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1、Multisim电路仿真 快速入门,前言,EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)技术集计算机技术、电子技术、信号处理技术于一体，是现代电子工程领域的一门新技术 EDA技术极大地推动了电子工业的发展，是现代电子工业不可缺少的一项技术,前言,广义EDA 半导体工艺设计自动化 可编程器件设计自动化 电子系统设计自动化 印刷电路板设计自动化 仿真与测试、故障诊断自动化 形式验证自动化,前言,狭义EDA 以大规模可编程逻辑器件（PLD）为设计载体，以硬件描述语言（HDL）为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程器件的开发软件及实验开发系统为设计工具
2、，自动完成“用软件的方式设计硬件”,前言,EDA软件代表电子系统设计的技术潮流，在众多的EDA仿真软件中，Multisim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。 Multisim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。,一、Multisim电路仿真软件简介,1 历史和现状 2 Multisim能干什么 3 特点和优势 4 网络资源 5 操作界面,1 历史和现状,Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies简称IIT公司)推出的以Windows为基础的
3、仿真工具，原名EWB。 IIT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 Bench（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推出了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Multisim(多功能仿真软件)，专用于电路级仿真。 IIT后被美国国家仪器（NI，National Instruments）公司收购，软件更名为NI Multisim，已经有Multisim2001、 Multisim7、 Multis
4、im8、Multisim9 、Multisim10。,1 历史和现状,Multisim系列软件的组成： Multisim： 电路仿真设计模块 Ultiboard：PCB设计软件 Ultiroute： 布线引擎 Commsim：通信电路分析与设计模块 4个部分相互独立，可以分别使用。Multisim系列软件能完成从电路的仿真设计到电路板图生成的全过程。 4个模块均有增强专业版（Power Professional）、专业版（Professional）、个人版（Personal）、教育版（Education）、学生版（Student）和演示版（Demo），各版本的功能和价格有明显差异。,2 Mul
5、tisim能干什么,Multisim经历了多个版本的升级，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用 电路分析 模拟电子电路 数字电子电路 模数混合电路 射频电路 DSP/FPGA/CPLD 电力电子电路 PLC控制电路 单片机电路,3 特点和优势,优势： 操作界面直观易用 大量元器件库，3D元件库； 虚拟仪器表种仪类齐全， 分析方法完备 可调用LabVIEW虚拟仪器（自定义） 强大的Help 功能，包括软件本身的操作说明、各种元器件功能说明。,4 网络资源,NI官方网站 Electronics Workbench公司官方网站 软件下载： 教育版（30天评估版） 学生版（购买或
6、者教师申请） ADI版（只有模拟元器件，免费）,5 操作界面,以Multisim10（教育版）为例,Multisim10用户界面,菜单栏,元器件工具栏,状态栏,仿真开关,主工具栏,电路图编辑区,项目管理器,虚拟仪器工具栏,标准工具栏,菜单栏与Windows应用程序相似,打开新建保存文件,编辑操作,显示查看,放置元器件节点导线,仿真分析,与PCB软件数据传送,元器件修改,产生报告,用户设置,浏览功能,单片机仿真,帮助,标准工具栏,视图工具栏,主工具栏,帮助 现用元器件列表 修改Ultiboard注释文件 创建Ultiboard注释文件 虚拟实验板 电气规则检测 后处理器 图形记录仪 元器件编辑
7、数据库管理器 电子表格检视窗 设计工具箱,元器件工具栏,放置总线 放置模块 单片机模块 机电元器件 高频元器件 高级外围电路 杂项元器件 放置功率元件 显示模块 混合元器件 其它数字器件 CMOS元器件 TTL元器件 运算放大器 放置晶体管 放置二极管 基本元器件 放置电源,虚拟仪器工具栏,测量探针 LabVIEW虚拟仪器 Tektronix示波器 Agilent示波器 Agilent数字万用表 Agilent函数发生器 网络分析仪 频谱分析仪 矢量分析仪 伏案特性分析仪 逻辑转换仪 逻辑分析仪 字信号发生器 数字频率极 伯德图仪 四通道示波器 示波器 功率表 函数发生器 万用表,项目管理器,
8、位于基本工作界面的左半部分 电路以分层的形式展示，主要用于层次电路的显示 Hierarchy：对不同电路的分层显示，单击“新建”按钮将生成Circuit2电路 Visibility：设置是否显示电路的各种参数标识，如集成电路的引脚名 Project View：显示同一电路的不同页,Options菜单下的Global Preferences和Sheet Properties可进行个性化界面设置,两套电气元器件符号标准 ANSI:美国国家标准学会，美国标准 DIN:德国国家标准学会，欧洲标准,二、 仿真基础,1 建立电路文件 2 放置元器件和仪表 3 元器件编辑 4 连线和进一步调整 5 电路仿真
9、 6 输出分析结果,1 建立电路文件,打开Multisim时自动打开空白电路文件Circuit1，保存时可以重新命名 菜单File/New 工具栏New按钮 快捷键Ctrl+N,2 放置元器件和仪表,元件数据库：主元件库（Master Database）,用户元件库（User Database），合作元件库（Corporate Database）,后两个库由用户或合作人创建，新安装的Multisim这两个数据库是空的 菜单Place Component 元件工具栏：PlaceComponent 绘图区右击利用弹出菜单 快捷键Ctrl+W,2 放置元器件和仪表,以晶体管单管共射放大电路为例 放置
10、+12V电源：Place Source,2. 放置元器件和仪表,放置+12V电源：修改电压值为12V,2 放置元器件和仪表,放置电阻：Place Basic,2 放置元器件和仪表,放置电容,2 放置元器件和仪表,放置NPN晶体管,2 放置元器件和仪表,放置接地端,2 放置元器件和仪表,放置仪表：函数信号发生器（仪表工具栏）,2 放置元器件和仪表,信号发生器设置 双击函数信号发生器图标弹出参数设置对话框,2 放置元器件和仪表,放置仪表：双通道示波器（仪表工具栏）,3 元器件编辑,1. 元器件参数设置 双击元器件，弹出相关对话框 Label：标签，Refdes编号，由系统自动分配，可以修改，但须保
11、证编号唯一性 Display：显示 Value：数值 Fault：故障设置，Leakage漏电；Short短路；Open开路；None无故障（默认） Pins：引脚，各引脚编号、类型、电气状态,3 元器件编辑,2. 元器件向导（Component Wizard） 对特殊要求，可以用元器件向导编辑自己的元器件，一般是在已有元器件基础上进行编辑和修改。 菜单Tools/ Component Wizard，按照规定步骤编辑 用元器件向导编辑生成的元器件放置在User Database(用户数据库)中。,4 连线和进一步调整,连线： 1.自动连线：单击起始引脚鼠标指针变为十字形，移动鼠标至目标引脚或导
12、线单击； 2.手动连线：在需要拐弯处单击固定拐点； 3.元器件与导线连接系统自动在交叉点放节点； 4.交叉点：默认丁字交叉为导通，十字交叉为不导通，可分段连线，起点到交叉点，交叉点到终点； 5.可以在已有连线上增加一个节点（Junction），从该节点引出新的连线，菜单Place/Junction/快捷键Ctrl+J。,4 连线和进一步调整,4 连线和进一步调整,进一步调整： 1.调整位置：选定元件，移动至合适位置； 2.改变标号：双击进入属性对话框更改； 3.显示节点编号以方便仿真结果输出：Options/Sheet Properties/Circuit/Net Names:Show All
13、 4.导线和节点删除：右击/Delete,4 连线和进一步调整,4 连线和进一步调整,显示节点编号,4 连线和进一步调整,5 电路仿真,按下仿真开关，电路开始工作 双击示波器，调整示波器横坐标和纵坐标,5 电路仿真,点击Reverse按钮可将背景反色,5 电路仿真,测周期 使用两个标尺，显示区给出对应时间及该时间的波形幅值,6 输出分析结果,菜单Simulate/Analyses/DC Operating Point 选择输出节点1、4、5，点击ADD、Simulate,静态工作点分析结果:,三、 仿真基础,1 元器件库 2 虚拟仪器,Multisim之所以应用广泛，主要原因是其提供了功能齐全
14、的元器件库和虚拟仪器。,1 元器件库,分级存放体系， Database 数据库 Group 类别 Family 系列,电源库、基本元器件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTL库、CMOS库、单片机元器件库、外围设备库、混合数字器件库、混合库、指示器库、机电元件库、射频元件库。,1.电源库,Source库：包括电源、信号电压源、信号电流源、受控电压源、受控电流源、函数控制器件。,2.基本元器件库,BASIC库：包含基础元件，如电阻、电容、电感、二极管、三极管、开关等；,3.二极管库,Diodes库：二极管库，包含普通二极管、齐纳二极管、二极管桥、变容二极管、PIN二极管、发光二极管等。,4.
15、三极管库,Transisitor库：三极管库，包含NPN、PNP、达林顿管、IGBT、MOS管、场效应管、可控硅等；,5.模拟器件库,Analog库：模拟器件库，包括运放、滤波器、比较器、模拟开关等模拟器件,6.TTL元器件库,TTL库：包含TTL型数字电路 如7400 7404等门BJT电路。,7.CMOS元器件库,COMS库：COMS型数字电路，如74HC00、74HC04等MOS管电路。,8.单片机（微控制器）模块库,MCU Model： MCU模型，Multisim的单片机模型比较少，只有MCS51、PIC16模型和ROM、RAM,9.混合数字器件库,MIXC Digital：混合数字
16、器件库，包含DSP、CPLD、FPGA、PLD、单片机-微控制器、存储器件、一些接口电路等数字器件,10.混合元器件库,Mixed：混合库，包含定时器、AC/DA转换芯片、模拟开关、震荡器等,11.指示元器件库,Indicators：指示器库，包含电压表、电流表、探针、蜂鸣器、灯、数码管等,12. 电力元器件库,Power：电源库，包含保险丝、稳压器、电压抑制、隔离电源等,13.杂项元器件库,Misc：混合库，包含晶振、电子管、滤波器、MOS驱动等,14.高级外设模块库,Advance Periphearls库：外围器件库，包含键盘、LCD和一个显示终端的模型。,15.射频元器件库,RF：RF库，包含一些RF器件，如高频电容电感、高频三极管等,16.电子机械器件库,Elector Mechinical：电子机械器件库，包含传感开关、机械开关、继电器、电机等。,2 虚拟仪器,模拟类：万用表、示波器、信号发生器、伏安特性测试仪 数字类：字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器 频率类：频谱仪、数字频率计 高频类：端口网络分析仪 实际仪器：Agilen
