电子仿真实验与设计chh基础操作

1、电路仿真实验与分析 第一部分 NI Multisim10软件基础 Multisim10.0Multisim10.0软件的安装、破解、汉化软件的安装、破解、汉化1、可执行文件：MultiSIM.10电子仿真软件.Multisim.10.exe2、安装过程:（1）执行上述可执行文件 .exe进行软件包的解压缩（unzip）（2）给定解压缩后的文件路径及文件夹名称 如D:multisim10（3）出现安装界面，可直接安装，也可进入解压缩后的文件夹 运行Autorun.exe文件进行安装。（4）输入license即软件安装序列号：F44G44444（5）一步步安装即可3、破解（1）运行文件夹Multi

2、sim10.破解补丁内KeyGen.exe文件，生成3个.lic文件（2）点击电脑左下角start开始菜单，选择所有程序，找到NI（national instruments）下面的NI license Manager，进入NI许可证管理器。（3）点击“选项”菜单，选择“安装许可证文件”，导入（1）生产的3个文件。4、汉化：（1）将汉化文件夹中ZH文件夹放到 目录下Program FilesNational InstrumentsCircuit Design Suite 10.0stringfiles （2）运行已安装的multisim软件，菜单OptionsGobal Preferences，

3、点 paths中的languange ，zh为中文前言 EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)技术集计算机技术、电子技术、信号处理技术于一体，是现代电子工程领域的一门新技术 EDA技术极大地推动了电子工业的发展，是现代电子工业不可缺少的一项技术前言 广义EDA 半导体工艺设计自动化 可编程器件设计自动化 电子系统设计自动化 印刷电路板设计自动化 仿真与测试、故障诊断自动化 形式验证自动化 前言狭义EDA 以大规模可编程逻辑器件（PLD）为设计载体，以硬件描述语言（HDL）为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程器件的开发软件及实验开发系统

4、为设计工具，自动完成“用软件的方式设计硬件”前言 EDA软件代表电子系统设计的技术潮流，在众多的EDA仿真软件中，Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。 Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。内容= 基础篇 =第1章 Multisim电路仿真软件简介第2章 仿真基础（放置元件-电路图编辑-仿真-报告）第3章 仿真基础（元器件库、虚拟仪器）第4章 仿真基础（仿真分析方法）第1章 Multisim电路仿真软件简介1.1 历史和现状1.2 Multisim能干什么1.3 特点和优势1

5、.4 网络资源1.5 操作界面1.1 历史和现状 Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，原名EWB。 IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件Electronics Work Bench（电子工作台，简称EWB），以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。 1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，从EWB6.0版本开始，IIT对EWB进行了较大变动，名称改为Multisim(多功能仿真软件)，专

6、用于电路级仿真。 IIT后被美国国家仪器（NI，National Instruments）公司收购，软件更名为NI Multisim，已经有Multisim2001、 Multisim7、 Multisim8、Multisim9 、Multisim10。1.1 历史和现状 Multisim系列软件的组成： Multisim： 电路仿真设计模块 Ultiboard：PCB设计软件 Ultiroute： 布线引擎 Commsim：通信电路分析与设计模块 4个部分相互独立，可以分别使用。Multisim系列软件能完成从电路的仿真设计到电路板图生成的全过程。 4个模块均有增强专业版（Power Pro

7、fessional）、专业版（Professional）、个人版（Personal）、教育版（Education）、学生版（Student）和演示版（Demo），各版本的功能和价格有明显差异。1.2 Multisim能干什么 Multisim经历了多个版本的升级，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用 电路分析 模拟电子电路 数字电子电路 模数混合电路 射频电路 DSP/FPGA/CPLD 电力电子电路 PLC控制电路 单片机电路1.3 特点和优势优势： 操作界面直观易用 大量元器件库，3D元件库； 虚拟仪器表种仪类齐全， 分析方法完备 可调用LabVIEW虚拟仪器（自定义

8、） 强大的Help 功能，包括软件本身的操作说明、各种元器件功能说明。1.4 网络资源 NI官方网站 http:/ Electronics Workbench公司官方网站 http:/软件下载：教育版（30天评估版）学生版（购买或者教师申请）ADI版（只有模拟元器件，免费）1.5 操作界面 以Multisim10（教育版）为例Multisim10用户界面菜单栏菜单栏元器件工具栏元器件工具栏状态栏状态栏仿真开关仿真开关主工具栏主工具栏电路图编辑区电路图编辑区项目项目管理管理器器虚虚拟拟仪仪器器工工具具栏栏标准工标准工具栏具栏1.5 操作界面 1.5.1 菜单栏与Windows应用程序相似打打开开

9、新新建建保保存存文文件件编编辑辑操操作作显显示示查查看看放放置置元元器器件件节节点点导导线线仿仿真真分分析析与与PCPCB B软软件件数数据据传传送送元元器器件件修修改改产产生生报报告告用用户户设设置置选选项项浏浏览览功功能能单单片片机机仿仿真真帮帮助助 File（文件）菜单（文件）菜单建立新的Multisim电路图文件打开以存在的Multisim电路图文件打开Multisim电路图例子关闭当前电路图文件关闭所有已打开的文件保存当前电路图文件保存当前电路图另存为其他文件名保存所有已打开的电路图文件打开已存在的工程项目文件关闭当前工程项目文件建立一个新的工程项目文件保存当前工程项目文件版本控制打

10、印打印预览打印选项设置最近打开的电路图文件最近打开的工程项目文件退出并关闭Multisim程序 Edit（编辑）菜单（编辑）菜单撤销最近一次操作重复最近一次操作剪贴所选内容复制所选内容粘贴所选内容删除所选内容选中当前全部电路图删除多页面电路文件中的某一页电路文件查找电路图中的元器件改变电路图中所选元器件和注释的叠放次序将剪贴板中的电路图作为一个子电路放到指定位置上图形注释选项指定所选的层为注释层层设置对元器件进行旋转、翻转操作设置电路图标题栏位置编辑元器件符号或标题栏字体设置表单编辑打开属性对话框编辑与电路有关的问题 View（窗口）菜单（窗口）菜单全屏显示电路窗口显示子电路或者分层电路的父节

11、点放大电路窗口缩小电路窗口放大所选区域显示栅格显示电路边界显示图纸边界显示标尺显示或隐藏仿真结果的图表显示状态栏显示完整电路图按所设倍率放大以所选电路部份为中心进行放大显示设计管理窗口显示数据表格栏显示或隐藏电路窗口的描述窗口显示或隐藏工具栏注释、探针显示 Place（放置）菜单（放置）菜单 选择并放置元器件放置节点放置连线放置总线放置连接器从文件获取层次电路建立一个新的子电路用一个子电路代替所选电路放置一个标题栏产生多层电路建立一个新的层次电路模块用层次电路模块替代所选电路合并总线矢量放置总线矢量连接放置提示注释放置文本放置线、折线、矩形、椭圆、多边形等图形 Simulate（仿真）菜单（仿

12、真）菜单运行当前电路的仿真暂停当前电路的仿真停止当前电路的仿真在当前电路窗口中放置各种仪表对与瞬态分析相关的仪表进行默认设置对当前电路进行各种分析对电路分析进行后处理仿真错误记录/审计追踪探针极性反向显示XSpice命令行窗口在电路仿真时对数字元件的精度和速度进行选择仪器测量结果清零加载仿真设置保存仿真设置自动设置电路故障选项运行VHDL仿真探针属性设置允许误差 Transfer（文件输出）菜单（文件输出）菜单传送到Ultiboard 10传送到Ultiboard 9或更早版本导出到其他PCB制图软件将Multisim 10中的元件注释改变传送到Ultiboard 10将Multisim 10

13、中的元件注释改变传送到Ultiboard 9或更早版本将Ultiboard 10中的元件注释改变传送到Multisim 10对Ultiboard电路中所选元件以高亮显示将电路图文件导出为Spicewang网表文件（*.cir） Tools（工具）菜单（工具）菜单创建元件向导对元件库进行管理、保存、转换和合并变更管理为555定时器、运算放大电路等提供设计向导清除电气规则检查标记为元器件重命名、编号设置动态变更对电路未连接点标识或者删除标识元器件替换更新电路元器件更新层次电路和子电路模块电气规则检查符号编辑器标题栏编辑器电路图截图电路描述编辑器编辑标签Reports（报告）菜单（报告）菜单 产生当

14、前电路图文件的元件清单产生特定元件在数据库中的详细信息报告产生当前电路窗口中所有元件的详细参数报告产生电路图的统计信息报告产生电路中未使用门的报告产生元件连接信息的网路表文件报告 Options（选项）菜单（选项）菜单Window（窗口）菜单（窗口）菜单全局参数设置电路图或子电路图属性参数设置定制用户界面图1.2.11 Window（窗口）菜单新建一个窗口关闭当前窗口电路窗口层叠电路窗口水平方向重排电路窗口垂直方向重排关闭所有窗口各当前已经打开的电路图文件切换显示所有窗口列表，并选择激活窗口 Help（帮助）菜单（帮助）菜单帮助主题目录元件帮助主题索引检查软件更新当前电路图的文件信息专利信息版

15、本注释有关Multisim 10的说明 1.5.2 标准工具栏 1.5.3 视图工具栏 1.5.4 主工具栏帮助帮助现用元器件列表现用元器件列表修改修改UltiboardUltiboard注释文件注释文件创建创建UltiboardUltiboard注释文件注释文件虚拟实验板虚拟实验板电气规则检测电气规则检测后处理器后处理器图形记录仪图形记录仪元器件编辑元器件编辑数据库管理器数据库管理器电子表格检视窗电子表格检视窗设计工具箱设计工具箱 1.5.5 元器件工具栏放置总线放置总线放置模块放置模块单片机模块单片机模块机电元器件机电元器件射频元器件射频元器件高级外围电路高级外围电路杂项元器件杂项元器件电

16、力元件电力元件指示模块指示模块混合元器件混合元器件其它数字器件其它数字器件CMOSCMOS元器件元器件TTLTTL元器件元器件模拟元件模拟元件放置晶体管放置晶体管放置二极管放置二极管基本元器件基本元器件放置电源放置电源 (1) 电源电源/信号源库信号源库 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。 (2) 基本器件库基本器件库 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。 (3) 二极管库二极管库 二极管库包含有二极管、可控硅等多种器

17、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。 (4) 晶体管库晶体管库 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。(5) 模拟集成电路库模拟集成电路库 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。 (6) TTL数字集成电路库数字集成电路库 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。(7) CMOS数字集成电路库数字集成电路库 CMOS数字集

18、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。(8) 数字器件库数字器件库 数字器件库包含有DSP、FPGA、CPLD、VHDL等多种器件。 (9) 数模混合集成电路库数模混合集成电路库 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。（10） 指示器件库指示器件库 指示器件库包含有电压表、电流表、七段数码管等多种器件。（11）电源器件库）电源器件库 电源器件库包含有三端稳压器、PWM控制器等多种电源器件。（12） 其他器件库其他器件库其他器件库包含有晶体、滤波器 等多种器件。（13） 键盘显示器库键盘显示器库 键盘显示器库包含有键盘、L

19、CD等多种器件。（14）机电类器件库）机电类器件库 机电类器件库包含有开关、继电器等多种机电类器件。 （15） 微控制器库微控制器库 微控制器件库包含有8051、PIC等多种微控制器。（16）射频元器件库）射频元器件库 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。 1.5.6 虚拟仪器工具栏电流探针电流探针LabVIEWLabVIEW虚拟仪器虚拟仪器动态测量探头动态测量探头TektronixTektronix示波器示波器网络分析仪网络分析仪频谱分析仪频谱分析仪AgilentAgilent数字万用表数字万用表AgilentAgilent示波器示波器逻辑分析仪逻辑分析仪逻辑转

20、换器逻辑转换器字信号发生器字信号发生器伏安特性分析仪伏安特性分析仪波特图仪（扫频仪）波特图仪（扫频仪）四踪示波器四踪示波器AgilentAgilent函数发生器函数发生器数字频率计数字频率计双踪示波器双踪示波器功率表（瓦特表）功率表（瓦特表）函数发生器函数发生器失真度仪失真度仪万万用表用表(1) 数字万用表（数字万用表（Multimeter） Multisim 10提供的万用表外观和操作与实际的万用表相似，可以测电流A、电压V、电阻和分贝值db，测直流或交流信号。万用表有正极和负极两个引线端 。(2)函数发生器（函数发生器（Function Generator） Multisim 10提供的函

21、数发生器可以产生正弦波、三角波和矩形波，信号频率可在1Hz到999MHz范围内调整。信号的幅值以及占空比等参数也可以根据需要进行调节。信号发生器有三个引线端口：负极、正极和公共端。(3) 瓦特表（瓦特表（Wattmeter） Multisim 10提供的瓦特表用来测量电路的交流或者直流功率，瓦特表有四个引线端口：电压正极和负极、电流正极和负极。(4)双通道示波器（双通道示波器（Oscilloscope） Multisim 10提供的双通道示波器与实际的示波器外观和基本操作基本相同，该示波器可以观察一路或两路信号波形的形状，分析被测周期信号的幅值和频率，时间基准可在秒直至纳秒范围内调节。示波器图

22、标有六个连接点：A通道输入、B通道输入、外触发端T和三个接地端。示波器的控制面板分为四个部分：a. Time base（时间基准）（时间基准） Scale（量程）：设置显示波形时的X轴时间基准。 X position（X轴位置）：设置X轴的起始位置。 显示方式设置有四种：Y/T方式指的是X轴显示时间，Y轴显示电压值；Add方式指的是X轴显示时间，Y轴显示A通道和B通道电压之和；A/B或B/A方式指的是X轴和Y轴都显示电压值。b. Channel A（通道（通道A） Scale（量程）：通道A的Y轴电压刻度设置。 Y position（Y轴位置）：设置Y轴的起始点位置，起始点为0表明Y轴和X轴重

23、合，起始点为正值表明Y轴原点位置向上移，否则向下移。 触发耦合方式：AC（交流耦合）、0（0耦合）或DC（直流耦合），交流耦合只显示交流分量，直流耦合显示直流和交流之和，0耦合，在Y轴设置的原点处显示一条直线。c. Channel B（通道（通道B） 通道B的Y轴量程、起始点、耦合方式等项内容的设置与通道A相同。d. Tigger（触发）（触发） 触发方式主要用来设置X轴的触发信号、触发电平及边沿等。 Edge（边沿）：设置被测信号开始的边沿，设置先显示上升沿或下降沿。 Level（电平）：设置触发信号的电平，使触发信号在某一电平时启动扫描。 触发信号选择：Auto（自动）、通道A和通道B表明

24、用项应的通道信号作为触发信号；ext为外触发；Sing为单脉冲触发；Nor为一般脉冲触发。(5) 四通道示波器（四通道示波器（4 Channel Oscilloscope） 四通道示波器与双通道示波器的使用方法和参数调整方式完全一样，只是多了一个通道控制器旋钮 ，当旋钮拨到某个通道位置，才能对该通道的Y轴进行调整。 (6) 波特图仪（波特图仪（Bode Plotter） 利用波特图仪可以方便地测量和显示电路的频率响应，波特图仪适合于分析滤波电路或电路的频率特性，特别易于观察截止频率。需要连接两路信号，一路是电路输入信号，另一路是电路输出信号，需要在电路的输入端接交流信号。 波特图仪控制面板分为

25、Magnitude（幅值）或Phase（相位）的选择、Horizontal（横轴）设置、Vertical（纵轴）设置、显示方式的其他控制信号，面板中的F指的是终值，I指的是初值。在波特图仪的面板上，可以直接设置横轴和纵轴的坐标及其参数。 例如：构造一阶RC滤波电路，输入端加入正弦波信号源，电路输出端与示波器相连，目的是为了观察不同频率的输入信号经过RC滤波电路后输出信号的变化情况。 调整纵轴幅值测试范围的初值I和终值F，调整相频特性纵轴相位范围的初值I和终值F。 打开仿真开关，点击幅频特性在波特图观察窗口可以看到幅频特性曲线；点击相频特性可以在波特图观察窗口显示相频特性曲线 。幅频特性曲线相频

26、特性曲线(7)频率计（频率计（Frequency couter） 频率计主要用来测量信号的频率、周期、相位，脉冲信号的上升沿和下降沿，频率计的图标、面板以及使用如图所示。使用过程中应注意根据输入信号的幅值调整频率计的Sensitivity（灵敏度）和Trigger Level（触发电平）。 (8) 数字信号发生器（数字信号发生器（Word Generator） 数字信号发生器是一个通用的数字激励源编辑器，可以多种方式产生32位的字符串，在数字电路的测试中应用非常灵活。左侧是控制面板，右侧是字信号发生器的字符窗口。控制面板分为Controls（控制方式）、Display（显示方式）、Trigge

27、r（触发）、Frequency（频率）等几个部分。 (9)逻辑分析仪（逻辑分析仪（Logic Analyzer） Multiuse 10提供了16路的逻辑分析仪，用来数字信号的高速采集和时序分析。逻辑分析仪的图标如图所示。逻辑分析仪的连接端口有：16路信号输入端、外接时钟端C、时钟限制Q以及触发限制T。 面板分上下两个部分，上半部分是显示窗口，下半部分是逻辑分析仪的控制窗口，控制信号有：Stop（停止）、Reset（复位）、Reverse（反相显示）、Clock（时钟）设置和Trigger（触发）设置。 Clock setup（时钟设置）对话框 Clock Source（时钟源）选择外触发或内

28、触发； Clock rate（时钟频率）：1Hz100MHz范围内选择； Sampling Setting（取样点设置）：Pre-trigger samples （触发前取样点）、Post- trigger samples（触发后取样点） 和Threshold voltage（开启电压）设置。 点击Trigger下的 Set（设置）按钮时，出现Trigger Setting（触发设置）对话框 如图所示。Trigger Clock Edge（触发边沿）：Positive（上升沿）、Negative（下降沿）、Both（双向触发）。Trigger patterns（触发模式）：由A、B、C定义触发

29、模式，在Trigger Combination（触发组合）下有21种触发组合可以选择。(10)逻辑转换器（逻辑转换器（Logic Converter） Multisim 提供了一种虚拟仪器：逻辑转换器。实际中没有这种仪器，逻辑转换器可以在逻辑电路、真值表和逻辑表达式之间进行转换。有8路信号输入端，1路信号输出端。6种转换功能依次是：逻辑电路转换为真值表、真值表转换为逻辑表达式、真值表转换为最简逻辑表达式、逻辑表达式转换为真值表、逻辑表达式转换为逻辑电路、逻辑表达式转换为与非门电路。电路图真值表真值表表达式真值表最简表达式表达式真值表表达式电路图表达式与非门表达式图4.1.1逻辑转换仪的面板图及

30、表达式的输入(11) IV分析仪（分析仪（IV Analyzer） IV分析仪专门用来分析晶体管的伏安特性曲线，如二极管、NPN管、PNP管、NMOS管、PMOS管等器件。IV分析仪相当于实验室的晶体管图示仪，需要将晶体管与连接电路完全断开，才能进行IV分析仪的连接和测试。IV分析仪有三个连接点，实现与晶体管的连接。IV分析仪面板左侧是伏安特性曲线显示窗口；右侧是功能选择。(12) 失真度仪（失真度仪（Distortion Analyzer） 失真度仪专门用来测量电路的信号失真度，失真度仪提供的频率范围为20Hz100kHz。 面板最上方给出测量失真度的提示信息和测量值。 Fundamenta

31、l Freq（分析频率）处可以设置分析频率值；选择分析THD（总谐波失真）或SINAD（信噪比），单击Set按钮，打开设置窗口如图所示，由于THD的定义有所不同，可以设置THD的分析选项。 (13) 频谱分析仪（频谱分析仪（Spectrum Analyzer） Span Control用来控制频率范围，选择Set Span的频率范围由Frequency区域决定；选择Zero Span的频率范围由Frequency区域设定的中心频率决定；选择Full Span的频率范围为1KHz4GHz。用来分析信号的频域特性，其频域分析范围的上限为4GHz。 Frequency用来设定频率：Span设定频率范

32、围、Start设定起始频率、Center设定中心频率、End设定终止频率。 Amplitude用来设定幅值单位，有三种选择：dB、dBm、Lin。Db = 10log10V；dBm = 20log10（V/0.775）；Lin为线性表示。 Resolution Freq.用来设定频率分辨的最小谱线间隔，简称频率分辨率。(14) 网络分析仪（网络分析仪（Network Analyzer） 网络分析仪主要用来测量双端口网络的特性，如衰减器、放大器、混频器、功率分配器等。Multisim 7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。 Mode提供分析模式：Measurement测

33、量模式；RF Characterizer射频特性分析；Match Net Designer电路设计模式。 Graph用来选择要分析的参数及模式，可选择的参数有S参数、H参数、Y参数、Z参数等。模式选择有Smith（史密斯模式）、Mag/Ph（增益/相位频率响应，波特图）、Polar（极化图）、Re/Im（实部/虚部）。 Trace用来选择需要显示的参数。 Marker用来提供数据显示窗口的三种显示模式：Re/Im为直角坐标模式；Mag/Ph（Degs）为极坐标模式；dB Mag/Ph（Deg）为分贝极坐标模式。 Settings用来提供数据管理，Load读取专用格式数据文件；Save存储专用格式数据文件；Exp输出数据至文本文件；Print打印数据。 Simulation Set按钮用来设置不同分析模式下的参