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1、2005届西北师范大学物理与电子工程学院毕业论文电路分析的研究仿真与实践姓名： 指导老师：裴东 （2005届电子信息工程（计算机技术）摘要：进入21世纪，随着计算机科学技术的发展，电路的仿真设计在教学以及生活中的应用越来越广泛。本文基于电路设计及仿真软件Multisim2001对电子课程基本电路进行仿真。Multisim2001作为优秀电子设计自动化（EDA）软件，是Electronics Workbench（EWB）公司以Windows为基础的板级仿真工具，提供了电路的多种仿真分析方法；还介绍了运行环境，虚拟仿真仪器基本操作方法，基本仿真分析方法。最后对虚拟实验设备使用方法及仿真分析方法进行
2、实例介绍。关键词：Multisim2001 仿真分析 实际应用Abstract: Enter 21 centuries,along with technical development in science in calculator, the electric circuit really imitate the application designing in teaching and life is more and more extensive.This text according to electric circuit design and imitate true softwar
3、e Multisim2001 to basic electric circuit in course in electronics proceed really imitate.Excellent electronics in conduct and actions in Multisim2001 design automation( EDA) software, is a variety that Electronics Workbench( EWB) company regard Windows as the basal plank class imitate the true tool,
4、 providing the electric circuit to imitate the true analysis method;Still introduced the movement environment, the conjecture imitates the true basic operation method in instrument, basic imitate the true analysis method.Experiment the equipments operation method and imitate the true analysis to the
5、 conjecture finally the method proceed the solid an introduction.Keywords:Multisim2001 Imitate the true analysis Actual application引言人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。传统的手工设计电子电路，一般是根据经验和成熟的电路数据来预定电路参数，采用简化的电路和器件模型估算电路特性，通过搭建实验电路加以验证，这种方法费用高、效率低。随着EDA技术的发展，某些特殊类型的电路可以通过计算机来完成电路设计，可以大大减轻方案验证阶段的工作量
6、，并能保存仿真中产生的各种数据，为整机检测提供参考数据，还可保存大量的单元电路、元器件的模型参数，采用仿真软件能满足整个产品设计及验证过程的自动化。Multisim作为优秀电子设计自动化（EDA）软件的出现，是Electronics Workbench（EWB）公司以Windows为基础的板级仿真工具。Multisim，Ultiboard，Ultiroute及Commsim是现今EWB的基本组成部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程，这些模块彼此相互独立，可以单独使用。目前，这4个EWB模块中最具特色的首推EWB仿真模块Multisim.针对不同的用户需要，Multisim2001
7、发行了多个版本分为增强专业版(PowerProfessional),专业版(Professional)，个人版(Personal),教学版(Education)，学生版(Student)和演示版(Demo)。目前我国用户所使用的Multisim2001以教育版为主；这种仿真实验是在计算机上虚拟出一个元器件种类齐备、先进的电子工作台，一方面可以克服实验室各种条件的限制；另一方面又可以针对不同目的（验证、测试、设计、纠错和创新等）进行训练，培养学生分析、应用和创新的能力。Multisim2001提供有16000多个高品质的模拟、数字元器件和RF组件模型，除此之外，用户还可以自行编辑和设计相应的元器
8、件。它不但提供了电路的多种仿真分析方法：直流扫描分析，参数扫描分析，交流频率特性分析，瞬态分析，傅立叶分析，后处理器功能等等，而且提供了两个仪表（直流电压表，直流电流表）和多台仪器（数字万用表，函数信号发生器，功率表，示波器，扫频仪，数字信号发生器，逻辑分析仪和逻辑转换仪）。下文介绍的是电路级仿真，电路级仿真必须有元器件模型库的支持，仿真信号和输出的波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器，通过仿真分析，主要是检验设计方案在功能方面的正确性。一Multisim2001简介1.1Multisim2001的仿真功能(1)仿真环境直观，操作界面简洁明了，操作方便。(2)增强专业版的仿真库提供近160
9、00个仿真元件，分别有实际元件和虚拟元件，其中实际元件的基本参数完全和实际产品一致，虚拟元件的参数可以方便的更改。(3)提供大量的激励源（信号源）和数学模型元件，方便各种分析的需要。(4)提供各种能发亮的指示元件和发声元件，可用键盘控制电路中的开关、电位器调节、电感器调节和电容器调节，使仿真过程更为形象。(5)提供各种常用的仪器仪表，增加仿真结果的直观度，并允许多个仪表同时调用和重复调用，且具有存储功能。(6)提供了射频元件，可以进行射频电路的仿真，许多软件不具备这项功能。(7)提供了机电元件，可以进行自动控制电路的仿真，这也是许多软件所不具备的。(8)除了仪表仿真方式以外，还具有波形仿真的方
10、式，和Protel99SE类似。1.2Multisim2001的优点Multisim2001（前身EWB）最突出的特点是用户界面友好，尤其是其直观的虚拟仪表是Multisim2001的一大特色。其包含的虚拟仪表有：示波器、万用表、函数发生器、波特图图示仪、失真度分析仪、频谱分析仪、逻辑分析仪、网络分析仪等。而通常一个普通实验室是无法完全提供这些设备的。这些仪器的使用使仿真分析的操作更符合平时实验的习惯。(1)系统高度集成、界面直观、操作方便。Multisim2001将原理图的创建，电路的测试分析和结果的图表显示等全部集成到同一个电路窗口中，整个操作界面就像一个实验工作台，有存放仿真件箱，有存放
11、测试仪表的仪器库，还有进行仿真分析的各种操作命令。测试仪表和一些仿真件的外形与实物非常接近，操作方法也基本相同，因而该软件易用。(2)具有数字，模拟及数字/模拟混合电路的仿真能力。在电路窗口中既可以分别对数字或模拟电路进行仿真，也可以将数字和模拟电路连在一起进行仿真分析。(3)电路分析手段完备。提供了电路的直流工作点分析、瞬态分析、傅立叶分析、噪声和失真分析等15种常用的电路仿真分析方法。这些分析方法基本能满足一般电子电路的分析设计要求。(4)提供多种输入输出接口。Multisim2001可以输入由PSPECE等其他电路仿真软件所创建的SPICE网表文件，并自动形成相应的电路原理图；也可以把E
12、WB 环境下创建的电路图文件输出给PROTEL等常见的PCB软件进行印刷设计。为了拓宽EWB软件的PCB功能，IIT也推出了自已的PCB软件ELECTRONICS WORKENCH LAYOUT，可使EWB电路图文件更直接方便地转换成PCB。正因为如此，EWB一经推出即受到广大电路设计人员的喜爱，特别是在教育领域得到了更广泛的应用。(5)提供射频电路仿真功能。 (6)使用灵活方便。在Multisim2001中，与现实元件对应的元件模型丰富，增强了仿真电路的实用性。元件编辑器给用户提供了自行创建修改所需元件模型的工具。元件之间的连接方式灵活，允许连线任意走向，允许把电路当成一个元器件使用，从而增
13、大了电路的仿真规模。另外根据电路图形的大小，程序能自动调整电路窗口尺寸，不再需要人为设置。专业版的Multisim2001除了具有上面提到的优点和功能外，还支持VHDL和VERILOG语言电路仿真与设计。1.3Multisim2001的不足首先，作为电子线路设计自动化（EDA）软件的MultiSim是对一个电路的实时仿真，但却缺乏课堂教学所需要的节拍和分析。第二，MultiSim并没有建立一个简化的教学模型，而是采用一般性的方法对电路进行分析。它对整个电路作出通盘的分析，对于强调重点突出的课堂教学来说，过分全面和细致的考虑有时反而导致响应过慢和重点不突出的缺陷。从对三相不对称电路的仿真分析例子
14、可以看到。为了进一步在课堂教学中实施仿真教学以及对非电子线路的教学内容进行仿真实验，还需要进行一些开发性的工作。二Multisim2001基础知识2.1Multisim2001窗口界面从开始菜单程序项中运行Multisim2001主程序后，在计算机显示器上出现它的基本界面，如图2.1：电路窗口仪表工具栏设计工具栏元件工具栏图2.1Multisim2001窗口界面由图2.1可以看到，在窗口界面中主要包含了以下几个部分：菜单栏（Menus），系统工具栏（System），元（器）件库（ComponentBars），仪表工具栏（InstrumentsToolbar），设计工具栏（MultisimDes
15、ignBars），主操作窗口（CircuitWindow）等。2.2器件分类库它含有14个元(器)件分类库(即COMPONENTTOOLBAR)，由这14个元(器)件分类库组成元(器)件工具库简称元(器)件库，通常以铵钮形式在工作窗口左边，但也可以任意移动。每个元(器)分类库中又含有330个元件箱(又称之为FAMILY)，各种仿真元件分门别类地放在这些元件箱中供用户随意调用；电源库中共有30个电源器，有功率电源，各式各样的信号源、受控源以及1个模拟接地端和1个数字电路接地端；Multisim把电源类的器件全部作虚拟器件，因而不能使用Multisim中的元件编辑工具对其模型及符号等进行修改或重新
16、创建，只能通过自身的属性对话框对其相关参数进行设置；基本元件库中包含现实元件箱18个，虚拟元件箱7个，虚拟元件箱中的元件不需要选择，而是直接调用，然后再通过其属性对话框设置其参数值；二极管库中包含10个元件箱；Multisim元件库中虽然存有成千上万个仿真器件，但用户的需要是名种各样的，因此不可能满足每个用户的要求。如果用户在进行一个仿真时少一个或几个仿真元件，可以真接利用Multisim所提供的元件编辑工具，对现有的元件模型进行编辑修改，或创建一个新元件。模拟器件Multisim为有源和无源器件提供广泛的模拟SPICE模型库，包括二极管、三极管以及运算放大器。每个模型都有一定的质量和精度要求。例如BJT模型包括了它所反映的全部SPICE3F5GummelPoon等效模型。诸如分压器、电容、电感和开关等可变元件
