内容提要：

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1 内容提要： 􀂄 NI Multisim10仿真软件是电子电路计算机仿真设计与分析的基础。本章介绍了multisim的基本界面与操作方法，multisim的电路创建的基础，multisim的仪器仪表的使用，multisim的电路分析方法。 知识要点： multisim的菜单，工具，元器件库，仪器仪表库，分析功能，操作方法。

2 Multisim 10简介 NI Multisim10是美国国家仪器公司（NI，National Instruments）最新推出的Multisim最新版本。 目前美国NI公司的EWB的包含有电路仿真设计的模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute及通信电路分析与设计模块Commsim4个部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。这4个部分相互独立，可以分别使用。

3 版本有增强专业版（Power Professional）、专业版（Professional）、个人版（Personal）、教育版（Education）、学生版（Student）和演示版（Demo）等多个版本，各版本的功能和价格有着明显的差异。

4 NI Multisim10用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。NI Multisim10是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。

5 NI Multisim10的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。 NI Multisim10具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。

6 NI Multisim10可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字、电路、射频电路及微控制器和接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。 NI Multisim10还提供了与国内外流行的印刷电路板设计自动化软件Protel及电路仿真软件PSpice之间的文件接口，也能通过Windows的剪贴板把电路图送往文字处理系统中进行编辑排版。支持VHDL和VerilogHDL语言的电路仿真与设计。

7 小结：利用NI Multisim10可以实现计算机仿真设计与虚拟实验，与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；可方便地对电路参数进行测试和分析；可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图；实验中不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。

8 1.1 Multisim 10基本界面 􀂄点击“开始”→“程序”→“National Instruments”→“Circuit Design Suite 10.0”→“multisim”，启动multisim10，可以看到如图所示的multisim的主窗口。 1.1.1 基本界面 仿真电源开关 菜单栏 工具栏 元器件栏 仪器仪表栏 电路工作区 状态栏

9 1.1.2 Multisim 10菜单栏 11个菜单栏包括了该软件的所有操作命令。从左至右为：File（文件）、Edit（编辑）、View（窗口）、Place（放置）、Simulate（仿真）、Transfer（文件输出）、Tools（工具）、Reports（报告）、Options（选项）、Window（窗口）和Help（帮助）。

10 1. File（文件）菜单 建立一个新文件 打开文件 打开示例 关闭 关闭所有 保存 保存为 保存所有 建立一个新项目 打开一个新项目
保存项目 关闭项目 项目备份 打印 打印预览 打印选项 曾打开文件 曾打开项目 退出

11 2. Edit（编辑）菜单 撤销 重做 剪切 拷贝 粘贴 删除 全选 删除电路中的其他页 作为子电路粘贴 查找 图形 顺序 分配到层 层设置
元件旋转 表题区位置 编辑表题 字体对话框 注释 所选元件属性

12 3. View（窗口）菜单 全屏显示 参数列表 放大电路 缩小电路 以100%的比率来显示电路窗口 适合窗口显示 按比率放大 显示窗格
显示电路边界 显示纸张边界 显示或关闭标尺 显示或关闭状态栏 设计工具箱 电子表格视图 电路描述框 工具 注释/ 图表

13 4. Place（放置）菜单 放置元器件 连接点 连接线 总线 连接器 从文件中放置分层模块 新建分层模块 用分层模块来取代 新建子电路
用子电路取代 多页电路 合并总线 注释 放置文字 放置图形 放置标题信息栏

14 5. Simulate（仿真）菜单 运行 暂停 仪表 仿真交互设置 数字仿真设置 选择仿真方法 电路仿真错误记录/检查数据跟踪 装载仿真设置
保存仿真设置 VHDL 仿真 观察属性对话框 方向观察 清除仪器数据 全局元件误差对话框设置

15 6. Transfer（文件输出）菜单 转换到Ultiboard 转换到其他PCB制版 将Multisim数据传给Ultiboard
导出列表

16 7. Tools（工具）菜单 元件设计向导 数据库 重新命名/重新编号元件 置换元件 更新电路元件 电气规则检查 清除ERC标记 符号编辑器
标题块编辑 描述框编辑对话框 编辑标签 捕获屏幕区域 网络设计资源共享

17 8. Reports（报告）菜单

18 9. Options（选项）菜单 10. Window（窗口）菜单 全局设置操作环境 工作表单属性 用户命令交互设置 新窗口 层叠窗口
水平分割排列显示 垂直分割排列显示 关闭所有窗口 窗口对话框 当前用户文档名称

19 11. Help（帮助）菜单 1.1.3 Multisim 10元器件栏 Multisim 10提供了13个元器件库，用鼠标左健单击元器件库栏目下的图标即可打开该元器件库，元器件栏如图所示，各图标名称及其功能如表所示。

20 元器件栏各图标名称及其功能如表所示：

21 1.3.4 Multisim 10仪器仪表栏 Multisim 10在仪器仪表栏下提供了17个常用仪器仪表，依次为数字万用表、函数发生器、瓦特表、双通道示波器、四通道示波器、波特图仪、频率计、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、IV分析仪、失真度仪、频谱分析仪、网络分析仪、Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器。

22 1.1.4 Multisim 10仪器仪表使用 1 数字万用表（Multimeter）
Multisim 10提供的万用表外观和操作与实际的万用表相似，可以测电流A、电压V、电阻Ω和分贝值db，测直流或交流信号。万用表有正极和负极两个引线端 。

23 2 函数发生器（Function Generator）
Multisim 10提供的函数发生器可以产生正弦波、三角波和矩形波，信号频率可在1Hz到999MHz范围内调整。信号的幅值以及占空比等参数也可以根据需要进行调节。信号发生器有三个引线端口：负极、正极和公共端。

24 3 瓦特表（Wattmeter） Multisim 10提供的瓦特表用来测量电路的交流或者直流功率，瓦特表有四个引线端口：电压正极和负极、电流正极和负极。

25 4 .双通道示波器（Oscilloscope）
Multisim 10提供的双通道示波器与实际的示波器外观和基本操作基本相同，该示波器可以观察一路或两路信号波形的形状，分析被测周期信号的幅值和频率，时间基准可在秒直至纳秒范围内调节。示波器图标有四个连接点：A通道输入、B通道输入、外触发端T和接地端G。

26 示波器的控制面板分为四个部分： 1）Time base（时间基准） Scale（量程）：设置显示波形时的X轴时间基准。 X position（X轴位置）：设置X轴的起始位置。 显示方式设置有四种：Y/T方式指的是X轴显示时间，Y轴显示电压值；Add方式指的是X轴显示时间，Y轴显示A通道和B通道电压之和；A/B或B/A方式指的是X轴和Y轴都显示电压值。

27 2）Channel A（通道A） Scale（量程）：通道A的Y轴电压刻度设置。 Y position（Y轴位置）：设置Y轴的起始点位置，起始点为0表明Y轴和X轴重合，起始点为正值表明Y轴原点位置向上移，否则向下移。 触发耦合方式：AC（交流耦合）、0（0耦合）或DC（直流耦合），交流耦合只显示交流分量，直流耦合显示直流和交流之和，0耦合，在Y轴设置的原点处显示一条直线。 3）Channel B（通道B） 通道B的Y轴量程、起始点、耦合方式等项内容的设置与通道A相同。

28 4）Tigger（触发） 触发方式主要用来设置X轴的触发信号、触发电平及边沿等。 Edge（边沿）：设置被测信号开始的边沿，设置先显示上升沿或下降沿。 Level（电平）：设置触发信号的电平，使触发信号在某一电平时启动扫描。 触发信号选择：Auto（自动）、通道A和通道B表明用项应的通道信号作为触发信号；ext为外触发；Sing为单脉冲触发；Nor为一般脉冲触发。

29 5） 四通道示波器（4 Channel Oscilloscope）
四通道示波器与双通道示波器的使用方法和参数调整方式完全一样，只是多了一个通道控制器旋钮 ，当旋钮拨到某个通道位置，才能对该通道的Y轴进行调整。

30 6 ）波特图仪（Bode Plotter） 利用波特图仪可以方便地测量和显示电路的频率响应，波特图仪适合于分析滤波电路或电路的频率特性，特别易于观察截止频率。需要连接两路信号，一路是电路输入信号，另一路是电路输出信号，需要在电路的输入端接交流信号。

31 波特图仪控制面板分为Magnitude（幅值）或Phase（相位）的选择、Horizontal（横轴）设置、Vertical（纵轴）设置、显示方式的其他控制信号，面板中的F指的是终值，I指的是初值。在波特图仪的面板上，可以直接设置横轴和纵轴的坐标及其参数。 例如：构造一阶RC滤波电路，输入端加入正弦波信号源，电路输出端与示波器相连，目的是为了观察不同频率的输入信号经过RC滤波电路后输出信号的变化情况。

32 调整纵轴幅值测试范围的初值I和终值F，调整相频特性纵轴相位范围的初值I和终值F。
打开仿真开关，点击幅频特性在波特图观察窗口可以看到幅频特性曲线；点击相频特性可以在波特图观察窗口显示相频特性曲线 。 幅频特性曲线 相频特性曲线

33 7 ）频率计（Frequency couter）
频率计主要用来测量信号的频率、周期、相位，脉冲信号的上升沿和下降沿，频率计的图标、面板以及使用如图所示。使用过程中应注意根据输入信号的幅值调整频率计的Sensitivity（灵敏度）和Trigger Level（触发电平）。

34 8） 数字信号发生器（Word Generator）
数字信号发生器是一个通用的数字激励源编辑器，可以多种方式产生32位的字符串，在数字电路的测试中应用非常灵活。左侧是控制面板，右侧是字信号发生器的字符窗口。控制面板分为Controls（控制方式）、Display（显示方式）、Trigger（触发）、Frequency（频率）等几个部分。

35 9） 逻辑分析仪（Logic Analyzer）
Multiuse 10提供了16路的逻辑分析仪，用来数字信号的高速采集和时序分析。逻辑分析仪的图标如图所示。逻辑分析仪的连接端口有：16路信号输入端、外接时钟端C、时钟限制Q以及触发限制T。 面板分上下两个部分，上半部分是显示窗口，下半部分是逻辑分析仪的控制窗口，控制信号有：Stop（停止）、Reset（复位）、Reverse（反相显示）、Clock（时钟）设置和Trigger（触发）设置。

36 Clock setup（时钟设置）对话框 Clock Source（时钟源）选择外触发或内触发； Clock rate（时钟频率）：1Hz～100MHz范围内选择； Sampling Setting（取样点设置）：Pre-trigger samples （触发前取样点）、Post- trigger samples（触发后取样点） 和Threshold voltage（开启电压）设置。

37 点击Trigger下的 Set（设置）按钮时，出现Trigger Setting（触发设置）对话框 如图所示。
Trigger Clock Edge（触发边沿）：Positive（上升沿）、Negative（下降沿）、Both（双向触发）。 Trigger patterns（触发模式）：由A、B、C定义触发模式，在Trigger Combination（触发组合）下有21种触发组合可以选择。

38 10） 逻辑转换器（Logic Converter）
Multisim 10提供了一种虚拟仪器：逻辑转换器。实际中没有这种仪器，逻辑转换器可以在逻辑电路、真值表和逻辑表达式之间进行转换。有8路信号输入端，1路信号输出端。 6种转换功能依次是：逻辑电路转换为真值表、真值表转换为逻辑表达式、真值表转换为最简逻辑表达式、逻辑表达式转换为真值表、逻辑表达式转换为逻辑电路、逻辑表达式转换为与非门电路。

39 11） IV分析仪（IV Analyzer） IV分析仪专门用来分析晶体管的伏安特性曲线，如二极管、NPN管、PNP管、NMOS管、PMOS管等器件。IV分析仪相当于实验室的晶体管图示仪，需要将晶体管与连接电路完全断开，才能进行IV分析仪的连接和测试。 IV分析仪有三个连接点，实现与晶体管的连接。IV分析仪面板左侧是伏安特性曲线显示窗口；右侧是功能选择。

40 12） 失真度仪（Distortion Analyzer）
失真度仪专门用来测量电路的信号失真度，失真度仪提供的频率范围为20Hz～100kHz。 面板最上方给出测量失真度的提示信息和测量值。 Fundamental Freq（分析频率）处可以设置分析频率值；选择分析THD（总谐波失真）或SINAD（信噪比），单击Set按钮，打开设置窗口如图所示，由于THD的定义有所不同，可以设置THD的分析选项。

41 13） 频谱分析仪（Spectrum Analyzer）
用来分析信号的频域特性，其频域分析范围的上限为4GHz。 Span Control用来控制频率范围，选择Set Span的频率范围由Frequency区域决定；选择Zero Span的频率范围由Frequency区域设定的中心频率决定；选择Full Span的频率范围为1KHz～4GHz。

42 Frequency用来设定频率：Span设定频率范围、Start设定起始频率、Center设定中心频率、End设定终止频率。
Amplitude用来设定幅值单位，有三种选择：dB、dBm、Lin。Db = 10log10V；dBm = 20log10（V/0.775）；Lin为线性表示。 Resolution Freq.用来设定频率分辨的最小谱线间隔，简称频率分辨率。

43 14 ）网络分析仪（Network Analyzer）
网络分析仪主要用来测量双端口网络的特性，如衰减器、放大器、混频器、功率分配器等。Multisim 10提供的网络分析仪可以测量电路的S参数、并计算出H、Y、Z参数。

44 Mode提供分析模式：Measurement测量模式；RF Characterizer射频特性分析；Match Net Designer电路设计模式。
Graph用来选择要分析的参数及模式，可选择的参数有S参数、H参数、Y参数、Z参数等。模式选择有Smith（史密斯模式）、Mag/Ph（增益/相位频率响应，波特图）、Polar（极化图）、Re/Im（实部/虚部）。 Trace用来选择需要显示的参数。

45 Marker用来提供数据显示窗口的三种显示模式：Re/Im为直角坐标模式；Mag/Ph（Degs）为极坐标模式；dB Mag/Ph（Deg）为分贝极坐标模式。
Settings用来提供数据管理，Load读取专用格式数据文件；Save存储专用格式数据文件；Exp输出数据至文本文件；Print打印数据。 Simulation Set按钮用来设置不同分析模式下的参数。

46 15） 仿真Agilent仪器 仿真Agilent仪器有三种：Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器。这三种仪器与真实仪器的面板，按钮、旋钮操作方式完全相同，使用起来更加真实。

47 （1）Agilent信号发生器 Agilent信号发生器的型号是33120A，其图标和面板如图所示，这是一个高性能15 MHz的综合信号发生器。Agilent信号发生器有两个连接端，上方是信号输出端，下方是接地端。单击最左侧的电源按钮，即可按照要求输出信号。

48 （2）Agilent万用表 Agilent万用表的型号是34401A，其图标和面板如图所示，这是一个高性能6位半的数字万用表。Agilent万用表有五个连接端，应注意面板的提示信息连接。单击最左侧的电源按钮，即可使用万用表，实现对各种电类参数的测量。

49 （3）Agilent示波器 Agilent示波器的型号是54622D，图标和面板如图所示，这是一个2模拟通道、16个逻辑通道、100-MHz的宽带示波器。Agilent示波器下方的18个连接端是信号输入端，右侧是外接触发信号端、接地端。单击电源按钮，即可使用示波器，实现各种波形的测量。

50 1.2 元器件基本操作 1. 元器件的选用 􀂄 选用元器件时，首先在元器件库栏中用鼠标点击包含该元器件的图标，打开该元器件库。然后从选中的元器件库对话框中（如图所示电容库对话框），用鼠标点击将该元器件，然后点击“OK”即可，用鼠标拖曳该元器件到电路工作区的适当地方即可。

51 2.选中元器件 对某一个元器件，只需用左键单击它即可。对于多个元器件，可用“CTRL+鼠标左键单击”依次选中。如果要同时选中一组相邻的元器件，可用鼠标在电路窗口中的适当位置拖曳，画出一个矩形框，侧该矩形框中的所有元器件同时被选中。要取消某一个元器件的选中状态，可在该元器件上再次单击一次，或用“CTRL+单击”（用于取消被选中的一组元器件的某几个），若在电路窗口的空白处单击则取消所有元器件的选中状态。

52 3.旋转和翻转 常用的元器件编辑功能有：90 Clockwise--顺时针旋转90、90 CounterCW--逆时针旋转90、Flip Horizontal--水平翻转、Flip Vertical--垂直翻转、Component Properties--元件属性等。这些操作可以在菜单栏Edit子菜单下选择命令，也可以应用快捷键进行快捷操作。 原始图像 顺时针旋转90 逆时针旋转90 水平翻转 垂直翻转

53 4.复制和删除 可使用编辑菜单Edit→Copy/Edit→Paste或快捷菜单中的CTRL+C/ CTRL+V相关命令实现元器件的复制和粘贴操作。Edit→Delete删除操作。用鼠标右键单击所选元器件可打开快捷菜单。 5.元器件方位的调整 若移动一个元器件，只需用鼠标拖曳该元件就可以。若移动一组，须用前述方法先选中这些元器件，然后用鼠标左键拖曳其中的一个，则所有被选中的元器件将一起移动。元器件被移动后，与其相连接的导线会自动重新排列。另外还可以使用键盘上的箭头键使被选中的元器件作微小的位移。

54 6.元器件标签、编号、数值、模型参数的设置 􀂄 在选中元器件后，双击该元器件，或者选择菜单命令Edit→Properties（元器件特性）会弹出相关的对话框，可供输入数据。 􀂄 器件特性对话框具有多种选项可供设置，包括Label（标识）、Display（显示）、Value（数值）、Fault（故障设置）、Pins（引脚端）、Variant（变量）等内容。

55 1.3导线的操作 1.连接与删除 在屏幕上使鼠标箭头指向某元器件的引脚，出现一个小黑点时，用鼠标左键单击，即可有该引脚上拖曳一根导线，将此线拖曳到另一元器件的引脚，出现小黑点时，再单击鼠标左键，即可实现两个元器件引脚之间的互连，导线的走向及排列方式有系统自动完成。注意，每个小黑点（连接点）有4个方向可以引出线，导线选择的方向不同会引起导线的走向及排列的方式的差异。对于二端子元器件，还可直接拖放到某根导线上实现插入连接。拆除连线可在该导线上单击鼠标右键，在弹出的菜单上选择Delete命令来完成。

56 2.改变导线的颜色 􀂄 在复杂的电路中，可以将导线设置为不同的颜色。要改变导线的颜色，用鼠标指向该导线，点击右键可以出现菜单，选择Change Color选项，出现颜色选择框，然后选择合适的颜色即可。 3.在导线中插入元器件 􀂄将元器件直接拖曳放置在导线上，然后释放即可插入元器件在电路中。

57 4. “连接点”的使用 􀂄 “连接点”是一个小圆点，点击Place Junction可以放置节点。一个“连接点”最多可以连接来自四个方向的导线。可以直接将“连接点”插入连线中。 5. 节点编号 􀂄 在连接电路时，multisim自动为每个节点分配一个编号。是否显示节点编号可由Options→SheetProperties对话框的Circuit选项设置。选择RefDes选项，可以选择是否显示连接线的节点编号。

58 1.4文本基本编辑 电路工作区输入文字 单击Place / Text命令或使用Ctrl+T快捷操作，然后用鼠标单击需要输入文字的位置，输入需要的文字。用鼠标指向文字块，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Color命令，选择需要的颜色。双击文字块，可以随时修改输入的文字。

59 1.5 图纸标题栏编辑 单击Place / Title Block命令，在打开对话框的查找范围处指向Multisim / Titleblocks目录，在该目录下选择一个*.tb7图纸标题栏文件，放在电路工作区。 用鼠标指向文字块，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Modify Title Block Data命令。如下图所示：

60 1.6Multisim的分析功能 1.基本功能分析 （1）DC（直流）工作点分析 计算DC工作点并报告每个工作点的电压。在进行DC工作点分析时，电路中的数字器件对地将成高阻态。 （2）AC（交流）频率分析 在给定的频率范围内，计算电路中任意点的小信号增益及相位频率的变化关系。可用线性或对数（十倍频或二倍频）坐标，并以一定的分辨率完成上述频率扫描分析。 （3）瞬态分析 在给定的起始与终止时间内，计算电路中任意节点上电压随时间的变化关系。

61 （4）傅立叶积分 在给定的频率范围内，对电路的瞬态进行傅立叶分析，计算出该瞬态响应的DC分量、激波分量以及各次谐波分量的幅值及相位。
（5）噪声分析 对指定的电路电路分析节点，输入早声源以及扫描频率范围，计算所有电阻与半导体器件所贡献的噪声的均方根值。 （6）失真分析 对给定的任意节点以及扫频范围、扫频类型（线性或对数）与分辨率，计算总的小信号稳态谐波失真与复调失真。

62 2. 种高级分析功能 （1）灵明度分析 包括DC（直流）分析和AC（交流）两种灵敏度分析。用于对元件的某个感兴趣的参数，计算由该参数的变化而引起的DC或AC电压与电流的变化灵敏度。 （2）参数扫描分析 对给定的元件及其要变化的参数和扫描范围、类型（线性或对数）与分辨力，计算电路的DC、AC或瞬态响应，从而可以看出各个参数对着些性能的影响程度。 （3）温度扫描分析 对给定的温度变化范围、扫描类型（线性或对数）与分辨率，计算电路的计算电路的DC、AC或瞬态响应，从而可以看出温度对着些性能的影响程度。

63 （4）零极点分析 对给定的输入与输出极点，以及分析类型（增益或抗的传递函数，输入或输出阻抗），计算交流小信号传递函数的零、极点。从而可以获得有关电路稳定性的信息。
（5）传递函数分析 对给定的输入源与输入节点，计算电路的DC小信号传递函数以及输入、输出阻抗和DC增益。 （6）最坏情况分析 当电路中所有元件的参数在其容差范围内改变时，计算苏引起的DC、AC或瞬态响应变化的最大方差。所谓“坏情况”是指元件参数的容差设置为最大值、最小值或最大上升或下降值。 （7）蒙特卡罗分析 在给定的容差范围内，计算当元件参数随机地变化时，对电路的DC、AC或瞬态响应的影响。可以对元件参数容差的随机分布函数进行选择，使分析结果更符合实际情况。通过该分析可以预计由于制造过程中元件的误差，而导致所设计的电路不合格的概率。