Multisim使用手册.docx

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Multisim使用手册

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第一章Multisim2001基本界面

启动Windows“开始”菜单中的Multisim2001，打开Multisim2001的基本界面。

从中我们可以看出，Multisim2001基本界面主要由菜单栏（Menus）、系统工具栏（SystemToolbar）、Multisim的设计工具栏（MultisimDesignBar）、使用中的元件列表（InUseList）、仿真开关（Simulate）、元件工具栏（ComponentToolbar）、连接E按钮、仪表工具栏（InstrumentsToolbar）、电路窗口（CircuitWindow）和状态栏（Statusline）等项组成。

1.1菜单栏

与所有Windows应用程序类似，菜单中提供了软件中几乎所有的功能命令。

Multisim2001菜单栏包含着9个主菜单，如图2-2-1所示，从左至右分别是File（文件菜单）、Edit（编辑菜单）、View（窗口显示菜单）、Place（放置菜单）、Simulate（仿真菜单）、Transfer（文件输出菜单）、Tools（工具菜单）、Options（选项菜单）和Help（帮助菜单）等。

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、电路的仿真与分析及在线帮助等各项功能的命令。

1-1菜单栏

1.File（文件）菜单:

主要用于管理所创建的电路文件，如打开、保存和打印等，如下图所示：

它的下级命令及功能如下:

New:

提供一个空白窗口以建立一个新文件。

Open:

打开一个已存在的*.msm、*.ewb或*.utsch等格式的文件。

Close:

关闭当前工作区内的文件。

Save:

将工作区内的文件以*.msm的格式存盘。

Saveas:

将工作区内的文件换名存盘，仍为*.msm格式。

PrintCircuit:

打印当前工作区内的电原理图，其中包括Print（打印）、PrintPreview（打印预览）和PrintCircuitSetup（打印电路设置）命令。

PrintReports:

列表打印当前工作区内所编辑的电路图中的元器件（BillofMaterials）或元库（DatabaseFamily）或元器件的详细资料（ComponentDetailReport）。

PrintInstruments:

选择打印当前工作区内的仪表波形图。

PrintSetup:

打印机设置。

RecentFiles:

最近几次打开过的文件，可选其中一个打开。

NewProject、OpenProject、SaveProject和RecentProjects命令是指对某些专题文件进行的处理，仅在专业版中出现，教育版中无功能，故不再介绍。

2.Edit（编辑）菜单:

主要用于在电路绘制过程中，对电路和元件进行各种技术性处理，如下图所示：

其中Cut（剪切）、Copy（拷贝）等大多数命令与一般Windows应用软件基本相同，又加了两种不同的菜单命令:

Undo:

撤消操作。

ComponentProperties:

打开一个已被选中的元件属性对话框，在其中可对该元件的参数值、标识符等信息进行读取或修改。

3.View（窗口显示）菜单：

用于确定仿真界面上显示的内容以及电路图的缩放和元件的查找，如下图所示：

View菜单中的命令及功能如下：

Toolbars:

选择工具栏。

ComponentBars:

选择元件库。

StatusBar:

显示状态栏。

ShowSimulationErrorLog/AuditTrail:

显示仿真的错误记录/检查仿真踪迹。

ShowXspiceCommandLineInterface:

显示XSpice命令行界面。

ShowGrapher:

显示图表。

ShowSimulateSwitch:

显示仿真开关。

ShowTextDescriptionBox:

显示文本描述框。

ShowGrid:

显示栅格。

ShowpageBound:

显示纸张边界。

ShowTitleBlockandBorder:

显示标题栏和边界。

ZoomIn:

电原理图放大。

ZoomOut:

查找电原理图中的元件。

4.Place（放置）菜单:

提供在电路窗口内放置元件、连接点、总线和文字等命令，如下图所示：

其下拉菜单为:

PlaceComponent:

放置一个元件。

PlaceJunction:

放置一个节点。

PlaceBus:

放置一根总线。

PlaceInput/Output:

放置一个输入/输出端。

PlaceText:

放置文字。

PlaceTextDescriptionBox:

放置一个文本描述框。

ReplaceComponent:

替换元件。

PlaceasSubcircuit:

放置一个子电路。

ReplacebySubcircuit:

用一个子电路替换。

5.Simulate（仿真）菜单:

提供电路仿真设置与操作命令，如下图所示

Simulate菜单中的命令及功能如下:

Rum:

运行仿真开关。

Pause:

暂停仿真。

DefaultInstrumentSettings:

打开预置仪表设置对话框。

DigitalSimulationSettings:

选择数字电路仿真设置。

Instruments:

选择仿真仪表。

Analyses:

选择仿真分析法。

Postprocess:

打开后处理器对话框。

AutoFaultOption:

自动设置电路故障。

GlobalComponentTolerance:

全局元件容差设置。

6.Transfer（文件输出）菜单:

提供将仿真结果传递给其他软件处理的命令，如下图所示：

Transfer菜单中的命令及功能如下:

TransfertoUltiboard:

传送给Ultiboard。

TransfertootherPCBLayout:

传送给其他PCB版图软件。

BackannotatefromUltiboard:

从Ultiboard返回的注释。

ExportSimulationResultstoMathCAD:

仿真分析的结果输出到MathCAD。

ExportSimulationResultstoExcel:

仿真分析的结果输出到Excel。

ExportNetlist:

输出网表。

7.Tools（工具）菜单:

主要用于编辑或管理元器件和元件库，如下图所示：

Tools菜单中的命令及功能如下:

CreateComponent:

打开创建元件对话框。

EditComponent:

打开编辑元件对话框。

CopyComponent:

打开拷贝元件对话框。

DeleteComponent:

打开删除元件对话框。

DatabaseManagement:

打开元件库管理对话框。

UpdateComponents:

升级元件。

RemoteControl/DesignSharing:

远程控制/设计共享。

EDA:

连接EDA网站。

8.Options（选项）菜单:

用于定制电路的界面和电路某些功能的设定，如下图所示：

Options菜单中的命令及功能如下:

Preferences:

打开参数选择对话对话框。

ModifyTitleBlock:

修改标题块内容。

SimplifiedVersion:

简化版本。

GlobalRestriction:

全局限制设置。

CircuitRestrictions:

电路限制。

9.Help（帮助）菜单:

帮助菜单主要为用户提供在线技术帮助和使用指导，如下图所示：

菜单中的命令及功能如下:

MultisimHelp:

帮助主题目录。

MultisimReference:

帮助主题索引。

ReleaseNotes:

版本注释。

AboutMultisim:

有关Multisim的说明。

1.2系统工具栏

系统工具栏包含了常用的基本功能按钮，如新建、打开、保存、打印、放大和缩小等，与Windows的基本功能相同，如下图所示：

1.3设计工具栏

设计工具栏如下图所示：

该工具栏是Multisim的核心，使用它可进行电路的建立、仿真及分析，并最终输出设计数据等。

虽然前述菜单中也可以执行这些设计功能，但使用设计工具栏进行电路设计将会更方便易用。

这9个设计工具栏按钮从左至右分别为:

元件编辑器按钮（ComponentEditor）:

用以调整或增加元件。

仪表按钮（Instruments）:

用以给电路添加仪表或观察仿真结果。

仿真按钮（Simulate）:

用以确定开始、暂停或结束电路仿真。

分析按钮（Analysis）:

用以选择要进行的分析。

后分析器按钮（Postprocessor）:

用以进行对仿真结果的进一步操作。

VHDL/Verilog按钮:

用以使用VHDL模型进行设计（教育版不具备该功能）。

报告按钮（Report）:

用以打印有关电路的报告（材料清单、元件列表和元件细节）。

传输按钮（Transfer）:

用以与其他程序如Ultiboard进行通信。

也可以将仿真结果输出到像MathCAD和Excel这样的应用程序。

1.4元件工具栏

Multisim将所有的元件模型分门别类地放到14个元件分类库中，每个元件库放置同一类型的元件。

由这14个元件库按钮（以元件符号区分）组成的元件工具栏，通常放置在工作窗口的左边，在这里为了编写方便，将元件工具栏横向放置，如下图所示：

从左至右分别是:

电源库（Sources）、基本元件库（Basic）、二极管库（DiodesComponents）、晶体管库（TransistorsComponents）、模拟元件库（AnalogComponents）、TTL器件库（TTL）、CMOS器件库（CMOS）、各种数字元件库（Misc.DigitalComponents）、混合器件库（MixedComponents）、指示器件库（IndicatorsComponents）、其他器件库（Misc.Components）、控制器件库（ControlsComponents）、射频元件库（RFComponents）和机电类器件库（Electro-MechanicalComponents）。

1.5仪表工具栏

该工具栏含有11种用来对电路工作状态进行测试的仪器仪表，习惯上将其工具栏放置于工作台的右边，这里也是为了方便，将其横向排列，如下图所示：

从上至下分别是:

数字万用表（Multimeter）、函数信号发生器（FunctionGenerator）、瓦特表（Wattmeter）、示波器（Oscilloscope）、波特指示器（BodePlotter）、字信号发生器（WordGenerator）、逻辑分析仪（LogicAnalyzer）、逻辑转换器（LogicConverter）、失真分析仪（DistortionAnalyzer）、频谱分析仪（SpectrumAnalyzer）和网络分析仪（NetworkAnalyzer）。

1.6.com按钮

元件工具栏的下方还有一个.com按钮，点击该按钮，用户可以自动通过因特网进入EDA网站。

这是一个由EWB和ParMiner合作开发，提供给Multisim用户的因特网入口，用户可以访问超过一千多万个器件的CAPSXper数据库，并可从ParMiner直接把有关元件的信息和资料下载到自己的数据库中。

另外，还可从侅网站免费下载到专为Multisim设计的升级MultisimMaster元件库的文件。

一般在界面的左下角，如下图所示：

1.7电路窗口

电路窗口也称为Workspace，相当于一个现实工作中的操作平台，电路图的编辑绘制、仿真分析及波形数据显示等都将在此窗口中进行。

1.8使用中元件列表

使用中元件列表列出了当前电路所使用的全部元件，以供检查或重复调用，

在界面的右上方，如下图所示：

1.9仿真开关

仿真开关用以控制仿真进程，一般在界面的右上角，如下图所示：

1.10状态栏

状态栏显示有关当前操作以及鼠标所指条目的有用信息，在界面的最下方，如下图所示：

第二章基本分析方法

启动Simulate菜单中的Analyses命令，里面共有18种分析功能，从上至下分别为:

直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、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、极点-零点分析、传输函数分析、最坏情况分析、蒙特卡罗分析、批处理分析、用户定义分析、噪声图形分析及RF分析。

下面我们主要介绍七种常用的分析方法。

第一节直流工作点分析

直流工作点分析（DCOperatingPointAnalysis）是在电路电感短路、电容开路的情况下，计算电路的静态工作点。

直流分析的结果通常可用于电路的进一步分析，如在进行暂态分析和交流小信号分析之前，程序会自动先进行直流工作点分析，以确定暂态的初始条件和交流小信号情况下非线性化模型参数。

下面以图2-1所示的简单晶体管单管放大电路为例，介绍直流工作点分析的基本操作过程。

首先要把电位器的阻值调节到70%-80%，此时用示波器看到的波形没有失真，如图2-2所示，电路真处于放大状态。

启动Simulate菜单中Analyses子菜单下的DCOperatingPoint命令，然后如图2-3所示选择，就可以得到如图2-4所示的运算结果。

根据数据计算得出：

VB=VC=2.82VVC=VA=5.92VVCE=VC-VE=3.1V

VBE=VB-VE=0.76VIE=IC=（VCC-VC）/RC=2.53V

2-1-1简单晶体管放大电路

图2－1-2示波器显示的电路真正处于放大状态波形

图2－1-3对话框

图2-1-4运算结果显示

第二节交流分析

交流分析（ACAnalysis）是分析电路的小信号频率响应。

分析时程序自动先对电路进行直流工作点分析，以便建立电路中非线性元件的交流小信号模型，并把直流电源置零，交流信号源、电容及电感等用其交流模型，如果电路中含有数字元件，将认为是一个接地的大电阻。

交流分析的以正弦波为输入信号，不管我们在电路的输入端输入何种信号，进行分析时都将自动以正弦波替换，而其信号频率也将以设定的范围替换之。

交流分析的结果，以幅频特性和相频特性两个图形显示。

如果将波特图仪连至电路的输入端和被测节点，也可获得同样的交流频率特性。

下面我们以图2-2-1所示的简单RLC电路为例，说明如何进行交流分析。

图2-2-1简单RLC电路

如下图2-2-2所示选择设定：

图2-2-2ACAnalysis对话框

另外,在Outputvariables页里，选定分析节点4；在MiscellaneousOptions页，Titleforanalysis栏输入“交流分析”，最后点击Simulate进行分析，其结果如图2-2-3所示

图2-2-3AC分析结果

第三节瞬态分析

瞬态分析（TransientAnalysis）是一种非线性时域（TimeDomain）分析，可以在激励信号（或没有任何激励信号）的情况下计算电路的时域响应。

分析时，电路的初始状态可由用户自行指定，也可由程序自动进行直流分析，用直流解作为电路初始状态。

瞬态分析的结果通常是分析节点的电压波形，故用示波器可观察到相同的结果。

我们用图2-3-1所示的一个简单的正弦交流电路为例，当我们要进行瞬时分析时，可启动Simulate菜单中Analyses下的TransientAnalysis命令，如图2-3-2所示：

图2-3-1简单的正弦交流电路

图2-3-2TransientAnalysis对话框

图2-3-3分析结果

第四节傅里叶分析

傅里叶分析（FourierAnalysis）是分析周期性非正弦波信号的一种数学方法，它将周期性的非正弦波信号转换成一系列正弦波及余弦波，即:

式中:

A0为原始信号的直流（平均）分量，#为基波分量（与原始波有相同的频率和周期），#为n次谐波，Ai、Bi为第I次谐波的系数，ω为基波角频率。

这些分量对电路的性能有着重要的影响。

下面以图2-4-1所示的一个简单的方波激励RC电路为例，说明傅里叶分析的基本操作过程。

图2-4-1方波激励RC电路

当需要进行傅里叶分析，可启动Simulate菜单中Analyses下的FourierAnalysis命令,如图2-4-2所示。

图2-4-2FourierAnalysis对话框

结果如下图2-4-3所示:

图2-4-3分析结果

第五节失真分析

失真分析（DistortionAnalysis）是分析电路的非线性失真及相位偏移，通常非线性失真会导致谐波失真（HarmonicDistortion）,而相位偏移会导致互调失真（IntermodulationDistortion，IMD）。

Multisim可以分析小信号模拟电路的谐波失真和互调失真。

如果电路中只有一个交流电源，该分析将确定电路中每一点的二、三次谐波造成的失真。

如果电路中有频率分别为F1和F2的两个不同频率的交流电源（设F1F2）,则该分析将寻找电路变量在（F1+F2）、（F1-F2）、（2F1-F2）3个不同频率上的谐波失真。

失真分析对于研究瞬态分析中不易观察到的小失真比较有效。

下面以图2-5-1所示的单级晶体管放大电路为例，介绍失真分析的基本操作方法。

当要进行失真分析时，可启动Simulate菜单中Analyses下的DistortionAnalysis命令,出现如图2-5-2所示的对话框。

2-5-2DistortionAnalysis对话框

得出结果如图2-6-3所示

2-5-3失真分析仿真结果

第六节传递函数分析

传递函数分析（TransferFunctionAnalysis）是分析计算在交流小信号条件下，由用户指定的作为输出变量的任意两节之间的电压或流过某一个器件上的电流与作为输入变量的独立电源之间的比值，同时也将计算出相应的输入阻抗和输出阻抗值。

下面我们以图2-6-1所示的一个简单的心电放大电路为例，学习传递函数分析的仿真过程。

2-6-1简单的心电放大电路

当要进行分析时，可启动Simulate菜单中Analyses下的TransferFunction命令,

结果如图2-6-3所示，可以看出增益为40

2-6-3仿真结果