基于Multisim 的電路分析方法

□許桂月任 佳

隨著科技的發展，人們的生活越來越離不開電子產品。為了滿足人們更加智能化的電子產品的需求，這就需要電子行業能夠不斷研發出新的產品。

一、Multisim 簡介

Multisim 是美國NI 公司推出的一款仿真軟件，該軟件提供了豐富的元件庫以及觀察、測試電路需要的儀器儀表。利用Multisim 可以實現模擬電路、數字電路的仿真，同時還可以實現將電路圖生成PCB 的過程，繪制電路的過程簡單明了。在仿真的過程中可以隨時調用元器件并進行元件參數的更改，實現電路的調試。

二、基于Multisim 的電路設計方法

(一)電路設計的基本步驟。對于電子產品的設計，傳統的方法是:一是提出產品設計能夠實現的功能;二是方案論證;三是確定方案，列出元件清單;四是畫電路圖，制作PCB板;五是焊接，電路調試;六是電路參數的測定，完成相應技術指標測量。對于剛才提到的方法，存在這樣一個問題，當調試的時候發現方案不可行，或者元器件無法達到相應的技術指標，那么這時候可能得重新開始更換方案，畫電路圖，制版。這不僅增加了設計者的工作量，同時增加了成本。為了節省人力物力，仿真軟件引入到產品設計的過程就變得越來越受到重視了。本文以功率放大器的設計為例，詳細講解利用仿真軟件Multisim 進行電路設計的方法。

圖1 功率放大電路

(二)利用Multisim 進行產品分析。功率放大電路的設計可以采用分立元件，也可以采用集成電路來完成。分立元件組成的電路，輸入輸出能夠實現比較大的靈活性，但是電路復雜，調試難度較大;而集成電路的輸出參數有一定的局限性，跟元器件有很大的關系，但是電路簡單，調試方便。本方案采用TDA2030 來完成的功放電路的設計，如圖1 所示。繪制完成電路圖，接下來進行電路參數的測試。

圖3 電路的輸出波形

1.調節電路，使之輸出的波形為不失真狀態。在輸入端接入虛擬函數發生器，同時，示波器通過A 通道接入到電路的輸入端，通過B 通道接入到電路的輸出端，用于觀察該電路的波形，如圖2 所示。

調節元件的參數，通過示波器可以看到波形從圖3 中(a)的狀態變成(b)狀態，即調節為不失真的正弦波。

圖3 中通過示波器觀察到的是電路輸入輸出的波形，但很多時候需要分析輸出的失真度，這時候可以在電路的輸出端接上模擬失真分析儀，如圖4 所示的方框圖。通過失真分析儀可以看到圖3 中(a)的失真度為17.798%，(b)的失真度為0.012%。儀器的接法如圖4 所示。

圖4 波形與失真度

2.觀察電路的放大倍數。圖5 為示波器觀察到的讀數，從圖中可以到看電路的輸入和輸出的信號值，由圖中的數據可以得出放大倍數為:

圖5 示波器的讀數

3.觀察電路的頻帶寬度。測試電路的帶寬，可以采用波特圖儀進行觀察電路的幅頻特性曲線，結果如圖6 所示，從圖中可以得出電路的帶寬為:

圖6 波特圖儀觀察的幅頻特性曲線

4.輸出功率。負載的功率是功率放大電路的又一個重要指標，功率的大小決定了負載能否正常工作。根據定義可得:

同樣，在Multisim 中仍然可以測出電路的輸出功率。測量的方法可以按照傳統的方法，通過萬用表測量電路的電壓、電流，然后計算，也可以采用系統提供的探針進行測量，針對圖1 的電路，將探針放在輸出端可以看到相應結果。V(rms)為輸出電壓的有效值，I(rms)為輸出電流的有效值，通過計算可以得到電路的輸出功率Po=2.1W。

三、結語

總之，Multisim 具有強大的功能。在電路設計以及分析過程中，通過仿真軟件進行調試，不僅節約了成本，而且能夠更加方便地調試、測試電路，達到事半功倍的效果。仿真軟件在電路分析中發揮的作用越來越受到人們重視，它將在電子行業中發揮著不可或缺的作用。

［1］郭亞琴，王正群，秦燕.Proteus 軟件在電子產品設計與制作中的應用［J］.實驗室研究與探索，2013

［2］朱金明，黃理瑞.淺析電子設計中EDA 技術的應用［J］.數字技術與應用，2014