第五章Multisim分析方法

2019/12/181Multisim9基本分析方法2019/12/182Multisim9基本分析方法•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，零极点分析，传递函数分析，最坏情况分析，蒙特卡罗分析，线宽分析，批处理分析，用户自定义分析，噪声系数分析及射频分析共19种分析2019/12/183Multisim9基本分析方法•Multisim9以SPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)程序为基础，可以对模拟电路，数字电路和混合电路进行仿真和分析。•Multisim9的仿真过程分为4步：–电路图输入：输入电路图，编辑元器件属性，选择电路分析方法–参数设置：程序自动检查输入内容，并对参数进行设置–电路分析：分析运算输入数据，形成电路的数值解–数据输出：运算结果以数据，波形，曲线等形式输出2019/12/184Multisim9基本分析方法•启动分析–Simulate-Analysis命令–标准工具栏按钮•分析运行–查看状态栏•查看分析结果–View-Grapher命令2019/12/185直流工作点分析•直流工作点分析（DCOperatingPointAnalysis），目的是求解在直流电压源或直流电流源作用下电路中的电压和电流，即计算静态工作点，所以又称为静态工作点分析。在进行直流工作点分析时，电路中的交流源自动被置零，即交流电压源短路，交流电流源开路；电感短路，电容开路；数字元件视为高阻接地。•点击Simulate→Analysis→DCOperatingPoint...，将弹出DCOperatingPointAnalysis对话框，进入直流工作点分析状态。如图1.6.1所示，DCOperatingPointAnalysis对话框有Output、AnalysisOptions和Summary3个选项，分别介绍如下：2019/12/1862019/12/1871.Output对话框Output对话框用来选择需要分析的节点和变量。(1)VariablesinCircuit栏在VariablesinCircuit栏中列出的是电路中可用于分析的节点和变量。点击Variablesincircuit窗口中的下箭头按钮，可以给出变量类型选择表。在变量类型选择表中：Voltageandcurrent:选择电压和电流变量。Voltage:选择电压变量。Current:选择电流变量。Device/ModelParameters:选择元件/模型参数变量。Allvariables:选择电路中的全部变量。2019/12/188•点击该栏下的FilterUnselectedVariables按钮，可以增加一些未被选择的变量。点击此按钮，弹出Filternodes对话框，如图1.6.2所示，该对话框有3个选项，•Displayinternalnodes：显示内部节点•Displaysubmodules：显示子模型的节点•Displayopenpins：显示开路的引脚2019/12/189（2）MoreOptions区•点击Adddevice／modelparameter可以在Variablesincircuit栏内增加某个元件／模型的参数，弹出Adddevice／modelparameter对话框。•在Adddevice／modelparameter对话框，可以在ParameterType栏内指定所要新增参数的形式；然后分别在DeviceType栏内指定元件模块的种类、在Name栏内指定元件名称（序号）、在Parameter栏内指定所要使用的参数。•Deleteselectedvariables按钮可以删除已通过Adddevice／modelparameter按钮选择到Variablesincircuit栏中的变量。首先选中需要删除变量，然后点击该按钮即可删除该变量。2019/12/1810（3）Selectedvariablesforanalysis栏•在Selectedvariablesforanalysis栏中列出的是确定需要分析的节点。默认状态下为空，用户需要从Variablesincircuit栏中选取，方法是：首先选中左边的Variablesincircuit栏中需要分析的一个或多个变量，再点击Plotduringsimulation按钮，则这些变量出现在Selectedvariablesforanalysis栏中。如果不想分析其中已选中的某一个变量，可先选中该变量，点击Remove按钮即将其移回Variablesincircuit栏内。•FilterSelectedVariables筛选FilterUnselectedVariables已经选中并且放在Selectedvariablesforanalysis栏的变量。2019/12/18112.AnalysisOptions对话框•AnalysisOptions对话框用来设定分析参数，建议使用默认值，包含SPICEOptions栏和OtherOptions栏•SPICEOptions栏：设置SPICE模型参数。UseMultisimDefault为选择系统给出的默认参数，选择UseCustomSettings为选择用户自定义模型参数。可以通过Customize按钮进行定义。点击左下角的RestoretoRecommendedSettings按钮，即可恢复默认值。2019/12/18122019/12/18133.Summary对话框在Summary对话框中，给出了所有设定的参数和选项，用户可以检查确认所要进行的分析设置是否正确。4.保存设置点击OK按钮可以保存所有的设置。5.放弃设置点击Cancel按钮即可放弃设置。6.进行仿真分析点击Simulate按钮即可进行仿真分析，得到仿真分析结果。2019/12/1814交流分析•交流分析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。因此输出响应也是该电路交流频率的函数。•用鼠标点击Simulate→Analysis→ACAnalysis...，将弹出ACAnalysis对话框，进入交流分析状态。ACAnalysis对话框有FrequencyParameters、Output、AnalysisOptions和Summary4个选项，其中Output、AnalysisOptions和Summary3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍FrequencyParameters选项。2019/12/18152019/12/18161.参数设置在FrequencyParameters参数设置对话框中，可以确定分析的起始频率、终点频率、扫描形式、分析采样点数和纵向坐标等参数。其中：Startfrequency：设置分析的起始频率。Stopfrequency：设置扫描终点频率。Sweeptype：设置分析的扫描方式，包括Decade（十倍程扫描）和Octave（八倍程扫描）及Linear（线性扫描）。默认设置为十倍程扫描（Decade选项），以对数方式展现。Numberofpointsperdecade：设置每十倍频率的分析采样数VerticalScale：选择纵坐标刻度形式，有Decibel（分贝）、Octave（八倍）、Linear（线性）及Logarithmic（对数）形式。2019/12/18172.默认值恢复点击Resettodefault按钮，即可恢复默认值。3.仿真分析按下“Simulate”按钮，即可在显示图上获得被分析节点的频率特性波形。交流分析的结果，可以显示幅频特性和相频特性两个图。如果用波特图仪连至电路的输入端和被测节点，同样也可以获得交流频率特性。在对模拟小信号电路进行交流频率分析的时候，数字器件将被视为高阻接地。2019/12/1818瞬态分析•瞬态分析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。•用鼠标点击Simulate→Analysis→TransientAnalysis...，将弹出TransientAnalysis对话框，进入瞬态分析状态,TransientAnalysis对话框如图1.6.5所示。TransientAnalysis对话框有AnalysisParameters、Output、AnalysisOptions和Summary4个选项，其中Output、AnalysisOptions和Summary3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍AnalysisParameters选项。2019/12/18192019/12/1820在AnalysisParameters对话框中：1.Initialconditions区在Initialconditions区中可以选择初始条件。•点击AutomaticallydetermineInitialconditions，由程序自动设置初始值。•点击Settozero，初始值设置为0。•点击Userdefined，由用户定义初始值。•点击CalculateDCoperatingpoint，通过计算直流工作点得到的初始值。2019/12/18212.Parameters区在Parameters区可以对时间间隔和步长等参数进行设置。Starttime窗口：设置开始分析的时间。Endtime窗口：设置结束分析的时间。点击Maximumtimestepsettings，可以设置分析的最大时间步长。其中：（1）设置单位时间内的采样点数点击Minimumnumberoftimepoints，可以设置单位时间内的采样点数。（2）设置最大的采样时间间距点击Maximumtimestep（TMAX），可以设置最大的采样时间间距。（3）设置分析的时间步长点击Generatetimestepsautomatically，由程序自动决定分析的时间步长。2019/12/18223.MoreOptions区(1)选择Setinitialtimestep选项，可以由用户自行确定起始时间步，步长大小输入在其右边栏内。如不选择，则由程序自动约定。(2)选择Estimatemaximumtimestepbasedonnetlist，根据网表来估算最大时间步长。4.Resettodefault按钮点击Resettodefault按钮，即可恢复默认值。5.Simulate按钮按下“Simulate”按钮，即可在显示图上获得被分析节点的瞬态特性波形。2019/12/1823傅里叶分析•傅里叶分析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。其实质就是将周期性的非正弦信号转换成一系列正弦波和余弦波的组合。f(t)=A0+A1coswt+A2cos2wt+…+B1sinwt+B2sin2wt+….其中，A0为原信号的直流分量，w为基频，A1coswt+B1sinwt为基频分量，Ancosnwt+Bnsinnwt为n次谐波分量，AiBi为第i次谐波系数。•用鼠标点击Simulate→Analysis→FourierAnalysis...，将弹出FourierAnalysis对话框，进入傅里叶分析状态,FourierAnalysis对话框如图1.6.6所示。下面仅介绍AnalysisParameters选项。2019/12/18242019/12/18251.Samplingoptions区•在Samplingoptions区可以对博里叶分析的基本参数进