MULTISIM学习.docx

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MULTISIM学习

第1章Multisim9基本操作

Multisim9是IIT公司推出Multisim2001之后的Multisim最新版本（06年底又发布最新的版本Multisim10）。

Multisim9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，可以清楚地观察到各种变化对电路性能的影响。

1.1Multisim9基本操作

1.1.1基本界面

1.1.2文件基本操作

与Windows常用的文件操作一样，Multisim9中也有：

New--新建文件、Open--打开文件、Save--保存文件、SaveAs--另存文件、Print--打印文件、PrintSetup--打印设置和Exit--退出等相关的文件操作。

以上这些操作可以在菜单栏File子菜单下选择命令，也可以应用快捷键或工具栏的图标进行快捷操作。

1.1.3元器件基本操作

常用的元器件编辑功能有：

90Clockwise--顺时针旋转90、90CounterCW--逆时针旋转90、FlipHorizontal--水平翻转、FlipVertical--垂直翻转、ComponentProperties--元件属性等。

这些操作可以在菜单栏Edit子菜单下选择命令，也可以应用快捷键进行快捷操作。

原始图像顺时针旋转90逆时针旋转90水平翻转垂直翻转

1.1.4文本基本编辑

对文字注释方式有两种：

直接在电路工作区输入文字或者在文本描述框输入文字，两种操作方式有所不同

1.电路工作区输入文字

单击Place/Text命令或使用Ctrl+T快捷操作，然后用鼠标单击需要输入文字的位置，输入需要的文字。

用鼠标指向文字块，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Color命令，选择需要的颜色。

双击文字块，可以随时修改输入的文字。

2.文本描述框输入文字

利用文本描述框输入文字不占用电路窗口，可以对电路的功能、实用说明等进行详细的说明，可以根据需要修改文字的大小和字体。

单击View/CircuitDescriptionBox命令或使用快捷操作Ctrl+D，打开电路文本描述框，在其中输入需要说明的文字，可以保存和打印输入的文本。

1.1.5图纸标题栏编辑

单击Place/TitleBlock命令，在打开对话框的查找范围处指向Multisim/Titleblocks目录，在该目录下选择一个*.tb7图纸标题栏文件，放在电路工作区。

用鼠标指向文字块，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Properties命令。

如下图所示：

1.1.6子电路创建

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。

子电路创建：

单击Place/ReplacebySubcircuit命令，在屏幕出现SubcircuitName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。

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。

子电路修改：

双击子电路模块，在出现的对话框中单击EditSubcircuit命令，屏幕显示子电路的电路图，直接修改该电路图。

子电路的输入/输出：

为了能对子电路进行外部连接，需要对子电路添加输入/输出。

单击Place/HB/SBConnecter命令或使用Ctrl+I快捷操作，屏幕上出现输入/输出符号，将其与子电路的输入/输出信号端进行连接。

带有输入/输出符号的子电路才能与外电路连接。

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。

1.2Multisim9电路创建

1.2.1元器件

1.选择元器件

在元器件栏中单击要选择的元器件库图标，打开该元器件库。

在屏幕出现的元器件库对话框中选择所需的元器件，常用元器件库有13个：

信号源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTL数字集成电路库、CMOS数字集成电路库、其他数字器件库、混合器件库、指示器件库、其他器件库、射频器件库、机电器件库等。

2.选中元器件鼠标点击元器件，可选中该元器件。

3.元器件操作选中元器件，单击鼠标右键，在菜单中出现下列操作命令：

Cut：

剪切

Copy：

复制

FlipHorizontal：

选中元器件的水平翻转；

FlipVertical：

选中元器件的垂直翻转；

90Clockwise：

选中元器件的顺时针旋转90；

90CounterCW：

选中元器件的逆时针旋转90；

Color：

设置器件颜色

EditSymbol：

设置器件参数

Help：

帮助信息

4.元器件特性参数

双击该元器件，在弹出的元器件特性对话框中，可以设置或编辑元器件的各种特性参数。

元器件不同每个选项下将对应不同的参数。

例如：

NPN三极管的选项为：

Label--标识Display--显示

Value--数值Pins–管脚

1.2.2电路图

1.Circuit选项

Show栏目的显示控制如下：

Labels标签

RefDes元件序号

Values值

Attributes属性

Pinnames管脚名字

Pinnumbers管脚数目

2.Workspace环境

Sheetsize栏目实现图纸大小和方向的设置；Zoomlevel栏目实现电路工作区显示比例的控制。

3.Wring连线

Wirewidth栏目设置连接线的线宽；Autowire栏目控制自动连线的方式。

4.Font字体

5.PCB电路板

PCB选项选择与制作电路板相关的命令。

6.Visibility可视选项

选择菜单Options栏下的SheetProperties命令，出现如图所示的对话框，每个选项下又有各自不同的对话内容，用于设置与电路显示方式相关的选项。

1.3Multisim9操作界面

1.3.1Multisim9菜单栏

11个菜单栏包括了该软件的所有操作命令。

从左至右为：

File（文件）、Edit（编辑）、View（窗口）、Place（放置）、Simulate（仿真）、Transfer（文件输出）、Tools（工具）、Reports（报告）、Options（选项）、Window（窗口）和Help（帮助）。

1.File（文件）菜单

建立一个新文件

打开文件

打开示例

关闭

关闭所有

保存

保存为

保存所有

建立一个新项目

打开一个新项目

保存项目

关闭项目

项目备份

打印

打印预览

打印选项

曾打开文件

曾打开项目

退出

2.Edit（编辑）菜单

撤销

重做

剪切

拷贝

粘贴

删除

全选

删除电路中的其他页

作为子电路粘贴

查找

图形

顺序

分配到层

层设置

元件旋转

表题区位置

编辑表题

字体对话框

注释

所选元件属性

3.View（窗口）菜单

全屏显示

参数列表

放大电路

缩小电路

以100%的比率来显示电路窗口

适合窗口显示

按比率放大

显示窗格

显示电路边界

显示纸张边界

显示或关闭标尺

显示或关闭状态栏

设计工具箱

电子表格视图

电路描述框

工具

注释/

图表

放置元器件

连接点

连接线

总线

连接器

从文件中放置分层模块

新建分层模块

用分层模块来取代

新建子电路

用子电路取代

多页电路

合并总线

注释

放置文字

放置图形

放置标题信息栏

4.Place（放置）菜单

5.Simulate（仿真）菜单

运行

暂停

仪表

仿真交互设置

数字仿真设置

选择仿真方法

电路仿真错误记录/检查数据跟踪

装载仿真设置

保存仿真设置

VHDL仿真

观察属性对话框

方向观察

清除仪器数据

全局元件误差对话框设置

6.Transfer（文件输出）菜单

转换到Ultiboard

转换到其他PCB制版

将Multisim数据传给Ultiboard

从Ultiboard传入数据

导出列表

7.Tools（工具）菜单

元件设计向导

数据库

重新命名/重新编号元件

置换元件

更新电路元件

电气规则检查

清除ERC标记

符号编辑器

标题块编辑

描述框编辑对话框

编辑标签

捕获屏幕区域

网络设计资源共享

8.Reports（报告）菜单

9.Options（选项）菜单

全局设置操作环境

工作表单属性

用户命令交互设置

10.Window（窗口）菜单

新窗口

层叠窗口

水平分割排列显示

垂直分割排列显示

关闭所有窗口

窗口对话框

当前用户文档名称

11.Help（帮助）菜单

1.3.3Multisim9元器件栏

由于该工具栏是浮动窗口，所以不同用户显示会有所不同（方法是：

用鼠标右击该工具栏就可以选择不同工具栏，或者鼠标左键单击工具栏不要放，便可以随意拖动）。

从左到右依次是：

新建，打开，保存，打印，打印预览，剪切，复制，粘贴，撤销，重做。

满屏显示，放大，缩小，选择放大，100%显示。

电源，电阻，二极管，三极管，集成电路，TTL集成电路，COMS集成电路，数字器件，混合器件库，指示器件库，其他器件库，电机类器件库，射频器件库。

导线，总线。

显示或隐藏设计项目栏，电路属性栏，电路元件属性栏，新建元件对话框，启动仿真分析，图表，电气规则检查，从Unltiboard导入数据，导出数据到unltiboard，使用元件列表，帮助。

1.3.4Multisim仪器仪表栏

Multisim在仪器仪表栏下提供了17个常用仪器仪表，依次为数字万用表、函数发生器、瓦特表、双通道示波器、四通道示波器、波特图仪、频率计、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、IV分析仪、失真度仪、频谱分析仪、网络分析仪、Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器。

1.4Multisim仪器仪表使用

1.4.1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。

1.4.2函数发生器（FunctionGenerator）

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。

1.4.3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。

1.4.4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。

示波器的控制面板分为四个部分：

1.Timebase（时间基准）

Scale（量程）：

设置显示波形时的X轴时间基准。

Xposition（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。

2.ChannelA（通道A）

Scale（量程）：

通道A的Y轴电压刻度设置。

Yposition（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。

3.ChannelB（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。

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。

1.4.5四通道示波器（4ChannelOscilloscope）

四通道示波器与双通道示波器的使用方法和参数调整方式完全一样，只是多了一个通道控制器旋钮，当旋钮拨到某个通道位置，才能对该通道的Y轴进行调整。

1.4.6波特图仪（BodePlotter）

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。

例如：

构造一阶RC滤波电路，输入端加入正弦波信号源，电路输出端与示波器相连，目的是为了观察不同频率的输入信号经过RC滤波电路后输出信号的变化情况。

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。

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。

1.4.7频率计（Frequencycouter）

频率计主要用来测量信号的频率、周期、相位，脉冲信号的上升沿和下降沿，频率计的图标、面板以及使用如图所示。

使用过程中应注意根据输入信号的幅值调整频率计的Sensitivity（灵敏度）和TriggerLevel（触发电平）。

1.4.8数字信号发生器（WordGenerator）

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。

1.4.9逻辑分析仪（LogicAnalyzer）

Multiuse面板分上下两个部分，上半部分是显示窗口，下半部分是逻辑分析仪的控制窗口，控制信号有：

Stop（停止）、Reset（复位）、Reverse（反相显示）、Clock（时钟）设置和Trigger（触发）设置。

提供了16路的逻辑分析仪，用来数字信号的高速采集和时序分析。

逻辑分析仪的图标如图所示。

逻辑分析仪的连接端口有：

16路信号输入端、外接时钟端C、时钟限制Q以及触发限制T。

Clocksetup（时钟设置）对话框ClockSource（时钟源）选择外触发或内触发；

Clockrate（时钟频率）：

1Hz～100MHz范围内选择；SamplingSetting（取样点设置）：

Pre-triggersamples（触发前取样点）、Post-triggersamples（触发后取样点）和Thresholdvoltage（开启电压）设置。

点击Trigger下的Set（设置）按钮时，出现TriggerSetting（触发设置）对话框如图所示。

TriggerClockEdge（触发边沿）：

Positive（上升沿）、Negative（下降沿）、Both（双向触发）。

Triggerpatterns（触发模式）：

由A、B、C定义触发模式，在TriggerCombination（触发组合）下有21种触发组合可以选择。

1.4.10逻辑转换器（LogicConverter）

Multisim提供了一种虚拟仪器：

逻辑转换器。

实际中没有这种仪器，逻辑转换器可以在逻辑电路、真值表和逻辑表达式之间进行转换。

有8路信号输入端，1路信号输出端。

6种转换功能依次是：

逻辑电路转换为真值表、真值表转换为逻辑表达式、真值表转换为最简逻辑表达式、逻辑表达式转换为真值表、逻辑表达式转换为逻辑电路、逻辑表达式转换为与非门电路。

1.4.11IV分析仪（IVAnalyzer）

IV分析仪专门用来分析晶体管的伏安特性曲线，如二极管、NPN管、PNP管、NMOS管、PMOS管等器件。

IV分析仪相当于实验室的晶体管图示仪，需要将晶体管与连接电路完全断开，才能进行IV分析仪的连接和测试。

IV分析仪有三个连接点，实现与晶体管的连接。

IV分析仪面板左侧是伏安特性曲线显示窗口；右侧是功能选择。

1.4.12失真度仪（DistortionAnalyzer）

失真度仪专门用来测量电路的信号失真度，失真度仪提供的频率范围为20Hz～100kHz。

面板最上方给出测量失真度的提示信息和测量值。

FundamentalFreq（分析频率）处可以设置分析频率值；选择分析THD（总谐波失真）或SINAD（信噪比），单击Set按钮，打开设置窗口如图所示，由于THD的定义有所不同，可以设置THD的分析选项。

1.4.13频谱分析仪（SpectrumAnalyzer）

用来分析信号的频域特性，其频域分析范围的上限为4GHz。

SpanControl用来控制频率范围，选择SetSpan的频率范围由Frequency区域决定；选择ZeroSpan的频率范围由Frequency区域设定的中心频率决定；选择FullSpan的频率范围为1KHz～4GHz。

Frequency用来设定频率：

Span设定频率范围、Start设定起始频率、Center设定中心频率、End设定终止频率。

Amplitude用来设定幅值单位，有三种选择：

dB、dBm、Lin。

Db=10log10V；dBm=20log10（V/0.775）；Lin为线性表示。

ResolutionFreq.用来设定频率分辨的最小谱线间隔，简称频率分辨率。

1.4.14网络分析仪（NetworkAnalyzer）

网络分析仪主要用来测量双端口网络的特性，如衰减器、放大器、混频器、功率分配器等。

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。

Mode提供分析模式：

Measurement测量模式；RFCharacterizer射频特性分析；MatchNetDesigner电路设计模式。

Graph用来选择要分析的参数及模式，可选择的参数有S参数、H参数、Y参数、Z参数等。

模式选择有Smith（史密斯模式）、Mag/Ph（增益/相位频率响应，波特图）、Polar（极化图）、Re/Im（实部/虚部）。

Trace用来选择需要显示的参数。

Marker用来提供数据显示窗口的三种显示模式：

Re/Im为直角坐标模式；Mag/Ph（Degs）为极坐标模式；dBMag/Ph（Deg）为分贝极坐标模式。

Settings用来提供数据管理，Load读取专用格式数据文件；Save存储专用格式数据文件；Exp输出数据至文本文件；Print打印数据。

SimulationSet按钮用来设置不同分析模式下的参数。

1.4.15仿真Agilent仪器

仿真Agilent仪器有三种：

Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器。

这三种仪器与真实仪器的面板，按钮、旋钮操作方式完全相同，使用起来更加真实。

1.Agilent信号发生器

Agilent信号发生器的型号是33120A，其图标和面板如图所示，这是一个高性能15MHz的综合信号发生器。

Agilent信号发生器有两个连接端，上方是信号输出端，下方是接地端。

单击最左侧的电源按钮，即可按照要求输出信号。

2.Agilent万用表

Agilent万用表的型号是34401A，其图标和面板如图所示，这是一个高性能6位半的数字万用表。

Agilent万用表有五个连接端，应注意面板的提示信息连接。

单击最左侧的电源按钮，即可使用万用表，实现对各种电类参数的测量。

3.Agilent示波器

Agilent示波器的型号是54622D，图标和面板如图所示，这是一个2模拟通道、16个逻辑通道、100-MHz的宽带示波器。

Agilent示波器下方的18个连接端是信号输入端，右侧是外接触发信号端、接地端。

单击电源按钮，即可使用示波器，实现各种波形的测量。

第2章Multisim9的基本分析方法

主要内容

Ø2.1直流工作点分析（DCOperatingPointAnalysis）

Ø2.2交流分析（ACAnalysis）

Ø2.3瞬态分析（TransientAnalysis）

Ø2.4傅立叶分析（FourierAnalysis）

Ø2.5失真分析（DistortionAnalysis）

Ø2.6噪声分析（NoiseAnalysis）

Ø2.7直流扫描分析（DCSweepAnalysis）

Ø2.8参数扫描分析（ParameterSweepAnalysis）

2.1直流工作点分析

直流工作点分析也称静态工作点分析，电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短路时，计算电路的直流工作点，即在恒定激励条件下求电路的稳态值。

在电路工作时，无论是大信号还是小信号，都必须给半导体器件以正确的偏置，以便使其工作在所需的区域，这就是直流分析要解决的问题。

了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。

求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。

2.1.1构造电路

为了分析电路的交流信号是否能正常放大，必须了解电路的直流工作点设置得是否合理，所以首先应对电路得直流工作点进行分析。

在Multisim9工作区构造一个单管放大电路，电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。

注意：

图中的1，2，3，4，5等编号可以从Options---sheetproperties—circuit—showall调试出来。

执行菜单命令Simulate/Analyses，在列出的可操作分析类型中选择DCOperatingPoint，则出现直流工作点分析对话框，如图A所示。

直流工作点分析对话框B。

1.Output选项

Output用于选定需要分析的节点。

左边Variablesincircuit栏内列出电路