Multisim10的電子電路設計與應用

蔣喜輝

（哈爾濱廣播器材有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

隨著電子技術和計算機技術的飛速發展，電子電路的設計和分析方法發生了重大變革。采用先進的電子設計自動化Multisim 10仿真軟件，已成為發展的趨勢。在計算機上安裝該仿真軟件，可方便地使用品種齊全的元器件庫設計電路，任意修改元件參數，分析各元件參數對電路的作用與影響，增強對電路的感性與理性認識。使用者能夠較好地掌握各種元件在電路中所起的作用，以及各種仿真儀器的基本使用、電路參數的測試方法，把設計理念與實際問題有機地結合起來。同時，計算機仿真設計電路也克服了真實元器件品種、規格和數量上的不足，避免了在使用中造成測量儀器損壞等不利因素。仿真設計對提高設計者分析、解決問題能力有實際意義，對開拓培養設計人員的綜合設計能力、創新思維能力有積極作用。

1 Multisim10軟件的主要特點

MultisimlO是美國NI公司推出的EDA(Electronic Design Automatic)軟件的一種，它將電路圖輸入仿真與設計的模塊更名為Multisim，是一個完整的電路設計和仿真工具軟件。它提供了一個龐大的元件數據庫，包含電子電路仿真設計的模塊Muhisim、PCB設計軟件Ultiboard、布線引擎Uhiroute及通信電路分析與設計模塊4個部分，這4個部分相互獨立，可以分別使用。該軟件可以對模擬、數字、模擬／數字混合電路進行仿真，克服了傳統電子設計工作的諸多限制。該軟件的特點是：設計與實驗同步進行，邊設計邊實驗，修改調試方便；設計和實驗用的元器件及測試儀器儀表齊全，可以完成各種類型的電路設計與實驗；可以方便地對電路參數進行測試和分析；可以直接打印輸出實驗數據、測試參數、曲線和電路原理圖；不消耗實際的元器件，實驗所需元器件的種類和數量不受限制，實驗成本低、速度快、效率高；設計和實驗成功的電路可以直接在產品中使用。

通過軟件將元器件和儀器集合為一體，電子設計人員利用這個軟件可對所設計的電路進行仿真和調試，一方面可以驗證所設計的電路是否能達到所設計的技術指標要求；另一方面。又可通過改變電路的結構、元器件參數，使整個電路的性能達到最佳。使用者根據仿真電路的結果，將實際電路制作出來，這樣，不僅降低了電路的設計成本，同時也拓寬了設計人員設計產品的研發思路。目前，該軟件的先進設計理念和技術已被越來越多的廣大工程技術人員所熟悉和掌握。

2 MuhisimlO在電子電路中的設計與應用

在電子電路中，常用的方法是采用實驗箱或搭建相關電路，通過示波器等對儀器進行測試及性能分析，但這種方法受到實驗儀器的限制從而影響實驗結果的準確性。利用Muhisim軟件進行電路的搭建，不僅具有高效省時的特點，而且有利于理解電路中一些難懂的概念。在課程中應用Multisim軟件的實驗仿真步驟如圖1所示。在電子電路課程中。調制和解調電路是重要的組成部分，對調制、解調的概念難于理解。現以振幅調制與解調電路中的幾個典型電路為例，分別對仿真電路工作原理進行理論分析和功能驗證。

圖1

2.1 電路仿真

根據以上所述的原理，在Multisim的工作界面下創建如圖2所示的由乘法器組成的AM信號產牛的電路 。電路中，載波信號uc（t）(VI)為幅度 1V，頻率為 20KHz的正弦波。它送到乘法器的Y輸入端口。而直流電壓源ucm 為 1.5 伏(V3)，低頻調制信號 uΩ（t）(V2)為幅度lV，頻率為l KHz的正弦波，二者疊加后送到乘法器的x輸入端口。運行仿真電路，雙擊示波器XSCl，可以得到載波信號 (A通道)、調制信號(B通道)、和已調信號(C通道)的仿真波形。從仿真結果來看，高頻調幅波的幅值隨著調制信號的規律變化。實現了調幅過程。若將圖2中V3的值改變為0.6V，即改變調制波的振幅。從仿真波形來看。出現過涮幅現象，信號包絡的變化規律與調制信號波形不一致，產生了嚴重的包絡失真，在實際應用中，要盡量避免這種現象。

圖2

2.2 振幅解調電路

圖3

調幅信號的解調原理框圖解調是調制的逆過程，是從高頻已知信號中恢復調制信號的過程，調幅波的解調也稱為檢波。振幅解調的方法可分為包絡檢波和同步檢波兩大類，由于調幅波信號的包絡與調制信號成正比，因此包絡檢波只適用于普通調幅波的解調，而雙邊帶信號(DSB)和單邊帶信號(SSB)只能用同步檢波解調。現以普通調幅采用包絡檢波器進行檢波為例進行電路分析，包絡檢波器由非線性電路和低通濾波器兩部分組成，其原理框圖如圖3所示。

2.3 調幅信號的解調電路

普通調幅信號一般采用二極管包絡檢波器。Vl是一個普通凋幅信號源，調制信號頻率是500 Hz，載波頻率是500KHz，幅度是1.6V，調制度是0.5。普通調幅波經過電容C1和二極管D1檢波。再經過由R2和C2組成的低通濾波器濾波后輸出。運行仿真電路，雙擊示波器XSC1，可以得到二極管包絡檢波器的輸入輸出波形，A通道為輸入的調幅波信號，B通道為檢波器的輸出，通過輸波形可以看出檢波器存在一定的失真，

3 結語

采用Multisim 10仿真軟件，利用Muhisim10軟件平臺對各個單元電路進行性能測試和仿真分析，操作方便，能夠直觀的觀察動態仿真波形，對電路進行仿真能直觀地分析電路結構及設計思路，并且可以容易地更換所需要的元件，通過模擬可快速地反映出所設計電路的性能。該軟件特別適用于綜合設計性實驗項目，有效地克服實驗室開放條件的限制。可根據所學知識和自身能力，自行設計電路方案，進行電路分析，可有效地節省產品開發的成本與時間。

[1]萬琰,謝海良.基于Multisim10的電機正反轉控制電路的設計與仿真[J].漯河職業技術學院學報,2009-09-15.