实验一 MultiSIM基本操作.docx

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1、实验一 Multisim 10基本操作和分析方法Multisiin 7是IIT公司推出Multisim 2001之后的Multisun最新版本（06年底又发布最 新的版本MultisimlO）。Multisim 10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。1.1 Multisim 10 基本操作1.1.1基本界面图1-1 MultiximlO的工作界面1.1.2文件基本操作与Wmdows常用的文件操作一样，MultismilO中也有：New-新建文件、Ope

2、n-打开文件、Save-保存文件、Save As-另存文件、Print-打印文 件、Print Setup-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。1.13元器件基本操作常用的元器件编辑功能有：90 Clockwise.顺时针旋转90。、90 CounterCW-iS时针旋转 90、Flip Horizonta 1-水平翻转、Flip Vertical-垂直翻转、Component Properties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。垂直翻转

3、原始图像顺时针旋转90逆时针旋转90。水平翻转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II，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/ Ciicuit Des

4、cription Box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 / Title Block命令，在打开对话框的查找范围处指向Multisiin/ 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

5、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o子电路创建：单击Place/Replace by Subciicuit命令，在屏幕出现SubcucuitName的 对话框中输入子电路名称subl ,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Ctd+B快捷操作，输 入已创建的子电路名称subl,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Edit Subcucuit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

6、舶出：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/SB Connecter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舫 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II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。1.2 Multisim 10 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

7、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:CutCopyCtrl+XCtrl+CFlip HorizontalAlt+XFlip VerticalA1HY90 CloclmisfiCtrl+R90 CounterCWShiH+Ctrl+RLolor.FontEdit SymbolHelpJICut：剪切Copy：复制Flip Horizonta

8、l：选中元器件的水平翻转；Flip Veitical：选中元器件的垂直翻转：90 Clockwise：选中元器件的顺时针旋转90；90 CounterCW：选中元器件的逆时针旋转90：Color：设置器件颜色Edit Symbol：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电路图选择菜单Options栏下的Sheet Properties命令，出现如图所示的对话框，每

9、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. 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Pm names管脚名字Pm numbers管脚数目2. Workspace 环境Sheet size栏目实现图纸大小和方 向的设置；Zoom level栏目实现电路工 作区显示比例的控制。3. Wring 连线Wue widtli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O6. Visibility

10、可视选项13 MuItisimlO操作界面13.1 Multisim 10 菜单栏File Edit View Place Simulate Transfer Tools Reports Options Window Help 口 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I I）、 Place （放置）、Simulate （仿真）、Transfer （文件输出）、Tools （工具）、Reports （报告）、 Options （选项）、Window （窗I）和 Help （帮助）。1. File （文件）菜单D New Schem

11、atic Capture 源1 Open.百 Open Samples.CloseClose AlCtrl+NCtrl+OE SaveSave As.项 Save AllCtrl+SNe皂 Project.Open Project.Save ProjectClose ProjectVersion Control.叠 Print.宣 Print PreviewCtrkPPrint OptionsRecent CircuitsRecent ProjectsBeit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

12、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O UndoC RedoCtrl+ZCtrl+YX CutCtrl+X脂 CopyCtrl+C蜡i PasteCtrl+VX DeleteDeleteSelect AllCtrl+ADelete MutkPagePaste as Subcircuit转 Find.CtrkFGraphic AnnotationOrderAssign to LayerLayer Settings.OrientationTitle Block PositionEdit Symbol/Title Block.Font.Comment.窗 P

13、roperties.Ctrl+M撤销重做剪切拷贝粘贴删除全选删除电路中的其他贞 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:H Full ScreenParent SheetZoom InF8Zoom OutF9Zoom AreaF10Zoom Fit to PageF7Zoom To ScaleFllv Show Gridv Show BorderShow Page Bounds% Ruler bars|T Status BarDesign ToolboxSpreadsheet Viewv Circuit Desc

14、ription Box Ctrl+D Toolbars但 Comment/Probe出 Grapher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I I 适合窗1显示按比率放大 显小窗格 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Component.CtrkW4JunctionWreCtri+JJBusCtrl+UConnectorsHierarchical Block From Fite.Nevj Hierarchical Block.Ctrh-HReptece by HierarchicalCt

15、rl+Shrft+HNev Subcircuit.CtrBReplace by Subdrcuit,.Multi-Raoe.Ctrl-Shift+EMcr华 Bus.Bus Vector Connect.&CommentAlextCtrh-TGraphicsTitle Block.4. 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

16、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多 RunF5PauseF6InstrumentsInteracte Simulation Settings.Digital Simulation Settings.AnalysesSimulation Error Log/Audit TrailLoad Simulation Settings.Save Simulation Settings.VHDL Simulation.Probe Properties.Reverse Probe DirectionClear Instrument DataGlob

17、al Component Tolerances.6. Transfer （文件输出）菜单Transfer to IJIt（board.Transfer to other PCB Layout.Forward Annotate to Ultiboard.崩 Backannotate from Ultiboard.Export Netlist.7. Tools （工具）菜单转换到Ultiboard转换到其他PCB制版将 Multisnn 数据传给 Ultiboard从Ultiboard传入数据导出列表元件设计向导 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

18、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 网络设计资源共享各 Component Wizard-DatabaseRename/Renumber Components.Replace Component（s）.Update Circuit Components.W Electrical Rules Check.志 Clear ERC MarkersSymbol Editor.Title Block Editor.力 Description Box Editor. Edit Labels.匚M Capture Screen AreaInternet Design Sharing8.

19、 Reports （报告）菜单Bill of MaterialsComponent Detail ReportBill of Xat erials电路图使用器件报告。Component Detail Report元器件详细参数报告。Netlist ReportCross Reference ReportNetlist RqortCross Reference Report电路图网络连接报告。产生主电路所有元器件详细列表。9. Options （选项）菜单店 Global Preferences.Sheet Properties.Customize User Interface.10. Wind

20、ow （窗口）菜单已 New Window龟 CascadeS Tile Horizontal Tile VerticalClose All唐 Windows.1 5V DC Power Supply全局设置操作环境 工作表单属性 用户命令交互设置新窗I I层叠窗11水平分割排列显示 垂直分割排列显示 关闭所有窗I I窗11对话框当前用户文档名称11. Help （精助）菜单? Mutisim HelpFlComponent ReferenceRelease NotesFile Information. Ctrl+Alt+VAbout Mutisim.13.3 MultisimlO 元器件栏由

21、于该工具栏是浮动窗11,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）O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Uiiltiboard导入数据，导出数据到unltiboa

22、rd，使用元件列表，帮助。1.3.4 Multisim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。1.4 Multisim仪器仪表使用1.4.1 数字万用表(Multimeter)Multismi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。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oM

23、ultimet er-XIXMM11.4.2 函数发生器(Function Generator)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II:负极、正极和公共端。XFG1143 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II：电 压正极和负极、电流正极和负极。XWM11.4.4 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，

24、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I韦1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XSC1示波器的控制面板分为四个部分：1. Time base （时间基准）Scale （量程）：设置显示波形时的X轴时间基准。X position （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BA方式指的是X轴和 Y轴都显示电压值。2. Channel A （通道 A）Scale （量程）

25、：通道A的Y轴电压刻度设置。Y position （Y轴位置）：设置Y轴的起始点位置，起始点为。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. Channel B （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

26、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。L4.5 四通道示波器（4 Channel Oscilloscope）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XSC2器旋钮。亩，当旋钮拨到某个通道位置，才能对该通道的Y轴进行调整。 n。广1.4.6 波特图仪（Bode Plotter）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

27、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。XBP1XSC1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

28、o打开仿真开关，点击幅频特性在波特图观察窗II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o1.4.7 频率计（Frequency couter）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Tuggei Level （触发电平）。源按钮，即可使用万用表，实现对各种电类参数的测量。XMM12. Multisim 10的基本分析方法 2.1 直流工作点分析(DC Operating Point Analysis ) 2.2 交

29、流分析(AC Analysis)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Multismi9

30、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。AnaisesDC Operating Point.AC AnalystsTransient Anahss.Fourer AnaFfss.Noise AnaMs$.Dstorton Anass.DC Sweep.Sensrovity.Paracnater Swqqd.Temperature Sweep.Pole Zero.注意：图中的 1, 2, 3, 4, 5 等编号可以从 Options-sheet propertiesiicuitshow all 调试 出来。执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的门J

31、操作分析类型中选择DC Operating Point, 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。Simulate Transfer Tools Reports Optons Wndow He0/ gF5，w好。彩哮dInstrumentsInteractve Srriuteton Settings.Dig tai Smttetion Settings.Sinuiatbn Error LooyAudr TrailLoad Sinu&uon Settngs.Save Simu&non sengs.5AProbe Properties.clear instrument Da

32、taCbSI Corruonent Tolerances.1. Output 选项Output用于选定需要分析的节点。左边Variables m circuit栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边 Selected vaiiables for栏用于存放需要分析的节点。具体做法是先在左边Variables m cucuit栏内中选中需要分析的变量（可以通过鼠标拖拉 进行全选），再单击Add按钮，相应变量则会出现在Selected variables for栏中。如果Selected variables for栏中的某个变量不需要分析，则先选中它，然后点击Remove按钮，该变量

33、将会 回到左边 Variables in circuit 栏中。2. Analysis Options和Summary选项表示：分析的参数设置和Summary页中排列了该分析 所设置的所有参数和选项。用户通过检查可以确认这些参数的设置。点击B图下部Sunulate按钮，测试结果如图所示。测试结果给出电路各个节点的电压值。 根据这些电压的大小，可以确定该电路的静态工作点是否合理。如果不合理，可以改变电路 中的某个参数，利用这种方法，可以观察电路中某个元件参数的改变对电路直流工作点的影 响。2.2交流分析交流分析是在正弦小信号工作条件卜的一种频域分析。它计算电路的幅频特性和相频特 性，是一种线性分

34、析方法。Multisun 9在进行交流频率分析时，首先分析电路的直流工作点, 并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理，得到线性化的交流小信号等效电路，并 用交流小信号等效电路计算电路输出交流信号的变化。在进行交流分析时，电路工作区中自 行设置的输入信号将被忽略。也就是说，无论给电路的信号源设置的是三角波还是矩形波， 进行交流分析时，都将自动设置为正弦波信号，分析电路随正弦信号频率变化的频率响应曲 线。2.2.1构造电路这里仍采用单管放大电路作为实验电路，电路如图所示。这时，该电路直流工作点 分析的结果如下：三极管的基极电压约为0.653V,集电极电压约为5.46V,发射极电压为0V。执行

35、菜单命令Sunulate/Aiialyse ,在列出的可操作分析类型中选择AC Analysis,则 出现交流分析对话框，如图所示。对话框中Fiequency Paiameters页的设置项目、单位以及默认值等内容见表所示。项目欢认值单位注辟Start frequency （起始频率）1Hz交流分析时的起始频率，可选单位有：Hz. kHz. MHz. GHzStop frequency（终止频率）10GHz交流分析时的终止频率 可选单位有：Hz. kHz、 MHz. GHzSweep type （扫描类型）Decade交流分析曲线的频率交化方式，或选项有:Decade.Linear、Octav

36、eNuitibei of points per decade （扫描点数）10指的是起点到终点共有多少个顼率点,对栽十生扫描 该项才砌Vertical scale（垂直刻度）Logaritkr（UG扫描时的垂直刻度，可选项有：Linear、Logaritlirnic% DecibeL Octave223检查测试结果电路的交流分析测试曲线如图所示，测试结果给出电路的幅频特性曲线和相频特性曲线, 幅频特性曲线显示了3号节点（电路输出端）的电压随频率变化的曲线；相频特性曲线显示 了 3号节点的相位随频率变化的曲线。由交流频率分析曲线可知，该电路大约在7Hz 24MHz范围内放大信号，放大倍数基本稳定，且相位基本稳定。超出此范【韦I,输出电压将会衰减，相位会改变。