第一章MultiSIM9介紹和虛擬儀器使用

1、第1章 Multisim 9基本操作Multisim 7是IIT公司推出Multisim 2001之后的Multisim最新版本（06年底又發(fā)布最新的版本Multisim10）。Multisim 9提供了全面集成化的設(shè)計(jì)環(huán)境，完成從原理圖設(shè)計(jì)輸入、電路仿真分析到電路功能測(cè)試等工作。當(dāng)改變電路連接或改變?cè)?shù)，對(duì)電路進(jìn)行仿真時(shí)，可以清楚地觀察到各種變化對(duì)電路性能的影響 。1.1 Multisim 9基本操作1.1.1 基本界面仿真電源開關(guān)菜單欄工具欄元器件欄儀器儀表欄電路工作區(qū)狀態(tài)欄1.1.2 文件基本操作 與Windows常用的文件操作一樣，Multisim9中也有：New-新建文件、Ope

2、n-打開文件、Save-保存文件、Save As-另存文件、Print-打印文件、Print Setup-打印設(shè)置和Exit-退出等相關(guān)的文件操作。以上這些操作可以在菜單欄File子菜單下選擇命令，也可以應(yīng)用快捷鍵或工具欄的圖標(biāo)進(jìn)行快捷操作。 1.1.3 元器件基本操作常用的元器件編輯功能有：90 Clockwise-順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°、90 CounterCW-逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°、Flip Horizontal-水平翻轉(zhuǎn)、Flip Vertical-垂直翻轉(zhuǎn)、Component 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(yīng)用快捷鍵進(jìn)

3、行快捷操作。 原始圖像 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90° 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90° 水平翻轉(zhuǎn) 垂直翻轉(zhuǎn)1.1.4 文本基本編輯 對(duì)文字注釋方式有兩種：直接在電路工作區(qū)輸入文字或者在文本描述框輸入文字，兩種操作方式有所不同1. 電路工作區(qū)輸入文字 單擊Place / Text命令或使用Ctrl+T快捷操作，然后用鼠標(biāo)單擊需要輸入文字的位置，輸入需要的文字。用鼠標(biāo)指向文字塊，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇Color命令，選擇需要的顏色。雙擊文字塊，可以隨時(shí)修改輸入的文字。2. 文本描述框輸入文字利用文本描述框輸入文字不占用電路窗口，可以對(duì)電路的功能、 實(shí)用說明等進(jìn)行詳細(xì)的說明，可以根據(jù)需要修改文字的

4、大小和字體。單擊View/ Circuit Description Box命令或使用快捷操作Ctrl+D ，打開電路文本描述框，在其中輸入需要說明的文字，可以保存和打印輸入的文本。 1.1.5 圖紙標(biāo)題欄編輯 單擊Place / Title Block命令，在打開對(duì)話框的查找范圍處指向Multisim / Titleblocks目錄，在該目錄下選擇一個(gè)*.tb7圖紙標(biāo)題欄文件，放在電路工作區(qū)。用鼠標(biāo)指向文字塊，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇Properties命令。如下圖所示： 1.1.6 子電路創(chuàng)建 子電路是用戶自己建立的一種單元電路。將子電路存放在用戶器件庫中，可以反復(fù)調(diào)用并使用子電路。

5、利用子電路可使復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模塊化、層次化，可增加設(shè)計(jì)電路的可讀性、提高設(shè)計(jì)效率、縮短電路周期。創(chuàng)建子電路的工作需要以下幾個(gè)步驟：選擇、創(chuàng)建、調(diào)用、修改 。子電路創(chuàng)建：單擊Place/Replace by Subcircuit命令，在屏幕出現(xiàn)Subcircuit Name的對(duì)話框中輸入子電路名稱sub1 ，單點(diǎn)OK，選擇電路復(fù)制到用戶器件庫，同時(shí)給出子電路圖標(biāo)，完成子電路的創(chuàng)建。子電路調(diào)用：單擊Place/Subcircuit命令或使用Ctrl+B快捷操作，輸入已創(chuàng)建的子電路名稱sub1，即可使用該子電路。子電路修改：雙擊子電路模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊Edit Subcircuit命令，屏幕

6、顯示子電路的電路圖，直接修改該電路圖。子電路的輸入/輸出：為了能對(duì)子電路進(jìn)行外部連接，需要對(duì)子電路添加輸入/輸出。單擊Place / HB/SB Connecter命令或使用Ctrl+I快捷操作，屏幕上出現(xiàn)輸入/輸出符號(hào)，將其與子電路的輸入/輸出信號(hào)端進(jìn)行連接。帶有輸入/輸出符號(hào)的子電路才能與外電路連接。子電路選擇：把需要?jiǎng)?chuàng)建的電路放到電子工作平臺(tái)的電路窗口上，按住鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)，選定電路。被選擇電路的部分由周圍的方框標(biāo)示，完成子電路的選擇。1.2 Multisim 9電路創(chuàng)建1.2.1 元器件1. 選擇元器件 在元器件欄中單擊要選擇的元器件庫圖標(biāo)，打開該元器件庫。在屏幕出現(xiàn)的元器件庫對(duì)話框中

7、選擇所需的元器件，常用元器件庫有13個(gè)：信號(hào)源庫、基本元件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬器件庫、TTL數(shù)字集成電路庫、CMOS數(shù)字集成電路庫、其他數(shù)字器件庫、混合器件庫、指示器件庫、其他器件庫、射頻器件庫、機(jī)電器件庫等。2. 選中元器件 鼠標(biāo)點(diǎn)擊元器件，可選中該元器件。3. 元器件操作 選中元器件，單擊鼠標(biāo)右鍵，在菜單中出現(xiàn)下列操作命令：Cut：剪切Copy：復(fù)制Flip Horizontal：選中元器件的水平翻轉(zhuǎn)；Flip Vertical：選中元器件的垂直翻轉(zhuǎn)；90 Clockwise：選中元器件的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°；90 CounterCW：選中元器件的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°；

8、Color：設(shè)置器件顏色Edit Symbol：設(shè)置器件參數(shù)Help：幫助信息4. 元器件特性參數(shù) 雙擊該元器件，在彈出的元器件特性對(duì)話框中，可以設(shè)置或編輯元器件的各種特性參數(shù)。元器件不同每個(gè)選項(xiàng)下將對(duì)應(yīng)不同的參數(shù)。 例如：NPN三極管的選項(xiàng)為： Label - 標(biāo)識(shí) Display - 顯示 Value - 數(shù)值 Pins 管腳1.2.2 電路圖1. Circuit選項(xiàng)Show欄目的顯示控制如下：Labels 標(biāo)簽RefDes 元件序號(hào)Values 值A(chǔ)ttributes 屬性Pin names 管腳名字Pin numbers 管腳數(shù)目 2.Workspace 環(huán)境Sheet size欄目實(shí)

9、現(xiàn)圖紙大小和方向的設(shè)置；Zoom level欄目實(shí)現(xiàn)電路工作區(qū)顯示比例的控制。 3.Wring 連線Wire width欄目設(shè)置連接線的線寬； Autowire欄目控制自動(dòng)連線的方式。 4.Font 字體5.PCB 電路板PCB選項(xiàng)選擇與制作電路板相關(guān)的命令 。6.Visibility 可視選項(xiàng)選擇菜單Options欄下的Sheet Properties命令，出現(xiàn)如圖所示的對(duì)話框，每個(gè)選項(xiàng)下又有各自不同的對(duì)話內(nèi)容，用于設(shè)置與電路顯示方式相關(guān)的選項(xiàng)。1.3 Multisim 9操作界面1.3.1 Multisim 9菜單欄11個(gè)菜單欄包括了該軟件的所有操作命令。從左至右為：File（文件）、Ed

10、it（編輯）、View（窗口）、Place（放置）、Simulate（仿真）、Transfer（文件輸出）、Tools（工具）、Reports（報(bào)告）、Options（選項(xiàng)）、Window（窗口）和Help（幫助）。1. File（文件）菜單建立一個(gè)新文件打開文件打開示例關(guān)閉關(guān)閉所有保存保存為保存所有建立一個(gè)新項(xiàng)目打開一個(gè)新項(xiàng)目保存項(xiàng)目關(guān)閉項(xiàng)目項(xiàng)目備份打印打印預(yù)覽打印選項(xiàng)曾打開文件曾打開項(xiàng)目退出2. Edit（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(shè)置元件旋轉(zhuǎn)表題區(qū)位置編輯表題字體對(duì)話框注釋所選元件屬性3. View（窗口）菜單全屏顯示參數(shù)

11、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或關(guān)閉標(biāo)尺顯示或關(guān)閉狀態(tài)欄設(shè)計(jì)工具箱電子表格視圖電路描述框工具注釋/圖表放置元器件連接點(diǎn)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(biāo)題信息欄4. Place（放置）菜單 5. Simulate（仿真）菜單運(yùn)行暫停儀表仿真交互設(shè)置數(shù)字仿真設(shè)置選擇仿真方法電路仿真錯(cuò)誤記錄/檢查數(shù)據(jù)跟蹤裝載仿真設(shè)置保存仿真設(shè)置VHDL 仿真觀察屬性對(duì)話框方向觀察清除儀器數(shù)據(jù)全局元件誤差對(duì)話框設(shè)置6. Transfer（文件輸出

12、）菜單轉(zhuǎn)換到Ultiboard轉(zhuǎn)換到其他PCB制版將Multisim數(shù)據(jù)傳給Ultiboard從Ultiboard傳入數(shù)據(jù)導(dǎo)出列表7. Tools（工具）菜單元件設(shè)計(jì)向?qū)?shù)據(jù)庫重新命名/重新編號(hào)元件置換元件更新電路元件電氣規(guī)則檢查清除ERC標(biāo)記符號(hào)編輯器標(biāo)題塊編輯描述框編輯對(duì)話框編輯標(biāo)簽捕獲屏幕區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)資源共享8. Reports（報(bào)告）菜單 9. Options（選項(xiàng)）菜單全局設(shè)置操作環(huán)境工作表單屬性用戶命令交互設(shè)置10. Window（窗口）菜單新窗口層疊窗口水平分割排列顯示垂直分割排列顯示關(guān)閉所有窗口窗口對(duì)話框當(dāng)前用戶文檔名稱11. Help（幫助）菜單1.3.3 Multisim9

13、元器件欄由于該工具欄是浮動(dòng)窗口，所以不同用戶顯示會(huì)有所不同（方法是：用鼠標(biāo)右擊該工具欄就可以選擇不同工具欄，或者鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄不要放，便可以隨意拖動(dòng)）。從左到右依次是：新建，打開，保存，打印，打印預(yù)覽，剪切，復(fù)制，粘貼，撤銷，重做。滿屏顯示，放大，縮小，選擇放大，100%顯示。電源，電阻，二極管，三極管，集成電路，TTL集成電路，COMS集成電路，數(shù)字器件，混合器件庫，指示器件庫，其他器件庫，電機(jī)類器件庫，射頻器件庫。導(dǎo)線，總線。顯示或隱藏設(shè)計(jì)項(xiàng)目欄，電路屬性欄，電路元件屬性欄，新建元件對(duì)話框，啟動(dòng)仿真分析，圖表，電氣規(guī)則檢查，從Unltiboard導(dǎo)入數(shù)據(jù)，導(dǎo)出數(shù)據(jù)到unltiboard

14、，使用元件列表，幫助。1.3.4 Multisim 儀器儀表欄Multisim 在儀器儀表欄下提供了17個(gè)常用儀器儀表，依次為數(shù)字萬用表、函數(shù)發(fā)生器、瓦特表、雙通道示波器、四通道示波器、波特圖儀、頻率計(jì)、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、IV分析儀、失真度儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、Agilent信號(hào)發(fā)生器、Agilent萬用表、Agilent示波器。1.4 Multisim 儀器儀表使用1.4.1 數(shù)字萬用表（Multimeter） Multisim 提供的萬用表外觀和操作與實(shí)際的萬用表相似，可以測(cè)電流A、電壓V、電阻和分貝值db，測(cè)直流或交流信號(hào)。萬用表有正極和負(fù)極兩個(gè)引線端 。1.4

15、.2 函數(shù)發(fā)生器（Function Generator）Multisim 提供的函數(shù)發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦波、三角波和矩形波，信號(hào)頻率可在1Hz到999MHz范圍內(nèi)調(diào)整。信號(hào)的幅值以及占空比等參數(shù)也可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。信號(hào)發(fā)生器有三個(gè)引線端口：負(fù)極、正極和公共端。1.4.3 瓦特表（Wattmeter） Multisim 提供的瓦特表用來測(cè)量電路的交流或者直流功率，瓦特表有四個(gè)引線端口：電壓正極和負(fù)極、電流正極和負(fù)極。1.4.4 雙通道示波器（Oscilloscope）Multisim 提供的雙通道示波器與實(shí)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(hào)波形的形狀，分析被測(cè)周期

16、信號(hào)的幅值和頻率，時(shí)間基準(zhǔn)可在秒直至納秒范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。示波器圖標(biāo)有四個(gè)連接點(diǎn)：A通道輸入、B通道輸入、外觸發(fā)端T和接地端G。示波器的控制面板分為四個(gè)部分：1. Time base（時(shí)間基準(zhǔn)） Scale（量程）：設(shè)置顯示波形時(shí)的X軸時(shí)間基準(zhǔn)。 X position（X軸位置）：設(shè)置X軸的起始位置。 顯示方式設(shè)置有四種：Y/T方式指的是X軸顯示時(shí)間，Y軸顯示電壓值；Add方式指的是X軸顯示時(shí)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。2. Channel A（通道A） Scale（量程）：通道A的Y軸電壓刻度設(shè)置。 Y position（Y軸位置）：設(shè)置Y軸

17、的起始點(diǎn)位置，起始點(diǎn)為0表明Y軸和X軸重合，起始點(diǎn)為正值表明Y軸原點(diǎn)位置向上移，否則向下移。 觸發(fā)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(shè)置的原點(diǎn)處顯示一條直線。3. Channel B（通道B） 通道B的Y軸量程、起始點(diǎn)、耦合方式等項(xiàng)內(nèi)容的設(shè)置與通道A相同。4. Tigger（觸發(fā)） 觸發(fā)方式主要用來設(shè)置X軸的觸發(fā)信號(hào)、觸發(fā)電平及邊沿等。 Edge（邊沿）：設(shè)置被測(cè)信號(hào)開始的邊沿，設(shè)置先顯示上升沿或下降沿。Level（電平）：設(shè)置觸發(fā)信號(hào)的電平，使觸發(fā)信號(hào)在某一電平時(shí)啟動(dòng)掃描。觸發(fā)信號(hào)選擇：Auto（自動(dòng)

18、）、通道A和通道B表明用項(xiàng)應(yīng)的通道信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)；ext為外觸發(fā)；Sing為單脈沖觸發(fā)；Nor為一般脈沖觸發(fā)。1.4.5 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方法和參數(shù)調(diào)整方式完全一樣，只是多了一個(gè)通道控制器旋鈕 ，當(dāng)旋鈕撥到某個(gè)通道位置，才能對(duì)該通道的Y軸進(jìn)行調(diào)整。 1.4.6 波特圖儀（Bode Plotter） 利用波特圖儀可以方便地測(cè)量和顯示電路的頻率響應(yīng)，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(hào)，一路是電路輸入信號(hào)，另一路是電路輸出信號(hào)，需要在電路的輸入端接交流信號(hào)。 波特圖儀控制面板

19、分為Magnitude（幅值）或Phase（相位）的選擇、Horizontal（橫軸）設(shè)置、Vertical（縱軸）設(shè)置、顯示方式的其他控制信號(hào)，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，可以直接設(shè)置橫軸和縱軸的坐標(biāo)及其參數(shù)。 例如：構(gòu)造一階RC濾波電路，輸入端加入正弦波信號(hào)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(hào)經(jīng)過RC濾波電路后輸出信號(hào)的變化情況。調(diào)整縱軸幅值測(cè)試范圍的初值I和終值F，調(diào)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(guān)，點(diǎn)擊幅頻特性在波特圖觀察窗口可以看到幅頻特性曲線；點(diǎn)擊相頻特性可以在波特圖觀察窗口顯示相頻特性曲線 。1.4.7 頻

20、率計(jì)（Frequency couter）頻率計(jì)主要用來測(cè)量信號(hào)的頻率、周期、相位，脈沖信號(hào)的上升沿和下降沿，頻率計(jì)的圖標(biāo)、面板以及使用如圖所示。使用過程中應(yīng)注意根據(jù)輸入信號(hào)的幅值調(diào)整頻率計(jì)的Sensitivity（靈敏度）和Trigger Level（觸發(fā)電平）。 1.4.8 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器（Word Generator）數(shù)字信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)通用的數(shù)字激勵(lì)源編輯器，可以多種方式產(chǎn)生32位的字符串，在數(shù)字電路的測(cè)試中應(yīng)用非常靈活。左側(cè)是控制面板，右側(cè)是字信號(hào)發(fā)生器的字符窗口?？刂泼姘宸譃镃ontrols（控制方式）、Display（顯示方式）、Trigger（觸發(fā)）、Frequency（頻率）等

21、幾個(gè)部分。 1.4.9 邏輯分析儀（Logic Analyzer）Multiuse 面板分上下兩個(gè)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(hào)有：Stop（停止）、Reset（復(fù)位）、Reverse（反相顯示）、Clock（時(shí)鐘）設(shè)置和Trigger（觸發(fā)）設(shè)置。 提供了16路的邏輯分析儀，用來數(shù)字信號(hào)的高速采集和時(shí)序分析。邏輯分析儀的圖標(biāo)如圖所示。邏輯分析儀的連接端口有：16路信號(hào)輸入端、外接時(shí)鐘端C、時(shí)鐘限制Q以及觸發(fā)限制T。 Clock setup（時(shí)鐘設(shè)置）對(duì)話框 Clock Source（時(shí)鐘源）選擇外觸發(fā)或內(nèi)觸發(fā)；Clock rate（時(shí)鐘頻率）： 1Hz10

22、0MHz范圍內(nèi)選擇； Sampling Setting（取樣點(diǎn)設(shè)置）：Pre-trigger samples （觸發(fā)前取樣點(diǎn)）、Post- trigger samples（觸發(fā)后取樣點(diǎn)） 和Threshold voltage（開啟電壓）設(shè)置。 點(diǎn)擊Trigger下的 Set（設(shè)置）按鈕時(shí)，出現(xiàn)Trigger Setting（觸發(fā)設(shè)置）對(duì)話框 如圖所示。Trigger Clock Edge（觸發(fā)邊沿）：Positive（上升沿）、Negative（下降沿）、Both（雙向觸發(fā)）。Trigger patterns（觸發(fā)模式）：由A、B、C定義觸發(fā)模式，在Trigger Combination（觸發(fā)

23、組合）下有21種觸發(fā)組合可以選擇。1.4.10 邏輯轉(zhuǎn)換器（Logic Converter）Multisim提供了一種虛擬儀器：邏輯轉(zhuǎn)換器。實(shí)際中沒有這種儀器，邏輯轉(zhuǎn)換器可以在邏輯電路、真值表和邏輯表達(dá)式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。有8路信號(hào)輸入端，1路信號(hào)輸出端。6種轉(zhuǎn)換功能依次是：邏輯電路轉(zhuǎn)換為真值表、真值表轉(zhuǎn)換為邏輯表達(dá)式、真值表轉(zhuǎn)換為最簡邏輯表達(dá)式、邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換為真值表、邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換為邏輯電路、邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換為與非門電路。1.4.11 IV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(dāng)于實(shí)驗(yàn)室

24、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(jìn)行IV分析儀的連接和測(cè)試。IV分析儀有三個(gè)連接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與晶體管的連接。IV分析儀面板左側(cè)是伏安特性曲線顯示窗口；右側(cè)是功能選擇。1.4.12 失真度儀（Distortion Analyzer）失真度儀專門用來測(cè)量電路的信號(hào)失真度，失真度儀提供的頻率范圍為20Hz100kHz。 面板最上方給出測(cè)量失真度的提示信息和測(cè)量值。Fundamental Freq（分析頻率）處可以設(shè)置分析頻率值；選擇分析THD（總諧波失真）或SINAD（信噪比），單擊Set按鈕，打開設(shè)置窗口如圖所示，由于THD的定義有所不同，可以設(shè)置THD的分析選項(xiàng)。 1.4.13

25、頻譜分析儀（Spectrum Analyzer）用來分析信號(hào)的頻域特性，其頻域分析范圍的上限為4GHz。 Span Control用來控制頻率范圍，選擇Set Span的頻率范圍由Frequency區(qū)域決定；選擇Zero Span的頻率范圍由Frequency區(qū)域設(shè)定的中心頻率決定；選擇Full Span的頻率范圍為1KHz4GHz。Frequency用來設(shè)定頻率：Span設(shè)定頻率范圍、Start設(shè)定起始頻率、Center設(shè)定中心頻率、End設(shè)定終止頻率。Amplitude用來設(shè)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.用來設(shè)定頻率分辨的最小譜線間隔，簡稱頻率分辨率。1.4.14 網(wǎng)絡(luò)分析儀（Network Analyzer）網(wǎng)絡(luò)分析儀主要用來測(cè)量雙端口網(wǎng)絡(luò)的特性，如衰減器、放大器、混頻器、功率分配器等。Multisim提供的網(wǎng)絡(luò)分析儀可以測(cè)量電路的S參數(shù)、并計(jì)算出H、Y、Z參數(shù)。 Mode提供分析模式：Measurement測(cè)量模式；RF C