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Multisim7 是一个优秀的电工电子技术仿真软件,既可以完成电路设计和版图绘制,也可以创建工作平台进行仿真实验。 Multisim7 软件功能完善,操作界面友好,分析数据准确,易学易用,灵活简便,因此,在教学、科研和工程设计等领域得到广泛地应用。.
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Multisim7是一个优秀的电工电子技术仿真软件,既可以完成电路设计和版图绘制,也可以创建工作平台进行仿真实验。Multisim7软件功能完善,操作界面友好,分析数据准确,易学易用,灵活简便,因此,在教学、科研和工程设计等领域得到广泛地应用。
Multisim7(以下简称Multisim)以SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)为核心,为用户提供了良好的操作平台、强大的仿真、VHDL/Verilog设计接口与仿真、的元器件库、精度很高的仪表库、电路图编辑器和波形产生与分析器,并提供了较为全面的分析功能,如交流分析、直流扫描分析、瞬态分析等19种功能,此外还提供了原理图输入接口、数字电路和模拟电路FPGA/CPLG综合与设计、RF设计和后处理等功能。 9.1 Multisim7概述
Multisim7提供了全集成化的工作环境以及电路设计、仿真实验、参数测试和电路分析等强大功能,虚拟的工作平台非常接近真实的实验环境。 简言之,Multisim7具有以下基本功能: 1、系统集成度高,界面直观,操作简便。 Multisim提供了一个互动式的工作平台,可以灵活直观地进行电路设计和仿真实验。 9.2 Multisim7的基本功能
2、庞大的元器件库,种类繁多的元器件。 Multisim提供了庞大的元器件库,品种齐全,数量众多,系列分类,查找方便。为便于创建电路,大多数元器件均提供虚拟和现实两种形式。此外还提供了众多的三维立体元件,使电路仿真效果更为逼真。 9.2 Multisim7的基本功能
3、元件定位迅速,连线简捷方便。 创建电路,只要选中元件,用鼠标拖出,就可以轻易地完成元件的定位。元件的连接也非常简单,只需单击源引脚和目的引脚就自动完成元件的连接。同时,连线也可以任意拖动和调整。 4、准确、快速地执行仿真实验。 Multisim的核心是对电工、电子电路进行SPICE仿真,可以快速、准确、直观地测试电路的参数和性能。
5、仪器仪表齐全,精度高。 Multisim提供了数字万用表、示波器、逻辑分析仪、波特图仪、函数信号发生器和瓦特表等18种虚拟仪器。仪表外观、面板布置、按键功能和操作方法等与实际仪表基本相同,可以毫无风险地进行使用。 6、强大的分析功能。 Multisim还提供了直流工作点分析、交流分析、直流扫描分析和傅里叶分析等多种分析功能,为电路实验带来了极大的便利。
7、快捷的作图功能。 Multisim具有快捷的作图功能,可增删网格,设置标记,建立文本,还可对分析结果进行保存、输出和打印。 8、后处理功能。 利用后处理器,可以对仿真结果和波形进行数学运算、工程运算、矢量运算和复杂的函数运算。
9、射频电路仿真功能。 Multisim提供了专门用于射频电路仿真的元件库和仪表,以此搭建射频电路并进行仿真实验。 10、HDL仿真功能。 Multisim还可以进行HDL(Hardwar Description Language,硬件描述语言 )仿真,具有完整的设计入口、自动项目管理、高级波形显示等功能,可执行综合仿真实验。
Multisim系统如同一个真实的实验工作台,台上摆放着各种仪器仪表和元器件,可根据实验要求,创建电路、放置仪表和元器件、连接线路,进行调试和分析。Multisim系统如同一个真实的实验工作台,台上摆放着各种仪器仪表和元器件,可根据实验要求,创建电路、放置仪表和元器件、连接线路,进行调试和分析。 9.3 Multisim7的操作界面
1、基本界面 基本界面最上方是菜单栏,共11项;菜单栏下方左面为系统工具栏,共11项;中间为设计工具栏,共8项;右面是使用中的元件列表(In Use List)和帮助按钮;最右角为仿真开关。 基本界面的左侧为元件工具栏;中间部分为电路工作区,或称Workspace,相当于工作平台;右侧为仪表工具栏,共有17种仪器仪表。 基本界面的下方为状态栏,状态栏显示当前电路名称、有关操作状态以及鼠标所指条目的信息等。新产生的电路文件以Multisim7默认的名称Circuit 1来命名。
2、菜单栏 Multisim7的菜单栏与Windows系统极其相似,如图9-1所示。从左至右依次是:File(文件)、Edit(编辑)、View(窗口显示)、Place(放置)、Simulate(仿真)、Transfer(文件输出)、Tools (工具)、Reports(报告)、Options(选项)、Window(视窗)和Help(帮助),共11个主菜单。 图9-1 菜单栏
3、标准工具栏 如图9-2所示。该工具栏为基本操作按钮,从左至右依次是:新建、打开、保存、剪切、复制、粘贴、打印、放大、缩小、100%放大、全屏显示、项目栏、电路元件属性视窗、数据库管理、创建元件、仿真启动、图表、分析、后处理、使用元件列表和帮助按钮。 图9-2 标准工具栏
4、仿真开关 如图9-3所示。主要用于仿真控制。 图9.3 仿真开关
5、图形注释工具栏 如图9-4所示。该工具栏主要用于在基本界面中放置各种图形,从左至右依次是:文本、直线、折线、矩形、椭圆、圆弧、多边形和图片。 图9-4 图形注释工具栏
6、元件工具栏 如图9-5所示。元件工具栏通常在基本界面的左边。也可以用鼠标将工具栏拖至界面的上方,呈水平状。从左至右依次是:电源库(Source)、基本元件库(Basic)、二极管库(Diode)、晶体管库(Transistor)、模拟元件库(Analog)、TTL元件库(TTL)、CMOS元件库(CMOS)、数字元件库(Miscellaneous Digital)、混合元件库(Mixed)、指示元件库(1ndicator)、其他元件库(Miscellaneous)、射频元件库(RF)、机电类元件库(Electromechanical)、放置分层模块、放置总线、登录WWW.Electronics Workbench.com和www.EDApart.com网站等。 图9-5 元件工具栏
7、虚拟元件工具栏 如图9-6所示。虚拟元件工具栏带有蓝绿色的标识,从左至右依次是:电源元件工具栏(Power Source ComponentsBar)、信号源元件工具栏(Signal Source ComponentsBar)、基本元件工具栏(Basic Components Bar)、二极管元件工具栏(Diodes Components Bar)、晶体管元件工具栏(Transistors Components Bar)、模拟元件工具栏(Analog Components Bar)、其他元件工具栏 (Miscellaneous Components Bar)、额定元件工具栏(Rated Components Bar)、3D元件工具栏(3D Components Bar)和测量元件工具栏(Measurement Components Bar),共计10个工具栏。 图9-6 虚拟工具栏
8、仪表工具栏 如图9-7所示。仪表工具栏通常位于基本界面的右边,也可以用鼠标将工具栏拖至界面的上方,呈水平状。 图9-7 仪表工具栏
8、仪表工具栏 从左至右依次是:数字万用表(Multimeter)、函数信号发生器(Function Generation)、瓦特表(Wattmeter)、双踪示波器(Oscilloscope)、4通道示波器(4 Channel Oscilloscope)、波特图仪(Bode Plotter)、频率计数器(Frequency Counter)、字信号发生器(Word Generator)、逻辑分析仪(Logic Analyzer)、逻辑转换器(Logic Converter)、IV分析仪(1V-Analysis)、失真分析仪(Distortion Analyzer)、频谱分析仪(Spectrum Analyzer)、网络分析仪(Network Analyzer)、安捷伦函数信号发生器(Agilent Function Generation)、安捷伦数字万用表(Agilent Multimeter)、安捷伦示波器(Agilent Oscilloscope)和动态测量探针(Dynamic Measurement Probe)。
9.4 Multisim7的文件操作 1、文件操作 Multisim7的文件操作与Windows系统极其相似,主要是:新建(New)、打开(Open)、保存(Save)、另存(Save As)、打印(Print)、打印设置(Print Setup)和退出(Exit)等操作,这些操作既可以在菜单栏File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。
2、元器件操作 创建电路最基本的操作是元器件选择、设置、旋转和移动,这些操作可以在菜单栏Edit子菜单下选择命令,也可以使用快捷键。 3、文本操作 在电路设计时,经常需要添加文本,文本注释有两种方式:文字说明、电路描述。
4、设置节点号 (1)设置节点号 单击Options/Preferences(参数设定)命令,便会弹出一个“Preferences”对话框。单击Circuit(电路)/Show(显示)选项,可进行电路和元件参数的设置,也可以进行电路节点号的显示或隐藏设置。 (2)修改节点号 在创建电路过程中,会自动为每个节点添加一个序号,为了使序号符合需要,经常需要修改节点号,方法是:双击电路的连线,会弹出一个“Node”(节点)对话框,通过对Node name选项修改节点号。 5、图纸标题栏编辑
9.5 电路创建方法 电路创建的操作步骤是:操作界面设置、元器件选用、连线、仪器仪表调用和文本格式变换等。
1、操作界面设置 单击Options/Preferences命令,便会弹出一个“Preferences”对话框,如图9-8所示。该对话框共有8个选项卡,每个选项卡又包含若干个功能选项,通过这些功能选项可对电路进行设置。具体选项如下: 图9-8 “Preferences”对话框
(1)Circuit(电路)选项卡 A、Show显示功能 用于窗口内电路图和元件参数的设置,可以选择显示或隐藏(/Hide)电路中元器件的标识、参考序号、节点编号、元件量值和元件属性等。 B、Color配色功能 设置窗口内电路图的颜色,在左侧下拉菜单中可选预定的几种配色方案。也可以自定义配色方案,通过该区右侧的五个按钮,对电路图的背景、导线、有源器件、无源器件和虚拟器件进行颜色配置。
(2)Workspace (工作区)选项卡 A、设置图纸尺寸、方向、纸张边界、标题栏等。 B、设置栅格显示、显示窗口的缩放比例。 图9-9 Workspace选项卡
(3)Wiring (连线)选项卡 主要用于设置电路导线的宽度和连接方式。Wire width项为电路导线宽度设置,Autowire项为控制自动连线方式。控制方式是: A、Autowire on connection 选择是否自动连线。 B、Autowire on move 选择此项,移动元件时,连接线会自动保持垂直/水平走线。
(4)Component Bin(元器件)选项卡 A、选择元器件放置形式,单个放置或连续放置,通常选单个放置。 B、选择元器件的符号标准,ANSI为美国标准,DIN为欧洲标准。我国的电气符号与欧洲标准相近,选DIN标准。 图9-10 Component Bin选项卡
(5)Font (字体、字型和字号)选项卡 (6)Miscellaneous (综合)选项卡 (7)Rule Check选项卡 (8)PCB选项卡
2、元器件选取 创建电路的第一步是选取元器件,元器件共分两大类:一类是真实元件,另一类是虚拟元件,背景为绿色的是虚拟元件,操作方法如下:
(1)选取虚拟元器件 单击虚拟元件库中某个元件,用鼠标拖放到工作区。如想改变元件参数,可双击该元件,弹出属性对话框,如图9-11所示,可进行Label(标号)、Value(标称值)、Display(显示方式)和Fault(故障模拟)等设置。 图9-11 电源属性设置对话框
(2)选取真实元器件 A、Database下拉列表框,单击该框可看到三个选项,选Multisim Master (Multisim主元器件库),通常为默认设置。 B、Group下拉列表框,单击该框后会出现14种元件族,如基本元件、电源、二极管、晶体管等元器件。 选取元器件的操作顺序是:先确定主元器件库,然后确定元件族,最后确定元件系列号。例如,拟选取一个5.1Ω的电阻,首先在Group框中选择Basic,然后选Resistor,最后选取5.1Ohm的电阻。
(3)搜索所需的元件 如果知道所需元器件类型的某些信息,利用搜索引擎,可以快捷地选取元件。具体方法是:在“Select a Component”对话框中,填入所需要的元件参数,单击Search按钮,可以自动进行查找。 (4)放置三维立体元件 单击虚拟元件库的3D图标,可以选择3D元件,如图9-12所示。 图9-12 3D元件库图标
3、元器件定位与调整 在对元器件进行定位、移动、旋转、删除和参数设置时,应先选中该元件,方法是: (1)选中某一个元件,可用鼠标左键单击该元件;选中多个元件,可在按住<Shift>键的同时,依次单击要选的元件;选中某一区域的元件,可在工作区中拖拽出一个矩形区,该区内的所有元件同时被选中。 (2)被选中的单个或多个元件的图标、标号和标称值,可同时进行移动定位。 (3)为了使电路元件的布局排列合理,可对元件进行旋转或翻转。将光标移到元件上,单击鼠标右键,会弹出一个元件调整对话框。单击相应菜单,可执行旋转或翻转功能。
(4)电位器、可变电容、可变电感和开关等可调元件,可通过键盘上的按键进行控制。以电位器为例,双击该电位器,弹出电位器设置对话框,如图9-13所示。(4)电位器、可变电容、可变电感和开关等可调元件,可通过键盘上的按键进行控制。以电位器为例,双击该电位器,弹出电位器设置对话框,如图9-13所示。 Key选项用于设置控制键,按“a”减小阻值,按“A”增大阻值,Decrease表示递减,Increase表示递增,变换通过<Shift>键进行变换。Increment用于每次调整的百分比,通常设置为1%-5%。 图9-13 电位器设置对话框
4、元器件连接 元器件的连接主要有三种方式:自动连线、手动连线和混合连线。 (1)自动连线 将鼠标移动到需要连线的引脚,鼠标就会变成一个中间有黑点的十字,单击该引脚,移动鼠标,就会随着鼠标的移动产生一条线路,并自动绕过中间的元件。将鼠标指向终点元件引脚,就会自动将两个引脚连接起来,自动产生连线。若此时单击鼠标右键或按Esc键,就会终止此次连线。
(2)手动连线 当电路图比较复杂时,一般采用手动连线或混合连线。首先采用自动连线,若对自动连线结果不满意,则穿插手动连线。若需在某一位置人为地改变连线的走向,则可单击鼠标左键,即每单击一次鼠标左键就可以改变一次连线走向。直至连线达到满意为止。 (3)修改连线 连线接好后,想进行局部调整,可单击该连线,连线上出现很多拖动点,鼠标变成双箭头,拖动箭头进行任意修改。单击连线,按<Delete>键,可删除连线。
(4)连线颜色 为了便于读图或观察波形,可将电路中的某些连线或仪表连线设置为不同颜色。单击Color项,在打开的颜色框中,选择所需要的颜色,单击OK按钮,完成颜色设置。 (5)节点放置 单击Place/Junction(放置节点)命令,或在电路窗口上单击鼠标右键,就会弹出一个对话框,选中Place Junction命令,就会在鼠标箭头处出现一个黑点(即节点),并随着鼠标的移动而移动,移到适当位置,单击鼠标左键,便可放置节点。单击节点,按<Delete>键,可删除。
9.6 电路创建实例 下面就以图9-14所示的直流电路为例,简要介绍电路创建与测试过程。 图9-14 直流电路
步骤1:设置操作界面 启动Multisim7工作界面,单击“新建”图标,创建一个新的电路文件。选择菜单Options/Preferences命令,进行电路工作界面设置。如Circuit选项,可以选择元器件的标识、参考序号、节点编号、元件量值和元件属性等。Workspace选项,可以设置图纸的尺寸、方向等。Component Bin选项,选择元器件的符号标准为DIN标准。
步骤2:放置元器件 创建一个直流电路,如图9-14所示。单击虚拟元件库(蓝绿色图标),从基本元件库中选取电阻,从电源库中选取直流电压源和接地,从测量仪表库中选取电流表和电压表。并将所选中的元器件和仪表拖放到工作区。 如想改变元件参数,可双击该元件,弹出属性设置对话框,进行Label(标号)和Value(标称值)的修改。
步骤3:布置元器件 依次将元器件和仪表放置到电路工作区后,可通过移动、旋转、复制、粘贴和删除等操作。对元件进行有序调整,合理布置,使电路整齐划一、顺行通畅。 步骤4:电路连接 元件连接有手动连线、自动连线和混合连线三种方式。操作方法是:将鼠标箭头指向第一个元件的引脚上,鼠标会变成一个黑点+字,单击该引脚,然后移动鼠标到下一个元件引脚,再次单击该引脚,就会产生一条连线。若此时单击鼠标右键或按Esc键,就会中止此次连接。
步骤5:元器件参数设置 电路连接完成后,需要对元器件和仪表的编号和标称值等进行修改或调整。操作方法是:鼠标箭头对准需要调整的元器件,双击该元件,弹出一个元件属性对话框,可对元件重新设置和调整。如:从电源库中选取的电压源标注为V1,标称值为12V;从基本元件库中选取的电阻标注为R1,标称值为1KΩ。 根据电路设计要求,现修改为:电压源为10V;电阻为10Ω。
步骤6:电路节点设置 电路创建完成后,需要设置节点号。设置节点号的方法是:单击Options/Preferences命令,弹出Preferences对话框,选择Circuit/Show/Show node names项,单击OK,自动完成节点号设置。
步骤7:电路仿真实验 电路创建完毕,单击电路窗口的仿真开关 , 进行电路通电测试。如电路连接正确,可以看到电流表显示U1=1A,电压表显示U2=10V。 电流表和电压表的标识为U1和U2。 步骤8:保存文件 电路仿真实验完成后,就可以将电路文件存盘。方法与Windows系统操作相似。单击“另存为”命令,在弹出的“另存为”对话框中,默认文件名为“Circuit 1.ms7”,也可更改文件名和存放路径。