Multisim下的电路设计与仿真

摘 要 介绍Muhisim软件的主要特点、实现的功能及其在实际电路设计与仿真中的应用。Multisim是一种专门为电子线路设计与仿真的电子专业的软件，操作者不必焊接电路，制作PCB版，便可以实现本电路的功能及实现的现象，发现电路中的问题，解决故障。这种方法便捷、容易操作、易于上手，已经成为电子设计自动化的重要组成部分。

关键词 模拟仿真；电路设计；虚拟仪器

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0089-01

对电子电路性能的规划和测试，以前往往采用两个方法，运用数学的方法根据公式进行计算或者将电路图制成电路板进行测试，但是这两种方法都太麻烦了，一是计算量大，二是电路板的设计过程中不可控因素太多，因此这两种方法都不能满足现在电子产品大规模集成化的需求。在计算机上进行电路的设计及仿真等各项指标的测试已经成为主流。在这样的大环境下，加拿大nteractivi Image Technologies公司设计出了用于电子设计与仿真的软件Electronics workbench，而Multisim模块是最具特色的，其操作页面简单易学，分析功能强大，在菜单栏中提供了本软件所有的指令，深入电子线路设计者的内心。

1 Multisim的组成及功能

加拿大Interactive lmage Technologies公司在E1ectmnicS Workbench的基础上推出专门用于电子电路设计与仿真的软件Multisim，包括VHDL/Verilog编辑/编译模块。根据自己的设计目的，在Multisim里画出完整的电子线路图，进行模拟、数字或者模数混合的电路仿真，对整体的电路图进行定性的分析。Multisim不需要学习计算机控制语言，也不需要编写电子电路图的程序，本身软件的环境就适合实验环境的要求。仿真分析是对电路估算的一种数学方法。每一个元件都是一个“数学模型”。

2 Multisim的基本特点

1）直观的图形操作页面。整个软件犹如windos下的一个软件似的操作简单，易于上手。Muhisim基本界面由菜单栏、使用中的元件列表、系统工具栏、设计工具栏、元件工具栏、仪表工具栏、仿真开关、电路窗口、状态栏构成。与所有的Windows应用软件类似，菜单栏提供了本软件几乎所有的命令。在元件库中选取所需的元器件，直接拖到拖放到屏幕上，用鼠标进行连线，用于仿真的虚拟仪器相当多，操作页面与实物一样。

2）强大的元器件库。在用户界面的最左侧分为实际元件库和虚拟元件库，实际元件库里包含13个元件库，而虚拟元件库包含10个虚拟元件库，这些强大的元件库，足够电子线路设计者使用，为设计者既节省了时间和经费。按着逻辑分又包含l4个元器件箱，每个元器件箱又含有多个元件数据库。

3）强大的仿真功能。Multisim可以对数字电路、模拟电路、数模混合电路以及射频电路进行仿真，显示出仿真的结果，其中包括错误的信息和出错的原因。例如节点错误或者未找到、设计规则不对等错误提示。

4）强大的分析能力。Multisim提供了失真度分析、最坏情况分析、交流分析、直流工作点分析、射频分析等18种分析能力，提高了设计者的整体分析能力和电子自动化水平。

5）强大的虚拟仪器。虚拟仪器种类繁多，可以支持各种各样的电子线路的仿真实验。如逻辑分析仪、函数发生器、波特图示仪等，这些虚拟仪器的操作面板与实物相同，易于上手。

6）VHDL、Verilog及SPICE设计输人和仿真。Muhisim软件里包含SPICE、VHDL、Verilog等模型，实现了大规模可编程器件与普通电路的连接问题，控制仿真器之间的数据传输，提高了电子线路自动化的程度。

7）与电路板设计的无缝连接。Muhisim软件可以将已经完成的电子系统.net网络表文件和.plc元件文件输出到输出到Ultiboard PCB进行电路板走线，最终输出PCB图形文件。

8）支持远程控制功能。Muhisim软件具有远程控制功能，可以进行交互式教学，实现一对多的实验教学，在网上实现设计、讨论和仿真。

3 Multisim的仿真与分析

1）电子线路的输入。在Multisim的页面上，“Basic”里选取和放置元器件，“Source”里选择信号源、接地端，右侧仪器箱中选择虚拟仪器。按着电路图放置元件，用鼠标进行布线。双击修改需要设计参数的激励源、虚拟仪器等。

3）仿真分析。对电子电路检查后，点击虚拟电源开关，双击虚拟仪器，调整所用的数据，然后在虚拟显示仪器上便可以得出图像曲线和数据结果。

图1 Multisim仿真图

4 仿真过程中的问题及解决办法

1）元器件缺失。在布置电路图的过程中，设计者有时找不到仿真的元件，虽然Multisim大量的实际元件库和虚拟元件库，仍不能满足所有用户的需求，缺少一个元件都会影响仿真，提示仿真错误。因此提出了几个解决的办法：①用相近的元器件代替，但性能上会有差异。②自建元件，这个过程较为复杂，还需要设计者懂得SPICE语言。③利用元件编辑工具，对已有的相近元器件进行修改。④在EDAparts.corn 网站中购买器件模型。

2）仿真提示错误。设计者在仿真电子线路时，有时会提示仿真失败。一般引起仿真失败的错误有以下几点：①节点错误：对照电路图分析，找出错误的节点，进行修正。②设计规则错误：设计的仿真图与设置的电气规则不同，根据实际情况进行修改。③提示“No convergence in Dc analysis”：找到Miscellaneous options菜单，将ITL1改为500～1000之间的数。④提示“Time step too small”或者“No convergence inTtransient analysis”：找到Miscellaneousoptions菜单，将ITL4改为15～20之间的数。

5 结论

本文对Multisim软件做了简略的介绍，作为电子仿真软件，功能强大、操作简单，易于修改电路图，对各种电路无论是数字电路还是模拟电路都能够进行设计与仿真。将Multisim与Ultiboard结合在一起，最终制成印刷电路板。同时也能解决高校经费不足，设备落后等情况，顺利地进行有关电工方面的教学。对于这样多样化的仿真软件是当今电子仿真软件的发展趋势。

参考文献

[1]于波，吕秀丽，李玉爽.Multisim11在高频电子线路教学中的应用[J].现代电子技术，2011，34（10）：29-30.

[2]王子玲，刘福太，林洪文.丛瑜.基于仿真技术的电子线路课程教学优化[J].现代电子技术，2013（16）：41-42.

[3]吴冬妮.浅谈电子线路设计中仿真设计软件的应用[J].电源应用技术，2013（2）：16-17.

作者简介

刘蕾（1984-），女，山东寿光人，助教，硕士，研究方向：电子通信。