的电路仿真

时间：2024-11-02 百科知识版权反馈

【摘要】：工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。对电路进行仿真运行，通过对运行结果的分析，判断设计是否正确合理，是EDA软件的一项主要功能。电路连接完毕，检查无误后，就可以进行仿真。点击仿真栏中的绿色开始按钮，电路进入仿真状态。

任务描述

本任务是要求熟练使用Multisim10.0仿真软件，为下一步的学习打好基础。

任务目标

1.能使用Multisim10.0仿真软件进行元器件的查找、放置和连接操作。

2.能使用Multisim10.0仿真软件对线路进行仿真操作。

3.能使用Multisim10.0仿真软件万用表、示波器、信号发生器的设备进行信号的产生、监控等操作。

知识准备

材料准备：装有使用Multisim10.0仿真软件的电脑。

资讯准备：Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术， PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

此外，还需要掌握以下相关理论：

一、Multisim10.0仿真软件

1.启动Multisim10.0

启动Multisim10.0以后，出现图4-1所示界面。

图4-1 Multisim10.0仿真软件启动界面

2. Multisim10.0窗口组成

Multisim10.0打开后的界面（图4-2），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，如图4-2所示。

图4-2 Multisim10.0仿真软件开启界面

3.Multisim 10.0主设计窗口

选择文件/新建/原理图，即弹出如图4-3所示的主设计窗口。

图4-3 Multisim10.0仿真软件主设计窗口

4.Multisim10常用元件库分类（图4-4）

图4-4 Multisim10.0仿真软件常用元件库

二、Multisim界面菜单工具栏介绍

软件以图形界面为主，采用菜单、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟悉程度自如使用。

1.File菜单

File菜单中包含了对文件和项目的基本操作以及打印等命令，如图4-5所示。

图4-5 File菜单

2. Edit命令

Edit命令提供了类似于图形编辑软件的基本编辑功能，用于对电路图进行编辑，如图4-6所示。

图4-6 Edit命令

3. View菜单

View菜单可以决定使用软件时的视图，对一些工具栏和窗口进行控制，如图4-7所示。

图4-7 View菜单

4. Place命令

Place命令输入电路图，如图4-8所示。

图4-8 Place命令

5. Simulate菜单

Simulate菜单执行仿真分析命令，如图4-9所示。

图4-9 Simulate菜单

6. Transfer菜单

Transfer菜单提供的命令可以完成Multisim对其他EDA软件需要的文件格式的输出，如图4-10所示。

图4-10 Transfer菜单

7. Tools菜单

Tools菜单主要针对元器件的编辑与管理的命令，如图4-11所示。

图4-11 Tools菜单

8. Option菜单

Option菜单可以对软件的运行环境进行定制和设置，如图4-12所示。

图4-12 Option菜单

9. Help菜单

Help菜单提供了对Multisim的在线帮助和辅助说明，如图4-13所示。

图4-13 Help菜单

10. Window菜单

Window（窗口）菜单，如图4-14所示。

图4-14 Window（窗口）菜单

Multisim10提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过View菜单中的选项方便地将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。

顶层的工具栏有：Standard工具栏、Design工具栏、Zoom工具栏，Simulation工具栏。

对电路进行仿真运行，通过对运行结果的分析，判断设计是否正确合理，是EDA软件的一项主要功能。为此，Multisim为用户提供了类型丰富的虚拟仪器，可以从Design工具栏，或用菜单命令（Simulation/instrument）选用这11种仪表，见表4-1及图4-15所示。

表4-1 虚拟仪表

图4-15 常见虚拟仪表

三、简单RC高通滤波频响仿真

1.点击工具栏（图4-16）

图4-16 工具栏

2.画电路（图4-17）

图4-17 示例电路

3.画的过程中要用到鼠标右键来旋转电阻（图4-18）

图4-18 旋转电阻操作

4.仿真准备

添加一个信号发生器（第三个），如图4-19所示。连接信号输入端，如图4-20所示。

图4-19 信号发生器位置

图4-20 完整电路

5.开始仿真

点菜单“仿真”→“分析”→“交流分析”，并把参数设置好，如图4-21所示。单击“输出”，选择要测试的电路位置（可多选），如图4-22所示。

图4-21 交流分析对话框

图4-22 选择测试电路位置

最后点击“仿真”按钮，频响相位如图4-23所示。

图4-23 仿真波形图

四、基于Multisim10仿真软件的实例

1.打开Multisim10设计环境

选择：文件→新建→原理图，即弹出一个新的电路图编辑窗口，工程栏同时出现一个新的名称。单击“保存”，将该文件命名，保存到指定文件夹下。

2.熟悉元件栏和仪器栏

在绘制电路图之前，需要先熟悉一下元件栏和仪器栏的内容，看看Multisim10都提供了哪些电路元件和仪器。

3.首先放置电源

点击元件栏的放置信号源选项，出现如图4-24所示的对话框。

（1）“数据库”选项，选择“主数据库”；

（2）“组”选项里选择“sources”；

（3）“系列”选项里选择“POWER_SOURCES”；

（4）“元件”选项里，选择“DC_POWER”；

（5）右边的“符号”“功能”等对话框里，会根据所选项目，列出相应的说明。

图4-24 元件选择对话框

4.选择电源符号

选择好电源符号后，点击“确定”按钮，移动鼠标到电路编辑窗口，选择放置位置后，点击鼠标左键即可将电源符号放置于电路编辑窗口中，仿制完成后，还会弹出元件选择对话框，可以继续放置，点击“关闭”按钮可以取消放置。

5.更改电源参数

双击电源符号，出现如图4-25所示的属性对话框，在对话框里，可以更改该元件的属性。可将电压改为3 V，当然也可以更改元件的序号引脚等属性。

图4-25 电源属性窗口

6.放置电阻

点击“放置基础元件”，弹出如图4-26所示对话框。

图4-26 放置电阻窗口

（1）在“数据库”选项里选择“主数据库”。

（2）在“组”选项里选择“Basic”。

（3）在“系列”选项里选择“RESISTOR”。

（4）在“元件”选项里选择“20K”。

（5）右边的“符号”“功能”等对话框会根据所选项目，列出相应的说明。

7.放置电阻

按上述方法，再放置一个10K的电阻和一个100K的可调电阻。放置完毕后，如图4-27所示。

图4-27 放置电阻完成界面

8.元件翻转

可以看到，放置后的元件都按照默认的摆放情况被放置在编辑窗口中。例如电阻是默认横着摆放的，但实际在绘制电路过程中，各种元件的摆放情况是不一样的，比如我们想把电阻R1变成竖直摆放，只需要将鼠标放在电阻R1上，然后右键点击，这时会弹出一个对话框，在对话框中可以选择让元件顺时针或者逆时针旋转90°。

如果元件摆放的位置不合适，想移动一下元件的摆放位置，则将鼠标放在元件上，按住鼠标左键，即可拖动元件到合适位置。

9.放置万用表

在仪器栏选择“万用表”，将鼠标移动到电路编辑窗口内，这时我们可以看到，鼠标上跟随着一个万用表的简易图形符号。点击鼠标左键，将电压表放置在合适位置。电压表的属性同样可以双击鼠标左键进行查看和修改。

所有元件放置好后，如图4-28所示。

图4-28 所有元件放置完成图

10.元件间的连线步骤

将鼠标移动到电源的正极，当鼠标指针变成时，表示导线已经和正极连接起来了，单击鼠标将该连接点固定，然后移动鼠标到电阻R1的一端，出现小红点则表示正确连接到R1，再单击鼠标左键固定，这样一根导线就连接好了，如图4-29所示。如果想要删除这根导线，将鼠标移动到该导线的任意位置，点击鼠标右键，选择“删除”即可将该导线删除。或者选中导线，直接按“Delete”键删除。