Multisim简介及基本应用.ppt

1,电子线路CADMultisim&Protel Altium Designer,2,Multisim 10是IIT公司推出Multisim 2001之后的Multisim最新版本。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。,一、Multisim 10简介,3,操作界面方便友好，原理图的设计输入快捷。元器件丰富，有数千个器件模型。虚拟电子设备种类齐全，如同操作真实设备一样。分析工具广泛，帮助设计者全面了解电路的性能。对电路进行全面的仿真分析和设计。可直接打印输出实验数据、曲线、原理图和元件清单等。,Multisim 10有如下特点：,4,二、Multisim 10的基本应用,1.Multisim 10基本操作2.Multisim 10电路创建3.Multisim 10的几个简单例子4.Multisim 10操作界面5.Multisim 10仪器仪表使用,主 要 内 容,5,1.1 基本界面,1.Multisim 10基本操作,6,1.2 文件基本操作,与Windows常用的文件操作一样，Multisim10中也有：New-新建文件、Open-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。,7,常用的元器件编辑功能有：90 Clockwise-顺时针旋转90、90 CounterCW-逆时针旋转90、Flip Horizontal-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。,原始图像 顺时针旋转90 逆时针旋转90 水平翻转 垂直翻转,1.3 元器件基本操作,8,1.4 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。,9,利用文本描述框输入文字不占用电路窗口，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/Circuit Description 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。,(2)文本描述框输入文字,10,1.5 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Multisim/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Modify Title Block Data命令。如下图所示：,11,1.6 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。,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口上，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。,12,子电路创建：单击Place/Replace by Subcircuit命令，在屏幕出现Subcircuit Name的对话框中输入子电路名称sub1，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Ctrl+B快捷操作，输入已创建的子电路名称sub1，即可使用该子电路。,13,子电路修改：双击子电路模块，在出现的对话框中单击Edit Subcircuit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/输出：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/输出信号端进行连接。带有输入/输出符号的子电路才能与外电路连接。,14,2.1 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.Multisim 10电路创建,15,(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：,Cut：剪切Copy：复制Flip Horizontal：选中元器件的水平翻转；Flip Vertical：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,16,(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 Fault-故障,17,2.2 电路图,选择菜单Options栏下的Preference命令，出现如图所示的对话框，每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。,18,(1)Circuit选项,Show栏目的显示控制如下：,Show component label：是否显示元器件的标识文字；,Show component reference ID：是否显示元器件的序号；,Show node names：是否显示节点编号；,Show component values：是否显示元器件数值；,Show component attribute：是否显示元器件属性；,Color栏目用来改变电路显示的颜色。,19,(2)Workspace选项,Workspace选项有三个栏目。Show栏目实现电路工作区显示方式的控制；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)Wiring选项,Wiring选项有两个栏目。Wire width栏目设置连接线的线宽；Autowire栏目控制自动连线的方式。,20,(4)Component Bin选项,Component Bin选项有两个栏目。Symbol standard栏目用来选择元器件符号标准。有两种符号标准可以选择：ANSL美国标准元件符号和DIN欧洲标准元件符号；Place component mode栏目选择元器件的操作模式。,(5)Font选项,Font选项可以选择字体、选择字体的应用项目以及应用范围等栏目。,21,(6)Miscellaneous选项,Miscellaneous选项控制文件备份方式等。其中，Auto-backup选择自动备份的时间；Circuit Default Path选择电路存盘的路径；Digital Simulation Setting选择数字仿真的两种状态：Idea理想仿真和Real真实状态仿真，前者可以获得较高的仿真速度，后者获得更为精确的仿真结果。,22,(7)PCB选项,PCB选项选择与制作电路板相关的命令。,(8)Default对话框,Set as Default按钮将当前设置存为用户默认设置，影响新建电路图；Restore Default按钮将当前设置恢复为用户的默认设置。OK按钮不影响用户的默认设置，只影响当前电路图设置。,23,2.4 输入/输出,单击Place/HB/SB Connecter命令，屏幕上会出现输入/输出符号：，将该符号与电路的输入/输出信号端进行连接。子电路的输入/输出端必须有输入/输出符号，否则无法与外电路进行连接。,2.3 导线,主要涉及的操作有：导线的形成、导线的删除、导线颜色设置、导线连接点、在导线中间插入元器件。,24,3.Multisim10的几个简单例子,25,例1 继电器控制电路,26,27,例2 探测器使用,28,29,例3 光柱使用,30,例4 交通灯设计,31,Place/HB/SB Connector,32,33,4.1 Multisim 10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）。,4.Multisim 10操作界面,34,(1)File（文件）菜单,35,(2)Edit（编辑）菜单,36,(3)View（窗口）菜单,37,(4)Place（放置）菜单,38,(5)Simulate（仿真）菜单,39,(6)Transfer（文件输出）菜单,40,(7)Tools（工具）菜单,41,(8)Reports（报告）菜单,42,(9)Options（选项）菜单,(10)Window（窗口）菜单,43,(11)Help（帮助）菜单,4.2 Multisim 10元器件栏,Multisim 10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。,44,元器件栏各图标名称及其功能如表所示：,45,4.3 Multisim 10仪器仪表栏,Multisim 10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。,46,5.1 数字万用表（Multimeter）,Multisim 10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。,5.Multisim 10仪器仪表使用,47,5.2 函数发生器（Function Generator）,Multisim 10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。,48,5.3 瓦特表（Wattmeter）,Multisim 10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。,49,5.4 双通道示波器（Oscilloscope）,Multisim 10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。,50,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B/A方式指的是X轴和Y轴都显示电压值。,51,(2)Channel A（通道A）Scale（量程）：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)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。,52,(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。,53,5.5 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。,54,5.6 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。,55,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。,56,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,57,5.7 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Trigger Level（触发电平）。,58,5.8 数字信号发生器（Word Generator）,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。,59,5.9 逻辑分析仪（Logic Analyzer）,Multiuse 7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。,60,Clock setup（时钟设置）对话框,Clock Source（时钟源）选择外触发或内触发；Clock rate（时钟频率）：1Hz100MHz范围内选择；Sampling Setting（取样点设置）：Pre-trigger samples（触发前取样点）、Post-trigger samples（触发后取样点）和Threshold voltage（开启电压）设置。,61,点击Trigger下的 Set（设置）按钮时，出现Trigger Setting（触发设置）对话框 如图所示。,Trigger Clock Edge（触发边沿）：Positive（上升沿）、Negative（下降沿）、Both（双向触发）。Trigger patterns（触发模式）：由A、B、C定义触发模式，在Trigger Combination（触发组合）下有21种触发组合可以选择。,62,5.10 逻辑转换器（Logic Converter）,Multisim 10提供了一种虚拟仪器：逻辑转换器。实际中没有这种仪器，逻辑转换器可以在逻辑电路、真值表和逻辑表达式之间进行转换。有8路信号输入端，1路信号输出端。,6种转换功能依次是：逻辑电路转换为真值表、真值表转换为逻辑表达式、真值表转换为最简逻辑表达式、逻辑表达式转换为真值表、逻辑表达式转换为逻辑电路、逻辑表达式转换为与非门电路。,63,5.11 IV分析仪（IV Analyzer）,IV分析仪专门用来分析晶体管的伏安特性曲线，如二极管、NPN管、PNP管、NMOS管、PMOS管等器件。IV分析仪相当于实验室的晶体管图示仪，需要将晶体管与连接电路完全断开，才能进行IV分析仪的连接和测试。,IV分析仪有三个连接点，实现与晶体管的连接。IV分析仪面板左侧是伏安特性曲线显示窗口；右侧是功能选择。,64,5.12 失真度仪（Distortion Analyzer）,失真度仪专门用来测量电路的信号失真度，失真度仪提供的频率范围为20Hz100kHz。,面板最上方给出测量失真度的提示信息和测量值。Fundamental Freq（分析频率）处可以设置分析频率值；选择分析THD（总谐波失真）或SINAD（信噪比），单击Set按钮，打开设置窗口如图所示，由于THD的定义有所不同，可以设置THD的分析选项。,65,5.13 频谱分析仪（Spectrum Analyzer）,Span Control用来控制频率范围，选择Set Span的频率范围由Frequency区域决定；选择Zero Span的频率范围由Frequency区域设定的中心频率决定；选择Full Span的频率范围为1KHz4GHz。,用来分析信号的频域特性，其频域分析范围的上限为4GHz。,66,Frequency用来设定频率：Span设定频率范围、Start设定起始频率、Center设定中心频率、End设定终止频率。Amplitude用来设定幅值单位，有三种选择：dB、dBm、Lin。Db=10log10V；dBm=20log10（V/0.775）；Lin为线性表示。Resolution Freq.用来设定频率分辨的最小谱线间隔，简称频率分辨率。,67,5.14 网络分析仪（Network Analyzer）,网络分析仪主要用来测量双端口网络的特性，如衰减器、放大器、混频器、功率分配器等。Multisim 10提供的网络分析仪可以测量电路的S参数、并计算出H、Y、Z参数。,68,Mode提供分析模式：Measurement测量模式；RF Characterizer射频特性分析；Match Net Designer电路设计模式。Graph用来选择要分析的参数及模式，可选择的参数有S参数、H参数、Y参数、Z参数等。模式选择有Smith（史密斯模式）、Mag/Ph（增益/相位频率响应，波特图）、Polar（极化图）、Re/Im（实部/虚部）。Trace用来选择需要显示的参数。,69,Marker用来提供数据显示窗口的三种显示模式：Re/Im为直角坐标模式；Mag/Ph（Degs）为极坐标模式；dB Mag/Ph（Deg）为分贝极坐标模式。Settings用来提供数据管理，Load读取专用格式数据文件；Save存储专用格式数据文件；Exp输出数据至文本文件；Print打印数据。Simulation Set按钮用来设置不同分析模式下的参数。,70,5.15 仿真Agilent仪器,仿真Agilent仪器有三种：Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器。这三种仪器与真实仪器的面板，按钮、旋钮操作方式完全相同，使用起来更加真实。,71,(1)Agilent信号发生器,Agilent信号发生器的型号是33120A，其图标和面板如图所示，这是一个高性能15 MHz的综合信号发生器。Agilent信号发生器有两个连接端，上方是信号输出端，下方是接地端。单击最左侧的电源按钮，即可按照要求输出信号。,72,Agilent万用表的型号是34401A，其图标和面板如图所示，这是一个高性能6位半的数字万用表。Agilent万用表有五个连接端，应注意面板的提示信息连接。单击最左侧的电源按钮，即可使用万用表，实现对各种电类参数的测量。,(2)Agilent万用表,73,Agilent示波器的型号是54622D，图标和面板如图所示，这是一个2模拟通道、16个逻辑通道、100-MHz的宽带示波器。Agilent示波器下方的18个连接端是信号输入端，右侧是外接触发信号端、接地端。单击电源按钮，即可使用示波器，实现各种波形的测量。,(3)Agilent示波器,