第13 电路仿真分析

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。

电路仿真分析报告题目：电路仿真分析姓名：周XX学号：21306061108班级：13自动化（2）班专业：13自动化目录摘要：基本原理基本原理 01、一阶电路零状态响应仿真分析 01.1 基本原理 01.2 建立电路图 01.3 仿真结果分析及结论 02、一阶电路全响应仿真分析 02.1 基本原理 02.2 建立电路图 02.3 仿真结果分析及结论 (1)3、二阶电路的零状态响应仿真分析 (1)3.1 基本原理 (1)3.2 建立电路图 (1)3.3 仿真结果分析及结论 (1)4. 仿真分析总结 (1)摘要：基本原理基本原理1、一阶电路零状态响应仿真分析1.1 基本原理基本原理，基本原理1.2 建立电路图基本原理，基本原理1.3 仿真结果分析及结论基本原理，基本原理2、一阶电路全响应仿真分析2.1 基本原理基本原理，基本原理2.2 建立电路图基本原理，基本原理2.3 仿真结果分析及结论基本原理，基本原理3、二阶电路的零状态响应仿真分析3.1 基本原理基本原理，基本原理3.2 建立电路图基本原理，基本原理3.3 仿真结果分析及结论基本原理，基本原理4. 仿真分析总结1.一阶电路零状态响应仿真分析（习题7-4）1.1 基本原理：当开关连接到导线1时，此时电源电压给电容充电；一段时间后，把开关转换接到导线3时，此时电源电压并不起作用，电容释放其储存的能量，向外电路施激励引起响应。

因此，该过程为零状态。

1.2 建立电路图：1.3 仿真结果分析及结果：（1）a.当u=10uf时，电容电压、电流参数曲线：b.当u=100uf时，电容电压、电流参数曲线：c.当u=10mf时，电容电压、电流参数曲线：分析及结论：由图a中的电容的电压、电流变化曲线，可知，当开关在导线1时，电源电压给电容充电，电容两端的电压就是电阻R2两端的电压（当电阻R4时），故其值不变；由于电容相当于短路，所以没有电流通过它，其值也不变；而一段时间后把开关接到导线3时，电源电压给断路了，被充上电的电容充当电源释放电能，所以其两端的电压减小，通过其的电流也减少。

Multisim电路仿真及应用仿真实训一：彩灯循环控制器的设计与仿真分析变换的彩灯已经成为人们日常生活不可缺少的点缀。

那么这些变化的灯光是如何控制的呢？这就是我们下面要讨论的课题—彩灯循环控制电路。

电路设计分析彩灯循环控制技术指标：1.彩灯能够自动循环点亮。

2.彩灯循环显示且频率快慢可调。

3.该控制电路具有8路以上输出。

仿真实训二：交通信号灯控制系统的设计与仿真分析十字路口的交通信号灯是我们每天出行时都会遇到的，信号灯指挥着行人和各种车辆安全有序的通行。

实现红、绿灯的自动控制是城市交通管理现代化的重要课题，合适的信号灯指挥系统可以提高城市交通的效率。

下面我们以该课题为例进行设计与仿真分析。

电路设计分析交通信号灯控制系统的技术指标：1.主、支干道交替通行，主干道每次放行30s，支干道每次放行20s。

2.绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。

3.每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5s（此时另一干道上的红灯不变）。

4.十字路口要有数字显示，作为等候时间提示。

要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。

5.在黄灯亮时，原红灯按1HZ的频率闪烁。

6.要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0-99s内任意设定。

仿真实训三：篮球比赛24秒倒计时器的设计与仿真分析电路设计分析：计时器在许多领域均有普遍的应用，篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛节奏，新的规则还要求进攻方在24秒内有一次投篮动作，否则视为违规。

本设计题目“篮球比赛24秒倒计时器”从数字电路角度讨论，实际上就是一个二十四进制递减的计数器。

电路设计技术指标：1.能完成24秒倒计时功能。

2.完成计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、声光报警等功能。

仿真实训四：多路抢答器的设计与仿真分析抢答器是各种竞赛活动中一种常用的必备装置，其发展也比较快，从一开始的仅具有抢答锁定功能的单个电路，到现在的具有倒计时、定时、自动（手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能、计数融合的产品。

1引言目前，随着计算机技术的发展，“互联网式+”智慧课堂得到了迅速的发展和应用，平板教学已逐步进入了课堂，成为符合时代特色的一种新的教学模式。

MultiSim13教育版仿真软件，是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows操作系统为基础的电子电路仿真工具。

通过创建电路，插入虚拟仪器，可以快速高效的对电路进行仿真分析。

该软件用于高中物理电路实验学习中，通过虚拟电子实验台，学生搭建实验电路，测试实验参数，通过仿真分析，对课程理论知识进行验证和深入理解。

同时克服传统学习中的一些不足,使学习方式更加灵活、直观，通过在计算机上的仿真分析，可培养更加浓厚的学习兴趣，提高学习效果。

此外，通过仿真软件的学习方式，不必担心会烧毁仪器、设备、元器件，可进行新颖电路的研究与仿真，提高学生的创新能力。

2基于Multisim13的电路仿真分析2.1串联电路的仿真分析以串联电路的参数仿真说明Multisim13的使用方法。

首先，在电路窗口中，从元器件工具栏中的元件库中分别选取直流电源10V一个、电源地一个、电阻元器件3个,电阻值分别为2Ω、3Ω和5Ω，连接电路，注意在Multisim仿真电路中，电路要指定接地点，否则不能进行仿真。

接下来，根据实验计划，引入虚拟仪器，分别放置虚拟测量器件中的电压表3个，电流表1个，用于测量3个串联电阻的电压值和电路的电流值。

然后，插入虚拟仪器仪表中的功率表3个，用于仿真3个电阻的功率。

连接时要注意电压表并联在电阻上，电流表串联接在电路中，并注意连接电表的正负方向。

最后再次检查电路连接，分别双击3个功率表，点击启动运行开关，运行仿真。

通过仿真结果，可以直观地看出，在10V电源，串联2Ω、3Ω和5Ω电路中，电路的电流为1A，三个电阻上的电压分别为2V、3V和5V,功率分别为2W、3W和5W。

可以看出电路的总电压为各部分电阻电压之和，各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，功率分配跟它们阻值成正比。

电路仿真系统内容指南所谓电路仿真，就是用户直接利用EDA 软件自身所提供的功能和环境，对所设计电路的实际运行情况进行模拟的一个过程。

如果在制作PCB 印制板之前，能够对原理图进行仿真，可明确把握系统的性能指标并据此对各项参数进行适当的调整，将能节省大量的人力和物力。

由于整个过程是在计算机上运行的，所以操作相当简便，免去了构建实际电路系统的不便，只需要输入不同的参数，就能得到不同情况下电路系统的性能，而且仿真结果真实、直观，便于用户查看和比较。

知识重点电路仿真的基本知识仿真分析的参数设置 电路仿真方法10.1 电路仿真的基本概念仿真中涉及的几个基本概念如下。

仿真元器件。

用户进行电路仿真时使用的元器件，要求具有仿真属性。

仿真原理图。

用户根据具体电路的设计要求，使用原理图编辑器及具有仿真属性的元器件所绘制而成的电路原理图。

仿真激励源。

用于模拟实际电路中的激励信号。

节点网络选项卡。

对电路中要测试的多个节点，应该分别放置有意义的网络选项卡名，便于明确查看每一节点的仿真结果（电压或电流波形）。

仿真方式。

仿真方式有多种，不同的仿真方式下相应有不同的参数设定，用户应根据具体的电路要求来选择设置仿真方式。

仿真结果。

仿真结果一般以波形的形式给出，不仅仅局限于电压信号，每个元件的电流及功耗波形都可以在仿真结果中观察到。

10.2 放置电源及仿真激励源Altium Designer 13提供了多种电源和仿真激励源，存放在Altium Designer 13/Library/Simulation/Simulation Sources.Intlib 集成库中，供用户选择。

在使用时，均被默认为理想的激励源，即电压源的内阻为零，而电流源的内阻为无穷大。

仿真激励源就是仿真时输入到仿真电路中的测试信号，根据观察这些测试信号通过仿真电路后的输出波形，用户可以判断仿真电路中的参数设置是否合理。

常用的电源与仿真激励源有如下几种。

1．直流电压/电流源直流电压源VSRC 与直流电流源ISRC 分别用来为仿真电路提供一个不变的电压信号或不变的电流信号，符号形式如图10-1所示。