Multisim是美国国家仪器公司(NI,National Instruments)推出的一款优秀的电子仿真软件。Multisim易学易用,便于电子信息、通信工程、自动化、电气控制类等专业学生自学、便于开展综合性的设计和实验,有利于培养综合分析能力、开发和创新的能力。
该软件主要有下述功能。
①Multisim是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
②Multisim的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用。基本器件库包含有电阻、电容等多种元件。基本器件库中虚拟元器件的参数是可以任意设置的,非虚拟元器件的参数是固定的,但是可以选择的。
③Multisim的虚拟测试仪器仪表种类齐全,有一般实验用的通用仪器,如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源;而且还有一般实验室少有或没有的仪器,如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。
④Multisim具有较为详细的电路分析功能,可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法,以帮助设计人员分析电路的性能。
⑤Multisim可以设计、测试和演示各种电子电路,包括电工学、模拟电路、数字电路、射频电路及微控制器和接口电路等。可以对被仿真电路中的元器件设置各种故障,如开路、短路和不同程度的漏电等,从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的同时,软件还可以存储测试点的所有数据,列出被仿真电路的所有元器件清单,以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。
⑥Multisim有丰富的帮助功能。
正是因为Multisim具有界面友好、功能强大、易学易用的优点,故其在众多仿真软件中脱颖而出,成为了电类设计开发人员不可缺少的工具之一。利用Multisim可以实现计算机仿真设计与虚拟实验,它与传统的电子电路设计与实验方法相比,具有以下特点:设计与实验可以同步进行,可以边设计边实验,修改调试方便;设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全,可以完成各种类型的电路设计与实验;可方便地对电路参数进行测试和分析;可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图;实验中不消耗实际的元器件,实验所需元器件的种类和数量不受限制,实验成本低,实验速度快,效率高;设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
本书以Multisim 10 版本为例,介绍其基本功能与操作方法。
单击“开始”→ “程序”→ “ National Instruments ”→ “ Circuit Design Suite 10.0 ”→“Multisim”,启动Multisim 10,可以看到如图 2.1 所示的Multisim 10 的主界面。
主界面主要由菜单栏、工具栏、缩放栏、设计栏、仿真栏、工程栏、元件栏、仪器栏、电路图编辑窗口等部分组成。
图 2.1 Multisim 10 主界面
Multisim 10 菜单栏有 12 个主菜单,如图 2.2 所示,菜单中提供了本软件几乎所有的功能命令。
图 2.2 菜单栏
1)文件菜单
文件菜单提供 19 个文件操作命令,如打开、保存和打印等,文件菜单中的命令及功能如图2.3 所示。
2)编辑菜单
编辑菜单在电路绘制过程中提供对电路和元件进行剪切、粘贴、旋转等操作命令,共 21 个命令,编辑菜单中的命令及功能如图 2.4 所示。
3)视图菜单
视图菜单提供 19 个用于控制仿真界面上显示内容的操作命令,视图菜单中的命令及功能如图 2.5 所示。
图 2.3 文件菜单
图 2.4 编辑菜单
图 2.5 视图菜单
4)放置菜单
放置菜单提供在电路工作窗口内放置元件、连接点、总线和文字等 17 个命令,放置菜单中的命令及功能如图 2.6 所示。
5)MCU(微控制器)菜单
MCU菜单提供在电路工作窗口内MCU的调试操作命令,MCU菜单中的命令及功能如图2.7 所示。
6)仿真菜单
仿真菜单提供 18 个电路仿真设置与操作命令,仿真菜单中的命令及功能如图 2.8 所示。
图 2.6 放置菜单
图 2.7 MCU菜单
图 2.8 仿真菜单
7)转换菜单
转换菜单提供 8 个传输命令,转换菜单中的命令及功能如图 2.9 所示。
8)工具菜单
工具菜单提供 17 个元件和电路编辑或管理命令,工具菜单中的命令及功能如图 2.10所示。
图 2.9 转换菜单
图 2.10 工具菜单
9)报表菜单
报表菜单提供材料清单等 6 个报告命令,报表菜单中的命令及功能如图 2.11 所示。
10)选项菜单
选项菜单包含“首选项”“表单属性”及“自定义”,可以对电路的某些功能进行设定,选项菜单中的命令及功能如图 2.12 所示。
图 2.11 报表菜单
图 2.12 选项菜单
11)窗口菜单
窗口菜单提供 9 个窗口操作命令,窗口菜单中的命令及功能如图 2.13 所示。
12)帮助菜单
帮助菜单为用户提供在线技术帮助和使用指导,帮助菜单中的命令及功能如图 2.14所示。
图 2.13 窗口菜单
图 2.14 帮助菜单
Multisim 10 常用工具栏如图 2.15 所示,工具栏各图标名称依次为:新建、打开文件、打开设计范例、存盘、打印、剪切、复制、粘贴、撤销、重做、切换全屏幕、放大、缩小、缩放到已选择面积、缩放到页。
图 2.15 常用工具栏
Multisim 10 提供了丰富的元件库,元件工具条如图 2.16 所示。工具条各图标名称依次为:电源/信号源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟集成电路库、TTL数字集成电路库、CMOS数字集成电路库、杂项数字集成电路库、数模混合集成电路库、指示器件库、电源器件库、其他元件库、键盘显示器库、射频元器件库、机电类器件库、微控制器库。
图 2.16 元件工具条
选择元件工具条中每一个按钮都会弹出相应的元件选择窗口,如图 2.17 所示为元件组的元件选择界面,其中一个元件组有多个元件系列,每一个元件系列有多个元件。
图 2.17 元件选择窗口
虚拟仪表工具条如图 2.18 所示,它是进行虚拟电子实验和电子设计仿真的最快捷而又形象的特殊工具,各仪表的功能名称与Simulate(仿真)菜单下的虚拟仪表相同。各图标名称依次为:万用表、失真度分析仪、函数信号发生器、功率表、示波器、频率计、安捷伦函数信号发生器、四踪示波器、波特图示仪、IV分析仪、字发生器、逻辑转换器、逻辑分析仪、安捷伦示波器、安捷伦万用表、频谱分析仪、网络分析仪、泰克示波器、电流探针、LabVIEW测试仪、测量探针。
图 2.18 仪表工具条
选用元器件时,首先在元器件库栏中用鼠标单击包含该元器件的图标,打开该元器件库。然后从选中的元器件库对话框中,如图 2.19 所示,用鼠标单击该元器件,然后单击“OK”即可,用鼠标拖曳该元器件到电路工作区的适当地方即可。
图 2.19 元器件库对话框
1)选中元器件
鼠标左键单击所需要的元器件,元件四周出现一个矩形虚线框,如图 2.20 所示。
图 2.20 选中元件
2)元器件的移动
用鼠标的左键单击该元器件(左键不松手),拖曳该元器件即可移动该元器件。
3)元器件的旋转与反转
先选中该元器件,然后单击鼠标右键或者选择编辑菜单“Edit”,选择菜单中的方向,再根据需要将所选择的元器件顺时针或逆时针旋转 90°,或进行水平镜像、垂直镜像等操作。
4)元器件的复制、删除
对选中的元器件进行元器件的复制、移动、删除等操作,可以单击鼠标右键或者使用菜单剪切、复制和粘贴、删除等菜单命令实现元器件的复制、移动、删除等操作。
5)元器件标签、编号、数值、模型参数的设置
在选中元器件后,双击该元器件,或者选择“编辑”菜单→“属性”,便会弹出相关的对话框,可供输入数据,如图 2.21 所示。元器件特性对话框具有多种选项可供设置,包括标签、显示、参数、故障设置、引脚、变量等内容。
①选择“选项”菜单中的“Sheet Properties”,用于设置与电路图显示方式有关的一些选项。
图 2.21 元器件特性对话框
如图 2.22 所示。此对话框包括电路、工作区、配线、字体、PCB、可见 6 个选项,可分别进行设置。
图 2.22 表单属性对话框
②零件对话框。选择“选项”菜单中的“Global Preferences”选项可弹出如图 2.23 所示的零件对话框,在零件对话框中可对放置元件方式、符号标准、数字仿真等进行设置。
图 2.23 零件对话框
③导线的操作。
a.导线的连接。在两个元器件之间,首先将鼠标指向一个元器件的端点使其出现一个小圆点,按下鼠标左键并拖曳出一根导线,拉住导线并指向另一个元器件的端点使其出现小圆点,释放鼠标左键,则导线连接完成。连接完成后,导线将自动选择合适的走向,不会与其他元器件或仪器发生交叉。
b.连线的删除与改动。将鼠标指向元器件与导线的连接点使出现一个圆点,按下左键拖曳该圆点使导线离开元器件端点,释放左键,导线自动消失,完成连线的删除。也可以将拖曳移开的导线连至另一个接点,实现连线的改动。
c.改变导线的颜色。在复杂的电路中,可以将导线设置为不同的颜色。要改变导线的颜色,用鼠标指向该导线,单击右键可出现菜单,选择“Change Color”选项,出现颜色选择框,然后选择合适的颜色即可。