1、1內容提要： NI Multisim10仿真軟件是電子電路計算機仿真設計與分析的基礎。本章介紹了multisim的基本界面與操作方法，multisim的電路創建的基礎，multisim的儀器儀表的使用，multisim的電路分析方法。知識要點：multisim的菜單，工具，元器件庫，儀器儀表庫，分析功能，操作方法。2 NI Multisim10是美國國家儀器公司（NI，National Instruments）最新推出的Multisim最新版本。 目前美國NI公司的EWB的包含有電路仿真設計的模塊Multisim、PCB設計軟件Ultiboard、布線引擎Ultiroute及通信電路分析與設計

2、模塊Commsim4個部分，能完成從電路的仿真設計到電路版圖生成的全過程。這4個部分相互獨立，可以分別使用。Multisim 10簡介3 版本有增強專業版（Power Professional）、專業版（Professional）、個人版（Personal）、教育版（Education）、學生版（Student）和演示版（Demo）等多個版本，各版本的功能和價格有著明顯的差異。4uNI Multisim10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件，虛擬電子與電工儀器和儀表，實現了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim10是一個原理電路設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。uNI Mult

3、isim10的元器件庫提供數千種電路元器件供實驗選用，同時也可以新建或擴充已有的元器件庫，而且建庫所需的元器件參數可以從生產廠商的產品使用手冊中查到，因此也很方便的在工程設計中使用。5uNI Multisim10的虛擬測試儀器儀表種類齊全，有一般實驗用的通用儀器，如萬用表、函數信號發生器、雙蹤示波器、直流電源；而且還有一般實驗室少有或沒有的儀器，如波特圖儀、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器、失真儀、頻譜分析儀和網絡分析儀等。uNI Multisim10具有較為詳細的電路分析功能，可以完成電路的瞬態分析和穩態分析、時域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分

4、析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法，以幫助設計人員分析電路的性能。6uNI Multisim10可以設計、測試和演示各種電子電路，包括電工學、模擬電路、數字、電路、射頻電路及微控制器和接口電路等。可以對被仿真的電路中的元器件設置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察不同故障情況下的電路工作狀況。在進行仿真的同時，軟件還可以存儲測試點的所有數據，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲測試儀器的工作狀態、顯示波形和具體數據等。uNI Multisim10還提供了與國內外流行的印刷電路板設計自動化軟件Protel及電路仿真軟件PSpice之間的文件接口，也能通過Wind

5、ows的剪貼板把電路圖送往文字處理系統中進行編輯排版。支持VHDL和VerilogHDL語言的電路仿真與設計。7小結：利用NI Multisim10可以實現計算機仿真設計與虛擬實驗，與傳統的電子電路設計與實驗方法相比，具有如下特點：設計與實驗可以同步進行，可以邊設計邊實驗，修改調試方便；設計和實驗用的元器件及測試儀器儀表齊全，可以完成各種類型的電路設計與實驗；可方便地對電路參數進行測試和分析；可直接打印輸出實驗數據、測試參數、曲線和電路原理圖；實驗中不消耗實際的元器件，實驗所需元器件的種類和數量不受限制，實驗成本低，實驗速度快，效率高；設計和實驗成功的電路可以直接在產品中使用。81.1.1 基

6、本界面基本界面仿真電源開關菜單欄工具欄元器件欄儀器儀表欄電路工作區狀態欄1.1 Multisim 10基本界面點點“開始”“程序”“National Instruments”“Circuit Design Suite 10.0”“multisim”，啟動multisim10，可以看到如圖所示的multisim的主窗口。91.1.2 Multisim 10菜單欄菜單欄 11個菜單欄包括了該軟件的所有操作命令。從左至右為：File（文件）、Edit（編輯）、View（窗口）、Place（放置）、Simulate（仿真）、Transfer（文件輸出）、Tools（工具）、Reports（報告）、Op

7、tions（選項）、Window（窗口）和Help（幫助）。101. File（文件）菜單（文件）菜單建立一個新文件打開文件打開示例關閉關閉所有保存保存為保存所有建立一個新項目打開一個新項目保存項目關閉項目項目備份打印打印預覽打印選項曾打開文件曾打開項目退出112. Edit（編輯）菜單（編輯）菜單撤銷重做剪切拷貝粘貼刪除全選刪除電路中的其他頁作為子電路粘貼查找圖形順序分配到層層設置元件旋轉表題區位置編輯表題字體對話框注釋所選元件屬性123. View（窗口）菜單（窗口）菜單全屏顯示參數列表放大電路縮小電路以100%的比率來顯示電路窗口適合窗口顯示按比率放大顯示窗格顯示電路邊界顯示紙張邊界顯示

8、或關閉標尺顯示或關閉狀態欄設計工具箱電子表格視圖電路描述框工具注釋/圖表134. Place（放置）菜單（放置）菜單 放置元器件連接點連接線總線連接器從文件中放置分層模塊新建分層模塊用分層模塊來取代新建子電路用子電路取代多頁電路合并總線注釋放置文字放置圖形放置標題信息欄145. Simulate（仿真）菜單（仿真）菜單運行暫停儀表仿真交互設置數字仿真設置選擇仿真方法電路仿真錯誤記錄/檢查數據跟蹤裝載仿真設置保存仿真設置VHDL 仿真觀察屬性對話框方向觀察清除儀器數據全局元件誤差對話框設置156. Transfer（文件輸出）菜單（文件輸出）菜單轉換到Ultiboard轉換到其他PCB制版將 M

9、 u l t i s i m 數 據 傳 給Ultiboard從Ultiboard傳入數據導出列表167. Tools（工具）菜單（工具）菜單元件設計向導數據庫重新命名/重新編號元件置換元件更新電路元件電氣規則檢查清除ERC標記符號編輯器標題塊編輯描述框編輯對話框編輯標簽捕獲屏幕區域網絡設計資源共享178. Reports（報告）菜單（報告）菜單 189. Options（選項）菜單（選項）菜單10. Window（窗口）菜單（窗口）菜單全局設置操作環境工作表單屬性用戶命令交互設置新窗口層疊窗口水平分割排列顯示垂直分割排列顯示關閉所有窗口窗口對話框當前用戶文檔名稱1911. Help（幫助）菜

10、單（幫助）菜單1.1.3 Multisim 10元器件欄元器件欄 Multisim 10提供了13個元器件庫，用鼠標左健單點元器件庫欄目下的圖標即可打開該元器件庫，元器件欄如圖所示，各圖標名稱及其功能如表所示。20元器件欄各圖標名稱及其功能如表所示：211.3.4 Multisim 10儀器儀表儀器儀表欄欄 Multisim 10在儀器儀表欄下提供了17個常用儀器儀表，依次為數字萬用表、函數發生器、瓦特表、雙通道示波器、四通道示波器、波特圖儀、頻率計、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器、IV分析儀、失真度儀、頻譜分析儀、網絡分析儀、Agilent信號發生器、Agilent萬用表、Agilen

11、t示波器。221 數字萬用表（數字萬用表（Multimeter） Multisim 10提供的萬用表外觀和操作與實際的萬用表相似，可以測電流A、電壓V、電阻和分貝值db，測直流或交流信號。萬用表有正極和負極兩個引線端 。1.1.4 Multisim 10儀器儀表使用儀器儀表使用232 函數發生器（函數發生器（Function Generator） Multisim 10提供的函數發生器可以產生正弦波、三角波和矩形波，信號頻率可在1Hz到999MHz范圍內調整。信號的幅值以及占空比等參數也可以根據需要進行調節。信號發生器有三個引線端口：負極、正極和公共端。243 瓦特表（瓦特表（Wattmete

12、r） Multisim 10提供的瓦特表用來測量電路的交流或者直流功率，瓦特表有四個引線端口：電壓正極和負極、電流正極和負極。254 .雙通道示波器（雙通道示波器（Oscilloscope） Multisim 10提供的雙通道示波器與實際的示波器外觀和基本操作基本相同，該示波器可以觀察一路或兩路信號波形的形狀，分析被測周期信號的幅值和頻率，時間基準可在秒直至納秒范圍內調節。示波器圖標有四個連接點：A通道輸入、B通道輸入、外觸發端T和接地端G。26示波器的控制面板分為四個部分：1）Time base（時間基準）（時間基準） Scale（量程）：設置顯示波形時的X軸時間基準。 X position

13、（X軸位置）：設置X軸的起始位置。 顯示方式設置有四種：Y/T方式指的是X軸顯示時間，Y軸顯示電壓值；Add方式指的是X軸顯示時間，Y軸顯示A通道和B通道電壓之和；A/B或B/A方式指的是X軸和Y軸都顯示電壓值。27 2）Channel A（通道（通道A） Scale（量程）：通道A的Y軸電壓刻度設置。 Y position（Y軸位置）：設置Y軸的起始點位置，起始點為0表明Y軸和X軸重合，起始點為正值表明Y軸原點位置向上移，否則向下移。 觸發耦合方式：AC（交流耦合）、0（0耦合）或DC（直流耦合），交流耦合只顯示交流分量，直流耦合顯示直流和交流之和，0耦合，在Y軸設置的原點處顯示一條直線。

14、3）Channel B（通道（通道B） 通道B的Y軸量程、起始點、耦合方式等項內容的設置與通道A相同。28 4）Tigger（觸發）（觸發） 觸發方式主要用來設置X軸的觸發信號、觸發電平及邊沿等。 Edge（邊沿）：設置被測信號開始的邊沿，設置先顯示上升沿或下降沿。 Level（電平）：設置觸發信號的電平，使觸發信號在某一電平時啟動掃描。 觸發信號選擇：Auto（自動）、通道A和通道B表明用項應的通道信號作為觸發信號；ext為外觸發；Sing為單脈沖觸發；Nor為一般脈沖觸發。295） 四通道示波器（四通道示波器（4 Channel Oscilloscope） 四通道示波器與雙通道示波器的使用

15、方法和參數調整方式完全一樣，只是多了一個通道控制器旋鈕 ，當旋鈕撥到某個通道位置，才能對該通道的Y軸進行調整。 306 ）波特圖儀（）波特圖儀（Bode Plotter） 利用波特圖儀可以方便地測量和顯示電路的頻率響應，波特圖儀適合于分析濾波電路或電路的頻率特性，特別易于觀察截止頻率。需要連接兩路信號，一路是電路輸入信號，另一路是電路輸出信號，需要在電路的輸入端接交流信號。 31 波特圖儀控制面板分為Magnitude（幅值）或Phase（相位）的選擇、Horizontal（橫軸）設置、Vertical（縱軸）設置、顯示方式的其他控制信號，面板中的F指的是終值，I指的是初值。在波特圖儀的面板上

16、，可以直接設置橫軸和縱軸的坐標及其參數。 例如：構造一階RC濾波電路，輸入端加入正弦波信號源，電路輸出端與示波器相連，目的是為了觀察不同頻率的輸入信號經過RC濾波電路后輸出信號的變化情況。32 調整縱軸幅值測試范圍的初值I和終值F，調整相頻特性縱軸相位范圍的初值I和終值F。 打開仿真開關，點點幅頻特性在波特圖觀察窗口可以看到幅頻特性曲線；點點相頻特性可以在波特圖觀察窗口顯示相頻特性曲線 。幅頻特性曲線相頻特性曲線337 ）頻率計（）頻率計（Frequency couter） 頻率計主要用來測量信號的頻率、周期、相位，脈沖信號的上升沿和下降沿，頻率計的圖標、面板以及使用如圖所示。使用過程中應注意

17、根據輸入信號的幅值調整頻率計的Sensitivity（靈敏度）和Trigger Level（觸發電平）。 34 8） 數字信號發生器（數字信號發生器（Word Generator） 數字信號發生器是一個通用的數字激勵源編輯器，可以多種方式產生32位的字符串，在數字電路的測試中應用非常靈活。左側是控制面板，右側是字信號發生器的字符窗口。控制面板分為Controls（控制方式）、Display（顯示方式）、Trigger（觸發）、Frequency（頻率）等幾個部分。 359） 邏輯分析儀（邏輯分析儀（Logic Analyzer） Multiuse 10提供了16路的邏輯分析儀，用來數字信號的高

18、速采集和時序分析。邏輯分析儀的圖標如圖所示。邏輯分析儀的連接端口有：16路信號輸入端、外接時鐘端C、時鐘限制Q以及觸發限制T。 面板分上下兩個部分，上半部分是顯示窗口，下半部分是邏輯分析儀的控制窗口，控制信號有：Stop（停止）、Reset（復位）、Reverse（反相顯示）、Clock（時鐘）設置和Trigger（觸發）設置。 36Clock setup（時鐘設置）對話框 Clock Source（時鐘源）選擇外觸發或內觸發； Clock rate（時鐘頻率）：1Hz100MHz范圍內選擇； Sampling Setting（取樣點設置）：Pre-trigger samples （觸發前取樣

19、點）、Post- trigger samples（觸發后取樣點） 和Threshold voltage（開啟電壓）設置。 37 點點Trigger下的 Set（設置）按鈕時，出現Trigger Setting（觸發設置）對話框 如圖所示。Trigger Clock Edge（觸發邊沿）：Positive（上升沿）、Negative（下降沿）、Both（雙向觸發）。Trigger patterns（觸發模式）：由A、B、C定義觸發模式，在Trigger Combination（觸發組合）下有21種觸發組合可以選擇。3810） 邏輯轉換器（邏輯轉換器（Logic Converter） Multis

20、im 10提供了一種虛擬儀器：邏輯轉換器。實際中沒有這種儀器，邏輯轉換器可以在邏輯電路、真值表和邏輯表達式之間進行轉換。有8路信號輸入端，1路信號輸出端。6種轉換功能依次是：邏輯電路轉換為真值表、真值表轉換為邏輯表達式、真值表轉換為最簡邏輯表達式、邏輯表達式轉換為真值表、邏輯表達式轉換為邏輯電路、邏輯表達式轉換為與非門電路。39 11） IV分析儀（分析儀（IV Analyzer） IV分析儀專門用來分析晶體管的伏安特性曲線，如二極管、NPN管、PNP管、NMOS管、PMOS管等器件。IV分析儀相當于實驗室的晶體管圖示儀，需要將晶體管與連接電路完全斷開，才能進行IV分析儀的連接和測試。IV分析

21、儀有三個連接點，實現與晶體管的連接。IV分析儀面板左側是伏安特性曲線顯示窗口；右側是功能選擇。40 12） 失真度儀（失真度儀（Distortion Analyzer） 失真度儀專門用來測量電路的信號失真度，失真度儀提供的頻率范圍為20Hz100kHz。 面板最上方給出測量失真度的提示信息和測量值。 Fundamental Freq（分析頻率）處可以設置分析頻率值；選擇分析THD（總諧波失真）或SINAD（信噪比），單點Set按鈕，打開設置窗口如圖所示，由于THD的定義有所不同，可以設置THD的分析選項。 4113） 頻譜分析儀（頻譜分析儀（Spectrum Analyzer） Span Co

22、ntrol用來控制頻率范圍，選擇Set Span的頻率范圍由Frequency區域決定；選擇Zero Span的頻率范圍由Frequency區域設定的中心頻率決定；選擇Full Span的頻率范圍為1KHz4GHz。用來分析信號的頻域特性，其頻域分析范圍的上限為4GHz。 42 Frequency用來設定頻率：Span設定頻率范圍、Start設定起始頻率、Center設定中心頻率、End設定終止頻率。 Amplitude用來設定幅值單位，有三種選擇：dB、dBm、Lin。Db = 10log10V；dBm = 20log10（V/0.775）；Lin為線性表示。 Resolution Freq

23、.用來設定頻率分辨的最小譜線間隔，簡稱頻率分辨率。4314 ）網絡分析儀（）網絡分析儀（Network Analyzer） 網絡分析儀主要用來測量雙端口網絡的特性，如衰減器、放大器、混頻器、功率分配器等。Multisim 10提供的網絡分析儀可以測量電路的S參數、并計算出H、Y、Z參數。44 Mode提供分析模式：Measurement測量模式；RF Characterizer射頻特性分析；Match Net Designer電路設計模式。 Graph用來選擇要分析的參數及模式，可選擇的參數有S參數、H參數、Y參數、Z參數等。模式選擇有Smith（史密斯模式）、Mag/Ph（增益/相位頻率響應

24、，波特圖）、Polar（極化圖）、Re/Im（實部/虛部）。 Trace用來選擇需要顯示的參數。 45 Marker用來提供數據顯示窗口的三種顯示模式：Re/Im為直角坐標模式；Mag/Ph（Degs）為極坐標模式；dB Mag/Ph（Deg）為分貝極坐標模式。 Settings用來提供數據管理，Load讀取專用格式數據文件；Save存儲專用格式數據文件；Exp輸出數據至文本文件；Print打印數據。 Simulation Set按鈕用來設置不同分析模式下的參數。4615） 仿真Agilent儀器 仿真Agilent儀器有三種：Agilent信號發生器、Agilent萬用表、Agilent示波

25、器。這三種儀器與真實儀器的面板，按鈕、旋鈕操作方式完全相同，使用起來更加真實。 47（1）Agilent信號發生器 Agilent信號發生器的型號是33120A，其圖標和面板如圖所示，這是一個高性能15 MHz的綜合信號發生器。Agilent信號發生器有兩個連接端，上方是信號輸出端，下方是接地端。單點最左側的電源按鈕，即可按照要求輸出信號。48（2）Agilent萬用表 Agilent萬用表的型號是34401A，其圖標和面板如圖所示，這是一個高性能6位半的數字萬用表。Agilent萬用表有五個連接端，應注意面板的提示信息連接。單點最左側的電源按鈕，即可使用萬用表，實現對各種電類參數的測量。49

26、 （3）Agilent示波器示波器 Agilent示波器的型號是54622D，圖標和面板如圖所示，這是一個2模擬通道、16個邏輯通道、100-MHz的寬帶示波器。Agilent示波器下方的18個連接端是信號輸入端，右側是外接觸發信號端、接地端。單點電源按鈕，即可使用示波器，實現各種波形的測量。501.2 元器件基本操作元器件基本操作1. 元器件的選用 選用元器件時，首先在元器件庫欄中用鼠標點點包含該元器件的圖標，打開該元器件庫。然后從選中的元器件庫對話框中（如圖所示電容庫對話框），用鼠標點點將該元器件，然后點點“OK”即可，用鼠標拖曳該元器件到電路工作區的適當地方即可。512.選中元器件 對某

27、一個元器件，只需用左鍵單點它即可。對于多個元器件，可用“CTRL+鼠標左鍵單點”依次選中。如果要同時選中一組相鄰的元器件，可用鼠標在電路窗口中的適當位置拖曳，畫出一個矩形框，側該矩形框中的所有元器件同時被選中。要取消某一個元器件的選中狀態，可在該元器件上再次單點一次，或用“CTRL+單點”（用于取消被選中的一組元器件的某幾個），若在電路窗口的空白處單點則取消所有元器件的選中狀態。523.旋轉和翻轉 常用的元器件編輯功能有：90 Clockwise-順時針旋轉90、90 CounterCW-逆時針旋轉90、Flip Horizontal-水平翻轉、Flip Vertical-垂直翻轉、Compo

28、nent Properties-元件屬性等。這些操作可以在菜單欄Edit子菜單下選擇命令，也可以應用快捷鍵進行快捷操作。原始圖像 順時針旋轉90 逆時針旋轉90 水平翻轉 垂直翻轉534.復制和刪除 可使用編輯菜單EditCopy/EditPaste或快捷菜單中的CTRL+C/ CTRL+V相關命令實現元器件的復制和粘貼操作。EditDelete刪除操作。用鼠標右鍵單點所選元器件可打開快捷菜單。5.元器件方位的調整 若移動一個元器件，只需用鼠標拖曳該元件就可以。若移動一組，須用前述方法先選中這些元器件，然后用鼠標左鍵拖曳其中的一個，則所有被選中的元器件將一起移動。元器件被移動后，與其相連接的導

29、線會自動重新排列。另外還可以使用鍵盤上的箭頭鍵使被選中的元器件作微小的位移。 546.元器件標簽、編號、數值、模型參數的設置 在選中元器件后，雙點該元器件，或者選擇菜單命令EditProperties（元器件特性）會彈出相關的對話框，可供輸入數據。 器件特性對話框具有多種選項可供設置，包括Label（標識）、Display（顯示）、Value（數值）、Fault（故障設置）、Pins（引腳端）、Variant（變量）等內容。551.3導線的操作1.連接與刪除 在屏幕上使鼠標箭頭指向某元器件的引腳，出現一個小黑點時，用鼠標左鍵單點，即可有該引腳上拖曳一根導線，將此線拖曳到另一元器件的引腳，出現小

30、黑點時，再單點鼠標左鍵，即可實現兩個元器件引腳之間的互連，導線的走向及排列方式有系統自動完成。注意，每個小黑點（連接點）有4個方向可以引出線，導線選擇的方向不同會引起導線的走向及排列的方式的差異。對于二端子元器件，還可直接拖放到某根導線上實現插入連接。拆除連線可在該導線上單點鼠標右鍵，在彈出的菜單上選擇Delete命令來完成。562.改變導線的顏色 在復雜的電路中，可以將導線設置為不同的顏色。要改變導線的顏色，用鼠標指向該導線，點點右鍵可以出現菜單，選擇Change Color選項，出現顏色選擇框，然后選擇合適的顏色即可。3.在導線中插入元器件將元器件直接拖曳放置在導線上，然后釋放即可插入元器

31、件在電路中。574. “連接點”的使用 “連接點”是一個小圓點，點點Place Junction可以放置節點。一個“連接點”最多可以連接來自四個方向的導線。可以直接將“連接點”插入連線中。5. 節點編號 在連接電路時，multisim自動為每個節點分配一個編號。是否顯示節點編號可由OptionsSheetProperties對話框的Circuit選項設置。選擇RefDes選項，可以選擇是否顯示連接線的節點編號。581.4文本基本編輯文本基本編輯電路工作區輸入文字電路工作區輸入文字 單點Place / Text命令或使用Ctrl+T快捷操作，然后用鼠標單點需要輸入文字的位置，輸入需要的文字。用鼠標指向文字塊，單點鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇Color命令，選擇需要的顏色。雙點文字塊，可以隨時修改輸入的文字。591.5 圖紙標題欄編輯圖紙標題欄編輯 單點Place / Title Block命令，在打開對話框的查找范圍處指向Multisim / Titleblocks目錄，在該目錄下選擇一個*.tb7圖紙標題欄文件，放在電路工作區。 用鼠標指向文字