第二讲 Multisim仿真分析方法
multisim电子电路仿真教程第二章
图2-2 用户设置的界面
2．放置元件 Multisim已将所有的元件模型分门别类地放置在了元件 工具栏的元件库中。设计者可以在相应的元件库中选择所需 要的元件。 1) 放置电阻 将鼠标指向Basic元件库按钮 时，元件库展开。元件库中 有两个电阻箱，左边一个存放着现实存在的电阻元件，称为 现实电阻箱；右边一个带有墨绿色衬底的电阻箱中存放着一 个可任意设置阻值的虚拟电阻，称为虚拟电阻箱。为了与实 际电路接近，应尽量选用现实电阻箱中的电阻元件。例如， 要选取10 kΩ的电阻，先点击现实电阻箱，出现Component Browser对话框，如图2-3所示。
2.3 子电路的创建与调用
1．创建要成为子电路部分的电路图 要使子电路部分的电路图与其余电路部分相连，其端子 上必须连接输入/输出端符号。如将刚编辑的单管放大电路用 一个子电路代替，在输入端将信号源去掉，连接两个输入端 符号(X1和X2)，在输出端将负载电阻去掉，连接两个输出端 符号(Y1和Y2)。输入/输出端符号的放置，可通过Place菜单 下的Place Input/Output命令来实现，放置后双击可以打开 一个对话框，在其中可修改端口名字。注意：输入/输出端符 号放置的方向，将决定是输入端还是输出端。放置在左边表 示输入端，放置在右边表示输出端。 放置输入/输出端符号的放大电路如图2-19所示。
5．显示电路图中的节点编号 启动 将Show区中Show node names 选项选中，电路图中的节点编 号即在图中显示。 编辑调整好的电路如图2-11所示。
图2-11 创建完成的电路图
2.2 电路的仿真分析
1．调用和连接测试仪表进行仿真分析 (1) 从窗口右边的仪表栏中调出一台示波器，方法与从 元件栏中选取虚拟元件一样。将示波器的A通道接输入信号源， Ｂ通道接输出端，如图2-12所示。
Multisim 10仿真实验课件第二章
（5）在同一电路窗口中，根据有源单口网络的开路 电压和等效内阻，建立有源单口网络的戴维南等效 电路，如图2-13（参数自定）。
四、实验注意事项
（1）进行仿真实验时，要注意电压、电流的实际方 向。
（2）要先停止仿真，然后再改接电路。 （3）运行仿真时，要等电路达到稳定后，再读取电
流表、电压表的读数。
二、实验原理
电压：电路中两点之间的电位差称为电压。电流流过负载 形成电压。电压符号：U，单位：V。A，B两点之间的电 压用用表U红A表B表棒示接，A含，义黑是表从棒A接点B到。B点之间的电压，测量时万
电位：电路中某点相对于参考点之间的电压。电位符号： U点。之单间位的：电V压。，A点测的量电时位万用用U表A表红示表，棒含接义A，是黑从表A点棒到接参参考考 点。
二、实验原理
电桥的概念：最简单的电桥是由四个支路组成的电 路。各支路称为电桥的“臂”。如图2-6电路中有一电 阻为未知（Rx），一对角线中接入直流电源E，另一 对角线接入电流表V1（或电压表）。可以通过调节 各已知电阻的值使电流表指示为0（或电压表无电 压），则电桥平衡，此时R1/Rx=R2/R。通常R1、R2为 固定电阻，R为可调电阻，Rx为被测电阻。电桥平衡 时，可由电桥平衡条件求得被测电阻阻值。
（4）运行仿真时，要等电路达到稳定后，再读取电 流表、电压表的读数。
2.5 戴维南定理的验证
一、实验目的 （1）掌握测量等效电源的等效电动势和等效内阻的
方法。 （2）通过仿真实验验证戴维南定理，加深对“等效”
概念的理解。 二、实验原理 具有两个引出端纽，内部含有独立电源且两个端纽
上的电流为同一电流（这称为端口条件）的部分电 路称为有源单口网络（图2-10），也称为有源二端网 络。
3 Multisim 电路仿真仿真分析(二)
Multisim 电路仿真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的仿真参数设置在使用Multisim12.0进行仿真分析时，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，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Grapher 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 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 Analysis)和用户自定义分析(User Defined Analysis)等。
Multisim仿真教程剖析
例1. 求下图所示电路的节点电压U1.U2。
50
二 求戴维宁等效电路
基本操作: 1. 利用数字万用表测量电路端口的开路电压和短路电流 2. 求解出该二端网络的等效电阻 3. 绘制戴维宁等效模型
例2 求下图所示电路的戴维宁等效电路。
51
Req=16/6.333≈3Ω
添加输入/输出节点
函数信号 发生器
1kHz 0.4V
a 0.22μ C
b Vca
R 1k
c
荧光屏
Y1
Y2
双踪示波器
45
（一） 建立电路文件 （二） 从元器件库中调有所需的元器件 （三） 电路连接及导线调整 （四）为电路增加文本 （五）示波器的连接 （六）电路仿真
46
47
基于Multisim的电路分析
1 电阻电路分析
13
设置元件的识别、参数值 与属性、节点序号、引脚 名称和原理图文本等文字 的属性设置
14
设置显示窗口 图纸格式
设置窗口图纸的大小
选择窗口图纸的 缩放比例
15
设置导线的宽度 设置导线的自动 连接方式
16
选择文件自动保存功能 并设定保存时间间隔
设置存取文件路径 设置数字电路的 仿真方式
选择PCB的接地方式
设置分析类型 设置显示状态 设置电压幅值
设置标号
设置故障
2.直流电压源
20
3.交流电压源
设置最大值 设置有效值
设置频率 设置初相位
21
4.时钟电压源
实质上是一个频率、占空比及幅度皆可调的方波发生器
22
5.受控源
1）VCVS
23
2）VCCS
24
3）CCVS
Multisim仿真-电路分析
内容
========★☆★○ 基础篇 ○★☆★======= 第1章 Multisim电路仿真软件简介 第2章 仿真基础Ⅰ（放置元件-电路图编辑-仿真-报告） 第3章 仿真基础Ⅱ（元器件库、虚拟仪器） 第4章 仿真基础Ⅲ（仿真分析方法）
========★☆★○ 应用篇 ○★☆★======= 第5章 应用于电路分析 第6章 应用于模拟电路 第7章 应用于数字电路 第8章 应用于单片机电路 第9章 FPGA/CPLD仿真 第10章 电子系统综合设计
实用文档
5.1 基尔霍夫定律
注意电流的方向、参考方向 电流表内阻在表旁；双击可以更改Mode(DC/AC)
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5.1 基尔霍夫定律
2. KVL
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5.2 节点电压法
节点电压法：对所有独立节点列KCL方程组，求解。 当电路结构复杂时，计算困难！
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5.2 节点电压法
用仿真方法可以顺利解决这一问题。
Multisim电路仿真 快速入门
之电路分析
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内容
========★☆★○ 基础篇 ○★☆★======= 第1章 Multisim电路仿真软件简介 第2章 仿真基础Ⅰ（放置元件-电路图编辑-仿真-报告） 第3章 仿真基础Ⅱ（元器件库、虚拟仪器） 第4章 仿真基础Ⅲ（仿真分析方法）
========★☆★○ 应用篇 ○★☆★======= 第5章 应用于电路分析 第6章 应用于模拟电路 第7章 应用于数字电路 第8章 应用于单片机电路 第9章 FPGA/CPLD仿真 第10章 电子系统综合设计
等效电阻为二者之比。
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5.6 RC一阶电路
方波作为信号源。
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5.6 RC一阶电路
Multisim模拟电路仿真实验
Multisim模拟电路仿真实验电路仿真是电子工程领域中重要的实验方法，它通过计算机软件模拟电路的工作原理和性能，可以在电路设计阶段进行测试和验证。
其中，Multisim作为常用的电路设计与仿真工具，具有强大的功能和用户友好的界面，被广泛应用于电子工程教学和实践中。
本文将对Multisim模拟电路仿真实验进行探讨和介绍，包括电路仿真的基本原理、Multisim的使用方法以及实验设计与实施等方面。
通过本文的阅读，读者将能够了解到Multisim模拟电路仿真实验的基本概念和操作方法，掌握电路仿真实验的设计和实施技巧。
一、Multisim模拟电路仿真的基本原理Multisim模拟电路仿真实验基于电路分析和计算机仿真技术，通过建立电路模型和参数设置，使用数值计算方法求解电路的节点电压、电流以及功率等相关参数，从而模拟电路的工作情况。
Multisim模拟电路仿真的基本原理包括以下几个方面：1. 电路模型建立：首先，需要根据电路的实际连接和元件参数建立相应的电路模型。
Multisim提供了丰富的元件库和连接方式，可以通过简单的拖拽操作和参数设置来搭建电路模型。
2. 参数设置：在建立电路模型的基础上，需要为每个元件设置合适的参数值。
例如，电阻器的阻值、电容器的容值、电源的电压等。
这些参数值将直接影响到电路的仿真结果。
3. 仿真方法选择：Multisim提供了多种仿真方法，如直流分析、交流分析、暂态分析等。
根据不同的仿真目的和需求，选择适当的仿真方法来进行仿真计算。
4. 仿真结果分析：仿真计算完成后，Multisim会给出电路的仿真结果，包括节点电压、电流、功率等参数。
通过分析这些仿真结果，可以评估电路的性能和工作情况。
二、Multisim的使用方法Multisim作为一款功能强大的电路设计与仿真工具，具有直观的操作界面和丰富的功能模块，使得电路仿真实验变得简单而高效。
以下是Multisim的使用方法的基本流程：1. 新建电路文件：启动Multisim软件，点击“新建”按钮创建一个新的电路文件。
第二讲 Multisim仿真分析方法
2.2 交流分析
交流分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域 分析。它计算电路的幅频特性和相频特性，是一种线 性分析方法。 Multisim10在进行交流频率分析时，首 先分析电路的直流工作点，并在直流工作点处对各个 非线性元件做线性化处理，得到线性化的交流小信号 等效电路，并用交流小信号等效电路计算电路输出交 流信号的变化。在进行交流分析时，电路工作区中自 行设置的输入信号将被忽略。也就是说，无论给电路 的信号源设置的是三角波还是矩形波，进行交流分析 时，都将自动设置为正弦波信号，分析电路随正弦信 号频率变化的频率响应曲线。
构造一个单管放大电路，电路中电源电压、各电阻和电 容取值如图所示。该放大电路在输入信号源电压幅值达到 50mv时，输出端电压信号已出现较严重的非线性失真，这也 就意味着在输出信号中出现了输入信号中未有的谐波分量。
机械制造及其自动化系
2.4.2 启动交流分析工具
执行菜单命令Simulate/Analyses，在列出的可操 作分析类型中选择Fourier Analysis，则出现傅立叶分 析对话框，如图所示。
机械制造及其自动化系
第二讲 Multisim仿真分析方法
Multisim10提供了18种分析工具，本章介绍其 中常用的7种：直流工作点分析、交流分析、 瞬态 分析、傅立叶分析、失真分析、噪声分析和直流扫 描分析。利用这些工具，可以了解电路的基本状况、 测量和分析电路的各种响应，其分析精度和测量范 围比用实际仪器测量的精度高、范围宽。本章将详 细介绍各种基本分析方法的作用、如何建立分析过 程、分析工具中对话框的使用以及如何分析测试结 果等内容。
机械制造及其自动化系
2.5.1构造电路
设计一个单管放大电路，电路参数及电路结构如图 所示。对该电路进行直流工作点分析后，表明该电路直 流工作点设计合理。在电路的输入端加入一个交流电压 源作为输入信号，其幅度为2mV，频率为1kHz。
MULTISIM电路仿真软件的使用操作教程
MULTISIM电路仿真软件的使用操作教程Multisim是一款功能强大的电路仿真软件，可以帮助用户进行电路设计、分析和仿真。
在本教程中，我们将介绍Multisim的基本使用操作，让您可以快速上手并开始进行电路仿真。
1.创建新电路首先，在打开Multisim软件后，点击“File”菜单，并选择“New”来创建一个新的电路文件。
您可以选择使用自定义的模板或者从已有的电路模板中选择其中一个。
2.添加元件在新建的电路文件中，您可以通过点击“Place”菜单来添加不同种类的元件。
通过选择合适的元件，您可以构建您需要的电路。
您可以添加电源、电阻、电容、电感、晶体管等元件。
3.连接元件在添加完元件后，您需要连接这些元件以构建完整的电路。
通过点击“Connect”工具或者直接拖拽连接线将元件连接起来。
4.设置元件参数5.运行仿真完成电路的搭建后，您可以点击“Run”按钮来开始进行仿真。
Multisim会模拟电路的运行情况，并显示出电路中各元件的电流、电压等参数。
6.分析仿真结果在进行仿真后，您可以查看仿真结果并进行分析。
您可以查看波形图、数据表格等来了解电路的运行情况，以便进行进一步的优化和改进。
7.保存电路文件在完成电路设计后，您可以点击“File”菜单并选择“Save As”来保存电路文件。
您可以选择保存为不同格式的文件，以便将电路文件与他人分享或者备份。
8.导出报告如果您需要将电路设计的结果进行报告或者分享给他人，您可以点击“Tools”菜单并选择“Export”来导出报告或者数据表格。
9.调整仿真设置在进行仿真前，您可以点击“Options”菜单来调整仿真的参数，例如仿真时间、采样率等。
这可以帮助您更好地分析电路的性能。
10.学习资源Multisim提供了大量的学习资源，包括用户手册、视频教程、示例项目等。
您可以通过点击“Help”菜单来访问这些资源，以帮助您更好地使用Multisim进行电路仿真。
通过以上教程，您可以快速上手Multisim软件，并开始进行电路设计和仿真。
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THD
1 = [{∑i = 2 U i2 } 2
/ U 1 ] × 100%
ห้องสมุดไป่ตู้
机械制造及其自动化系
2.4.1 构造电路
机械制造及其自动化系
2.4.3 检查分析结果
机械制造及其自动化系
2.5 失真分析
放大电路输出信号的失真通常是由电路增益的非 线性与相位不一致造成的。增益的非线性将会产生谐波 失真，相位的不一致将产生互调失真。Multisim失真分 析通常用于分析那些采用瞬态分析不易察觉的微小失真。 如果电路有一个交流信号，Multisim的失真分析将计算 每点的二次和三次谐波的复变值；如果电路有两个交流 信号，则分析三个特定频率的复变值，这三个频率分别 是：（f1＋f2），（f1－f2），（2f1－f2）。
构造一个单管放大电路，电路中电源电压、各电阻和电 容取值如图所示。该放大电路在输入信号源电压幅值达到 50mv时，输出端电压信号已出现较严重的非线性失真，这也 就意味着在输出信号中出现了输入信号中未有的谐波分量。
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2.4.2 启动交流分析工具
执行菜单命令Simulate/Analyses，在列出的可操 作分析类型中选择Fourier Analysis，则出现傅立叶分 析对话框，如图所示。
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2.4 傅立叶分析
傅立叶分析是一种分析复杂周期性信号的方法。它将 非正弦周期信号分解为一系列正弦波、余弦波和直流分量 之和。根据傅立叶级数的数学原理，周期函数f(t)可以写为
f (t ) = A0 + A1 cos ωt + A2 cos 2ωt + ⋅ ⋅ ⋅ + B1 sin ωt + B2 sin 2ωt + ⋅ ⋅ ⋅
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1.直流工作点分析(也称静态工作点分析)
IC
C B
IB
E
NPN三极管的共发射极放大电路
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1.直流工作点分析(也称静态工作点分析)
机械制造及其自动化系
2.1.1构造电路
为了分析电路的交流信号是否能正常放大，必须了解 电路的直流工作点设置得是否合理，所以首先应对电路得 直流工作点进行分析。在Multisim10工作区构造一个单管放 大电路，电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。
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2.6 噪声分析
电路中的电阻和半导体器件在工作时都会产生噪 声，噪声分析就是定量分析电路中噪声的大小。 Multisim提供了热噪声、散弹噪声和闪烁噪声等3种不 同的噪声模型。噪声分析利用交流小信号等效电路， 计算由电阻和半导体器件所产生的噪声总和。假设噪 声源互不相关，而且这些噪声值都独立计算，总噪声 等于各个噪声源对于特定输出节点的噪声均方根之和。
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2.2.2 启动交流分析工具
对话框中Frequency Parameters页的设置项目、单 位以及默认值等内容见表所示。
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2.2.3 检查测试结果
电路的交流分析测试曲线如图所示,测试结果给出电路 的幅频特性曲线和相频特性曲线,幅频特性曲线显示了3号 节点（电路输出端）的电压随频率变化的曲线；相频特性 曲线显示了3号节点的相 位随频率变化的曲线。由 交流频率分析曲线可知， 该电路大约在33Hz ～ 7MHz范围内放大信号， 放大倍数基本稳定，且相 位基本稳定。超出此范围， 输出电压将会衰减，相位 会改变。
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2. Analysis Options页 点击Analysis Options按钮进入Analysis Options页，如 图所示。其中排列了与该分析有关的其它分析选项设置， 通常应该采用默认的设置。如果有必要，也可以改变其中 的分析选项。
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3. Summary页 点击Summary按钮进入Summary页，如图所示。 Summary页中排列了该分析所设置的所有参数和选项。 用户通过检查可以确认这些参数的设置。
Multisim
第二讲 Multisim仿真分析方法
机械制造及其自动化系
第二讲 Multisim仿真分析方法
2.1 直流工作点分析（DC Operating Point Analysis ） 2.2 交流分析（AC Analysis） 2.3 瞬态分析（Transient Analysis） 2.4 傅立叶分析（Fourier Analysis） 2.5 失真分析（Distortion Analysis） 2.6 噪声分析（Noise Analysis） 2.7 直流扫描分析（DC Sweep Analysis）
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2.1.3 检查测试结果
直流工作点的测试结果如图所示。测试结果给出 电路各个节点的电压值。根据这些电压的大小，可以确 定该电路的静态工作点是否合理。 如果不合理， 可以改变电路中的 某个参数，利用这 种方法，可以观察 电路中某个元件参 数的改变对电路直 流工作点的影响。
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机械制造及其自动化系
2.2.1 构造电路
这里仍采用单管放大电路作为实验电路，电路如 图所示。这时，该电路直流工作点分析的结果如下： 三极管的基极电压约为0.653V，集电极电压约为 4.656V，发射极电压为0V。
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2.2.2启动交流分析工具
执行菜单命令Simulate/Analyses，在列出的可操作分 析类型中选择AC Analysis，则出现交流分析对话框，如 图所示
2.2 交流分析
交流分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域 分析。它计算电路的幅频特性和相频特性，是一种线 性分析方法。 Multisim10在进行交流频率分析时，首 先分析电路的直流工作点，并在直流工作点处对各个 非线性元件做线性化处理，得到线性化的交流小信号 等效电路，并用交流小信号等效电路计算电路输出交 流信号的变化。在进行交流分析时，电路工作区中自 行设置的输入信号将被忽略。也就是说，无论给电路 的信号源设置的是三角波还是矩形波，进行交流分析 时，都将自动设置为正弦波信号，分析电路随正弦信 号频率变化的频率响应曲线。
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2.1.1构造电路
执行菜单命令Simulate/Analyses，在列出的可操作分析类 型中选择DC Operating Point，则出现直流工作点分析对话框， 如图所示。直流工作点分析对话框包括3页。
机械制造及其自动化系
1. Output 页 Output 页用于选定需要分析的节点。 左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电 压变量和流过电源的电流变量。右边Selected variables for analysis栏用于存放需要分析的节点。 具体做法是先在左边Variables in circuit 栏内中选 中需要分析的变量,再点击ADD按钮，相应变量则会出 现在Selected variables for 栏中。如果Selected variables for analysis栏中的某个变量不需要分析，则先选中它， 然后点击Remove按钮，该变量将会回到左边Variables in circuit 栏中。
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2.4.2 启动交流分析工具
傅立叶分析对话框中Analysis Parameters页的设置项 目及默认值等内容见表所示。
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2.4.3 检查分析结果
傅立叶分析结果如下图所示。如果放大电路输出 信号没有失真，在理想情况下，信号的直流分量应该 为零，各次谐波分量幅值也应该为零，总谐波失真 THD也应该为零。 从图可以看出，输出信号直流分量幅值约为 1.15V，基波分量幅值约为4.36 V，2次谐波分量幅值 约为1.58 V，从图表中还可以查出3次、4次及5次谐波 幅值。同时可以看到总谐波失真（THD）约为35.96%， 这表明输出信号非线性失真相当严重。线条图形方式 给出的信号幅频图谱直观地显示了各次谐波分量的幅 值。
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第二讲 Multisim仿真分析方法
Multisim10提供了18种分析工具，本章介绍其 中常用的7种：直流工作点分析、交流分析、 瞬态 分析、傅立叶分析、失真分析、噪声分析和直流扫 描分析。利用这些工具，可以了解电路的基本状况、 测量和分析电路的各种响应，其分析精度和测量范 围比用实际仪器测量的精度高、范围宽。本章将详 细介绍各种基本分析方法的作用、如何建立分析过 程、分析工具中对话框的使用以及如何分析测试结 果等内容。
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2.3.1 构造电路
构造一个单管放大电路，电路中电源电压、各电 阻和电容取值如图所示。
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2.3.2 启动瞬态分析工具
执行菜单命令Simulate/Analyses，在列出的可操 作分析类型中选择Transient Analysis，出现瞬态分析对 话框，如图所示
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2.1 直流工作点分析
直流工作点分析也称静态工作点分析，目的是求 解在直流电压源或直流电流源作用下电路中的电压和 电流。电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短 路时，计算电路的直流工作点，即在恒定激励条件下 求电路的稳态值。在电路工作时，无论是大信号还是 小信号，都必须给半导体器件以正确的偏置，以便使 其工作在所需的区域，这就是直流分析要解决的问题。 了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流 信号作用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作 点在电路分析过程中是至关重要的。
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2.5.1构造电路
设计一个单管放大电路，电路参数及电路结构如图 所示。对该电路进行直流工作点分析后，表明该电路直 流工作点设计合理。在电路的输入端加入一个交流电压 源作为输入信号，其幅度为2mV，频率为1kHz。