模拟电子电路仿真(很全 很好)
最详细最好的Multisim仿真教程
第13章MUltiSim模拟电路仿真本章MUltiSimIO电路仿真软件，讲解使用MUltiSim进行模拟电路仿真的基本方法。
目录1.MUltiSim软件入门2.二极管电路3.基本放大电路4.差分放大电路5.负反馈放大电路6.集成运放信号运算和处理电路7.互补对称（OCL）功率放大电路&信号产生和转换电路9.可涮式三端集成宜流稳压电源电路13.1MUltiSim用户界面及基本操作13.1.1MUItiSinI 用户界面在众多的EDA仿真软件中，IVIiiltisim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。
MUItiSim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。
MUItiSim来源于加拿大图像交互技术公司（InteraCtiVe Image Technologies,简称IIT公司）推岀的以WindOWS 为基础的仿真工具，原名EWB。
HT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 BCnCh （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推岀了 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MUItiSim （多功能仿真软件）。
Irr后被美国国家仪器（NI, NatiOnal InStrUlnentS）公司收购,软件更名为Nl MUltiSinK MUItiSim经历了多个版本的升级，已经有 MUItiSim2001X MUItiSin17X MUItiSim8X MUItiSim9、MUltiSimlO 等版本， 9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。
下面以MUItiSimIO为例介绍其基本操作。
图13.1-1是MUltiSimIO的用户界而，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏.电路图编辑区等组成部分。
Multisim模拟电路仿真实例
05
Multisim在电子工程设计 中的应用
在电子工程设计中应用Multisim的意义
高效性
Multisim提供了高效的电路仿真环境，能够快速模拟电路的 性能，缩短设计周期。
1
精确性
2
Multisim的仿真结果具有较高的精确度，能够准确反映电路
的实际工作情况。
3 实验安全性
在Multisim中进行电路仿真，可以避免因实验错误导致硬件 设备的损坏。
仿真分析
提供多种仿真分析工具，帮助用户深入了解电 路的工作原理和性能。
软件应用领域
电子工程
Multisim广泛应用于电子工程领域 ，用于电路设计、分析和仿真的教学 和实践。
通信系统
用于控制系统的电路设计和性能分析 。
嵌入式系统
用于模拟嵌入式系统的电路设计和性 能分析。
控制系统
用于通信系统的电路设计和性能评估 。
需的输出信号。
滤波器电路搭建
总结词
滤波器电路是模拟电路中常用的一种 基本电路，用于将信号中的特定频率 成分提取或滤除。
详细描述
滤波器电路由一个输入端、一个输出端和若干个电 阻、电容和电感组成。输入信号通过电阻R1和R2 加到滤波器的输入端，输出信号通过电容C1和C2 反馈到滤波器的输出端。通过调整电阻、电容和电 感的参数，可以改变滤波器的频率响应，从而提取 或滤除信号中的特定频率成分。
放大器电路搭建
总结词
放大器电路是模拟电路中常用的一种基本电路，用于将微弱的信号放大到所需的幅度。
详细描述
放大器电路由一个输入端、一个输出端和若干个电阻和电容组成。输入信号通过电阻 R1和R2加到运算放大器的同相输入端，输出信号通过电容C1和C2反馈到运算放大器的 反相输入端。通过调整电阻和电容的参数，可以改变放大器的增益和带宽，从而获得所
Multisim模拟电路仿真实例
滞回比较器
UREF 为参考电压；输 出电压 uO 为 +UZ 或 -UZ；uI 为输入电压。
当 u+ = u- 时，输出电压 的状态发生跳变。
u
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
uO
UT-
比较器有两个不同的门限电平，
故传输特性呈滞回形状。
uO
+UZ
UT+
O
uI
-UZ
若 uO = UZ ，当 uI 逐渐增大时，使 uO 由 +UZ 跳变为
-UZ 所需的门限电平 UT+
UT
Байду номын сангаас
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
UZ
若 uO= UZ ，当 uI 逐渐减小时，使 uO 由 UZ 跳变 为 UZ 所需的门限电平 UT
图5-25 乙类互补对称功放电路
运行仿真： 从中可以发现输出信号的波形有明显的交越失真。
其失真原因
当输入信号较小时，达不到三极 管的开启电压，三极管不导电。
因此在正、负半周交替过零处会出 现非线性失真，即交越失真。
输入波形
输出波形
其失真范围如何呢？ 下面进行直流扫描分析，以便确定其交越失真的范围。
图5-24 波特图仪显示结果
若将信号源的频率分别修改为200Hz 和1MHz ，再次启动仿真，其输出电 压有何变化？
200Hz
1KHz
适当修改参数R1、R2、R3、R4和C1、C2，观察通带电压放大倍数和通带
截止频率的变化？
增如大果RR11输太出大波， 形输幅出度会增？大
30538模拟电子技术仿真实验课件
1.2 二极管的应用
1.2.3 限幅电路
1.二极管下限幅电路： 首先判断二极管的工作状态：假设断开 二极管，计算二极管阳极和阴极电位， 阴极电位为5V，只要阳极电位大于等于 5.7V，二极管导通，阳极电位低于5.7V， 二极管截止。由于输入电压是交流电， 所以只有在交流电的正半周且电压的瞬 时值大于等于5.7V时，输出电压等于输 入电压，Uo=Ui。在交流电的一个周期 内的大部分时间由于交流电的瞬时值小 于5.7V，二极管处于截止状态，所以输 出电压为5V。
（a） 电路图
（b）输入输出波形 图1-32 光电耦合器电路
1.4半导体三极管
1.4.1三极管内部电流分配关系
将三极管2N5551按照图1-33进行连接， 图中接入了3个电流表和2个电压表。3个 电流表分别用来测量基极电流IB、集电 极电流IC和发射极电流IE，两个电压表 一个用来测量发射结电压，另一个用来 测量集电结电压。通过改变可变电阻R3 的阻值，从而改变基极电流的大小。 图1-33 三极管内部电流分配关系
图1-29
电路负载发生变化
总之，要使稳压二极管起到稳压作用，流过它的反向电流必须在Imin ~ Imax 范围内变化，在这个范围内，稳压二极管工作安全而且它两端反向电压变化很 小。上述仿真实验中，其实质是用稳压管中电流的变化来补偿输出电流的变化。
1.3 特殊二极管的应用
1.3.2 发光二极管的应用
2.负载电阻发生变化 图1-29中，用可变电阻RL阻值的变化来 模拟负载的变化，当阻值由500Ω下降到 150Ω(阻值变化显示30%)时，负载上的电 流逐渐增大，即负载变得越来越重，这时 流过稳压管的电流下降到17mA，稳压器 的输出电压基本上保持在6.2V。如果继续 减小负载电阻的阻值，则流过稳压二极管 的反向电流继续减小，当流过稳压二极管 的反向电流小于它的最小维持电流（6mA） 时，稳压管也就失去了稳压作用。
Multisim14电子电路仿真方法和样例
Multisim14 电子电路仿真方法和样例
2019 年 9 月
1
前言
本手册基于 Multisim14 仿真环境，从最基本的仿真电路图的建立开始，结合实际的例 子，对模拟和数字电路中常用的测试方法进行介绍。这些应用示例包括：常用半导体器件特 性曲线的测试、放大电路静态工作点和动态参数的测试、电压传输特性的测试、波形上升时 间的测试、逻辑函数的转换与化简、逻辑分析仪的使用方法等。
选定 sheet properties 即弹出图 2.3 所示界面，选中 Net names 下的 Show all（简述为
Optionsàsheet propertiesà Net namesàShow all，以下均用简述方法表述），即可在电路图中
显示出各个节点号。
4
图 2.2 移动连线
图 2.3 显示电路节点号
3
1. Multisim14 主界面简介
运行 Multisim14，自动进入电路图编辑界面。当前电路图的缺省命名为“Design1”，在 保存文件时可以选择存放路径并重新命名。Multisim14 主界面如图 1.1 所示。
图 1.1 Multisim14 用户界面
2. 仿真电路图的建立
下面以单管放大电路为例，介绍建立电路的步骤。其中三极管选用实际器件
此外，本手册侧重于测试方法的介绍，仅对主要步骤进行说明，如碰到更细节的问题， 可参阅《Multisim 14 教学版使用说明书》或其它帮助文档。
2
目录
电子电路仿真教程演示
第十七页，第共十一七页百，共二一十百二三十页三页。。
图8-9 不同耦合电容时的频率特性曲线
第十第八十页八，页共，一共一百百二二十十三三页页。。
分析图8-9可以知道：当耦合电容比较小时，即电路处于弱耦合状态时，
输出电压幅值较小，曲线形状较窄且呈现单峰；当耦合电容太大时，即电路处 于强耦合状态时，输出电压幅值较大，曲线形状较宽且呈现双蜂，但曲线顶部 出现凹陷，所选频段幅度不均；只有当耦合电容处于临界耦合状态时，输出电
图8-7所示的频率特性曲线。
图8-7 负载取不同值时的频率特性曲线
第十第三十页三，页共，一共一百百二二十十三三页页。。
由图8-7所示曲线可知，负载的改变会使频率曲线发生改变：当阻
值增大时，谐振电压增大，曲线变得尖锐，通频带变窄，但回路谐振频 率不变。
第十第四十页四，页共，一共一百百二二十十三三页页。。
路的通频带更宽，更接近于理想矩形的幅频特性。
第十第九十页九，页共，一共一百百二二十十三三页页。。
图8-10 C3 = 20 pF时的频率特性曲线
第二十页第，二十共页一，百共一二百十二三十三页页。。
5．思考题
(1) 由仿真结果(见图8-5)可以看到，LC回路的通频带基本不受电感影响，为什么？
(2) 双调谐LC谐振电路与单调谐LC谐振电路相比有何优点?
3．实验电路
图8-16所示电路是用相乘器实现正常调幅的实验电路，电路输出：
v0 K X K1 Y (V V 2 V 3)
其中，V1是一个频率为20 kHz，幅度为1 V，初相为0°的高频载波信
号；V2是一个频率为1 kHz，幅度为1 V，初相为0°的低频调制信号；V3为2 V的
直流电源。改变V3的大小，可以改变调制指数。
电路仿真软件哪个好？7款主流电路仿真软件大比拼！
电路仿真软件哪个好？7款主流电路仿真软件大比拼！微电子及集成电路技术发展日新月异，离不开EDA电子电路仿真软件的支持。
每天不知有多少电路设计及验证者，使用着各种电路仿真软件工具。
俗话说，工欲善其事必先利其器，如何挑选合适的电路仿真软件工具?是决定工作效率的一个关键。
对于市场上各类电路仿真软件工具，工程师至少要做到知己知彼，什么样的电路仿真软件工具适合什么样的电路设计?各种电路仿真软件工具的优点及不足?本文为大家整理了常用的几款电路仿真软件工具，并对这些电路仿真软件工具的优缺点做了简单比较。
一、CadenceCadence 公司是老牌的EDA工具提供商，采用Cadence的软件、硬件和半导体IP，用户能更快速向市场交付产品。
Cadence公司创新的'系统设计实现' (SDE)战略，将帮助客户开发出更具差异化的产品——小到芯片大至系统——涵盖移动设备、消费电子、云数据中心、汽车、航空、物联网、工业应用以及其他细分市场。
其电路仿真软件Cadence® Sigrity™ 2018版本包含了最新的3D 解决方案，帮助PCB设计团队缩短设计周期的同时实现设计成本和性能的最优化。
独有的3D设计及分析环境，完美集成了Sigrity工具与Cadence Allegro®技术，较之于当前市场上依赖于第三方建模工具的产品，Sigrity™ 2018版本可提供效率更高、出错率更低的解决方案，大幅度缩短设计周期的同时、降低设计失误风险。
此外，全新的3D Workbench解决方案弥补了机械和电气领域之间的隔阂，产品开发团队自此能够实现跨多板信号的快速精准分析。
Sigrity 2018最新版可帮助设计人员全面了解其系统，并将设计及分析扩展应用到影响高速互连优化的方方面面：不仅包括封装和电路板，还包括连接器和电缆领域。
集成的3D设计及分析环境使PCB设计团队能够在Sigrity工具中实现PCB和IC封装高速互连的优化，然后在Allegro PCB、Allegro Package Designer或Allegro SiP Layout 中自动执行已优化的PCB和IC封装互连，无需进行重新绘制。
模拟电子电路仿真(很全 很好)
仿真1.1.1 共射极基本放大电路按图7.1-1搭建共射极基本放大电路，选择电路菜单电路图选项（Circuit/Schematic Option ）中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮，设置并显示元件的标号与数值等。
１.静态工作点分析选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC Operating Point）（当然，也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量）分析结果表明晶体管Ｑ１工作在放大状态。
２.动态分析用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH)，用示波器观察到输入，输出波形。
由波形图可观察到电路的输入，输出电压信号反相位关系。
再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。
３.参数扫描分析在图７.１－１所示的共射极基本放大电路中，偏置电阻Ｒ１的阻值大小直接决定了静态电流ＩＣ的大小，保持输入信号不变，改变Ｒ１的阻值，可以观察到输出电压波形的失真情况。
选择分析菜单中的参数扫描选项（Analysis/Parameter Sweep Analysis），在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为Ｒ１，参数为电阻，扫描起始值为１００Ｋ，终值为９００Ｋ，扫描方式为线性，步长增量为４００Ｋ，输出节点５，扫描用于暂态分析。
４.频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为１Hz，终止频率为１GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点５做输出节点。
由图分析可得：当共射极基本放大电路输入信号电压ＶＩ为幅值５mV的变频电压时，电路输出中频电压幅值约为０.５Ｖ，中频电压放大倍数约为－１００倍，下限频率（Ｘ１）为１４.２２Hz，上限频率（Ｘ２）为２５.１２MHz，放大器的通频带约为２５.１２MHz。
由理论分析可得，上述共射极基本放大电路的输入电阻由晶体管的输入电阻rbe限定，输出电阻由集电极电阻Ｒ３限定。
模拟电子系统设计原理图及仿真图
现代电路系统设计1.INA133 高速精细差动放大器使用参数32.INA133芯片引脚配置图43运用INA133设计的根本运算电路51.同相比例放大器52.反相比例放大器63.电压跟随器74.同相加法85.反相加法96.减法107.积分118.微分129.低通滤波器1310.高通滤波器1411带通滤波器1612.差分比例运算电路1713.电平比拟器1814.差动积分器1915.迟滞比拟器202016.除法运算电路设计2117.开方运算电路设计2318.电流转换为电压图2419 恒流源2520反相器：2621带阻滤波器：2823方波变换成锯齿波3024 单运放驰X振荡器：3025 数据放大器：3126 反相半波电压钳制电路31 27方波产生电路3228过零比拟器3329仪表放大器3430 取样/保持电路351.INA133 高速精细差动放大器使用参数规格：失调电压：—/＋450uV温度漂移：5uV/度共模比：80dB小信号带宽：1.5MHz输入电压最小：INA133 5V，INA2133 4.5V输入最大电压：36V静态工作电流：－/＋0.95mA工作电压：－55 ～125度增益误差：0.05％增益漂移：1ppm /度C 〔每度百万分之一〕共模输入低：-27V共模输入高：27V非线性：0.001%2.INA133芯片引脚配置图3运用INA133设计的根本运算电路1.同相比例放大器将INA133的2,5和1,3端子分别并联〔将电路视为理想状态〕，以此运放作为根本放大器，仿真电路：输出波形:2.反相比例放大器电路仿真：i U R R U 120-=,取Ω=Ω=K R K R 10,121,的增益为10，所以放大倍数为10倍，输出波形：3.电压跟随器取输入为5V ，频率为1kHz 的方波输出波形：4.同相加法取tV U sin 31=,tV U sin 52=,由公式得到结果为：tV U sin 80=输出波形5.反相加法取tV U sin 51=,tV U sin 32=,由公式得到结果为：tV U sin 80-=输出波形6.减法取tV U sin 101=,tV U sin 72=,由公式得到结果为：tV U sin 30=输出波形7.积分取Ω=k R 11，nF C C 1501==，输入大小为5V ，频率为1kHz 的方波，其仿真电路为：8.微分取Ω=k R 21,nF C 5001=，输入大小为5V 频率为1kHz 的三角波 其仿真电路为：9.低通滤波器取Ω==k R R 121，nF C 1001= 其截止频率：kHz C R f 541.121110==π仿真电路为：波特仪显示波形为：10.高通滤波器取Ω=k R 11，nF C 1001=其截止频率：kHz C R f 541.121110==π仿真电路为：其波特仪显示波形为：11带通滤波器取如上图所示电阻及电容的值，得到波特仪的波形为：从图中可以看到中心频率为780.939Hz12.差分比例运算电路取tV U sin 31=,tV U sin 102=,由公式得到结果为：tV U sin 70-=输出波形13.电平比拟器参考电平V=2V,输入幅度为4V，频率为1kHz的正弦波，314.差动积分器15.迟滞比拟器取输入为tV U i sin 5 ，得到输出波形为：2016.除法运算电路设计除法运算电路设计原理图17.开方运算电路设计开方运算设计原理图18.电流转换为电压图19 恒流源20反相器：当方向比例放大器增益为1时可得到反相器电路，其仿真电路为：取：tVU sin 21 ，输出结果为：21带阻滤波器：由图中可得其中心频率大致为：800Hz22三角波转换为锯齿波：23方波变换成锯齿波24单运放驰X振荡器：其仿真电路为：25数据放大器：26反相半波电压钳制电路27方波产生电路F ≈212R R R输出电压与电容器电压波形图：28过零比拟器将运放3端接地，2端输入信号，运放开环构成一过零比拟器。
13 模拟电子线路的Multisim仿真
第12章模拟电子线路的Multisim仿真12.1 教学要求1. 了解Multisim基本操作2. 掌握构建仿真电路模型3. 熟悉常用的虚拟仪表及元件（现实元件与虚拟元件）4. 了解Multisim软件如何验证电路和设计电路。
12.2 基本概念1现实元器件和虚拟元器件Multisim10元器件分为现实元器件和虚拟元器件。
现实元器件是给出了具体的型号，它们的模型参数根据该型号元器件参数的典型值确定，有相应的封装，可以传送到印刷电路板设计软件中；虚拟元器件没有型号，它们的模型参数是根据这种元器件各种型号参数的典型值，而不是某一种特定型号的参数典型值确定，没有相应的封装，不能传送到印刷电路板设计软件中。
1）现实元器件库（1）电源库包括常用的电源和信号源，如直流电压源，交流电压源，直流电流源以及受控电源等。
（2）基本元件库包括常用的现实的二极管，电阻、电容、开关等。
（3）二极管库包含常用的普通二极管、Led、稳压管、晶闸管等。
（4）晶体管库包含常用的双极性三极管、达林顿管、MOS管等。
（5）模拟元件库包含常用的运放，比较器等。
（6）功率器件库包含三端稳压管、微控电源，PWM控制器。
2）. 虚拟元器件库在Multisim10主界面的虚拟元器件工具栏上提供9种虚拟元器件。
2 虚拟仪表（1）数字万用表（Multimeter）用于用于测量仿真电路直流交流电压和电流的。
（2）函数信号发生器 (Function Generator)用于仿真电路产生正弦波、方波、三角波信号。
（3）瓦特表(Wattmeter)用于测量仿真电路交流功率的。
（4）示波器 (Oscilloscope)有两个通道，用于观察仿真电路某点波形。
（5）频率计数器(Frequency counter)用于信号的频率计数。
（6）波特图仪 (Bode Plotter)用于测量仿真电路幅频特征曲线。
（7）IV特性分析仪（IV-Analysis）用于测量二极管或三极管的伏安特性曲线的。
电路仿真软件全知晓，先了解下这6款电路仿真软件
电路仿真软件全知晓，先了解下这6款电路仿真软件电路仿真软件可帮助用户完成仿真操作，因此一款功能强大的电路仿真软件必定是一把利器。
所以，你知道目前市场上流通的较为有名的电路仿真软件有哪些吗?一起来看看本文为大家安利的这6款电路仿真软件吧。
电路仿真，顾名思义就是设计好的电路图通过仿真软件进行实时模拟，模拟出实际功能，然后通过其分析改进，从而实现电路的优化设计。
是EDA(电子设计自动化)的一部分。
市面上有各种类型的仿真器，本文对六款十分具有代表性的电路仿真软件进行了详细介绍，希望能对大家有所帮助。
一、Machining数控仿真软件数控加工仿真软件，数控仿真软件采用逼真的3D机床模型和数控面板来模拟真实机床的操作和加工过程，初学者通过使用本软掌握数控编程原理与应用，在使用过程中用户可以看到自己的编程结果从而达到可视化的效果，对提高数控学习人员学习G代码的编写和机床的操作有很大的帮助。
使数控学习不在枯燥无味。
Machining数控仿真软件功能特色：·机械操作员仿真·数控自动程序，MDI 手动输入手动编辑的业务模式 ;·粗糙定义基准工具，跟踪刃刀，安装工具，加工程序和手动操作 ;·刀具补偿、系统参数设置;·机床冷却液模拟·三维工件的实时切削和铁屑模拟·三维刀具轨迹的显示二、 LTspice 电路仿真软件LTspiceIV 是一款高性能Spice III 仿真器、电路图捕获和波形观测器，并为简化开关稳压器的仿真提供了改进和模型。
我们对Spice 所做的改进使得开关稳压器的仿真速度极快，较之标准的Spice 仿真器有了大幅度的提高，从而令用户只需区区几分钟便可完成大多数开关稳压器的波形观测。
这里可下载的内容包括用于80% 的凌力尔特开关稳压器的Spice 和Macro Model，200 多种运算放大器模型以及电阻器、晶体管和MOSFET 模型。
Multisim模拟电路仿真实例
1.6
20lg Aup 4.1dB
第4章 Multisim8应用实例
运行仿真分析： 得输入信号V1和输出信号V0的波形图
说明输入信号通过了该滤波器，并被放大； 并从中可以测试到Vo=1.6Vi
第4章 Multisim8应用实例
从波特图仪上可以观察到当20lg︱Aup︱从4.1dB下降 到1dB左右时，其f0约为100Hz，理论值基本相同，达 到设计要求。
输入电阻Ri=20k
第4章 Multisim8应用实例
通频带△f=fH-fL，设其中：fL≤20Hz，fH≥10kHz 据此可估算出电路中C1、C2、C3的取值
取标称值，C1=C2=1 、C3=5.7
第4章 Multisim8应用实例
启动仿真：得输入输出的信号，可估算出放大倍数约为1000倍
图5-9 例5.2示波器窗口
工作原理？
图5-25 乙类互补对称功放电路
第4章 Multisim8应用实例
运行仿真： 从中可以发现输出信号的波形有明显的交越失真。
其失真原因
输入波形
输出波形
当输入信号较小时，达 不到三极管的开启电压，三 极管不导电。
因此在正、负半周交替 过零处会出现非线性失真， 即交越失真。
第4章 Multisim8应用实例
其最大电压输出范围为 -11.5000V~12.5000V。
图5-28 例5.9最大输出电压测试结果
第4章 Multisim8应用实例
例5.10 针对上例中乙类互补对称功放电路的交越失 真问题，如何对电路进行改进？
电路原理分析
图5-29改进后的电路 甲乙类互补对称功放电路
第4章 Multisim8应用实例
第4章 Multisim8应用实例
Multisim仿真模拟电路
Multisim仿真模拟电路Multisim是一款由National Instruments（NI）开发的强大电路设计与仿真软件，被广泛应用于电子工程教育、电路设计、原型验证以及系统级测试等领域。
本文将探讨Multisim仿真模拟电路的原理、优势及应用例子。
一、Multisim仿真模拟电路的原理Multisim仿真模拟电路的原理基于虚拟仪器技术（Virtual Instrumentation），它允许用户在计算机上构建并测试电路原型。
通过虚拟实验室和可视化界面，用户可以在软件中添加电子元件、连接电路、设置信号源和测量仪器等，然后通过模拟仿真进行电路性能分析和验证。
Multisim采用了SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）仿真引擎，该引擎能够模拟包括模拟电路、混合信号电路和数字电路等各种类型的电路行为。
通过SPICE引擎，Multisim能够准确模拟电子元件的特性，包括电流、电压、功率以及信号波形等，从而实现电路性能仿真。
二、Multisim仿真模拟电路的优势1. 真实性：Multisim能够准确模拟各种电子元件的特性，包括电容器、电感器、二极管、晶体管等，使得电路仿真结果更加真实可信。
2. 可视化：Multisim提供直观的电路设计界面和仿真结果显示，使得用户能够更清晰地理解电路结构和工作原理。
3. 效率：Multisim实现了电路设计与仿真的无缝集成，用户可以通过软件快速搭建电路原型并进行性能测试，大大提高了设计效率和实验效果。
4. 可靠性：Multisim具备强大的故障检测和校正功能，能够帮助用户发现和修复电路中的问题，提高电路设计的可靠性。
5. 教育性：Multisim作为一款常用的电路仿真软件，被广泛应用于电子工程教育中。
通过Multisim，学生可以动手实践，加深对电路原理和设计的理解。
三、Multisim仿真模拟电路的应用例子1. 模拟滤波器设计：利用Multisim，可以快速设计和优化各种滤波器，例如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
模拟电子仿真实验教程(Multisim)
波形选择 频率设置
调整矩 形波 占空 比
双击 信号幅值
直流分量
图 2-4 挂上信号源 、示波器的实验电路图及信号源设置 观察方法 ： 在图 2-5 所示示波器观察窗口中，可能纵坐标（波形幅度）调整不适当而不 便观察（太低 /太高） ，这时调整 Channel A/B （通道 A 或通道 B ）的 Scele ，直到方便观察；
李良荣 编著 项目来源：贵州省教育厅 2008 年教学质量与教学改革工程项目“EDA 教学电子资源的建设” 7
贵州大学 EDA 技术教学电子资源
实际电路设计时一般方法。
电 表
流
图 2-3 （2）信号源的设置及信第三个）和示波器（仪表工具条中第五个） ，连接后如图 2-4 所示。双击函数发生器图标，出现如图 2-4 左侧设置窗口，设置交流信号，频率为 1kHz ， 幅度为 3 mV ，观察信号波形如图 2-5 所示。
图 2-2 常规方法测量 Ic
Ie Ic Ib Ic
②
Ic
Ve 1.833 1.833 mA Re 1000
内选取） 。
用电流表直接测量如 图 2-3 所示（电流表在虚拟元器件工具条的
开启仿真，电流表测得
Ic =1.869mA
结论 ：由上① ②分析看出，两种方法的结果是有些误差的，原因在于 R e (R4)等的值是 有误差的，调入器件时计算机在器件的误差范围内任意取值作计算依据 ，在实际电路中 也往 往如此（不是绝对的标称值 ） ，用万用表测量晶体管发射极电阻上的电压来测量电路的 Ic 是
图 2-7
波特图示仪连接方法
图 2-8 测试指针在波特图的最佳放大区 结论分析： 移动测试指针，可测量放大器的幅度值是 40.526dB
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仿真1.1.1 共射极基本放大电路按图7.1-1搭建共射极基本放大电路，选择电路菜单电路图选项（Circuit/Schematic Option ）中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮，设置并显示元件的标号与数值等。
１. 静态工作点分析选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC Operating Point）（当然，也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量）分析结果表明晶体管Ｑ１工作在放大状态。
２. 动态分析用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH)，用示波器观察到输入，输出波形。
由波形图可观察到电路的输入，输出电压信号反相位关系。
再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。
３. 参数扫描分析在图７.１－１所示的共射极基本放大电路中，偏置电阻Ｒ１的阻值大小直接决定了静态电流ＩＣ的大小，保持输入信号不变，改变Ｒ１的阻值，可以观察到输出电压波形的失真情况。
选择分析菜单中的参数扫描选项（Analysis/Parameter Sweep Analysis），在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为Ｒ１，参数为电阻，扫描起始值为１００Ｋ，终值为９００Ｋ，扫描方式为线性，步长增量为４００Ｋ，输出节点５，扫描用于暂态分析。
４. 频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为１Hz，终止频率为１GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点５做输出节点。
由图分析可得：当共射极基本放大电路输入信号电压ＶＩ为幅值５mV的变频电压时，电路输出中频电压幅值约为０.５Ｖ，中频电压放大倍数约为－１００倍，下限频率（Ｘ１）为１４.２２Hz，上限频率（Ｘ２）为２５.１２MHz，放大器的通频带约为２５.１２MHz。
由理论分析可得，上述共射极基本放大电路的输入电阻由晶体管的输入电阻rbe限定，输出电阻由集电极电阻Ｒ３限定。
1.１.２共集电极基本放大电路（射极输出器）图７.１－７为一共集电极基本放大电路，用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号ＶＩ（幅值为１Ｖ，频率为10 kHz）采用与共射极基本放大电路相同的分析方法获得电路的静态工作点分析结果。
用示波器测得电路的输出，输入电压波形，选用交流频率分析项分析出电路的频率响应曲线及相关参数。
由图所示共集电极基本放大电路的频率响应曲线可求得：电路的上限频率（Ｘ２）为４.５０GHz，下限频率（Ｘ１）为２.７３Hz，通频带约为４.５０GHz。
1.１.３共基极基本放大电路图７.１－１１为一共基极基本放大电路，用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kHz)，采用与共射极基本放大电路相同的分析方法获得电路的静态工作点分析结果。
用示波器测得电路的输出，输入电压波形，选用交流频率分析项分析出电路的频率响应曲线及相关参数。
由图所示共基极基本放大电路的频率响应曲线可求得：电路的上限频率（Ｘ２）为２７.９４ＭHz，下限频率（Ｘ１）为２６１.０１Hz，通频带约为２７.９４ＭHz。
1.2 场效应管基本放大电路1.2.1 共源极放大电路共源极放大电路如图7.2-1所示，Q1选用三端式增强型N沟道绝缘栅场效应管。
按图7.2-1在EWB主界面内搭建电路后，双击Q1，出现三端式增强型N-MOSFET参数设置对话框，选模型 (Model) 项，将库元件设置为默认 (default) ，理想 (ideal) 模式，然后点击对话框右侧编辑 (Edit) 按钮，在 Sheet 1中将跨导系数 (Transconductance coefficient (KP)) 设置为0.001A/V。
分析共源极放大电路可参照7.1节中共射极放大电路的分析过程进行，可根据图7.2-1电路参数和共源极放大器的电压放大倍数表达式求得AV的理论计算值，然后与仿真实测值进行比较。
1.2.2 共漏极放大电路共漏极放大电路如图7.2-2所示，按图在EWB主界面内搭建电路后，选Q1为理想三端式增强型N沟道绝缘栅场效应管，并将跨导值设置为0.001A/V。
电路仿真分析过程可参见7.1节中共集电极放大电路的分析过程进行。
可根据图7.2-2电路参数和共源极放大器的电压放大倍数表达式求得A的理论计算值，然后与仿真实测值进行比较。
1.2.3共栅极放大电路共栅极放大电路如图7.2-3所示，按图在EWB主界面内搭建电路后，选Q1为理想三端式增强型N沟道绝缘栅场效应管，并将跨导值设置为0.001A/V。
电路仿真分析过程可参见7.1节中共基极放大电路的分析过程进行。
可根据图7.2-2电路参数和共源极放大器的电压放大倍数表达式求得A的理论计算值，然后与仿真实测值进行比较。
1.3场效应管与晶体管组合放大电路场效应管具有输入阻抗高，噪声小等显著特点，但放大能力较弱（小），而半导体三极管具有较强的放大能力（高）和负载能力。
若将场效应管与半导体三极管组合使用，就可大大提高和改善放大电路的某些性能指标，扩展场效应管的应用范围。
图7.3-1是由场效应管共源极放大电路和晶体管共射极放大电路组成的两极组合放大电路，图中三端式增强型绝缘栅场效应管Q1选用理想模型，将跨导gm设置为0.001A/V，晶体管Q2选用N2222A，其电流放大系数为255.9。
先队该电路进行静态分析，再进行动态分析，频率特性分析以及关键元件的参数扫描分析等。
1.静态分析。
选择分析菜单中的直流工作点分析项，获得电路静态分析结果。
2.动态分析。
（1）理论分析。
（2）仿真测试分析。
用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号(Vi的幅值为5mV,频率为10kHz)，用示波器测得电路的输出，输入电压。
再计算出电路的放大倍数。
3.频率特性分析。
4.元件参数扫描分析。
1.4差动放大电路差动放大电路是模拟集成电路中使用最广泛的单元电路，它几乎是所有集成运放，数据放大器，模拟乘法器，电压比较器等电路的输入级，又几乎完全决定着这些电路的差模输入特性。
共模输入特性，输入失调特性和噪声特性。
以下仅对晶体管构成的射极耦合差放和恒流源差放进行仿真分析，对用场效应管构成的差放电路可采用相同方法进行分析。
在图7.4-1所示差放电路中,晶体管Q1和Q2的发射极通过开关S1与射极电阻R3和Q3构成的恒流源有选择的连接(通过敲击”K”键,选择连接点9或11),完成射极耦合差放和恒流源差放两种电路的转换.1.4.1 射极耦合差放仿真分析按图7.4-1搭建电路，选择晶体管Q1，Q2和Q3均为2N2222A，电流放大系数为200。
将开关S1和R3相连，构成射极偶合差放电路。
1.静态分析。
选择分析菜单中的直流工作点分析项，获得电路静态分析结果。
2.动态分析。
（1）理论分析。
（2）差模输入仿真测试分析。
A。
用示波器测量差模电压放大倍数，观察波形相位关系。
按单端输入方式（见图7.4-1）用仪器库的函数信号发生器为电路提供正弦输入信号(Vi的幅值为10mV,频率为1kHz)。
用示波器测得电路的两输出端输出电压波形。
B。
差模输入频率响应分析。
选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）），在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为1Hz，中指频率为10GHz，扫描形式为十进制(3)，纵向刻度为线性，节点2为输出点。
C。
差模输入传递函数分析。
从EWB信号源库中选择直流电压源（并将其设置为0.001V），替代仪器库中的函数发生器，做差放电路的输入信号源，以满足进行传递函数分析时对输入源的要求。
射极耦合电路进行差模输入传递函数分析时的电路连接方式如图7.4-5所示。
分析方法同上。
D。
共模输入仿真分析。
按共模输入方式（见图7.4-8）用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号。
用示波器测得电路的两输出端输出电压波形。
1.4.2 恒流源差放仿真分析差放电路引入恒流源替代射极偏置电阻，对差动放大倍数没有影响，主要是为了进一步降低共模放大倍数，提高共模抑制比。
因此，这里仅对恒流源差放的共模放大倍数进行仿真分析。
对EWB主界面内所建图7.4-1所示电路，通过敲击“K”键，将Q1与Q2的射极通过开关S与节点11连接，使其成为恒流源差放电路。
调整R6电阻，使恒流源差放的静态电流与射极耦合差放电路性同，便于两者进行比较。
调整函数发生器，使输入正弦波VI的幅值为100，频率为1，输入信号以共模方式接入。
示波器接输入电压，接输出电压。
最终完成的恒流源差放电路共模放大倍数测试电路如图7.4-10所示。
分析方法同上。
可见引入恒流源后，差放电路的共模放大倍数大大降低，共模抑制比大大提高，加强了抑制零点漂移的能力。
1.5集成运算放大器运算放大器的类型很多，电路也不尽相同，但在电路结构上有共同之处。
一般可分为三部分，即差动输入级，电压放大中间级和输出级。
输入级一般是有晶体管或场效应管组成的差动式放大电路，利用差放电路的对称性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。
电压放大级主要作用是提高电压放大倍数，它可由一级或多级放大电路组成。
输出级一般由射极跟随器或互补射极跟随器组成，主要作用是提高输出功率。
图7.5-1是在EWB主界面内搭建的一个简单的集成运算放大器，Q1，Q2组成差动式放大器，信号由双端输入，单端输出。
Q3，Q4组成复合管共射极放大电路，以提高整个电路的电压放大倍数。
输出极由Q5，Q6组成的两极射极跟随器构成，不仅可以提高带负载能力，而且与R5配合，可使直流电位步步降低，实现输入信号电压Vi为零时，输出电压Vo=0。
输入端Vi-运放的反相输入端，Vi+是同相输入端。
集成运放的仿真分析：1.静态分析令输入信号电压为零（两输入端接地），选择分析菜单中的直流工作点分析项（Analysis/DC Operating Point），分析结果后，观察输出端Vo（节点19）直流电位是否为零？若不为零，则调整R5的阻值，使输出端电位为零。
3.动态分析（1）传函数分析将简单集成运放的同相和反相输入端分别接入信号源库中的直流电压源，并将其电压值设置为1mV，其连接方式如图7.5-3所示。
A 同相输入方式下的传递函数分析选择分析菜单中的传递函数分析项（Analysis/Transfer Function Analysis），在随后出现的传递函数分析设置对话框中设置输入源为V4，分别设置输出端为节点15，10和19。
每重设一次仿真按钮（Simulate），进行一次传递函数仿真分析。
B 反相输入方式下的传递函数分析选择分析菜单中的传递函数分析相（Analysis/Transfer Function Analysis），在随后出现的传递函数分析设置对话框中设置输入源为V3，设置输出端为节点19。