教程：从PSPICE过渡至NI Multisim

概览:

SPICE (针对集成电路的仿真程序)是加利福尼亚大学伯克莱分校开发的模拟电路仿真器，是作为CANCER (除射频电路外的非线性电路计算分析)程序的一部分进行开发的。

过去的50年中，众多公司开发了大量不同的SPICE变体（包括HSPICE和PSPICE）。

SPICE以网表形式定义电路并使用参数仿真电路特性。网表描述电路中的部件及其连接方式。SPICE可以仿真DC工作点、AC响应、瞬态响应以及其它有用的仿真项目。

1.0 PSPICE过渡至Multisim教程:放置电阻和电容

1.1   打开软件

在PSPICE中，仿真设计开始前，用户通常需要通过下列步骤（程序>>PSPICE学生版>>原理图），打开“原理图”程序。

必须通过开始 >> 所有程序 >> National Instruments >>电路设计套件11.0 >> Multisim 11.0这一步骤打开Multisim

1.2 放置 Op-Amp

在PSPICE中，用户需要打开“获取新部件”窗口，然后在描述框中搜索“opamp”。搜索到合适的型号后，将其连接到对应的设备符号上，然后单击“放置并关闭”。此时需要正确定向部件。双击Op-Amp，用户就可以设置相应的仿真参数。

在Multisim中放置部件：

1. 选择 放置>> 部件。
2. 在“选择部件”对话框中，按照下图红圈内的参数设置界面（图1）。图中选择的为模拟组中的模拟_虚拟类。
3. 在“部件区域”中，选择OPAMP_3T_VIRTUAL(红圈)。
4. 单击OK，在黄框内放置部件。
5. 左击鼠标，在原理图区域放置OPAMP。
6. 右击部件，选择“垂直翻转”
7. 此时会出现图2所示的原理图。

 

图1 选择部件界面

图2. 运算放大器

 

 

1.3   放置电阻和电容

在PSPICE中, 此时已返回“使用获取新部件”，可在此搜索名称为“R”和 “C”的部件（对应为电阻和电容）。当用户在原理图中放置了两个电阻和一个电容之后，需要双击各个部件设定及更改参数数值。

在Multisim中，放置电阻和电容：

1. 选择放置 >> 部件。
2. 在 “选择部件”对话框中，按照红圈内给出的参数进行设置。图示为选择基本组和电阻类（见图3）
3. 在“部件区域”中输入电阻值 - 本例中为2K（蓝色区域）。
4. 单击OK，在黄框内放置部件。
5. 左击鼠标，在原理图区域放置电阻。
6. 同样返回至部件选择指南。
7. 在“选择部件”对话框中，对应红圈内的参数进行设置。图示为选择基本组和电阻类。
8. 在“部件区域”中输入电阻值 - 本例中为1K 。
9. 点击OK，在黄框内放置部件。
10. 左击鼠标，在原理图区域放置电阻。

 

图3. 放置电阻

11. 选择放置>> 部件。
12. 在“选择部件”对话框中，对应红圈内参数进行设置。图示为选择基本组和电容类（图4）。
13. 在“部件区域”中输入电容值 - 本例中为0.08u（蓝色区域）。

图4. 放置电阻

 

14. 用户的设计界面应如图5所示。

 

图5. 第一阶段设计结束

2.0   PSPICE过渡至Multisim教程：增加电源部件

2.1   增加电源和接地

在PSPICE中，现在已返回“使用获取新部件”界面，在此处搜索AC电压源（对应标识为VAC）。此处需要查找名为ACMAG的参数，即AC幅值。放置部件。然后搜索名为“GND_EARTH”的接地标识。

在Multisim中放置源:

1. 选择放置 >> 部件。
2. 在“选择部件”对话框中，按照对话框提示进行设置：选择源组和信号电压源类。
3. 在“部件区域”选择交流电压，然后放置在原理图中。其预配置为1V。
4. 选择放置 >> 部件。
5. 在“选择部件”对话框中，按照对话框提示进行设置：选择源组和电源类。
6. 在“部件区域”中，选择地，然后放置在原理图中。
7. 此时的设计应如图6所示。

 

图6. 第二阶段设计结束

 

3.0   PSPICE过渡至Multisim教程：接线部件

 3.1   接线过程

在PSPICE中，用户现在必须开始搜索并选择“绘制接线”按钮，或在绘图菜单中选择一个选项。此后方可连接不同节点。

Multisim采用无模式接线环境，允许用户方便绘制网络接线图：

1. 在引脚附近悬停鼠标（如V1 AC_Voltage源的+引脚）。鼠标靠近引脚时，会变成十字形图标。现在即可绘制到电阻R2的网络接线。
2. 左击鼠标，会在引脚后出现红线。随着鼠标移动，红色网络（线）会随之移动。将红线移至另一部件引脚，然后左击完成连接。
3. 重复利用该方法完成整个设计的接线，直至如图7所示。

 

图7. 完成的原理图

4.0   PSPICE过渡至Multisim教程：设置仿真

4.1  设定分析

在PSPICE中，用户现在就可以建立分析。分析设置需要设置节点名称，在单独“分析界面”中选择特定分析类型然后设置起始频率（Star Freq），截止频率（End Freq），十倍频扫描点数（Pts/Decade），和扫描类型（十倍频）。

在Multisim中，过程略有简化。

1. 选择仿真 >> 仪器>> 测量探针
   
2. 在电路输出点单击鼠标左键以放置探针。该节点此时命名为“Probe 1”。 
   
3. 双击黄色区域，然后在“RefDes”中，将探针名称 “探针 1” 更改为“Vout” (图 8)。

图8. 放置测量探针

 

4. 选择仿真>> 分析>> AC 分析… 此时已打开AC分析对话框。

5. 设置“起始频率(FSTART)”为10

6. 设置“截止频率(FSTOP)”为1，单位为MHz

7. 设置“10倍频扫描点数”为101

8. 设置“垂直刻度”为“对数” 

5.0   PSPICE过渡至Multisim教程：运行仿真

5.1   运行AC分析

在PSPICE中，为查看仿真数据，用户必须打开绘图窗口然后通过“添加画线”按钮或画线菜单，在坐标轴上绘制不同数值和不同参数。此外用户还须进行其它相关设置（如通过表达式创建对数坐标）。

在Multisim中，用户只需进行如下简单步骤：

1. 在AC分析对话框，设置“垂直刻度”为“对数”

2. 选中“输出”选项卡

3. 在“电路变量”部分，选择参数“V(Vout)”。

4. 单击添加按钮

5. 单击仿真按钮。此时即可看到仿真数据(图9)。

图9. 绘图仪中的仿真分析数据

6. 为查找-3db点，首先须选择光标。首先在工具栏单击光标项。然后光标就会在Y轴顶端出现（图10所示的红框内）

图10. 设置光标

 

7. 右击Y轴上的绿色光标箭头。

8. 选择设定Y值=>

9. 在值域内键入-3

10. 单击Ok。光标就会自动移至-3dB点（图11）。

图11. -3dB点

6.0   PSPICE过渡至Multisim教程：结语

恭喜您！经过本文一系列进阶步骤学习后，您现在已经可以使用Multisim进行原理图捕获和仿真了。

您也籍此了解了Multisim的一些简单功能。与PSPICE类似，许多高级功能用户也可轻松上手。使用Multisim最大特性就是，完成高级任务原来可以变得那么简单。