Multisim下的電路設計與仿真

摘 要 介紹Muhisim軟件的主要特點、實現的功能及其在實際電路設計與仿真中的應用。Multisim是一種專門為電子線路設計與仿真的電子專業的軟件，操作者不必焊接電路，制作PCB版，便可以實現本電路的功能及實現的現象，發現電路中的問題，解決故障。這種方法便捷、容易操作、易于上手，已經成為電子設計自動化的重要組成部分。

關鍵詞 模擬仿真；電路設計；虛擬儀器

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0089-01

對電子電路性能的規劃和測試，以前往往采用兩個方法，運用數學的方法根據公式進行計算或者將電路圖制成電路板進行測試，但是這兩種方法都太麻煩了，一是計算量大，二是電路板的設計過程中不可控因素太多，因此這兩種方法都不能滿足現在電子產品大規模集成化的需求。在計算機上進行電路的設計及仿真等各項指標的測試已經成為主流。在這樣的大環境下，加拿大nteractivi Image Technologies公司設計出了用于電子設計與仿真的軟件Electronics workbench，而Multisim模塊是最具特色的，其操作頁面簡單易學，分析功能強大，在菜單欄中提供了本軟件所有的指令，深入電子線路設計者的內心。

1 Multisim的組成及功能

加拿大Interactive lmage Technologies公司在E1ectmnicS Workbench的基礎上推出專門用于電子電路設計與仿真的軟件Multisim，包括VHDL/Verilog編輯/編譯模塊。根據自己的設計目的，在Multisim里畫出完整的電子線路圖，進行模擬、數字或者模數混合的電路仿真，對整體的電路圖進行定性的分析。Multisim不需要學習計算機控制語言，也不需要編寫電子電路圖的程序，本身軟件的環境就適合實驗環境的要求。仿真分析是對電路估算的一種數學方法。每一個元件都是一個“數學模型”。

2 Multisim的基本特點

1）直觀的圖形操作頁面。整個軟件猶如windos下的一個軟件似的操作簡單，易于上手。Muhisim基本界面由菜單欄、使用中的元件列表、系統工具欄、設計工具欄、元件工具欄、儀表工具欄、仿真開關、電路窗口、狀態欄構成。與所有的Windows應用軟件類似，菜單欄提供了本軟件幾乎所有的命令。在元件庫中選取所需的元器件，直接拖到拖放到屏幕上，用鼠標進行連線，用于仿真的虛擬儀器相當多，操作頁面與實物一樣。

2）強大的元器件庫。在用戶界面的最左側分為實際元件庫和虛擬元件庫，實際元件庫里包含13個元件庫，而虛擬元件庫包含10個虛擬元件庫，這些強大的元件庫，足夠電子線路設計者使用，為設計者既節省了時間和經費。按著邏輯分又包含l4個元器件箱，每個元器件箱又含有多個元件數據庫。

3）強大的仿真功能。Multisim可以對數字電路、模擬電路、數模混合電路以及射頻電路進行仿真，顯示出仿真的結果，其中包括錯誤的信息和出錯的原因。例如節點錯誤或者未找到、設計規則不對等錯誤提示。

4）強大的分析能力。Multisim提供了失真度分析、最壞情況分析、交流分析、直流工作點分析、射頻分析等18種分析能力，提高了設計者的整體分析能力和電子自動化水平。

5）強大的虛擬儀器。虛擬儀器種類繁多，可以支持各種各樣的電子線路的仿真實驗。如邏輯分析儀、函數發生器、波特圖示儀等，這些虛擬儀器的操作面板與實物相同，易于上手。

6）VHDL、Verilog及SPICE設計輸人和仿真。Muhisim軟件里包含SPICE、VHDL、Verilog等模型，實現了大規模可編程器件與普通電路的連接問題，控制仿真器之間的數據傳輸，提高了電子線路自動化的程度。

7）與電路板設計的無縫連接。Muhisim軟件可以將已經完成的電子系統.net網絡表文件和.plc元件文件輸出到輸出到Ultiboard PCB進行電路板走線，最終輸出PCB圖形文件。

8）支持遠程控制功能。Muhisim軟件具有遠程控制功能，可以進行交互式教學，實現一對多的實驗教學，在網上實現設計、討論和仿真。

3 Multisim的仿真與分析

1）電子線路的輸入。在Multisim的頁面上，“Basic”里選取和放置元器件，“Source”里選擇信號源、接地端，右側儀器箱中選擇虛擬儀器。按著電路圖放置元件，用鼠標進行布線。雙擊修改需要設計參數的激勵源、虛擬儀器等。

3）仿真分析。對電子電路檢查后，點擊虛擬電源開關，雙擊虛擬儀器，調整所用的數據，然后在虛擬顯示儀器上便可以得出圖像曲線和數據結果。

圖1 Multisim仿真圖

4 仿真過程中的問題及解決辦法

1）元器件缺失。在布置電路圖的過程中，設計者有時找不到仿真的元件，雖然Multisim大量的實際元件庫和虛擬元件庫，仍不能滿足所有用戶的需求，缺少一個元件都會影響仿真，提示仿真錯誤。因此提出了幾個解決的辦法：①用相近的元器件代替，但性能上會有差異。②自建元件，這個過程較為復雜，還需要設計者懂得SPICE語言。③利用元件編輯工具，對已有的相近元器件進行修改。④在EDAparts.corn 網站中購買器件模型。

2）仿真提示錯誤。設計者在仿真電子線路時，有時會提示仿真失敗。一般引起仿真失敗的錯誤有以下幾點：①節點錯誤：對照電路圖分析，找出錯誤的節點，進行修正。②設計規則錯誤：設計的仿真圖與設置的電氣規則不同，根據實際情況進行修改。③提示“No convergence in Dc analysis”：找到Miscellaneous options菜單，將ITL1改為500～1000之間的數。④提示“Time step too small”或者“No convergence inTtransient analysis”：找到Miscellaneousoptions菜單，將ITL4改為15～20之間的數。

5 結論

本文對Multisim軟件做了簡略的介紹，作為電子仿真軟件，功能強大、操作簡單，易于修改電路圖，對各種電路無論是數字電路還是模擬電路都能夠進行設計與仿真。將Multisim與Ultiboard結合在一起，最終制成印刷電路板。同時也能解決高校經費不足，設備落后等情況，順利地進行有關電工方面的教學。對于這樣多樣化的仿真軟件是當今電子仿真軟件的發展趨勢。

參考文獻

[1]于波，呂秀麗，李玉爽.Multisim11在高頻電子線路教學中的應用[J].現代電子技術，2011，34（10）：29-30.

[2]王子玲，劉福太，林洪文.叢瑜.基于仿真技術的電子線路課程教學優化[J].現代電子技術，2013（16）：41-42.

[3]吳冬妮.淺談電子線路設計中仿真設計軟件的應用[J].電源應用技術，2013（2）：16-17.

作者簡介

劉蕾（1984-），女，山東壽光人，助教，碩士，研究方向：電子通信。endprint

摘 要 介紹Muhisim軟件的主要特點、實現的功能及其在實際電路設計與仿真中的應用。Multisim是一種專門為電子線路設計與仿真的電子專業的軟件，操作者不必焊接電路，制作PCB版，便可以實現本電路的功能及實現的現象，發現電路中的問題，解決故障。這種方法便捷、容易操作、易于上手，已經成為電子設計自動化的重要組成部分。

關鍵詞 模擬仿真；電路設計；虛擬儀器

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0089-01

對電子電路性能的規劃和測試，以前往往采用兩個方法，運用數學的方法根據公式進行計算或者將電路圖制成電路板進行測試，但是這兩種方法都太麻煩了，一是計算量大，二是電路板的設計過程中不可控因素太多，因此這兩種方法都不能滿足現在電子產品大規模集成化的需求。在計算機上進行電路的設計及仿真等各項指標的測試已經成為主流。在這樣的大環境下，加拿大nteractivi Image Technologies公司設計出了用于電子設計與仿真的軟件Electronics workbench，而Multisim模塊是最具特色的，其操作頁面簡單易學，分析功能強大，在菜單欄中提供了本軟件所有的指令，深入電子線路設計者的內心。

1 Multisim的組成及功能

加拿大Interactive lmage Technologies公司在E1ectmnicS Workbench的基礎上推出專門用于電子電路設計與仿真的軟件Multisim，包括VHDL/Verilog編輯/編譯模塊。根據自己的設計目的，在Multisim里畫出完整的電子線路圖，進行模擬、數字或者模數混合的電路仿真，對整體的電路圖進行定性的分析。Multisim不需要學習計算機控制語言，也不需要編寫電子電路圖的程序，本身軟件的環境就適合實驗環境的要求。仿真分析是對電路估算的一種數學方法。每一個元件都是一個“數學模型”。

2 Multisim的基本特點

1）直觀的圖形操作頁面。整個軟件猶如windos下的一個軟件似的操作簡單，易于上手。Muhisim基本界面由菜單欄、使用中的元件列表、系統工具欄、設計工具欄、元件工具欄、儀表工具欄、仿真開關、電路窗口、狀態欄構成。與所有的Windows應用軟件類似，菜單欄提供了本軟件幾乎所有的命令。在元件庫中選取所需的元器件，直接拖到拖放到屏幕上，用鼠標進行連線，用于仿真的虛擬儀器相當多，操作頁面與實物一樣。

2）強大的元器件庫。在用戶界面的最左側分為實際元件庫和虛擬元件庫，實際元件庫里包含13個元件庫，而虛擬元件庫包含10個虛擬元件庫，這些強大的元件庫，足夠電子線路設計者使用，為設計者既節省了時間和經費。按著邏輯分又包含l4個元器件箱，每個元器件箱又含有多個元件數據庫。

3）強大的仿真功能。Multisim可以對數字電路、模擬電路、數模混合電路以及射頻電路進行仿真，顯示出仿真的結果，其中包括錯誤的信息和出錯的原因。例如節點錯誤或者未找到、設計規則不對等錯誤提示。

4）強大的分析能力。Multisim提供了失真度分析、最壞情況分析、交流分析、直流工作點分析、射頻分析等18種分析能力，提高了設計者的整體分析能力和電子自動化水平。

5）強大的虛擬儀器。虛擬儀器種類繁多，可以支持各種各樣的電子線路的仿真實驗。如邏輯分析儀、函數發生器、波特圖示儀等，這些虛擬儀器的操作面板與實物相同，易于上手。

6）VHDL、Verilog及SPICE設計輸人和仿真。Muhisim軟件里包含SPICE、VHDL、Verilog等模型，實現了大規模可編程器件與普通電路的連接問題，控制仿真器之間的數據傳輸，提高了電子線路自動化的程度。

7）與電路板設計的無縫連接。Muhisim軟件可以將已經完成的電子系統.net網絡表文件和.plc元件文件輸出到輸出到Ultiboard PCB進行電路板走線，最終輸出PCB圖形文件。

8）支持遠程控制功能。Muhisim軟件具有遠程控制功能，可以進行交互式教學，實現一對多的實驗教學，在網上實現設計、討論和仿真。

3 Multisim的仿真與分析

1）電子線路的輸入。在Multisim的頁面上，“Basic”里選取和放置元器件，“Source”里選擇信號源、接地端，右側儀器箱中選擇虛擬儀器。按著電路圖放置元件，用鼠標進行布線。雙擊修改需要設計參數的激勵源、虛擬儀器等。

3）仿真分析。對電子電路檢查后，點擊虛擬電源開關，雙擊虛擬儀器，調整所用的數據，然后在虛擬顯示儀器上便可以得出圖像曲線和數據結果。

圖1 Multisim仿真圖

4 仿真過程中的問題及解決辦法

1）元器件缺失。在布置電路圖的過程中，設計者有時找不到仿真的元件，雖然Multisim大量的實際元件庫和虛擬元件庫，仍不能滿足所有用戶的需求，缺少一個元件都會影響仿真，提示仿真錯誤。因此提出了幾個解決的辦法：①用相近的元器件代替，但性能上會有差異。②自建元件，這個過程較為復雜，還需要設計者懂得SPICE語言。③利用元件編輯工具，對已有的相近元器件進行修改。④在EDAparts.corn 網站中購買器件模型。

2）仿真提示錯誤。設計者在仿真電子線路時，有時會提示仿真失敗。一般引起仿真失敗的錯誤有以下幾點：①節點錯誤：對照電路圖分析，找出錯誤的節點，進行修正。②設計規則錯誤：設計的仿真圖與設置的電氣規則不同，根據實際情況進行修改。③提示“No convergence in Dc analysis”：找到Miscellaneous options菜單，將ITL1改為500～1000之間的數。④提示“Time step too small”或者“No convergence inTtransient analysis”：找到Miscellaneousoptions菜單，將ITL4改為15～20之間的數。

5 結論

本文對Multisim軟件做了簡略的介紹，作為電子仿真軟件，功能強大、操作簡單，易于修改電路圖，對各種電路無論是數字電路還是模擬電路都能夠進行設計與仿真。將Multisim與Ultiboard結合在一起，最終制成印刷電路板。同時也能解決高校經費不足，設備落后等情況，順利地進行有關電工方面的教學。對于這樣多樣化的仿真軟件是當今電子仿真軟件的發展趨勢。

參考文獻

[1]于波，呂秀麗，李玉爽.Multisim11在高頻電子線路教學中的應用[J].現代電子技術，2011，34（10）：29-30.

[2]王子玲，劉福太，林洪文.叢瑜.基于仿真技術的電子線路課程教學優化[J].現代電子技術，2013（16）：41-42.

[3]吳冬妮.淺談電子線路設計中仿真設計軟件的應用[J].電源應用技術，2013（2）：16-17.

作者簡介

劉蕾（1984-），女，山東壽光人，助教，碩士，研究方向：電子通信。endprint

摘 要 介紹Muhisim軟件的主要特點、實現的功能及其在實際電路設計與仿真中的應用。Multisim是一種專門為電子線路設計與仿真的電子專業的軟件，操作者不必焊接電路，制作PCB版，便可以實現本電路的功能及實現的現象，發現電路中的問題，解決故障。這種方法便捷、容易操作、易于上手，已經成為電子設計自動化的重要組成部分。

關鍵詞 模擬仿真；電路設計；虛擬儀器

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0089-01

對電子電路性能的規劃和測試，以前往往采用兩個方法，運用數學的方法根據公式進行計算或者將電路圖制成電路板進行測試，但是這兩種方法都太麻煩了，一是計算量大，二是電路板的設計過程中不可控因素太多，因此這兩種方法都不能滿足現在電子產品大規模集成化的需求。在計算機上進行電路的設計及仿真等各項指標的測試已經成為主流。在這樣的大環境下，加拿大nteractivi Image Technologies公司設計出了用于電子設計與仿真的軟件Electronics workbench，而Multisim模塊是最具特色的，其操作頁面簡單易學，分析功能強大，在菜單欄中提供了本軟件所有的指令，深入電子線路設計者的內心。

1 Multisim的組成及功能

加拿大Interactive lmage Technologies公司在E1ectmnicS Workbench的基礎上推出專門用于電子電路設計與仿真的軟件Multisim，包括VHDL/Verilog編輯/編譯模塊。根據自己的設計目的，在Multisim里畫出完整的電子線路圖，進行模擬、數字或者模數混合的電路仿真，對整體的電路圖進行定性的分析。Multisim不需要學習計算機控制語言，也不需要編寫電子電路圖的程序，本身軟件的環境就適合實驗環境的要求。仿真分析是對電路估算的一種數學方法。每一個元件都是一個“數學模型”。

2 Multisim的基本特點

1）直觀的圖形操作頁面。整個軟件猶如windos下的一個軟件似的操作簡單，易于上手。Muhisim基本界面由菜單欄、使用中的元件列表、系統工具欄、設計工具欄、元件工具欄、儀表工具欄、仿真開關、電路窗口、狀態欄構成。與所有的Windows應用軟件類似，菜單欄提供了本軟件幾乎所有的命令。在元件庫中選取所需的元器件，直接拖到拖放到屏幕上，用鼠標進行連線，用于仿真的虛擬儀器相當多，操作頁面與實物一樣。

2）強大的元器件庫。在用戶界面的最左側分為實際元件庫和虛擬元件庫，實際元件庫里包含13個元件庫，而虛擬元件庫包含10個虛擬元件庫，這些強大的元件庫，足夠電子線路設計者使用，為設計者既節省了時間和經費。按著邏輯分又包含l4個元器件箱，每個元器件箱又含有多個元件數據庫。

3）強大的仿真功能。Multisim可以對數字電路、模擬電路、數模混合電路以及射頻電路進行仿真，顯示出仿真的結果，其中包括錯誤的信息和出錯的原因。例如節點錯誤或者未找到、設計規則不對等錯誤提示。

4）強大的分析能力。Multisim提供了失真度分析、最壞情況分析、交流分析、直流工作點分析、射頻分析等18種分析能力，提高了設計者的整體分析能力和電子自動化水平。

5）強大的虛擬儀器。虛擬儀器種類繁多，可以支持各種各樣的電子線路的仿真實驗。如邏輯分析儀、函數發生器、波特圖示儀等，這些虛擬儀器的操作面板與實物相同，易于上手。

6）VHDL、Verilog及SPICE設計輸人和仿真。Muhisim軟件里包含SPICE、VHDL、Verilog等模型，實現了大規模可編程器件與普通電路的連接問題，控制仿真器之間的數據傳輸，提高了電子線路自動化的程度。

7）與電路板設計的無縫連接。Muhisim軟件可以將已經完成的電子系統.net網絡表文件和.plc元件文件輸出到輸出到Ultiboard PCB進行電路板走線，最終輸出PCB圖形文件。

8）支持遠程控制功能。Muhisim軟件具有遠程控制功能，可以進行交互式教學，實現一對多的實驗教學，在網上實現設計、討論和仿真。

3 Multisim的仿真與分析

1）電子線路的輸入。在Multisim的頁面上，“Basic”里選取和放置元器件，“Source”里選擇信號源、接地端，右側儀器箱中選擇虛擬儀器。按著電路圖放置元件，用鼠標進行布線。雙擊修改需要設計參數的激勵源、虛擬儀器等。

3）仿真分析。對電子電路檢查后，點擊虛擬電源開關，雙擊虛擬儀器，調整所用的數據，然后在虛擬顯示儀器上便可以得出圖像曲線和數據結果。

圖1 Multisim仿真圖

4 仿真過程中的問題及解決辦法

1）元器件缺失。在布置電路圖的過程中，設計者有時找不到仿真的元件，雖然Multisim大量的實際元件庫和虛擬元件庫，仍不能滿足所有用戶的需求，缺少一個元件都會影響仿真，提示仿真錯誤。因此提出了幾個解決的辦法：①用相近的元器件代替，但性能上會有差異。②自建元件，這個過程較為復雜，還需要設計者懂得SPICE語言。③利用元件編輯工具，對已有的相近元器件進行修改。④在EDAparts.corn 網站中購買器件模型。

2）仿真提示錯誤。設計者在仿真電子線路時，有時會提示仿真失敗。一般引起仿真失敗的錯誤有以下幾點：①節點錯誤：對照電路圖分析，找出錯誤的節點，進行修正。②設計規則錯誤：設計的仿真圖與設置的電氣規則不同，根據實際情況進行修改。③提示“No convergence in Dc analysis”：找到Miscellaneous options菜單，將ITL1改為500～1000之間的數。④提示“Time step too small”或者“No convergence inTtransient analysis”：找到Miscellaneousoptions菜單，將ITL4改為15～20之間的數。

5 結論

本文對Multisim軟件做了簡略的介紹，作為電子仿真軟件，功能強大、操作簡單，易于修改電路圖，對各種電路無論是數字電路還是模擬電路都能夠進行設計與仿真。將Multisim與Ultiboard結合在一起，最終制成印刷電路板。同時也能解決高校經費不足，設備落后等情況，順利地進行有關電工方面的教學。對于這樣多樣化的仿真軟件是當今電子仿真軟件的發展趨勢。

參考文獻

[1]于波，呂秀麗，李玉爽.Multisim11在高頻電子線路教學中的應用[J].現代電子技術，2011，34（10）：29-30.

[2]王子玲，劉福太，林洪文.叢瑜.基于仿真技術的電子線路課程教學優化[J].現代電子技術，2013（16）：41-42.

[3]吳冬妮.淺談電子線路設計中仿真設計軟件的應用[J].電源應用技術，2013（2）：16-17.

作者簡介

劉蕾（1984-），女，山東壽光人，助教，碩士，研究方向：電子通信。endprint