浅谈Multisim 10在电路仿真中的应用

随着信息技术的高速发展, EDA技术已经在电子设计领域得到广泛应用,为了适应创新教育的要求,在电路教学中,应注重实践能力的培养注重教学方法和教学手段的改革。Multisim作为电路仿真工具,通过理论教学――计算机仿真――实验环节,极大地方便了教学并且很大程度上提高了学生分析电路效率和学习的积极性。

一、 EDA的发展状况

EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写,目前在电子设计领域得到广泛应用,已成为取代电子产品的手工设计的必然趋势。一台电子产品的设计过程全部在计算机上完成,将从梦想变为现实。

EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点,可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。它也是集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。

美国NI公司(美国国家仪器公司)的Multisim软件就是有关这方面应用的一个很好工具。

二、 NI Multisim软件的应用特点

NI Multisim软件是以Windows为基础的仿真工具,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。

NI Multisim软件可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一难题。通过理论教学――计算机仿真――实验环节,学生可以很好地、很方便地把学到的理论知识用计算机仿真真实地再现出来,并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学生的学习热情和积极性,真正地做到了变被动学习为主动学习,这些在教学活动中已经得到了很好的体现。还有很重要的一点就是,计算机仿真与虚拟仪器对教师的教学也是一个很好的提高和促进。

NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim,可以立即创建具有完整组件库的电路图,并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器,能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证,从而缩短建模循环。它与NI LabVIEW和SignalExpress软件集成,完善了设计流程,能够对具体的模拟数据进行建模测量。

在教学过程中,学生可以使用NI Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路行为进行仿真。NI Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样学生无需懂得深入的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。

NI Multisim与以往的电路仿真软件相比,具有以下新特点:

(1)可以根据自己的需求制造出真正属于自己的仪器;

(2)所有的虚拟信号都可以通过计算机输出到实际的硬件电路上;

(3)所有硬件电路产生的结果都可以输回到计算机中进行处理和分析。

三、 基于Multisim 10的电路仿真实验

本文以Multisim 10为例,其操作界面如图1,Multisim 10主要包括:构建仿真电路、仿真电路环境、单片机仿真、FPGA、PLD,CPLD等仿真。主要模块有通信系统分析与设计的模块、PCB设计模块、自动布线模块。仿真的内容包含:器件建模及仿真、电路的构建及仿真、系统的组成及仿真、仪表仪器原理及制造仿真、器件建模及仿真:可以建模及仿真的器件、模拟器件(二极管,三极管,功率管等)、数字器件(74系列,COMS系列,PLD,CPLD等);FPGA器件。

由于仿真技术是以计算机为基础,通过用系统模型对真实系统或设计进行模拟试验,以达到分析、研究和设计该系统的目的。所以我们可以很方便地以计算机为平台通过Multisim10进行电路仿真实验(如图2,单管共射极放大器),利用Multisim10所提供的元器件模型库,建立电路模型,并对电路模型进行直观的放大性能分析。由此可见,通过虚拟的电子实验平台来分析电路的工作情况,大大提高了电路学习和分析设计效率。

在电路教学中通过Multisim10进行电路仿真实验,可以培养学生深入钻研、独立思考、多动手实践、遇到问题,多问为什么的学习习惯和思维,培养自己独立解决问题的能力,激发学生对本专业的兴趣、学会苦中作乐的学习方式,寻找并壮大自己的专业信心。

(杨树军 河南省新乡市高级技工学校 453000)