电路仿真软件范文

电路仿真软件范文第1篇

【关键词】电路仿真；软件；特点

电路级仿真分析由电子元器件构成的电路的性能，包括数字电路的逻辑仿真和模拟电路的交直流分析、时域和频域分析等。电路级仿真必须有包含PSPICE参数的元器件模型库的支持，仿真信号和输出数据代替了实际电路调试中的信号源和示波器。电路仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。电路仿真技术使工程师在实际电子系统产生之前，就有可能全面地了解电路的各种特性。现在电路仿真也广泛用于各类学校的电子专业教学。

商品化的电路仿真软件种类比较多，软件性能特点各不相同，应用的便利性也有差别。根据工程和教学的需要选择合适的电路仿真软件可大大提高工作效率和教学效果。

一、电路仿真技术的功能特点

电路仿真是经过广泛实践，被证明是相当有效的分析技术，被越来越多的电子设计者采用。电路仿真技术可以在下面几个方面发挥作用：

1.验证电子电路设计

采用电路仿真技术对不同的电路设计方案快速地进行模拟分析，保证设计思想正确。在电路形式确定以后，对电路的元件参数进行灵敏度分析和容差分析，优化电路参数，保证设计质量。电路设计采用仿真技术，能极大的减少人工劳动，缩短设计周期，降低设计成本。如滤波器设计中有大量的复杂分析。用人工计算全部数据的话，要耗费大量的时间。采用电路仿真软件可以在几分钟内得到结果，而且误差可保持在工程规范的范围内。

与传统的电路测量方法相比，计算机仿真可预测某特定电路参数的变化过程和最终结果，使人们对电路性能的变化规律有深入的了解。例如，元件参数的误差会给产品性能带来多大的影响？哪个元件的误差会给电路性能产生最大的作用？采用电路仿真技术中的蒙特卡洛分析能快速得出结论。应用最坏情况分析，设计人员可方便地测试各种极端情况，观察极限条件下电路的反应。灵敏性分析使用户能够确定由于设计或元器件参数更改引起的电路性能参数（诸如周期、增益或上升时间）的变化比例。

在常规测量有困难，特别是在实际系统中具有破坏性的实验研究中，电路仿真技术尤其有优势。如某些电子设计涉及高电压和大电流，不正确的设计参数可能造成电子元件损坏，使设计进程受阻。电路仿真用于数字电路同样具有高效率、高精度的特点。在搭建电路之前使用仿真技术，可避免各种致命的损坏，增加成功率。

作为一种模拟技术，仿真虽然还不能完全取代真实电路的实际测量。但由仿真产生的各种参数在设计中有决定性的意义，也为实物试验提供了数据基础。

2.电子专业的辅助教学

电子学是一门实验性很强的学科，电子学原理的学习最好和实验同步进行，以加深感性认识。实验需要测量仪器和电子元件。受到客观条件限制时，用电路仿真验证理论分析结论不失为一个有效的方法。电路仿真能记录分析中的全部数据，可以方便地重现各种电学过程，特别是一些瞬息即逝的现象。如振荡电路的起振过程，一般只有1毫秒左右。在没有存储功能的示波器上无法观察到这一过程。而使用仿真可记录电路起振的全过程；再如用电路仿真软件可构建各种运算电路，随时验证运算放大器的电路理论，比搭建实验电路更为简便快捷。绘制的电路图和产生的仿真曲线可被复制到文档中，使你的实验报告看起来更有说服力。

学习电子电路，不仅要掌握基本原理和计算方法，还要注重电路的设计、分析和研发能力的培养。通常实验室不可能提供世界上各厂家的最新器件。而电路仿真可以采用新器件的模型加以模拟和分析。应用电路仿真技术还可设计验证、测试、设计和创新等不同形式的训练，培养学生多方面的能力。

3.学习电子工程测量技术

测量是电子技术的基本技能之一。电子测量有两个方面的要求：掌握电子仪器的操作方法和数据的采集分析。表1列出了部分电子测量项目和电路仿真分析的对应关系。

在电子测量中，要用到多种信号发生器：如高频信号发生器、低频信号发生器和函数发生器等。这些仪器产生的信号在电路仿真软件中都能实现：如瞬态源可产生函数发生器的各种信号，非线性受控源可产生调幅波等。通过设置仿真源的信号参数，能深入理解各种波形的电学意义。

在仿真软件的图线界面中，根据对测量结果的期待，选择波形的显示参数，相当于调节电子仪器的各个旋钮。电路仿真产生的波形图线比示波器荧屏有更大的幅面和更精确的坐标。软件的图线测量工具可对信号曲线实施多种测量，如周期信号的幅值、频率、周期、相位及脉冲信号的上升时间，信号的过冲幅度等。测量工具是完全图形化的，具有很强的交互性，能自动计算各项参数。

波形计算器对波形进行数学计算。波形计算器使用各种数学符号及函数，计算信号的如平均值，微分积分等数据。在大多数软件中，利用波形计算器，可以交互地构建复杂的函数表达式，产生新的波形。部分仿真软件的测量结果可以被直接标注到图表中。

运用某些软件（如Multisim）中的虚拟仪器，对掌握真实仪器的性能和操作很有帮助。

二、电路仿真软件的基本性能

随着微机技术的发展，基于Windows的EDA软件水平不断提高，现在有很多不同软件公司生产PC版的电路仿真产品。这些产品有不同技术档次和应用定位。一些以印制电路板设计为主要应用的软件也有内嵌仿真组件，如ORCAD的PSPICE、Protel的Simulate等。专门用于电路仿真产品品牌比较多，如Multisim、TINA、ICAP/4、Circuitmaker和Micro-CAP等。通常这些软件都是基于电路仿真语言PSPICE。

各种电路仿真软件的界面和功能各有特点，数据的显示和处理方式也不尽相同。可以从下列四个方面来评价电路仿真软件的实用价值。

1.仿真项目的数量和性能

仿真项目的多少是电路仿真软件的主要指标。各种电路仿真软件基本的分析功能包括静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描和交流小信号分析等4项。还可能有的分析功能有：傅里叶分析、参数分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、传输函数分析、直流和交流灵敏度分析、失真度分析、极点和零点分析等。仿真功能比较少的软件如SIMextrix只有6项，而TINA有多达20项。Protel、Orcad、P-CAD等软件的仿真功能在10项左右。专业化的电路仿真软件有更多的仿真功能，对电子设计和教学的各种需求考虑得比较周到。如TINA的符号分析、Pspice和ICAP/4的元件参数变量和最优化分析、Multisim的网络分析和数字电路仿真、CircuitMaker的错误设置等都是比较有特色的功能。

PSPICE语言长于分析模拟电路，对数字电路的处理不很理想。各种软件的解决方法也不一样：如Protel对数字元件采用Digital SimCode描述，并用乔治亚大学的XSPICE处理数字仿真。Multisim采用基于VHDL、Verilog或C代码描述的模拟和数字器件协同模型。对于纯数字电路的分析和仿真，最好采用基于VHDL等硬件描述语言的仿真软件，如Altera公司的可编程逻辑器件开发软件MAX+plus II等。

2.仿真元器件的数量和精度

软件元件库中仿真元件的数量和精度决定了仿真的适用性和精确度。电路仿真软件的元件库有数千到1、2万个不等的仿真元件，但软件内含的元件模型总是落后于器件的开发和应用。因此，除了软件本身的器件库之外，器件制造商的网站是元器件模型的重要来源。设计者可根据最新器件的外部参数自定义元件模型，构建自己的元件库。对于教学工作者来说，软件的元件模型库完全可以满足常规教学所需。

电路仿真软件的元件分类方式有两种：按元器件类型如电源、二极管、74系列等分成若干个大类；或按元件制造厂商分类。大多数仿真软件有电路图形符号的预览，便于取用。各电路仿真软件对元件的PSPICE模型都作了简化。如PSPICE的电阻模型有一阶、二阶和指数等三个温度系数。多数软件只定义了前两个温度参数，只有TINA定义了电阻的三个温度参数，而Protel的电阻未定义温度系数；又如双极型晶体管有40个PSPICE模型参数，Multisim规定了全部的参数、TINA也有32个，Protel只有22个。所以对仿真精度要求比较高的设计要采用高精度的元件模型，或根据实际元件修正模型参数。查阅和修改组件模型的方法各个软件的处理各有不同。有的在元件属性框中即可修改元件模型参数，而有的要打开专门的模型参数文件或界面才能修改。

3.数据显示和处理能力

运行仿真后会得到大量的电路数据。仿真数据的显示方式有列表和图线两种。如计算直流静态工作点后，Protel将节点电压、支路电流、元件消耗功能和电源端等效电阻等数据以列表显示；Pspice和Micro-CAP可将电压、电流和功率标示在电路图中。瞬态分析、直流扫描、交流小信号分析一般以图线显示结果。图线可以被打印或保存为特定格式的文件；部分软件可将波形保存为通用的PWL（以时间—电学量数对组表示的）格式文件，或导出到Excel中。也可以复制图线，把它粘贴到Windows的“画图”中，处理后保存为图片文件；或直接把图线粘贴到Word、PowerPoint、Autherware等软件的文档中。

各电路仿真软件对波形图线的处理能力不同。但一般都有如下数据处理功能：

（1）波形测量：显示为不同类型的坐标刻度（线性、对数、幅度、分贝等）；测出图线的有效值、方均根值、峰峰值、平均值、最大值、最小值、周期等。

（2）图线计算：对图线进行加、减、乘、除、微分、积分等运算。或将图线变量作为数学函数的自变量，得到新的数学变量。

（3）修饰图线：使图线更美观、更容易被理解。可更改图线的粗细、颜色、式样和标记；添加测量数据点标志和数据标签；改变图线的背景色、坐标的式样和颜色等。有些软件允许在图线画面中输入说明性的文字，甚至可以是中文文本。

4.虚拟仪器和教育功能

形象化的虚拟仪器是电路仿真软件的一个特色。最典型的例子是Multisim，该软件的虚拟仪器无论界面的外观还是内在的功能，都达到了同类软件的最高水平。其它备有虚拟仪器的软件有TINA和EDISON等。

虚拟仪器可以帮助学习者了解电子仪器的作用，深入理解电子测量的方法和技术要领。掌握电子仪器的各种操作方法，特别是各种控制按钮、旋钮的功能。Multisim和TINA虚拟仪器的功能实际上已超过了PSPICE本身，比较典型的是网络分析仪和逻辑分析仪。网络分析仪是分析射频组件和射频网络参数的专用仪器；而Multisim的逻辑分析仪具有真正的数字电路分析能力，符合实际数字系统分析的技术要求。部分软件还有虚拟的机电元件，如灯泡、按钮、继电器、接触器等电气元件，调用这些元件可构建机电控制电路。软件元件库中的数学和模拟控制器件可用以分析自动控制原理。

为适应教育单位对电路原理教学的需求，有的软件设置了教育功能。主要是允许使用者对元器件设置一些隐藏的错误，以提高训练学生提高分析问题和解决问题的能力。如Mulisim和TINA可对组件设置开路、短路和漏电阻三项参数；而Altium公司的另一个电路仿真产品CircuitMaker可以对组件和电路做更多的教学设置，并且可加上密码，以防止应用者修改组件属性。

表2是10个有代表性的电路仿真软件主要参数的统计。表中安装容量是指软件安装后在硬盘中所占用的空间，有些软件安装后包括PCB设计组件，如Altium；电源种类数的多少和软件对电源的分类有关，如有的软件将同一电源分别放在多个目录下，有的软件将5种瞬态分析源放在一个图标中；Pspice正式版的仿真元件数为1.6万个。

三、怎样选择电路仿真软件？

在电子工程的生产设计或电子学专业教学中，对电路仿真软件可能有不同的要求，应从软件功能特点和工作实际需要两个方面来考虑。

1.考虑生产和教学对电路仿真软件的需求

首先要考虑软件的实际生产能力，用此软件能完成什么样的工作？该软件的模型库能否满足设计需要；软件有哪些电路仿真功能；电路图有哪些输出格式，是否和企业现有的PCB设计软件兼容；软件的价格及提供哪些售后服务等等。如果本单位的产品比较复杂，就要考虑从电路设计、分析、优化，系统仿真、甚至机电系统设计在内的全面解决方案。

2.评估电路仿真软件的性能

各公司的软件产品有不同的销售定位，电路仿真软件的功能、扩展性和价格相差很大。

同一软件有不同的版本，以不同的功能和价格适应不同的业务需求。一般的教学单位只要学习电路仿真的相关原理，不必强求软件的高性能。使用学生版或教育版的软件完全可以应对日常教学所需。而作为电子生产企业，则要采用企业版或加强版的软件，还要考虑产品的设计、生产和管理等一系列问题，对软件的维护和技术支持也有一定的要求。所以应尽量采用大公司的产品。如ICAP/4、Orcad等；如果对电路设计和仿真有更高的综合性要求，可以考虑美国Synopsys公司的Saber。Saber适用领域广泛，包括电子学、电力电子学、电机工程、机械工程、电光学、光学、控制系统以及数据采样系统等等。

3.根据教学需要选择适用的软件

在教学中，要求电路仿真软件能清晰地展示电路图、信号图线和各种电路数据。Multisim在所有电路仿真软件中，它的仿真元器件、仿真分析类型和虚拟仪器都是最全的，是各级学校电路教学的理想仿真工具。Multisim的缺点是电路图画面只能放大到200%，电路线条比较细，投影到大屏幕上不太清晰。比较适合于职业技术学校的电路仿真软件是TINA 6.0简体中文版，该软件不但菜单和对话框是简体中文，所有的帮助也都是用中文写成，学生比较容易理解和接受。Altium的电路图和仿真图线界面的显示质量比较好，适合教师用于教学幻灯演示和制作各种文档中的插图。Altium也很适合用于印制电路板设计的教学。ICAP/4的优点是可以把仿真得到的电路波形插入电路图中，即可以显示电路中任何一点的波形。Orcad的Pspice在电路中显示仿真得到的节点电压、支路电流和元件消耗功率等数据，非常直观；MicroCAP有最强大的参数扫描功能，可时设置多达20个参数进行扫描分析。如果是电子学的初学者，则可以用有3D界面的电路仿真软件Edison，该软件界面生动直观，和实物形象相当接近，有助于认识和理解电路。

4.专用电路仿真软件

除了通常的电路仿真软件外，还有一些专门针对某一类设计应用的软件如：Intusoft公司的电源仿真设计软件Power Supply Designer和磁性元件（设计分析变压器和电感器）的设计软件Magnetics Designer；芬兰APLAC公司用于射频电路设计和仿真的软件APLAC；以及美国Ansoft公司的系列产品等。很多的半导体器件生产商为了推广它们的产品，也开发了专门的电路设计和仿真软件。如Altera公司的可编程逻辑器件设计软件Max+Plus II；TI公司的开关电源专用设计软件SWIFT Designer；Linear公司的电路仿真和开关电源设计软件SwicherCAD等。

最后要说明的是，现在电路仿真软件的发展方向已不再局限在电子学范围内。电路仿真技术在增强数模混合信号的仿真能力的同时，正在向电力电子、电光学、甚至是电机工程、机电工程等领域扩展，为工程实际和教学带来更多的方便。

本文提到的软件试用版，可以从各自生产商的官方网站上下载。

参考文献

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电路仿真软件范文第2篇

电子设计正朝向自动化方向发展，使电路设计教学中开始采用一些虚拟设备，通过仿真分析使原本抽象的教学内容更为直观。电工电子实验教学中引入了电路仿真软件，可以使电路设计更为直观，且有助于教师在教学中针对设计电路进行分析，以提高学生对设计电路的理解能力。

1 Multisim 仿真软件是电子类课程教学中的常用软件

在众多的电路仿真软件中，Multisim 仿真软件是较为常用的，主要在于其操作方便，且电路的仿真分析能力很强。具体操作中，Multisim 仿真软件可以在Windows基础上配备虚拟测量仪器，将电路原理图输入软件操作平台上，就可以启动仿真软件进行仿真教学了。很多开设电子类课程的学校都逐步引进了Multisim 仿真软件，仿真电路在电脑显示器上清晰地呈现出来，不仅激发了学生的学习兴趣，而且还让学生的实践操作能力得到了训练，大大地提高了电工电子教学效率。

2 Multisim软件简述

Multisim软件是Electronics Workbench（简称：EWB）的升级版。作为仿真设计软件，主要用于电子电路的设计，其仿真功能是非常强大的。目前所普遍使用的Multisim软件为Multisim 12.0，与其他的仿真软件相比，Multisim的功能性更强，在虚拟操作中，软件可以提供电路元器件达几千个，还可以提供各种电路设计中所使用的虚拟仪器，包括信号发生器、万用表以及示波器等等，而且这些电路元件和虚拟仪器的图形与实物具有很高的相似性。操作功能上，Multisim软件可以对所设计的电子电路进行演示，对电子电路的操作情况进行测试，且能够设计所需要类型的电路诸如，数字电路、基础电路、射频电路、微控制器电路、接口电路等等。设计者在进行电路设计的时候，可以将Multisim所提供的虚拟元器件利用起来进行电路设计，并将所选择的各种设备连接起来。电路就通过计算机绘制出来。当电路设计完毕之后，还要对各种元器件的参数进行确定，还要测试元器件的性能指标。从电子类课程教学的角度而言，由于Multisim操作简单，学生在短时间内就可以进行基本操作。由于操作简单且仿真软件所涉及的电路直观性较强，因此而在电子类教学中广泛使用。

3 电工电子试验中电路仿真软件的应用

3.1 学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图

电工电子试验教学中，以试验教学为主，将理论教学内容融入到实验教学中，以提高学生的理论应用能力。学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图，在计算机上启动Multisim 软件，根据试验内容将实验电路绘制出来之后，选择所需要的虚拟电子元器件配备到电路中，并进行仿真操作和测试，将实验结果记录下来。对电路的仿真测试合格之后，学生课可以利用实物将与虚拟电路相同的实际电路构建起来，对电路进行调试，并将调试结果详细地记录下来。在实验操作总，还要仔细观察实际电路的运行状态，以及所获得的运行结果，采用对比分析法对虚拟电路的方针结果与实物运行中所获得的结果进行比照。由于虚拟仿真电路所连接的元器件以及各种仪器设备都是处于理想运行状态，因而虚拟电路和实际电路的运行结果会存在一定的误差。如果误差范围没有超过规定的范围，这个试验操作所获得的结果就是有效的。在电工电子试验中，采用电路仿真软件进行仿真操作，实现了电子类课程的理论教学与实际教学的有效结合，而且还使试验结果更为清晰，加之学生亲自参与虚拟仿真试验，学生对相关理论知识通过试验得到了验证，不仅可以提高电工电子实验教学的质量，还使学生的学习积极性被激发起来。

3.2 Multisim 软件仿真试验的动态观测

对Multisim 软件仿真试验进行动态观测，以流水灯实验为例。

使用Multisim 软件所设计的电路为自行振荡电路和显示器对各种电路轮流显示。按照规定的设计内容，流水灯电路设计需要使用的器具包括四位二进制计数器、译码器、LM555、发光二极管显示器8个。其中，四位二进制计数器是将74IS163连接成为二进制的计数形式。使用指示灯监测其对74IS163的计数进行检测。将三个指示灯接入到地址控制端，使能端都处于使能状态。输出端所连接的是发光二极管显示器，共8个，都连接在LED显示管的负极上。当进行仿真调试的时候，可以看出三个指示灯都按照三位二进制数进行计数发光。与此同时，还将LED显示管依次点亮。当两边的灯都亮起来的时候，就现实译码器5处于低电平状体的时候，所连接的发光二极管就会亮起来，这就可以证明电路设计是有效的。

4 总结

综上所述，计算机技术的发展，人们的生产生活方式都发生了变化。为了促进教学与实践有效结合，一些学校在电工电子实验教学中使用了电路仿真软件，以使学生可以在实验室模式实验，不仅可以激发学生的学习积极性，还能够激发学生对知识探索的兴趣。Multisim软件是电子类实验教学中的常用工具，由于操作简单，学生能够利用软件自主设计电路，由此而使得学生的操作能力得以增强。

参考文献

[1]吴根忠，李剑清.基于 Multisim的电工学虚拟实验教学[J].实验室科学，2011，14（03）：19-21.

[2]姜凤利，朴在林，王义明，等.电工与电子技术课程网络教学研究与实践[J].沈阳农业大学学报（社科版），2013，15（02）：196-199.

[3]付扬.Multisim仿真在电工电子实验中的应用[J].实验室研究与探索，2011，30（04）：120-122.

电路仿真软件范文第3篇

【关键词】物理实验；Multisim10软件；自感现象

在高中新课程人教版物理选修3-2教科书的第四章第6节，介绍了这样一种奇妙的电学现象：当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场在它的本身激发出感应电动势，从而产生的电磁感应现象，称为自感现象。通常教师为了使学生更容易理解这一概念，会设计演示实验作为载体来分析自感线圈中“自己的电流变化最终在自己身上激起的感应现象，自己身上的自感现象又将会阻碍自己的电流变化”的规律。然而在实际操作中，发现实验只能做粗略的定性分析，电感线圈的可调控性差，小灯泡的延时效果不明显等问题，使得实验总体效果不佳，结论缺乏说服力。为了弥补上述不足，笔者尝试通过计算机软件对真实实验进行模拟电路分析。应用电子电路仿真设计软件NI Multisim 10，设计出与真实实验相一致的匹配电路，仿真呈现出实验现象，定量分析电路中电流（电势）的变化规律，取得了很好的效果。下面简单介绍软件NI Multisim 10的基本使用方法，以及说明应用该软件仿真自感现象实验的研究过程。

一、Multisim简介

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的一款优秀的仿真工具，主要用于板级的模拟/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。基于这些优点，物理教师在电学实验教学环节，可以很好地、很方便地把学生刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题，极大地提高了学生的学习热情和积极性，真正的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。例如《数字电子技术》一书就是以Mulitisim作为教材工具，其强大的功能被广大高校教师、学生以及电子爱好者所喜爱。

1.Multisim10的主窗口界面

Multisim10的启动界面（如图1所示），启动后进入主窗口界面（如图2所示）。

2.Multisim10的元器件（Component）工具栏

Multisim提供了多种工具栏。通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。下面主要介绍设计自感实验电路时必须使用的元器件工具栏（如图3所示）。该工具栏有18个按钮，每一个按钮都对应一类元器件，通过按钮上图标就可大致清楚该类元器件的类型。

这个工具栏作为元器件的顶层工具栏，每一个按钮又可以开关下层的工具栏，下层工具栏是对该类元器件更细致的分类工具栏。以第一个按钮为例。通过这个按钮可以开关电源和信号源类的Sources工具栏如图4所示。

二、应用Multisim10软件仿真自感现象

1.仿真实验一：通电自感现象演示

【设计】按照教科书图5设计仿真电路图：两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电源上，A2与可变电阻R串联后接到电源上（如图6所示）。

【调试】用鼠标左键单击Multisim主窗口界面右上方的仿真开关图标，然后用鼠标单击相应的开关元件进行调试。先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S（如图7所示）。

【仿真】重新接通电路。注意观察，在开关闭合的时候两个灯泡的发光情况（如图8-a，b，c）。

图8

图9

闭合开关S瞬间，灯泡A2马上就变亮，而灯泡A1却逐渐由暗变亮。

【电路分析】用鼠标单击软件中的示波器（xsc1图标），呈现开关S闭合时A1支路和A2支路的电压（或根据欧姆定律推出电流）变化曲线如图9-a。

观察图9-b，得出结论：当接通开关S时，有电感线圈的A1支路电压（或电流）只能缓慢变大。

观察图9-c，得出结论：当接通开关S时，无电感线圈的A2支路电压（或电流）瞬间马上变大。

2.仿真实验二：断电自感现象演示

【设计】按照教科书图10设计仿真电路图（如图11所示）。

【调试】用鼠标左键单击Multisim主窗口界面右上方的仿真开关图标，然后用鼠标单击相应的开关元件进行调试。先闭合开关S，使灯泡发光如图12所示。

【仿真】重新接通电路。注意观察，在开关S断开的时候两个灯泡的发光情况（如图13-a，b，c所示）。

图13

断开开关S瞬间，两个灯泡闪一下才熄灭。

【电路分析】用鼠标单击软件中的示波器（xsc1图标），呈现开关S断开前后A1支路和A2支路的电压（或根据欧姆定律推出电流）变化曲线如图14-a所示。

图14

观察图14-b，得出结论：当断开开关S时，有电感线圈的A1支路电压（或电流）缓慢变小，但是流过该支路的电流方向不变。

观察图14-c，得出结论：当断开开关S时，无电感线圈的A2支路电压（或电流）瞬间反向，之后逐渐变小。

总之，在高中物理教学中，教师应该勇于探索新的技能，多尝试使用现代化的教学工具和手段为教学服务，往往能够达到“他山之石可以攻玉”的神奇效果。

参考文献

[1]课程教材研究所.普通高中课程标准教科书（物理）[M].人民教育出版社必修（3-2），2010，3.

电路仿真软件范文第4篇

关键词：负反馈；放大倍数；波形失真；Multisim 2001

中图分类号：TN253文献标识码：B

文章编号：1004-373X(2008)07-161-02オ

Application of Multisim 2001 Simulation Software in Teaching of the Negative Feedback Circuit

LUO Yingxiang,TANZefu

(Chongqing Three Gorges College,Chongqing,404000,China)オ

Abstract：Using Multisim 2001 software simulation function,with examples of the negative feedback in amplifier can increase magnification in the stability of nonlinear distortion can be improved and band can be expanded,theory and experimental organic combination of teaching,the corresponding simulation waveforms and simulation results are given,so that simulated in the classroom electronic technology teaching more vividly,flexible,closer to the actual project to help students understand theory,the purpose of improving analytical capacity.To improve students′ interest and train the students to creative thinking ability,and comprehensively improve the quality of professionals is of great significance.

Keywords：negative feedback;magnification;waveform distoration;Multisim 2001

模拟电子技术基础课程是电子类专业的一门主干课程，该课程既有较抽象的理论分析又有较具体的实践应用，此门课程教学质量的优劣直接影响到该专业后续课程的学习以及学生的电路理论分析和实践动手能力。传统的教学方法通常为在课堂上通过板书进行理论分析，再到实验室辅以若干个电路实验，但是，在有限的学时内仅仅依靠传统的教学方法和手段，无论对于教师教学还是对于学生学习都是较困难的。教材[1]中引入了计算机辅助分析与设计软件，其中，加拿大Interactive Image Technologies公司的数模混合电路仿真软件Multisim 2001[2]是以Windows为系统平台的电子仿真工具。其仿真环境直观，界面整洁明了，操作方便易于掌握。他提供了大量的仿真元件模型，且仪器仪表种类之多，是很多电子实验室所无法比拟的。因此，他成为了许多高校的首选电子仿真软件。这些软件在模拟电路课堂教学中的应用使得深奥、抽象的理论变得易于理解、形象生动。

本文以模拟电路课程中的负反馈电路为例,介绍如何使用Multisim 2001软件进行负反馈电路的连接、仿真，在课堂上使模拟电子技术教学更形象、灵活、更贴近工程实际，达到帮助学生理解原理，提高分析能力的目的。对提高学生的兴趣、培养学生创造思维能力、全面提高专业素质具有重要的意义。

1 建立电路原理图

启动Multisim 2001后，自动新建一个默认命名为circuit1.msm的文件，把两级电压串联负反馈电路所需相关元器件拖放到工作区中，并连接各线路和设置元件参数(元器件分两种：一种是固定属性、不可修改器件参数，另一种是可修改属性器件)，完毕后保存(可重命名，得该电路原理图(如图1所示)[1,3,4]。

2 负反馈提高放大倍数稳定性的验证

断开负反馈电阻R10，把R11（负载）的值改为3 kΩ,并记下此时示波器显示的波形（如图2左半所示）；再把R11的值改为1 kΩ并记下这时示波器显示的波形（如图2右半所示）。

比较可知,在无负反馈情况下，当负载变重(R11减小)时放大器输出减小，即放大器的放大倍数稳定性差。接上负反馈电阻R10，按上述方法操作，比较R11=1 kΩ与R11=3 kΩ时示波器显示的波形（如图3所示）；从仿真结果可知，此时负载的改变对放大器输出的幅值基本上没有影响，即提高了放大器的放大倍数稳定性。

3 负反馈改善波形失真的验证

使Us=2 mV，断开R10，打开Multisim 2001仿真开关，这时从示波器屏幕上可以看到放大器的输出波形出现了饱和失真（图4上半部分所示），在输出端利用失真度测试仪测试其失真系数为8.530％（图4下半部分所示）。接入R10=3 kΩ，并保持其他条件不变，再次仿真时，可以看到饱和失真已消失（图5上半所示），且由失真度测试仪测试出失真系数为0.044％（图5下半所示）。通过这种动态、实时的仿真，说明了引入负反馈可以改善波形失真。

负反馈扩展通频带的验证

断开负反馈电阻R10与放大电路输出端的连接，把Us设为1 mV。从菜单栏点击仿真（Simulate）中的分析(Analysis)菜单后选择交流频率分析命令，系统会弹出一个对话框，要求用户输入用于交流频率分析的起、止频率和要分析的节点等信息，将输入起始频率定为1 Hz，终止频率为10 GHz，选择节点28(放大电路的输出点)为分析节点，点击仿真按钮，仿真结果(无负反馈时)如图6上半部分所示。引入负反馈，将电阻R10接入电路，保持Us为1 mV；从菜单栏点击仿真（Simulate）中的分析(Analysis)菜单后选择交流频率分析命令，同样的设定后，点击仿真按钮。仿真结果(有负反馈时)如图6下半部分所示。从图中可以看出有负反馈时该放大电路的通频带比无反馈时的通频带明显增宽了。由此说明，放大电路引入负反馈后扩展了通频带，但是，比较图6上下半部分可看到，引入负反馈后放大电路的增益大幅下降，因此验证了负反馈放大电路的频带扩展是以牺牲放大电路的增益为代价的。

5 结 语

Multisim 2001仿真软件功能强大、使用方便、动态逼真，随着人们对其学习和了解的深入，相信这种形象化的教学方法在电子学领域的各门专业课程中都会发挥出更大的作用。

参 考 文 献

［1］华成英,童诗白.模拟电子技术基础［M］.4版.北京:高等教育出版社,2006.

［2］翟卫清，张柳芳，孙小军.Multisim 2001电路仿真软件在《电子技术基础》多媒体教学中的应用［J］.平顶山学院学报，2006，21（2）：68-71.

［3］张小进.EWB仿真软件在模拟电路教学中的应用［J］.北京工商大学学报，2002，20（3）：28-31.

［4］康华光.电子技术基础(模拟部分)［M］.3版.北京:高等教育出版社,1999.

［5］孙晓艳,黄萍.基于Multisim的电子电路课堂教学[J].现代电子技术,2006,29(24):142-144.

作者简介

电路仿真软件范文第5篇

关键词： 电子与信息技术 电子实验 电路仿真 教学实例

电子技术基础是中等职业学校电子与信息技术专业最重要的专业基础课程，也是一门实践性很强的课程。该课程专业性强，教师的教和学生的学都存在一定难度，特别是实验条件差、学生基础差的学校更是如此。采用电路仿真软件辅助教学，使抽象的理论直观化、形象化，使实验与理论得到了有机结合，可以把教师和学生从传统的教学模式中解放出来，使学生充分发挥主观能动性，主动参与到教学中，大大提高教学效率。

一、电子与信息技术专业实验课程教学现状

电子线路是一门较为抽象的理论型课程。学习电路理论时必须理论联系实际，抓好教学实验环节，让学生根据自己的实际情况，结合教学要求进行实验操作，验证所学的电路原理。但是，学生在实验中出现的种种现象不尽如人意，暴露了传统实物实验的一些固有缺陷。

例如：电子技术基础是中职学生入学后首先要学习的专业课程，学生不熟悉电路连接，还没有掌握好锡焊技术，连接电路时极易出错；电路连接错误，易造成电子元器件及测试仪器的损坏。学生不熟悉仪器操作也是造成仪器容易损坏的原因；实验的元器件离散性大，环境变化引起的温漂、干扰等因素会造成实验数据偏差；传统的电子技术实验是以实物为主的，设备易磨损老化，需要定期更新；教学实验室的设备配置与教学大纲的教学要求相对应，随着教学要求的提高及电子技术的飞速发展，实验设备的技术水平不断提高，数量要有所增加，造成实验经费困难。

EWB正是一款能够很好地解决上述问题的电子仿真实验软件，元器件库储存许多大公司的晶体管、阻容元件、集成电路和数字门电路芯片等元器件，仪器库则有万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换等仪器，接通开关就可以进行和实物实验一样的测试分析，非常适合电学的初学者使用，让学生有置身于真实电路实验室的感觉，在不知不觉中学习电子技术基础知识，快速进入电子领域，从而激发兴趣。同时，可以弥补实验仪器、元件少的不足，避免仪器、元器件的损坏。电子化的教育媒体使教学过程更加灵活，各种信息通过文本、声音、图像等直观形式传递，具有丰富的手法和巨大的表现力，能够更好地吸引学生的注意，加深他们的理解和记忆。

二、使用电路仿真软件辅助教学的优点

1.使课程内容直观性增强，激发学生的学习兴趣。

应用电路仿真软件辅助教学，正是一体化教学模式的具体体现，把传统的实验搬到电脑屏幕上，将静止的、纸上谈兵的理论教学变成动态的、可视的一体化教学，增加了学生动手操作的机会，进一步激发了学生的学习兴趣。

在传统教学中，教师往往对着静止的图表很难将一些电路工作的动态过程讲清楚，比如单管放大电路中静态工作点调整引起的失真现象的教学。运用EWB仿真软件，学生可以自己搭接电路、设置电路不同的工作状态，还可以在虚拟示波器上看到因调整静态工作点引起输出波形失真的变化过程。又如在振荡电路的教学过程中，用常规的实验手段虽能观察到振荡波形，但无法看到电路的起振过程。教师用口头表述的方法向学生解释这个过程，现在有了仿真软件，就可以从虚拟示波器上看到这一过程，甚至可以使之停在起振过程中的某一时刻，进行观察与分析。这样，教与学效率都得到了极大提高。

2.安全、省时、省费用。

使用电路仿真软件辅助教学，可以避免因电路接错、工具使用等因素引起的安全问题。通常电子实验需要在印制电路板上完成元器件安装、电路连接，不同的电路，甚至同一电路的不同工作状态都需要我们不断地拆导线、换元件，这项工作不仅费时而且易损坏元件。在电路仿真软件中可以随意更换元件或修改元件参数。教师只需用心设计实验课题，而无需再准备实验材料和设备、实验中拼插、焊接实验元器件、使用实验设备、实验后清点实验材料，以及日常维护实验器材等，大大加快了学生做实验的速度。这些工作只需使用者轻轻点击鼠标就可以完成，既节约时间、提高效率，又降低实验成本。

3.有助于学生掌握相关专业软件。

职业学校中非计算机专业的学生的计算机应用能力基础还很薄弱。学生通过电路仿真软件的学习和使用，不仅能加深对电路的认识、理解，而且有助于提高对计算机操作的熟练程度，加深对相关专业软件的了解。老师精心设计实验项目，学生在项目实施过程中，从元件库的建立到项目的完稿、试运行到交付都自己完成。这样，学生对电路仿真软件的应用就有了较全面的了解。掌握了一门专业软件的使用方法，是现代社会技术人才工作中得力的工具。

三、电路仿真软件应用在电子技术教学中的效果

1.操作步骤简单易用，过程真实。

在线测量时，测量的步骤、仪器的控制面板布局和仪器的操作、控制方法都与真实实验相似。学生通过练习，能快速掌握实验操作和仪器的使用，并在边测试、边修改、边分析的过程中，很容易发现各元件参数对电路的作用与影响，将理论与实践有机结合。

2.动态测试一致性好，结果真实。

电路仿真软件可让操作者随意更换电路元件、设置元件参数，并作动态测试。其测试数值与理论计算值具有很强的一致性。

四、使用电路仿真软件存在的问题

电路仿真软件使用十分方便，效果显示非常直观，很有趣味性，为教师提供了一条实验教学的方便之路，为学生提供了一个广阔的活动舞台，对开展素质教育大有益处。诚然，EWB软件功能非常强大，它可以取代《电子技术》的部分实验课程，且已成为课堂教学的一种辅助形式，但它毕竟是一个模拟系统，不能完全代替电子实习训练。在使用过程中存在一些问题。

1.仿真实验并不能完全代替实物实验，诸如元件的插接工艺、焊点的质量、电烙铁的使用等方面的技能在电路仿真软件中无法学习，必须经过反复实践训练。一味追求仿真，只能走入一个新的误区。

2.不是所有实验都能使用电路仿真软件，如电流表、电压表等仪表的使用。原因是电路仿真软件中的仪表都是数字式的，能直接显示读数，而目前教材中所使用的仪表还是传统的，需要通过刻度读数。如果这样的实验用电路仿真软件教学，学生就无法掌握仪表的接线和读数方法，对教学产生一定的影响。

五、结语

电路仿真软件范文第6篇

【关键词】振荡电路 单调谐回路 仿真

1 引言

电子线路是电信、通信专业的重要基础课。目前的教学，主要采用理论教学、实验箱连线的方式。但该课程内容和概念多，电路复杂且大多为非线性，而实验只是验证性的连线，学生缺乏感性认识，设计电路的意识和能力差。引入仿真软件，可弥补理论教学中的枯燥抽象，增强感性认识，激发学习兴趣，提高教学效果。本文采用multisim对LC电容三点式振荡电路和单调谐回路谐振放大电路进行了仿真研究。

2 仿真研究

2.1 电容三点式LC振荡器

下图1为电容三点式LC振荡器电路，C1是旁路电容，C2是隔直流电容。W1用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）；K1、K2、K3用来改变C3，K4、K5、K6用来改变C4，从而改变电压反馈系数；K7、K8、K9用来改变R5，从而改变回路谐振电阻；K10、K11、K12用来改变C5，从而改变振荡频率，亦改变耦合程度。

从仿真图2可看出，在电流2.281mA时候，输出波形为4.04Hz。同理通过方针实验改变静态工作点，负载电阻R5，耦合电容C5，分压比C3/C4也会对起振条件产生相应的影响，即输出的波形幅度会发生变化。

2.2 单调谐回路谐振放大器

单调谐回路谐振放大器实验电路如图3所示。C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。

从仿真图可看出，在输入频率为6MHz、幅值为20mV正弦波的时候，输出近似于40Mv，其输出波特图可以通过波特仪得出，是一个带通滤波器，通频带内非常平缓，通过仿真方法，可以直观的看到其选频特性，随着输入幅度的变化，可以实时的得到输出的变化，从而可以有效地求出谐振放大器的放大倍数。

3 结论

通过以上两个典型通信电子线路的仿真，能够证明仿真在教学中的重要性。通过生动直观的波形仿真和灵活快捷的参数设置使学生加深对理论知识的理解，又可提高学习兴趣和设计能力。引入仿真软件，不仅可以解决该课程理论枯燥抽象、实验室元器件的限制等问题，还可突破时间和空间的限制，提高学生的实践能力。在实现高频电路分析和设计方面不仅高效、可靠，且具有逼近真实电路的效果。

参考文献

[1]刘佳.由高频正弦波振荡器的仿真谈Multisim仿真软件在“高频电子线路”教学中的应用[J].科教文汇，2012.3（9）.

[2]辛修芳.计算机仿真在高频电子线路教学中的应用[J].佳木斯大学学报（自然科学版），2010.28（2）

[3]李松松.基于Multisim的电子线路设计与仿真[M].陕西：西北农林科技大学出版社，2014.

[4]刘国华.通信电子线路实践教程-设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2015.

作者简介

王朋朋（1980-），女，山东省青岛市人。硕士研究生学历。现为青岛工学院信息工程学院讲师，主要研究领域为电子通信等相关。

王学玲（1978-），女，山东省青岛市人。硕士研究生学历。现为青岛工学院信息工程学院讲师，主要研究领域为电子通信等相关。

作者单位

电路仿真软件范文第7篇

关键词：电子应用；电子电路；仿真技术

1电子电路仿真技术

1.1电子电路仿真技术的内涵

电子电路仿真技术就是在电子电路设计的过程中，设计人员利用计算机仿真技术对电子电路的工作状态，采用数字化的形式将其呈现出来，从而能够真实的、准确的模拟出电子电路的工作状态，能有效的帮助电路设计人员来分析电路的功能与基本特征。从工作原理上分析，电子电路仿真技术就是利用数字模拟的方法对电子电路中的各个元器件与模块进行组合测试，分析新设计的电路工作状态，并将其应用于电子电路的开发与设计中。电子电路仿真技术通过对设计的电子电路进行集成化的建模模拟，可以对电子电路的设计进行全局统筹管理，在电子电路的测试还是在研发上，都具有优势，由于电子电路的设计需要集自动化、电气、机电于一体的工作模式，为了控制产品设计的达标和质量的准确性，利用模拟仿真技术对其进行调整是十分有必要的。

1.2常见的电子电路仿真软件及功能

（1）OrCADPSpice软件。该软件是一种针对元件级别的电子电路仿真软件，主要是采用Spice通用语言进行编写，可以根据实际需要开发模块，具有较强的移植性，在电子电路设计中具有较好的性能。该软件主要由电路仿真、元器件编辑以及原理图编辑等模块构成，利用电路元件模型编程设计，可以对元器件的真实特性进行模拟，在模拟时，可以利用电路方程进行计算，分析电子电路的细节特性，OrCADPSpice软件的主要功能是用于复杂电路的特性分析，能对元件级别的电子电路进行模拟，还能对数模混合的电子电路进行仿真模拟，在电子电路设计时，该软件能够提高电路的集成效果。OrCADPSpice软件的缺点是不适合电路功率比较大的电子电路，对分析计算时间比较长的电路分析也缺乏灵敏性，对于仿真收敛性差的电子电路也不能有效的模拟。（2）Saber软件。该软件是功能比较强大，适应比较强的电子电路仿真软件，可以应用于电力电子、机械、光电等不同类型电路的模拟仿真，而且还具有兼容混合仿真的功能，能从不同的层面分析电子电路的测试与特性，它能对原理图的电路进行输入性的模拟仿真，对电路中的复杂数据进行可视化分析与建模，该软件的主要缺点是操作比较复杂，而且模拟仿真的原理图效率较低。

2电子电路仿真技术在电子电路设计开发中的应用

2.1促进集成电路的开发与设计

电子电路是集成电路的设计的关键，电子产品的不断更新与发展，对集成电路的性能也提出了新的要求，只有不断创新集成电路的设计，才能提高集成电路的性能，利用电子电路仿真技术可以有效地对电子电路进行设计，并可以对复杂的集成电路性能进行分析，从而能方便的将集成电路进行压缩，从而形成芯片级的集成电路，这样不仅有利于电子产品的开发，还能增强电子产品的可靠性、安全性、稳定性及美观性，还能提高电子产品的芯片性能与工作效率，利用仿真技术对集成电路的性能、参数等分析计算，利用仿真电路的虚拟化测试，优化电子电路的设计方案，以不断的优化集成电路的性能。因此，在集成电路的开发与设计，需要灵活的运用芯片系统思想进行常开发，不断利用仿真技术对电子电路的性能进行分析计算，来验证芯片性能，分析其是否满足电子产品的要求，同时可以利用仿真模拟技术对集成电路进行不断的完善与改进，从而保障电路设计的准确性，从而不断的促进电子电路的发展。

2.2优化电子电路的设计方案

在电子电路设计的过程中，需要综合考虑电子电路器件的性能，如温度敏感性等，一旦电子元器件外界的稳定发生变化，或者环境发生改变，外界的温度就会对电子元器件产生一定的影响，从而影响整个电路的稳定性，利用仿真软件对电子电路的长时间运行状态进行模拟，及时发现电子电路运行中存在的问题，及时调整电子电路的设计方案，才能总体提高电子电路的性能，从而能够提高电子产品的稳定性，将电子电路仿真技术应用于电子应用开发中，对电路运行的每一个细节进行模拟，达到总体优化电路的设计方案。采用电子电路仿真技术可以对不同温度状态下的电路特征情况进行分析，便于为设计人员提出电路的设计方案，进而整体改善电子电路元器件的温度敏感性，打的优化电路设计的目标。

2.3提供新的电子开发方式

电子电路新技术的发展，为人们提供了更为优质的电子系列服务，在开发新的电子产品时，需要注重电子电路的创新设计，才能提高电子系列产品的开发效率，采用仿真技术可以快速的多电子电路的相关功能、参数等进行设计分析，达到优化电子电路的目的。在传统的电子应用开发工程中，由于元器件比较复杂，电路受到多种因素的影响，导致电子电路设计与开发的时间过长，技术也比较漫长，在仿真技术发展的情况下，利用模拟仿真可以对电子电路的设计进行调整，也就提供了新的电子电路开发方式，利用模拟仿真技术还可以对电子电路的环境进行模拟、实验与调试，改善了电子产品的设计效果，极大地优化了电子产品调整效果，采用电子电路仿真技术，使得电子产品的开发呈现出多元化的发展趋势，也为电子产品的开发提供新的思路。

2.4有效验证电路设计的功能

对于电子电路的开发设计只是电子产品开发的第一步，如何有效的验证电子电路的功能是否满足要求，保证电子电路功能、参数的稳定，成为电子产品开发的关键，这就需要采用仿真技术对电子电路的功能进行模拟，对电路的功能进行多重验证，以保证电子电路应用的稳定性、合理性、科学性与安全性。电子电路的设计人员可以将仿真技术的模拟分析功能与电路设计的可行性结合在一起，全面对设计的电路进行检测分析，通过模拟仿真的参数来分析电路存的误差，以及电路在运行的过程中，与实际预期不符合的情况，从而能有效的降低电路功能的误差，或者存在着不能使用的情况，真正实现对电子产品的电路设计的功能进行验证，同时在一定程度上还能提高电子产品的功能能。

2.5在电子电路的虚拟测试中的应用

电子电路的设计要能合理根据各个电器元件的功能，详细地对各个参数进行设计，才能保证电子电路的高精密性的要求，如果电路的稳定性不强，精密性不高，就会影响着电子电路的稳定性，利用仿真软件的功能，可以对电子电路的运行情况进行虚拟性的测试，从而能够对电子电路的功能、参数进行有效的设计，提高电路的稳定性。因此，在进行电子产品开发与应用时，针对电子产品应用的环境，保证电子产品在恶劣的环境中能够发挥稳定的功能，就需要设计特色的环境，对电子电路的运用进行进行分析，采用仿真技能，可以展开特殊环境在电路运行状态的模拟分析，测试电路运行的极限值，保证电路在高温、高压情况下参数、特性保持稳定，通过仿真技术的虚拟测试，及时发现电路中的问题，可以提高电子产品应用的稳定性与安全性。

3结束语

电子电路仿真技术在电子电路开发中的应用，可以快速的、有效的对电子电路的性能进行模拟测试，便于设计者能快速、准确地发现电路设计中存在的问题，提高了电子电路的设计效率，也为电子电路的稳定性、安全性等提供了基础，从而也能够有效的促进电子产品向集成化的方向发展，使得电子产品的应用能够为人们提供更优质的服务。

参考文献

[1]苏青霄.电子电路仿真技术在电子应用开发中的作用[J].企业科技与发展,2020(02):142-143.

[2]蒋昌太.电子电路仿真技术在电子应用开发中的运用[J].电子世界,2019(24):173-174.

[3]张瑜.电子电路仿真技术在电子应用开发中的难点研究及解决对策[J].电子元器件与信息技术,2020,4(05):122-123+134.

电路仿真软件范文第8篇

[关键词] EDA； Altium Designer； 电路仿真

一 前言

电路设计自动化 EDA（Electronic Design Automation）指的就是将电路设计中各种工作交由计算机来协助完成。如电路原理图（Schematic）的绘制、印刷电路板（PCB）文件的制作、执行电路仿真（Simulation）等设计工作。随着电子科技的蓬勃发展，新型元器件层出不穷，电子线路变得越来越复杂，电路的设计工作已经无法单纯依靠手工来完成，电子线路计算机辅助设计已经成为必然趋势，越来越多的设计人员使用快捷、高效的CAD设计软件来进行辅助电路原理图、印制电路板图的设计，打印各种报表。

Altium Designer是原Protel软件开发商Altium公司于推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows XP操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。

电子产品的开发过程中，从电路原理的绘制到印刷电路板的制成，一般还要经过一个重要过程，即电路仿真。在制作印刷电路板之前，如果可以对电路原理图进行必要的仿真，就能明确系统的性能，并根据仿真的结果进行适当的调整，将会尽可能地减少设计的差错，节省大量的时间和财力。

二 基于Altium Designer电路仿真的设计步骤及流程

三 仿真参数的设置

1、Altium Designer 的仿真元件库

Altium Designer 为用户提供了大部分常用的仿真元件，这些仿真元件库在Altium Designer 安装目录下＼Library＼Simulation目录中，如图3所示。其中，仿真信号源的元件库为Simulation Sources.IntLib；仿真专用函数元件库为Simulation Special Function.IntLib；仿真数学函数元件库为Simulation Math Function.IntLib；信号仿真传输线元件库为Simulation Transmission Line.IntLib。

2、初始状态的设置

设置初始状态是为计算偏置点电压（或电流）而设定的一个或多个电压值（或电流值）。在分析模拟非线性电路、振荡电路及触发器电路的交流或瞬态特性时，常出现解的不收敛现象，当然涉及电路是有解的，其原因是发散或收敛的偏置点不能适应多种情况。设置初始值最通常的原因就是在两个或更多的稳态工作点中选择一个，使仿真能够顺利进行。

在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含了两个特别的初始状态定义符，如图4所示。

（1）.NS，即NODE SET（节点电压设置）。

（2）.IC，即Initial Condition（初始条件设置）。

这两个特别的符号可以用来设置电路仿真的节点电压和初始条件。只要向当前的仿真原理图添加这两个元件符号，然后进行设置，即可实现整个仿真电路的节点电压和初始条件设置。

3、仿真器的设置

在进行仿真前，设计者必须选择对电路进行哪种分析，需要收集哪个变量数据，以及仿真完成后自动显示哪个变量的波形等。

当完成了对电路的编辑后，设计者此时可对电路进行仿真分析对象的选择和设置。

执行菜单命令Design＼Simulate＼Mixed Sim，出现如图5所示电路仿真分析设置对话框。

选择General Setup选项，在对话框中显示的是仿真分析的一般设置，如图6-18所示。设计者可以选择分析对象，在Available Signals列表中显示的是可以进行仿真分析的信号；Active Signals列表框中显示的是激活的信号，即将要进行仿真分析的信号；单击 或 按钮可以添加或移去激活的信号。具体参数包括：工作点分析、瞬态特性分析与傅立叶分析、直流传输特性分析、交流小信号分析、噪声分析、零―极点分析、传递函数分析、温度扫描、参数扫描、蒙特卡罗分析。

4、执行仿真命令

完成了上述各项设置以后，执行Design/Simulate/Mixed Sim命令，系统即可开始电路仿真。并把仿真结果存放在后缀名为“.sdf”的文件中。随后即可在该文件中查看仿真的波形及数据，并对电路的性能进行分析。

Altium Designer系统把混合信号电路仿真完全集成到原理图的编辑环境中，用户可以直接从电路原理图进行大量的仿真分析，如零―极点分析、噪声分析、温度和参数扫描等。其仿真引擎不但支持SPICE 3f5/Xspice标准，而且还支持目前很多使用制造商所采用的Pspice模型，为用户提供了更广泛的器件仿真选择。此外，仿真结果还可以在强大的波形浏览器中显示，用户可对生成的仿真数据进行充分的分析、处理，以获得更详细、更准确的电路性能。

四 电路仿真实例

下面以模拟电路中常见的共射极放大电路为例，详细介绍在Altium Designer 的仿真环境下进行电路仿真的方法和步骤。

1、生成原理图文件

这是进行仿真的基础和前提。在此实例中，采用如图6所示的共射极放大电路。这是一个简单的共射极放大电路。直流电源12V，输入幅值为10mV，频率为1000Hz的正弦信号源。选择测试点为Q1的基极电位VB和集电极电位VC，输入信号Vi和输出信号Vo。

2、仿真器的设置

执行Design＼Simulate＼Mixed Sim命令，得到电路仿真分析设置对话框。在本次仿真中，采用如图7所示的仿真设置，即分别设置静态工作点分析和瞬态特性分析参数，对这两种模拟信号特性进行分析，并对Vi、VB、VC、Vo网络的信号进行仿真分析。

设置完以后，单击【OK】按钮开始仿真。

3、仿真器将输出仿真结果

4、设计者通过仿真完善原理图的设计

仿真器输出了一系列的波形，设计者借助这些波形，可以很方便地发现设计中的不足和问题，从而不必经过实际的制板就可以完全了解所设计原理图的电气特性。

五 小结

仿真（Simulation）是通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。在电路仿真软件问世之前，当完成某个具体电路的构思却又没有足够的把握时，通常只能在万能实验板上用实际元器件和一些导线去构建实验电路，然后根据预先设定好的方案去检测在一定的初始条件和给定输入下，该电路实际的输出信号是否和预期的输出信号相吻合。这种方法不仅工作量大，开发周期长，而且一旦出现问题时，针对错误的排查对每个硬件工程师来说都是一种折磨。

[参考文献]

[1] 闫胜利.Altium Designer 6.0中文版FPGA设计教程[M].北京：电子工业出版社，2006.

电路仿真软件范文第9篇

关键词：Altium Designer、电路仿真

中图分类号：TM13文献标识码： A

一、前言

Altium Designer帮助设计人员设计新一代智能、可互连的电子产品，它统一了传统设计领域中的设计工作，提高了设计工作的抽象水平，为所有电子产品的核心部分即器件智能化的设计和部署提供了完整的解决方案。AtiumDesigner中的电路仿真是混合模式仿真器，可以用于对模拟和数字器件的电路分析。SPICE仿真可以足够真实地反映电路特性，能极其方便、快捷、经济地实现电路结构的优化设计，这对缩短电子产品的开发周期，降低电子产品的开发费用，提高电子产品的综合性能，参与产品的市场竞争，都有着十分重要的意义。

1、Altium Designer

Altium由Nick Martin于1985年始创于澳大利亚。Protel的设计环境，能进行电路原理图设计、印制电路板设计、混合信号电路仿真及信号完整性分析等，以较有效的方式完成高质量的电子产品开发。Protel 99SE提供了高级模拟数字器件混合仿真功能,其仿真引擎使用Berkeley的SPICE3FS/Xspice版本,可以精确地仿真由各种器件构成的电路，Protel 99SE提供了20多个模拟和数字器件仿真元件模型，在Design Explorer99SE\Library\Sch路径中的仿真库Sim.ddb中，共包含5800多个常用元器件。

2、Altium Designer仿真特点

用Atium Designer进行电路仿真有以下特点：第一是在设计原理图时，原理图中的所有元件必须是仿真库中的元件，并且在原理图中放置网络标号来标明需要观察波形，必须有参考接地点并放置接地符号。第二是设置仿真元件参数。仿真元器件及电源的参数要设置完整。第三是设置仿真分析类型和参数，包括基本参数设置及仿真类型设置。Atium Designer仿真类型包含静态工作点分析、瞬态，傅里叶分析、直流扫描分析、交流小信号分析、噪声分析、极零点分析、传递函数分析、温度扫描分析、参数扫描分析、蒙特卡罗分析等。在设计过程中，除了要选择仿真类型外，还需要设置合适的仿真参数，如瞬态分析中的起始时间、终止时闻、步长、初始化条件等，另外还要针对错误提示对错误处进行修正。第四是在仿真结果环境中可以分析测量波形，如波形各点之间信号电压的相加减，还可以利用光标进行波形的任意工作点或区间的测量，如任意点的测量值或曲线区间的极值、均方值、上升时间、下降时间等。

二、Protel 系列软件仿真

1、Protel中支持的电路分析类型有:静态工作点分析、交流小信号分析、瞬态分析、频率特性分析、傅立叶分析、噪声分析、直流分析、参数扫描分析、温度扫描分析和蒙特卡罗分析等。Protel系列软件执行电路仿真操作的流程如图1所示。

图1电路仿真流程

Protel 99SE执行电路仿真操作，首先要编辑电路仿真原理图，放置电源、仿真激励源及网络标号等。编辑后分压式偏置共射放大电路仿真原理图，如图2所示。由仿真流程图可知，执行电路仿真操作，元件参数的设置是一项基本工作,阻容元件和激励源的参数直接在元件属性对话框中完成相应设置，而有些元件的参数隐含在器件名称中,设置和修改其参数需要对元件库进行操作。

图2仿真原理图

2、仿真器参数设置

绘制完原理图后，在仿真之前，要选择对电路进行那种分析，设置收集的变量

数据，以及设置显示哪些变量的波形。常见的仿真分析有静态工作点分析（Operating Point Analysis）、瞬态分析（Transient Analysis）、直流扫描分析（DC Sweep Analysis）、交流小信号分析（AC Small Signal Analysis）、噪声分析（Noise Analysis）、极点、零点分析（Pole-Zero Analysis）、传递函数分析（Transfer Function Analysis）、温度扫描分析（Temperature Sweep）、参数扫描（Parameter Sweep）、蒙特卡洛分析（Monte Carlo Analysis）等分析。本文主要讲解静态工作点分析、瞬态分析的设置方法。执行DesignSimulateMixed Sim命令，弹出如图3所示的电路仿真分析设置对话框。

（1）一般设置（General Setup）

在仿真分析设置对话框的左侧分析选项列表中，列出了所有的分析选项，选中每个分析选项，右侧即显示出相应的设置项。选中General Setup，即可在右侧的选项中进行一般设置。在Available Signals列表中显示的是可以进行仿真分析的信号，Active Signals列表框中显示的是激活的信号，将需要进行仿真的信号，单击和可完成添加或删除激活信号，分别双击Q1B、Q1C、Q2B、Q2C，把他们添加到Active Signals内，如图3所示。在Collect Data For栏，从列表中选择Node Voltage，Supply Current，Device Current and Power（节点电压，电源电流，元件电流及功率）。

（2）静态工作点分析（Operating Point Analysis）

静态工作点分析通常用于对放大电路进行分析，当放大器处于输入信号为零的状态时，电路中各点的状态就是电路的静态工作点。最典型的是放大器的直流偏置参数。进行静态工作点分析的时候，不需要设置参数。

（3）瞬态分析（Transient Analysis）

瞬态分析用于分析仿真电路中工作点信号随时间变化的情况。进行瞬态分析之前，设计者要设置瞬态分析的起始和终止时间、仿真时间的步长等参数。在电路仿真分析设置对话框中，激活Transient选项，在如图4所示的瞬态分析参数设置对话框中进行设置。在Transient Analysis Setup列表中共用11个参数设置选项，这些参数的含义分别是：Transient Start Time参数用于设置瞬态分析的起始时间。瞬态分析通常从时间零开始，在时间零和开始时间，瞬态分析照样进行，但并不保存结果。而开始时间和终止时间的间隔将保存，并用于显示。Transient Stop Time参数用于设置瞬态分析的终止时间。Transient Step Time参数用于设置瞬态分析的时间步长，该步长不是固定不变的。Transient Max Step Time参数用于设置瞬态分析的最大时间步长。Use Initial Conditions项用于设置电路仿真的初始状态。当勾选该项后，仿真开始时将调用设置的电路初始参数。Use Transient Default项用于设置使用默认的瞬态分析设置，选中该项后，列表中的前四项参数将处于不可修改状态。Default Cycles Displayed参数用于设置默认的显示周期数。default Points Per Cycle参数用于设置默认的每周期仿真点数。Enable Fourier项用于设置进行傅立叶分析，勾选该项后，系统将进行傅立叶分析，显示频域参数。Fourier Fundamental Frequency用于设置进行傅立叶分析的基频。Fourier Number of Harmonics用于设置进行傅立叶分析的谐波次数。

（4）多谐振荡器电路分析设置

在多谐振荡器电路的分析中，勾选Operating Point Analysis（静态工作点分析）和Transient Analysis（瞬态分析）。激活Transient Analysis（瞬态分析）选项，设置Transient Stop Time为10ms，指定一个10ms的仿真窗口；设置Transient Step Time为10us，表示仿真可以每10us显示一个点；设置Transient Max Step Time:10us；如图4所示。

图3仿真器一般参数设置

图4瞬态分析参数设置对话框

（5）噪声分析

电路元器件在工作时都要产生噪声，为了定量描述电路中噪声的大小，仿真软件采用了一种等效计算方法，在指定节点处产生的输出噪声大小正好等于实际电路中所有噪声源在输出节点处产生的噪声。在“AnalysesSetup”窗口内，单击“Noise”标签，设置噪声分析参数。某放大器噪声分析结果如图5所示，可见该电路在低频段噪声输出电压均方值较大。

图5噪声分析结果

三、电路特点分析

（1）仿照普通的实验室设备，信号源采用220V转+15V的开关电源供电，保证了电路各芯片电源的稳定性，从而提高输出信号的稳定性。

（2）信号源外部接有8位的拨码开关，通过手动编码可任意改变DBPL信号的码字，模拟DBPL数据报文包含的各种控制信息。

（3）考虑到该信号源的适用范围，差分信号经过功率放大器后进行输出，大大提高了信号源的输出驱动能力，以满足大多数信号检测设备的使用。

四、结束语

以上通过多谐振荡器电路简单介绍了Altium Designer软件的电路仿真功能。可知,仿真分析在电路设计中具有重要的作用，Protel系列电路设计自动化软件是一个非常实用的EDA仿真分析工具,能较准确地查看和分析电路的性能指标，并且产生网络表，制作印制电路板，分析信号完整性等，以提高设计效率、缩短开发周期和降低生产成本。当然还有很多更好、更尖端的应用等待大家去探索、创新，上述介绍仅是抛砖引玉。

参考文献：

[1] 王静：《Altium Designer电路仿真及应用》，《电子世界》，2011年09期

[2] 付强：《Altium Designer软件在电路设计中的应用》，《科技传播》，2011年14期

[3] 承浩：《Altium Designer在电工电子教学中的虚拟仿真应用与研究》，《沙洲职业工 学院学报》，2009年03期

电路仿真软件范文第10篇

关键词： Multisim 2001 电路仿真 电路基础 高职高专

电路基础课程是高职院系通信类专业基础课，由于学生基础较薄弱，抽象思维较欠缺，所以学生普遍感觉该课程太抽象，难以理解。鉴于此，笔者尝试将电路仿真软件――Multisim 2001引入课堂教学。multisim 2001软件是一种电子电路计算机仿真设计软件，适用于电子电路的设计及仿真。本文以电路分析课程中串联谐振电路的讲解为例说明如何通过模拟仿真辅助教学，使教学内容形象、直观。

启动Multisim 2001后，建立如图1所示的串联谐振仿真电路图。

图1 串联谐振电路仿真电路图

1.用交流分析法分析串联谐振电路的频率特性

启动软件菜单栏Simulate，Analyses，AC Analysis等选项，选择节点4为分析节点，点击“Simulate”按钮得到电路的频率特性曲线，如图2所示。

图2 串联电路频率特性曲线

图2中上面的曲线是幅频曲线，下面的曲线是相频曲线。移动数轴至曲线的峰值处，可以读得电路的谐振频率为5.0119kHz，同时从相频曲线上可以看到谐振时电路中的电流与电压的相位差为0，即电流、电压同相。串联电路谐振频率为f■≈■=■=5.035×10■=5.035Hz，忽略读数的误差，测量结果与理论计算结果基本一致。

2.品质因数Q对频率特性曲线的影响

品质因数是一个非常重要的概念，Q值越大，电路的选择性越强。L和C保持不变，改变电阻R=1Ω，观察电路的谐振特性曲线如图3所示。

图3 R=1Ω的频率特性曲线

比较图2、图3的波形，可以明显看出，Q值越高，曲线越尖锐，电路的选择性越好，通频带也越窄。

综上所述，Multisim电路仿真软件对电路基础教学是一种很好的辅助手段，它弥补了传统教学模式的不足，培养和提高了学生的创新能力和综合实践能力，同时提高了教学质量。

参考文献：

[1]钟化兰.Multisim在模拟电子技术设计性实验中应用的研究[J].华东交通大学学报，2005，22（4）：88-89.

[2]聂典，丁伟.Muhisim 10计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京：电子工业出版社，2009.

[3]程勇.实例讲解Muhisim 10电路仿真[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[4]朱采莲.Multisim电子电路仿真教程[M].西安电子科技大学出版社，2007.