1、計算機輔助電路分析計算機輔助電路分析 MultisimMultisim仿真仿真集美大學電工電子實驗室集美大學電工電子實驗室講課內容講課內容一、一、Multisim Multisim 基礎介紹基礎介紹二、軟件的使用講解二、軟件的使用講解三、例題實踐三、例題實踐vElectronics Workbench (EWB)Electronics Workbench (EWB)是加拿大是加拿大Interative Image Interative Image TechnologiesTechnologies（IITIIT）公司于）公司于8080年代末、年代末、9090年代初推出的用年代初推出的用于電路仿真

2、與設計的于電路仿真與設計的EDAEDA軟件，又稱為軟件，又稱為“虛擬電子工作臺虛擬電子工作臺”。 Multisim2001Multisim2001是該公司于是該公司于20012001年推出的年推出的EWBEWB升級版。升級版。vEWBEWB包含電路仿真設計的模塊包含電路仿真設計的模塊MultisimMultisim、PCBPCB設計軟件設計軟件UltiboardUltiboard、布線引擎、布線引擎UltirouteUltiroute及通信電路分析與設計模及通信電路分析與設計模塊塊Commsim Commsim 四個部分，能完成從電路的仿真設計到電路版四個部分，能完成從電路的仿真設計到電路版圖

3、生成的全過程。上述四個組件相互獨立，可以分別使用。圖生成的全過程。上述四個組件相互獨立，可以分別使用。 vMultisimMultisim意為意為“萬能仿真萬能仿真 ” ”vMultisim 2001Multisim 2001是一個完整的設計工具系統，提供是一個完整的設計工具系統，提供了一個非常大的了一個非常大的元件數據庫，元件數據庫，并提供并提供原理圖輸入接原理圖輸入接口、全部的數?？?、全部的數模SpiceSpice仿真功能、仿真功能、VHDL/VerilogVHDL/Verilog設設計接口與仿真功能、計接口與仿真功能、FPGA/CPLDFPGA/CPLD綜合、綜合、RFRF設計能力設計能

4、力和后處理功能，和后處理功能，還可以進行還可以進行從原理圖到從原理圖到PCBPCB布線工布線工具包（如具包（如Electronics WorkbenchElectronics Workbench的的Ultiboard Ultiboard 20012001）的無縫隙數據傳輸。）的無縫隙數據傳輸。vMultisim 2001Multisim 2001提供全部先進的設計功能，滿足設提供全部先進的設計功能，滿足設計者從參數到產品的設計要求，該仿真軟件將原理計者從參數到產品的設計要求，該仿真軟件將原理圖輸入、仿真和可編程邏輯緊密集成，在使用中不圖輸入、仿真和可編程邏輯緊密集成，在使用中不會出現不同供應商

5、的應用程序之間傳遞數據時經常會出現不同供應商的應用程序之間傳遞數據時經常出現的一些意外問題。出現的一些意外問題。 直流工作點分析直流工作點分析交流分析交流分析暫態分析暫態分析傅立葉分析傅立葉分析噪聲分析噪聲分析失真分析失真分析直流掃描直流掃描靈敏度分析靈敏度分析參數掃描參數掃描溫度掃描溫度掃描零零- -極點分析極點分析傳輸函數分析傳輸函數分析最壞情況分析最壞情況分析v仿真的手段切合實際，選用的元器件和測量儀仿真的手段切合實際，選用的元器件和測量儀器與實際情況非常接近；并且界面可視、直觀。器與實際情況非常接近；并且界面可視、直觀。v繪制電路圖所需的元器件、儀器、儀表以圖標繪制電路圖所需的元器件、

6、儀器、儀表以圖標形式出現，選取方便，并可擴充元件庫。形式出現，選取方便，并可擴充元件庫。v可以對電路中的元器件設置故障，如開路、短可以對電路中的元器件設置故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，針對不同故障觀察電路和不同程度的漏電等，針對不同故障觀察電路的各種狀態，從而加深對電路原理的理解。路的各種狀態，從而加深對電路原理的理解。v在進行仿真的同時，它還可以存儲測試點的所在進行仿真的同時，它還可以存儲測試點的所有數據、測試儀器的工作狀態、顯示波形和具有數據、測試儀器的工作狀態、顯示波形和具體數據，列出所有被仿真電路的元器件清單等。體數據，列出所有被仿真電路的元器件清單等。v有多種輸入輸出接口，與

7、有多種輸入輸出接口，與SPICE軟件兼容，可軟件兼容，可相互轉換。相互轉換。Multisim產生的電路文件還可以直產生的電路文件還可以直接輸出至常見的接輸出至常見的Protel、 Tango、Orcad等印制等印制電路板排版軟件。電路板排版軟件。菜單菜單系統系統工具欄工具欄設計設計工具欄工具欄使用中使用中元件列表元件列表元件元件工具欄工具欄儀器儀表儀器儀表工具欄工具欄電路圖電路圖編輯窗口編輯窗口狀態欄狀態欄仿真開關仿真開關按按鈕鈕菜單菜單View：調整視圖窗口：調整視圖窗口Place：在編輯窗口中放置節點、元器件、總線、：在編輯窗口中放置節點、元器件、總線、輸入輸入/輸出端、文本、子電路等對象

8、輸出端、文本、子電路等對象Simulate：提供仿真的各種設備和方法：提供仿真的各種設備和方法Transfer：將所搭電路及分析結果傳輸給其他應用：將所搭電路及分析結果傳輸給其他應用程序程序Tools：用于創建、編輯、復制、刪除元件：用于創建、編輯、復制、刪除元件Options：對程序的運行和界面進行設置：對程序的運行和界面進行設置設計工具欄介紹 器件按鈕，缺省顯示。當選擇該按鈕時，器件按鈕，缺省顯示。當選擇該按鈕時，器件選擇器顯示。器件選擇器顯示。 器件編輯器按鈕，用以調整或增加器件。器件編輯器按鈕，用以調整或增加器件。Tools的快捷方式的快捷方式 儀表按鈕，用以給電路添加儀表或觀察儀表按

9、鈕，用以給電路添加儀表或觀察仿真結果。仿真結果。 分析按鈕，用以選擇要進行的分析。分析按鈕，用以選擇要進行的分析。 仿真按鈕，用以開始、暫?；蚪Y束仿真。仿真按鈕，用以開始、暫?；蚪Y束仿真。 后分析器按鈕，用以進行對仿真結果的進后分析器按鈕，用以進行對仿真結果的進一步操作。一步操作。 VHDL/Verilog按鈕，用以使用按鈕，用以使用VHDL模型模型進行設計進行設計VHDL：VHSIC Hardware Description LanguageVHSIC：Very High Speed Integrated Circuit 報告按鈕，用以打印有關電路的報告報告按鈕，用以打印有關電路的報告傳輸按

10、鈕，用以與其它程序通訊，比如與傳輸按鈕，用以與其它程序通訊，比如與Ultiboard通訊；也可以將仿真結果輸出到通訊；也可以將仿真結果輸出到像像MathCAD和和Excel這樣的應用程序。這樣的應用程序。 元件工具欄介紹 電源庫電源庫基本元件庫基本元件庫二極管庫二極管庫晶體管庫晶體管庫模擬元件庫模擬元件庫TTL元件庫元件庫COMS元件庫元件庫其他數字元件庫其他數字元件庫混合芯片庫混合芯片庫指示部件庫指示部件庫其他部件庫其他部件庫控制部件庫控制部件庫射頻器件庫射頻器件庫機電類元件庫機電類元件庫 儀器儀表工具欄 從左到右分別是：數字萬用表、函數發生器、瓦特從左到右分別是：數字萬用表、函數發生器、瓦

11、特表、示波器、波特圖儀、字信號發生器、邏輯分表、示波器、波特圖儀、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀、失真分析儀、頻譜分析儀、析儀、邏輯轉換儀、失真分析儀、頻譜分析儀、網絡分析儀網絡分析儀注：電壓表和電流表在指示器件庫，而不是儀器庫注：電壓表和電流表在指示器件庫，而不是儀器庫中選擇中選擇 Option /Preferences欄欄 四、定制Multisim用戶界面選擇元件的符號標準選擇元件的符號標準ANSI：美國標準：美國標準DIN：歐洲標準。：歐洲標準。選擇元件、節點及選擇元件、節點及連接線上所要顯示連接線上所要顯示的說明文字等的說明文字等設置電路編輯窗口設置電路編輯窗口元器件和背景的顏色

12、元器件和背景的顏色設置元件的識別、參數值設置元件的識別、參數值與屬性、節點序號、引腳與屬性、節點序號、引腳名稱和原理圖文本等文字名稱和原理圖文本等文字的屬性設置的屬性設置選擇窗口圖紙的選擇窗口圖紙的縮放比例縮放比例 設置窗口圖紙的大小設置窗口圖紙的大小設置顯示窗口設置顯示窗口圖紙格式圖紙格式設置導線的寬度設置導線的寬度設置導線的自動設置導線的自動連接方式連接方式 選擇文件自動保存功能選擇文件自動保存功能并設定保存時間間隔并設定保存時間間隔 設置存取文件路徑設置存取文件路徑 設置數字電路的設置數字電路的仿真方式仿真方式 選擇選擇PCBPCB的接地方式的接地方式 電源庫（電源庫（Sources）基

13、本元件庫（基本元件庫（Basic）二極管庫（二極管庫（Diodes Components）晶體管庫（晶體管庫（Transistors Components）模擬元件庫（模擬元件庫（Analog Components）TTL元件庫（元件庫（TTL）CMOS元件庫（元件庫（CMOS） 其他數字元件庫（其他數字元件庫（Misc Digital Components）混合芯片庫（混合芯片庫（Mixed Components）指示器件庫（指示器件庫（Indicators Components）其他器件庫（其他器件庫（Misc Components）控制器件庫（控制器件庫（Control Componen

14、ts）射頻器件庫（射頻器件庫（RF Components）機電類器件庫（機電類器件庫（Elector-Mechanical Components） 一、電源庫電源庫中共有電源庫中共有30個電源器件，分別是：個電源器件，分別是： 接地端接地端 數字接地端數字接地端 VCC電壓源電壓源 VDD數字電壓源數字電壓源 直流電壓源直流電壓源 直流電流源直流電流源 正弦交流電壓源正弦交流電壓源 正弦交流電流源正弦交流電流源 時鐘電壓源時鐘電壓源 調幅信號源調幅信號源 調頻電壓源調頻電壓源 調頻電流源調頻電流源 FSK信號源信號源 電壓控制正弦波電壓源電壓控制正弦波電壓源 電壓控制方波電壓源電壓控制方波電壓

15、源 電壓控制三角波電壓源電壓控制三角波電壓源 電壓控制電壓源電壓控制電壓源 電壓控制電流源電壓控制電流源 電流控制電壓源電流控制電壓源 電流控制電流源電流控制電流源 電流控制電壓源電流控制電壓源 電流控制電流源電流控制電流源 脈沖電壓源脈沖電壓源 脈沖電流源圖脈沖電流源圖 指數電壓源指數電壓源 指數電流源指數電流源 分段線性電壓源分段線性電壓源 分段線性電流源分段線性電流源 壓控分段電壓源壓控分段電壓源 受控單脈沖受控單脈沖 多項式電源多項式電源 非線性相關電源非線性相關電源1、接地端、接地端利用利用Multisim創建電路時必須接創建電路時必須接“地地” 2、直流電壓源、直流電壓源設置標號設

16、置標號 設置顯示狀態設置顯示狀態 設置電壓幅值設置電壓幅值 設置分析類型設置分析類型設置故障設置故障3、交流電壓源、交流電壓源設置最大值設置最大值設置有效值設置有效值設置頻率設置頻率設置初相位設置初相位4、時鐘電壓源、時鐘電壓源實質上是一個頻率、占空比及幅度皆可調的方波發生器實質上是一個頻率、占空比及幅度皆可調的方波發生器 5、受控源、受控源1）VCVS2）VCCS3）CCVS4）CCCS 電阻電阻 虛擬電阻虛擬電阻 電容電容 虛擬電容虛擬電容 電解電容電解電容 上拉電容上拉電容 電感電感 虛擬電感虛擬電感 電位器電位器 虛擬電位器虛擬電位器 可變電容可變電容 虛擬可變電容虛擬可變電容 可變電

17、感可變電感 虛擬可變電感虛擬可變電感 開關開關 繼電器繼電器 變壓器變壓器 非線性變壓器非線性變壓器 磁芯磁芯 無芯線圈無芯線圈 連接器連接器 插座插座 半導體電阻半導體電阻 半導體電容半導體電容 封裝電阻封裝電阻 SMT電阻電阻 SMT電容電容 SMT電解電容電解電容 SMT電感電感 現實元件 虛擬元件電阻瀏覽器電阻瀏覽器電阻模型分類欄電阻模型分類欄“General”頁：元件的一般性頁：元件的一般性資料，包括元件的名稱、制造資料，包括元件的名稱、制造商、創建時間、制作者。商、創建時間、制作者?！癝ymbol”頁：元件的符號。頁：元件的符號?！癕odel”頁：元件的模型，頁：元件的模型，提供電

18、路仿真時所需要的參數。提供電路仿真時所需要的參數?！癋ootprint”頁：元件封裝，提供頁：元件封裝，提供給印制電路板設計的原件外形。給印制電路板設計的原件外形?！癊lectronic Parameters”頁：頁：元件的電氣參數，包括元件在元件的電氣參數，包括元件在實際使用中應該考慮的參數指標。實際使用中應該考慮的參數指標?！癠ser Fields”頁：用戶使用信息。頁：用戶使用信息。編輯電阻元件設定控制鍵設定控制鍵設置調節幅度設置調節幅度“CURRENT_CONTROLLED SWITCH”（電流控開關）（電流控開關）“SPDT”（單刀雙擲開關）（單刀雙擲開關） “SPST”（單刀單擲開

19、關）（單刀單擲開關）“TD_SWI”（時間延遲開關）（時間延遲開關）“VOLTAGE_CONTROLLED SWITCH”（電壓控開關）（電壓控開關）設定控制鍵設定控制鍵 電壓表電壓表 電流表電流表 探測器探測器 燈泡燈泡 十六進制顯示器十六進制顯示器 條形光柱條形光柱 蜂鳴器蜂鳴器 設置內阻設置內阻電路類型選擇電路類型選擇 數字萬用表（數字萬用表（Multimeter）函數信號發生器（函數信號發生器（Function Generator）瓦特表（瓦特表（Wattmeter）示波器（示波器（Oscilloscope）波特圖儀（波特圖儀（Bode Plotter）字信號發生器（字信號發生器（Wo

20、rd Generator）邏輯分析儀（邏輯分析儀（Logic Analyzer）邏輯轉換儀（邏輯轉換儀（Logic Converter）失真分析儀（失真分析儀（Distortion Analyzer）頻譜分析儀（頻譜分析儀（Spectrum Analyzer）網絡分析儀（網絡分析儀（Network Analyzer）ABTGXSC1A、B兩通道，兩通道，G是接地端，是接地端，T為觸發端為觸發端 測量數據顯示區測量數據顯示區在示波器顯示區有兩個可以任意移動的游標，游標所在示波器顯示區有兩個可以任意移動的游標，游標所處的位置和所測量的信號幅度值在該區域中顯示。其中：處的位置和所測量的信號幅度值在該

21、區域中顯示。其中：“T1”、“T2”分別表示兩個游標的位置，即信號出分別表示兩個游標的位置，即信號出現的時間；現的時間；“VA1”、“VB1”和和“VA2”、“VB2”分別表示兩分別表示兩個游標所測得的個游標所測得的A通道和通道和B通道信號在測量位置具有的通道信號在測量位置具有的幅值。幅值。 時基控制（時基控制（Time baseTime base） X軸刻度（軸刻度（s/div）：控制示波屏上的橫軸，即）：控制示波屏上的橫軸，即X軸刻度軸刻度（時間（時間/每格）每格） X軸偏移（軸偏移（X position）：控制信號在）：控制信號在X軸的偏移位置軸的偏移位置 顯示方式：顯示方式：Y /T ：幅度：幅度 / 時間時間 ，橫坐標軸為時間軸，縱坐標軸，橫坐標軸為時間軸，縱坐標軸為信號幅度為信號幅度 Add：A、B通道幅值相加通道幅值相加B /A ：B電壓電壓(縱坐標縱坐標) / A電壓電壓 (橫坐標橫坐標) A /B ：A 電壓電壓 / B電壓電壓 A（B）信號通道控制調節）信號通道控制調節 Y軸刻度：設定軸刻度：設定Y軸每一格的電壓刻度軸每一格的電壓刻度 Y軸偏移：控制示波器軸偏移：控制示波器Y軸方向的原點軸方向的原點 輸入顯示方式：輸入顯示方式： AC方式：僅顯示信號的交流成分；方式：僅顯示信號的交流成分； 0方式：無信號輸入；方式：無信號輸入； DC方式：顯示交流和直流信