Multisim14.2仿真使用汇总-洪萨配资

一、仿真软件说明

1、概述

1）常用的仿真软件

Multisim、Proteus 这两家独大，另外Tina-TI与LTspice也是不错的原理图仿真软件，其体积很小。TI 提供了很多仿真样例：音频、比较器、控制环路、电流环路、振荡器、功率放大器、传感器等。它支持导入任何品牌的 SPICE模型，这点非常有用，扩展面很大。

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（1）本内容描述的 Multisim 是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以 Windows 为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用 Multisim 交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim 提炼了 SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的 SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。

通过 Multisim 和虚拟仪器技术，PCB 设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

软件名称	出品公司	特点
Multisim	美国国家仪器(NI)有限公司	偏向于模拟电路
Proteus	英国Lab Center Electronics公司	偏向于数字电路
Tina-TI	德州仪器公司(TI)与DesignSoft公司联合	支持导入任何品牌的SPICE模型
LTspice	美国Analog Devices公司	增强功能和模型改善了模拟电路仿真
Circuitjs	美国个人	轻量化、开源且免费，电路工作状态可动态显示

（2）Proteus移步：Proteus8.6SP2仿真使用汇总，相关实例移步专栏：51单片机+Proteus仿真实例；

（3）Tina-TI移步：TINA-TI的介绍与入门使用；

（4）LTspice软件下载地址：LTspice，LTspice视频教程：LTspice电路仿真从入门到精通；

（5）比较小众的在线仿真：Falstad。连线只能是两个点之间互连，否则就会以红点的形式提示错误。

Circuitjs离线版下载：

链接: https://pan.baidu.com/s/17EQiEt6V7-1FZsNFdGXJjA

提取码: 1bff

2）帮助与示例

2、元件库介绍与中英文对照

1）放置器件菜单栏

2）放置信号源

3）放置基础元件

4）放置二极管

5）放置晶体管

6）放置模拟器件

7）放置晶体管-晶体管逻辑(TTL)与互补金属氧化物半导体(CMOS)

8）放置微控制器、PLD、FPGA等

9）放置指示器

10）放置机电元件

3、虚拟仪表介绍及使用说明

1）虚拟仪表介绍

2）元件与仪表的添加★

右侧仪表栏

频率计显示频率

▼频率无法显示时，可通过电压探针显示。只有在交互式仿真时探针上5个值才会显示。

万用表使用：

▼输入输出波形，如下图。为方便查看，其波形颜色需设置。示波器面板最下方一排，AC 只显示交流信号，0是接地，DC 同时显示直流及其交流成分。

▼说明当前 S1 交流电压由 19.977mV 被放大了 10倍得到 199.834mV 的交流电压信号S2。

▼说明当前的直流电压为2V，交流电压信号S2以2V为中心，其输出信号 = R1*I1*R2/R3。

原文件下载移步：基于MCP609电流互感器仿真，有关运放的知识移步：运算放大器应用集粹。

3）连线及其标号

4）显示节点与电流方向

（1）显示节点

通过下述的“直流工作点仿真”，显示各节点各支路的电压、电流。

（2）显示电流方向

▼Multisim 似乎没有类似 Proteus 的电流流向显示的功能，如下图所示。

▼只能通过置放“探针”判断电流流向，如下图所示。参考方向往右，电流为 -3.11mA，故实际电流方向与参考方向相反。

5）元件外形设置

建议不要修改，使用起来会不太习惯。

4、放置标题栏

1）放置标题栏

我所使用的标题栏下载地址请移步：Multisim标题栏。

2）编辑标题栏

5、增加描述框

6、中英文切换

▼进入“Options”选项卡，然后点击“Global options”选项。

▼在“Global options”对话框中，点击“General”选项卡，然后在“Language”下拉框中选择“Chinese-simplified”选项。

7、电路向导

▼可以用来自动生成 555定时器电路、滤波器电路、运算放大器电路、晶体管信号放大电路。

8、振荡电路设置

▼根据实际的频率调整“设置初始时间步长”，不然无法输出波形。

9、图纸中元件位置定位

1）右键后选择“Replace components”即可弹出位置

2）右键后选择“Properties”

▼弹出如下图的对话框：

二、软件的下载与安装

1、软件的下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1NyxewILEI2VKqCswSMAExw

提取码：6857

郑重声明：

1）本免费资源仅限个人学习或交流之用，严禁任何商业性质的使用。请您在使用完毕后，通过正规渠道在官网购买正版资源。

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2、软件的安装

三、原理图录入与探针

1、探针的置放

▼Ctrl+R 旋转电子元件方向，放置电压与电流探针，功率探针必须放置在器件上。加入探针对后面的“仿真与分析”有利，选择“输出”方便。

▼先选择电流探针，使用“Reverse probe diretion”调整方向。

2、电流互感器与电压互感器

▼电流钳可作为电流互感器使用：

▼流过 XCP1 的电流 12V/10K = 1.2mA，XCP1 电压电流比 1V/mA，故 R9 上的电压为 1.20V。

▼变压器可直接作为电压互感器使用：

3、Current Clamp电流波形显示

▼挂接示波器可用于电流波形显示。

4、放置电子元件★

对准元件按住“Ctrl + R”键可以旋转元件

1）放置轻触开关

▼下方的 SPST_NO_SB 为单刀开关。

2）放置可调电阻

“A”增加电阻的百分比，“Shift+A”减小电阻的百分比

3）放置继电器

具有动画显示效果

四、分析与仿真★

1、简介

2、直流工作点仿真

▼Simulate/Analyses and simulation，直流工作点仿真如下图。

▼正功率说明元件在向内输入能量即消耗功率，负功率说明元件在向外输出能量即释放功率。电路总功率保持平衡，即所有功率代数和为零。注：此处的电压源V1为正值即消耗功率，说明电压源在充电，从下面的直流参数扫描也可以看出。

3、直流参数扫描

▼对电阻Ra扫描其直流参数，并输出其功率参数。

PR3恒流源两端电压恒定为 2V，电流恒定为 1A，功率为定值；PR2 电阻上消耗的功率越来越小；PR1 电压源释放功率越来越大，橙线左侧为负值说明消耗功率即充电。

4、瞬态分析

仿真原文件请移步：Multisim瞬态分析仿真。

图4.4.1 原理图

▼修改 T1，增加 PR1电压探针：

▼仿真设置如下：

▼可以看出瞬态仿真与示波器的区别，示波器未使用捕获时，不能显示瞬态发生的情况。

5、正弦稳态与单频交流仿真

从上图可以看出万用表XMM2 得出流过电阻电流的交流有效值为 131.457mA；“单频交流分析”得出了流过电阻、电容、电感电流复值(实部、虚部)，信息更丰富，有关内容移步：阻抗与导纳。

6、功率计、Bode图与交流分析

1）功率计(瓦特表)

2）Bode图与交流分析

▼Bode图结果：

▲截至频率如上图蓝色框所示，-3dB 约为 50Hz，电压降为原来的 0.707倍。

交流分析：

注意：表达式如下图为输出V(1)/输入V(3)

从“波特测试仪-XBP1”中知 1MHz 幅值 -86.026dB，交流分析中知 1MHz 幅值 49.9702uV。波特仿真原文件移步：Bode图绘制仪与交流分析。

7、温度扫描仿真

▼改变横竖刻度线，如下图。

仿真原文件移步：Schottky反向漏电流仿真。

8、电流方向

▼对于直流电可以使用电流探针查看电流方向，下图方向为负，说明电流方向与参考方向相反。

对于交流电 Multsim 并不能实时显示电流方向，这点与 Proteus 不同。

五、电压源、电流源、受控源仿真

1、源的添加

▼以电流控制电压源的添加为例说明，有关电压源、电流源、受控源的知识移步：电路原理分析。

2、例题

▼如下图所示，节点电压法求列写方程。

▼变形为下图：

对于 A回路由 KVL 列写方程：2I+12V+U-3I = 0 得 U = 12-I，流过 6Ω 电阻的电流 = (12-I)/6。

对于 B回路由 KVL 列写方程：40-2I-U4 = 0，流过 4Ω 电阻的电流 = (40-2I)/4。

I总 = (40-2I)/4 = (12-I)/6+I，求得I = 6A，U = 6V。

源文件下载请移步：Multisim受控源仿真(电流控制电压源)。

六、仿真与实际情况对比

1、CD40106仿真两种软件对比

本例采用 TI 的 CD40106BM/SOIC-14，规格书。

1）Proteus仿真

▼其波形如下图，脉冲占空比不一。

2）Multisim仿真

▼脉冲占空比一直恒定

2、实际情况

▼使用 Excel 计算值：40.364KHz，原文件下载移步：CD40106方波频率计算。

七、导入Spice仿真模型

此网站是告诉你有哪些器件具有Spice模型，搜索到的模型还是得去它对应的官网下载。

1、导入LTspice模型

1）导入的S8050仿真演示

2）LTspice元器件导入过程

▼点击菜单上的“工具/元器件向导”

第1步：设置器件属性

▼这里以 S8550三极管导入过程演示：

模拟器件和数字器件：

模拟信号和数字信号，模拟信号是大小随时间变化的信号，它的值是连续的。而数字信号只有1和0。

第2步：设置器件类型以及参数

这里主要是将将要导入到的器件与现有的数据库器件进行匹配并归类。如果之前没有导入过器件，在选择下图②处的时候就选择主数据库。

过滤程序：器件归属哪一个类、制造商、封装、引脚数、器件类型。

第3步,匹配现有封装零件模型

第4步，确认引脚符号表示

第5步，引脚号与引脚映射关系设定

▼这是 S8550 封装图：

1发射极，2基极，3集电极

▼在封装管脚这一列，鼠标左键点选：

▼已配置好的引脚：

第6步，加载仿真模型

第7步，确认引脚映射关系

第8步，将所导入的模型器件放置归类

注意：如果仅是仿真，选择红色框内选项可以简化执行

将 .cir模型管脚和仿真元件管脚映射的过程很重要，因为不是所有的 .cir 都有对应元件的实际管脚数量，如ADA4870，实际 20pin，但仿真时只用到 6pin。

2、导入第三方模型

▼导入移步：Multism14.2导入SPICE模型，8050/8550/9012～9015仿真模型下载：SPICE模型。

3、自建元件的修改

1）打开Database manager

2）删除元件与元件族

3）元件属性的修改

（1）元件属性的调用

（2）符号的修改

（3）模型文件的修改

附录

1、清华大学仿真实例

模拟电子 Multisim 仿真实验，共 121个文件；数字电子 Multisim 仿真实验，共 134个文件。文件下载移步：模拟数字电子Multisim仿真实验。

链接: https://pan.baidu.com/s/1VJPb_P1qwRHxIJSAerNPWQ

提取码: 1234

2、查看元件封装

AD 原理图与 PCB 封装移步：Altium原理图库及封装库(元件已分类、已整理、绝不混乱)。

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