数字电子技术 课件 项目9 Multisim 14仿真软件及应用

1Multisim14软件界面

3仿真电路实例

2Multisim14软件的应用项目九

Multisim14仿真软件及应用项目九

Multisim14仿真软件及应用引言

EDA（ElectronicDesignAutomation）技术已经在电子设计领域得到广泛应用。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。

图示是Multisim14的用户界面，包括标题栏、菜单栏、系统工具栏、主工具栏、元器件工具栏、仪器工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。任务1Multisim14软件界面一、主窗口其中，Multisim14提供两套电气元器件符号标准：ANSI：美国国家标准学会，美国标准，默认为该标准，本章采用默认设置；DIN：德国国家标准学会，欧洲标准，与中国符号标准一致。工具栏是标准的Windows应用程序风格。

如图示。Multisim14菜单栏与Windows应用程序相似，菜单栏中包含12个主菜单，分别是文件（File）菜单、编辑（Edit）菜单、视图（View）菜单、绘制（Place）菜单、MCU（M）菜单、仿真（Simulate）菜单、转移（n）菜单、工具（Tools）菜单、报告（Report）菜单、选项（Options）菜单、窗口（Window）菜单和帮助（Help）菜单。在每个主菜单下都有一个下拉菜单，用户可以从中找到电路文件的存取、SPICE文件的输入和输出、电路图的编辑、电路的仿真与分析以及在线帮助等各功能的命令。二、菜单栏任务1Multisim14软件界面

（a）文件菜单

（b）编辑菜单（c）视图菜单（d）绘制菜单任务1Multisim14软件界面

任务1Multisim14软件界面如图示为常用的系统工具栏，包含一些如文件新建、打开、保存、剪切、复制、粘贴、撤销、重复基本功能，与Windows应用软件的基本功能相同。下图是主工具栏及按钮名称。左侧的七项从左到右依次是设计工具箱、电子表格视图、SPICE网表查看器、图示仪、后处理器、母电路图、元器件向导、数据库管理器。右侧的两项是查找范例和Multisim帮助。三、系统工具栏任务1图中，左侧的三个按钮分别是仿真运行、暂停和停止按钮。点击Interactive互动按钮可以进入分析和仿真设置界面。右边的选项可以在仿真时放置电压探头、电流探头、功率探头等用来实时检测线路的参数。

图示是元器件工具栏及按钮名称，从左到右分别为∶信号及电源库、基本元器件库、二极管库、晶体管库、模拟集成元器件库、TTL元器件库、CMOS元器件库、其他数字元器件库、混合芯片库、显示元器件库、功率元器件库、其他元器件库、高级外设库、控制部件库、射频元器件库和机电类元器件库NI、连接器件库、微控制器元器件库、创建分层电路、放置总线等。任务1四、元器件工具栏选择元器件的界面任务1

图示是虚拟仪器工具栏及仪器名称。

该工具栏含有十几种用来对电路工作状态进行测试的仪器仪表，习惯上放置于电路工作区的右边，这里为了方便，将其横向排列。

仪器工具栏分别有∶数字万用表、函数发生器、双通道示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、瓦特表、逻辑转换仪、失真分析仪、网络分析仪和频谱分析仪等。

比较常用的有数字万用表、函数发生器、双通道示波器等。五、仪器工具栏任务1

1.数字万用表(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的分贝损耗，自动调整量程的数字显示的万用表。2.函数发生器函数发生器(FunctionGenerator)是模拟电子技术实验最常用的测试信号源，可提供正弦波、三角波、方波三种不同波形信号。函数信号发生器的图标和面板如图所示。任务13.

双通道示波器双通道示波器(Oscilloscope)是用来显示电压信号波形的形状、大小和频率等参数的仪器，双通道示波器图标如图所示。A、B表示两个输入通道，T为外触发信号输入端，当需要外部信号触发示波器采样时才需要，使用外触发信号时示波器一般需要设置为Single或Normal触发模式，G是接地端，使用时需接地，如果电路有其他接地点则也可不接地。任务1

1.基本分析和仿真设置

点击Interactive按钮可以进入分析和仿真设置界面。在该界面，可选择要进行的分析，包括直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析、噪声分析、失真分析、直流扫描分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、零极点分析、传递函数分析、最坏情况分析、蒙特卡分析、批处理分析、用户自定义分析、射频电路特性分析（使用网络分析仪）等。在InteractiveSimulation里，可以在Endtime里设置仿真的时间长短，还可以在Maximumtimesetp里设置仿真的步长。任务1

六、Multisim

14软件环境设置

2.图纸设置

选择菜单栏的option(选项)，再选择sheetpropertise(电路图属性)，进入sheetpropertise对话框，如图所示。可以在workplace（工作区）菜单栏下找到sheetsize（电路图页面大小），选择图纸的大小，或者在customsize（自定义大小）自定义图纸的大小，点击ok完成设置。我们还可以在电路图属性对话框里设置图纸的颜色和字体。任务1

Multisim14仿真的基本操作步骤为：(1)建立电路文件；(2)放置元器件和仪表；(3)元器件编辑；(4)连线和进一步调整；(5)电路仿真；(6)输出分析结果。任务2Multisim14软件的应用

具体建立电路文件的方法有：（1）打开Multisim14时自动打开空白电路文件Circuit1，保存时可以重新命名；（2）菜单File/New；（3）工具栏New按钮；（4）快捷键Ctrl+N；

首先我们在桌面新建一个文件夹，文件夹名以自己的学号命名，然后任选一种方法。建立multisim文件，对multisim文件重新命为diode，保存在文件夹里。如图示。任务2

一、建立电路文件

放置元器件的方法有：（1）菜单PlaceComponent，即选择菜单→绘制选项，在弹出来的对话框中选择元器件。（2）元件工具栏：Place/Component，即在元器件工具栏中选择对应的项目，然后放置元器件。（3）在绘图区右击，利用弹出菜单放置元器件（4）快捷键Ctrl+W，弹出对话框。放置仪表可以点击虚拟仪器工具栏相应按钮，或者使用菜单方式。

以放置+12V电源为例，点击元器件工具栏放置电源按钮（PlaceSource），双击已放置的VCC，即可修改电源电压值。

用同样的方法可以放置其他元器件。任务2

二、放置元器件和仪表任务2

三、电路原理图绘制与仿真的步骤1.编辑元器件（1）元器件参数设置

双击元器件，弹出相关对话框，选项卡包括：Label：标签，Refdes编号，由系统自动分配，可以修改，但须保证编号唯一性Display：显示Value：数值Fault：故障设置，Leakage漏电；Short短路；Open开路；None无故障（默认）Pins：引脚，各引脚编号、类型、电气状态

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，比如我们想把电阻变成竖直摆放，可以将鼠标放在电阻上，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。（2）元器件向导

对特殊要求，可以用元器件向导编辑自己的元器件，一般是在已有元器件基础上进行编辑和修改。方法是：菜单Tools/ComponentWizard，按照规定步骤编辑，用元器件向导编辑生成的元器件放置在UserDatabase（用户数据库）中。任务2Multisim14软件的应用2.连线

（1）自动连线：单击起始引脚，鼠标指针变为“十”字形，移动鼠标至目标引脚或导线，单击，则连线完成，当导线连接后呈现丁字交叉时，系统自动在交叉点放节点（Junction）；

（2）手动连线：单击起始引脚，鼠标指针变为“十”字形后，在需要拐弯处单击，可以固定连线的拐弯点，从而设定连线路径；

（3）关于交叉点，Multisim14默认丁字交叉为导通，十字交叉为不导通，对于十字交叉而希望导通的情况，可以分段连线，即先连接起点到交叉点，然后连接交叉点到终点；也可以在已有连线上增加一个节点（Junction），从该节点引出新的连线，添加节点可以使用菜单Place/Junction，或者使用快捷键Ctrl+J。任务2Multisim14软件的应用3.进一步调整（1）调整位置：单击选定元件，移动至合适位置；（2）改变标号：双击进入属性对话框更改；（3）显示节点编号以方便仿真结果输出：菜单Options/SheetProperties/Circuit/NetNames，选择ShowAll；（4）导线和节点删除：右击/Delete，或者点击选中，按键盘Delete键。4.电路仿真基本方法：按下仿真开关，电路开始工作，Multisim界面的状态栏右端出现仿真状态指示；双击虚拟仪器，进行仪器设置，获得仿真结果。

以二极管的特性分析为例，介绍Multisim仿真的基本操作。半导体二极管是由PN结构成的一种非线性元件。典型的二极管伏安特性曲线可分为4个区：死区、正向导通区、反向截止区、反向击穿区，二极管具有单向导电性、稳压特性，利用这些特性可以构成整流、限幅、钳位、稳压等功能电路。

在元器件库中找到1N4007二极管、470Ω电阻、GND，对其参数设置并修改摆放位置后，放在合适的位置。连线完成后如图所示。任务3仿真电路实例

利用函数发生器来产生电路的输入信号。仿真前应设置好函数信号发生器的幅值，频率、占空比、偏移量以及波形型式。示波器的两个通道一路用来检测信号发生器波形，另一路用来监视信号经过二极管后的波形变化情况。

函数信号发生器的参数设置如图所示。选择频率为1Hz,振幅为10Vp的正弦波，将其接入电路后，和1N4007二极管、470Ω电阻构成回路。任务3仿真电路实例运行仿真软件，双击示波器查看示波器两个通道的波形。如图所示。

可以看到，在信号经过二极管前，是完整的正弦波，经过二极管后，正弦波的负半周消失了。这样就证明了二极管的单向导电性。如果把信号发生器的波形改为三角波、矩形波，然后再观察输出效果。可以得出同样的结