Page 1
附录五 Multisim 2001 使用指南
一、Multisim 2001 程序概论
1.1 简介
从上世纪八十年代开始,随着计算机技术的飞速发展,电子电路的分析与设计方法发生
了重大变革,Pspice ,EWB 等一大批各具特色的优秀电子设计自动化(EDA )软件的出现,
改变了一定量估算和电路实验为基础的电路设计方法。熟练掌握一些电路仿真软件已成为当
今电子电路分析和设计人员所必须具备的基本技能之一。
Multisim 2001 是加拿大 Interactive Image Technologies 公司2001 年推出的 Multisim
最新版本,是该 公司电子线 路仿真软件 EWB 的升级版。
1.2 功能及特色
Multisim 2001 用软件的方法虚拟 电子与电工 元器 件,虚拟 电子与电工仪器 和仪表 ,实
现了模 仿实际元器 件和仪器 的功 能。
(1 )Multisim 2001 的元 件库提供数千种 电路元器 件供 实验选用 ,同时也可以 新建或
扩充已 有的 元器件 库, 而且建库所 需的 元器件 参数可以从生 产厂商的 产品使用手册中查到,
因此可以方 便的 在工程设计 中使用。
( 2 ) Multisim 2001 的 虚拟测试仪器仪表种类齐全, 有实验 用的 通用仪器,如万用表、
函数发生 器、示波器等, 还有实验 室少有的 仪器, 如波特 图仪、失真 仪、逻辑分析 仪等。
( 3 ) 原理图的 编辑非常方 便 , 鼠标点击——拖 动 界面, 点——点 自动 连线。分 层的 工
作环境,手工调整元器件 时自动重排线路,自动分 配元器件的 参考编号,对原理图尺寸大 小
没 有 限制 。
(4 )Multisim 2001 提供 了非常 丰富 的分析功 能,虚拟测试 设备能提供快捷、 简单 的
分析。主要包括直流 工作点、瞬态、交流频率扫描、傅立叶、噪声、失真度 、参数 扫描、 零
极 点、传递函数、直流灵敏度、交流灵敏度、最 差情况 、蒙特 卡洛 法等多种 分析 工具, 可以
在线显 示图形并具 有很大的 灵活性。
( 5 ) Multisim 2001 还可以对被 仿真电路 中的 元器件人为设置故障 。 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 被
仿真电路的所有元器 件清单 等。
(6 )专业 版的 Multisim 2001 还支持 VHDL 和 Verilog 语言的电 路仿真与设计。
(7 )Multisim 2001 的“ 子电路”功 能很有特色,在复杂 电子电路系统 的设计过程中,
合 理而恰 当的利 用“子电路” 功能。能使 系统 设计大大 简 化,工作效率得 到提 高。允许把子
电路当作 一个元器 件使用 ,从而争大了电路的仿真规模 。
针 对 不 同的 用 户 需 要 ,Multisim 2001 发行 了 多个 版本,分为 增强专业 版(Power
Porfessional)、专业版(Porfessional)、个人版(Personal)、教育版(Education)、学
生版( Student)和 演示 版( Demo)等。 我们这里仅对 Multisim 2001 教育版 进行 介绍。
1.3 软件的运行环境
操作系统 :Windows 95/98/XP/2000/NT CPU :奔腾 300 或以上
内存 :64M 最 好 128M 以上 显示器: 800X600 分 辨率或以上
硬盘:可用 空间 300M 以上
二、Mutisim 2001 的基本界面
- - 0
Page 2
2.1 主窗口
单 击开始----程序 ---- Multisim 2001---- Multisim 2001 , 启 动 Multisim 2001 , 可
以看 到附录 图 5.2.1 所 示的 Multisim 2001 的主窗口 。
附录 图 5.2.1 Multisim 2001 的主 窗口
Multisim 2001 的主窗口如同一个 实 际 的电子实验台 。从图中看 出, Multisim 2001 基
本 界面由菜单 栏 、工 具栏 、元器 件 栏、虚拟仪器仪表栏所 组 成。
2.2 菜单栏
Multisim 2001 的菜单 共有 十项 ,如附录图 5.2.2。 有两种方法 选择执行 菜单 命令:
附录图 5.2.2 Multisim 2001 菜单 栏
单 击菜 单 项使之 下拉 出 菜 单 命令, 然后 单 击其中 的菜单命令。
按下 ALT 键,再按下菜单 项名中 下划线的 字母打开 相应的 菜单 项(如 按 ALT,再按 F 打
开 文件 菜单 File ), 接 着 按菜单 (已 经打开) 命令中 下划 线 的 字母执行 某菜 单 命令 。
- - 1
Page 3
如果打开的菜单项中有些命令呈现灰色,说明该命令在当前状态下是不能使用的。
1 、文件菜单 File
文件 菜单如附录图 5.2.3 所 示。
附录图 5.2.3 文件 菜单
文件 菜单的 命令有 :
New 提供一个空白窗口以建立一个新文件命令 (快捷键 Ctrl+N )
Open 打开一个 *.msm、 *.ewb 或 *.utsch 等格式的文件命令 (快捷键 Ctrl+O )
Close 关闭当前的工作电路文件命令
Save 将当前工作电路一 *.msm 的格式存盘命令 (快捷键 Ctrl+S )
Save as 将当前工作电路换个文件名或者路径存盘命令
New Project 建立新的项目命令 (教育版 没有这项 功能 )
Open Project 打开原有的项目命令 (教育版 没有这项功能)
Save Project 保存当前的项目命令 (教育版 没有这项功能)
Close Project 关闭当前的项目命令 (教育版 没有这项功能)
Version Control 版本控制命令 (教育版 没有 这项功能 )
Print Circuit 打印当前工作电路图命令
Print Reports 列表打印当前工作电路图的元器 件或元器 件的详细资料 命令
Print Instruments 打印当前工作电路图所 使用的仪 表命令
Print Setup 打印机设置 命令
Recent Files 查看最近打开 过的电路图命令
Recent Project 查看最近打开 过的项目命令
Exit 退出 Multisim 2001 程序命令
2、编辑 菜单 Edit
- - 2
Page 4
编辑菜单 如附录 图 5.2.4 所 示, 编辑菜单的命令有:
Undo 撤销命令 (快捷键 Ctrl+Z )
Cut 剪切命令 (快捷键 Ctrl+X )
Copy 复制命令 (快捷键 Ctrl+C )
Past 粘贴命令 (快捷键 Ctrl+V )
Delete 删除命令 (快捷键 Del )
Select All 全部选中命令 (快捷键 Ctrl+A )
Flip Horizontal 水平翻转命令 (快捷键 Alt+X)
Flip Vertical 上下 翻转命令 (快捷键 Alt +Y )
90 Clockwise 顺时针旋转 90 度命令 (快捷键 Ctrl+R )
90 CounterCW 逆时针旋转 90 度命令 (快捷键 Shift+Ctrl+R )
Component Properties 修改元器件的 参数、 标签命令 (快捷键 Ctrl+M )
附录图 5.2.4 编辑 菜单
3、视 图菜单 View
视 图 菜 单如附录图 5.2.5 所 示 , 视 图 菜 单的 命令 有:
Toolbars 显示工 具栏命令
Component Bars 显示元器件栏命令
Project Workspace 显示项目 管理器命令 (教育 版中无 此功能)
Status Bar 显示状态栏命令
Show Simulation Error Log/Audit Trail 显示仿真错误信息 /仿真跟踪命令
Show Xspice Command Line Interface 显示 Xspice 命令行界面命令
Show Grapher 显示图表命令 (快捷键 Ctrl+G )
Show Simulate Switch 显示仿真开关命令
Show Text Description Box 显示文本 描述框命令 ( 快捷键 Ctrl+D)
Show Grid 显示网格命令
Show Page Bounds 显示纸张边界命令
Show Tide Block and Border 显示标题栏 和边界命令
Zoom In 放大观看电路图命令 (快捷键 F8 )
Zoon Out 缩小观看电路图命令 (快捷键 F9 )
- - 3
Page 5
Find 查找元器件命令 (( 快捷键 Ctrl+ F)
附录图 5.2.5 视图 菜单
4、放置 菜单 Place
放置 菜单如附录图 5.2.6 所 示。
附录图 5.2.6 放置 菜单
放置 菜单的 命令有 :
Place Component 放置元器件命令 (快捷键 Ctrl+W )
Place Junction 放置节点命令 (快捷键 Ctrl+J )
Place Bus 放置总线命令 (快捷键 Ctrl+U )
Place Input/Output 放置输入输出端口命令 (快捷键 Ctrl+I)
Place Hierarchical Block 放置层次模块命令 (快捷键 Ctrl+H )
Place Text 放置文 字命令 (快捷键 Ctrl+T )
Place Text Description Box 放置文本 描述框命令 (快捷键 Ctrl+D )
Replace Component 元器件 替换命令
- - 4
Page 6
Place as Subcircuit 放置子电路命令 (快捷键 Ctrl+B )
Place by Subcircuit 子电路 替换命令 (快捷键 Ctrl+Shift+B )
5、仿真 菜单 Simulate
仿真菜单如 附录图 5.2.7 所示 ,仿真菜单的命令有 :
Run 开始仿真 命令 (快捷键 F5 )
Pause 暂停方针命令 (快捷键 F6 )
Default Instrument Settings 默认仪表 设置命令
Digital Simulation Setting 默认仿真设置命令
Instruments 选择 仪器仪表命令
Analyses 选择 方针分析 方法命令
Postprocess 启动后处理程序命令
VHDL Simulation VHDL 仿真命令 (教育 版中没有此功能)
Verilog HDL Simulation Verilog HDL 仿真命令 (教育 版中没 有此功 能)
Auto Fault Option 自动默认选 择命令
Global Component Tolerances 全部元器件容差 设置命令
附录图 5.2.7 仿真 菜单
6、文件输出 菜单 Transfer
文件 输出菜单如附录图 5.2.8 所 示。
附录图 5.2.8 文件 输出 菜单
文件 输出 菜单的 命令有 :
- - 5
Page 7
Transfer to Ultiboard 将当前电路图传送给 Ultiboard 命令
Transfer to other PCB Layout 将当前电路图传送给其他 的 PCB 版图软件命令
Backannotate from Ultiboard 从 Ultiboard 返回的 注释命令
VHDL Synthesis 生成 VHDL 文件命令 (教育版中 没 有此功 能)
Export Simulation Results to MathCAD 将仿真结 果输出到 MathCAD 命令
Export Simulation Results to Excel 将仿真结 果输出到 Excel 命令
Export Netlist 输出网表命令
7、工具 菜单 Tools
工 具菜单如附录图 5.2.9 所 示 。
附录图 5.2.9 工具 菜单
工 具菜单 的 命令 有 :
Create Component 创建元器 件命令
Edit Component 编辑元器件命令
Copy Component 复制 元器件命令
Delete Component 删除元器件命令
Database Management 元器件 数据库 管理命令
Update Components 更新元器 件命令
Remote Control/Design Sharing 远程控制 /设计共享命令
EDAparts.com 连接到 EDAparts.com 网站命令
8、选 项菜单 Options
选 项菜单如 附录 图 5.2.10 所 示 。
附录图 5.2.10 选 项菜单
选 项菜单的 命令 有 :
Preferences 设置环境 参数命令
Modify Title Block 修改标题栏命令
Simplified Version 简化 版本命令
- - 6
Page 8
Golbal Restrictions 全局限制命令
Circuit Restrictions 电路限 制命令
9、窗口菜单 Window
窗口菜单如 附录图 5.2.11 所 示。
附录图 5.2.11 窗口菜单
窗口菜单的 命令有 :
Cascade 层叠窗口的 方式 显示电路图
Tile 上下窗口的 方式 显示电路图
Arrange Icons 重新 排列图表命令
1 Circuit1 表示 软件中当前有哪 些电路图
10、帮助 菜单 Help
帮助菜单如 附录图 5.2.12 所 示。
附录图 5.2.12 帮助菜单
帮助菜单的 命令有 :
Multisim Help 帮助文件 (快捷键 F1 )
Multisim Reference 参考手册
Release Notes 版本说明
About Multisim 有关 Multisim 的说明
三、元器 件 库
Multisim 将所有 的 元器件 模 型分 门别 类的 放 到 14 个元器件分 类库中 ,每个元器件库放
置同一 种类型的 元器件。 如附录图 5.3.1 所示 。
附录图 5.3.1 元器件 库
- - 7
Page 9
注意:元器件 库里面 绿色 衬底的元器 件 箱代表该元器 件 为虚拟元器件。
3.1 电源 / 信号源库
电源库中 共有 30 个 电源器 件,有 为电路提供 电能的功率 电源 ,有作 为输入信号 的各式
各样 的信号 源及产生电 信号 转变的控制电 源,还有 1 个 接地端和 1 个数 字电路接地端。
Multisim 把电源类 的 器 件 全部当作虚拟器件,因而不能 使用 Multisim 中 的 元 件 编辑工 具 对
其模 型及符号等进行 修改或 重新 创建,只能通过 自 身的 属性对 话框对 其相关参数直接进行设
置 。在将 电路 文 件 输 出 给 PCB 版 图 设计等 程序 时 , 不输 出电 源 。
具体 的 30 个 电源器 件如附录图 5.3.2 所 示。
附录 图 5.3.2 电 源 / 信 号 源 库
3.2 基本元器 件库
基本元器 件库中包含 现实元 件箱 22 个, 每个现实元 件 箱中 又存放着若干个与现实元 件
一致 的仿真软件供选用。还有 7 个 虚拟元件箱 ,其中的元件不 需要选择,而是直接 调用,然
后再 通过 其属 性对 话框 设置 其 参数值 。不过,在选择 元 件是 还 是应 该 尽量到现实 元 件箱 中 去
选取,这不 仅是因为选用现实元件能使仿真更 接近于现实情况 ,还在于现实的 元件都有元 件
封装 标 准 ,可将仿真 后 的电路图直接转换 成 PCB 文件。但在选取不 到 某些 参数或 要进行温度
扫描活参数 扫描分析时 ,就 要选用虚拟元件。
具 体 的基本 元器 件 库如 附录图 5.3.3 所 示 。
附录图 5.3.3 基本 元器件 库
3.3 二极管 库
- - 8
Page 10
二 极 管 库中包含着 11 个元件箱 , 虽 然仅 有 一个 虚拟元 件箱 , 但 发 光二极 管 元 件箱存 放
的是交互式元 件,其处理方 式也基本等同于 虚 拟元件。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 可选择。
具体 的二极 管库如附录图 5.3.4 所示 。
附录 图 5.3.4 二极 管 库
3.4 晶体管 库
晶体 管库中共 有 33 个 元件箱,其中 17 个现实 元件 箱中存放着 Generic 等世界著名 晶体
管制 造厂商的众多 晶体 管 元件模型,都 有较高的 精度。还有 16 个 虚拟元件箱 , 虚拟元 件箱
中 的 虚拟 晶体 管 相当 于 理 想晶体管。可以通过打开 其属 性对 话框 对模 型参数 进行修改,修改
后的模 型只能本次使用, 对库中已 有的 模型没 有 影响 。
具 体 的 晶体 管 库如附录图 5.3.5 所示 。
附录图 5.3.5 晶体 管 库
3.5 模拟集成电路 库
模拟 集成电路库包含 9 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 可选择 。
具体模拟集 成电路库如 附录图 5.3.6 所示 。
- - 9
Page 11
附录 图 5.3.6 模拟 集成电路 库
3.6 TTL 数字集成电路 库
具 体 TTL 数字集 成电路 库如附录图 5.3.7 所示 。
附录图 5.3.7 TTL 数 字集成电路库
3.7 CMOS 数字集成电路 库
具 体 CMOS 数字集 成电路 库如附录图 10.3.8 所 示 。
附录图 5.3.8 CMOS 数 字集成电路库
3.8 数字器件库
数字 元件 库中的 TIL 元件箱就 是把 常用的 数字 元件按照其功能存 放的,不过它们都是虚
拟元件,不 能转换 成版图文 件。
具 体数字元 件 库如 附录图 5.3.9 所 示 。
附录图 5.3.9 数 字元件 库
- - 10
Page 12
3.9 混合集成电路 库
混合 集成电路库中存放 着 6 个元 件箱 ,其中尽管 ADC_DAC 元件 箱没有绿色 衬底,但仍属
于虚拟元 件。
具 体混 合 集 成电路 库如附录图 5.3.10 所 示 。
附录图 5.3.10 混合 集成电路 库
3.10 指示器件 库
指 示部件 库中 包含 8 种可用 来 显示电路仿真结果 的 显 示器 件,Multisim 称 之为交 互 式
元件。 对于交 互式 元件,Multisim 不允许 用户从 模型上进行 修改, 只能在 其属性对 话框中
对某些 参数进行设 置。
具 体指示器 件 库如附录图 5.3.11 所 示 。
附录图 5.3.11 指 示器件 库
3.11 其它器件 库
Multisim 其它器件 库 把不 便 划 归 某 一类 的 型 元件库中的 元 件 箱放到 一 起 , 故也称 之为
杂项库。 其 它器件 库 包含晶 体、集成 稳压器等 18 种器 件。
具 体其它 器 件 库如附录图 5.3.12 所 示 。
附录图 5.3.12 其它器件 库
3.12 控制器 件库
控 制器件 库 共 有 12 个 常用 的控制 模 块, 虽 然这 些 控 制模块 没 有绿色 衬底 , 但仍 属 于虚
拟元件,既不能改动其模型 ,只能在 其属性对 话框中设置 相关参数。控制器件 库包括乘法 器、
除 法器等 控制用器 件。
- - 11
Page 13
具 体控制 器 件 库如附录图 5.3.13 所 示 。
附录图 5.3.13 控制器件 库
3.13 射频元器件 库
当 信号频率较 高 时 ,电路 中元器件的 模型要 产 生质 的改变, 其分析设计方法 也有较大不
同。尽管 Multisim 教育版的 射频元器件 库中所提供的 RF 元件较 少,但从中也可以从 概念上
做 些了 解 。 射 频元器件 库 包 含射频 NPN 晶 体 管 、 射 频 FET 等 7 种 射 频元器件。
具体射 频元器 件库如附录图 5.3.14 所 示。
附录 图 5.3.14 射频 元器 件 库
3.14 机电类 器件库
机电类器件 库共 有 8 个 元件箱 ,包含一些电工类器 件,除线性变 压器 外,都以虚拟元件
处理。包含 开关 、 继电器 等机电类器 件。
具体 机电类器 件库附录图 5.3.15 所示 。
附录图 5.3.15 机电 类器件 库
四 、电路 创 建基 础
1、元器 件的操 作
( 1 ) 在 Multisim 的编辑窗口下 , 首先在元器件 库 栏 中鼠标 单 击 包含 该元器 件的 元器 件
库的 图标,打 开 该元器件 库对话框。 如附录图 5 .4.1 显示的是电阻 库的 对话框。
- - 12
Page 14
附录 图 5.4.1 放置元器件 窗口
(2 )然后从 Component Name List (元器 件名字列表)中选出想 要的元器件,找到 所
需元器 件之后 , 点击 OK 键, 该元器 件即被 调 入电路图中。 此时该元器 件随光标 移 动, 移至
合适位 置时, 点击鼠标左键 即 在该位 置放 置一 个元件。
( 3 ) 如果先要放置 同样的 元器 件,只 要 选中该 元器 件, 用复制命令复制 , 然后用 粘贴
命令粘贴,就会出现该元器 件随光标 移 动,移至合 适位置时,点击鼠标左键即 在该位置放置
一个相同 的元器 件。
(4 )为了使 电路便于 连线、图形 整齐。需要 对元 件进行调整 。如移 动、旋转等。这些
都可以利 用菜单 或工具栏 中相应的选 项 进行。但是 首先必须选中要 调整 的元器 件,用鼠标指
向该元件, 点击 左键 即可 激活该元件,若再 选 第二个、第三 个…可以按 住 Shift+ 单击鼠标
左键 即可 激活多个元件,也可以用鼠标移动 到电路的左上角,按鼠标左 键拉到电路 图的右 下
角形成一 个单线框, 松开鼠标左键 则 电路图 的全部 元 件被 激活。
( 5 ) 如果想删除一个元器 件, 可用鼠 标选中该元 件, 然后 点击 Edit 菜单 命令 Delete
即可 删除,也可用键盘 上的 Delete 键 删除。
1、连接电路图和节点 名设置
(1 )连接 电路图
连接两 个元 件 用鼠标指向一个 元 件的一个 连 接端 使 之出现一个黑点,然后按下 鼠标
左键拖动 使连线出现,将连线拖到另一个 元件的 连 接端,当 该连接端出现一个黑 点时放开 鼠
标 左键, 则 两个 连 接端之 间 自动 接 上一条导 线 。
连接两条导 线 先在一 条导 线上 插 入连接 点( 可在元 件库中找 到 ), 然后用鼠标指向 该
连接 点,按下鼠标左键 拖动 使连线出现,将连线拖到另一 条导 线,当 在导 线 上出现黑 点使放
开 鼠标左键 , 则两 条导 线之间 自动 接 上一 条 连线。
在 导线上 插 入元 件 从打开的 元 件 库中拖 动 元件 到工作 区 中 的导 线 上,使元件两个 连 接
端与导线 重合 ,放开鼠标左 键即可。注意,当导 线 长度 较短时将无法在 其上插 入元 件,这时
可 先将导 线 拉长, 插 入 元 件后在将其缩短。
导 线的 改 动与 删除 首先移动 鼠标到该元件的管脚 ,当出现一 个 黑 点后按 鼠标 左 键 移 动
鼠标,则导线的一端 和 该元件脱离 ,若将其删除 ,松开鼠标左键( 或用鼠标指向 该连线按
- - 13
Page 15
DEL 键)即可,若将其改 接到 别 的元 件, 按下鼠标左键移 动 鼠标 , 使导线和 元器 件 脱离,和
其它元器件 连接。注:如果将 元件 或仪器拖回 到库中则相应的连线 自动断 开;如果将 仪器删
除 ,相应的 连线也 自动 断 开 ;如果将二 端 元 件 删除 , 连线 继 续保留并将该元件 用 短路 替 代。
导 线 接 入方向的 调整 在连接第三个 元 件时可 能会 出现 连线不规范 的 显示 , 主要是连线
的接入点不合适 ,改变接入点即 可 。
导 线的 颜 色 导线的颜 色 有 七 种 ,可以为复杂电路的导线 加上 不 同的颜 色, 有利于电路
图形的识别 。 用鼠标指向导 线双 击左键 则会出现设置 选项 对话框, 按颜色 按扭选 择颜色。
结 点的使用 结点连接 导 线只能是上 、 下、左、右四个方 向 连接。在连接 元 件 时 ,若是
T 型连 接 则在 T 型的节点 上自动加上 结点 , 或在 + 型交叉点上 用鼠标拖 出结 点 加上, 然后 根
据需 要加上标识 和编号。
( 2 ) 节点名 设 置
选中两个 元器件之间 的连接线,双 击即 可出线设置 变量名称对 话框 ,如附录图 5.4.2
所 示 。 输入变量 名称即可。
附录图 5.4.2 设置节 点 名称
3、元器 件参数编辑
当元器 件放好后 ,有些器件需要定义 模型,如三极 管 、二极 管等,有些元器件的参数可
能不符 合 电路的要求 ,则用鼠标 指向需要修改的 元件,双击鼠标左键 会出现一个 参数对话框。
如 附录图 5.4.3 是电阻 R2 的 参数编辑 页 面 。
附录图 5.4.3 R2 的 参数编辑页 面
现 介绍图中常见的 选 项。
标 号( Label ) 图中的参考 ID 编号 是系统自动分 配 的,必要 时也可以 修改,但不能有
重号 。标号项可以随意 设置 ,显示时参考 ID 值依 然 存在,如自动分配 的编号 是 R1 ,自己 设
置 的标号是 A , 在 电路 中将显 示 A 。
- - 14
Page 16
显示 (Display ) 该选项 主要是设 置显 示内容。 包括显 示标号、模型 、参考 ID 编号 ,
该对话框设置 的是 使用原理图选项(Schematic Options ) 共 用设置 ,显 示方式由 电路 图选
项 的设置决 定, 否则可由 对 话框 中的三个 选 项 决定。
数 值(Value ) 在选择 数 值 选 项后, 输入 数 值再输入单位, 可以用鼠标 单 击 单位栏 右
边 的上、下三角 ,改变所 需要 的 单位值。
错误 (Fault ) 此选项 可以 人为的设置 元器 件的故障(隐含 ) 用于 仿真实 际 电路,共
有三 种选择,泄露 (Leakage ):即在选定元件的两个管脚 之间接上一个 电阻使 电流被旁路 ;
短路( Short):即在选定 元 件的两个 管脚之间接 上一个小 电 阻使电流被 短路;开路(Open ):
即在选定 元件的两个 管脚之间接 上一个 大电 阻使电流被 开路;无故障(None):即默认 状态 。
模 型( Model ) 当元器 件是 二极 管三 极 管 等时 , 还需要 选 择器 件 模 型。首先要选择库 ,
再选 择该库的 模型,确 定之 后该器件才 能 使用。 在选择具体 的模 型时一般 可选 择理想模型,
也可以 根据要求选择具 体 的模型 。 有时为了分析电路还需要进 一 步 设 置一些 参数 , 如修改三
极管的放 大倍数 等,用鼠标左键单 击编辑键又回出现一个选项 对 话框 ,通过改变放 大倍 数项
(Forward Current Gain Coefficient )的参数即 可。
分析 设置(Analysis Setup ) 该选项 对 话框 用 于设置 电路 工作 温度等 有 关 参数 。 如
果输入的是逻辑 门图标库中的 元器件,则会有相应的 选项 对话框,允许选择 编号,改变输入
管脚数, 如 果器件是 2 输入 与门 ,可 以选择 3, 使其成为 3 输 入门。
网 格(Grid ) 、显示/ 隐藏(Show/Hide ) 、字体( Fonts ) 在画好的电路 图中 ,元器 件
的参数、颜色等项内 容 有时需要 在电路中显 示,有时不 需要显 示。用菜单 栏电路/ 原理图
(Circuit/Schematic Options)选项进行设置网格、 显示/ 隐藏 、字体三 项内容。网格 选项
对 话框 有 显 示 栅格和 使用 栅格两种,如果设置 了 显 示 栅格则 屏幕 会有栅格,否则 屏幕 没有 栅
格;显示/隐藏 选项 对话框的 内容设置 了(如 标号、标称值 等), 则 屏幕会显示 其内容 ,否则
屏幕没有 显示 ;字体选 项对 话框用于设 置显示标号和 标称值的 字体 、字 号、颜色等。
以 上介绍的元 件 参数 的设 置 , 可以在 布局 之 前 、 之 中、 之后进行。
4、创 建子 电路
子电路是 由用户 自 己 定 义 的一 个 电路, 可存放 在 自定 义元器 件 库中共 电路设计 时反复
调用。利用子电路 可使大型 、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 的简捷性、可 读 性,实现设计的重用,缩短产品的 开发 周期 。
Place 操作中的子电路 (Replace by Subcircuit)菜单选 项,可以用来 生成一个 子电路。
首先 在电路 工作 区 连接好一个电路,如附录图 5.4.4 所 示 的一 个多 谐振荡器 电路。
附录图 5.4.4 多谐振荡 器电路
- - 15
Page 17
然后 用拖 框操 作 将 电路 选中, 这 时 框内 元器件 全 部 选中, 用鼠标 单 击 Place 菜 单 下 的
Replace by Subcircuit 选项,即 出现子电路 对话框,如附录 图 5.4.5 所示 。
附录图 5.4.5 子电路对 话框 附录图 5.4.6 生成的子电路
输入电路 名称如 dxzdq( 这里名称 只能 使用 字母) 后,单击 OK 按钮,生成了一个 子电
路 图标如附录图 5.4.6 所示
用鼠标单 击 File 菜单 下的 Save 选项, 可以保存生成的子电路。
五、 虚拟仪器
虚拟仪器是一种具有 虚拟面板的计算机 仪器,主要由计算机和控制 软件组 成。操作人员
通过 图形 用户 界面用鼠标或键盘来 控制 仪器运行,以完成 对电路的电压 、电流、电阻及波形
等 物理 量的 测量。 虚拟仪器与实 际 的 仪器仪表 的操作非常相 似 , 这使仿真实验的 操 作非常方
便,也更加直观 。由于虚拟仪器的 功能软件化了,所以 价格低廉 ,使用灵活方便,平时不 用
维护 , 几乎 不会 损坏 。即使 坏 了,把控 制 软件从新 安装 一 遍 , 便可马 上 恢复 使用。
在 Multisim 平台上, 排列 有 11 种虚拟仪器的 图标, 如附录 图 5.5.1 所 示。
附录图 5.5.1 虚拟仪器库
每种仪器只有一台,从左 到右分别是: 数字万用表 (Multimeter)、函数信号发生 器
(Function Generator)、瓦特 表( Wattmeter)、示波器(Ocilloscope)、波特 图仪(Bode
Plotter)、数字信 号发生器 (Word Generator)、逻辑分析 仪 (Logicanalyzer)、逻辑转换 器
(Logic Converter)、失真度 分析仪(Distortion Analyzer)、频 谱分析仪 ( Spectrum
Analyzer)和 网络分析仪 ( Network Analyzer)。
使用虚拟仪器的基本方法是:
用鼠标单 击虚拟仪器库, 选中使用的 仪器图标, 拖放 到试验电路 工作区;
把 仪器的接 线 端与电路连接起来 , 在连 接电路 时 , 仪器 是 以图标 的方式 存 在的;
按下鼠标左 键双击连 接在电路中的 仪器图标即 可打开 仪器的 面板,设置有关仪器参数;
打开仿真电源开关后,可测试数据 或观察 波形。
1、数字万用表 (Multimeter )
万用表的 虚拟面板 如附录 图 5.5.2 所 示,这是一种 4 位 数字 万用表。面板上 有一个 数字
显示窗口和 7 个 按钮,它 们分 别 为电 流(A)、电压 (V)、电阻 (Ω )、电平 (dB )、交流(~) 、
直流(_)和设置 (SETTINGS)转化 按钮,单击 这些 按钮便可进行 相应的 转换。用万用表可测 量
交直流电压、电流、电阻 和电路中两 点间 的分贝损失。 EWB 平台 上的万用表 具有 自动量程转
换 功能, 因此 不 用 指定测 量 范围。利用设置按钮 SETTINGS 可调整电流 表 内阻( Ammeter
resistance)、电压 表内阻(Voltmeter resistance)、 欧姆表电流 (Ohmmeter current)
和电平表 0dB 标准电压 (Decibel standard) 。
电流表(A) 量程:0.01μ A~999kA
电压表(V) 量程:0.01μ V~999kV
- - 16
Page 18
欧姆表( Ω)量程: 0.001Ω~999MΩ
交流频率 范围: 0.001Hz~9999MHz
虚拟万用表 的 使用 方法与真实的数字万 用表 基本相 同 。
附录图 5.5.2 数 字万用表 附录图 5.5.3 函数 信号发生 器
2、函数信 号发 生器
信号发生 器的 虚拟面板 如 附录图 5.5.3 所 示。
信号发生 器是一 种能 提供正弦波、三角波或方 波信号的电压源 ,它以方 便而又不 失真的
方 式向 电路 提供信号 。 可调整的参数有:
频率 FREQUENCY
占空 比 DUTY CYCLE
振幅 AMPLITUDE
DC 偏移 OFFSET
虚拟信 号发生 器有三个输出 端:"-"为负 波形端 、"COM"为接地端 、"+"为正波形端。 虚
拟仪器发生 器的 使用方法与实际的信 号发生 器基本相同 。
3、瓦 特表
瓦特表用来 测 量电路的功率 ,交流或者 直流均可测量。用鼠标双击瓦特 表的 图标,可以
放大的瓦 特表面板 如 附录图 5.5.4 所 示。
附录图 5.5.4 瓦特 表
电 压输入端 与 测 量电路 并联 ,电 流 输入端与测 量 电路 串联 。
4、示波 器
虚拟示波器 的 使用 方法和实际 示波器 的 使用 相 同 ,根据需 要 选择通道 A 或通 道 B,调整
X 轴扫描、 Y 轴衰减、 触发选择 、 耦合方式 等项 ,调整时用鼠标单 击单位栏上 或下三角。 示
- - 17
Page 19
波器面 板 如 附录图 5.5.5 所 示 。
附录图 5.5.5 示波器面板
示波器 显 示波 形的颜 色 可以通 过设 置 导 线 的颜 色 确 定, 可用七 种 颜色显 示波 形。按相反
(Reverse) 按钮可以改变 屏幕 背景颜 色, 按 保存 (Save) 按钮 可以按 ASCII 码格式 存储波形 读
数。
虚拟示波器不一定 要接地,只要电路中有接地 元件 便可。单击仿真电源 开关示 波器便可
马 上显示波形 , 将示波器探头移 到 新的 测试点时可以不关电 源 。
5、波 特图仪
波特 图仪类似 试验 室用的 扫频 仪,可以测量和显 示电路的幅频 特性 和相频 特性 。波特 图
仪有 IN 和 OUT 两个 端口, 对应接 到电路 输入 、输出 端口的(+) 端和( _)端。在使用波特图仪
时,必须 在电路的输入端接入 AC(交流 )信 号, 对频率没 有特殊要求 ,频率测 量的范围由 波
特 图仪 的 参数设置决 定。 波 特 图仪面板 如 附录图 5.5.6 所 示 。
附录图 5.5.6 波特 图仪面板
- - 18
Page 20
仿真启 动后可以 修 改波 特图仪的参数 ,如坐 标范围及 在电路的测试点,但修改后最好 重
新仿真,以保证曲 线 的完整 与准确。
6、数字信号发 生 器
数字信 号发生器实际上是一台多 路 逻辑信 号源,它能产生 16 路(位 )同步 逻辑信 号,
用于 数字 逻辑电路进行 测试。其 面板 如附录 图 5.5.7 所 示。
附录 图 5.5.7 数 字信 号发生器图标和 面板
在信 号编辑区,16bit 的数字信 号以 4 位 16 进制 数编辑和存放 。 可以存放 1024 条数字
信 号, 地 址编号为 0~3FF(hex),编辑区 的 显示内容 可以通 过 滚 动 条前后 移 动。 使用鼠标单
击 16 进制 数区的某 一行 ,输入 16 进制数码,也可以在面板下 面的二进制 数字信 号输入区 输
入 二进制码。在 地 址编辑区 可以编辑或 显示与数 字信 号 地址 有 关的信息 。 其中 Edit 区显 示
当前正在编辑 的数字信 号地址 ,Current 区显示 当前正在 输入 的数字信 号 的地址 ,Initial
区 和 Final 区 分别用 于 编辑和显示输出 数 字信号 的首地址和 末 地 址。数字信号 发生器被激 活
后,数 字信号 将按照一定规律逐 行 从底部的 输出端送出,同时在面板底部 对应于 输出 端的
16 个小圆圈内实时 显 示输出 信 号各位 的 二进制 数 值。
数字信 号的输 出方式 为循 环(CYCLE) 、全部(BURST) 、单步(STEP) ,如 单击一次 全部按
钮 ,则 从 首地址到 末 地 址连 续 逐条地输出一遍数 字信 号;单 击 单步按钮 输出一条 数 字信号,
这种方 式适合 于对电路 进行单步 调试;单 击循 环按钮会不 断 地按全 部的方式输出数 字信号。
全 部和循 环 方式 的 输 出 快慢节奏是由输 出 频率决 定的。 选中某地址的 数 字信号 后 ,单击断 点
(Breakpoint )按钮则该 地址被设置为断点 ,在使用全部方式输出 时,当运 行 到该地址 时输
出暂停 ,再按 F9 键或 仿真暂停 开关可恢复运 行。
当选择内(INTERNAL)触 发方式时 ,数字信号的输 出方式按
钮 启动运行 。当 选 择 外 触 发方 式 时,需要接入外触发的 脉冲 信
号,还要设 置上 升沿触发或下 降沿触发,此后单 击输出方式按
钮 ,待触发 脉冲 到来时启动 输 出。此外,在输出 端 还 能得到 与
输出数 字信号同步的 时钟脉冲输出。单击选 择(Pattern) 按钮
可以 得 到如 附录 图 5.5.8 所 示选 项 对 话框。
对话框包括清除 、打开 、存盘、加计 数、减计 数、右移 、
左移 等项内容 , 用 于 对编辑 区 的数字信号 进行相应的 操 作, 附录 图 5.5.8
其中 后四个选 项用于 在编辑区生成 按一定规律排 列 的数 字信号, 如选择加计 数编码,则 按
0000~03FF 排列;若 选 择右移编码, 则 按 8000 , 4000 , 2000 逐步右移一 位 的规 律 排列;
- - 19
Page 21
以此类推。
数字信 号的存盘文 件的后缀 为".ID" , 选择 Open, 可将已 经存在的 文件调出使用。
7、逻辑分析 仪
虚拟逻辑 分析仪 和实 际 的 仪器 相似, 可以同 步记录和显 示 16 路 数 字信号 。 可以用 于 数
字逻辑信号的高 速采集 和 时序分析,是分析 复杂数 字信号的 有力 工具。逻辑分析仪 的面板 如
附录图 5.5.9 所示 。
附录图 5.5.9 逻辑分析 仪的 图标和 面板
面 板左 边 的 16 个小圆圈对应 16 个 输入端 ,小圆圈内实时显 示 各路 输入 逻辑信号 的当前
值,从上到下依次 为最低 位至 最高位 。通过修改 连接导 线颜色来区分显示 的不 同波形,波形
显 示的 时 间轴 值 可通 过 修改时 间 刻 度 设 置 (Clocks per division)予以确定。拖拽 读 数指针
可以读取 波形的 数据,面板下 面的大方框中显 示读 数指针 T1 和 T2 处的时间读 数及读 数 指针
T2 和 T1 的差值 , 在小框内 显 示逻辑读 数 (4 位 16 进制 )。
触 发 边 缘 设 置 有 Positive:正跳沿触发、 Negative:负跳沿触发、Both:双 触发。
触发方式有多 种选 择 ,单击 触发设置按钮会弹 出如附录图 5.5.10 触发方式对 话框 ,可
以 输入 A、B、C 三个触发字 , 三个触发字 的 识别 方 式通过触发 组 合选 择 。触发字 的 某 一 位设
置为×时则 该位 为(0、 1 )都 可以。三个触发字 的默认 设 置均为 ЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧ
×××× ,表示只要第 一 个输入逻辑信 号到 达 ,逻辑值 ( 0、1 ), 逻辑分析 仪均被 触 发开始
波形采集,否 则必须满足触 发字 的组合条件才 能触 发。
附录 图 5.5.10 触发 模 式 选择 设置
- - 20
Page 22
单 击时钟区的 采 样 时 钟按钮 将 得到波形 采集的选项 设 置对话框,如附录 图 5.5.11 所示,
可以选择内部 时钟(External ) 或外部 时钟(Internal ),上 升沿 有效 或下降沿 有效。 如果
选择内部 时钟, 还可以设 置频率( Clock Rate)。 另外 对时钟限定(Clock qualifier) 进行设
置 可以决定输入 时 钟的控 制 方式,若使用 默认方 式 ×,表示时钟总 是开放, 不受时 钟 控 制 输
入的限制; 若设置 为 1 ,表示时钟控制为 1 时开放 时钟, 逻辑分析仪可以进行采样; 若设 置
为 0 ,表示时钟控制为 0 时开放 时钟,逻辑分析仪 可以进行采样,也可以设置 逻辑分析仪触
发前 的点数 (Pre-trigger Samples )、触发后的点数 (Post-trigger Samples )以及触 发电
平 (Threshold Voltage )。
附录 图 5.5.11 时 钟设置 选 择 对 话框
8、逻辑转 换器
实 际工作中没 有 与 逻辑转换 器对 应 的设备。 逻辑转换 仪 能够完 成真 值 表、逻辑表 达式和
逻辑电路三者 之间 的相互 转换,这一功能 给数字逻辑电路的设计与仿真带来了很 大方便。在
仪器面板的左 上方, 有 8 个输入端 A B C D E F G H 和一个输 出端 OUT。单 击输入端 便可在
下边的 窗口中显 示出各个 输入信号的 逻辑 组合(1 或 0 )。 如 附录图 5.5.12 所 示。
附录图 5.5.12 逻辑转换 器面板
在面 板的右 边 排 列着 6 个 转换 按 钮(Conversions ), 功 能的 使用 介绍 如 下:
电路图导 出真值表 : 首先画 出逻辑 电路图 ,将 电路输入端连 接至逻辑 转换器的输入端,
电路输 出端连 接至逻辑转换 器的输 出端 ,按下“电路→ 真值表”按钮,即可在真值 表 区得到
该 电路的真值 表 。
真值表导 出逻辑表达式:首先根据输入信号的个 数,用鼠标单 击逻辑转换 器面板上 面输
入端 的小圆圈 ( A~H ), 选 定 输入信 号。 此时 真制 表 区会自动出现 输入信 号的所有 组 合,
而输出列 全部为0 ,可以根据所 需要的 逻辑关系 修改真制表 的输 出值 。按下“真 制表→ 逻辑
表达式”按钮,在逻辑表达 式栏内出现 相应的 逻辑表达式。若要化 简逻辑表达式,可按下“真
- - 21
Page 23
值 表→简化 逻辑表 达 式 ”即可。表达式 中 的 “ˋ ” 表示逻辑 变量的 “非 ” 。
化简逻辑表达式:用鼠标左键单 击仪器底部的 表达式显 示区,键入与或表达式 或者 或与
表 达式,按下 表达 式 化简 按 钮, 便可 马上得 出化 简结果。
从逻辑表达式导出 逻辑电路:单 击仪器底部的 表达式显 示区,键入 逻辑表达式,按下"
表 达式→ 电路"转换 按 钮 , 在 电子 工作 平台的 工作 窗口中便可 马上显 出 相应的 逻辑 电路。
将逻辑电路 转换为 只用与 非 门的电路:只 要 符 合 转 换条 件,可先将 逻辑电路转换 为 逻辑
表 达式, 然后按下 " 表 达式→ 与 非 门"转 化按钮 , 便可立即 进行 转换。
9、失真度分析 仪
失真度 分析 仪(Distortion Analyzer )是一 种测试电路总谐 波失真与信噪比 的 仪器,
在用户所 制定的基准 频率下,进行电路总谐波失 真或信噪比的测量。
面板 如附录 图 10.5.13 所示
附录 图 5.5.13 失 真度 分析 仪面 板
Total Harmonic Distortion(THD):显示测试总谐 波失真的值 ,其值可以用百分比 表示,
也可用 分贝 数表示 , 可通 过 点击 Display Mode 区 中 的%按钮 或 DB 按钮选 择 。
Fundamental Frequency:设置 基频 ,移动下面 的滑 块可改变其 基频值 。频率范围从 20Hz
到 20kHz。
Control Mode:控制模 式。 THD:选取 测试总谐 波失真; SINAD:选取 测试 信号 信噪比,
即 S/N。
Settings:设置测试 的参数 ,点击该按钮出现 如附录图 5.5.14 所 示的 对话框。
附录 图 5.5.14 测试 的 参数对 话框
THD Defination:选 择总谐波失 真的定 义方 式,包括 IEEE 及 ANSI/IEC 两种定义 方 式。
Start Frequency:设置起始扫描频率、End Frequency:设 置 终止扫描频率、Harmonic Num:
选 取谐 波 次 数 ,最后 点击 OK 按钮即 可 。
- - 22
Page 24
10、频谱 分析仪
频 谱分析仪用来 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,频谱 分析仪面板 如附录图 5.5.15 所 示。
附录 图 5.5.15 频谱分析 仪面 板
在 Span Control 区 中:当 选择 Set Span 时,频率范围由 Frequency 区域 设定。当 选择
Zero Span 时,频率范围仅由 Frequency 区域的 Center 栏位设定的中心频率确 定。当选 择
Full Span 时,频率范围 设定为 0 到 4GHz。
在 Frequency 区 中 :Span 设定频率范围 , Start 设定起 始 频率 , Center 设定中心频率 ,
End 设定终止频率 。
在 Amplitude 区中:当选择 dB 时,纵坐标 刻 度单位为 dB 时 ,当 选择 dBm 时,纵坐标 刻
度单位为 dBm 时 。当选择 Lin 时 ,纵坐标 刻 度单位为线性。
在 Controls 区 中 :当 选 择 Start 时 ,启 动分析。当 选 择 Stop 时 ,停止 分析。当 选择
trigger Set 时, 选择触发 源是 Internal(内部触 发)还 是 External(外部触 发), 选 择 触
发 模 式 是 Continue(连续触 发) 还 是 Single (单次触 发)。
11 、网络分析 仪
网络 分析仪是一 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 2001 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。
网络 分析仪面板 如 附录 图 5.5.16 所 示 。
Marker:显示窗口数据 模 式。 Re/Im:直角坐标模式;Mag/Ph( Degs):极坐标模式;DB
Mag/Ph( Deg):分贝极坐标模式。
Trace:选 择需要显 示的 参数。
Format:参数格式设置 。Parameter:选择所要 分析的 参数、Smith:史密斯格式、Mag/Ph:
增 益/相位的 频率 响应图 即 波特图、Polar:极化 图、 Re/Im:实 部 / 虚 部。
Scale:设置显 示模 式的刻度参数; Auto Scale:程 序自动调整刻度 参数 设置、 Set up:
显 示窗口的 显 示参数设 置 。
Data:数据管 理功能。 Load:读取专用 格 式数据文件、Save :存储专用格 式数据 文件、
- - 23
Page 25
Exp:输出数据至 文本 文件、 Print:打印数据。
Mode:分析模 式。 Measurement:测量 模式、Match Net. Designer: 电路设计 模 式、RF
Characterizer:射频特 性分析模 式、 SET up:设定分析模式 参数。
附录 图 5.5.16 网络分析 仪面 板
六、电路分析方 法
1 、直流工作 点分析( DC Operating Point Analysis )
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 DC Operating Point Analysis
项弹出 DC Operating Point Analysis 对 话框,进 入直流工作点分析 状态。
( 1 ) Output variables 对话框用 来 选 择需 要分析的节点 和变量。 如附录图 5.6.1 所 示 。
附录图 5.6.1 Output variables 对话框
- - 24
Page 26
Vriables in circuit:列出电路中可用于 分析的节点 和变量
All variables:列出全 部变量
Voltage and current:列出电压 和电 流变量
Voltage:列出电压 变量
Current:列出电 流变量
Device/Model Parameters:列出元 件 /模型 参数变量
Plot during simulation:添加变量到 分析变量列表
Remove:从分析变量列表中 移除 分析变量
Select variables for analysis:列出 要分析的节点 和变量
(2 )Miscellaneous Options 对话框 用来 设定分析参数 ,建议 使用 默认值 。
(3 )Summary 对 话框中 给 出了所有 设定的参数 和选项 ,用户 可以检 查确认所要进行 的
分析设置 是否正确 。
2、交流分析( AC Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下的 Analysis 子菜单中 的 AC Analysis 项弹出 AC Analysis
对话框,进 入交流分析 状态。
( 1 ) Frequency Parameters 参数对话框可以 确 定分析的 起 始 频率、终 点 频率 、 扫描形
式、分析采 样点数和纵向 坐 标等参数 。如附录图 5.6.2 所示
附录图 5.6.2 Frequency Parameters 参数对话框
Start frequency:设置 分析的起 始频率
Stop frequency:设置 分析的终点频率
Sweep type:设置 分析扫描 方式(Linear:线性扫描、Octave:八倍频程 变化扫描、Decade:
十 倍频程 变化 扫描 。 )
Number of points per dacade:每十倍频程 的分析采样数
Vertical scale:选 择纵坐标 刻度形 式(Decibel:分贝、 Linear:线性 、Octave :八
倍 、Logarithmic: 对数 )
Reset to default:恢复 默认 值
( 2) Output variables、 Miscellaneous Options 、 Summary 和 直流 工作点 分析的设 置
- - 25
Page 27
一样 。
3、瞬 态分析( Transient Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 Transient Analysis 项弹出
Transient Analysis 对话框,进 入瞬态分析状态 。
( 1) 附录图 5.6.3 所 示 的 Analysis Parameters 对 话框 为 瞬态 分析 属性 设 置对话框。
Initial conditions:选 择初始条 件( Automatically determine Initial conditions:
程 序自动设置初 始 值 、 Set to Zero:初始 值 设置 为 0 、 User defined: 用 户定义初 始 值 、
Calculate DC operating point:通过 计算直流工作点得 到初始值 )
Parameters:对时 间间隔和步长 等 参数进行设 置
Start time:设置 开始分析的时 间
End time:设置结束 分析的时间
Maximum time step settings:设置 分析的最大时 间步长
Maximum number of time points:设置单位时 间内的采 样点数
附录 图 5.6.3 瞬态分析属 性 设 置 对话框
Maximum time step( TMA):设置 最大的采样时 间间 距
Generate time steps automatically:程 序自动决 定分析的时 间步长
(2 )Output variables、 Miscellaneous Options、 Summary 和直流 工作点 分析的设置
一样 。
4、傅里 叶分析( Fourier Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单 中 的 Fourier Analysis项弹出 Fourier
Analysis 对话框,进 入傅 里叶分析状态 。
( 1) 附录图 5.6.4 所示 的 Analysis Parameters 对 话框为傅 里 叶分析属性 设 置对 话框 。
- - 26
Page 28
附录 图 5.6.4 傅里 叶 分析属 性 设 置 对话框
Sampling option:傅立叶的基本参数 设 置
Frequency resolution:设置 基频 ( Estimate:程 序自动设置 )
Number of:设置希望 分析的谐波次 数
Stopping time for sampling:设置停止取样时 间
Edit transient Analysis:弹出的对 话框与瞬态 分析类似 ,设置 方法与瞬态 分析 相同
Results:选 择仿真结果的显示 方式
Display phase:显示幅 频 及相频特 性
Display as bar graph: 以线条显 示出频谱 图
Normalize graphs:显示归一化频谱图
Display:选 择要显示的 项目( Chart:图表、 Graph:曲 线、 Chart an Graph:图表和
曲 线)
Vertical:选 择频谱的纵坐标 刻度(Decibel:分贝、 Linear:线性、Octave:八倍 、
Logarithmic:对数)
(2 )Output variables、 Miscellaneous Options、 Summary 和直流 工作点 分析的设置
一样 。
5、噪声分析( Noise Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单 中 的 Noise Analysis 项弹出 Noise
Analysis 对话框,进 入噪声分析 状态。
( 1) 附录图 5.6.5 所 示 的 Analysis Parameters 对 话框 为 噪声 分析 属性 设 置对话框。
- - 27
Page 29
附录 图 5.6.5 噪声分析属 性 设 置 对话框
Input noise reference source:选 择作为噪声 输入的交流 电压源 ,默认 设置 为电路中
编号 为第 1 的 交流 电 压源
Output node:选 择作测量输 出 噪声分析的节点 ,默认 设置 为电路中编号 为第 1 的节点
Reference node:选 择参考节 点,默认设置 为接地点
Set point per summary:输出显示 为噪声分布 为曲线 形式,默认 设 置为数 据形 式
(2 )Output variables、 Miscellaneous Options、 Summary 和直流 工作点 分析的设置
一样 ,Frequency Parameters 与交流 分析类似 。
6、失真分析( Distortion Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 Distortion Analysis 项弹出
Distortion Analysis 对 话框,进 入噪声 分析状态。
( 1 ) 附录图 5.6.6 所示 的 Analysis Parameters 对 话框为失 真分析 属性 设 置对 话框。
附录图 5.6.6 失真分析属性 设置 对话框
Start frequency:设置 分析的起 始频率
Stop frequency:设置扫描终点 频率
Sweep type:设置扫描 分析方式(Linear:线性扫描、Octave:八倍频程 变化扫描、Decade:
十 倍频程 变化 扫描 。 )
Number of points per dacade:每十倍频程 的分析采样数
- - 28
Page 30
Vertical scale :选 择 纵坐标 刻 度形 式 (Decibel:分贝、 Linear :线性 、 Octave : 八
倍、Logarithmic: 对数)
F2/F1 ratio :分析两个不同 频率 的 交流 信号 ,分析 结果为 (F1+F2)、(F1-F2)和 (2F1-F2) ,
相对于频率 F1 的互调失 真。
Reset to main AC values:将所有 设置恢 复 为与交流 分析 相同的设置 值
Reset to default:将本对 话框 的所有 设置恢 复 为默认值
(2 )Output variables、 Miscellaneous Options、 Summary 和 直流工作点分析的设置
一样 。
7、直流扫描分析( DC Sweep Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 DC Sweep 项弹出 DC Sweep
Analysis 对话框,进 入直流扫描分析 状态。
( 1 ) 附录图 5.6.7 所示 的 Analysis Parameters 对话框为直流扫描 分析 属 性设 置 对 话
框。
附录图 5.6.7 所 直流扫描分析属 性设 置对 话框
Source:选 择所要扫描的 直流 电 源
Start value:设置 开始扫描 的数 值
Stop value:设置结束 扫描 的数值
Increase:设置扫描 的增 量 值
(2 )Output variables、 Miscellaneous Options、 Summary 和直流 工作点 分析的设置
一样 。
8、灵敏度分析( Sensitivity Analyses)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单 中 的 Sensitivity 项弹出 Sensitivity
Analyses 对话框,进 入灵敏度分析状态 。
( 1) 附录图 5.6.8 所示 的 Analysis Parameters 对话框为 灵敏度分析属 性 设 置 对 话框。
Output nodes/currents:输出节点 设置 部分
Voltage:进行电压 灵敏度分析
Output node:选定要 分析的 输出节点
Output reference:选 择输出 端的参考节点
Current:进行电 流灵敏 的分析
- - 29
Page 31
Output source:选 择要分析的 信号 源
Analysis Type:分析类 型选 择部分
DC Sensitivity:进行直流灵敏度分析
AC Sensitivity:进行交流灵敏度分析
Edit Analysis:选 择交流灵敏度分析 后,进 入设置对话框, 参数设置 与 交流分析相 同
附录 图 5.6.8 灵敏度分析属 性 设置 对话框。
(2 )Output variables、 Miscellaneous Options、 Summary 和直流 工作点 分析的设置
一样 。
9、参数扫 描分析( Parameter Sweep Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单 中 的 Parameter Sweep 项弹 出
Parameter Sweep Analysis 对话框,进 入灵敏度分析状态 。
( 1 ) 附录图 5.6.9 所 示 的 Analysis Parameters 对话框 为 参数扫描 分析 属性 设 置对话
框。
Sweep Parameter:选 择扫描的元 件 及参数
Device Parameter:选 择元件 参数类型( Capacitor:电容器类、 Diode:二极 管类、
Resistor:电阻类、 Vsource:电压 源类等)
Name:选 择要扫描的元器 件 序号
Parameter:选 择要扫描元器件的 参数
附录 图 5.6.9 参数扫描分析属 性 设 置 对话框。
- - 30
Page 32
Present Value:目前 Parameter 参数的设置值
Model Parameter:选 择元件 模 型参数类型
Point to sweep:选 择扫描方 式
Sweep Variation Type:选 择扫描变量类 型(Linear:线性扫描 、 Octave:八倍频程 变
化 扫描、Decade: 十 倍频程 变化 扫描、List:取 列 表值 扫描 )
如果 选择 Linear、Octave 或 Decade 选项,出现 参数栏 4 个 窗口,Start:开始 扫描值、
Stop :停止扫描 值 、 #of :输入扫描点数、 Increment :输入扫描增量。
如果 选择 List 选项,出现 Value 栏,Value:输入所取 的 值,要输入 多个不同的值 ,在
数字之 间 以空格 、逗 点或分 号隔开。
(2 )Output variables、 Miscellaneous Options、 Summary 和直流 工作点 分析的设置
一样 。
10、温度 扫描分析( Temperature Sweep Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 Temperature Sweep 项弹出
Temperature Sweep Analysis 对话框,进 入温度扫描分析状态 。
( 1 ) 附录图 5.6.10 所示 的 Analysis Parameters 对话框为温度扫描 分析 属 性设 置 对 话
框。
附录图 5.6.10 温度扫描分析属 性设 置对话框
Sweep Parameter:选 择扫描的温 度 Temperature,默认值为 27 摄氏度
Point to sweep:选 择扫描方 式
Sweep Variation Type:选 择扫描变量类 型(Linear:线性扫描 、 Octave:八倍频程 变
化 扫描、Decade: 十 倍频程 变化 扫描、List:取 列 表值 扫描 )
如果 选择 Linear、Octave 或 Decade 选项,出现 参数栏 4 个 窗口,Start:开始 扫描值、
Stop :停止扫描 值 、 #of :输入扫描点数、 Increment :输入扫描增量。
如果 选择 List 选项,出现 Value 栏,Value:输入所取 的 值,要输入 多个不同的值 ,在
数字之 间 以空格 、逗 点或分 号隔开。
(2 )Output variables、 Miscellaneous Options、 Summary 和直流 工作点 分析的设置
一样 。
11、零——极点 分析( Pole-Zero Analysis)
- - 31
Page 33
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单 中 的 Pole Zero 项弹出 Pole-Zero
Analysis 对话框,进 入零 ——极点分析 状态。
( 1 ) 附录图 5.6.11 所示 的 Analysis Parameters 对话框为零 —— 极 点 分析属性 设 置 对
话框。
附录图 5.6.11 零——极 点分析属性 设置 对 话框。
Analysis type:选 择分析类 型
Gain Analysis:电路增益 分析
Impedance Analysis:电路互阻抗 分析
Input Impedance:电路 输入阻抗分析
Output Impedance:电路 输出阻抗 分析
Nodes:选 择输入、 输出的正负 端点
Input( +):正的 输入端点
Input( -):负的 输入端点
Output( +):正的 输出 端点
Output( -):负的 输出 端点
Analyses performed:选 择所要 分析的项目 ( Pole and Zero Analysis:同时求出极 点
与零点、Pole Analysis:仅求 出极点、Zero Analysis 仅求 出零点 )
(2 )Miscellaneous Options、 Summary 和直流工作点 分析的设置 一样 。
12、传递 函数 分析( Transfer Function Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 Transfer Function 项弹出
Transfer Function Analysis 对话框,进 入传递函数分析状态 。
( 1 ) 附录图 5.6.12 所示 的 Analysis Parameters 对话框为传递 函数 分析属性 设 置 对 话
框。
- - 32
Page 34
附录 图 5.6.12 传递函数分析属 性 设 置 对话框
Input source:选 择所要 分析的 输入电 源
Output node/source:选 择 Voltage 或者 Current 作为输 出电压 的变量
选 择 Voltage 有两个 选 项( Output node : 指定 将 作 为输出的节点、 Output reference :
指定参考节 点 )
选 择 Current 有一个 选 项( Output source : 指定所要 输 出的电流)
(2)Miscellaneous Options、 Summary 和直流工作点 分析的设置 一样 。
13、最坏情况分析( Worst Case analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 Worst Case 项弹出 Worst Case
Analysis 对话框,进 入最坏情况 分析状态。
( 1 ) 附录图 5.6.13 所示 的 Model tolerance list 对话框为 模 型误差列 表对 话框。
附录图 5.6.13 模型误差列 表对话框
在 Current list of tolerances 中列出目前 的 元 件 模 型误差,可以单 击 下方的 Add a new
torlerance 按钮 打开添 加误差设置对话框,如 附录图 5 .6.14 所示
- - 33
Page 35
附录 图 5.6.14 添加 误 差设 置 对话框
Parameter Type:选 择要设定的参数类 型(Model Parameter:元 件模型 参数、Device
Parameter:器件 参数)
Device Type:选 择需要设定 参数的 器件 类型( 包括电路 图中所 使用到的元件 类型)
Name:选 择所要 设定参数 的元件序号
Parameter:选 择所要 设定的参数
Present Value:显示当前 该参数的设定 值
Description: Parameter 所选参数 的说明
Tolerance:确定 容差的设 置方式
Distribution:选 择元件 参数容差的分 布 类型( Guassian:高斯分布、 Uniform:均匀
分 布 )
Lot number:选 择容差随机数 出现方 式(Lot:各种元件 参数都 有 相同的随机产 生的容
差率 、Unique:每一 种元 件 参数有 不 同的随机 产 生的容差率)
Tolerance Type:选 择容差的 形 式( Absolute:绝对值 、Percent: 百分比)
Tolerance value:根据所选 容差的 形 式设置容 差值
( 2 ) 附录图 5.6.15 所示 的 Analysis Parameters 对话框为最坏情况 分析 属 性设 置 对 话
框。
附录图 5.6.15 最坏情况 分析属性 设置对话框。
- - 34
Page 36
Analysis :选 择 所要进行的分析( AC analysis :交流分析、 DC Operating point :直
流工作点分析)
Output variable:选 择所要 分析的 输出节点
Function:选 择分析方 式( MAX:最大 值分析、MIN :最小值 分析、RISE EDGE:上升沿
分析 、FALL EDGE:下降沿 分析 、Treshold:输入其门限 值 )
Direction:选 择容差变化方向(Default: 默认、 Low:低、 High:高 )
Restrict to range:确定 X 轴的显示范围
Group all trances on one plot:将所有 仿真分析结果 和记 录在一个 图形中显 示。若
不 选此项,则 将 标 称值仿真 、 最坏情况 仿真和 Run Log Descriptions 分 别输出显示 。
(3 )Miscellaneous Options、 Summary 和直流工作点分析的设 置一样 。
14、蒙 特卡罗分析( Monte Carlo Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 Monte Carlo 项弹出 Monte Carlo
Analysis 对话框,进 入最坏情况 分析状态。
( 1 ) Model tolerance List 对话框与最坏 情况 分析 中 的 Model tolerance List 对话
框完全 相同
( 2 ) 附录图 5.6.16 所示 的 Analysis Parameters 对话框为蒙 特 卡罗 分析 属 性设 置 对话
框。
附录图 5.6.16 蒙特 卡罗分析属 性设 置对话框
Analysis :选 择 所要进行的分析( Transient analysis :瞬态分析、 AC analysis :交
流分析、DC Operating point: 直流工作点分析)
Number of runs:设定执行次数 ,必须大于 等于 2
Output variable:选 择所要 分析的 输出节点
Function:选 择分析方 式( MAX:最大 值分析、MIN :最小值 分析、RISE EDGE:上升沿
分析 、FALL EDGE:下降沿 分析 、Treshold:输入其门限 值 )
Direction:选 择容差变化方向(Default: 默认、 Low:低、 High:高 )
Restrict to range:确定 X 轴的显示范围
Group all trances on one plot:将所有 仿真分析结果 和记 录在一个 图形中显 示。若
- - 35
Page 37
不 选此项,则 将 标 称值仿真 、 最坏情况 仿真和 Run Log Descriptions 分 别输出显示 。
Text Output:选 择文字输出的方式
15 、批处理 分析( Batched Analyses )
在 实际 电路分析中 ,通常需要 对同 一个 电路 进行多种分析,批 处 理 分析 可以 将 不 同 的分
析功 能放在 一起依序执行 。
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单 中 的 Batched Analyses项弹出 Batched
Analyses 对话框,进 入批处 理分析对话框。如 附录图 5 .6.17 所示
附录 图 5.6.17 批处理 分析 对话框
Available:列出了可以选 择的分析种类 。
Add analysis:添加分析种类到 执 行列表
Analysis To:列出几 经选 择要执行的分析种类
Edit Analysis:对分析 种类的 参数进行设 置
Delete Analysis:删除要执 行 的分析种类
Run Selected Analysis:对选中的一个 分析 种类进行 仿真分析
Remove all Analysis:将已 经选 择的分析种类全部 删除
16 、用户自 定义 分析( User Defined Analyses )
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 User Defined Analyses 项弹出
User Defined Analyses 对话框,进 入用户 自定义 分析状态 。 如附录图 5 .6.18 所示
附录 图 5.6.18 用户自定义 分析 对 话框
- - 36
Page 38
( 1) Commands 用户设 置 页,为了实现某 种 分析 功 能,用户 可在 输入框 中 输入可 执 行的
Spice 命令。
( 2) Miscellaneous Options、 Summary 和 直流工作点 分析的设 置 一 样 。
17 、噪声系数分析( Noise Figure Analyses )
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 Noise Figure Analyses 项弹出
Noise Figure Analyses 对话框,进 入 噪声系 数分析状态 。
( 1 ) 附录图 5.6.19 所示 的 Analysis Parameters 对话框为噪声系数 分析 属 性设 置 对 话
框。
附录图 5.6.19 噪声系数 分析属 性设 置对话框
Input noise reference source:选 择输入噪声的 信号 源
Output node:选 择输出节点
Reference node:选 择参考节 点
Frequency:输入频率
Temperature:输入温度,默认值为 27 摄氏度
( 2) Miscellaneous Options、 Summary 和 直流工作点 分析的设 置 一 样 。
18、射频分析( RF Analysis)
用鼠标点击 Simulate 菜单 下 的 Analysis 子菜单中 的 RF Analysis 项弹出如 附录 图
5.6.20 的对话框 。单击确 定按钮,将调 出 网络分析仪 。
附录 图 5.6.20 调用网络分析 以对 话框
使用网络分析仪可以完 成电路的 RF 分析,网络 分析仪的 使用方法见 虚拟仪器部 分的
( 11)网络 分析 仪。
七、后处理器 Postprocessor 的介 绍
所 谓后处理供 能是 在使用 multisim 对 电路 进行 仿真分析 完 成之 后 , 将 仿真所 得到 的各
种分析结果再 作进一步处 理,共有 3 种情况 :一是仍在 Multisim 环境 下对分析结果 进行 数
- - 37
Page 39
学 运算 处 理。如将电压乘 以 电流 可以 得到功 率 ,将输出曲线除 以 输入 曲线可以得 到 电压增益
曲线等。二是将 仿真分析所得到 的资料(如原理图、曲线和 数据等)提供给其他软件,做为
下 一部 设计处理 之 用 , 如将得 到 的图表 资料输出 到 Excel 作 进一步 分析, 或将电路 图 资料输
出到 Ultiboard ,以便制 作印刷电路板 等。三是对 电路原理图 上的元器 件和仪表 的型号 及数
量进行统 计,以便 实际应 用时选购这些 器 件。
Multisim 提供的后处 理 (Postprocesser )是 专门 用来 对 仿真 结果进行进一步数 学 处理
的工 具,它不仅 能对 仿真所得 的曲线 和数据进行单个化处理 (如取绝 对值 、 开方等), 还可
以对多个曲 线或数据彼 此之间进行运 算处 理( 如将电压波形曲 线 与电流波形曲线 相乘)。 处
理 的 结果仍以曲 线或数据 表形式 显 示。
启 动 菜 单 栏 上的 Simulate 菜单中 Postprocessor 命令 或点击设计工具 栏 上的按钮 , 既
可打开 后处 理器的 对话框, 如附录图 5.7.1 所 示:
附录 图 5.7.1 Postprocessor 对 话框
该对话框 中的各项 功能说明 如下:
Analysis Results 区:用 来 存放电路已 经 进行过 的仿真 结果 。每项 左 边有个+或 -,如
果是+ , 则使用鼠标 左键点击该 符号, 即可展开对该电路所进行过 的仿真分析, 选取其 中的
一 项 分析, 则该 分析 中的所 有变量将 出现 在其右边 的 Analysis Variables 中。另外 , 若 点
击此区下方的 Set Default Analysis Results 按钮, 则恢复预 置的分析结果。
Traces to plot 区: 用以放置所 要描 绘的 波 形曲 线 ( Graph )或图表 (Chart) 的变量或
函数。
Analysis Variables 区:显示 其 左 边 Analysis Results 区所选 取 分析项目中 的所 有 变
量;在该区 中 ,先选中要 处理 的变量,在点击 Copy Varialbe to Trace (或者双 击该 变量
名 称) 按 钮,把该 变量 放入 Traces to plot 区,如 附录 图 5.7.2 所示
- - 38
Page 40
附录 图 5.7.2 Traces to plot 区
Available function 区:存 放 Multisim 提供的主要 数学运算 函数。
根 据变量的处 理需要 ,从 数学 函数中选 取 要进行运算的符号或函数 , 在点击 Copy
Function To Trace 按钮(或者双 击该符 号或函数 ),即 可 将 该 符 号或函数放入 Traces to plot
区。
注意: 虽然在 Traces to plot 区中 可以自 由定义 变量的数学处理, 但如 果没有调用
Multisim 提供的 主要数 学 运算函数 , 则有时会 出现不正常 的 结果 ,所以 Multisim 建议 用 户
尽量采用程序给 定的函数 。
其 他的 按 钮功能 :
New Page:在 Traces to plot 区中新增 一页
New Graph:新增 一页波形 图
New Chart:新增 一页图表
Add Trace:在所 编辑页 面中新增一条曲线或 一 个图表
Load Page:加载指 定的页
Delete Page:删除当前编辑 的页
Delete Diagram:删除当前编辑 的 图表或曲 线
Delete Trace: 删除当前编辑 的 结果
Draw:绘出 Traces to plot 区中当前 编辑的曲 线和 图表
Close:关闭 后处理程 序
Cancel:取消当前编辑,并关闭 后处 理程序。
- - 39
Page 41
参考文献
1 .赵保经.中 国 集成电路大全. 北京 : 国防 工业 出版 社 ,1985
2.康华光 .电子技术基础 .北京:高等 教育出版 社, 2002
3.朱力 恒 .电子技术仿真实验教程 .北京:电子工业 出版社 ,2003
4.高文焕,汪蕙.模拟电路的计算机分析与设计 _PSPICE 程序应 用 .北京:清华大学出版社 ,
1999
5.周常 森 .电子电路计算机仿真技术 .山东: 山东科学技术出版 社, 2001
6.廖先 芸, 郝军 .电子技术实践 与训 练 .北京:高等 教育出版 社,2000
7.郑步 生,吴渭.Multisim 2001 电路设计及 仿真入门 与应用 .北京:电子工业 出版社 ,2002
8.黄智伟.基于 Multis im 2001 的电子电路计算机仿真设计与分析 .北京: 电子工业 出版社 ,
2004
9.孙淑艳, 张青 .电子技术实践教学 指导书.北京:中 国 电力 出版社 , 2005
10.臧春华 .电子线 路设计与应用 .北京:高等 教育出版社 , 2004
- - 40