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1、Multisim 电路仿真电路仿真分析分析（一一）Multisim 12.0 提供了多种电路仿真引擎，包含 Xspice、VHDL 和 Verilog 等。电路仿真分析的一般流程为：（1）设计仿真电路图；（2）设置分析参数；（3）设置输出变量的处理方式；（4）设置分析项目；（5）自定义分析选项 开始/终止仿真分析，可以单击仿真运行开关按钮，或者执行主菜单的 Simulate|Run 命令。暂停/继续仿真分析，可以单击仿真运行开关按钮，或者执行主菜单的 Simulate|Pause 命令。1.Multisim 12.0 的仿真参数设置的仿真参数设置 在使用 Multisim12.0 进行仿真分析

2、时，需要对各类仿真参数进行设置，包含仿真基本参数（仿真计算步长、时间、初始条件等）的设置；仿真分析参数（分析条件、分析范围、输出结点等）设置；仿真输出显示参数（数据格式、显示栅格、读数标尺等）设置。1）仿真基本参数的设置）仿真基本参数的设置 仿真基本参数的设置，可以通过执行 Simulate|Interactive Simulation Settings命令，打开交互式仿真设置对话框，如图 2-1 所示，通过修改或者重设其中的参数，可以完成仿真基本参数的设置。图 3-1 仿真基本参数设置对话框 2）仿真输出显示参数的设置 仿真输出参数的设置，是通过执行 View|Grapher 命令，打开 G

3、rapher View仿真图形记录器，对话框如图 3-2 所示。图 3-2 Grapher View 仿真图形记录器 2.Multisim 12.0 的仿真的仿真分析分析 Multisim12.0 提供了多种仿真分析方法，如图 3-3 所示，主要包含：直流工作点分析（DC Operation Point Analysis），交流分析(AC Analysis)，单频交流分析(Single Frequency AC Analysis)，瞬态分析(Transient Analysis)，傅立叶分析(Fourier Analysis)，噪声分析(Noise Analysis)，噪声系数分析(Noise

4、 Figure Analysis)，失真分析(Distortion Analysis)，直流扫描分析(DC Sweep Analysis)，灵敏度分析(Sensitivity Analysis)，参数扫描分析(Parameter Sweep Analysis)，温度扫描分析(Temperature Sweep Analysis)，极点-零点分析(Pole-Zero Analysis)，传递函数分析(Transfer Function Analysis)，最坏情况分析(Worst case Analysis)，蒙特卡罗分析(Monte Carlo Analysis)，批处理分析(Batched

5、Analysis)和用户自定义分析(User Defined Analysis)等。用户可以选取合适的仿真分析方法分析电路。图 3-3 Multisim12.0 多种仿真分析方法 2.1 直流工作点分析直流工作点分析 直流工作点分析是在电路电感短路，电容开路的情况下，计算电路的静态工作点。直流分析的结果通常可用于电路的进一步分析，如在进行交流小信号分析前，先分析直流工作点，以确定交流小信号放大的条件是否满足。首先在 Multisim12.0 中创建仿真电路，如图 3-4 所示的共发射极晶体管放大电路。图中数字表示电路中的结点序号，接地点为 0，其它按照画图的先后顺序出现。图 3-4 共发射极放

6、大电路 然后选择主菜单中的 Simulate|Analysis|DC Operation Point 命令，或者单击相应的快捷按钮，弹出如图 3-5 所示的对话框。图 3-5 直流工作点分析的对话框 如图 3-5 所示，该对话框包含 Output，Analysis Option 和 Summary 三个选项卡，其作用为：（1）Output 选项卡：用来选定所要分析的结点。本例子中分析结点 1，7，6，VCC。在图 3-5 中，使用 Add 按钮，从 Variables in Circuit 列表框中，将需要分析的结点添加到 Selected Variables for 列表框中，同时可以使用

7、Remove 按钮，删除不需要分析的结点。同时可以在图 3-5 中使用下拉菜单，选择需要仿真的变量类型是电压还是电流，如图 3-6 所示。图 3-6 变量类型表 还可以使用图 3-5 中的变量筛选对话框进行变量筛选，如图 3-7 所示。图 3-7 变量筛选对话框（2）Analysis Options 选项卡：与仿真分析有关的其它分析选项的设置，如图 3-8 所示。图 3-8 直流工作点分析对话框的 Analysis Options 选项卡 SPICE选项中有User Multisim Default和Use Custom Setting选项，选择前者，设定 XSPICE 仿真引擎为默认参数；选

8、择后者，单击 Customise 按钮，弹出如图3-9 所示的 Custom Analysis Option 对话框，用户可以根据要求自定义 XSPICE 仿真引擎参数。图 3-9 Custom Analysis Option 对话框(3)Summary 选项卡：对分析的设置进行汇总确认，如图 3-10 所示。图 3-10 直流工作点分析对话框的 Summary 选项卡 设定好相关参数后，就可以进行直流工作点仿真，执行 Simulate|Analysis|DC Operation Point，得到如图 3-5 所示的对话框后，单击 simulate，得到仿真结果如图 3-11 所示。图 3-1

9、1 图 3-4 所示电路的直流工作点电压仿真结果 2.2 交流交流分析分析 交流分析是分析小信号时的频率响应。分析程序首先对电路进行直流工作点分析，以便建立电路中非线性元件的交流小信号模型，并且将直流信号源接地，交流信号源、电容及其它器件采用交流模型分析，此处采用图 3-4 所示电路为例，说明如何进行交流分析。执行 Simulate|Analysis|AC Analysis，出现如图 3-12 所示的交流分析对话框。图 3-12 交流分析对话框 该对话框有四个选项卡，除了 Frequency Parameter 选项卡外，其余的选项卡的操作已经在直流分析中有介绍，此处不在赘述。下面介绍 Fre

10、quency Parameter选项卡中的内容。Start Frequency：设置交流分析的起始频率；Stop Frequency：设置交流分析的终止频率；Sweep type 下拉列表框：设置交流分析的扫描方式，包含 Decade（十倍频扫描）、Octave（八倍频扫描）和 Linear（线性扫描），通常选择 Decade 选项，以对数方式显示。Number of points per：设置每十倍频率的取样数量；Vertical scale 下拉列表框：从该下拉列表框中选择输出波形的纵坐标刻度，其中包含 Decibel（分贝）、Octave（八倍程）、Linear（线性）以及 Logari

11、thmic（对数）。通常选择 Logarithmic 或 Decibel。Result to default：恢复默认设置。在本例中，设定起始频率为 1Hz，终止频率为 1MHz，扫描方式为 Decade，取样数量为 10，纵坐标设为 Logarithmic。另外在 Output 选项卡中，设定分析结点为 7，单击 Simulate 按钮进行分析，得到幅频响应如图 3-13 所示。图 3-13 交流分析结果 2.3 瞬态瞬态分析分析 瞬态分析是一种时域分析，可以在激励信号的情况下计算电路的时域响应。分析时，电路的初始状态可由用户自行指定，也可以由程序进行直流分析后解出电路初始状态。此处以图 3

12、-4 所示电路为例，说明如何进行瞬态分析。执行 Simulate|Analysis|Transient Analysis，出现如图 3-14 所示的瞬态分析对话框。图 3-14 瞬态分析对话框 该对话框有四个选项卡，同样除了 Analysis Parameter 选项卡外，其余的选项卡的操作已经在直流分析中有介绍，此处不在赘述。下面介绍 Analysis Parameter 选项卡中的内容。（1）Initial Conditions 选项组：其功能是设定初始条件，包含 Automatically determine intial conditions（由程序自动设定初始值），Set to Ze

13、ro（设定为 0），User-define（由用户定义初始值），Calculate DC Operating Point（通过计算直流工作点得到初始值）。（2）Parameter 选项组：设定时间和步长等参数。Start time：设置瞬态分析的起始时间；Stop time：设置瞬态分析的终止时间；Maximum time step settings 复选框：设定最大时间步长；本例子中，Initial Conditions 选项组选择 Automatically determine intial conditions，由程序自动设定初始值，然后将开始时间设定为 0s，结束分析时间设定为 1s，选中 Maximum time step 复选框及 Generate time steps automatically 单选按钮。另外，在 Output 选项卡中，选择结点 3 和结点 8 作为分析变量，其瞬态分析结果如图 3-15 所示。图 3-15 瞬态分析结果