1.6 电路分析方法.

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1 1.6 电路分析方法

2 1.6.1 multisim的分析菜单 multisim具有较强的分析功能，用鼠标点击Simulate（仿真）菜单中的Analysis（分析）菜单（Simulate→ Analysis），可以弹出电路分析菜单。点击设计工具栏的也可以弹出该电路分析菜单。

3 1.6.2直流工作点分析（DC Operating Point...）
在进行直流工作点分析时，电路中的交流源将被置零，电容开路，电感短路。用鼠标点击Simulate→ Analysis→DC Operating Point...，将弹出DC Operating Point Analysis对话框，进入直流工作点分析状态。如图1.6.1所示，DC Operating Point Analysis对话框有Output、Analysis Options和Summary 3个选项，分别介绍如下：

4 图1.6.1 DC Operating Point Analysis对话框

5 1. Output对话框 Output对话框用来选择需要分析的节点和变量。 （1）Variables in Circuit栏 在Variables in Circuit栏中列出的是电路中可用于分析的节点和变量。点击 Variables in circuit窗口中的下箭头按钮，可以给出变量类型选择表。在变量类型选择表中： 点击Voltage and current选择电压和电流变量。 点击Voltage选择电压变量。 点击 Current选择电流变量。 点击Device／Model Parameters 选择元件／模型参数变量。 点击All variables选择电路中的全部变量。

6 点击该栏下的 Filter Unselected Variables按钮，可以增加一些变量。点击此按钮，弹出Filter nodes对话框，如图1.6.2所示，该对话框有 3个选项， 选择Display internal nodes选项 显示内部节点，选择Display submodules选项显示子模型的节点，选择Display open pins选项显示开路的引脚。 图 Filter nodes对话框

7 （2）More Options区 在Output对话框中包含有More Options区，在More Options区中： 点击Add device／model parameter可以在Variables in circuit栏内增加某个元件／模型的参数，弹出Add device／model parameter对话框。 在Add device／model parameter对话框，可以在Parameter Type栏内指定所要新增参数的形式；然后分别在Device Type栏内指定元件模块的种类、在Name栏内指定元件名称（序号）、在Parameter栏内指定所要使用的参数。 Delete selected variables按钮可以删除已通过Add device／model parameter按钮选择到 Variables in circuit栏中的变量。首先选中需要删除变量，然后点击该按钮即可删除该变量。

8 （3）Selected variables for analysis栏
在Selected variables for analysis栏中列出的是确定需要分析的节点。默认状态下为空，用户需要从 Variables in circuit栏中选取，方法是：首先选中左边的 Variables in circuit栏中需要分析的一个或多个变量，再点击 Plot during simulation按钮，则这些变量出现在 Selected variables for analysis栏中。如果不想分析其中已选中的某一个变量，可先选中该变量，点击 Remove按钮即将其移回Variables in circuit栏内。 Filter Selected Variables筛选Filter Unselected Variables已经选中并且放在 Selected variables for analysis栏的变量。

9 2. Analysis Options对话框 Analysis Options对话框如图1.6. 3所示。在Analysis Options对话框中包含有SPICE Options区和Other Options区。Analysis Options对话框用来设定分析参数，建议使用默认值。 如果选择Use Custom Settings，可以用来选择用户所设定的分析选项。可供选取设定的项目已出现在下面的栏中，其中大部分项目应该采用默认值，如果想要改变其中某一个分析选项参数，则在选取该项后，再选中下面的Customize选项。选中Customize选项将出现另一个窗口，可以在该窗口中输入新的参数。点击左下角的Restore to Recommended Settings按钮，即可恢复默认值。

10 图1.6.3 Analysis Options对话框

11 3. Summary对话框 在Summary对话框中，给出了所有设定的参数和选项，用户可以检查确认所要进行的分析设置是否正确。 4. 保存设置 点击OK按钮可以保存所有的设置。 5. 放弃设置 点击Cancel按钮即可放弃设置。 6. 进行仿真分析 点击Simulate按钮即可进行仿真分析，得到仿真分析结果。

12 1.6.3 交流分析（AC Analysis...） 交流分析用于分析电路的频率特性。需先选定被分析的电路节点，在分析时，电路中的直流源将自动置零，交流信号源、电容、电感等均处在交流模式，输入信号也设定为正弦波形式。若把函数信号发生器的其它信号作为输入激励信号，在进行交流频率分析时，会自动把它作为正弦信号输入。因此输出响应也是该电路交流频率的函数。 用鼠标点击Simulate→Analysis→AC Analysis...，将弹出AC Analysis对话框，进入交流分析状态，AC Analysis对话框如图1.6.4所示。AC Analysis对话框有Frequency Parameters、Output、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Output、Analysis Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Frequency Parameters选项。

13 图 AC Analysis对话框

14 在Frequency Parameters对话框中：
1. 参数设置 在Frequency Parameters参数设置对话框中，可以确定分析的起始频率、终点频率、扫描形式、分析采样点数和纵向坐标（Vertical scale）等参数。其中： 在Start frequency窗口中，设置分析的起始频率，默认设置为1Hz。 在Stop frequency（FSTOP）窗口中，设置扫描终点频率，默认设置为10GHz。 在Sweep type窗口中，设置分析的扫描方式，包括 Decade（十倍程扫描）和 Octave（八倍程扫描）及Linear（线性扫描）。默认设置为十倍程扫描（Decade选项），以对数方式展现。 在Number of points per decade窗口中，设置每十倍频率的分析采样数，默认为10。 在Vertical Scale窗口中，选择纵坐标刻度形式：坐标刻度形式有Decibel（分贝）、Octave（八倍）、Linear（线性）及Logarithmic（对数）形式。默认设置为对数形式。

15 2.默认值恢复 点击Reset to default按钮，即可恢复默认值。 3. 仿真分析 按下 “Simulate”（仿真）按钮，即可在显示图上获得被分析节点的频率特性波形。交流分析的结果，可以显示幅频特性和相频特性两个图。如果用波特图仪连至电路的输入端和被测节点，同样也可以获得交流频率特性。 在对模拟小信号电路进行交流频率分析的时候，数字器件将被视为高阻接地。

16 1.6.4 瞬态分析（Transient Analysis...）
瞬态分析是指对所选定的电路节点的时域响应。即观察该节点在整个显示周期中每一时刻的电压波形。在进行瞬态分析时，直流电源保持常数，交流信号源随着时间而改变，电容和电感都是能量储存模式元件。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Transient Analysis...，将弹出Transient Analysis对话框，进入瞬态分析状态, Transient Analysis对话框如图1.6.5所示。Transient Analysis对话框有Analysis Parameters、Output、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Output、Analysis Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

17 图1.6.5 Transient Analysis对话框

18 在 Analysis Parameters对话框中：
1. Initial conditions区 在Initial conditions区中可以选择初始条件。 点击Automatically determine Initial conditions，由程序自动设置初始值。 点击Set to zero，初始值设置为0。 点击User defined，由用户定义初始值。 点击Calculate DC operating point，通过计算直流工作点得到的初始值。

19 2. Parameters区 在Parameters区可以对时间间隔和步长等参数进行设置。 Start time窗口：设置开始分析的时间。 End time窗口：设置结束分析的时间。 点击Maximum time step settings，可以设置分析的最大时间步长。其中： （1）设置单位时间内的采样点数 点击Minimum number of time points，可以设置单位时间内的采样点数。 （2）设置最大的采样时间间距 点击Maximum time step（TMAX），可以设置最大的采样时间间距。 （3）设置分析的时间步长 点击Generate time steps automatically，由程序自动决定分析的时间步长。

20 3. More Options区 在More Options区中： 选择Set initial time step选项，可以由用户自行确定起始时间步，步长大小输入在其右边栏内。如不选择，则由程序自动约定。 选择Estimate maximum time step based on net list，根据网表来估算最大时间步长。 4. Reset to default按钮 点击Reset to default按钮，即可恢复默认值。 5. Simulate按钮 按下“Simulate”（仿真）按钮，即可在显示图上获得被分析节点的瞬态特性波形。

21 1.6.5 傅里叶分析（Fourier Analysis...）
傅里叶分析方法用于分析一个时域信号的直流分量、基频分量和谐波分量。即把被测节点处的时域变化信号作离散博里叶变换，求出它的频域变化规律。在进行傅里叶分析时，必须首先选择被分析的节点，一般将电路中的交流激励源的频率设定为基频，若在电路中有几个交流源时，可以将基频设定在这些频率的最小公因数上。譬如有一个10.5kHz和一个7kHz的交流激励源信号，则基频可取0.5kHz。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Fourier Analysis...，将弹出Fourier Analysis对话框，进入傅里叶分析状态, Fourier Analysis对话框如图1.6.6所示。Fourier Analysis对话框有Analysis Parameters、Output、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Output、Analysis Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

22 图1.6.6 Fourier Analysis对话框

23 在Analysis Parameters对话框中：
1. Sampling options区 在Sampling options区可以对博里叶分析的基本参数进行设置。其中： 在Frequency resolution（Fundamental frequency）窗口中可以设置基频。如果电路之中有多个交流信号源，则取各信号源频率的最小公倍数。如果不知道如何设置时，可以点击Estimate按钮，由程序自动设置。 在Number of窗口可以设置希望分析的谐波的次数。 Stopping time for sampling：设置停止取样的时间。如果不知道如何设置时，也可以点击Estimate按钮，由程序自动设置。 点击Edit transient Analysis按钮，弹出的对话框与瞬态分析类似，设置方法与瞬态分析相同。

24 2. Results区 在Results区可以选择仿真结果的显示方式。其中： 选择Display phase可以显示幅频及相频特性。 选择Display as bar graph可以以线条显示出频谱图。 选择Normalize graphs：可以显示归一化的（Normalize）频谱图 在Display窗口可以选择所要显示的项目，有 3个选项： Chart（图表）、Graph曲线）及 Chart and Graph（图表和曲线）。 在Vertical窗口可以选择频谱的纵坐标刻度，其中包括Decibel（分贝刻度）、Octave（八倍刻度）、Linear（线性刻度）及Logarithmic（对数刻度）。

25 3. More Options区 点击More>>，将增加一个More Options区（点击Less<<按钮可以消除More Options区）。在More Options区中： 选择Degree of polynomial for interpolation可以设置多项式的维数，选中该选项后，可在其右边栏中输入维数值。多项式的维数越高，仿真运算的精度也越高。 Sampling frequency窗口可以设置取样频率，默认为100000Hz。如果不知道如何设置时，可点击Stopping time for sampling区中的 Estimate按钮，由程序设置。

26 4. Simulate 按钮 按“Simulate”（仿真）按钮，即可在显示图上获得被分析节点的离散博里叶变换的波形。傅里叶分析可以显示被分析节点的电压幅频特性也可以选择显示相频特性，显示的幅度可以是离散条形，也可以是连续曲线型。

27 1.6.6 噪声分析（Noise Analysis...） 噪声分析用于检测电子线路输出信号的噪声功率幅度，用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影响。在分析时，假定电路中各噪声源是互不相关的，因此它们的数值可以分开各自计算。总的噪声是各噪声在该节点的和（用有效值表示）。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Noise Analysis...，将弹出Noise Analysis对话框，进入噪声分析状态，Noise Analysis对话框如图1.6.7所示。Noise Analysis对话框有Analysis Parameters、Frequency Parameters、Output、Analysis Options和Summary 5个选项，其中Output、Analysis Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，Frequency Parameters与交流分析类似，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

28 图1.6.7 Noise Analysis对话框

29 在Analysis Parameters对话框中：
在Input noise reference source窗口，选择作为噪声输入的交流电压源。默认设置为电路中的编号为第1的交流电压源。 在Output node窗口，选择作测量输出噪声分析的节点。默认设置为电路中编号为第1的节点。 在Reference node窗口，选择参考节点。默认设置为接地点。 当选择Set point per summary选项时，输出显示为噪声分布为曲线形式。末选择时，输出显示为数据形式。 在Analysis Parameters对话框中的右边的有3个Change Filter，分别对应于其左边的栏，其功能与Output对话框中的 Filter Unselected Variables按钮相同，详见直流工作点分析中的 Output对话框。 按“Simulate”（仿真）键，即可在显示图上获得被分析节点的噪声分布曲线图。

30 1.6.7 噪声系数分析（Noise Figure Analysis...）
噪声系数分析主要用于研究元件模型中的噪声参数对电路的影响。在Multisim中噪声系数定义中：No是输出噪声功率，Ns是信号源电阻的热噪声，G是电路的AC增益（即二端口网络的输出信号与输入信号的比）。噪声系数的单位是dB，即10log10（F）。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Noise Figure Analysis...，将弹出Noise Figure Analysis对话框，进入噪声系数分析状态，Noise Figure Analysis对话框如图1.6.8所示。Noise Figure Analysis对话框有Analysis Parameters、Analysis Options和Summary 3个选项，其中Analysis Options和Summary 2个选项与直流工作点分析的设置一样，Analysis Parameters与噪声分析类似。只是多了Frequency （频率）和Temperature（温度）两项，默认值如图1.6.8所示。

31 图1.6.8 Noise Figure Analysis对话框

32 1.6.8失真分析（Distortion Analysis…）
失真分析用于分析电子电路中的谐波失真和内部调制失真（互调失真），通常非线性失真会导致谐波失真，而相位偏移会导致互调失真。若电路中有一个交流信号源，该分析能确定电路中每一个节点的二次谐波和三次谐波的复值，若电路有两个交流信号源，该分析能确定电路变量在三个不同频率处的复值：两个频率之和的值、两个频率之差的值以及二倍频与另一个频率的差值。该分析方法是对电路进行小信号的失真分析，采用多维的“Volterra”分析法和多维“泰勒”（Taylor）级数来描述工作点处的非线性，级数要用到三次方项。这种分析方法尤其适合观察在瞬态分析中无法看到的、比较小的失真。

33 用鼠标点击Simulate→Analysis→Distortion Analysis
用鼠标点击Simulate→Analysis→Distortion Analysis...，将弹出Distortion Analysis对话框，进入失真分析状态，Distortion Analysis对话框如图1.6.9所示。Distortion Analysis对话框有Analysis Parameters、Output、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Output、Analysis Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

34 图1.6.9 Distortion Analysis对话框

35 在Analysis Parameters对话框中：
在Start frequency（FSTART）窗口中，设置分析的起始频率，默认设置为1Hz。 在Stop frequency（FSTOP）窗口中，设置扫描终点频率，默认设置为10GHz。 在Sweep type窗口中，设置分析的扫描方式，包括 Decade（十倍程扫描）和 Octave（八倍程扫描）及Linear（线性扫描）。默认设置为十倍程扫描（Decade选项），以对数方式展现。 在Number of points per decade窗口中，设置每十倍频率的分析采样数，默认为10。 在Vertical Scale窗口中，选择纵坐标刻度形式。 坐标刻度形式有Decibel（分贝）、Octave（八倍）、Linear（线性）及Logarithmic（对数）形式。默认设置为对数形式。

36 选择F2／F1 ratio时，分析两个不同频率（F1和F2）的交流信号源，分析结果为（F1＋F2），（F1－F2）及（2F1－F2）相对于频率F1的互调失真。在右边的窗口内输入F2／F1的比值，该值必须在0到1之间。 不选择F2／F1 ratio时，分析结果为F1作用时产生的二次谐波、三次谐波失真。 Reset to main AC values按钮将所有设置恢复为与交流分析相同的设置值。 Reset to default按钮将本对话框的所有设置恢复为默认值。 按“Simulate”（仿真）按钮，即可在显示图上获得被分析节点的失真曲线图。该分析方法主要被用于小信号模拟电路的失真分析，元器件噪声模型采用SPICE模型。

37 1.6.9 直流扫描分析（DC Sweep…） 直流扫描分析（DC Sweep...）是利用一个或两个直流电源分析电路中某一节点上的直流工作点的数值变化的情况。注意：如果电路中有数字器件，可将其当作一个大的接地电阻处理。 用鼠标点击Simulate→Analysis→DC Sweep...，将弹出DC Sweep Analysis对话框，进入直流扫描分析状态， DC Sweep Analysis对话框如图1.6.10所示。DC Sweep Analysis对话框有Analysis Parameters、Output、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Output、Analysis Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

38 图 DC Sweep Analysis对话框

39 在Analysis Parameters对话框中有Source1与 Source 2两个区，区中的各选项相同。如果需要指定第 2个电源，则需要选择Use source 2选项。
在Start value窗口设置开始扫描的数值。 在Stop value窗口设置结束扫描的数值。 在Increase窗口设置扫描的增量值。 在Analysis Parameters对话框中的右边的有1个Change Filter，其功能与Output对话框中的 Filter Unselected Variables按钮相同，详见直流工作点分析中的 Output对话框。 按下“Simulate”（仿真）按钮，可以得到直流扫描分析仿真结果。

40 灵敏度分析（Sensitivity…） 灵敏度分析（Sensitivity...）是分析电路特性对电路中元器件参数的敏感程度。灵敏度分析包括直流灵敏度分析和交流灵敏度分析功能。直流灵敏度分析的仿真结果以数值的形式显示，交流灵敏度分析仿真的结果以曲线的形式显示。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Sensitivity...，将弹出Sensitivity Analyses对话框，进入灵敏度扫描分析状态，Sensitivity Analyses对话框如图1.6.11所示。Sensitivity Analyses对话框有Analysis Parameters、Output、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Output、Analysis Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

41 图1.6.11 Sensitivity Analyses对话框

42 在Analysis Parameters对话框中有两区。
1. Output nodes/currents区 在Output nodes/currents中： ①选择Voltage可以进行电压灵敏度分析。选择该项后即可在其下部的 output node窗口内选定要分析的输出节点；在 output reference窗口内选择输出端的参考节点。 ②选择Current可以选择进行电流灵敏度分析。电流灵敏度分析只能对信号源的电流进行分析，在选择该项后即可在其下部的 Output source窗口内选择要分析的信号源。 在Output scaling窗口可以选择灵敏度输出格式，有Absolute（绝对灵敏度）和 Relative（相对灵敏度）两个选项。 在Analysis Parameters对话框中的右边的有3个Change Filter，分别对应左边的三个栏，其功能与Output对话框中的 Filter Unselected Variables按钮相同，详见直流工作点分析中的 Output对话框。

43 2. Analysis Type区 在Analysis Type中： 选择DC Sensitivity进行直流灵敏度分析，分析结果将产生一个表格。 选择AC Sensitivity进行交流灵敏度分析，分析结果将产生一个分析图。选择交流灵敏度分析后，点击Edit Analysis，进入灵敏度交流分析对话框，参数设置与交流分析相同。 3. Simulate按钮 按下“Simulate”（仿真）按钮，可以得到灵敏度分析仿真结果。

44 1.6.11 参数扫描分析（Parameter Sweep…）
采用参数扫描方法分析电路，可以较快地获得某个元件的参数，在一定范围内变化时对电路的影响。相当于该元件每次取不同的值，进行多次仿真。对于数字器件，在进行参数扫描分析时将被视为高阻接地。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Parameter Sweep ...，将弹出Parameter Sweep Analyses对话框，进入参数扫描分析状态，Parameter Sweep Analyses对话框如图1.6.12所示。Parameter Sweep Analyses对话框有Analysis Parameters、Output、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Output、Analysis Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

45 图1.6.12 Parameter Sweep Analyses对话框

46 在Analysis Parameters对话框中有Sweep Parameter区、Point to sweep区和More Options区。
在Sweep Parameter区可以选择扫描的元件及参数。在Sweep Parameter窗口可选择的扫描参数类型有：元件参数（Device Parameter）或模型参数（Model Parameter）。选择不同的扫描参数类型之后，还将有不同的项目供进一步选择。

47 （1）选择元件参数类型 Device Parameter窗口可以选择元件参数类型。选择Device Parameter后，该区的右边 5个栏出现与器件参数有关的一些信息，还需进一步选择。 在Device窗口选择所要扫描的元件种类，这里包括了电路图中所用到的元件种类，如：Capacitor（电容器类）、Diode（二极管类）、Resistor（电阻类）和Vsource（电压源类）等。 在Name窗口可以选择要扫描的元件序号，例如若 Device Type栏内选择 Capacitor，则此处可选择电容。 在Parameter窗口可以选择要扫描元件的参数。当然，不同元件有不同的参数，其含义在 Description栏内说明。而 Present Value栏则为目前该参数的设置值。

48 （2）选择元件模型参数类型 Model Parameter可以选择元件模型参数类型。选择Model Parameter后，该区右边同样出现需要进一步选择的5个栏。这5个栏中提供的选项，不仅与电路有关，而且与选择Device Parameter对应的选项有关，需要注意区别。

49 2. Point to sweep区 在Point to sweep区可以选择扫描方式。 在Sweep Variation Type窗口中可以选择扫描变量类型：有 Decade（十倍刻度扫描）、Octave（八倍刻度扫描）、Linear（线性刻度扫描）及List（取列表值扫描）。 如果选择Decade、Octave或Linear选项，则该区的左边将出现Decade、Octave或Linear选项的参数栏4个窗口。其中：在Start可以输入开始扫描的值。在Stop可以输入结束扫描的值。在＃of可以输入扫描的点数。在Increment可以输入扫描的增量。在这4个数值之间有：（Increment）＝［（Stop）－（Start）］／［（＃of）－1］，故＃of与Increment只须指定其中之一，另一个由程序自动设定。 如果选择List选项，则其右边将出现Value栏，此时可在Value栏中输入所取的值。如果要输入多个不同的值，则在数字之间以空格、逗点或分号隔开。

50 3. More Options区 在More Options区可以选择分析类型。 在Analysis to sweep窗口可以选择分析类型，有3种分析类型DC Operating Point（直流工作点分析）、 AC Analysis（交流分析）和Transient Analysis（瞬态分析）可供选择。在选定分析类型后，可点击Edit Analysis按钮对该项分析进行进一步编辑设置，设置方法与1.6.4相同。 选择Group all traces on one plot选项，可以将所有分析的曲线放置在同一个分析图中显示。 4. Simulate按钮 点击Simulate按钮，可以得到参数扫描仿真结果。

51 1.6.12温度扫描分析（Temperature Sweep …）
采用温度扫描分析，可以同时观察到在不同温度条件下的电路特性，相当于该元件每次取不同的温度值进行多次仿真。可以通过“温度扫描分析”对话框，选择被分析元件温度的起始值、终值和增量值。在进行其它分析的时候，电路的仿真温度默认值设定在27℃。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Temperature Sweep ...，将弹出Temperature Sweep Analyses对话框，进入温度扫描分析状态，Temperature Sweep Analyses对话框如图1.6.13所示。Temperature Sweep Analyses对话框有Analysis Parameters、Output、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Output、Analysis Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

52 图1.6.13 Temperature Sweep Analyses对话框

53 在Analysis Parameters对话框中：
1. Sweep Parameter区 在Sweep Parameter区可以选择扫描的温度Temperature。Temperature默认值为27℃ 2. Point to sweep区 在Point to sweep区可以选择扫描方式。设置方法与1.6.11参数扫描分析中的Point to sweep区完全相同。 3. More Options区 在More Options区可以选择分析类型。设置方法与1.6.11参数扫描分析中的More Options区完全相同。 选择Group all traces on one plot选项，可以将所有分析的曲线放置在同一个分析图中显示。 4. Simulate按钮 点击Simulate按钮，即可得到扫描仿真分析结果。

54 零一极点分析（Pole Zero） 零一极点分析方法是一种对电路的稳定性分析相当有用的工具。该分析方法可以用于交流小信号电路传递函数中零点和极点的分析。通常先进行直流工作点分析，对非线性器件求得线性化的小信号模型。在此基础上再分析传输函数的零、极点。零极点分析主要用于模拟小信号电路的分析，对数字器件将被视为高阻接地。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Pole Zero，将弹出Pole－Zero Analyses对话框，进入零一极点分析状态，Pole－Zero Analyses对话框如图1.6.14所示。Pole－Zero Analyses对话框有Analysis Parameters、Analysis Options和Summary 3个选项，其中Analysis Options和Summary与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

55 图1.6.14 Pole－Zero Analyses对话框

56 在Pole－Zero Analysis Parameters对话框中：
1. AnalysiS type区 在Analysis type区可以选择4种分析类型 （1）电路增益分析 选择Gain Analysis（output voltage／input voltage）进行电路增益分析，也就是输出电压／输入电压。 （2）电路互阻抗分析 选择Impedance Analysis（output voltage／input current）进行电路互阻抗分析，也就是输出电压／输入电流。 （3）电路输入阻抗分析 选择Input Impedance进行电路输入阻抗分析。 （4）电路输出阻抗分析 选择Output Impedance进行电路输出阻抗分析。

57 2. Nodes区 在Nodes区可以选择 输入、输出的正负端（节）点。 （1）选择正的输入端（节）点 在Input（＋）窗口可以选择正的输入端（节）点。 （2）选择负的输入端（节）点 在Input（－）窗口可以选择负的输入端（节）点（通常是接地端，即节点0）。 （3）选择正的输出端（节）点 在Output（＋）窗口可以选择正的输出端（节）点。 （4）选择负的输出端（节）点 在Output（－）窗口可以选择负的输出端（节）点（通常是接地端，即节点0）。 在Nodes对话框中的右边的有4个Change Filter，分别对应左边的四个栏，其功能与Output对话框中的 Filter Unselected Variables按钮相同，详见直流工作点分析中的 Output对话框。

58 3. Analyses performed区 Analyses performed区可以选择所要分析的项目，有 Pole and Zero Analysis（同时求出极点与零点）、 Pole Analysis（仅求出极点）和Zero Analysis（仅求出零点）3个选项。 4. Simulate按钮 点击Simulate按钮，即可得到极点与零点仿真分析结果。

59 1.6.14 传递函数分析（Transfer Function…）
传递函数分析可以分析一个源与两个节点的输出电压或一个源与一个电流输出变量之间的直流小信号传递函数。也可以用于计算输入和输出阻抗。需先对模拟电路或非线性器件进行直流工作点分析，求得线性化的模型，然后再进行小信号分析。输出变量可以是电路中的节点电压，输入必须是独立源。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Transfer Function...，将弹出Transfer Function Analyses对话框，进入传递函数分析状态，Transfer Function Analyses对话框如图1.6.15所示。Transfer Function Analyses对话框有Analysis Parameters、Analysis Options和Summary 3个选项，其中Analysis Options和Summary与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项。

60 图1.6.15 Transfer Function Analyses对话框

61 在Analysis Parameters对话框中：
在Input source窗口可以选择所要分析的输入电源。 在Output node/source区中可以选择Voltage或者Current作为输出电压的变量。 选择Voltage，在Output node窗口中指定将作为输出的节点，而在 output reference窗口中指定参考节点，通常是接地端（即 0）。 选择Current，在Output source栏中指定所要输出的电流。 在Analysis Parameters对话框中的右边的有3个Change Filter，分别对应左边的三个栏，其功能与Output对话框中的 Filter Unselected Variables按钮相同，详见直流工作点分析中的 Output对话框。 点击Simulate按钮，即可得到传递函数分析结果。

62 最坏情况分析（Worst Case…） 最坏情况分析是一种统计分析方法。它可以使你观察到在元件参数变化时，电路特性变化的最坏可能性。适合于对模拟电路值流和小信号电路的分析。所谓最坏情况是指电路中的元件参数在其容差域边界点上取某种组合时所引起的电路性能的最大偏差，而最坏情况分析是在给定电路元件参数容差的情况下，估算出电路性能相对于标称值时的最大偏差。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Worst Case...，将弹出Worst Case Analyses对话框，进入最坏情况分析状态，Worst Case Analyses对话框如图1.6.16所示。Worst Case Analyses对话框有Model tolerance List、Analysis Parameters、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Analysis Options和Summary与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Model tolerance List和Analysis Parameters选项。

63 图1.6.16 Worst Case Analyses对话框

64 1. Model tolerance list对话框
在Current list of tolerances区中列出目前的元件模型误差，可以点击下方的Add a new tolerance按钮，添加误差设置。 （1）Parameter Type窗口 在Parameter Type窗口可以选择所要设定的元件模型参数（Model Parameter选项）或器件参数（Device Parameter选项），其下的 Parameter区将随之改变，说明如下：

65 （2）Parameter区 ①在Parameter区中的Device Type窗口可以选择需要设定参数的器件种类，其中包括电路图中所使用到的元件种类，例如 BJT（双极性晶体管类）、 Capacitor（电容器类）、 Diode（二极管类）、 Resistor（电阻器类）及Vsource（电压源类）等。 ② 在Name窗口可以选择所要设定参数的元件序号。 ③ 在Parameter可以选择所要设定的参数，当然，不同元件有不同的参数。 ④ Present Value显示当前该参数的设定值（不可更改）。 ⑤ Description为Parameter所选参数的说明（不可更改）。

66 （3）Tolerance区 在Tolerance区可以确定容差的设置方式，其中包括4个窗口： ① 在Distribution窗口可以选择元件参数容差的分布类型，其中包括元件参数的误差分布状态呈现一种高斯曲线的形式的Guassian（高斯分布）和元件参数值在其误差范围内以相等概率出现的Uniform（均匀分布）两个选项。 ② 在Lot number窗口可以选择容差随机数出现方式，其中选择Lot表示对各种元件参数都有相同的随机产生的容差率，较适用于集成电路；而选择Unique则表示每一个元件参数随机产生的容差率各不相同，较适用于离散元件电路。 ③ 在Tolerance Type窗口可以选择容差的形式，其中包括Absolute（绝对值）和Percent（百分比）两个选项。 ④ 在Tolerance value窗口可以根据所选的容差形式设置容差值。 当完成新增设定后，点击Accept按钮即可将新增项目添加到前一个对话框中。 点击Edit selected tolerance按钮，可以对所选取的某个误差项目进行重新编辑。 点击Delete tolerance entry按钮，可以删除所选取的误差项目。

67 2. Analysis Parameters对话框
Worst Case Analyses的Analysis Parameters对话框如图1.6.17所示。在Analysis Parameters对话框中： 在Analysis窗口中，可以选择所要进行的分析，有 AC analysis（交流分析）及 DC Operating point（直流工作点分析）两个选项。 在Output variable窗口中，可以选择所要分析的输出节点。 在Collating Function窗口中，可以选择分析方式。其中：MAX最大值分析，仅在 DC operating point选项时选用。MIN 最小值分析，仅在 DC operating point选项时选用。RISE EDGE上升沿分析，其右边的Threshold窗口用来输入其门限值。 FALL EDGE下降沿分析，其右边的Threshold窗口用来输入其门限值。 在Direction窗口中，可以选择容差变化方向，有Default、Low及High等3个选项。 在Output Control窗口中，选择Group all traces on one plot项将所有仿真分析结果和记录在一个图形中显示。若不选此项，则将标称值仿真、最坏情况仿真和 Run Log Descriptions分别输出显示。

68 图1.6.17 Worst Case Analyses的Analysis Parameters对话框

69 蒙特卡罗分析（Monte Carlo…） 蒙特卡罗是采用统计分析方法来观察给定电路中的元件参数，按选定的误差分布类型在一定的范围内变化时，对电路特性的影响。用这些分析的结果，可以预测电路在批量生产时的成品率和生产成本。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Monte Carlo...，将弹出Monte Carlo Analyses对话框，进入蒙特卡罗分析状态，Monte Carlo Analyses对话框如图1.6.18所示。Monte Carlo Analyses对话框有Model tolerance List、Analysis Parameters、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Summary和Analysis Options与直流工作点分析的设置一样，Monte Carlo 的Model tolerance List对话框与1.6.15最坏情况分析中的Model tolerance List对话框完全相同。下面仅介绍Analysis Parameters选项。

70 图1.6.18 Monte Carlo Analyses的Analysis Parameters对话框

71 在Monte CarloAnalyses的Analysis Parameters对话框中：
在Analysis窗口中，可以选择所要进行的分析，有Transient analysis（瞬态分析）、 AC analysis（交流分析）及 DC Operating point（直流工作点分析）3个选项。 在Number of runs窗口中设定执行次数，必须≥2。 在Output variable窗口中，可以选择所要分析的输出节点。 在Collating Function窗口中，可以选择分析方式。其中：MAX最大值分析，仅在 DC operating point选项时选用。MIN 最小值分析，仅在 DC operating point选项时选用。RISE EDGE上升沿分析，其右边的Threshold窗口用来输入其门限值。 FALL EDGE下降沿分析，其右边的Threshold窗口用来输入其门限值。 在Output Control窗口中，选择Group all traces on one plot项将所有仿真分析结果和记录在一个图形中显示。若不选此项，则将标称值仿真、最坏情况仿真和 Run Log Descriptions分别输出显示。 在Text Output窗口可以选择文字输出的方式。

72 1.6.17 导线宽度分析（Trace Width…） 导线宽度分析主要用于计算电路中电流流过时所需要的最小导线宽度。
用鼠标点击Simulate→Analysis→Trace Width…，将弹出Trace Width Analyses对话框，进入导线宽度分析状态，Trace Width Analysis对话框如图1.6.19所示。Trace Width Analysis对话框有Trace Width Analysis、Analysis Parameters、Analysis Options和Summary 4个选项，其中Analysis Parameters、Analysis Options和Summary与直流工作点分析的设置一样。下面仅介绍Trace Width Analysis选项。 在Trace Width Analysis选项中，Maximum temperature above ambient用来设置环境温度，Weight of plating用来设置镀层，默认值如图1.6.20所示。 Set node trace widths using the results from this analysis用来设置是否将分析结果用于建立导线宽度。

73 图1.6.19 Trace Width Analysis对话框

74 批处理分析（Batched…） 在实际电路分析中，通常需要对同一个电路进行多种分析，例如对一个放大电路，为了确定静态工作点，需要进行直流工作点分析：为了了解其频率特性，需要进行交流分析；为了观察输出波形，需要进行瞬态分析。批处理分析可以将不同的分析功能放在一起依序执行。 用鼠标点击Simulate→Analysis→Batched...，将弹出Batched Analyses对话框，进入批处理分析状态，Batched Analyses对话框如图1.6.20所示。

75 图 Batched Analyses对话框

76 在Batched Analysis对话框的左边 Available区中可以选择所要执行的分析，点击 Add analysis按钮，则所选择的分析的参数对话框出现。例如选择Monte Carlo ，点击 Add analysis按钮，则弹出Monte Carlo Analysis对话框。 该对话框与蒙特卡罗分析的参数设置对话枢基本相同，其操作也一样，所不同的是Simulate按钮变成了 Add to list按钮。在设置对话框中各种参数之后，点击 Add to list按钮，即回到 Batch Analyses对话框，这时在此右边的Analyses To区中出现将要分析的选项Monte Carlo ，点击Monte Carlo分析左侧的十号，则显示出该分析的总结信息。

77 如果需要继续添加所希望的分析，可以按照上述办法进行，全部选择完成后，在 Batch Analyses对话框的右边 Analyses To区中将出现全部选择分析项，点击Run All Analyses按钮即执行所选定在 Analyses To区中的全部分析仿真。仿真的结果将依次出现在 Analyses Graphs中。 选择右边 Analyses To区中的某个分析，点击Edit Analysis，可以对其参数进行编辑处理。 选择右边 Analyses To区中的某个分析，点击Run Selected Analysis，可以对其运行仿真分析。 选择右边 Analyses To区中的某个分析，点击Delete Analysis，可以将其删除. 点击Remove all Analysis，可以将已选中在Analysis To区内的分析全部删除。 点击Accept可以，保留Batched Analysis对话框中的所有选择设置。

78 1.6.19 用户自定义分析（User Defined…）
用户自定义分析可以使用户扩充仿真分析功能。 用鼠标点击Simulate→Analysis→User Defined...，将弹出User Defined Analyses对话框，进入用户自定义分析状态，User Defined Analyses对话框如图1.6.21所示。用户可在输入框中输入可执行的Spice命令，点击Simulate按钮即可执行此项分析。对话框中Analysis Options和Summary与直流工作点分析的设置一样。

79 图1.6.21 User Defined Analyses对话框

80 本章小结 NI Multisim 10是电子电路计算机仿真设计与分析的基础。本章介绍的主要内容有：
（1）multisim的基本操作： multisim的主窗口、multisim菜单栏、multisim工具栏、multisim的元器件库、multisim仪器仪表库的基本界面操作。 （2）multisim的文件操作：编辑（Edit）的基本操作，创建子电路，在电路工作区内输入文字，输入文本，编辑图纸标题栏。 （3）multisim的电路创建的基础：元器件的操作，电路图选项的设置，导线的操作，输入/输出端点设置。

81 （4）multisim的仪器仪表的使用：仪器仪表的基本操作，包括数字多用表、函数信号发生器、瓦特表、示波器、 波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真分析仪、频谱分析仪、网络分析仪的使用。
掌握NI Multisim 10的使用方法是本章的重点，是进行以后各章学习的基础。软件学习最重要的是实践，不断的实践，需要在实际的电路设计与仿真分析中，通过在学习以后各章的内容的过程中，熟练的掌握和使用Multisim仿真软件。

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