 Show Title Block and Border：显示标题栏和边界。 Zoom In：放大显示视图。 Zoom Out
5、：缩小显示视图。 Find：查找电原理图中的元件。,(4) Place：通过本菜单中的各项命令可在窗口中放置节点(Juction)、元(器)件(Componet)、总线(Bus)、输入/输出端(Input/Output)、文本(Text)和子电路(Subcircuit)等对象(如图2-5所示)，其中：Place Component：放置一个元件。Place Junction：放置一个节点。Place Bus：放置一根总线。Place Input/Output：放置一个输入/输出端。,Place Text：放置文本。 Place Text Description Box：放置一个文本描述框。 R
6、eplace Component：替换元件。 Place as Subcircuit：放置一个子电路。 Replace by Subcircuit：用一个子电路替代。,图2-5 Place菜单,(5) Simlute：提供了仿真所需的各种设备及方法(如图2-6所示)，其中：Run：运行仿真开关。Pause：暂停电路开关。Instruments：提供了仿真所需的各种仪表。Analyses：给出了各种仿真分析的方法，其级联菜单见图2-7。Postprocess：打开后处理器对话框。Auto Fault Option：自动设置电路故障。Global Component Tolerance：全局元件容
7、错设置。,图2-6 Simulate菜单,图2-7 Analyses级联菜单,(6) Transfer：可将所搭电路及分析结果传输给其他应用程序，如PCB和MathCAD，Excel等(如图2-8所示)，其中：Transfer to Ultiboard：传送到Ultiboard。Transfer to other PCB Layout：传送给其他PCB版图软件。Backannotate from Ultiboard：从Ultiboard返回的注释。Export Simulation Results to MathCAD：仿真分析的结果输出到MathCAD。Export Simulation R
8、esults to Excel：仿真分析的结果输出到Excel。Export Netlist：输出网表。,图2-8 Transfer菜单,(7) Tools：用于创建、编辑、复制、删除元件，可管理、更新元件库等(如图2-9所示)，其中：Create Component：打开创建元件对话框。Edit Component：打开元件编辑对话框。Copy Component：打开拷贝元件对话框。Delete Component：打开删除元件对话框。Database Management：打开元件库管理对话框。Update Component：升级元件。Remote Control/Design Sha
9、ring：远程控制/设计共享。EDA：连接EDA网站。,图2-9 Tools菜单,(8) Options：可对程序的运行和界面进行设置(如图2-10所示)，其中：Preferences：打开参数选择对话框。Modify Title Block：修改标题块内容。Simplified Version：简化版本。Global Restrictions：全局限制设置。Circuit Restrictions：电路限制。 (9) Help：提供帮助文件，按下键盘上的F1键也可获得帮助。,图2-10 Options菜单,2.1.2 工具栏工具栏如图2-11所示。,图2-11 工具栏,值得注意的是设计工具栏
10、，该工具栏从右至左为：In Use List：记录用户在进行电路仿真中最近用过的元件和分析方法，以便用户可随时调出使用。传输(Transfer) 按钮：与其他程序如Ultiboard进行通信，也可将仿真结果输出到像MathCAD和Excel这样的应用程序。报告(Reports) 按钮：打印相关电路的报告。VHDL/Verilog按钮：使用VHDL模型进行设计。,后分析器(Postprocessor) 按钮：进行对仿真结果的进一步操作。分析(Analysis) 按钮：选择要进行的分析。仿真(Simulate) 按钮：确定开始、暂停或结束电路仿真。仪表(Instruments) 按钮：给电路添加仪
11、表或观察仿真结果。元件编辑器(Component Editor) 按钮：调整或增加元件。,2.1.3 元件库在窗口的最左边是元件库，它提供了用户在电路仿真中所用到的所有元件，如图2-12所示。,图2-12 元件库,2.1.4 仪表工具栏在窗口的最右边一栏是仪表工具栏，用户所用到的仪器仪表都可在此栏中找到，如图2-13所示。,图2-13 仪表工具栏,2.1.5 电路窗口在图2-1中，中间的窗口就是用户所用到的电路仿真操作窗口，用户大量的工作在此窗口上完成。,2.2 电 路 的 连 接,2.2.1 基本界面的定制为了方便电路的创建、分析和观察，我们有必要在创建一个电路之前，根据具体电路的要求和用户
12、的习惯设置一个特定的用户界面。定制用户界面的操作主要是通过设置Options菜单的Preferences项来实现的。在基本界面上运行Options菜单中的Preferences命令，即出现Preferences对话框，如图2-14所示。,图2-14 Preferences对话框,(1) Component Bin页：对界面上元件箱的出现形式、元件箱内元件的符号标准及从元件箱中选用元件的形式等进行设置，共有3个区，如图2-14所示。 Symbol standard区：选取所采用的元器件符号标准，其中的ANSI选项设置采用美国标准，而DIN选项设置采用欧洲标准。由于我国的电气符号标准与欧洲标准相近
13、，故选择DIN 较好。注意：符号标准的选用，仅对现行及以后编辑的电路有效，但不会更改以前编辑的电路符号。, Component toolbar functionality区：选择元件箱的打开和显示方式，其中Auto show parts bins，keep open on click是指当光标指向要选的元(器)件分类库时，其元(器)件库将自动并一直处于打开状态，直到点击其元(器)件分类库右上角的“”才能关闭。Auto show only是指当光标指向要选的元件分类库时，其元件库将自动打开。取完一个元件后，将自动关闭。No auto show，click to open是指需要点击操作才能打开或
14、关闭所要选用的元件分类库。, Place component mode区：选择放置元件的方式。Place single component是指选取一次元件，只能放置一次，不管该元件是单个封装还是复合封装。Continuous placement for Multi-section part only(Esc to quit)是指对于复合封装在一起的元件，如74LS00D，可连续放置，直至全部放置，按Esc键或点击鼠标右键可以结束放置。Continuous placement(Esc to quit)是指选取一次元件，可连续放置多个该元件。不管该元件是单个封装还是复合封装，直至按Esc键或点击鼠
15、标右键结束放置。,(2) Workspace页：对电路显示窗口图纸进行设置，页面如图2-15所示，包含有Show、Sheet size、Custom size和Zoom level 4个区。,图2-15 Workspace页对话框, Show区：设置窗口图纸格式，其左半部是设置的预览窗口，右半部是选项栏，分别有Show grid(显示栅格)、Show page bounds(显示纸张边界)和Show title block(显示标题栏)3个选项。 Sheet size和 Custom size区：设置窗口图纸的规格大小及摆向。在Sheet size区的左上方，程序提供了A、B、C、D、E、A4
16、、A3、A2、A1及A0等10种标准规格的图纸。如果要自定义图纸尺寸，则选择Custom项，然后在Custom size区内指定图纸宽度(Width)和高度(Height)，而其单位可选择英寸(Inches)或厘米(Centimeters)。另外，在左下方的Orientation区内，可设置图纸放置的方向，Portrait为纵向图纸，Landscape为横向图纸。, Zoom level区：显示窗口图纸的缩放比例，仅有4种可选择的比例200%、100%、66%和33%，不能设置任意比例。,(3) Circuit页：对电路窗口内的电路图形进行设置，如图2-16所示。,图2-16 Circuit页
17、对话框, Show区：设置元件及连线上所要显示的文字项目等。一共有6项：Show component labels：显示元件的标识；Show component reference ID：显示元件的序号(同一电路中序号是唯一的)；Show node names：显示线路上的节点编号；Show component values：显示元件参数值；Show component attribute：显示元件属性；Adjust component identifiers：调整元件的标识符。, Color区：设置编辑窗口内各元器件和背景的颜色。在左上方的下拉框中可以指定程序预置的几种配色方案。如果预置的配
18、色方案都不合适，可选Custom自行指定配色方案。自行指定配色方案时，应使用右侧的选项来分别指定各项目的颜色，其中，Background为编辑区的背景色，Wire为元件连接线的颜色，Active component为有源器件的颜色，Passive component为无源器件的颜色，Virtual component为虚拟元件的颜色。设置时，点击所要设置颜色项目右边的按钮，打开颜色对话框，选取所需颜色，然后点击“确定”即可。,(4) Wiring页：设置电路导线的宽度与连线的方式，如图2-17所示。 Wire width区：设置导线的宽度，左边是设置预览，右边栏内可输入115整数的宽度值，数值
19、越大，导线越宽。 Autowire区：设置导线的自动连线方式。Autowire on connection由程序自动连线；Autowire on move在移动元件时，自动重新连线。如不选此项，则移动元件时，将不能自动调整连线，而以斜线连接。,图2-17 Wiring页对话框,(5) Font页：设置元件的标识和参数值、节点、引脚名称、原理图文本和元器件属性等文字，对话框如图2-18所示。设置方法与Windows操作系统相似。,图2-18 Font页对话框,(6) Miscellaneous页：设置电路的备份、存盘路径、数字仿真速度及PCB接地方式等，如图2-19所示。 Auto-backup
20、区：用于确定选择自动备份功能和备份时间间隔，以便在断电或系统故障后恢复以前创建的文件。 Circuit Default Path区：设置预置的存取文件路径。默认路径是“我的文档”，可点击该区中的Browse按钮进行设置。, Digital Simulations Settings区：设置数字电路的仿真方式。Ideal(faster simulation)是对数字元件进行理想化处理，仿真速度较快。Real(more accurate simulation-requires power and digital ground)是较全面的模仿现实的数字元件，编辑的电原理图中要有提供给数字元件的电源和数
21、字接地端，其仿真精度较高，但速度较慢。 PCB ground Option区：对PCB接地方式进行选择。若选中Connect digital ground to analog ground，则在PCB中将数字接地与模拟接地连在一起；否则要将二者分开。,图2-19 Miscellaneous页对话框,2.2.2 创建一个电路定制好用户界面后，就可以创建一个具体的电路了。我们以电容充放电为例，介绍一个电路的创建过程。所要创建的电路如图2-20所示。创建电路有5个步骤。,图2-20 电容充放电,1. 从元件库中调用所需元件(1) 选取电阻、电容、电感等基本元件。单击 按钮即可拉出电阻元件库，如图2-
22、21所示。在此元件库中，对于电阻、电容、电感等基本元件存有两种元件模型：现实元件(灰框)和虚拟元件(绿框)。所谓虚拟元件(Virtual Component)，是指元件的大部分模型参数是该种/类元件的典型值，部分模型参数可由用户根据需要而自行确定的元件。而在Multisim中许多元件模型是根据实际存在的元器件参数设计的，与实际元件相对应，且仿真结果准确可靠，我们称此类元件为现实元件。由于在大多数情况下选取虚拟元件的速度要比现实元件快得多，因此我们会经常用到虚拟元件，在本电路中也采用虚拟元件。点击其中的 图标，拖动鼠标到操作窗口任意空白位置，单击即可将选中的元件放入图中，如图2-22所示。,图2
23、-21 电阻元件类型库,图2-22 选取电阻示意图,电阻大小默认为1 kohm，如果要改变电阻的参数，可双击该电阻图标，打开其属性对话框，如图2-23所示。,图2-23 Resistor Virtual对话框,从图中看出，该对话框有Value、Label、Display和Fault四个页。 Value页用以设置参数值，包括：Resistance：用以设置电阻值，在右边栏中选定其单位。Tolerance：若选中可设置该电阻的容差(即误差)，在其右边栏中输入所要设定的容差值(百分比)。Temp(T)：设置环境温度，可先选取此项，然后在其右边的栏中输入所要设置的温度值。TC1：设置该电阻的一次温度参
24、数。TC2：设置该电阻的二次温度参数。,电阻值与温度之间的关系为,R=R01+TC1(T-T0)+TC2(T-T0)2,其中T0为参考温度。TNOM：设定参考环境温度(默认值为27)。 Label(标识)页用于设置电阻的标识(如图2-24所示)，其中包括下列选项：,图2-24 Resistor Virtual对话框的Label页,Reference ID：该电阻的元件序号，是元件唯一的识别码，必须设置且不允许重复。Label：为该电阻的标识文字，没有电气意义，可输入中文。Attributes：由用户记录所用的该电阻的信息窗口，如元件名称、参数值及制造者等。, Display(显示)页用以确定该
25、虚拟电阻在电路窗口中所要显示的信息(如图2-25所示)，其中包括5个选项：,图2-25 Resistor Virtual对话框的Display页,Use Schematic Option global setting：若选中此项，则将采用全电路整体显示认定，不可单独认定此元件的显示方式，此时，下面的4个选项无效。Show labels：显示元件的标识。Show values：显示元件的数值。Show reference ID：显示元件的序号。Show Attributes：显示元件的属性。, Fault(故障)页设置该元件可能出现的故障，以便预知该元件发生相应故障时产生的现象，如图2-26所示
26、。其中包括如下4个选项：None：无故障产生。Open：元件两端开路。Short：元件两端短路。Leakage：元件发生漏电故障，漏电流的大小可在下面的栏内设置。,图2-26 Fault页,(2) 修改基本元件的位置、显示颜色。为了使元件符合图中的要求，有时需要移动、旋转、删除元件或改变元件的显示颜色。这时，可用鼠标进行相应操作或用鼠标右击元件，然后在弹出菜单(见图2-27)中选择相应的操作。移动元件：指针指到所要移动的元件上，按住鼠标左键，然后移动鼠标，将其移动到适当的位置后放开左键。删除元件：指针指向所要删除的元件，点击则在该元件的四角将各出现一个小方块。然后点击鼠标右键后在快捷菜单中选取
27、Cut命令。,图2-27 弹出菜单,旋转元件：指针指向所要旋转的元件，点击则在该元件的四角将各出现一个小方块。然后点击鼠标右键，弹出快捷菜单，选取Flip Horizontal命令即可左右翻转，选取Flip Vertical命令即可上下翻转，选取90 Clockwise命令即可顺时针旋转90，选取90 CounterCW命令即可逆时针旋转90。改变元件的颜色：指针指向元件，点击鼠标右键弹出快捷菜单。然后选取Color命令，将出现图2-28所示的对话框。直接选取所要采用的颜色，然后点击“确定”即可。了解元件的信息：指针指向元件，点击鼠标右键弹出快捷菜单，然后选取Help命令。,图2-28 “颜色
28、”对话框,(3) 选取电源元件。单击图标 即可显示出电源元件库，按图2-20要求在库中选择直流电压源和“地”，如图2-29所示。,图2-29 电源库示意图,(4) 选取开关。在电阻元件库中选择“开关”(Switch)，放置在图中合适位置。其参数“Key=Space”意为按下Space键来转换开关状态。,2. 连接电路在Multisim中线路的连接非常方便，一般有如下两种连接方法：(1) 元件之间的连接。将鼠标指针移近所要连接的元件引脚一端，鼠标指针自动转变为“”。点击并拖动指针至另一元件的引脚，再次出现“”时点击，系统即自动连接两个引脚之间的线路。 (2) 元件与线路的中间连接。从元件引脚开始
29、，指针指向该引脚并点击，然后拖向所要连接的线路上再点击，系统不但自动连接两个点，同时在所连接线路的交叉点上自动放置一个接点。如果两条线只是交叉而过，不会产生连接点，即两条交叉线并不相连接。按图2-20连接好所有元件和开关。,3. 导线的调整(1) 轨迹的调整。对已连接好的导线轨迹进行调整，可先将指针对准欲调整的导线，点击鼠标右键将其选中，按住鼠标左键，拖动线上的小方块或两小方块之间的线段至适当位置后松开即可。,(2) 导线颜色的调整。为突出某些导线和节点，可对其设置不同的颜色来区分。将鼠标指针指向某一导线或连接点，点击鼠标右键选中，出现快捷菜单。选择Color命令将打开“颜色”对话框，选取所需
30、的颜色，然后点击“确定”按钮。注意：这时连接点及其直接相连的导线的颜色将同时改变。(3) 导线和节点的删除。对准欲调整的导线，点击鼠标右键，出现快捷菜单，选择Delete即可；如果要删除节点，则将鼠标指针指向所要删除的节点，点击鼠标右键选取该点，选择Delete即可。,4. 虚拟仪表的连接按图2-20要求，我们还需要连接一个示波器来分析和观察电压的波形。在已连接好的电路中，选择仪表工具栏中的示波器(Oscilloscope)，拖动鼠标到操作窗口任意空白位置，单击后仪器的符号就会出现在图中。将仪器“G”端与电路接地端相连。由于只需观察a点电压波形，因此只用A相即可，连接仪器“A”端和电路a端。仪
31、器“T”端是触发端，此例不用。,5. 电路的运行电路搭接完成后，此时电路并未工作，按下工作界面右上角的“Run”按钮，电路才开始真正工作。双击示波器，可观察到此时a点无电压波形，因为是充放电过程，需要有换路发生，所以必须调整开关状态才能观察到波形。首先按下Space键，可看到充电波形；再按下Space键，可看到放电波形(见图2-30)，如波形太大或太小，可调整面板上的相关量挡，直至合适为止。,图2-30 电容充放电波形,习 题,1创建图2-31所示电路，求解电流I；初步掌握简单电路的连接以及虚拟电流表的连接和使用。,图2-31 习题1图,2创建图2-32所示电路，求解电压U；进一步掌握电路的连接。,图2-32 习题2图,3创建图2-33所示电路，观察改变电阻R3时，瓦特表的读数变化；掌握可变电阻器的连接以及虚拟瓦特表的连接和使用。,图2-33 习题3图,4创建图2-34所示电路，掌握变压器的连接和示波器的连接和使用。,图2-34 习题4图,5创建图2-35所示电路，利用示波器观察电容电压的谐振波形；彻底掌握初级电路的连接和测量。,图2-35 习题5图,
