1、-_Multisim 10 仿真入门讲义1、启动操作，启动 Multisim10 以后，出现以下界面，如图 1 所示。 图 12、Multisim 10 打开后的界面如图 2 所示：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。图 23、选择文件/新建/原理图，即弹出图 3 所示的主设计窗口。 -_图 3一、Multisim 10 功能简介1、NI Multisim 10 是美国国家仪器公司（NI，National Instruments）最新推出的 Multisim 最新版本。2、目前美国 NI 公司的 EWB 的包含有电路仿真设计的模块 M
2、ultisim、PCB设计软件 Ultiboard、布线引擎 Ultiroute 及通信电路分析与设计模块 Commsim 4 个部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute 及 Commsim 4 个部分相互独立，可以分别使用。Multisim、Ultiboard、Ultiroute 及 Commsim 4 个部分有增强专业版（Power Professional） 、专业版（Professional） 、个人版（Personal） 、教育版（Education） 、学生版（Student）和演示版（Demo）等多个版本，各版本
3、的功能和价格有着明显的差异。3、NI Multisim 10 用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“ 软件即元器件 ”、 “软件即仪器” 。NI Multisim 10 是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。 4、NI Multisim 10 的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。5、NI Multisim 10 的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般
4、实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。6、NI Multisim 10 具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、 时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。7、NI Multisim 10 可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字电、射频电路及微控制器和接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工
5、作状况。在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有-_数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。8、NI Multisim 10 有丰富的 Help 功能，其 Help 系统不仅包括软件本身的操作指南，更要的是包含有元器件的功能解说，Help 中这种元器件功能解说有利于使用 EWB 进行 CAI 教学。另外，NI Multisim10 还提供了与国内外流行的印刷电路板设计自动化软件 Protel 及电路仿真软件 PSpice 之间的文件接口，也能通过 Windows 的剪贴板把电路图送往文字处理系统中进行编辑排版。支持VHDL 和 Verilog
6、 HDL 语言的电路仿真与设计。9、利用 NI Multisim 10 可以实现计算机仿真设计与虚拟实验，与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；可方便地对电路参数进行测试和分析；可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图；实验中不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。10、NI Multisim 10 易学易用，便于电子信息、通信工程、自动化、电气控制类专业
7、学生自学、便于开展综合性的设计和实验，有利于培养综合分析能力、开发和创新的能力。11、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。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。2 Multisim10二极管库包含有二极管、可控硅等多种器件。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。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
8、的，但是是可以选择的。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。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。CMOS 数字集成电路库包含有 40系列和 74HC系列多种 CMOS 数字集成电路系列器件。数字器件库包含有 DSP、FPGA、CPLD、VHDL 等多种器件。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。指示器件库包含有电压表、电流表、七段数码管等多种器件。电源器件库包含有三端稳压器、PWM 控制器等多种电源器件。其他器
9、件库包含有晶体、滤波器等多种器件。键盘显示器库包含有键盘、LCD 等多种器件。 机电类器件库包含有开关、继电器等多种机电类器件。微控制器件库包含有 8051、PIC 等多种微控制器。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。12、子电路是由用户自己定义的一个电路（相当于一个电路模块） ，可存放-_在自定元器件库中供电路设计时反复调用。利用子电路可使大型的、复杂系统的设计模块化、层次化，从而提高设计效率与设计文档的简洁性、可读性，实现设计的重用，缩短产品的开发周期。13. multisim 的仪器库存放有数字多用表、函数信号发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分
10、析仪、逻辑转换仪、瓦特表、失真度分析仪、网络分析仪、频谱分析仪 11 种仪器仪表可供使用，仪器仪表以图标方式存在。数字多用表（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分贝损耗，自动调整量程的数字显示的多用表。函数信号发生器（Function Generator）是可提供正弦波、三角波、方波三种不同波形的信号的电压信号源。瓦特表（Wattmeter）用来测量电路的功率，交流或者直流均可测量。示波器（Oscilloscope）用来显示电信号波形的形状、大小、频率等参数的仪器。波特图仪（Bode Plotter）可以用来测量和显示电路的幅频特性与相频特性，
11、类似于扫频仪。字信号发生器（Word Generator）是能产生 16 路（位）同步逻辑信号的一个多路逻辑信号源，用于对数字逻辑电路进行测试。 逻辑分析仪（Logic Analyzer）用于对数字逻辑信号的高速采集和时序分析，可以同步记录和显示 16 路数字信号。失真分析仪（Distortion Analyzer）是一种用来测量电路信号失真的仪器，multisim 提供的失真分析仪频率范围为 20Hz20kHz 。 频谱分析仪（Spectrum Analyzer）用来分析信号的频域特性，multisim 提供的频谱分析仪频率范围上限为 4GHz。网络分析仪（Network Analyzer）
12、是一种用来分析双端口网络的仪器，它可以测量衰减器、放大器、混频器、功率分配器等电子电路及元件的特性。Multisim 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。IV（电流/电压）分析仪用来分析二极管、PNP 和 NPN 晶体管、PMOS 和CMOS FET 的 IV 特性。 注意：IV 分析仪只能够测量未连接到电路中的元器件。Multisim 提供测量探针和电流探针。在电路仿真时，将测量探针和电流探针连接到电路中的测量点，测量探针即可测量出该点的电压和频率值。电流探针即可测量出该点的电流值。电压表和电流表都放在指示元器件库中，在使用中数量没有限制。14、multisi
13、m 具有较强的分析功能，用鼠标点击 Simulate（仿真）菜单中的 Analysis（分析）菜单（Simulate Analysis） ，可以弹出电路分析菜单。 直流工作点分析（DC Operating Point. ）3 Multisim10 在进行直流工作点分析时，电路中的交流源将被置零，电容开路，电感短路。交流分析（AC Analysis.）用于分析电路的频率特性。需先选定被分析的电路节点，在分析时，电路中的直流源将自动置零，交流信号源、电容、电感等均处在交流模式，输入信号也设定为正弦波形式。若把函数信号发生器的其它信号作为输入激励信号，在进行交流频率分析时，会自动把它作为正弦信号输入
14、。因此输出响应也是该电路交流频率的函数。瞬态分析（Transient Analysis. ）-_是指对所选定的电路节点的时域响应。即观察该节点在整个显示周期中每一时刻的电压波形。在进行瞬态分析时，直流电源保持常数，交流信号源随着时间而改变，电容和电感都是能量储存模式元件。傅里叶分析（Fourier Analysis.）方法用于分析一个时域信号的直流分量、基频分量和谐波分量。即把被测节点处的时域变化信号作离散博里叶变换，求出它的频域变化规律。在进行傅里叶分析时，必须首先选择被分析的节点，一般将电路中的交流激励源的频率设定为基频，若在电路中有几个交流源时，可以将基频设定在这些频率的最小公因数上。譬
15、如有一个 10.5kHz 和一个 7kHz 的交流激励源信号，则基频可取0.5kHz。噪声分析（Noise Analysis.）用于检测电子线路输出信号的噪声功率幅度，用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影响。在分析时，假定电路中各噪声源是互不相关的，因此它们的数值可以分开各自计算。总的噪声是各噪声在该节点的和（用有效值表示） 。噪声系数分析（Noise Figure Analysis.）主要用于研究元件模型中的噪声参数对电路的影响。在 Multisim 中噪声系数定义中：No 是输出噪声功率，Ns 是信号源电阻的热噪声，G 是电路的 AC增益（即二端口网络的输出信号与输入信号的比） 。噪
16、声系数的单位是 dB，即10log10（F） 。失真分析（Distortion Analysis）用于分析电子电路中的谐波失真和内部调制失真（互调失真） ，通常非线性失真会导致谐波失真，而相位偏移会导致互调失真。若电路中有一个交流信号源，该分析能确定电路中每一个节点的二次谐波和三次谐波的复值，若电路有两个交流信号源，该分析能确定电路变量在三个不同频率处的复值：两个频率之和的值、两个频率之差的值以及二倍频与另一个频率的差值。该分析方法是对电路进行小信号的失真分析，采用多维的“Volterra” 分析法和多维“泰勒”（Taylor）级数来描述工作点处的非线性，级数要用到三次方项。这种分析方法尤其适
17、合观察在瞬态分析中无法看到的、比较小的失真。直流扫描分析（DC Sweep.）是利用一个或两个直流电源分析电路中某一节点上的直流工作点的数值变化的情况。注意：如果电路中有数字器件，可将其当作一个大的接地电阻处理。灵敏度分析（Sensitivity.）是分析电路特性对电路中元器件参数的敏感程度。灵敏度分析包括直流灵敏度分析和交流灵敏度分析功能。直流灵敏度分析的仿真结果以数值的形式显示，交流灵敏度分析仿真的结果以曲线的形式显示。参数扫描分析（Parameter Sweep ）采用参数扫描方法分析电路，可以较快地获得某个元件的参数，在一定范围内变化时对电路的影响。相当于该元件每次取不同的值，进行多次
18、仿真。对于数字器件，在进行参数扫描分析时将被视为高阻接地。采用温度扫描分析（Temperature Sweep ）可以同时观察到在不同温度条件下的电路特性，相当于该元件每次取不同的温度值进行多次仿真。可以通过“温度扫描分析 ”对话框，选择被分析元件温-_度的起始值、终值和增量值。在进行其它分析的时候，电路的仿真温度默认值设定在 27。零一极点分析（Pole Zero）方法是一种对电路的稳定性分析相当有用的工具。该分析方法可以用于交流小信号电路传递函数中零点和极点的分析。通常先进行直流工作点分析，对非线性器件求得线性化的小信号模型。在此基础上再分析传输函数的零、极点。零极点分析主要用于模拟小信号
19、电路的分析，对数字器件将被视为高阻接地。传递函数分析（Transfer Function ）可以分析一个源与两个节点的输出电压或一个源与一个电流输出变量之间的直流小信号传递函数。也可以用于计算输入和输出阻抗。需先对模拟电路或非线性器件进行直流工作点分析，求得线性化的模型，然后再进行小信号分析。输出变量可以是电路中的节点电压，输入必须是独立源。最坏情况分析（Worst Case）是一种统计分析方法。它可以使你观察到在元件参数变化时，电路特性变化的最坏可能性。适合于对模拟电路值流和小信号电路的分析。所谓最坏情况是指电路中的元件参数在其容差域边界点上取某种组合时所引起的电路性能的最大偏差，而最坏情况
20、分析是在给定电路元件参数容差的情况下，估算出电路性能相对于标称值时的最大偏差。 蒙特卡罗（Monte Carlo）是采用统计分析方法来观察给定电路中的元件参数，按选定的误差分布类型在一定的范围内变化时，对电路特性的影响。用这些分析的结果，可以预测电路在批量生产时的成品率和生产成本。导线宽度分析（Trace Width）主要用于计算电路中电流流过时所需要的最小导线宽度。批处理分析（Batched）在实际电路分析中，通常需要对同一个电路进行多种分析，例如对一个放大电路，为了确定静态工作点，需要进行直流工作点分析：为了了解其频率特性，需要进行交流分析；为了观察输出波形，需要进行瞬态分析。批处理分析可
21、以将不同的分析功能放在一起依序执行。二、Multisim10 常用元件库分类图 11.点击“放置信号源”按钮，弹出对话框中-_的“系列”栏如图 2 所示。图 2(1). 选中“电源(POWER_SOURCES)” ，其“ 元件 ”栏下内容如图 3 所示：图 3(2). 选中“信号电压源(SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES)”，其“元件”栏下内容如图 4 所示：图 4(3). 选中“信号电流源(SIGNAL_CURRENT_SOURCES)”，其“元件”栏下内容如图 5 所示：-_图 5(4). 选中 “控制函数块 (CONTROL_FUNCTION_BLOCKS)”，其“元件”栏下内
22、容如图 6 所示：图 6(5). 选中“电压控源(CONTROLLED_VOLTAGE_SOURCES)”，其“元件”栏下内容如图 7 所示：图 7(6). 选中“电流控源(CONTROLLED_CURRENT_SOURCES)”，其“元件”栏下内容如图 8 所示：图 8-_2. 点击“放置模拟元件 ”按钮，弹出对话框中 “系列”栏如图 9 所示。图 9(1). 选中“模拟虚拟元件(ANALOG_VIRTUAL)”，其“元件”栏中仅有虚拟比较器、三端虚拟运放和五端虚拟运放 3 个品种可供调用。(2). 选中“ 运算放大器 (OPAMP)”。其“元件”栏中包括了国外许多公司提供的多达 4243
23、种各种规格运放可供调用。(3). 选中“ 诺顿运算放大器(OPAMP_NORTON)”，其“元件”栏中有 16 种规格诺顿运放可供调用。(4). 选中“ 比较器(COMPARATOR)” ，其“元件”栏中有 341 种规格比较器可供调用。(5). 选中“ 宽带运放(WIDEBAND_AMPS)”其“元件”栏中有 144 种规格宽带运放可供调用，宽带运放典型值达 100MHz，主要用于视频放大电路。(6). 选中“ 特殊功能运放(SPECIAL_FUNCTION)”，其“元件”栏中有 165 种规格特殊功能运放可供调用，主要包括测试运放、视频运放、乘法器/除法器、前置放大器和有源滤波器等。3点击“放置基础元件”按钮，弹出对话框中“系列”栏如图 10 所示。-_图 10(1). 选中“基本虚拟元件库(BASIC_VIRTUAL)”，其“元件” 栏中如图 11 所示。
