电路仿真分析方法步骤
电子电路设计中的仿真与验证方法
电子电路设计中的仿真与验证方法电子电路设计是一项关键的技术活动，涉及到各种电子设备和系统的开发。
在电子电路设计的过程中，一项非常重要的任务就是进行仿真与验证。
通过仿真与验证，设计工程师可以在实际制造和测试之前，通过计算和模型来验证电路的性能和可靠性。
下面将详细介绍电子电路设计中的仿真与验证方法。
1. 仿真方法- 模拟仿真：模拟仿真是一种基于连续时间的方法，通过建立电路的数学模型，并使用模拟器进行计算来模拟电路的工作原理和性能。
在模拟仿真中，设计工程师可以调整参数和条件，观察电路的输出响应，以便对电路进行优化和改进。
- 数值仿真：数值仿真是一种基于离散时间的方法，通过将时间和电压等连续信号离散化成数字，然后使用计算机进行数值计算来模拟电路的工作原理和性能。
数值仿真方法通常使用电路仿真软件，如PSPICE、MATLAB等来进行电路的仿真计算。
2. 验证方法- 物理验证：物理验证是将电路设计转化为实际物理器件的过程。
设计工程师通过制造和测试电路板或芯片的方式，来验证电路的性能和可靠性。
物理验证包括电路布局布线、元器件选择、电路板制造和测试等环节。
- 逻辑验证：逻辑验证是验证电路的逻辑正确性和功能。
设计工程师通过使用逻辑仿真软件，如Verilog、VHDL等，来验证电路的逻辑设计是否符合要求。
逻辑验证方法通常通过对电路进行状态模拟和时序分析来实现。
- 时序验证：时序验证是验证电路的时序要求和时序约束是否满足的过程。
设计工程师通过使用时序仿真软件，如Synopsys、Cadence等，来验证电路的时序设计是否满足时序要求。
时序验证方法通常通过对电路进行时钟域分析和时序路径分析来实现。
3. 仿真与验证流程- 确定设计目标：在进行仿真与验证之前，首先需要明确电路的设计目标，包括电路的功能要求、性能指标和可靠性要求等。
- 建立电路模型：根据设计目标，设计工程师需要建立电路的数学模型或逻辑设计模型，包括电路拓扑结构、电路元器件和参数等。
如何使用LabVIEW进行电路仿真
如何使用LabVIEW进行电路仿真LabVIEW是一种流行的图形化编程环境，广泛用于电路仿真和系统设计。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行电路仿真的基本步骤和技巧。
一、LabVIEW概述LabVIEW是一款由国家仪器公司（National Instruments）开发的面向工程和科学应用的图形化编程环境。
它采用了数据流编程模型，通过将虚拟仪器（Virtual Instrument）连接起来，构建出图形化的用户界面，以完成不同领域的数据采集、信号处理、电路仿真等任务。
二、LabVIEW电路仿真的基本步骤1. 准备工作在进行LabVIEW电路仿真之前，你需要准备一些必要的材料和环境。
首先，你需要将所需的电路拓扑图绘制清楚，并准备好相关的元件和测量仪器。
此外，确保你已经安装了LabVIEW软件，并且熟悉基本的操作。
2. 创建虚拟仪器在LabVIEW中，我们使用虚拟仪器来代表电路中的各个元件和测量仪器。
通过拖拽和连接各个虚拟仪器，构建出电路模型。
你可以从软件库中选择合适的元件，如电阻、电容、电感、运算放大器等，并将它们连接起来，以构建出你所需的电路框图。
3. 设定参数和信号源在进行电路仿真之前，我们需要设定各个元件的参数和信号源。
通过双击虚拟仪器，你可以设置电阻的阻值、电容的电容值等。
此外，你还可以添加信号源，如电压信号源或者电流信号源，并设置其参数，如频率、幅度等。
4. 运行仿真设置好电路参数和信号源后，你可以开始运行电路仿真。
点击LabVIEW界面上的运行按钮，LabVIEW会根据你所设置的参数和信号源，并结合电路拓扑图，计算出电路中各个节点的电压和电流。
5. 结果分析与优化仿真完成后，你可以对仿真结果进行分析和优化。
LabVIEW提供了丰富的工具和函数，用于展示仿真结果的波形图、频谱图等。
你可以查看电路中各个节点的电压和电流变化情况，以及各个元件的功耗和性能指标。
根据仿真结果，你可以进一步调整电路参数，以优化电路性能。
Multisim14电子系统仿真与设计第8章 Multisim14的仿真分析方法
仿真结果显示：结点1和3的静态工作点电 压分别为705.68644mV和3.03713V，即静态 时晶体管的集电极电压UCE≈3V、发射极电压 UBE≈0.7V，故放大电路工作在放大状态。
需要注意的是，在做电路仿真分析时，若打开的电路图中未显示结点标号， 可先通过Properties命令或Sheet Properties命令，在Sheet visibility选项卡的 Net names栏中，选择Show all，标出电路中待分析的结点号。
完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中：
本例选择电阻R1为扫描元件，设置其 扫描开始数值为1kΩ、结束数值为20kΩ、 扫描点数为4。选择扫描分析类型为瞬态分 析，并设置瞬态分析结束时间为0.01秒。从 仿真分析结果可见，R1在1kΩ~20kΩ之间 变化时，放大器的输出波形由饱和失真到 基本不失真。显然，R1=20kΩ比较合适， 此时输出波形基本不失真。
8.1 交互式仿真（Interactive Simulation）
选择交互式仿真后，其对话框会显示3个分析设置选项卡：
分析参数选 项卡(Analysis Parameters )用 于设置仿真的 初始条件、结 束时间和时间 步长等。
8.1 交互式仿真（Interactive Simulation）
8.6 单频交流分析（Single Frequency AC）
单频交流分析能给出电 路在某一频率交流信号激励 下的响应，相当于在交流扫 描分析中固定某一频率时的 响应，分析的结果是输出电 压或电流相量的“幅值/相位” 或“实部/虚部”。
本节仍以单级放大器为例说明单频交流分析的方法和步骤。
基于Cadence的电路频响分析及仿真
基于Cadence的电路频响分析及仿真实验⼆基于Cadence的电路频响分析及仿真实验⽬的：进⼀步熟悉Cadence Virtuoso软件的基本操作步骤，掌握频率响应的基本计算和仿真分析⽅法，理解系统设计中零极点与频响特性关系。
实验内容：1.基本RC电路频响分析和仿真2.两级RC频响特性仿真3.单级运放频响计算和分析实验环境：PC、Vmware虚拟机7.1.1、Cadence虚拟机版免安装程序、纸和笔预备知识：1. Cadence Virtuoso基本操作步骤2. 系统传递函数、零极点概念3. 单位增益带宽、相位裕度实验步骤：1. 基本RC电路频响分析和仿真1）。
单极点传输函数——RC 低通电路如图1所⽰为单极点系统——RC 低通电路，其中阻值为1k，电容为1p，传输函数为：计算极点p0=1/（2πRC）=______Hz，通过仿真获得频响结果并记录:(1) -3db 带宽点，即截⽌频率点的相位为__-44.6605__(2) 频率趋向⽆限⼤时的相位为_____(3) 在-20db、-40db、-60db、-80db时的频率值分别为多少1.5890G 16.001G 160.686G图1 RC低通电路仿真图例2）。
单极点单零点系统——CR ⾼通电路如图2所⽰为单零点系统——CR ⾼通电路，其中阻值为1k，电容为1p，传输函数为：H(s)=RCs/(1+RCs)，计算单极点p0=1/（2πRC）= ______Hz，单零点为Z0=______通过仿真获得频响结果并记录:(1) -3db 带宽点，即截⽌频率点的相位为_____(2) 频率从0趋向⽆限⼤时，相位变化为_____(3) 在-20db、-40db、-60db、-80db时的频率值分别为多少图2 CR⾼通电路仿真图例3）。
两阶RC 系统如图3所⽰为两阶RC系统，相当于⼀个两级放⼤器的电容电阻负载图，通过AC仿真获得该电路的频响曲线并记录。
图3 两阶RC系统仿真图例2.单级运放零极点分析如图4,所⽰，电路参数为VDD=5V（vdc）Vin:dc=1.5V,ac magnitude=1V(vsin)M0: w/l=20u/1u(nmos4)Rd=10K(res)Rs=100K(res)Cc=1pF(cap)CL=2pF(cap)其中，mos管选⽤CSMC05MS库的nmos4，其他器件都在analogLib中。
Multisim电路仿真
Multisim电路仿真示例1．直流电路分析步骤一：文件保存打开Multisim 软件，自动产生一个名为Design1的新文件。
打开菜单File>>Save as…，将文件另存为“CS01”(自动加后缀)步骤二：放置元件打开菜单Place>>Component…1.选择Sources(电源)Group (组)，选择POWER_SOURCES(功率源)Family(小组)，在元件栏中用鼠标双击DC_POWER，将直流电源放置到电路工作区。
说明：所有元件按Database -> Group -> Family 分类存放2.继续放置元件：Sources Group –>POWER_SOURCES Family->ROUND(接地点Basic Group->RESISTOR Family（选择5个电阻）3.设定元件参数。
采用下面两种方式之一1)在放置元件时（在一系列标准值中）选择；2)在工作区，鼠标右键点击元件，在Properties (属性)子菜单中设定。
步骤三.根据电路图连线用鼠标拖动元件到合适位置，如果有必要，鼠标右键点击元件，可对其翻转(Flip)或旋转(Rotate)。
连线时先用鼠移至一个元件的接线端，鼠标符号变成叉形，然后拖动到另一结点，点击右键确认连线。
若需显示全部节点编号，在菜单Option>>Sheet Properties>>Sheet visibility的Net names 选板中选中show all。
步骤四.电路仿真选择菜单Simulate>>Analyses>>DC operating point…(直流工作点分析)在DC operating point analysis窗口中，选择需要分析的变量（节点电压、元件电流或功率等）。
点击“Simulate”按钮，得到结果：可以验证，模拟结果与理论计算完全一致。
Multisim14电子电路仿真方法和样例
Multisim14 电子电路仿真方法和样例
2019 年 9 月
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前言
本手册基于 Multisim14 仿真环境，从最基本的仿真电路图的建立开始，结合实际的例 子，对模拟和数字电路中常用的测试方法进行介绍。这些应用示例包括：常用半导体器件特 性曲线的测试、放大电路静态工作点和动态参数的测试、电压传输特性的测试、波形上升时 间的测试、逻辑函数的转换与化简、逻辑分析仪的使用方法等。
选定 sheet properties 即弹出图 2.3 所示界面，选中 Net names 下的 Show all（简述为
Optionsàsheet propertiesà Net namesàShow all，以下均用简述方法表述），即可在电路图中
显示出各个节点号。
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图 2.2 移动连线
图 2.3 显示电路节点号
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1. Multisim14 主界面简介
运行 Multisim14，自动进入电路图编辑界面。当前电路图的缺省命名为“Design1”，在 保存文件时可以选择存放路径并重新命名。Multisim14 主界面如图 1.1 所示。
图 1.1 Multisim14 用户界面
2. 仿真电路图的建立
下面以单管放大电路为例，介绍建立电路的步骤。其中三极管选用实际器件
此外，本手册侧重于测试方法的介绍，仅对主要步骤进行说明，如碰到更细节的问题， 可参阅《Multisim 14 教学版使用说明书》或其它帮助文档。
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目录
电路仿真实验报告
实验1 叠加定理的验证一、电路图二、实验步骤1.原理图编辑:分别调出接地符、电阻R1、R2、R3、R4，直流电压源、直流电流源，电流表电压表（注意电流表和电压表的参考方向），并按上图连接；2.设置电路参数：电阻R1=R2=R3=R4=1Ω，直流电压源V1为12V，直流电流源 I1为 10A。
3.实验步骤：1）、点击运行按钮记录电压表电流表的值U1和I1；2）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为0V，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U2和I2；3）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为12V，将直流电流源的电流值设置为0A，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U3和I3；根据电路分析原理，解释三者是什么关系并在实验报告中验证原理。
三、实验数据：四、实验数据处理：U2 + U3 = + = = U3I2 + I3 = + = = I1五、实验结论：由电路分析叠加原理知：由线性电路、线性受控源及独立源组成的电路中，每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用时，在该元件上产生的的电流或电压的代数和。
本次实验中，第一组各数据等于第二组与第三组各对应实验数据之和，与叠加原理吻合，验证了叠加原理的正确性，即每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用时，在该元件上产生的的电流或电压的代数和。
实验2 并联谐振电路仿真一、电路图：二、实验步骤：1.原理图编辑:分别调出接地符、电阻R1、R2，电容C1，电感L1，信号源V1，并按上图连接；2.设置电路参数：将交流分析量值设置为5V，电压源V1设置为5V，频率设为500Hz，设置电阻R1=10Ω，电阻R2=2KΩ，电感L1=，电容C1=40uF。
并如图所示对电容上方的线名称改为“out”。
3.分析参数设置：（1）AC分析①类型设置仿真→分析→交流分析。
②参数设置起始频率设为1Hz，停止频率设为100MHz，扫描类型为十倍频程，每十倍频程点数设为10，垂直刻度设为线性，其他保持默认，单击“确定”。
AD16电路仿真操作步骤
AD16电路仿真操作步骤Altium designer 仿真具体步骤1．创建⼯程1) 在⼯具栏选择 File » New » Project » PCB Project ，创建⼀个PCB⼯程并保存。
2) 在⼯具栏选择File » New » Schematic，创建⼀个原理图⽂件并保存。
2.例图3.编辑原理图①、放置有仿真模型的元件根据上⾯的电路，我们需要⽤到元器件“LF411CN”，点击左边“Library”标签，使⽤search功能查找LF411CN。
找到LF411CN之后，点击“Place LF411CN”，放置元件，若提⽰元件库未安装，需要安装，则点击“yes”，如图 2：在仿真元件之前，我们可以按“TAB”键打开元件属性对话框，在“Designator”处填⼊U1；接着查看LF411CN的仿真模型：在左下⾓Models列表选中Simulation，再点击“Edit”，可查看模型的⼀些信息，如图 3。
从上图可以看出，仿真模型的路径设置正确且库成功安装。
点击“Model File”标签，可查看模型⽂件（若找不到模型⽂件，这⾥会有错误信息提⽰），如图 4。
图4点击“Netlist Template”标签，可以查看⽹表模板，如图 5。
图5⾄此，可以放置此元件。
②、为元件添加SIM Model⽂件⽤于电路仿真的Spice模型（.ckt和.mdl⽂件）位于Library⽂件夹的集成库中，我们使⽤时要注意这些⽂件的后缀。
模型名称是模型连接到SIM模型⽂件的重要因素，所以要确保模型名称设置正确。
查找Altium 集成库中的模型⽂件步骤如下：点击Library⾯板的Search按钮，在提⽰框中填⼊：HasModel('SIM','*',False)进⾏搜索；若想更具体些可填⼊：HasModel('SIM','*LF411*',False)。
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Muitisim仿真软件的使用
1） Muitisim的工作界面
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Muitisim 10用户界面
菜单栏
依次是：文件、编辑、视图、放置、MCU、 仿真、转换、工具、报表、选项、准工具栏
包含了有关电路窗口基本操作的按钮，从左向右依次 是新建、打开、打开设计范例、保存、打印、预览、 剪切、复制、粘贴、撤销、切换全屏、放大、缩小、 100%放大、项目栏、电路元件属性视窗、数据库管 理、创建元件、仿真启动、图表、分析、后处理、使 用元件列表和帮助等按钮。
Muitisim 10电路设计及仿真
微电子学系
各种电路仿真软件的比较
Muitisim的性能突出，无论从仿真元件库中 元件的数量上，还是虚拟设备的种类以及虚 拟分析的种类上都比别的软件要好，为仿真 设计提供了极大的方便。
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Muitisim仿真软件简介
Muitisim是一个完成原理电路设计、电路功能 测试的虚拟仿真软件； Muitisim用软件的方法虚拟电工与电子元器件， 虚拟电工与电子仪器和仪表，实现了“软件即 元器件”和“软件即仪器”；
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电源/信号源库（二）
VOLTAGE_CONTROLLED_VOLTAGE_SOURCE：压控电压增益源。 VOLTAGE_CONTROLLED_CURRENT_SOURCE：压控电流增益源。 CURRENT_CONTROLLED_ VOLTAGE_SOURCE：流控电压增益源。 CURRENT_CONTROLLED_CURRENT_SOURCE：流控电流增益源。 PULSE_ VOLTAGE_SOURCE：脉冲电压信号源。 PULSE_CURRENT_SOURCE：脉冲电流信号源。 EXP_VOLTAGE_SOURCE：指数电压信号源。 EXP_CURRENT_SOURCE：指数电流信号源。 PIECEWISE_LINEAR_VOLTAGE_SOURCE：分段线性电压源。 PIECEWISE_LINEAR_CURRENT_SOURCE：分段线性电流源。 VOLTAGE_CONTROLLED_ PIECEWISE_LINEAR _SOURCE：压控分段线性电压源。 CONTROLLED_ONE_SHOT：受控脉冲源。 POLYNOMIAL_SOURCE：多项式信号源。 NONLINEAR_DEPENDENT_SOURCE：非线性相关信号源。
电源/信号源库（一）
GROUND：电路地，各个接地点电位相同，均为0。 DIGITAL_GND：数字地，标号可以改动。 VCC：电源，电压值可以改动。 VDD；CMOS电源，电压值可以改动。 DC_VOLTAGE_SOURCE；电池，即直流电压源，可对有关各种参数设置。 DC_CURRENT_SOURCE：直流电流源，设置参考“直流电压源” 。 AC_VOLTAGE_SOURCE：交流电压源，可对有关参数设置。 AC _CURRENT_SOURCE：交流电流源。设置参考“交流电压源”。 CLOCK_SOURCE：时钟电压源，即脉冲信号源，可对有关参数设置。 AM_SOURCE：AM调幅信号源，可对有关参数设置。 FM_VOLTAGE_SOURCE：FM调频信号源，可对有关参数设置。 FM_CURRENT_SOURCE：FM调频信号电流源。 FSK_SOURCE：FSK信号源。 VOLTAGE_CONTROLLED_SINE_WAVE：压控正弦信号源。 VOLTAGE_CONTROLLED_SQUARE_WAVE：压控方波信号源。 VOLTAGE_CONTROLLED_TRIANGLE_WAVE：压控三角波信号源。
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Muitisim的元器件库提供数千种电路元器件 供实验选用，同时可以新建或扩充已有的元 器件库； Muitisim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；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、失真仪、频谱分 析仪；
杂 项 器 件 库
键 盘 显 示 器 库
射 频 元 器 件 库
机 电 类 元 器 件 库
微 控 制 器 库
TTL
创 建 分 层 电 路
放 置 总 线
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1. 电源/信号源库 电源/信号源库包含有接地端、直流电压源（电池）、正弦交 流电压源、方波（时钟）电压源、压控方波电压源等多种电源 与信号源。电源/信号源库如图1.2.5所示。
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利用Muitisim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直接在产品中使用。
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Muitisim具有较为先进的电路分析功能，可以完成电 路的瞬态分析和稳态分析、时域分析和频域分析、器 件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、 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； Muitisim可以设计、测试和演示各种电子电路，包括 电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及部分微 机接口电路等。 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。
仿真开关
仿真开关如图，主要用于仿真过程的控制。
Muitisim的元器件库
电 源 信 号 源 库
基 本 元 件 库
二 极 管 库
晶 体 管 库
模 拟 元 件 库
系 列 元 器 件 库
数 字 器 数 件 字 库 元 器 件 库
模 数 混 合 元 器 件 库
CMOS
指 示 器 件 库
电 源 器 件 库