《Multisim及其在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》課件第5章

第5章仿?真?分?析?法5.1基本仿真分析法5.2掃描分析法5.3統(tǒng)計(jì)分析5.4電路性能分析5.5其他分析法5.6后處理器5.7Multisim11與Multisim2001在分析法中的差異及Multisim11新增分析法

Multisim2001提供了18種基本仿真分析方法。啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令，或點(diǎn)擊設(shè)計(jì)工具欄中的按鈕 ，即可彈出圖5-1所示的菜單項(xiàng)。從上至下各分析法分別為直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅立葉分析、噪聲分析、失真分析、直流掃描分析、靈敏度分析、參數(shù)掃描分析、溫度掃描分析、極-零點(diǎn)分析、傳遞函數(shù)分析、最壞情況分析、蒙特卡羅分析、批處理分析、自定義分析、噪聲圖形分析和RF分析。如此多的仿真分析方法是其他電路分析軟件所不能比擬的。

Multisim11在Multisim2001的基礎(chǔ)上新增了單一頻率交流分析法、噪聲系數(shù)分析法、線寬分析法等3種分析法。為了讓大家更好地了解這些分析方法，本章將結(jié)合圖5-2所示的簡(jiǎn)單晶體管放大電路，根據(jù)各種分析方法的特性，將Multisim的所有分析方法分類加以介紹。其中，5.1～5.6節(jié)介紹的分析方法是以Multisim2001為基礎(chǔ)進(jìn)行分析的，而5.7節(jié)介紹的分析方法是Multisim11中新增的分析法。

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圖5-1仿真分析菜單圖5-2簡(jiǎn)單晶體管放大電路

本節(jié)將介紹模擬電子線路分析與設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的幾種基本仿真分析法——直流工作點(diǎn)分析、瞬態(tài)分析和交流分析的使用。5.1基本仿真分析法5.1.1直流工作點(diǎn)分析

直流工作點(diǎn)分析(DCOperatingPointAnalysis)主要用來(lái)計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析時(shí)，Multisim自動(dòng)將電路分析條件設(shè)為電感短路、電容開(kāi)路、交流電壓源短路。

首先創(chuàng)建圖5-2所示電路，然后啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的DCOperatingPoint命令項(xiàng)，即可彈出圖5-3所示的對(duì)話框。該對(duì)話框包括Outputvariables、MiscellaneousOptions和Summary這3個(gè)翻頁(yè)標(biāo)簽。

圖5-3直流工作點(diǎn)分析對(duì)話框

(1)?Outputvariables頁(yè)：主要作用是選擇所要分析的節(jié)點(diǎn)或變量。

●?Variablesincircuit欄：用于列出電路中可供分析的節(jié)點(diǎn)、流過(guò)電壓源的電流等變量。如果不需要分析這么多變量，可以從Variablesincircuit的下拉列表中選擇所需要的變量，如電壓、電流或元件/模型參數(shù)。如果還需顯示其他參數(shù)變量，可點(diǎn)擊FilterUnselectedVariables按鈕，對(duì)程序沒(méi)有自動(dòng)選中的變量進(jìn)行篩選?！?Selectedvariablesfor欄：用來(lái)確定需要分析的節(jié)點(diǎn)或變量。該欄默認(rèn)狀態(tài)下為空，需要用戶從Variablesincircuit欄內(nèi)選取。方法是：首先選中Variablesincircuit欄內(nèi)需要分析的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)或變量，然后點(diǎn)擊Plotduringsimulation按鈕，即可把所需分析的節(jié)點(diǎn)或變量加到Variablesincircuit欄內(nèi)。如果不想分析其中已選中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)或變量，可以在SelectVariablesfor欄內(nèi)選中該變量，再點(diǎn)擊Remove按鈕，即可將其移回Variablesincircuit欄內(nèi)?！?More按鈕：點(diǎn)擊該按鈕，可得到圖5-4所示的對(duì)話框。該對(duì)話框中共有3個(gè)按鈕：Adddevice/modelparameter，表示添加元件或模型參數(shù)；Deleteselectedvariables，表示刪除已選的變量；FilterSelectedVariables，表示過(guò)濾選擇的變量。

圖5-4More選項(xiàng)對(duì)話框

(2)?MiscellaneousOptions頁(yè)：與仿真分析有關(guān)的其他分析選項(xiàng)設(shè)置頁(yè)，如圖5-5所示。

在圖5-5中，Usethiscustomanalysis用來(lái)選擇程序是否采用用戶所設(shè)定的分析選項(xiàng)?？晒┻x取的設(shè)定選項(xiàng)已出現(xiàn)在下面的欄中，其中大部分項(xiàng)目應(yīng)該采用默認(rèn)值。如果想要改變其中某一個(gè)分析選項(xiàng)，則在選中該項(xiàng)后，再選中下面的Usethisoption選項(xiàng)，此時(shí)在其右邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)欄，可在該欄中指定新的參數(shù)。

(3)?Summary頁(yè)：對(duì)分析設(shè)置進(jìn)行匯總確認(rèn)，如圖5-6所示。

圖5-5MiscellaneousOptions頁(yè)對(duì)話框

圖5-6Summary頁(yè)對(duì)話框在Summary頁(yè)中，程序給出了所設(shè)定的參數(shù)和選項(xiàng)，用戶可確認(rèn)并檢查所要進(jìn)行的分析設(shè)置是否正確。

經(jīng)過(guò)前兩頁(yè)的設(shè)置，再在Summary頁(yè)內(nèi)確認(rèn)前兩頁(yè)設(shè)置正確后，點(diǎn)擊Simulate按鈕即可進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析。對(duì)于圖5-2所示電路，在Outputvariables頁(yè)中的Variableincircuit欄內(nèi)選擇Allvariables，Selectedvariablesfor欄內(nèi)選擇Allvariables，即選擇分析所有的參數(shù)變量，分析結(jié)果如圖5-7所示。圖中各數(shù)據(jù)表示節(jié)點(diǎn)電壓(單位為V)和電流源支路電流(單位為mA)的大小。

圖5-7直流工作點(diǎn)分析的分析結(jié)果在DCOperatingPointAnalysis對(duì)話框中，每一頁(yè)的最下方都有More、Simulate、Accept、Cancel和Help5個(gè)按鈕，各按鈕的功能如下：

(1)點(diǎn)擊More按鈕可以獲得更多選中頁(yè)的信息；

(2)點(diǎn)擊Simulate按鈕可以進(jìn)行仿真分析；

(3)點(diǎn)擊Accept按鈕可以保存已有的設(shè)定，而不立即進(jìn)行分析；

(4)點(diǎn)擊Cancel按鈕可以取消尚未保存的設(shè)定；

(5)點(diǎn)擊Help按鈕可以獲得與直流工作點(diǎn)分析相關(guān)的幫助信息。

在后面介紹的各種分析方法對(duì)話框中，以上5個(gè)按鈕的功能基本相同，因此在介紹后續(xù)分析方法時(shí)，對(duì)這5個(gè)按鈕的功能就不再介紹了。

5.1.2瞬態(tài)分析

瞬態(tài)分析(TransientAnalysis)是一種非線性時(shí)域分析方法，可以分析在激勵(lì)信號(hào)作用下電路的時(shí)域響應(yīng)。通常以分析節(jié)點(diǎn)電壓波形作為瞬態(tài)分析的結(jié)果，因此，瞬態(tài)分析的結(jié)果同樣可以用示波器觀察到。

啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的TransientAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-8所示的對(duì)話框。該對(duì)話框包括4個(gè)翻頁(yè)標(biāo)簽，除了AnalysisParameters頁(yè)外，其他3個(gè)翻頁(yè)標(biāo)簽的設(shè)置與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置相同，因此，在此僅介紹AnalysisParameters頁(yè)的功能設(shè)置。

圖5-8TransientAnalysis對(duì)話框

(2)?Parameters區(qū)：用于設(shè)置分析的時(shí)間參數(shù)。

●?Starttime：設(shè)置分析的起始時(shí)間。

●?Endtime：設(shè)置分析的終止時(shí)間。

●?Maximumtimestepsettings：設(shè)置最大時(shí)間步長(zhǎng)。選擇該項(xiàng)后，可以從下面3個(gè)選項(xiàng)中選取一種。

①?Minimumnumberoftimepoints：以單位時(shí)間內(nèi)的取樣點(diǎn)數(shù)作為分析的步長(zhǎng)。選擇該項(xiàng)后，要在右邊欄內(nèi)設(shè)定單位時(shí)間內(nèi)最少要取樣的點(diǎn)數(shù)。

②?Maximuntimestep(TMAX)：以時(shí)間間距設(shè)置分析步長(zhǎng)。

③?Generatetimestepsautomatically：由程序自動(dòng)設(shè)置分析步長(zhǎng)。

(3)?Resettodefault按鈕：按下此按鈕，AnalysisParameter頁(yè)中的所有設(shè)置恢復(fù)為默認(rèn)值。

我們?nèi)砸詧D5-2所示電路為例，在圖5-8所示對(duì)話框中，InitialCondition區(qū)選中Automaticallydetermineinitialconditions，即由程序自動(dòng)設(shè)置初態(tài)，起始時(shí)間(Starttime)設(shè)為0，終止時(shí)間(Endtime)設(shè)為0.001sec，選中Maximuntimestepsettings且同時(shí)選中Geaneratetimestepsautomatically，即由程序自動(dòng)決定分析步長(zhǎng)，在OutputVariables頁(yè)中選擇節(jié)點(diǎn)4作為分析節(jié)點(diǎn)。點(diǎn)擊Simulate按鈕，即可得到圖5-9所示分析結(jié)果。

圖5-9TransientAnalysis仿真結(jié)果若同時(shí)按下這3個(gè)按鈕，可得到圖5-10所示的分析結(jié)果。從圖5-10中可以看到，節(jié)點(diǎn)4的波形用紅顏色表示，移動(dòng)指針1或2，取值關(guān)系表中的x1、y1或x2、y2的值會(huì)隨著指針的移動(dòng)而變化。x1、y1和x2、y2分別表示指針1和指針2所處的位置，以及指針在該位置時(shí)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電壓值。由圖5-10所示節(jié)點(diǎn)4的取值關(guān)系變化表可以看到：紅色指針1指示節(jié)點(diǎn)4在1.3425ms時(shí)的電壓大小為-673.3mV；藍(lán)色指針2指示節(jié)點(diǎn)4在2.6738ms時(shí)的電壓大小為1.7661V。

圖5-10用快捷分析工具欄觀測(cè)仿真分析結(jié)果分析工具欄中的其他按鈕的功能與Windows窗口中的各相應(yīng)按鈕功能相同，在此不再贅述。

5.1.3交流分析

交流分析(ACAnalysis)可以對(duì)模擬電子線路進(jìn)行交流頻率響應(yīng)分析，即獲得模擬電子線路的幅度頻率響應(yīng)和相位頻率響應(yīng)。在對(duì)交流小信號(hào)進(jìn)行分析時(shí)，要求直流電壓源短路、耦合電容短路。

進(jìn)行交流分析前，Multisim2001會(huì)自動(dòng)進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析，以獲得交流分析時(shí)非線性元件的線性化小信號(hào)模型。而且，在交流分析中，所有輸入源都被認(rèn)為是正弦信號(hào)。如果信號(hào)發(fā)生器設(shè)置為方波或三角波，它也將被自動(dòng)轉(zhuǎn)換為正弦波。

啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的ACAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-11所示的對(duì)話框。除FrequencyParameters頁(yè)外，其他三頁(yè)的設(shè)置方法與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同，因此，在此僅介紹FrequencyParameters頁(yè)的功能設(shè)置。

圖5-11ACAnalysis對(duì)話框

FrequencyParameters頁(yè)主要用來(lái)設(shè)置AC分析的頻率參數(shù)。

(1)?Startfrequency：交流分析法的起始頻率。

(2)?Stopfrequency：交流分析法的終止頻率。

(3)?Sweeptype：掃描方式?？梢詮南吕藛沃羞x擇線性(Liner)、十倍頻(Decade)和八倍頻(Octave)。

(4)?Numberofpointsperdecade：每十倍頻中計(jì)算的頻率點(diǎn)數(shù)。

(5)?Verticalscale：縱坐標(biāo)。可以從下拉菜單中選擇線性(Liner)、分貝(Decibel)、對(duì)數(shù)(Logarithmic)或八倍頻程(Octave)作為縱坐標(biāo)的取值刻度。

(6)?Resettodefault按鈕：功能同前。

對(duì)圖5-2所示電路，我們采用圖5-11所示頻率進(jìn)行設(shè)置。在Outputvariables頁(yè)中選擇節(jié)點(diǎn)4作為輸出節(jié)點(diǎn)。在Summary頁(yè)內(nèi)確認(rèn)設(shè)置無(wú)誤后，點(diǎn)擊Simulate按鈕即可進(jìn)行交流仿真分析，分析結(jié)果如圖5-12所示。圖5-12所示仿真結(jié)果描述了圖5-2所示基本共射放大電路在1Hz～10GHz頻率范圍內(nèi)的幅度頻率特性和相位頻率特性。

圖5-12ACAnalysis仿真結(jié)果交流分析的結(jié)果也可以通過(guò)仿真儀器庫(kù)中的波特圖儀來(lái)觀察。方法是：將圖5-2所示電路中的節(jié)點(diǎn)5作為輸入端，節(jié)點(diǎn)4作為輸出端，節(jié)點(diǎn)0作為輸入、輸出的公共端，合理設(shè)置波特圖儀的頻率參數(shù)(關(guān)于波特圖儀的使用，請(qǐng)參看第4章內(nèi)容)，即可獲得圖5-2所示電路的幅度頻率特性和相位頻率特性。

通過(guò)掃描分析法可以非常直接地看到掃描參數(shù)的變化對(duì)仿真輸出的影響。本節(jié)將介紹Multisim提供的三種掃描分析法——直流掃描分析、參數(shù)掃描分析和溫度掃描分析在電路分析中的使用。

5.2掃?描?分?析?法5.2.1直流掃描分析

直流掃描分析(DCSweep)用于計(jì)算電路中某一節(jié)點(diǎn)上的直流工作點(diǎn)隨電路中的一個(gè)或兩個(gè)直流電壓源變化的情況。利用直流掃描分析，可以快速地根據(jù)直流電源的變動(dòng)范圍來(lái)確定電路的直流工作點(diǎn)。

啟動(dòng)Simulate菜單中Analysis命令下的DCSweep命令項(xiàng)，即可彈出圖5-13所示的對(duì)話框。在該對(duì)話框中，除AnalysisParameters頁(yè)外，其他三頁(yè)的設(shè)置方法與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同，因此，在此僅介紹AnalysisParameters頁(yè)的功能設(shè)置。

AnalysisParameters頁(yè)共有Source1、Source2兩個(gè)區(qū)，提供兩個(gè)可供選擇的電壓源。Source1和Source2的參數(shù)設(shè)置方法相同。需要注意的是，Source2區(qū)各參數(shù)必須在選中Source2區(qū)右邊的UseSource2后才能進(jìn)行設(shè)置。

Source：選擇要掃描的直流電壓源；

Startvalue：設(shè)置開(kāi)始掃描的電壓源大??；

Stopvalue：設(shè)置結(jié)束掃描的電壓源大?。?/p>

Increment：設(shè)置掃描的電壓增量值。

圖5-13DCSweepAnalysis對(duì)話框通常，以Source1作為掃描分析的橫坐標(biāo)，然后分析在Source2取不同值時(shí)，需要分析的各節(jié)點(diǎn)的電壓值。

下面以圖5-14為例進(jìn)行直流掃描分析，即分析直流偏置電壓V2和電源電壓VCC變化時(shí)，對(duì)三極管的集電極、發(fā)射極電壓的影響。在圖5-13所示對(duì)話框中，在AnalysisParameters頁(yè)取直流電壓源V2作為Source1，電源VCC作為Source2，Source1中的Startvalue取4V，Stopvalue取5V，Increment取1V，Source2中的Startvalue取5V，Stopvalue取15V，Increment取5V，如圖5-13所示。在圖5-13所示對(duì)話框中的Outputvariables頁(yè)中取節(jié)點(diǎn)2和3作為分析節(jié)點(diǎn)。點(diǎn)擊Simulate按鈕，可獲得仿真結(jié)果，如圖5-15所示，該圖中共有六條曲線，分別對(duì)應(yīng)VCC為5V、10V、15V時(shí)節(jié)點(diǎn)2、3的電壓隨偏置電壓V2變化的曲線。

圖5-14DCSweep仿真電路圖5-14DCSweep仿真電路圖5-15DCSweep仿真結(jié)果在圖5-15所示仿真分析結(jié)果中，移動(dòng)指針1或2，可以獲得不同偏置電壓下節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)3的電壓值?，F(xiàn)移動(dòng)指針1，可以看到VCC=15V，V2=4.5016V時(shí)，節(jié)點(diǎn)2的電壓V2為11.3781V，節(jié)點(diǎn)3的電壓V3為3.6581V。V23=V2-V3=11.3781-3.6581=7.72V，處于放大區(qū)的中間位置，可以作為靜態(tài)工作點(diǎn)。故選擇電源電壓為15V，靜態(tài)基極偏置電壓為4.5V，可以獲得較好的靜態(tài)工作點(diǎn)。

圖5-16ParameterSweepAnalysis對(duì)話框5.2.2參數(shù)掃描分析

當(dāng)電路中某些元件的參數(shù)在一定取值范圍內(nèi)變化時(shí)，參數(shù)掃描分析(ParameterSweepAnalysis)可以對(duì)電路直流工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、交流頻率特性的影響進(jìn)行分析，以便對(duì)電路的某些指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。

啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的ParameterSweepAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-16所示的對(duì)話框。該對(duì)話框中除AnalysisParameters外，其他三頁(yè)的設(shè)置方法與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同，因此，在此僅介紹AnalysisParameters頁(yè)的功能設(shè)置。

AnalysisParameters頁(yè)共有3個(gè)區(qū)，各區(qū)功能如下：

(1)?SweepParameter區(qū)用于選擇掃描的元件和參數(shù)。其中的下拉菜單中有元件參數(shù)(DeviceParameter)和模型參數(shù)(ModelParameter)可供選擇。選擇DeviceParameter后，右邊出現(xiàn)與元件參數(shù)有關(guān)的一些信息，需進(jìn)一步選擇。

●?Device：從下拉菜單中選擇要掃描的元件種類；

●?Name：從下拉菜單中選擇要掃描的元件序號(hào)；

●?Parameter：從下拉菜單中選擇要掃描的元件的參數(shù)。

(2)?Pointstosweep區(qū)用于選擇掃描方式。其中：

SweepVariationType：選擇變量掃描方式。從下拉菜單中可以選擇十倍頻掃描(Decade)、八倍頻掃描(Octave)、線性刻度掃描(Linear)及列表取值。選定掃描類型后，在Pointstosweep右部設(shè)定掃描的起始值(Start)、終值(Stop)和掃描時(shí)間間隔(Increment)。

(3)點(diǎn)擊More按鈕可選擇不同的分析類型。Multisim提供了三種分析類型：直流工作點(diǎn)分析、交流分析和瞬態(tài)分析。選定分析類型后，可點(diǎn)擊EditAnalysis按鈕對(duì)該項(xiàng)分析進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置(參數(shù)設(shè)置方法參見(jiàn)5.1節(jié)中的各分析方法)。

我們?nèi)砸詧D5-2電路為例，對(duì)旁路電容C3進(jìn)行掃描分析，觀察C3對(duì)放大電路的頻率特性的影響。分別取電容C3為10μf、100μF，其他參數(shù)設(shè)置如圖5-16所示，點(diǎn)擊More按鈕，選擇交流分析法(ACAnalysis)類型，同時(shí)按交流分析法設(shè)置交流分析的參數(shù)。點(diǎn)擊Simulate按鈕，即可得到圖5-17所示仿真結(jié)果。

圖5-17ParameterSweepAnalysis仿真結(jié)果圖5-17所示仿真結(jié)果為改變C3時(shí)，圖5-2所示電路的頻率特性。由圖5-17可以看出，改變旁路電容數(shù)值后，放大器的低頻特性影響較大，而高頻特性曲線基本重合。5.2.3溫度掃描分析

溫度掃描分析(TemperatureSweepAnalysis)研究溫度變化對(duì)電路性能的影響。由于許多元(器)件的參數(shù)、特性與溫度有關(guān)，所以，當(dāng)溫度變化時(shí)，電路的性能也會(huì)發(fā)生一些變化。因此，該分析相當(dāng)于在不同的工作溫度下多次仿真電路性能。不過(guò)，Multisim中的溫度掃描僅限于一些半導(dǎo)體器件和虛擬電阻。

啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的TemperatureSweepAnalysis命令項(xiàng)，可彈出圖5-18所示的對(duì)話框。在該對(duì)話框中，除AnalysisParameters頁(yè)外，其他三頁(yè)的設(shè)置方法與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同，因此，在此僅介紹AnalysisParameters頁(yè)的功能設(shè)置。

圖5-18TemperatureSweepAnalysis對(duì)話框

AnalysisParameters共有兩個(gè)區(qū)，各區(qū)功能如下：

(1)?SweepParameter區(qū)：掃描參數(shù)區(qū)。

●?Present：當(dāng)前溫度值；

●?SweepParameter：(從下拉列表中)選擇溫度作為掃描參數(shù)。

(2)?Pointstosweep：選擇掃描方式。

●SweepVariationType：選擇掃描變量類型，可以是十倍頻掃描、八倍頻掃描、線性刻度掃描及列表取值；

●?Values：設(shè)置掃描溫度。

圖5-19TemperatureSweepAnalysis仿真結(jié)果

(3)點(diǎn)擊More按鈕，選擇掃描分析類型。

我們?nèi)砸詧D5-2所示電路為例進(jìn)行溫度掃描分析。設(shè)定掃描溫度為0℃、27℃、125℃，選擇瞬態(tài)分析作為掃描分析類型，在圖5-18所示對(duì)話框中的OutputVariables頁(yè)中選擇節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)4作為分析變量，觀察節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)4在不同溫度下的瞬態(tài)輸出。點(diǎn)擊Simulate鍵，可得仿真分析結(jié)果，如圖5-19所示。圖5-19中下面三條近乎重合的曲線為節(jié)點(diǎn)4在三種不同溫度下的輸出波形，而節(jié)點(diǎn)2在不同溫度下的輸出波形并不相同，且其幅值隨溫度的升高在減小。這是因?yàn)闇囟鹊淖兓绊懥朔糯箅娐返撵o態(tài)工作點(diǎn)，從而使集電極靜態(tài)電位發(fā)生變化，即節(jié)點(diǎn)2的靜態(tài)電位發(fā)生變化。節(jié)點(diǎn)4的輸出通過(guò)了隔直流電容，僅為交流輸出，因此溫度的變化對(duì)交流輸出的影響不大。

統(tǒng)計(jì)分析就是根據(jù)一些參數(shù)變化的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，分析參數(shù)變化對(duì)電路的影響。本節(jié)介紹Multisim提供的兩種統(tǒng)計(jì)分析法——最壞情況分析和蒙特卡羅分析的使用。5.3統(tǒng)計(jì)分析5.3.1最壞情況分析

最壞情況是指電路中的元件參數(shù)在其容差域邊界點(diǎn)上取某種組合時(shí)所引起的電路性能的最大偏差，而最壞情況分析(WorstCaseAnalysis)是指在給定電路元件參數(shù)容差的情況下，估算出電路性能相對(duì)于標(biāo)稱值時(shí)的最大偏差。

啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的WorstCaseAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-20所示的對(duì)話框。該對(duì)話框中除Modeltolerancelist、AnalysisParameters外，其他兩頁(yè)的設(shè)置方法與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同，因此，在此僅介紹Modeltolerancelist和AnalysisParameters頁(yè)的功能設(shè)置。

圖5-20WorstCaseAnalysis對(duì)話框

1.?Modeltolerancelist頁(yè)(模型容差列表頁(yè))

Modeltolerancelist頁(yè)中各項(xiàng)的功能如下：

(1)?Currentlistoftolerances用于列出目前的元件模型誤差。

(2)點(diǎn)擊下方的Addanewtolerance按鈕，彈出圖5-21所示對(duì)話框。在該對(duì)話框中各參數(shù)的設(shè)置如下：

●?ParameterType：選擇參數(shù)類型。下拉菜單中可供選擇的類型有元件模型參數(shù)(ModelParameter)和器件參數(shù)(DeviceParameter)?！馜eviceType：從下拉菜單中選定器件種類，如三極管類(Triode))、電容器類(Capacitor)、二極管類(Diode)、電阻類(Resistor)和電壓源類(Source)等。

●?Name：從下拉菜單中選擇設(shè)定器件的元件序號(hào)。

●?Parameter：從下拉菜單中選擇元件類型。

●?Distribution：選擇元件參數(shù)容差的分布類型，如Guassian(高斯分布)和Uniform(均勻分布)。均勻分布是指元件參數(shù)值在誤差范圍內(nèi)以相等概率出現(xiàn)，而高斯分布是指誤差分布狀態(tài)呈現(xiàn)一種高斯曲線的形式?！?Lotnumber：選擇容差隨機(jī)數(shù)出現(xiàn)方式。如Lot表示各元件參數(shù)具有相同的隨機(jī)產(chǎn)生的容差，而Unique表示每一個(gè)元件參數(shù)隨機(jī)產(chǎn)生的容差各不相同。

●?ToleranceType：選擇容差的形式，如Absolute(絕對(duì)值)和Percent(百分比)。

●?Tolerance：設(shè)定容差的大小。

(3)點(diǎn)擊Editselectedtolerance，可對(duì)所選的誤差項(xiàng)目進(jìn)行重新設(shè)置。

(4)點(diǎn)擊Deletetoleranceentry，可刪除所選誤差項(xiàng)目。

當(dāng)完成圖5-21所示對(duì)話框中各參數(shù)的設(shè)置后，點(diǎn)擊Accept按鈕即可將新增項(xiàng)目添加到圖5-20所示對(duì)話框中。

圖5-21WorstCaseAnalysis參數(shù)設(shè)置

2.?AnalysisParameters頁(yè)(設(shè)定分析參數(shù)頁(yè))

AnalysisParameters頁(yè)對(duì)話框如圖5-22所示，共有兩個(gè)區(qū)，各區(qū)功能如下：

(1)?AnalysisParameters區(qū)：分析參數(shù)。其中：

●?Analysis：選擇分析類型，如交流分析和直流工作點(diǎn)分析。

●?Output：從下拉菜單中選擇所要分析的節(jié)點(diǎn)?！?Function：選擇比較函數(shù)。下拉菜單中的MAX、MIN分別表示Y軸的最大值、最小值，僅在直流工作點(diǎn)分析時(shí)選用；RISE-EDGE、FALL-EDGE分別表示第一次Y軸出現(xiàn)大于、小于用戶設(shè)定的門限時(shí)的X值，其右邊的Threshold欄用于輸入其門限值。

●?Direction：選擇容差變化方向。下拉菜單中包括Default、Low和High3個(gè)選項(xiàng)。

●?Restricttorange：用于限定X軸的顯示范圍。選中該項(xiàng)后，在右面的兩個(gè)輸入框中分別輸入X軸的最小值(默認(rèn)值為0)和X軸的最大值(默認(rèn)值為1)。

圖5-22AnalysisParameter頁(yè)對(duì)話框

(2)?OutputControl區(qū)：輸出控制參數(shù)。其中：

●?Groupalltracesononeplot：選中此項(xiàng)表示將所有仿真結(jié)果和記錄顯示在一個(gè)圖形中；否則，將標(biāo)稱值仿真、最壞情況仿真和RunLogDescriptions分別輸出顯示。

我們?nèi)砸詧D5-2電路為例，考慮三極管的放大倍數(shù)有20%的容差，分析時(shí)其他參數(shù)設(shè)置如圖5-21所示，點(diǎn)擊Simulate按鈕，即可得到仿真結(jié)果，如圖5-23所示。

圖5-23WorstCaseAnalysis仿真結(jié)果5.3.2蒙特卡羅分析

蒙特卡羅(MonteCarlo)分析是一種統(tǒng)計(jì)模擬方法，它在給定電路元(器)件參數(shù)容差的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律的情況下，用一組偽隨機(jī)數(shù)求得元(器)件參數(shù)的隨機(jī)抽樣序列，對(duì)這些隨機(jī)抽樣的電路進(jìn)行直流、交流和瞬態(tài)分析，并通過(guò)多次分析結(jié)果估算電路性能的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，如電路性能的中心值和方差、電路合格率及成本等。啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的MonteCarlo命令項(xiàng)，即可彈出圖5-24所示的對(duì)話框。該對(duì)話框中除AnalysisParameters頁(yè)外，其他三頁(yè)的設(shè)置方法與最壞情況分析中的設(shè)置方法相同，因此，在此僅介紹AnalysisParameters頁(yè)的功能設(shè)置。在圖5-24所示的AnalysisParameters(分析參數(shù))頁(yè)中，共有兩個(gè)區(qū)，各區(qū)功能如下：

(1)?AnalysisParameters區(qū)：設(shè)定分析參數(shù)。其中：

●?Analysis：從下拉菜單中選定分析類型?？晒┓治龅念愋陀兄绷鞴ぷ鼽c(diǎn)分析、交流分析和瞬態(tài)分析。選定分析類型后，點(diǎn)擊右邊的EditAnalysis按鈕，可以對(duì)選定的分析類型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

●?Numberofruns：用來(lái)設(shè)定運(yùn)行次數(shù)(不能小于2)?！?Output：用于從下拉菜單中選擇輸出節(jié)點(diǎn)。

●?Function和Restricttorange：其設(shè)置與最壞情況分析相同。

(2)?OutputControl區(qū)：輸出控制區(qū)。

●?Groupalltracesononeplot：選中該項(xiàng)后，表示把所有的仿真結(jié)果和記錄顯示在一個(gè)圖形中。

我們?nèi)砸詧D5-2電路為例，若電容C3的容差為20%，選擇瞬態(tài)分析類型進(jìn)行蒙特卡羅分析，蒙特卡羅參數(shù)設(shè)定如圖5-24所示。點(diǎn)擊Simulate鍵，得到仿真結(jié)果，如圖5-25所示。

圖5-24MonteCarlo分析對(duì)話框

圖5-25MonteCarlo仿真結(jié)果

本節(jié)主要介紹Multisim提供的四種分析電路性能的仿真分析法——噪聲分析、失真分析、極-零點(diǎn)分析和傳遞函數(shù)分析。5.4電路性能分析5.4.1噪聲分析

噪聲分析(NoiseAnalysis)用于分析噪聲對(duì)電路性能的影響，檢測(cè)電路輸出信號(hào)的噪聲功率幅度，分析并計(jì)算電路中各種無(wú)源器件或有源器件產(chǎn)生的噪聲效果。噪聲分析提供了三種不同的噪聲模型：熱噪聲、散彈噪聲和閃爍噪聲。分析時(shí)，假定電路中各噪聲源互不相關(guān)，總噪聲為每個(gè)噪聲源對(duì)指定的輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的噪聲均方根的和。

啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的NoiseAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-26所示的對(duì)話框。

圖5-26NoiseAnalysis對(duì)話框該對(duì)話框中，除AnalysisParameters頁(yè)外，其他四頁(yè)的設(shè)置方法與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同。

AnalysisParameters頁(yè)中各項(xiàng)的功能如下：

(1)?Inputnoisereferencesource：選擇輸入噪聲的參考交流信號(hào)源。

(2)?Outputnode：選擇噪聲輸出節(jié)點(diǎn)，在此節(jié)點(diǎn)將所有噪聲在該節(jié)點(diǎn)的影響求和。

(3)?Referencenode：設(shè)置參考電壓的節(jié)點(diǎn)，通常取0。

(4)?Setpointpersummary：設(shè)置每個(gè)匯總的取樣點(diǎn)數(shù)。選中該項(xiàng)時(shí)，將產(chǎn)生所選噪聲量曲線。在右邊欄內(nèi)輸入頻率步進(jìn)數(shù)，數(shù)值越大，輸出曲線的解析度越低。

我們?nèi)砸詧D5-2電路為例，分析參數(shù)設(shè)置如圖5-26所示，選電壓源V1作為輸入噪聲參考源，節(jié)點(diǎn)4作為輸出節(jié)點(diǎn)；頻率參數(shù)采用默認(rèn)設(shè)置，同時(shí)在Outputvariables頁(yè)中選擇inoise-spectrum(輸入噪聲頻譜)、onoise-spectrum(輸出噪聲頻譜)作為分析變量。點(diǎn)擊Simulate按鈕，顯示輸出噪聲功率譜和輸入噪聲功率譜，單位為V2/Hz或A2/Hz，仿真結(jié)果如圖5-27所示。圖5-27中下面的曲線為輸入噪聲功率譜，上面的曲線為輸出噪聲功率譜。

圖5-27NoiseAnalysis仿真結(jié)果5.4.2失真分析

失真分析(DistortionAnalysis)用于檢測(cè)電路中的諧波失真和內(nèi)部調(diào)制失真。如果電路中只有一個(gè)交流源，該分析將確定電路中每一點(diǎn)的二、三次諧波造成的失真。如果電路中有兩個(gè)交流源F1和F2，則失真分析將求出電路變量在三個(gè)不同頻率點(diǎn)(F1+F2、F1-F2、2F1-F2)的復(fù)數(shù)值。

失真分析主要用于對(duì)小信號(hào)模擬電路的分析。對(duì)于瞬態(tài)分析不易觀察到的較小失真，失真分析比較有效。啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的DistortionAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-28所示的對(duì)話框。該對(duì)話框中，除AnalysisParameters頁(yè)外，其他三頁(yè)的設(shè)置方法與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同。

在AnalysisParameters頁(yè)中，設(shè)定掃描頻率的起始值、結(jié)束值，掃描的類型，掃描的點(diǎn)數(shù)和縱坐標(biāo)。F2/F1ratio用于在分析電路內(nèi)部互調(diào)失真時(shí)，設(shè)置F1、F2的比值，該比值的大小在0～1之間。值得注意的是：F1不是電路中的交流電壓源的頻率，而是對(duì)話框中設(shè)定的頻率；F2是“F2/F1ratio”的值與對(duì)話框中設(shè)定的F1的起始頻率的乘積。我們?nèi)砸詧D5-2所示單級(jí)放大電路為例，AnalysisParameters頁(yè)的設(shè)置如圖5-28所示，選擇節(jié)點(diǎn)4作為輸出節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)擊Simulate按鈕，即可得到仿真結(jié)果，如圖5-29所示。

圖5-28DistortionAnalysis對(duì)話框

圖5-29DistortionAnalysis仿真結(jié)果5.4.3極-零點(diǎn)分析

極-零點(diǎn)分析(Pole-ZeroAnalysis)用于求解交流小信號(hào)電路傳遞函數(shù)中極點(diǎn)、零點(diǎn)的個(gè)數(shù)和數(shù)值，為負(fù)反饋放大器和自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析提供了一個(gè)很好的工具。進(jìn)行

極-零點(diǎn)分析時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后求得非線性元件在交流小信號(hào)條件下的線性化模型。

啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的Pole-ZeroAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-30所示的對(duì)話框。該對(duì)話框中，除AnalysisParameters頁(yè)外，其他兩頁(yè)的設(shè)置方法與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同。

圖5-30極-零點(diǎn)分析對(duì)話框在AnalysisParameters中，共有兩個(gè)區(qū)，用于選定分析類型和輸入、輸出節(jié)點(diǎn)。各區(qū)功能如下：

(1)?AnalysisTpye區(qū)：選定分析類型。

●?GainAnalysis(outputvoltage/inputvoltage)：增益分析(輸出電壓/輸入電壓)，用于求解電壓增益表達(dá)式中的極-零點(diǎn)。

●?ImpedanceAnalysis(outputvoltage/inputcurrent)：互阻阻抗分析(輸出電壓/輸入電流)，用于求解互阻表達(dá)式中的極-零點(diǎn)?！?InputImpedance：輸入阻抗分析(輸入電壓/輸入電流)，用于求解輸入阻抗表達(dá)式中的極-零點(diǎn)。

●?OutputImpedance：輸出阻抗分析(輸出電壓/輸出電流)，用于求解輸出阻抗表達(dá)式中的極-零點(diǎn)。

(2)?Nodes區(qū)：選定輸入、輸出節(jié)點(diǎn)。

●?Input(+)、Input(-)：從下拉菜單中選擇節(jié)點(diǎn)作為輸入信號(hào)的正端和負(fù)端。

●?Output(+)、Output(-)：從下拉菜單中選擇節(jié)點(diǎn)作為輸出信號(hào)的正端和負(fù)端。以圖5-2所示電路為例，進(jìn)行增益函數(shù)的極-零點(diǎn)分析。在Pole-ZeroAnalysis對(duì)話框中，選擇GainAnalysis作為AnalysisType；選節(jié)點(diǎn)0作為Input(-)、Output(-)；選節(jié)點(diǎn)5作為Input(+)，節(jié)點(diǎn)4作為Output(+)。參數(shù)設(shè)置如圖5-30所示。點(diǎn)擊Simulate按鈕，可以得到圖5-31所示仿真結(jié)果。仿真分析結(jié)果分別以實(shí)部、虛部數(shù)值表示，單位為rad/s。由圖5-31可知，圖5-2所示放大電路有兩個(gè)極點(diǎn)、一個(gè)零點(diǎn)，且這些零、極點(diǎn)都只有實(shí)部，沒(méi)有虛部。

圖5-31Pole-ZeroAnalysis仿真結(jié)果5.4.4傳遞函數(shù)分析

傳遞函數(shù)分析(TransferFunctionAnalysis)用于在直流小信號(hào)狀態(tài)下，求解電路中一個(gè)輸入源與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出電壓之間或一個(gè)輸入源和一個(gè)輸出電流變量之間的傳遞函數(shù)(注意：電路中的輸入源必須是獨(dú)立源)。傳遞函數(shù)分析也具有計(jì)算電路輸入阻抗和輸出阻抗的功能，分析結(jié)果以表格形式顯示輸出阻抗、傳遞函數(shù)和從輸入源兩端向電路看進(jìn)去的輸入阻抗。啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的TransferFunctionAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-32所示的對(duì)話框。該對(duì)話框中，除AnalysisParameters頁(yè)外，其他兩頁(yè)的設(shè)置方法與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同。

圖5-32TransferFunctionAnalysis對(duì)話框

AnalysisParameters頁(yè)中各參數(shù)設(shè)置如下：

(1)?Inputsource：輸入信號(hào)源。從下拉菜單中選擇一個(gè)獨(dú)立的信號(hào)源。

(2)?Outputnodes/source：輸出節(jié)點(diǎn)/變量。

選中Voltage表示以電壓作為輸出變量，從右邊下拉菜單中選擇節(jié)點(diǎn)作為Outputnode、Outputreference。

選中Current表示以電流作為輸出變量，從右邊下拉菜單中選擇作為輸出電流的支路。對(duì)于圖5-2所示電路，選擇信號(hào)源V1作為Inputsource，節(jié)點(diǎn)4作為Outputnode，節(jié)點(diǎn)0作為Outptutreference，參數(shù)頁(yè)設(shè)置如圖5-32所示，點(diǎn)擊Simulate按鈕，即可得到如圖5-33所示的仿真結(jié)果。

圖5-33TransferFunctionAnalysis仿真結(jié)果

本節(jié)介紹Multisim提供的其他分析法——傅立葉分析、靈敏度分析、批處理分析、用戶自定義分析的使用。5.5其?他?分?析?法

圖5-34FourierAnalysis仿真電路5.5.1傅立葉分析

傅立葉分析(FourierAnalysis)是分析周期性非正弦波信號(hào)的一種數(shù)學(xué)方法。它能將角頻率為ω的周期性非正弦波信號(hào)f(t)轉(zhuǎn)換成一系列正弦波、余弦波的和，即

f(t)=A0+A1cosωt+B1sinωt+A2cosωt+B2sinωt+…

通過(guò)傅立葉分析，可以清楚地知道周期性非正弦波信號(hào)中的直流分量、基波分量和各次諧波分量的大小。在Multisim電路窗口創(chuàng)建圖5-34所示電路，然后啟動(dòng)Simulate菜單中Analysis命令下的FourierAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-35所示對(duì)話框。該對(duì)話框中，除了AnalysisParameters頁(yè)外，其他兩頁(yè)的設(shè)置與直流工作點(diǎn)分析中的設(shè)置方法相同。

圖5-35FourierAnalysis對(duì)話框

AnalysisParameters頁(yè)包括參數(shù)設(shè)置區(qū)和分析結(jié)果顯示區(qū)，各區(qū)功能如下：

(1)?Samplingoptions：參數(shù)設(shè)置區(qū)。

●?Frequencyresolution(FundamentalFrequency)：設(shè)置基頻。如果電路中有多個(gè)信號(hào)源，則取各自信號(hào)源頻率的最小公倍數(shù)。如果不知道如何設(shè)置，可點(diǎn)擊Estimate按鈕，由程序自動(dòng)設(shè)置。

●?Numberof：設(shè)置希望分析的諧波的次數(shù)。●?Stoppingtimeforsampling：設(shè)置停止取樣的時(shí)間。如果不知道如何設(shè)置，可點(diǎn)擊Estimate按鈕，由程序自動(dòng)設(shè)置。

(2)?Results：結(jié)果顯示區(qū)，選擇仿真結(jié)果的顯示方式。Multisim提供了三種仿真結(jié)果顯示方式：

●?Displayphase：顯示幅度頻譜和相位頻譜；

●?Displayasbargraph：以線條繪出頻譜圖；

●?Normalizegraphs：顯示歸一化頻譜圖。在結(jié)果區(qū)右側(cè)的Display框中可以選擇要顯示的項(xiàng)目，如圖表(Chart)、曲線(Graph)、圖表和曲線(ChartandGraph)；Vertical框用于設(shè)置頻譜的縱軸刻度，其中包括分貝刻度、八倍頻刻度、線性刻度和對(duì)數(shù)刻度等。

對(duì)于圖5-34所示電路，取基頻為100Hz，諧波次數(shù)為9，由程序自動(dòng)設(shè)置取樣停止時(shí)間，且在結(jié)果顯示區(qū)的Display框中選擇以圖形(Graph)方式顯示仿真結(jié)果。各參數(shù)的設(shè)置如圖5-35所示。在OutputVariables頁(yè)中選節(jié)點(diǎn)2作為輸出節(jié)點(diǎn)。若選擇Displayphase，則點(diǎn)擊Simulate按鈕后，圖5-34所示電路的仿真結(jié)果如圖5-36所示。

若選擇Displayasbargraph，則點(diǎn)擊Simulate按鈕后，圖5-34所示電路的仿真結(jié)果如圖5-37所示。

圖5-36FourierAnalysis仿真結(jié)果(一)

圖5-37FourierAnalysis仿真結(jié)果(二)

圖5-38FourierAnalysis仿真結(jié)果(三)5.5.2靈敏度分析

靈敏度分析(SensitivityAnalysis)用于研究電路中某個(gè)元件參數(shù)值發(fā)生變化時(shí)，對(duì)電路中節(jié)點(diǎn)電壓、電流的影響程度。靈敏度分析分為直流靈敏度分析和交流靈敏度分析。直流靈敏度分析的仿真結(jié)果以圖表的形式顯示，而交流靈敏度分析的結(jié)果以相應(yīng)的曲線的形式給出?？梢酝瑫r(shí)對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析。在Multisim電路窗口創(chuàng)建圖5-39所示電路，啟動(dòng)Simulate菜單中Analysis命令下的Sensitivity命令項(xiàng)，即可彈出如圖5-40所示的對(duì)話框。該對(duì)話框中，除了AnalysisParameters頁(yè)外，其他兩頁(yè)的設(shè)置與直流分析中的設(shè)置方法相同。

圖5-39Sensitivity仿真電路

圖5-40SensitivityAnalysis對(duì)話框

AnalysisParameters頁(yè)參數(shù)設(shè)置如下：

Voltage：選擇進(jìn)行電壓靈敏度分析，同時(shí)設(shè)定要分析的Outputnode(輸出節(jié)點(diǎn))、Outputreference(輸出參考點(diǎn))。

Current：選擇進(jìn)行電流靈敏度分析。電流靈敏度分析只能對(duì)信號(hào)源的電流進(jìn)行分析。

Outputscaling：選擇靈敏度輸出格式，包括Absolute(絕對(duì)靈敏度)和Relative(相對(duì)靈敏度)兩項(xiàng)。

在AnalysisType(分析類型)中選擇進(jìn)行何種靈敏度分析，可供選擇的有DCSensitivity(直流靈敏度)和ACSensitivity(交流靈敏度)。

DCSensitivity：直流分析時(shí)元件參數(shù)變化對(duì)輸出節(jié)點(diǎn)電壓/電流的影響。

ACSensitivity：交流分析時(shí)元件參數(shù)變化對(duì)輸出節(jié)點(diǎn)電壓/電流的影響。分析時(shí)，還可根據(jù)需要對(duì)交流靈敏度分析法進(jìn)行編輯。

對(duì)于圖5-39所示電路，選擇節(jié)點(diǎn)2作為輸出節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行電壓靈敏度分析。當(dāng)選中DCSensitivity時(shí)，在Outputvariables頁(yè)中選擇全部變量，仿真結(jié)果如圖5-41所示，它描述了電阻R1、R2，電壓源V1、V2的變化對(duì)節(jié)點(diǎn)的輸出電壓的影響程度。當(dāng)選中ACSensitivity時(shí)，分析電容的變化對(duì)輸出節(jié)點(diǎn)電壓的影響，仿真結(jié)果如圖5-42所示。

圖5-41DCSensitivity仿真結(jié)果

圖5-42ACSensitivity仿真結(jié)果5.5.3批處理分析

批處理分析(BatchedAnalysis)是指將不同的分析或者同一分析的不同實(shí)例放在一起依次執(zhí)行。

在電路分析中，通常需要對(duì)同一個(gè)電路進(jìn)行多種分析。例如，對(duì)于圖5-2所示單管放大電路，為了確定靜態(tài)工作點(diǎn)，需要進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析；為了了解其頻率特性，需要進(jìn)行交流分析；為了觀察輸出波形，可以進(jìn)行瞬態(tài)分析。這時(shí)，使用Multisim的批處理分析會(huì)更快捷方便。

啟動(dòng)Simulate菜單中Analysis下的BatchedAnalysis命令，即可彈出圖5-43所示對(duì)話框。

圖5-43BatchedAnalysis對(duì)話框該對(duì)話框中，左邊Available區(qū)中提供了Multisim的14種仿真分析法。選取所要執(zhí)行的仿真分析法，點(diǎn)擊Addanalysis按鈕，則將彈出所選仿真分析的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。該對(duì)話框的參數(shù)設(shè)置和前面介紹的各種仿真分析中的設(shè)置基本相同，操作也一樣，唯一不同的是前面介紹的各種仿真分析法對(duì)話框中的Simulate按鈕換成了Addtolist按鈕。在設(shè)置完各種參數(shù)后，點(diǎn)擊Addtolist按鈕，即回到批處理分析對(duì)話框，這時(shí)，右邊的AnalysisTo區(qū)中將出現(xiàn)前面選取的仿真分析法。點(diǎn)擊分析區(qū)左側(cè)的+(加號(hào))，則顯示該分析的總結(jié)信息。如此繼續(xù)添加所希望的分析。全部指定完成后，在AnalysesTo中將依次出現(xiàn)添加的所有仿真分析。點(diǎn)擊RunAllAnalyses按鈕，即可執(zhí)行所選定的全部仿真分析，仿真的結(jié)果依次出現(xiàn)在AnalysesGraphs中。圖5-43中其他幾個(gè)功能按鈕的功能如下：

(1)?EditAnalysis：從AnalysesTo中選取某一個(gè)分析，并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行編輯處理。

(2)?RunSelectedAnalysis：從AnalysesTo中選取某一個(gè)分析，運(yùn)行仿真。

(3)?DeleteAnalysis：從AnalysesTo中選取某一個(gè)分析，將其刪除。

(4)?RemoveallAnalyses：將添加到AnalysesTo中的所有分析全部刪除。

(5)?Accept：保留批處理分析對(duì)話框中的設(shè)置，待以后使用。5.5.4用戶自定義分析

用戶自定義分析(UserDefinedAnalysis)是Multisim提供給用戶擴(kuò)充仿真分析功能的一個(gè)途徑。啟動(dòng)Simulate菜單中Analysis下的UserDefinedAnalysis命令，即可彈出如圖5-44所示對(duì)話框。該對(duì)話框中共有3頁(yè)，需要用戶設(shè)置Commands頁(yè)，其他兩頁(yè)的設(shè)置與其他分析方法中這兩頁(yè)的設(shè)置相同。為了實(shí)現(xiàn)某種分析功能，用戶可在輸入框中輸入可執(zhí)行的Spice命令。最后，點(diǎn)擊Simulate按鈕即可執(zhí)行此項(xiàng)分析。

圖5-44UserDefinedAnalysis對(duì)話框

Multisim提供的后處理器(Postprocessor)是專門用來(lái)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)學(xué)處理的工具，它不僅能對(duì)仿真所得的曲線和數(shù)據(jù)進(jìn)行單個(gè)化處理(如平方、開(kāi)方等)，還可以對(duì)多個(gè)曲線或數(shù)據(jù)彼此之間進(jìn)行運(yùn)算處理。處理的結(jié)果仍以曲線或數(shù)據(jù)表形式顯示出來(lái)。5.6后處理器5.6.1后處理器功能介紹

啟動(dòng)Simulate菜單中的Postprocessor命令，即可彈出圖5-45所示后處理器對(duì)話框。

圖5-45后處理器對(duì)話框該對(duì)話框中的各項(xiàng)功能如下：

(1)?AnalysisResults區(qū)：用來(lái)存放已經(jīng)進(jìn)行過(guò)的電路仿真分析結(jié)果。每項(xiàng)左邊有個(gè)+或-，如果是+，則使用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊這個(gè)+號(hào)，即可展開(kāi)這個(gè)+號(hào)所對(duì)應(yīng)的仿真分析，選取其中的一項(xiàng)分析，則分析中的所有變量將出現(xiàn)在右邊的AnalysisVariables區(qū)中。若點(diǎn)擊AnalysisResults區(qū)下方的SetDefaultAnalysisResults按鈕，則恢復(fù)預(yù)置的分析結(jié)果。

(2)?Tracetoplot區(qū)：用來(lái)放置所要描繪的波形曲線(Graph)或圖表(Chart)的變量或函數(shù)。

(3)?AnalysisVariables區(qū)：顯示該區(qū)左邊AnalysisResults區(qū)所選取分析項(xiàng)目中的所有變量。在該區(qū)中，先選中要處理的變量，再點(diǎn)擊AnalysisVariables區(qū)下方的CopyVariableToTrace按鈕，把該變量放入Tracetoplot區(qū)。

(4)?Availablefunctions區(qū)：存放Multisim提供的主要數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，見(jiàn)表5-1。

(5)其他按鈕的功能：

●?NewPage：在Tracetoplot中新增一頁(yè)；

●?NewGraph：新增一頁(yè)波形圖；

●?NewChart：新增一頁(yè)圖表；

●?AddTrace：在所編輯頁(yè)中新增一條曲線或一個(gè)圖表；

●?LoadPages：加載指定的頁(yè)；

●?SavePages：存儲(chǔ)當(dāng)前編輯的頁(yè)；

●?DeletePages：刪除當(dāng)前編輯的頁(yè)；

●?DeleteDiagram：刪除當(dāng)前編輯的圖表或曲線；●?DeleteTrace：刪除當(dāng)前編輯的結(jié)果；

●?Draw：繪出Tracetoplot中當(dāng)前編輯的曲線和圖表；

●?Close：關(guān)閉后處理器對(duì)話框；

●?Cancel：取消當(dāng)前的編輯，并關(guān)閉后處理器對(duì)話框。

表5-1后處理器中的函數(shù)5.6.2后處理器的使用

圖5-46所示為一個(gè)簡(jiǎn)單RC電路。利用瞬態(tài)分析或示波器很容易獲得節(jié)點(diǎn)2和4的輸出波形。但如果要獲得電阻R1上的電壓(VR1=V2-V1)波形，只使用示波器或瞬態(tài)分析無(wú)法完成，而采用后處理器卻非常方便。具體方法如下：

(1)?創(chuàng)建如圖5-46所示電路。

(2)啟動(dòng)仿真分析法中的瞬態(tài)分析，對(duì)電路進(jìn)行瞬態(tài)分析。在瞬態(tài)分析對(duì)話框中，取節(jié)點(diǎn)2和4作為分析節(jié)點(diǎn)，設(shè)置仿真分析時(shí)間為0.02s，運(yùn)行仿真，得到圖5-47所示曲線。

圖5-46簡(jiǎn)單RC電路

圖5-47瞬態(tài)分析法曲線

(3)啟動(dòng)Simulate菜單中的Analysis命令下的Postprocessor或點(diǎn)擊設(shè)計(jì)工具欄中的后處理器按鈕，啟動(dòng)后處理器。上面進(jìn)行的瞬態(tài)分析法的結(jié)果已經(jīng)在后處理器的AnalysisResults(分析結(jié)果)區(qū)中。點(diǎn)擊分析結(jié)果區(qū)中的仿真結(jié)果，將其變量送到AnalysisVariables(分析變量)區(qū)，如圖5-48所示。

圖5-48分析變量的傳遞

(4)在Tracetoplot區(qū)中：

●?點(diǎn)擊NewPage按鈕，在出現(xiàn)的Pagename對(duì)話框中鍵入“RC電路分析”，再點(diǎn)擊NewGraph按鈕，輸入輸出曲線名VR1，表示電阻R1兩端的電壓。

●在分析變量區(qū)選擇變量v(4)，點(diǎn)擊CopytoTrace按鈕，即將v(4)放到Tracetoplot區(qū)中，然后在AvailableFunction區(qū)中選取“-”運(yùn)算符，點(diǎn)擊CopyFunctionToTrace按鈕，將數(shù)學(xué)運(yùn)算符放到變量v(4)的后面。再在分析變量區(qū)選擇變量v(2)，點(diǎn)擊CopytoTrace按鈕，即將v(2)放到Tracetoplot區(qū)中減法運(yùn)算符之后?！顸c(diǎn)擊AddTrace按鈕，將v(4)-v(2)移入下面的分析欄中。為便于觀察分析結(jié)果，可以將v(4)、v(2)一起放入待分析欄，如圖5-49所示。

(5)點(diǎn)擊Draw按鈕，即可獲得如圖5-50所示曲線。圖5-50中，v(2)、v(4)分別表示節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)4的輸出波形，v(4)-v(2)表示電阻R1上的輸出波形。

圖5-49Tracetoplot的設(shè)置

圖5-50經(jīng)后處理器處理后的曲線

5.7.1Multisim11與Multisim2001在分析法中的差異

在Multisim11中，有些分析法的選項(xiàng)設(shè)置與Multisim2001有所不同，我們以直流工作點(diǎn)分析和瞬態(tài)分析為例對(duì)此作一簡(jiǎn)單介紹，其他分析法的選項(xiàng)設(shè)置可依此參照?qǐng)?zhí)行。5.7Multisim11與Multisim2001在分析法中的差異及Multisim11新增分析法

1．直流工作點(diǎn)分析

在Multisim11中，對(duì)直流工作點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，程序自動(dòng)選中的分析變量比Multisim2001要多。我們?nèi)砸詧D5-2所示電路為例，其直流工作點(diǎn)分析對(duì)話框如圖5-51所示。該對(duì)話框中的三個(gè)翻頁(yè)標(biāo)簽Output、Analysisoptions、Summary替換了Multisim2001中的Outputvariables、MiscellaneousOptions、Summary，但對(duì)應(yīng)標(biāo)簽頁(yè)所包括的內(nèi)容基本相同。

圖5-51直流工作點(diǎn)分析對(duì)話框在圖5-51所示直流工作點(diǎn)分析對(duì)話框中選擇三極管各電極電流和圖5-2中各節(jié)點(diǎn)電位作為分析變量，如圖5-52所示，最后點(diǎn)擊Simulate按鈕，即可得到圖5-53所示的直流工作點(diǎn)仿真分析結(jié)果。

圖5-52選擇直流工作點(diǎn)分析變量

圖5-53直流工作點(diǎn)分析結(jié)果

2．瞬態(tài)分析

在運(yùn)用Multisim11的仿真分析法分析時(shí)，仿真結(jié)果將顯示在圖形視窗中。我們?nèi)砸詧D5-2所示電路為例，瞬態(tài)分析(TransientAnalysis)對(duì)話框中各參數(shù)的設(shè)置仍參照Multisim2001中圖5-8所示設(shè)置，其瞬態(tài)分析時(shí)的仿真結(jié)果如圖5-54所示。對(duì)照?qǐng)D5-54和圖5-9可知，圖5-54視窗中有些快捷鍵是Multisim11中新增的，在此作一簡(jiǎn)單介紹。

圖5-54TransientAnalysis分析結(jié)果

圖5-55添加軌跡對(duì)話框

圖5-56添加軌跡后的仿真結(jié)果5.7.2Multisim11新增分析法

Multisim11中新增了3種分析法，分別是單一頻率交流分析法(SingleFrequencyACAnalysis)、噪聲系數(shù)分析法(NoiseFigureAnalysis)和線寬分析法(TraceWidthAnalysis)。

1．單一頻率交流分析法

單一頻率交流分析法的功能和交流分析法基本相同，不同之處是：交流分析法關(guān)注的是一個(gè)頻段范圍內(nèi)電路的幅度、相位和頻率的關(guān)系，而單一頻率交流分析法僅關(guān)心某一個(gè)頻率點(diǎn)的幅度和相位值。單一頻率點(diǎn)的頻率值可以自動(dòng)獲取或自行設(shè)置。啟動(dòng)Multisim11菜單中的Analysis命令下的SingleFrequencyACAnalysis命令項(xiàng)，即可彈出圖5-57所示的對(duì)話框。除Frequencyparameters頁(yè)外，其他3頁(yè)的設(shè)置與ACAnalysis中的設(shè)置相同。因此，在此僅介紹Frequencyparameters頁(yè)的功能設(shè)置。

Frequencyparameters頁(yè)主要用來(lái)設(shè)置SingleFrequencyACAnalysis的頻率參數(shù)。Frequencyparameters頁(yè)共有2個(gè)區(qū)，功能如下：

(1)

Frequency區(qū)：主要用來(lái)設(shè)置需要進(jìn)行單一頻率分析的頻率。該頻率可以自行設(shè)定，也可以點(diǎn)擊右側(cè)的Auto-detected(自動(dòng)偵測(cè))按鈕由系統(tǒng)自行偵測(cè)后自動(dòng)提供。

(2)

Output區(qū)：輸出設(shè)置。

圖5-57單一頻率