Multisim10基本操作教程

1内容提要：􀂄NIMultisim10仿真软件是电子电路计算机仿真设计与分析的基础。本章介绍了multisim的基本界面与操作方法，multisim的电路创建的基础，multisim的仪器仪表的使用，multisim的电路分析方法。知识要点：multisim的菜单，工具，元器件库，仪器仪表库，分析功能，操作方法。2NIMultisim10是美国国家仪器公司（NI，NationalInstruments）最新推出的Multisim最新版本。目前美国NI公司的EWB的包含有电路仿真设计的模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute及通信电路分析与设计模块Commsim4个部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。这4个部分相互独立，可以分别使用。Multisim10简介3版本有增强专业版（PowerProfessional）、专业版（Professional）、个人版（Personal）、教育版（Education）、学生版（Student）和演示版（Demo）等多个版本，各版本的功能和价格有着明显的差异。4NIMultisim10用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。NIMultisim10是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。NIMultisim10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。5NIMultisim10的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。NIMultisim10具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。6NIMultisim10可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字、电路、射频电路及微控制器和接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。NIMultisim10还提供了与国内外流行的印刷电路板设计自动化软件Protel及电路仿真软件PSpice之间的文件接口，也能通过Windows的剪贴板把电路图送往文字处理系统中进行编辑排版。支持VHDL和VerilogHDL语言的电路仿真与设计。7小结：利用NIMultisim10可以实现计算机仿真设计与虚拟实验，与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；可方便地对电路参数进行测试和分析；可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图；实验中不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。81.1.1基本界面仿真电源开关菜单栏工具栏元器件栏仪器仪表栏电路工作区状态栏1.1Multisim10基本界面􀂄点击“开始”→“程序”→“NationalInstruments”→“CircuitDesignSuite10.0”→“multisim”，启动multisim10，可以看到如图所示的multisim的主窗口。91.1.2Multisim10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）。101.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112.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123.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134.Place（放置）菜单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145.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156.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167.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178.Reports（报告）菜单189.Options（选项）菜单10.Window（窗口）菜单全局设置操作环境工作表单属性用户命令交互设置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1911.Help（帮助）菜单1.1.3Multisim10元器件栏Multisim10提供了13个元器件库，用鼠标左健单击元器件库栏目下的图标即可打开该元器件库，元器件栏如图所示，各图标名称及其功能如表所示。20元器件栏各图标名称及其功能如表所示：211.3.4Multisim10仪器仪表栏Multisim10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。221数字万用表（Multimeter）Multisim10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。1.1.4Multisim10仪器仪表使用232函数发生器（FunctionGenerator）Multisim10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。243瓦特表（Wattmeter）Multisim10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。254.双通道示波器（Oscilloscope）Multisim10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。26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。272）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。284）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。295）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。306）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。31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。32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。幅频特性曲线相频特性曲线337）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）。348）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。359）逻辑分析仪（LogicAnalyzer）Multiuse10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。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。36Clocksetup（