第1章Multisim9 简介在科学技术日新月异的背景下，随着教育改革的深入，如何实现教育技术现代化、教 学手段现代化已经成为我国教育改革所面临的一个重要课题。目前，在电工电子技术实验教学方面，国内多数高校仍主要采用实物元器件进展硬件连线测试，大多数采用面包板或者各种现成的实验箱。这种传统的实验方式由于受实验室条件的限制，在给学生开设一些 扩展型、设计型以与综合型实验时将会遇到困难，特别是新器件，新设备价格昂贵，一般院校的电子学实验室更是无法承受。随着电子和计算机技术的进步，推动了 EDA技术的普与与开展，从而推动了一场新的 电子电路设计革命，使得电子工程师大量的设计工作可以通过计算机来完成。传统的电子线路的设计过程要经过设计方案提出、方案验证和修改三个阶段，一般是采用搭接实验电路的方法进展，往往需要经过实验和修改的反复过程，直到设计出正确的电路用EDAT具.Multisim 的软件的开发，使得电子工程师可以从概念、方法、协议等开始设计系统， 大量工作可以通过计算机来完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出印制 板的整个过程在计算机上自动处理完成。随着计算机的开展，Multisim软件经历了常时间的开展已经趋于不断完善，目前 Multisim的最新版本是Multisim9。他实在前几版的 开展根底上进展了改善，使Multisim的软件系统功能更加完善和强大.Multisim9软件的的介绍以与开展过程Multisim9是一款完整的工具设计系统，提供了一个非常大的元件数据库， 并提供原 理图输入接口、全部的数模Spice仿真功能、VHDL和Verilog HDL设计接口和仿真功能、 FPGACPL综合、RF设计能力和处理功能，还可以从原理图到PCB数据包的无缝隙数据传 输。它提供单一易用的图形输入接口可以满足设计者的需求。 Multisim9提供全部的先进 设计功能，满足从设计参数到产品需求Multisim9 是加拿大 InteractivelmageTechnologies(llT)公司于 1988 年推出了一个专门用于电子线路仿真和设计的 EDAX具软件Electronics Workbench (EWB) ,EWB 具 有数字、模拟与数字/模拟混合电路的仿真能力，以界面直观操作方便、分析功能强大、 易学易用等突出优点，得到了迅速的推广与使用随着技术的开展，EBW软件也经过了多个 版本的衍变。V5以前的版本称为 Electronics Workbench,从V6开始改为Multisim。在 教育界比拟流行的Multisim 2001版属于V6版本，目前Multisim的最新版本是V8。Multisim从V5到V6的功能有很大的扩大，特别是增加了VHDL和Verilog HDL模块，使它成为真正的“数模VHDL Verilog 的混合电路模拟软件。2001年IIT 公司又推出了 Multisim 的最新版本 Multisim2001，直至2003年8月， 该公司又对Multisim2001进展了较大的改良，升级为 Multisim 7，增加了 3D元件以与 安捷伦的万用表，示波器，函数信号发生器等仿真实物的虚拟仪表，似的虚拟电子工作平台更加接近实际的实验平台。迄今为止，Multisim 软件已升级到Multisim 9版本，相较之各版本功能更强大。1.3 Multisim9 的主要功能与特点1.3.1 Multisim9的主要功能与特点1用户界面直观Multisim 9 沿袭了 EWB界面的特点，提供了一个灵活的、直观 的工作界面来创建和定位电路。Multisim9 教育版考虑到学生的特点，允许教师根据 自身需要、课程内容和学生水平设置软件的用户界面，以创建具有个性化的菜单、工具栏 和快捷键。还可以使用密码来控制学生所接触的功能、仪器和分析项目。2种类繁多的元件和模型 Multisim 9 提供的元件库拥有13 000个元件。尽管元 件库很大，但由于元件被分为不同的“系列，所以可以方便地找到所需要的元 件。Multisim 9 元件库含有所有的标准器件与当今最先进的数字集成电路。数据库中的每一个器件都有具体的符号、仿真模型和封装，用于电路图的建立、仿真和印刷电路板的 制作。Multisim9 还含有大量的交互元件、指示元件、虚拟元件、额定元件和三维立体 元件。交互元件可以在仿真过程中改变元器件的参数， 防止为改变元器件参数而停止仿真， 节省了时间，也使仿真的结果能直观反映元件参数的变化；指示元件可以通过改变外观来表示电平大小，给用户一个实时视觉反响；虚拟元件的数值可以任意改变，有利于说明某 一概念或理论观点；额定元件通过“熔断来加强用户对所设计的参数超出标准的理解； 3D元件的外观与实际元件非常相似，有助于理解电路原理图与实际电路之间的关系。除 了 Multisim 9 软件自带的主元件库外，用户还可以建立“公司元件库，有助于一个团 队的使用，简化仿真实验室的练习和工程设计。Multisim9与其他软件相比，能提供更多方法向元件库中添加个人建立的元件模型。元件放置迅速和连线简捷方便在虚拟电子工作平台上建立电路的仿真，相比照拟费 时的步骤是放置元件和连线，Multisim 9可以使使用者不需要指导就可以轻易地完成元 件的放置。元件的连接也非常简单，只需单击源引脚和目的引脚就可以完成元件的连接。 当元件移动和旋转时，Multisim 9仍可以保持它们的连接。连线可以任意拖动和微调。进展SPICE仿真对电子电路进展SPICESimulation Program with In tegratedCircuitEmphasis仿真可以快速了解电路的功能和性能。Multisim9为模拟、数字以与模拟/数字混合电路提供了快速并且准确的仿真。 Multisim 9的核心是基于使用带XSPICE扩展的伯克利SPICE的强大的工业标准SPICE引 擎来加强数字仿真的。Multisim 9的界面对最为陌生的用户来说都是非常直观的。这使 用户运用SPICE的功能而不必去担心SPICE复杂的句法。虚拟仪器Multisim 9 提供了逻辑分析仪、安捷伦仪器、波特图仪、失真分析仪、频率计数器、函数信号发生器、数字万用表、网络分析仪、频谱分析仪、瓦特表和字信号发 生器等18种虚拟仪器，其功能与实际仪表一样。特别是安捷伦的54622D示波器、34401A 数字万用表和33120A信号发生器，它们的面板与实际仪表完全一样，各旋钮和按键的功 能也与实际一样。通过这些虚拟器件，免去昂贵的仪表费用，用户们可以毫无风险地接触 所有仪器，掌握常用仪表的使用。强大的电路分析功能Multisim 9除了提供虚拟仪表，为了更好地掌握电路的性能，还提供了直流工作点分析、交流分析、敏感度分析、3dB点分析、批处理分析、直流扫描分析、失真分析、傅里叶分析、模型参数扫描分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、噪声系数 分析、温度扫描分析、传输函数分析、用户自定义分析和最坏情况分析等19种分析，这些分析在现实中有可能是无法实现的。强大的作图功能Multisim 9提供了强大的作图功能，可将仿真分析结果进展显示、调节、储存、打印和输出。使用作图器还可以对仿真结果进展测量、设置标记、重建坐标系以与添加网格。所有显示的图形都可以被微软 Excel、Mathsoft Mathcad以与LABVIEW 等软件调用。后处理器利用后处理器，可以对仿真结果和波形进展传统的数学和工程运算。如算术 运算、三角运算、代数运算、布尔代数运算、矢量运算和复杂的数学函数运算。RF电路的仿真大多数SPICE模型在进展高频仿真时，SPICE仿真的结果与实际电路测 试结果相差较大，因此对射频电路的仿真是不准确的。 Multisim 9提供了专门用于射频 电路仿真的元件模型库和仪表，以此搭建射频电路并进展实验，提高了射频电路仿真的准 确性。HDL仿真 利用MultiHDL模块需另外单独安装，Multisim 9 还可以进展HDLHardware Description Language ，硬件描述语言仿真。在MultiHDL环境下，可以编写与IEEE标准兼容的VHDL或Verilog HDL程序，该软件环境具有完整的设计入口、高度 自动化的项目管理、强大的仿真功能、高级的波形显示和综合调试功能。 针对不同用户的 需要，Multisim9 发行了增强专业版Power Professional 、专业版Professional、 个人版Personal、教育版Education、学生版Student丨和演示版DemO。各版 本的功能和价格也有明显的不同，目前，开展到Multisim9版本，电子仿真软件Multisim 的主要功能以与在电路分析、模拟电子线路、脉冲与数字电路、高频电子线路等电子技术 课程中的应用。1.3.2 Multisim9的新增功能2005年HT公司又推出了 Multisim 的最新版本Multisim9，对先前的版本又进展了 许多改良，主要有： 重新验证了元件库中所有元件的信息和模型，使其更加准确可靠。 允许用户自定义元器件的属性。 提高数字电路仿真的速度。 允许把子电路当作一个元器件使用，从而增大了电路的仿真规模。 根据电路图形的大小，程序能自动调整电路窗口尺寸，不再需要人为设置。 开设了 EDAPARTS.为用户提供元器件模型的扩大和技术支持。1.3.3 Multisim9的主要特点1仿真的手段切合实际，选用的元器件和测量仪器与实际情况非常接近；并且界面可 视、直观。2绘制电路图所需的元器件、仪器、仪表以图标形式出现，选取方便，可扩大元件库。3可以对电路中的元器件设置故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，针对不同故障观察电路的各种状态，从而加深对电路原理的理解。4在进展仿真的同时，它还可以存储测试点的所有数据、测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据，列出所有被仿真电路的元器件清单等。5有多种输入输出接口，与SPICE软件兼容，可相互转换。Multisim 产生的电路文件还可以直接输出至常见的Protel、Tan go、Orcad等印制电路板排版软件。1.3.4Multisim9 与其他电路仿真软件相比，具有如下一些优点1系统高度集成，界面直观，操作方便Multisim9将原理图的创建、电路的测试分析和结果的图表显示等全部集成到同一个电路窗口中。整个操作界面就像一个实验工作台，有存放仿真元件的元件箱，有存放 测试仪表的仪器库，还有进展仿真分析的各种操作命令。测试仪表和某些仿真元件的外形 与实物非常接近，操作方法也根本一样，因而该软件易学易用。创建电路、选用元器件和 测试仪器等均可直接从屏幕上器件库和仪器库中直接选取。 测试仪器操作面板与实验室内 实际仪器相差无几，操作起来得心应手。一切电路的分析、设计与仿真工作都蕴含于轻点 鼠标之间，不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣， 而且大大提高了电子设计工作的质 量与效率。2有完备的电路分析功能.Multisim9提供了 11种常用的测试仪器，能够完成18种常用的电路仿真功能，能根本 满足一般电子电路的分析设计要求。此外它还可以对被仿真电路中的元件设置各种故障， 如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察到在不同故障情况下的电路工作状况。在进展仿真的同时，它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 与存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数值等。3灵活方便，功能不断扩展在Multisim9中，与现实元件对应的