由PSPICE過渡至NIMultisim

由PSPICE過渡至NIMultisim

　概覽

　　SPICE(針對集成電路的仿真程序)是加利福尼亞大學(xué)伯克萊分校開發(fā)的模擬電路仿真器，是作為CANCER(除射頻電路外的非線性電路計算分析)程序的一部分進行開發(fā)的。

　　過去的50年中，眾多公司開發(fā)了大量不同的SPICE變體（包括HSPICE和PSPICE）。

　　SPICE以網(wǎng)表形式定義電路并使用參數(shù)仿真電路特性。網(wǎng)表描述電路中的部件及其連接方式。SPICE可以仿真DC工作點、AC響應(yīng)、瞬態(tài)響應(yīng)以及其它有用的仿真項目。

　　目錄

1.為何采用本教程作為PSPICE到Multisim間的過渡？
2.1.0PSPICE過渡至Multisim教程:放置電阻和電容
3.2.0PSPICE過渡至Multisim教程：增加電源部件
4.3.0PSPICE過渡至Multisim教程：接線部件
5.4.0PSPICE過渡至Multisim教程：設(shè)置仿真
6.5.0PSPICE過渡至Multisim教程：運行仿真
7.6.0PSPICE過渡至Multisim教程：結(jié)語

　　為何采用本教程作為PSPICE到Multisim間的過渡？

　　本教程的目標(biāo)受眾為那些使用過PSPICE的Multisim用戶，我們的目標(biāo)是為這些正在積極尋找如何在Multisim中創(chuàng)建和仿真電路的用戶提供進階指南。本教程除了講述如何在PSPICE中完成任務(wù)，同時亦為您提供使用Multisim的簡單設(shè)置步驟。無論您是否有過操作其它仿真工具的經(jīng)驗，本教程均可幫助您迅速上手Multisim。這一評價來自于我們在斯坦福大學(xué)創(chuàng)建的優(yōu)秀教程，見此處。

　　Multisim

　　如果您是首次使用Multisim，您可能會很快發(fā)現(xiàn)仿真環(huán)境和原理圖捕獲環(huán)境非常相似，只是傳統(tǒng)的多級步驟和復(fù)雜過程已被簡化，仿真變得更加簡單。

　　1.0PSPICE過渡至Multisim教程:放置電阻和電容

　　1.1打開軟件

　　在PSPICE中，仿真設(shè)計開始前，用戶通常需要通過下列步驟（程序>>PSPICE學(xué)生版>>原理圖），打開“原理圖”程序。

　　必須通過開始>>所有程序>>NationalInstruments>>電路設(shè)計套件11.0>>Multisim11.0這一步驟打開Multisim

　　1.2放置Op-Amp

　　在PSPICE中，用戶需要打開“獲取新部件”窗口，然后在描述框中搜索“opamp”。搜索到合適的型號后，將其連接到對應(yīng)的設(shè)備符號上，然后單擊“放置并關(guān)閉”。此時需要正確定向部件。雙擊Op-Amp，用戶就可以設(shè)置相應(yīng)的仿真參數(shù)。

　　在Multisim中放置部件：

1.選擇放置>>部件。
2.在“選擇部件”對話框中，按照下圖紅圈內(nèi)的參數(shù)設(shè)置界面（圖1）。圖中選擇的為模擬組中的模擬_虛擬類。
3.在“部件區(qū)域”中，選擇OPAMP_3T_VIRTUAL(紅圈)。
4.單擊OK，在黃框內(nèi)放置部件。
5.左擊鼠標(biāo)，在原理圖區(qū)域放置OPAMP。
6.右擊部件，選擇“垂直翻轉(zhuǎn)”
7.此時會出現(xiàn)圖2所示的原理圖。

圖1選擇部件界面

圖2.運算放大器

　　1.3放置電阻和電容

　　在PSPICE中,此時已返回“使用獲取新部件”，可在此搜索名稱為“R”和“C”的部件（對應(yīng)為電阻和電容）。當(dāng)用戶在原理圖中放置了兩個電阻和一個電容之后，需要雙擊各個部件設(shè)定及更改參數(shù)數(shù)值。

　　在Multisim中，放置電阻和電容：

1.選擇放置>>部件。
2.在“選擇部件”對話框中，按照紅圈內(nèi)給出的參數(shù)進行設(shè)置。圖示為選擇基本組和電阻類（見圖3）
3.在“部件區(qū)域”中輸入電阻值-本例中為2K（藍(lán)色區(qū)域）。
4.單擊OK，在黃框內(nèi)放置部件。
5.左擊鼠標(biāo)，在原理圖區(qū)域放置電阻。
6.同樣返回至部件選擇指南。
7.在“選擇部件”對話框中，對應(yīng)紅圈內(nèi)的參數(shù)進行設(shè)置。圖示為選擇基本組和電阻類。
8.在“部件區(qū)域”中輸入電阻值-本例中為1K。
9.點擊OK，在黃框內(nèi)放置部件。
10.左擊鼠標(biāo)，在原理圖區(qū)域放置電阻。

圖3.放置電阻

11.選擇放置>>部件。
12.在“選擇部件”對話框中，對應(yīng)紅圈內(nèi)參數(shù)進行設(shè)置。圖示為選擇基本組和電容類（圖4）。
13.在“部件區(qū)域”中輸入電容值-本例中為0.08u（藍(lán)色區(qū)域）。

圖4.放置電阻

　　14.用戶的設(shè)計界面應(yīng)如圖5所示。

圖5.第一階段設(shè)計結(jié)束

　　2.0PSPICE過渡至Multisim教程：增加電源部件

　　2.1增加電源和接地

　　在PSPICE中，現(xiàn)在已返回“使用獲取新部件”界面，在此處搜索AC電壓源（對應(yīng)標(biāo)識為VAC）。此處需要查找名為ACMAG的參數(shù)，即AC幅值。放置部件。然后搜索名為“GND_EARTH”的接地標(biāo)識。

　　在Multisim中放置源:

1.選擇放置>>部件。
2.在“選擇部件”對話框中，按照對話框提示進行設(shè)置：選擇源組和信號電壓源類。
3.在“部件區(qū)域”選擇交流電壓，然后放置在原理圖中。其預(yù)配置為1V。
4.選擇放置>>部件。
5.在“選擇部件”對話框中，按照對話框提示進行設(shè)置：選擇源組和電源類。
6.在“部件區(qū)域”中，選擇地，然后放置在原理圖中。
7.此時的設(shè)計應(yīng)如圖6所示。

圖6.第二階段設(shè)計結(jié)束

　　3.0PSPICE過渡至Multisim教程：接線部件

　　3.1接線過程

　　在PSPICE中，用戶現(xiàn)在必須開始搜索并選擇“繪制接線”按鈕，或在繪圖菜單中選擇一個選項。此后方可連接不同節(jié)點。

　　Multisim采用無模式接線環(huán)境，允許用戶方便繪制網(wǎng)絡(luò)接線圖：

1.在引腳附近懸停鼠標(biāo)（如V1AC_Voltage源的+引腳）。鼠標(biāo)靠近引腳時，會變成十字形圖標(biāo)?，F(xiàn)在即可繪制到電阻R2的網(wǎng)絡(luò)接線。
2.左擊鼠標(biāo)，會在引腳后出現(xiàn)紅線。隨著鼠標(biāo)移動，紅色網(wǎng)絡(luò)（線）會隨之移動。將紅線移至另一部件引腳，然后左擊完成連接。
3.重復(fù)利用該方法完成整個設(shè)計的接線，直至如圖7所示。

圖7.完成的原理圖

　　4.0PSPICE過渡至Multisim教程：設(shè)置仿真

　　4.1設(shè)定分析

　　在PSPICE中，用戶現(xiàn)在就可以建立分析。分析設(shè)置需要設(shè)置節(jié)點名稱，在單獨“分析界面”中選擇特定分析類型然后設(shè)置起始頻率（StaRFreq），截止頻率（EndFreq），十倍頻掃描點數(shù)（Pts/Decade），和掃描類型（十倍頻）。

　　在Multisim中，過程略有簡化。

1.選擇仿真>>儀器>>測量探針
2.在電路輸出點單擊鼠標(biāo)左鍵以放置探針。該節(jié)點此時命名為“Probe1”。
3.雙擊黃色區(qū)域，然后在“RefDes”中，將探針名稱“探針1”更改為“Vout”(圖8)。

圖8.放置測量探針

　　4.選擇仿真>>分析>>AC分析…此時已打開AC分析對話框。

　　5.設(shè)置“起始頻率(FSTART)”為10

　　6.設(shè)置“截止頻率(FSTOP)”為1，單位為MHz

　　7.設(shè)置“10倍頻掃描點數(shù)”為101

　　8.設(shè)置“垂直刻度”為“對數(shù)”

　　5.0PSPICE過渡至Multisim教程：運行仿真

　　5.1運行AC分析

　　在PSPICE中，為查看仿真數(shù)據(jù)，用戶必須打開繪圖窗口然后通過“添加畫線”按鈕或畫線菜單，在坐標(biāo)軸上繪制不同數(shù)值和不同參數(shù)。此外用戶還須進行其它相關(guān)設(shè)置（如通過表達(dá)式創(chuàng)建對數(shù)坐標(biāo)）。

　　在Multisim中，用戶只需進行如下簡單步驟：

　　1.在AC分析對話框，設(shè)置“垂直刻度”為“對數(shù)”

　　2.選中“輸出”選項卡

　　3.在“電路變量”部分，選擇參數(shù)“V(Vout)”。

　　4.單擊添加按鈕

　　5.單擊仿真按鈕。此時即可看到仿真數(shù)據(jù)(圖9)。

圖9.繪圖儀中的仿真分析數(shù)據(jù)

　　6.為查找-3db點，首先須選擇光標(biāo)。首先在工具欄單擊光標(biāo)項。然后光標(biāo)就會在Y軸頂端出現(xiàn)（圖10所示的紅框內(nèi)）

圖10.設(shè)置光標(biāo)

　　7.右擊Y軸上的綠色光標(biāo)箭頭。

　　8.選擇設(shè)定Y值=>

　　9.在值域內(nèi)鍵入-3

　　10.單擊Ok。光標(biāo)就會自動移至-3dB點（圖11）。

圖11.-3dB點

　　6.0PSPICE過渡至Multisim教程：結(jié)語

　　恭喜您！經(jīng)過本文一系列進階步驟學(xué)習(xí)后，您現(xiàn)在已經(jīng)可以使用Multisim進行原理圖捕獲和仿真了。

　　您也籍此了解了Multisim的一些簡單功能。與PSPICE類似，許多高級功能用戶也可輕松上手。使用Multisim最大特性就是，完成高級任務(wù)原來可以變得那么簡單。