第3讲 电路仿真工具Multisim及其应用

半加器电路
注意：输入／出端符号的 左右方向放置，将决定着 在子电路中是输入端还是 输出端。
子电路调用：
单击Place/Subcircuit命令或使用Ctrl+B快捷操作，输入已创建的 子电路名称sub1，即可使用该子电路。
放置文字与文字描述框
文字块边框
(对电路特定的地方就近进行描述性说明)
启动菜单Place/Place Text命令
④ Tigger（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。
瓦特表（Wattmeter） Multisim 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。
双通道示波器（Oscilloscope） Multisim 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。示波器图标有四个连接点：A通道输入、B通道输入、 外触发端T和接地端G。
具有数字、模拟以及数字／模拟混合电路的仿真能力
在电路窗口中既可以分别对数字或模拟电路的进行仿真，也可以将数 字元件和模拟元件连接在一起仿真分析。
电路分析手段完备
EWB除了用七种常用的测试仪表用来对仿真电路进行测试之外，还提 供了电路的直流工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声和失真分析等十 四种电路常用的仿真分析方法。这些分析方法基本能满足一般电子电路的分 析设计要求。
Wiring选项有两个栏目。 Wire width栏目设置连接线的 线宽； Autowire栏目控制自 动连线的方式。
Circuit选项
Show component label：是否显示元 器件的标识文字； Show component reference ID：是否显 示元器件的序号； Show node names：是否 显示节点编号； Show component values：是否显示元 器件数值； Show component attribute：是否显示 元器件属性； Color栏目用来改变电路显示的颜色。
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。
“Font” 页对话框可对元件的标识 和参数值、节点、引脚名称、原 理图文本和元器件属性等的文字 进行设置
2.2 电原理图的创建
2.2.1 元器件选取
使用虚拟元件
Label -- 标识
Display -- 显示
Value -- 数值
Fault -- 故障
2.2.2 线路的连接
两元件之间的线路连接
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。 幅频特性曲线 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 。
相频特性曲线
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）、Trigger（触发）、 Frequency（频率）等几个部分。
子电路选择： 把需要创建的电路放到电子 工作平台的电路窗口上，按住鼠 标左键，拖动，选定电路。被选 择电路的部分由周围的方框标示， 完成子电路的选择。
子电路创建： 单击Place/Replace by Subcircuit命令， 在屏幕出现Subcircuit Name的对话框中输 入子电路名称sub1 ，单点OK，选择电路 复制到用户器件库，同时给出子电路图标， 完成子电路的创建。
在字信号发生器图标的左边有0～15 共16个端子、右边有16～31也是16个 端子，这32个端子是该字信号发生器 所产生的信号输出端，其中的每一个 端子都可接入数字电路的输入端。下 面还有R及T两个端子，R为数据备用 信号端(Ready)，T为外触发信号端。
安装步骤：
（1）更新Windows系统文件
注意：更新结束后提示重新启动系统，可以选择 “No.”
（2）执行Windows桌面上“开始／程序／Startup／ Continue Install”命令，安装程序重新启动
Serial:
PP-0411-48015-7464-32084
for Verilog HDL: FC-4242-10140-4408-18063 for VHDL: FC-6424-04180-0044-13881
Multisim 的特点：
系统高度集成，界面直观、操作方便
Multisim将原理图的创建，电路的测试分析和结果的图表显示等，全部 集成到同一个电路窗口中。整个操作界面就像一个实验工作台，有存放仿真 元件的元件箱，有存放测试仪表的仪器库，有进行仿真分析的 各种操作 命令。测试仪表和某些仿真元件的外形与实物非常接近，操作方法也基本相 同。因而该软件易学易用。
（1）晶体管报警电路
（2）计数10的电路
2.3 虚拟仪表的使用方法
数字万用表（Multimeter）
Multisim 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Ω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 。
函数发生器（Function Generator） Multisim 提供的函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。
函数信号发生器的图标有“十、 Common、 一”三个输出端子与外电路相连，输出电压信 号。其连接规则是： ①连接“十、Common”端子，其输出的信号为 正极性信号，幅值等于信号发生器的有效值。 ②连接“Common、一”端子，其输出的信号 为负极性信号，幅值等于信号发生器的有效值。 ③连接“十、一”端子，其输出的信号的幅值 等于信号发生器的有效值的两倍。 ④同时连接“十、Common、一”端子且把 “Common”端子与公共地（Ground）符号相连， 则输出的两个幅度相等、极性相反的信号。
示波器的控制面板分为四个部分： ① Time base（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。
Miscellaneous选项控制文件备 份方式等。其中，Auto-backup选择 自动备份的时间；Circuit Default Path 选择电路存盘的路径；Digital Simulation Setting选择数字仿真的两 种状态：Idea理想仿真和Real真实状 态仿真，前者可以获得较高的仿真速 度，后者获得更为精确的仿真结果。
文字描述框
(对电路的功能、使用说明等等进行详 尽的描述，不会受写入空间的限制而且需 要查看时就打开，不需要时可关闭，不会 占用电路窗口空间 .)
启动菜单命令Place/Place Text Description Box
注意：如果电路窗口背景 是白色的，这个文字块边 框是看不见的。
电原理图的创建举例
② Channel A（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。 ③Channel B（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。
(3) 获取Release Code
2.1 主界面及其设置
2.1.1 Multisim 2001的主界面
仿真电源开关
工具栏
菜单栏
2.1.1 Multisim 2001的工作界面
元器件栏
仪器仪表栏
电路工作区
状态栏
2.1.2 用户界面设置
（启动菜单Options／Preferences...命令，即出现Preferences对话框）
2.2.4 子电路（Subcircuit）的创建与调用
子电路是用户自己建立的一种单元电路。将子电路存放在用户器件库中，可以 反复调用并使用子电路。利用子电路可使复杂系统的设计模块化、层次化，可增加设 计电路的可读性、提高设计效率、缩短电路周期。创建子电路的工作需要以下几个步 骤：选择、创建、调用、修改 。
Component Bin选项有
两个栏目。Symbol standard 栏目用来选择元器件符号标 准。有两种符号标准可以选 择：ANSL美国标准元件符号 和DIN欧洲标准元件符号； Place component mode栏目选 择元器件的操作模式。
Workspace选项有三个栏目。 Show栏目实现电路工作区显示 方式的控制；Sheet size栏目实 现图纸大小和方向的设置； Zoom level栏目实现电路工作区 显示比例的控制。
第三讲
电路仿真工具Multisim及其应用
Multisim 2001 简介
Multisim 2001 是IIT公司2000年末推出的版本，它提供了全 面集成化的设计环境，完成从原理图设计输入、电路仿真分析到 电路功能测试等工作。当改变电路连接或改变元件参数，对电路 进行仿真时，可以清楚地观间连接
连接点的放置
线轨迹的调整
设置节点的颜色
放置输入输出端点
放置总线
总线
2.2.3 电原理图的编辑处理
（1）元器件位置的移动 在用光标选中所要移动的元器件 的同时，按住左键拖动到适当位置后松开即可。或者先选中 要移动的元器件，点动键盘上的光标移动键进行移动。 （2）元器件删除、旋转、复制和改变符号颜色 点右键选 中需要处理的元器件，用同时打开的快捷菜单中的选项进行 修改。 （3）元器件替换 双击电路中欲替换的元器件符号，点击 打开的元器件属性对话框中的“Replace”按钮，在弹出的 “Component Browser”对话框中选取用来替换的器件。 （4）元器件故障设置 为了观察某些元器件产生故障后， 电路出现的反常现象，可有意识地设置器件的故障。双击电 路中欲设置故障的元器件符号，设置已打开的元器件属性对 话框中的“Fault”页中的选项。
提供了多种输入输出接口
可以输入由PSpice等其它电路仿真软件所创建的Spice网表文件，并自动 行成相应的电原理图。也可以把EWB环境下创建的电路原理图文件输出给 Protel等常见的PCB软件进行印制电路设计。
Multisim的安装
安装环境要求:
操作系统：Windows 98/2000/ XP CPU等级：Pentium 166以上 内 存：至少32M (推荐64 M或更高，最好在128M以上) 显示器分辨率：至少800600 CD－ROM光驱(没有光驱通过网络一样可以安装) 硬盘：可用空间至少200 M