Multisim10入门.docx

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Multisim10入门

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Multisim10仿真入门讲义

1、启动操作，启动Multisim10以后，出现以下界面，如图1所示。

图1

2、Multisim10打开后的界面如图2所示：

主要有菜单栏，工具栏，缩放栏，设计栏，仿真栏，工程栏，元件栏，仪器栏，电路图编辑窗口等部分组成。

图2

3、选择文件/新建/原理图，即弹出图3所示的主设计窗口。

图3

一、Multisim10功能简介

8、NIMultisim10有丰富的Help功能，其Help系统不仅包括软件本身的操作指南，更要的是包含有元器件的功能解说，Help中这种元器件功能解说有利于使用EWB进行CAI教学。

另外，NIMultisim10还提供了与国内外流行的印刷电路板设计自动化软件Protel及电路仿真软件PSpice之间的文件接口，也能通过Windows的剪贴板把电路图送往文字处理系统中进行编辑排版。

支持VHDL和VerilogHDL语言的电路仿真与设计。

9、利用NIMultisim10可以实现计算机仿真设计与虚拟实验，与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：

设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；可方便地对电路参数进行测试和分析；可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图；实验中不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。

10、NIMultisim10易学易用，便于电子信息、通信工程、自动化、电气控制类专业学生自学、便于开展综合性的设计和实验，有利于培养综合分析能力、开发和创新的能力。

11、电源/信号源库包含有接地端、直流电压源（电池）、正弦交流电压源、方波（时钟）电压源、压控方波电压源等多种电源与信号源。

基本器件库包含有电阻、电容等多种元件。

基本器件库中的虚拟元器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是可以选择的。

2Multisim10

二极管库包含有二极管、可控硅等多种器件。

二极管库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是是可以选择的。

晶体管库包含有晶体管、FET等多种器件。

晶体管库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是是可以选择的。

模拟集成电路库包含有多种运算放大器。

模拟集成电路库中的虚拟器件的参数是可以任意设置的，非虚拟元器件的参数是固定的，但是是可以选择的。

TTL数字集成电路库包含有74××系列和74LS××系列等74系列数字电路器件。

CMOS数字集成电路库包含有40××系列和74HC××系列多种CMOS数字集成电路系列器件。

数字器件库包含有DSP、FPGA、CPLD、VHDL等多种器件。

数模混合集成电路库包含有ADC/DAC、555定时器等多种数模混合集成电路器件。

指示器件库包含有电压表、电流表、七段数码管等多种器件。

电源器件库包含有三端稳压器、PWM控制器等多种电源器件。

其他器件库包含有晶体、滤波器等多种器件。

键盘显示器库包含有键盘、LCD等多种器件。

机电类器件库包含有开关、继电器等多种机电类器件。

微控制器件库包含有8051、PIC等多种微控制器。

射频元器件库包含有射频晶体管、射频FET、微带线等多种射频元器件。

12、子电路是由用户自己定义的一个电路（相当于一个电路模块），可存放在自定元器件库中供电路设计时反复调用。

利用子电路可使大型的、复杂系统的设计模块化、层次化，从而提高设计效率与设计文档的简洁性、可读性，实现设计的重用，缩短产品的开发周期。

13.Multisim的仪器库存放有数字多用表、函数信号发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、瓦特表、失真度分析仪、网络分析仪、频谱分析仪11种仪器仪表可供使用，仪器仪表以图标方式存在。

数字多用表（Multimeter）是一种可以用来测量交直流电压、交直流电流、电阻及电路中两点之间分贝损耗，自动调整量程的数字显示的多用表。

函数信号发生器（FunctionGenerator）是可提供正弦波、三角波、方波三种不同波形的信号的电压信号源。

瓦特表（Wattmeter）用来测量电路的功率，交流或者直流均可测量。

示波器（Oscilloscope）用来显示电信号波形的形状、大小、频率等参数的仪器。

波特图仪（BodePlotter）可以用来测量和显示电路的幅频特性与相频特性，类似于扫频仪。

字信号发生器（WordGenerator）是能产生16路（位）同步逻辑信号的一个多路逻辑信号源，用于对数字逻辑电路进行测试。

逻辑分析仪（LogicAnalyzer）用于对数字逻辑信号的高速采集和时序分析，可以同步记录和显示16路数字信号。

失真分析仪（DistortionAnalyzer）是一种用来测量电路信号失真的仪器，Multisim提供的失真分析仪频率范围为20Hz～20kHz。

频谱分析仪（SpectrumAnalyzer）用来分析信号的频域特性，Multisim提供的频谱分析仪频率范围上限为4GHz。

网络分析仪（NetworkAnalyzer）是一种用来分析双端口网络的仪器，它可以测量衰减器、放大器、混频器、功率分配器等电子电路及元件的特性。

Multisim提供的网络分析仪可以测量电路的S参数并计算出H、Y、Z参数。

IV（电流/电压）分析仪用来分析二极管、PNP和NPN晶体管、PMOS和CMOSFET的IV特性。

注意：

IV分析仪只能够测量未连接到电路中的元器件。

Multisim提供测量探针和电流探针。

在电路仿真时，将测量探针和电流探针连接到电路中的测量点，测量探针即可测量出该点的电压和频率值。

电流探针即可测量出该点的电流值。

电压表和电流表都放在指示元器件库中，在使用中数量没有限制。

14、Multisim具有较强的分析功能，用鼠标点击Simulate（仿真）菜单中的Analysis（分析）菜单（Simulate→Analysis），可以弹出电路分析菜单。

直流工作点分析（DCOperatingPoint...）

3Multisim10

在进行直流工作点分析时，电路中的交流源将被置零，电容开路，电感短路。

交流分析（ACAnalysis...）用于分析电路的频率特性。

需先选定被分析的电路节点，在分析时，电路中的直流源将自动置零，交流信号源、电容、电感等均处在交流模式，输入信号也设定为正弦波形式。

若把函数信号发生器的其它信号作为输入激励信号，在进行交流频率分析时，会自动把它作为正弦信号输入。

因此输出响应也是该电路交流频率的函数。

瞬态分析（TransientAnalysis...）

是指对所选定的电路节点的时域响应。

即观察该节点在整个显示周期中每一时刻的电压波形。

在进行瞬态分析时，直流电源保持常数，交流信号源随着时间而改变，电容和电感都是能量储存模式元件。

傅里叶分析（FourierAnalysis...）

方法用于分析一个时域信号的直流分量、基频分量和谐波分量。

即把被测节点处的时域变化信号作离散博里叶变换，求出它的频域变化规律。

在进行傅里叶分析时，必须首先选择被分析的节点，一般将电路中的交流激励源的频率设定为基频，若在电路中有几个交流源时，可以将基频设定在这些频率的最小公因数上。

譬如有一个10.5kHz和一个7kHz的交流激励源信号，则基频可取0.5kHz。

噪声分析（NoiseAnalysis...）

用于检测电子线路输出信号的噪声功率幅度，用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影响。

在分析时，假定电路中各噪声源是互不相关的，因此它们的数值可以分开各自计算。

总的噪声是各噪声在该节点的和（用有效值表示）。

噪声系数分析（NoiseFigureAnalysis...）

主要用于研究元件模型中的噪声参数对电路的影响。

在Multisim中噪声系数定义中：

No是输出噪声功率，Ns是信号源电阻的热噪声，G是电路的AC增益（即二端口网络的输出信号与输入信号的比）。

噪声系数的单位是dB，即10log10（F）。

失真分析（DistortionAnalysis…）

用于分析电子电路中的谐波失真和内部调制失真（互调失真），通常非线性失真会导致谐波失真，而相位偏移会导致互调失真。

若电路中有一个交流信号源，该分析能确定电路中每一个节点的二次谐波和三次谐波的复值，若电路有两个交流信号源，该分析能确定电路变量在三个不同频率处的复值：

两个频率之和的值、两个频率之差的值以及二倍频与另一个频率的差值。

该分析方法是对电路进行小信号的失真分析，采用多维的“Volterra”分析法和多维“泰勒”（Taylor）级数来描述工作点处的非线性，级数要用到三次方项。

这种分析方法尤其适合观察在瞬态分析中无法看到的、比较小的失真。

直流扫描分析（DCSweep...）

是利用一个或两个直流电源分析电路中某一节点上的直流工作点的数值变化的情况。

注意：

如果电路中有数字器件，可将其当作一个大的接地电阻处理。

灵敏度分析（Sensitivity...）

是分析电路特性对电路中元器件参数的敏感程度。

灵敏度分析包括直流灵敏度分析和交流灵敏度分析功能。

直流灵敏度分析的仿真结果以数值的形式显示，交流灵敏度分析仿真的结果以曲线的形式显示。

参数扫描分析（ParameterSweep…）

采用参数扫描方法分析电路，可以较快地获得某个元件的参数，在一定范围内变化时对电路的影响。

相当于该元件每次取不同的值，进行多次仿真。

对于数字器件，在进行参数扫描分析时将被视为高阻接地。

采用温度扫描分析（TemperatureSweep…）

可以同时观察到在不同温度条件下的电路特性，相当于该元件每次取不同的温度值进行多次仿真。

可以通过“温度扫描分析”对话框，选择被分析元件温度的起始值、终值和增量值。

在进行其它分析的时候，电路的仿真温度默认值设定在27℃。

零一极点分析（PoleZero）

方法是一种对电路的稳定性分析相当有用的工具。

该分析方法可以用于交流小信号电路传递函数中零点和极点的分析。

通常先进行直流工作点分析，对非线性器件求得线性化的小信号模型。

在此基础上再分析传输函数的零、极点。

零极点分析主要用于模拟小信号电路的分析，对数字器件将被视为高阻接地。

传递函数分析（TransferFunction…）

可以分析一个源与两个节点的输出电压或一个源与一个电流输出变量之间的直流小信号传递函数。

也可以用于计算输入和输出阻抗。

需先对模拟电路或非线性器件进行直流工作点分析，求得线性化的模型，然后再进行小信号分析。

输出变量可以是电路中的节点电压，输入必须是独立源。

最坏情况分析（WorstCase…）

是一种统计分析方法。

它可以使你观察到在元件参数变化时，电路特性变化的最坏可能性。

适合于对模拟电路值流和小信号电路的分析。

所谓最坏情况是指电路中的元件参数在其容差域边界点上取某种组合时所引起的电路性能的最大偏差，而最坏情况分析是在给定电路元件参数容差的情况下，估算出电路性能相对于标称值时的最大偏差。

蒙特卡罗（MonteCarlo…）

是采用统计分析方法来观察给定电路中的元件参数，按选定的误差分布类型在一定的范围内变化时，对电路特性的影响。

用这些分析的结果，可以预测电路在批量生产时的成品率和生产成本。

导线宽度分析（TraceWidth…）主要用于计算电路中电流流过时所需要的最小导线宽度。

批处理分析（Batched…）

在实际电路分析中，通常需要对同一个电路进行多种分析，例如对一个放大电路，为了确定静态工作点，需要进行直流工作点分析：

为了了解其频率特性，需要进行交流分析；为了观察输出波形，需要进行瞬态分析。

批处理分析可以将不同的分析功能放在一起依序执行。

二、Multisim10常用元件库分类

图1

   1.点击“放置信号源”按钮，弹出对话框中的“系列”栏如图2所示。

图2

（1）.选中“电源（POWER_SOURCES）”，其“元件”栏下内容如图3所示：

       图3

（2）.选中“信号电压源（SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES）”，其“元件”栏下内容如图4所示：

   图4

   （3）.选中“信号电流源（SIGNAL_CURRENT_SOURCES）”，其“元件”栏下内容如图5所示：

  图5

  （4）.选中“控制函数块（CONTROL_FUNCTION_BLOCKS）”，其“元件”栏下内容如图6所示：

图6

  （5）.选中“电压控源（CONTROLLED_VOLTAGE_SOURCES）”，其“元件”栏下内容如图7所示：

  图7

   （6）.选中“电流控源（CONTROLLED_CURRENT_SOURCES）”，其“元件”栏下内容如图8所示：

   图8

   2.点击“放置模拟元件”按钮，弹出对话框中“系列”栏如图9所示。

   图9

（1）.选中“模拟虚拟元件（ANALOG_VIRTUAL）”，其“元件”栏中仅有虚拟比较器、三端虚拟运放和五端虚拟运放3个品种可供调用。

（2）.选中“运算放大器（OPAMP）”。

其“元件”栏中包括了国外许多公司提供的多达4243种各种规格运放可供调用。

   （3）.选中“诺顿运算放大器（OPAMP_NORTON）”，其“元件”栏中有16种规格诺顿运放可供调用。

   （4）.选中“比较器（COMPARATOR）”，其“元件”栏中有341种规格比较器可供调用。

   （5）.选中“宽带运放（WIDEBAND_AMPS）”其“元件”栏中有144种规格宽带运放可供调用，宽带运放典型值达100MHz，主要用于视频放大电路。

   （6）.选中“特殊功能运放（SPECIAL_FUNCTION）”，其“元件”栏中有165种规格特殊功能运放可供调用，主要包括测试运放、视频运放、乘法器/除法器、前置放大器和有源滤波器等。

3．点击“放置基础元件”按钮，弹出对话框中“系列”栏如图10所示。

       图10

（1）.选中“基本虚拟元件库（BASIC_VIRTUAL）”，其“元件”栏中如图11所示。

   图11

（2）.选中“额定虚拟元件（RATED_VIRTUAL）”，其“元件”栏中如图12所示。

    图12

  （3）.选中“三维虚拟元件（3D_VIRTUAL）”，其“元件”栏中如图13所示。

  图13

  （4）.选中“电阻（RESISTOR）”，其“元件”栏中有从“1.0Ω到22MΩ”全系列电阻可供调用。

  （5）.选中“贴片电阻（RESISTOR_SMT）”，其“元件”栏中有从“0.05Ω到20.00MΩ”系列电阻可供调用。

（6）.选中“排阻（RPACK）”，其“元件”栏中共有7种排阻可供调用。

  （7）.选中“电位器（POTENTIOMETER）”，其“元件”栏中共有18种阻值电位器可供调用。

（8）.选中“电容器（CAPACITOR）”，其“元件”栏中有从“1.0pF到10µF”系列电容可供调用。

（9）.选中“电解电容器（CAP_ELECTROLIT）”，其“元件”栏中有从“0.1µF到10F”系列电解电容器可供调用。

（10）.选中“贴片电容（CAPACITOR_SMT）”，其“元件”栏中有从“0.5pF到33nF”系列电容可供调用。

（11）.选中“贴片电解电容（CAP_ELECTROLIT_SMT）”，其“元件”栏中有17种贴片电解电容可供调用。

（12）.选中“可变电容器（VARIABLE_CAPACITOR）”，其“元件”栏中仅有30pF、100pF和350pF三种可变电容器可供调用。

（13）.选中“电感（INDUCTOR）”，其“元件”栏中有从“1.0µH到9.1H”全系列电感可供调用。

（14）.选中“贴片电感（INDUCTOR_SMT）”，其“元件”栏中有23种贴片电感可供调用。

（15）.选中“可变电感器（VARIABLE_INDUCTOR）”，其“元件”栏中仅有三种可变电感器可供调用。

（16）.选中“开关（SWITCH）”，其“元件”栏中如图14所示。

  图14

   （17）.选中“变压器（TRANSFORMER）”，其“元件”栏中共有20种规格变压器可供调用。

   （18）.选中“非线性变压器（NON_LINEAR_TRANSFORMER）”，其“元件”栏中共有10种规格非线性变压器可供调用。

   （19）.选中“负载阻抗（Z_LOAD）”，其“元件”栏中共有10种规格负载阻抗可供调用。

   （20）.选中“继电器（RELAY）”，其“元件”栏中共有96种各种规格直流继电器可供调用。

   （21）.选中“连接器（CONNECTORS）”，其“元件”栏中共有130种各种规格连接器可供调用。

   （22）.选中“双列直插式插座（SOCKETS）”，其“元件”栏中共有12种各种规格插座可供调用。

   4.点击“放置三极管”按钮，弹出对话框的“系列”栏如图15所示。

  图15

（1）.选中“虚拟晶体管（TRANSISTORS_VIRTUAL）”，其“元件”栏中共有16种规格虚拟晶体管可供调用，其中包括NPN型、PNP型晶体管；JFET和MOSFET等。

（2）.选中“双极型NPN型晶体管（BJT_NPN）”，其“元件”栏中共有658种规格晶体管可供调用。

   （3）.选中“双极型PNP型晶体管（BJT_PNP）”，其“元件”栏中共有409种规格晶体管可供调用。

   （4）.选中“达林顿NPN型晶体管（DARLINGTON_NPN）”，其“元件”栏中有46种规格达林顿管可供调用。

   （5）.选中“达林顿PNP型晶体管（DARLINGTON_PNP）”，其“元件”栏中有13种规格达林顿管可供调用。

   （6）.选中“集成达林顿管阵列（DARLINGTON_ARRAY）”，其“元件”栏中有8种规格集成达林顿管可供调用。

   （7）.选中“带阻NPN型晶体管（BJT_NRES）”，其“元件”栏中有71种规格带阻NPN型晶体管可供调用。

   （8）.选中“带阻PNP型晶体管（BJT_PRES）”，其“元件”栏中有29种规格带阻PNP型晶体管可供调用。

   （9）.选中“晶体管阵列（BJT_ARRAY）”，其“元件”栏中有10种规格晶体管阵列可供调用。

   （10）.选中“绝缘栅双极型三极管（IGBT）”，其“元件”栏中有98种规格绝缘栅双极型三极管可供调用。

   （11）.选中“MOS门控开关（IGBT）”，其“元件”栏中有98种规格MOS门控制的功率开关可供调用。

   （12）.选中“N沟道耗尽型MOS管（MOS_3TDN）”，其“元件”栏中有9种规格MOSFET管可供调用。

   （13）.选中“N沟道增强型MOS管（MOS_3TEN）”，其“元件”栏中有545种规格MOSFET管可供调用。

   （14）.选中“P沟道增强型MOS管（MOS_3TEP）”，其“元件”栏中有157种规格MOSFET管可供调用。

   （15）.选中“N沟道耗尽型结型场效应管（JFET_N）”，其“元件”栏中有263种规格JFET管可供调用。

   （16）.选中“P沟道耗尽型结型场效应管（JFET_P）”，其“元件”栏中有26种规格JFET管可供调用。

   （17）.选中“N沟道MOS功率管（POWER_MOS_N）”，其“元件”栏中有116种规格N沟道MOS功率管可供调用。

   （18）.选中“P沟道MOS功率管（POWER_MOS_P）”，其“元件”栏中有38种规格P沟道MOS功率管可供调用。

   （19）.选中“UJT管（UJT）”，其“元件”栏中仅有2种规格UJT管可供调用。

   （20）.选中“带有热模型的NMOSFET管（THERMAL_MODELS）”，其“元件”栏中仅有一种规格NMOSFET管可供调用。

   5．点击“放置二极管”按钮，弹出对话框的“系列”栏如图16所示。

  图16

（1）.选中“虚拟二极管元件（DIODES_VIRTUAL）”，其“元件”栏中仅有2种规格虚拟二极管元件可供调用，一种是普通虚拟二极管，另一种是齐纳击穿虚拟二极管。

（2）.选中“普通二极管（DIODES）”，其“元件”栏中包括了国外许多公司提供的807种各种规格二极管可供调用。

   （3）.选中“齐纳击穿二极管（即稳压管）（ZENER）”，其“元件”栏中包括了国外许多公司提供的1266种各种规格稳压管可供调用。

   （4）.选中“发光二极管（LED）”，其“元件”栏中有8种颜色的发光二极管可供调用。

   （5）.选中“全波桥式整流器（FWB）”，其“元件”栏中有58种规格全波桥式整流器可供调用。

   （6）.选中“肖特基二极管（SCHOTTKY_DIODES）”，其“元件”栏中有39种规格肖特基二极管可供调用。

   （7）.选中“单向晶体闸流管（SCR）”，其“元件”栏中共有276种规格单向晶体闸流管可供调用。

   （8）.选中“双向开关二极管（DIAC）”，其“元件”栏中共有11种规格双向开关二极管（相当于两只肖特基二极管并联）可供调用。

   （9）.选中“双向晶体闸流管（TRIAC）”，其“元件”栏中共有101种规格双向晶体闸流管可供调用。

   （10）.选中“变容二极管（VARACTOR）”，其“元件”栏中共有99种规格变容二极管可供调用。

   （11）.选中“PIN结二极管（PIN_DIODES）（即Positive-Intrinsic-Negetive结二极管）”，其“元件”栏中共有19种规格PIN结二极管可供调用。

   6.点击“放置晶体管-晶体管逻辑（TTL）”按钮，弹出对话框的“系列”栏如图17所示。

  图17

（1）.选中“74STD系列”，其“元件”栏中有126种规格数字集成电路可供调用。

（2）.选中“74S系列”，其“元件”栏中有111种规格数字集成电路可供调用。

   （3）.选中“低功耗肖特基TTL型数字集成电路（74LS）”，其“元件”栏中有281种规格数字集成电路可供调用。

   （4）.选中“74F系列”，其“元件”栏中有185种规格数字集成电路可供调用。

   （5）.选中“74ALS系列”，其“元件”栏中有92种规格数字集成电路可供调用。

   （6）.选中“74AS系列”，其“元件”栏中有50种规格数字集成电路可供调用。

   7.点击“放置互补金属氧化物半导体（CMOS）”按钮，弹出对话框的“系列”栏如图18所示。

   图18

（1）.选中“CMOS_5V系列”，其“元件”栏中有265种数字集成电路可供调用。

（2）.选中“74HC_2V系列”，其“元件”栏中有176种数字集成电路可供调用。

   （3）.选中“CMOS_10V系列”，其“元件”栏中有265种数字集成电路可供调用。

   （4）.选