一、Multisim14前言
1.1、主流電路仿真軟件
1. Multisim:NI開發的SPICE標準仿真工具,支持模擬/數字電路混合仿真,內置豐富的元件庫和虛擬儀器(示波器、頻譜儀等),適合教學和競賽設計。官網:艾默生旗下測試和測量系統 - NI。
2. LTspice XVII:ADI旗下免費高性能SPICE仿真器,支持開關電源快速仿真,模型庫包含ADI器件及通用元件,適合電源設計。
3. Proteus:支持單片機協同仿真(如8051、ARM),集成PCB設計,動態可視化效果突出,適合嵌入式開發。
4. Cadence PSpice:行業標準SPICE工具,支持復雜板級設計和混合信號仿真,與OrCAD無縫集成。
5.Electronic Workbench (EWB):經典易用的電路仿真工具,提供虛擬儀器(函數發生器、示波器),適合初學者快速驗證電路。
6. TINA-TI:TI提供的很多仿真樣例,音頻、比較器、控制環路等。
7. PSIM:付費軟件,專注于電力電子和電機驅動仿真。
8. MATLAB Simulink:提供多領域仿真,需要擴展電路支持。
9. Qucs:開源電路仿真軟件,適合教育和研究使用。
10. KiCad EDA:開源電子設計自動化軟件,包含電路仿真功能。
這些軟件各有特點,適用于不同的仿真需求和用戶群體。
1.2、Multisim電路仿真的優點
Multisim電路仿真軟件具有多個顯著優點,使其在電子設計和教育領域中廣受歡迎。首先,它集成了行業標準的SPICE仿真以及交互式電路圖環境,能夠即時可視化電子電路行為并加以分析。這種直觀的界面有助于教育工作者加強學生對電路理論的理解,同時幫助學生高效地掌握電路設計和分析的技能。
此外,Multisim專注于模擬/數字電路的高精度仿真,尤其在復雜信號處理如放大器設計、濾波器優化和電源管理方面表現優異。軟件提供了大量的實際元器件模型,這些模型與實際參數和封裝一致,使得仿真結果更加接近真實電路的行為。Multisim還支持與PCB設計工具(如Ultiboard)無縫對接,方便用戶進行從電路設計到PCB布局的整個設計流程。
Multisim還提煉了SPICE仿真的復雜內容,使得工程師無需懂得深入的SPICE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計,這也使其更適合電子學教育。通過Multisim和虛擬儀器技術,PCB設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。
綜上所述,Multisim的優點包括直觀的用戶界面、強大的仿真功能、豐富的元件庫以及與PCB設計工具的無縫集成,這些特點使其成為電路設計和教育領域中不可或缺的工具之一。
二、Multisim14界面介紹
界面主要包括五大部分,如圖所示
1、菜單
2、元器件
3、工具
4、儀器儀表
5、設計窗口
2.1、設計窗口部分
Multisim的設計窗口是進行電路設計和仿真的主要區域,它提供了一個直觀的圖形化界面,支持多種元件的添加和連接,能夠進行準確的電路仿真和性能分析。設計窗口中可以進行電路圖的繪制、編輯,并根據需要對電路進行相應的觀測和分析。用戶可以通過菜單或工具欄改變主窗口的視圖內容,這使得Multisim的設計窗口功能非常強大和靈活。
2.2、菜單欄部分
文件下拉/編輯下拉
視圖下拉/繪制下拉
MCU下拉/仿真下拉
轉移下拉/工具下拉
報告下拉/選項下拉
2.3、工具欄部分
由四部分組成
1、標準工具欄
2、主工具欄
3、仿真工具欄
4、查看工具欄
2.4、元器件部分
包含如下對應元器件大類
后面進行詳盡闡述
2.5、儀器儀表部分
包含多種儀器儀表
萬用表、瓦特計、示波器、波特測試儀、頻率計數器、字發生器、邏輯變換器、邏輯分析儀、IV分析儀、失真分析儀、光譜分析儀、函數發生器、Labview儀器、電流探針
三、Multisim14元器件介紹
總計十八類器件,詳盡如下闡述
3.1 (Sources)源器件
英文名稱 | 中文名稱 |
POWER_SOURCES | 電源組件 |
SIGNAL_CURRENT_SOURCES | 信號電壓源 |
SIGNAL_CURRENT_SOURCES | 信號電流源 |
CONTROLLED_VOLTAGE_SOURCES | 受控電壓源 |
CONTROLLED_CURRENT_SOURCES | 受控電流源 |
CONTROLLED_CURRENT_SOURCES | 控制功能模塊 |
DIGITAL_SOURCES | 數字信號源 |
POWER SOURCES
概述:電源組件,用于為電路提供電能。
這些電源組件包括直流電源(DC Power Sources)和交流電源(AC Power Sources)等。
SIGNAL VOLTAGE SOURCES
概述:信號電壓源,用于在電路仿真中模擬各種電壓信號。
這些信號源可以產生不同類型的電壓波形,以滿足電路測試和分析的需求。
信號電壓源的類型及特點
類型 | 特點 |
直流電壓源(DC Voltage Source) | 提供恒定的直流電壓,用于模擬穩定的電源。 |
交流電壓源(AC Voltage Source) | 產生正弦波形的交流電壓,其參數包括有效值(RMS)、頻率和相位角。 |
脈沖電壓源(Pulse Voltage Source) | 輸出脈沖波形,可設置脈沖的幅度、寬度、上升時間、下降時間及周期等參數。 |
函數電壓源(Function Voltage Source) | 允許用戶定義更復雜的波形,如正弦波、方波、鋸齒波等。 |
調幅電壓源(AM Voltage Source) | 產生受正弦波調制的調幅信號,用于通信電路的分析。 |
調頻電壓源(FM Voltage Source) | 產生頻率可調制的電壓波形。 |
分段線性電壓源(PieceWise Linear Voltage Source) | 通過設置多個時間點和電壓值,生成自定義的波形 |
SIGNAL CURRENT SOURCES
概述:信號電流源,用于在電路仿真中模擬各種電流信號。
這些信號電流源可以產生不同類型的電流波形,以滿足電路測試和分析的需求。
信號電流源的類型及特點
類型 | 特點 |
直流電流源(DC Current Source) | 提供恒定的直流電流。 |
交流電流源(AC Current Source) | 產生正弦波形的交流電流 |
脈沖電流源(Pulse Current Source) | 輸出脈沖波形的電流 |
函數電流源(Function Current Source) | 可以定義更復雜的波形,如正弦波、方波、鋸齒波等。 |
受控電流源(Controlled Current Source) | 其輸出電流受另一個電壓或電流的控制。 |
CONTROLLED VOLTAGE SOURCES
概述:受控電壓源,這是一種特殊的電壓源,其輸出電壓由另一個電路參數(如電壓或電流)控制。
受控電壓源的類型
電壓控制電壓源(VCVS):輸出電壓受另一個電壓控制。
電流控制電壓源(CCVS):輸出電壓受電流控制
CONTROLLED CURRENT SOURCES
概述:受控電流源,這是一種特殊的電流源,其輸出電流由電路中的另一個電壓或電流控制。
受控電流源的類型
電壓控制電流源(VCCS, Voltage-Controlled Current Source):輸出電流由另一個電壓控制。
電流控制電流源(CCCS, Current-Controlled Current Source):輸出電流由另一個電流控制。
CONTROLLED CURRENT SOURCES
概述:控制功能塊,這是一組用于在電路中操作和處理信號的模塊。
這些模塊可以實現各種復雜的電路控制功能,例如信號放大、濾波、積分、微分等。
常見的控制功能塊類型
類型 | 作用 |
傳遞函數模塊(Transfer Function Block) | 用于實現特定的傳遞函數,常用于模擬系統的動態行為。 |
電壓增益模塊(Voltage Gain Block) | 用于放大或衰減輸入電壓。 |
電壓積分模塊(Voltage Integrator) | 用于對輸入電壓進行積分操作。 |
電壓微分模塊(Voltage Differentiator) | 用于對輸入電壓進行微分操作。 |
電壓限制模塊(Voltage Limiter) | 用于限制輸出電壓的范圍。 |
電壓遲滯模塊(Voltage Hysteresis Block) | 用于實現電壓的遲滯效應 |
電壓相加模塊(Voltage Summer) | 用于將多個電壓信號相加。 |
PID控制器(PID Controller) | 用于實現比例-積分-微分控制 |
乘法器模塊(Multiplier) | 用于實現兩個信號的乘法操作。 |
限流器模塊(Current Limiter Block) | 用于限制輸出電流。 |
DIGITAL SOURCES
概述:數字信號源,用于在數字電路仿真中生成和應用邏輯信號模式。
這些信號源可以模擬各種數字信號,幫助用戶測試和分析數字電路的行為。
常見的數字信號源類型
DIGITAL_CONSTANT:這是一個輸出恒定邏輯1或0的信號源,用于在仿真過程中不需要改變邏輯值的場景。
INTERACTIVE_DIGITAL_CONSTANT:這是一個可點擊的信號源,連接到電路輸入后,點擊該信號源可以在0和1之間切換輸出,用于在仿真過程中交互式地改變電路輸入。
DIGITAL_CLOCK:這是一個產生重復脈沖序列(方波)的信號源,可以在指定頻率下在0和1之間振蕩。用戶可以通過右鍵點擊該信號源并選擇“Properties”來設置頻率和占空比。
3.2 (Basic)基本器件
主要由一下十三部分組成
英文名 | 中文名 |
BASIC_VIRTUAL | 基本虛擬 |
RATED_VIRTUAL | 額定虛擬 |
RPACK | 封裝 |
SWITCH | 開關 |
TRANSFORMER | 變壓器 |
NON_IDEAL_RLC | 非理想RLC |
RELAY | 繼電器 |
SOCKETS | 插座 |
SCHEMATIC_SYMBOLS | 原理圖符號 |
RESISTOR | 電阻器 |
CAPACITOR | 電容器 |
INDUCTOR | 電感器 |
CAP_ELECTROLIT | 電解電容器 |
VARIABLE_RESISTOR | 可變電阻器 |
VARIABLE_CAPACITOR | 可變電容器 |
VARIABLE_INDUCTOR | 可變電感器 |
POTENTIOMETER | 電位器 |
MANUFACTURER_CAPACITOR | 制造商電容器 |
3.3 二極管
二極管(Diodes)組件庫提供了豐富的二極管類型,適用于各種電路設計和仿真
主要由一下十五部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
DIODES_VIRTUAL | 二極管虛擬 |
DIODE | 二極管 |
ZENER | 齊納二極管 |
SWITCHING_DIODE | 開關二極管 |
LED | 發光二極管 |
PHOTODIODE | 光電二極管 |
PROTECTION_DIODE | 保護二級管 |
FWB | 壓敏電阻 |
SCHOTTKY_DIODE | 肖特基二極管 |
SCR | 硅控整流器 |
DIAC | 雙向交流開關 |
TRIAC | 三端交流控制晶閘管 |
VARACTOR | 可變電抗器 |
TSPD | 瞬態電壓抑制二極管 |
PIN_DIODE | 引腳二極管 |
3.4 晶體管器件
晶體管(Transistors)是模擬和數字電路設計中非常重要的元件。Multisim提供了豐富的晶體管組件庫,涵蓋了多種類型的晶體管,包括雙極型晶體管(BJT)、場效應晶體管(FET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等
主要由一下二十一部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
TRANSISTORS_VIRTUAL | 晶體管虛擬 |
BJT_NPN | BJT NPN型 |
BJT_PNP | BJT PNP型 |
BJT_COMP | BJT 通用型 |
DARLINGTON_NPN | 達林頓 NPN型 |
DARLINGTON_PNP | 達林頓 PNP型 |
BJT_NRES | BJT NRES型 |
BJT_PRES | BJT PRES型 |
BJT_CRES | BJT CRES型 |
IGBT | 絕緣柵雙極型晶體管 |
MOS_DEPLETION | MOSFET 耗盡型 |
MOS_ENH_N | MOSFET 增強型 N溝道 |
MOS_ENH_P | MOSFET 增強型 P溝道 |
MOS_ENH_COMP | MOSFET 增強型 N溝道 復合型 |
JFET_N | JFET N溝道 |
JFET_P | JFET P溝道 |
POWER_MOS_N | 功率MOSFET N溝道 |
POWER_MOS_P | 功率MOSFET P溝道 |
POWER_MOS_COMP | 功率MOSFET 復合型 |
UIJT | 通用注入晶體管 |
THERMAL_MODELS | 熱模型 |
3.5 模擬元器件
Analog Components(模擬組件)庫是用于設計和仿真模擬電路的核心資源
主要由一下十部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
ANALOG_VIRTUAL | 模擬虛擬 |
OPAMP | 運算放大器 |
OPAMP_NORTON | 諾頓運算放大器 |
COMPARATOR | 比較器 |
DIFFERENTIAL_AMPLIFIERS | 差分放大器 |
WIDEBAND_AMPS | 寬帶放大器 |
AUDIO_AMPLIFIER | 音頻放大器 |
CURRENT_SENSE_AMPLIFIERS | 電流感應放大器 |
INSTRUMENTATION_AMPLIFIERS | 儀表放大器 |
SPECIAL_FUNCTION | 特殊功能 |
3.6 TTL
TTL(晶體管-晶體管邏輯)組件庫提供了豐富的TTL邏輯集成電路,這些組件廣泛用于數字電路設計與仿真
以下是相關的器件
3.7 CMOS
CMOS組件庫提供了豐富的CMOS數字邏輯門和相關元件,用于設計和仿真CMOS電路
以下是相關的器件
3.8 數字元器件
Misc Digital(雜項數字組件)庫是一個包含多種通用數字邏輯元件的組件庫,這些元件不依賴于特定的技術,因此具有通用的電路延遲和功耗特性
主要由一下十三部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
TIL | 技術獨立的邏輯系列 |
DSP | 數字信號處理器 |
FPGA | 現場可編程門陣列 |
PLD | 可編程邏輯器件 |
CPLD | 復雜可編程邏輯器件 |
MICROCONTROLLERS | 微控制器 |
MICROCONTROLLERS_IC | 微控制器集成電路 |
MICROPROCESSORS | 微處理器 |
MEMORY | 存儲器 |
LINE_DRIVER | 線路驅動器 |
LINE_RECEIVER | 線路接收器 |
LINE_TRANSCEIVER | 線路收發器 |
SWITCH_DEBOUNCE | 開關去抖動 |
3.9 混合器件
Mixed Components(混合組件)庫是一個包含多種混合信號元件的集合,這些元件結合了模擬和數字功能,適用于設計和仿真復雜的混合信號電路
主要由一下七部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
MIXED_VIRTUAL | 混合虛擬 |
ANALOG_SWITCH | 模擬開關 |
ANALOG_SWITCH_IC | 模擬開關集成電路 |
TIMER | 定時器 |
ADC_DAC | 模數/數模轉換器 |
MULTIVIBRATORS | 多路復用器 |
SENSOR_INTERFACE | 傳感器接口 |
3.10 指示器
Indicators(指示器)組件庫包含了一系列用于顯示仿真結果的顯示器件。這些指示器可以幫助用戶直觀地觀察電路中的電壓、電流、信號狀態等信息
主要由一下八部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
VOLTMETER | 電壓表 |
AMMETER | 電流表 |
PROBE | 探針 |
BUZZER | 蜂鳴器 |
LAMP | 燈泡 |
VIRTUAL_LAMP | 虛擬燈泡 |
HEX_DISPLAY | 十六進制顯示器 |
BARGRAPH | 條形圖 |
3.11 功率元器件
Power(電源)組件庫是專門用于設計和仿真電源電路及相關應用的組件集合。這些組件涵蓋了從基礎電源到復雜的電源管理電路的各種元件
主要由一下十七部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
POWER_CONTROLLERS | 電源控制器 |
SWITCHES | 開關 |
SWITCHING_CONTROLLER | 切換控制器 |
HOT_SWAP_CONTROLLER | 熱插拔控制器 |
BASSO_SMPS_CORE | 巴索電源模塊核心 |
BASSO_SMPS_AUXILIARY | 巴索電源模塊輔助 |
VOLTAGE_MONITOR | 電壓監控器 |
VOLTAGE_REFERENCE | 電壓參考 |
VOLTAGE_REGULATOR | 電壓調節器 |
VOLTAGE_SUPPRESSOR | 電壓抑制器 |
LED_DRIVER | LED驅動器 |
MOTOR_DRIVER | 電機驅動器 |
RELAY_DRIVER | 繼電器驅動器 |
PROTECTION_ISOLATION | 保護隔離 |
FUSE | 保險絲 |
THERMAL_NETWORKS | 熱網絡 |
MICROPOWER | 微型電源 |
3.12 其他
Misc(雜項)組件庫是一個包含多種不同類型元件的集合,這些元件通常不歸屬于其他特定的元件庫分類
主要由一下十五部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
MISC_VIRTUAL | 雜項虛擬 |
TRANSDUCERS | 傳感器 |
OPTOCOUPLER | 光耦合器 |
CRYSTAL | 晶體 |
VACUUM_TUBE | 真空管 |
BUCK_CONVERTER | 降壓轉換器 |
BOOST_CONVERTER | 升壓轉換器 |
BUCK_BOOST_CONVERTER | 升降壓轉換器 |
LOSSY_TRANSMISSION_LINE | 有損耗傳輸線 |
LOSSLESS_LINE_TYPE1 | 無損耗傳輸線類型1 |
LOSSLESS_LINE_TYPE2 | 無損耗傳輸線類型2 |
FILTERS | 濾波器 |
MOSFET_DRIVER | 場效應管驅動器 |
MISC | 雜項 |
NET | 網絡 |
3.13 高級外設
Advanced Peripherals(高級外圍設備)組件庫是用于模擬復雜電子系統中各種外圍設備的組件集合。這些組件可以與微控制器(MCU)或其他電路元件一起使用,以構建完整的系統。
主要由一下四部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
KEYPADS | 鍵盤 |
LCDS | 液晶顯示屏 |
TERMINALS | 端子 |
MISC_PERIPHERALS | 雜項外設 |
3.14 RF(射頻)
RF Components(射頻組件)是專門用于射頻電路設計和仿真的組件庫。
主要由一下八部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
RF_CAPACITOR | 射頻電容器 |
RF_INDUCTOR | 射頻電感器 |
RF_BJT_NPN | 射頻雙極型晶體管 NPN |
RF_BJT_PNP | 射頻雙極型晶體管 PNP |
RF_MOS_3TDN | 射頻MOSFET 3端子 |
TUNNEL_DIODE | 隧道二極管 |
STRIP_LINE | 帶狀線 |
FERRITE_BEADS | 鐵氧體珠 |
3.15 機電式
lectro_Mechanical(電子機械)元件庫是專門用于模擬機電一體化系統的組件庫,包含了傳感器、機械開關、繼電器、電機等電子機械裝置
主要由一下七部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
MACHINES | 機器 |
MOTION_CONTROLLERS | 運動控制器 |
SENSORS | 傳感器 |
MECHANICAL_LOADS | 機械負載 |
TIMED_CONTACTS | 時間接觸器 |
COILS_RELAYS | 線圈繼電器 |
SUPPLEMENTARY_SWITCHES | 輔助開關 |
PROTECTION_DEVICES | 保護裝置 |
3.16 NI組件
是指由National Instruments(NI)提供的各種虛擬電子元件和模型,這些組件被廣泛應用于電路設計和仿真中
主要由一下十部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
E_SERIES_DAQ | E系列數據采集 |
M_SERIES_DAQ | M系列數據采集 |
S_SERIES_DAQ | S系列數據采集 |
X_SERIES_DAQ | X系列數據采集 |
myDAQ | |
myRIO | |
cRIO | |
sbRIO | |
GPIB | 通用接口總線 |
SCXI | 可擴展的CompactPCI儀器 |
3.17 連接器
用于連接電路不同部分的虛擬元件,主要用于簡化電路設計和提高可讀性
主要由一下十一部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
AUDIO_VIDEO | 音頻視頻 |
DSUB | |
ETHERNET_TELECOM | 以太網電信 |
HEADERS_TEST | 頭文件測試 |
MFR_CUSTOM | 自定義 |
POWER | 電源 |
RECTANGULAR | 矩形 |
RF_COAXIAL | 射頻同軸 |
SIGNAL_IO | 信號輸入輸出 |
TERMINAL_BLOCKS | 終端塊 |
USB |
3.18 MCU
為用戶提供了在Multisim環境中編寫和調試嵌入式設備代碼的功能。MCU模塊支持多種微控制器,如Intel/Atmel 8051/8052和Microchip PIC16F84A等,還支持多種外設,如外部RAM和ROM、鍵盤、圖形化和字母化LCD等
主要由一下五部分組成
英文名稱 | 中文名稱 |
805x | 805x系列 |
PIC | PIC系列 |
RAM | 隨機存取存儲器 |
ROM | 只讀存儲器 |
?四、元器件仿真使用
4.1 元器件放置
以模擬器件為例:(2380A)
選擇元器件:鼠標左鍵點擊需要放置的器件
確認放置:依次按照1、2、3進行選擇
1:選擇需要的器件類型
2:選擇需要的器件型號
3:確認
?選擇運放:由于2380A由2個集成運放構成(分別用字母A和B來表示),此時屏幕上會出現左下圖所示的選擇窗口。點擊A或B,選擇2380A中的一個運放。
再次選擇運放:集成運放選擇窗口再次跳出,點擊“U6”后面的字母,可以選擇在電路圖圖紙上放置標志符為“U6”的2380A中的其它集成運放。
若點擊“New”后面的字母,則可放置新的2380A中的集成運放。如果不需要放置更多的集成運放,點擊“Cancel”關閉窗口。
4.2 元器件旋轉
選中元器件使用快捷鍵便可以進行旋轉
垂直翻轉:ALT Y
水平翻轉:ALT X
順時針90°旋轉:CTR R
逆時針90°旋轉:CTR SHITF? R
4.3 元器件標識符修改
鼠標左鍵雙擊元器件——>RefDes/區段 進行標識符修改
4.4 元器件鏈接
鼠標左鍵點擊需要連線的引腳進行連接
4.5 元器件刪除
鼠標左鍵點擊選中的電路元素“delet”即可刪除
?五、Multisim14儀器儀表介紹
包含多種儀器儀表:
萬用表、瓦特計、示波器、波特測試儀、頻率計數器、字發生器、邏輯變換器、邏輯分析儀、IV分析儀、失真分析儀、光譜分析儀、函數發生器、網絡分析儀、Labview儀器、電流探針
萬用表
功能
用于測量電路中的電壓、電流、電阻等參數
A:電流? ?可測量直流電壓和交流電壓
V:電壓? ?可測量直流電流和交流電流
:電阻??可測量電阻的阻值
dB:分貝值??可測量信號的電平,以分貝為單位顯示
使用方法:
-
設置測量參數:
-
雙擊萬用表圖標,打開參數設置控制面板。
-
根據需要選擇測量類型(如電壓、電流、電阻等)。
-
選擇測量信號的類型(直流或交流)。
-
可以通過“設置”按鈕進一步設置儀表內阻、測量量限等參數。
-
-
連接電路:
-
測量電壓時,將萬用表的兩個端鈕與被測節點并聯。
-
測量電流時,將萬用表串聯接入電路中。
-
測量電阻時,將萬用表的兩個端鈕與電阻并聯。
-
瓦特計
功能
可以測量直流電路中的功率耗散,也可以測量交流電路中的平均功率
測量直流功率:在直流電路中,瓦特計直接測量電壓和電流的乘積。
測量交流平均功率:在交流電路中,瓦特計通常測量一個完整交流周期內傳遞的平均功率。
分析功率分布:可以幫助用戶了解電路中不同部分的功率消耗情況,從而優化電路設計
使用方法:
-
添加瓦特計:
-
打開Multisim軟件并創建或打開需要分析的電路。
-
在元件庫中找到“Wattmeter”組件,通常位于“Measurements”類別下。
-
將瓦特計組件拖放到電路圖中的合適位置。
-
-
連接瓦特計:
-
瓦特計通常有兩個輸入端,分別標記為“V”(電壓)和“I”(電流)。
-
將“V”端連接到要測量功率的電路元件的一側,將“I”端連接到另一側。
-
-
配置瓦特計:
-
雙擊瓦特計圖標,打開屬性對話框。
-
在對話框中可以設置測量類型(如平均功率、瞬時功率等)、單位(如瓦特、千瓦等)以及顯示格式。
-
-
運行仿真:
-
連接好瓦特計后,點擊“Simulate”按鈕運行仿真。
-
仿真完成后,瓦特計會在控制臺窗口的“Measurements”標簽中顯示測量到的功率值
-
示波器
功能
觀察和分析電路中的電壓信號波形
-
波形顯示
-
可以顯示直流信號、交流信號、脈沖信號等多種信號的波形。
-
支持多通道輸入,可以同時觀察多個信號的波形。
-
-
測量功能
-
測量信號的幅值(如峰峰值、有效值等)。
-
測量信號的頻率、周期。
-
測量信號的相位差(對于多通道輸入)。
-
-
觸發功能
-
可以設置觸發源和觸發類型(如邊沿觸發、電平觸發等),穩定顯示波形。
-
-
時間與電壓標尺調整
-
可以調整時間標尺(水平標尺),改變波形的時間分辨率。
-
可以調整電壓標尺(垂直標尺),改變波形的電壓分辨率。
-
-
數學運算
-
可以對輸入信號進行數學運算,如加、減、乘、除等。
-
-
存儲與導出
-
可以保存波形數據和測量結果。
-
可以將波形導出為圖片或數據文件,便于進一步分析。
-
?
使用方法
-
放置示波器
-
打開Multisim軟件,進入電路設計界面。
-
在工具欄中找到“儀器”(Instruments)圖標,點擊并選擇“示波器”(Oscilloscope)。
-
將示波器拖放到電路圖中的合適位置。
-
-
連接示波器
-
示例:假設需要觀察電路中某兩點之間的電壓信號。
-
使用導線將示波器的輸入通道(如CH1、CH2)連接到電路的相應測試點。
-
確保接地端(GND)連接到電路的參考地。
-
-
配置示波器
-
雙擊示波器圖標,打開示波器的控制面板。
-
通道設置:
-
選擇需要觀察的通道(CH1、CH2等)。
-
設置輸入耦合方式(直流耦合、交流耦合或接地)。
-
-
時間標尺與電壓標尺:
-
調整時間標尺(水平標尺),使波形在屏幕上合適顯示。
-
調整電壓標尺(垂直標尺),使波形的幅值清晰可見。
-
-
觸發設置:
-
選擇觸發源(如CH1、CH2等)。
-
設置觸發類型(如邊沿觸發、電平觸發等)。
-
調整觸發電平,使波形穩定顯示。
-
-
-
運行仿真
-
點擊仿真按鈕(Simulate),開始仿真。
-
觀察示波器屏幕上的波形,根據需要調整時間標尺、電壓標尺和觸發設置,以獲得清晰穩定的波形。
-
-
測量與分析
-
使用示波器的測量工具(如游標、自動測量等)獲取信號的幅值、頻率、相位等參數。
-
可以通過示波器的數學運算功能,對信號進行進一步分析。
-
波特測試儀
功能
測量電路頻率響應
幅頻特性測量:測量電路在不同頻率下的增益(幅值)變化。
相頻特性測量:測量電路在不同頻率下的相位變化。
頻率響應分析:通過幅頻和相頻特性曲線,分析電路的帶寬、截止頻率、諧振頻率等參數。
穩定性評估:通過增益裕度和相位裕度評估電路的穩定性
?使用方法
-
放置波特測試儀
-
打開Multisim軟件,進入電路設計界面。
-
在工具欄的“儀器”選項中,選擇“波特測試儀”(Bode Plotter)。
-
將波特測試儀拖放到工作區中。
-
-
連接電路
-
波特測試儀有兩組接線端,左邊為輸入端,右邊為輸出端。
-
將輸入端連接到電路的輸入信號源,輸出端連接到電路的輸出節點。
-
確保電路中已連接合適的交流信號源,但信號源的參數無需在波特測試儀中設置。
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配置參數
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雙擊波特測試儀圖標,打開設置窗口。
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設置頻率范圍,包括起始頻率、終止頻率和步進值。
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選擇分析類型,如幅度、相位或兩者兼有。
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調整掃描方式和速度。
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運行仿真
-
完成設置后,點擊“運行分析”按鈕。
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觀察波特測試儀自動生成的幅頻和相頻特性曲線。
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數據解讀與分析
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使用Multisim提供的分析工具,自動識別關鍵頻率點,如截止頻率、諧振頻率等。
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評估增益裕度和相位裕度,判斷電路的穩定性。
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根據分析結果調整電路參數,優化電路性能。
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頻率計數器
功能
測量電路中信號頻率、周期、脈沖寬度等參數
測量頻率:測量周期性信號的頻率。
測量周期:測量信號的周期。
測量脈沖寬度:測量信號的正負脈沖寬度。
測量上升沿/下降沿時間:測量脈沖信號的上升沿和下降沿時間
?使用方法
-
放置頻率計數器
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打開Multisim軟件,進入電路設計界面。
-
將鼠標放在工作臺右邊邊框上,找到“頻率計數器”(Frequency Counter)圖標,點擊并將其拖放到工作區合適位置。
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連接頻率計數器
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頻率計數器只有一個輸入端鈕,將其連接到需要測量信號的電路節點。
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無需接地,因為頻率計數器是單端輸入。
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配置頻率計數器
-
雙擊頻率計數器圖標,打開配置窗口。
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可以設置輸入耦合方式(交流耦合“AC”或直流耦合“DC”),選擇合適的測量模式(如頻率、周期、脈沖寬度等)。
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根據需要調整輸入靈敏度和觸發電平等參數。
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-
運行仿真
-
點擊“運行仿真”按鈕,開始仿真。
-
觀察頻率計數器的顯示窗口,讀取測量結果。
-
-
讀取結果
-
在頻率計數器的顯示窗口中,根據設置的測量模式,讀取頻率、周期、脈沖寬度或上升/下降沿時間等參數。
-
字發生器
功能
產生32位同步邏輯信號
-
產生同步邏輯信號:可以產生32位同步邏輯信號,用于測試數字邏輯電路。
-
多種輸出方式:
-
循環輸出(Cycle):在設定的初始值和終止值之間循環輸出信號。
-
單幀輸出(Burst):從初始值開始到終止值之間輸出一次信號。
-
單步輸出(Step):每次點擊輸出一個信號。
-
重置(Reset):將信號重置為初始值。
-
-
多種信號格式:支持十六進制、十進制、二進制和ASCII代碼輸出。
-
時鐘和觸發功能:提供時鐘輸出端(R)和外部觸發輸入端(T),用于同步和控制信號輸出
使用方法
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放置字發生器:
-
打開Multisim軟件,新建一個項目。
-
在左側工具欄的“Sources”中找到“Word Generator”或“字發生器”,將其拖放到電路圖中。
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-
連接電路:
-
字發生器的圖標左側有0~15共16個輸出端,右側有16~31也是16個輸出端,任何一個都可以用作數字電路的輸入信號。
-
R端為備用信號端,T端為外觸發輸入端。
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-
配置參數:
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雙擊字發生器圖標,打開配置窗口。
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在“控件”選項組中選擇輸出方式(循環、單幀、單步、重置)。
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點擊“設置”按鈕,彈出字符信號變化規律設置對話框。
-
在設置對話框中,可以設置初始值、終止值、緩沖大小等參數。
-
選擇輸出格式(十六進制、十進制、二進制、ASCII代碼)。
-
-
運行仿真:
-
完成設置后,點擊“運行仿真”按鈕,觀察字發生器的輸出信號。
-
邏輯變換器
功能
實現邏輯電路、真值表和邏輯表達式之間的相互轉換
-
真值表與邏輯表達式之間的轉換:
-
可以將真值表轉換為邏輯表達式。
-
可以將邏輯表達式轉換為真值表。
-
-
邏輯表達式的化簡:
-
使用卡諾圖等方法對邏輯表達式進行化簡。
-
-
邏輯表達式與邏輯電路之間的轉換:
-
可以將邏輯表達式轉換為邏輯電路圖。
-
可以將邏輯電路圖轉換為真值表。
-
-
支持多種邏輯門實現:
-
可以選擇使用與或門、NAND門等實現邏輯電路
-
使用方法
-
添加邏輯轉換器:
-
打開Multisim軟件,點擊工具欄中的“邏輯轉換器”按鈕。
-
將邏輯轉換器圖標拖入工作區。
-
-
輸入真值表或邏輯表達式:
-
雙擊邏輯轉換器圖標,打開操作窗口。
-
在操作窗口的左側輸入真值表或邏輯表達式。
-
-
進行轉換操作:
-
使用操作窗口右側的按鈕進行不同類型的轉換。
-
例如,點擊“真值表 → 表達式”按鈕,將真值表轉換為邏輯表達式。
-
點擊“化簡”按鈕(SIMP),對邏輯表達式進行化簡。
-
點擊“表達式 → 電路”按鈕,將邏輯表達式轉換為邏輯電路圖。
-
-
生成邏輯電路圖:
-
在操作窗口中輸入邏輯表達式后,點擊“表達式 → 電路”按鈕。
-
選擇所需的邏輯門類型(如與或門、NAND門等),Multisim將在工作區生成對應的邏輯電路圖。
-
邏輯分析儀
功能
捕獲和顯示多條數字信號線波形數據
-
多通道信號捕獲:能夠同時捕獲多達16路數字信號。
-
信號顯示與分析:實時顯示信號波形,幫助用戶分析信號時序。
-
觸發功能:支持設置觸發條件,以便在特定信號狀態下開始捕獲數據。
-
采樣率設置:可以根據需要調整采樣率,以優化數據采集質量
使用方法
-
添加邏輯分析儀
-
打開Multisim軟件,創建或打開需要測試的電路。
-
在工具欄中找到“儀器”按鈕,選擇“邏輯分析儀”并將其拖放到電路圖中。
-
-
連接邏輯分析儀
-
邏輯分析儀的左側有1~F共16個輸入端,將這些輸入端連接到被測電路的相關節點。
-
如果需要,可以通過右鍵點擊輸入端來調整連接。
-
-
配置參數
-
雙擊邏輯分析儀圖標,打開配置窗口。
-
設置通道數量、采樣率、觸發條件等參數。
-
-
運行仿真
-
點擊工具欄中的“運行”按鈕開始仿真。
-
邏輯分析儀會自動捕獲連接到其輸入端的信號。
-
-
查看結果
-
仿真結束后,雙擊邏輯分析儀圖標,打開顯示窗口。
-
觀察捕獲的信號波形,分析信號時序。
-
IV分析儀
功能
測量和分析半導體器件(如二極管、三極管、MOS管等)伏安特性曲線
-
測量伏安特性曲線:可以測量二極管、NPN管、PNP管、NMOS管、PMOS管等半導體器件的伏安特性曲線。
-
多種器件支持:支持多種類型的半導體器件,用戶可以根據需要選擇測量的器件類型。
-
參數設置靈活:可以設置電流和電壓的顯示范圍、掃描參數等,以適應不同的測量需求。
使用方法
-
添加IV分析儀
-
打開Multisim軟件,創建或打開需要測試的電路。
-
在右側儀器儀表欄中找到IV分析儀(IV-Analyzer),將其拖放到電路圖中。
-
-
連接電路
-
根據要測量的器件類型,將IV分析儀的三個端子正確連接到器件的相應引腳上。例如,測量二極管時,將兩個端子分別連接到二極管的正極和負極。
-
如果測量三極管,需要將基極、發射極和集電極分別連接到IV分析儀的對應端子。
-
-
配置參數
-
雙擊IV分析儀圖標,打開配置窗口。
-
在“Components”欄中選擇要測量的器件類型(如二極管、NPN管等)。
-
點擊“Simulate param.”按鈕,設置掃描參數,如起始電壓、終止電壓、步進值等。
-
在“Current range”和“Voltage range”欄中設置電流和電壓的顯示范圍,可以選擇線性或對數坐標顯示。
-
-
運行仿真
-
完成設置后,點擊“運行仿真”按鈕開始仿真。
-
IV分析儀會自動繪制出所選器件的伏安特性曲線。
-
-
查看結果
-
仿真結束后,雙擊IV分析儀圖標,打開顯示窗口。
-
觀察繪制的伏安特性曲線,移動光標可以讀出特定點的電壓和電流值。
-
失真分析儀
功能
測量電路信號失真,主要用于分析總諧波失真(THD)和信噪比(SINAD
-
測量總諧波失真(THD):計算信號中諧波分量與基波分量的比值。
-
測量信噪比(SINAD):分析信號中的噪聲和失真水平。
-
分析頻率范圍:支持20Hz到20kHz的頻率范圍。
-
自動識別失真類型:能夠區分不同類型的失真,如諧波失真、交越失真等
使用方法
-
添加失真分析儀:
-
打開Multisim軟件,進入需要分析的電路。
-
在儀器庫中找到“失真分析儀”(Distortion Analyzer),將其拖放到電路圖中。
-
-
連接電路:
-
將失真分析儀的輸入端連接到電路的輸出節點。
-
-
配置參數:
-
雙擊失真分析儀圖標,打開配置窗口。
-
設置分析頻率(Fundamental Frequency),通常根據信號的基波頻率設置。
-
選擇分析模式,如THD或SINAD。
-
設置其他參數,如分辨率等。
-
-
運行仿真:
-
點擊“運行仿真”按鈕,開始分析。
-
分析完成后,失真分析儀會顯示總諧波失真(THD)和信噪比(SINAD)等參數。
-
-
查看結果:
-
分析結果會顯示在失真分析儀的面板上,包括具體的失真數值。
-
可以通過圖表工具進一步分析失真情況,如諧波分布圖。
-
光譜分析儀
功能
分析信號頻譜特征
-
信號頻譜分析:將時域信號轉換為頻域信號,分析信號的頻率、幅度、相位等特征。
-
電路性能評估:通過分析信號的頻譜特征,評估電路的增益、帶寬、濾波器特性等性能指標。
-
噪聲分析:分析電路中的噪聲源,幫助優化電路設計以減少噪聲干擾。
-
通信系統研究:研究通信系統的調制方式、解調方式、信道特性等參數
?使用方法
-
添加光譜分析儀:
-
打開Multisim軟件,進入需要分析的電路。
-
在儀器儀表欄中找到“光譜分析儀”(Spectrum Analyzer),將其拖放到電路圖中。
-
-
連接電路:
-
將光譜分析儀的輸入端連接到電路的輸出節點,用于接收待測信號。
-
如果需要,可以連接外觸發信號端。
-
-
配置參數:
-
雙擊光譜分析儀圖標,打開配置窗口。
-
設置分析參數,如開始頻率、中心頻率、末端頻率、頻率分辨率等。
-
選擇合適的觸發方式(如內部觸發或外部觸發)。
-
-
運行仿真:
-
點擊“運行仿真”按鈕,開始仿真。
-
在仿真過程中,光譜分析儀會根據設置的參數對信號進行頻譜分析。
-
-
查看結果:
-
分析完成后,光譜分析儀會顯示信號的頻譜圖。
-
可以通過調整參數來優化顯示效果,例如調整頻率范圍或分辨率。
-
函數發生器
功能
生成各種類型的信號
-
信號類型:
-
正弦波(Sine Wave):生成正弦波信號。
-
方波(Square Wave):生成方波信號。
-
三角波(Triangle Wave):生成三角波信號。
-
鋸齒波(Sawtooth Wave):生成鋸齒波信號。
-
脈沖波(Pulse Wave):生成脈沖信號。
-
直流信號(DC Signal):生成直流信號。
-
自定義信號(Arbitrary Waveform):通過輸入數學表達式或導入數據文件生成自定義信號。
-
-
參數調整:
-
頻率(Frequency):設置信號的頻率。
-
幅度(Amplitude):設置信號的幅度。
-
偏移(Offset):設置信號的直流偏移。
-
占空比(Duty Cycle):設置脈沖信號的占空比。
-
相位(Phase):設置信號的相位。
-
-
信號調制:
-
調幅(AM):對信號進行調幅。
-
調頻(FM):對信號進行調頻。
-
調相(PM):對信號進行調相。
-
?
使用方法
-
添加函數發生器:
-
打開Multisim軟件,進入電路設計界面。
-
在工具欄的“Sources”部分找到“Function Generator”或“函數發生器”,將其拖放到電路圖中。
-
-
連接電路:
-
將函數發生器的輸出端連接到電路的輸入端。
-
如果需要,可以將函數發生器的接地端連接到電路的參考地。
-
-
配置參數:
-
雙擊函數發生器圖標,打開配置窗口。
-
在配置窗口中選擇信號類型(如正弦波、方波等)。
-
設置信號的頻率、幅度、偏移、占空比等參數。
-
如果需要調制信號,可以設置調制類型(如AM、FM、PM)和調制參數。
-
-
運行仿真:
-
點擊“運行仿真”按鈕,開始仿真。
-
觀察電路的響應,可以通過示波器等儀器觀察信號的波形。
-
網絡分析儀
功能
分析雙端口網絡的特性
-
S參數分析:
-
S參數(散射參數)描述了多端口網絡中輸入信號如何被反射或傳輸到其他端口。這種分析對于微波工程特別有用,在高頻應用領域占據重要地位。
-
-
Y參數和Z參數分析:
-
Y參數(導納矩陣)和Z參數(阻抗矩陣)分別表示當某些端口短路或開路條件下各端口間的電流電壓關系。這些參數有助于理解線性和非線性系統的內部行為。
-
-
其他參數分析:
-
網絡分析儀還可以計算H參數(混合參數)和穩定性因子(Stability Factor),用于更全面的電路特性分析。
-
?使用方法
-
添加網絡分析儀:
-
打開Multisim軟件,進入需要分析的電路。
-
在儀器庫中找到“網絡分析儀”(Network Analyzer),將其拖放到電路圖中。
-
-
連接電路:
-
網絡分析儀有兩個輸入端子P1和P2,分別用于連接測試網絡的輸入端和輸出端。確保電路中包含接地端(Ground),否則可能導致測量不準確。
-
-
配置參數:
-
雙擊網絡分析儀圖標,打開配置窗口。
-
在“Mode”區選擇分析模式,如“Measurement”(測量模式)。
-
在“Graph”區選擇需要分析的參數類型,如S參數、Y參數、Z參數等。
-
在“Trace”區選擇需要顯示的參數,如S11、S21等。
-
在“Functions”區設置顯示模式,如“Mag/Ph”(幅度/相位)、“dB Mag/Ph”(分貝幅度/相位)等。
-
-
運行仿真:
-
點擊“運行仿真”按鈕,開始仿真。
-
觀察網絡分析儀的顯示窗口,查看測量結果。
-
-
查看結果:
-
分析完成后,網絡分析儀會顯示測量結果,包括幅度、相位、阻抗等參數。
-
可以通過“Marker”功能設置數據的顯示格式,如直角坐標模式(Re/Im)、極坐標模式(Mag/Ph)等。
-
電流探針
功能
測量電路中的電流
實時測量:電流探針可以實時顯示電路中某一點的電流值。
方向指示:探針箭頭可以指示電流的方向,如果實際電流方向與箭頭相反,顯示的電流值為負。
多種參數顯示:默認情況下,探針可以顯示瞬時電流、峰峰電流、有效值電流和直流電流等參數
?使用方法
-
打開Multisim軟件:進入軟件后,創建或打開需要測量的電路。
-
選擇電流探針:
-
在工具欄的“儀表”選項中找到電流探針(Current Probe)。
-
或者在“繪制”菜單中選擇“探針”(Probe),然后選擇電流探針。
-
-
放置探針:
-
將電流探針拖放到電路圖中需要測量電流的位置。
-
探針的箭頭必須放在導線上,不能放在元件的引腳上。
-
-
調整探針方向(如果需要):
-
如果電流方向與探針箭頭相反,可以通過右鍵點擊探針并選擇“Reverse probe direction”來調整方向。
-
-
運行仿真:
-
點擊“運行”按鈕開始仿真,電流探針將顯示測量的電流值。
-
-
查看結果:
-
仿真完成后,觀察探針顯示的數據,了解電路中的電流情況
-
六、Multisim14電路原理圖介紹及仿真
6.1、新建設計
點擊文件——>設計
?6.2 生成設計窗口
點擊Blank模板——>Create
6.3? 繪制仿真電路
6.4 運行仿真
?6.5 查看仿真儀器儀表結果
七、Multisim14電路基本分析
7.1? 直流靜態工作點分析
顯示工作點
依次點擊: 選項——>電路圖屬性
依次點擊:電路圖可見性———>網絡名稱——>全部顯示
顯示工作點現狀
仿真
依次點擊:仿真——>Analyses and simulation
依次點擊:1:直流工作點——>2:添加的器件 ——>3:添加——>4:已添加器件——>run
?仿真結果
?
7.2? 交流分析
依次點擊:仿真——>Analyses and simulation
?設置交流分析
頻率參數設置
設置輸出
?依次點擊:1:交流分析——>2:添加器件——>3:添加——>4:已添加——>run
實驗結果
7.3 其他仿真分析
如圖所示紅框為其他分析,操做流程同上
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