Multisim主要是用来做电路图绘制、仿真的程序。本教程介绍Multisim的功能和使用方法。
Multisim界面简介
Multisim 是电路设计套件里完成电路图绘制和仿真的 EDA 工具。 Multisim 能够用来作电路图输入、仿真以及导出到后续步骤,比如 PCB 输出。
Multisim的用户界面
Multisim 的用户界面包含以下几部分:
①菜单栏 ②组件工具栏 ③标准工具栏 ④主工具栏 ⑤放置探测器工具栏 ⑥使用中工具栏 ⑦仿真工具栏 ⑧工作区 ⑨查看工具栏 ⑩仪器工具栏
详细说明见下表:
| 名称 | 功能 | 1 | 菜单栏 | 包含所有功能的命令 | 2 | 组件工具栏 | 包含画电路图用到的各 种组件数据库的按钮 | 3 | 标准工具栏 | 包含常规功能的一些按 钮,比如复制,剪切,粘贴等 | 4 | 主工具栏 | 包含 Multisim 常见功能的 按钮 | 5 | 放置探测器工具栏 | 包含各种探测器的按钮 | 6 | 使用中工具栏 | 包含设计中使用的组件 的列表 | 7 | 仿真工具栏 | 包含开始、停止和暂停仿 真的按钮 | 8 | 工作区 | 画电路图的区域 | 9 | 查看工具栏 | 包含改变显示方式的按 钮 | 10 | 仪器工具栏 | 包含每种虚拟仪器的按 钮 |
概述
本教程通过设计一个采样模拟小信号,放大,并用简单的数字计数器计算它 的周期的电路学习电路设计的流程,从电路图绘制到仿真。
电路图绘制
接下来,我们将完成下图所示的电路图绘制.
创建文件
按以下步骤完成设计文件创建: 1. 打开 Multisim。 一个名为“Design1”的空白文件已经在工作区打开。 2. 选择 File > Save as 弹出保存对话框。 3. 指定存储目录,以 MyGettingStarted 作为文件名,保存。
提示:为避免文件意外丢失,可设置自动保存:Options > Global options > Save > Auto-backup。
放置元器件
按以下步骤完成放置元器件的工作: 1. 点击 Place > Component 打开 Select a Component 对话框。 2. Group 栏选择 Indicators,Family 栏选择 HEX_DISPLAY。 3. 在 Component 栏选择 SEVEN_SEG_DECIMAL_COM_A_BLUE。然后点击 OK。
此时,光标上就跟随有元器件的符号。 4. 在工作区右下方单击,就放置了一个 7 段码数码管的符号,标识符为 U1. 5. 用同样的方式添加其他数字计数器电路的元件符号。如下图所示。
提示:添加 200Ω的电阻后,按 Ctrl+R 键,可使其由水平旋转为垂直。
当添加了电阻 R2,双击它,阻值改为 180Ω。 提示:每个元器件的 Group 和 Family 参数详见下面的元件目录列表。 注意:通常电阻、电容、电感缺省没指定引脚类型,为了后续在Ultiboard 里的 PCB 输出,这里需要指定引脚类型。
6. 如下图所示,添加计数器控制模块的元件。 右击每个 SPDT 开关,选择 Flip horizontally。
7. 添加模拟放大模块的元件,根据需要翻转。双击电压源(V1),把峰值改 为 0.2V。
8. 添加如下图所示的旁路电容模块元件。
9. 添加如下图所示的连接头元件。
元件列表
连线
移动光标至元件的引脚时,光标会变成十字型,表示可以开始连线了。 按以下步骤完成设计的连线工作: 1. 在要连线的元件引脚单击,然后移动光标。 2. 到目标元件的引脚单击,完成连线。
3. 数字计数器模块连线完成后如下图所示。
4. 完成全部连线后如下图所示:
用Multisim 仿真可以尽早发现设计中的错误,省时省钱。
虚拟仪器
在这一节,将仿真设计并用虚拟示波器查看仿真结果。 1. 为开关 S1、S2 设置交互键: a. 双击每个开关,然后选择 Value 标签。 b. 设置开关的切换键:S1-E,S2-L。 2. 按 E 使能计数器。 3. 选择 Simulate > Instruments > Oscilloscope,添加示波器。 4. 示波器的连线如下图所示:
提示:为了区别示波器的通道 A 和通道 B,可以双击通道 B 的连线,修改其颜色。
5. 双击示波器,打开其前置面板。 6. 选择 Simulation > Run。
运放的输出就显示在示波器上。
7. 调整参数:Timebase 2ms/Div,通道 A 的 Scale 500mV/Div。单击 Reverse 将背景变为白色。 示波器的显示如下图所示:
仿真时,七段码数码管显示计数结果,同时 LED 在每个计数周期结束闪烁一 次。 8. 在仿真运行时执行以下操作: a. 按 E 可启动和停止计数器。 b. 按 L 可是计数器置 0. c. 按 Shift+A 观察电位器减小的影响。反之,按 A 电位器增大。
提示:上述操作除了用按键执行,也可以直接用鼠标操作。
分析
在这一节,我们将用 AC Sweep 来分析放大器的频率响应。 按以下步骤来完成运放输出端的 AC Sweep: 1. 在放置探针工具栏,选择 Place voltage Probe。
2. 把探针放到运放的输出端(6 号引脚)。
提示:当探针放到连线上是,会变成绿色,反之,是灰色。
3. 选择 Simulate > Analyses and Simulation,弹出 Analyses and Simulation 对 话框。
提示:除了用菜单操作,也可以单击 Simulation 工具栏的 Interactive。 4. 在 Active Analysis 栏选择 AC Sweep,然后单击 Run。打开分析结果的图表。
图表
图表是一个多功能的工具,可以用来查看,修改,保存和导出仿真结果。下
面以示波器为例。1. 确认 Simulation 工具栏的 Interactive 选择,运行仿真。
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