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從PSPICE過渡至NI Multisim

時間:2010-02-20 15:42:16來源:ronggang

導(dǎo)語:?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

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

  為何采用本教程作為PSPICE到Multisim間的過渡?

  1.0 PSPICE過渡至Multisim教程:放置電阻和電容

  2.0 PSPICE過渡至Multisim教程:增加電源部件

  3.0 PSPICE過渡至Multisim教程:接線部件

  4.0 PSPICE過渡至Multisim教程:設(shè)置仿真

  5.0 PSPICE過渡至Multisim教程:運行仿真

  6.0 PSPICE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?

  本教程的目標受眾為那些使用過PSPICE的Multisim用戶,我們的目標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。

      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。如果您仍需通過下載Multisim環(huán)境來完成本教程。

1.0 PSPICE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 >> National Instruments >>電路設(shè)計套件11.0 >> Multisim 11.0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:

  選擇 放置>> 部件

  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。

  在“部件區(qū)域”中,選擇OPAMP_3T_VIRTUAL(紅圈)。

  單擊OK,在黃框內(nèi)放置部件。

  左擊鼠標,在原理圖區(qū)域放置OPAMP。

  右擊部件,選擇“垂直翻轉(zhuǎn)”

  此時會出現(xiàn)圖2所示的原理圖。

選擇部件界面

圖1 選擇部件界面

運算放大器

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:

  選擇放置 >> 部件。

  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)

  在“部件區(qū)域”中輸入電阻值 - 本例中為2K(藍色區(qū)域)。

  單擊OK,在黃框內(nèi)放置部件。

  左擊鼠標,在原理圖區(qū)域放置電阻。

  同樣返回至部件選擇指南。

  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。

  在“部件區(qū)域”中輸入電阻值 - 本例中為1K

  點擊OK,在黃框內(nèi)放置部件。

  左擊鼠標,在原理圖區(qū)域放置電阻。

放置電阻

圖3. 放置電阻

  選擇放置>> 部件。

  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)。

  在“部件區(qū)域”中輸入電容值 - 本例中為0.08u(藍色區(qū)域)。

放置電阻

圖4. 放置電阻

  用戶的設(shè)計界面應(yīng)如圖5所示。

第一階段設(shè)計結(jié)束

圖5. 第一階段設(shè)計結(jié)束

2.0 PSPICE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”的接地標識。

  在Multisim中放置源:

  選擇放置 >> 部件。

  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。

  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。

  選擇放置 >> 部件。

  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。

  在“部件區(qū)域”中,選擇地,然后放置在原理圖中。

  此時的設(shè)計應(yīng)如圖6所示。

第二階段設(shè)計結(jié)束

圖6. 第二階段設(shè)計結(jié)束

3.0 PSPICE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:

  在引腳附近懸停鼠標(如V1 AC_Voltage源的+引腳)。鼠標靠近引腳時,會變成十字形圖標。現(xiàn)在即可繪制到電阻R2的網(wǎng)絡(luò)接線。

  左擊鼠標,會在引腳后出現(xiàn)紅線。隨著鼠標移動,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。

  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。

完成的原理圖

圖7. 完成的原理圖

4.0 PSPICE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(Star Freq),截止頻率(End Freq),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。

  選擇仿真 >> 儀器>> 測量探針

  在電路輸出點單擊鼠標左鍵以放置探針。該節(jié)點此時命名為“Probe 1”。

  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)。

放置測量探針

圖8. 放置測量探針

  選擇仿真>> 分析>> AC 分析… 此時已打開AC分析對話框。

  設(shè)置“起始頻率(FSTART)”為10

  設(shè)置“截止頻率(FSTOP)”為1,單位為MHz

  設(shè)置“10倍頻掃描點數(shù)”為101

  設(shè)置“垂直刻度”為“對數(shù)”

5.0 PSPICE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(如通過表達式創(chuàng)建對數(shù)坐標)。

  在Multisim中,用戶只需進行如下簡單步驟:

  在AC分析對話框,設(shè)置“垂直刻度”為“對數(shù)”

  選中“輸出”選項卡

  在“電路變量”部分,選擇參數(shù)“V(Vout)”。

  單擊添加按鈕

  單擊仿真按鈕。此時即可看到仿真數(shù)據(jù)(圖9)。

繪圖儀中的仿真分析數(shù)據(jù)

圖9. 繪圖儀中的仿真分析數(shù)據(jù)

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

設(shè)置光標

圖10. 設(shè)置光標

  右擊Y軸上的綠色光標箭頭。

  選擇設(shè)定Y值=>

  在值域內(nèi)鍵入-3

  單擊Ok。光標就會自動移至-3dB點(圖11)。

-3dB點

圖11. -3dB點

6.0 PSPICE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。

  如果您想通過在線多媒體方式進行培訓(xùn),可選擇以下交互式演示來使用Multisim:

  Multisim 交互式演示>>

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