摘要：介绍了Multisim 2001软件的功能，并通过一个实例介绍Multisim 2001软件在电子线路实验中的具体应用。
关键词：Multisim 2001；电子线路；仿真实验；VHDL
随着计算机技术的发展和电路仿真软件的不断出现，电路仿真技术愈来愈受到人们的重视，很多学校已将电路仿真技术作为教学内容。Multisim2001是在EWB的基础上发展起来的专业仿真软件，可真实地仿真分析实际电路的工作，是电子线路仿真实验的理想工具。
1Multisim 2001软件简介
Multisim2001 软件是EWB软件的最新版本，专门用于电路仿真，是迄今为止使用最方便、最直观的仿真软件，增加了大量的VHDL元件模型，可以仿真更复杂的数字元件，在保留了EWB形象直观等优点的基础上，大大增强了软件的仿真测试和分析功能，大大扩充了元件库中的元件的数目，特别是增加了大量与实际元件对应的元件模型，使得仿真设计的结果更精确、更可靠、更具有实用性。
Multisim2001软件具有以下的功能：
（1）具有丰富的元件库Multisim2001主元件库提供了一个庞大的元件模型数据库，并且用户通过新增的元件编辑器可以建立自己的元件库。
（2）类型齐全的仿真在Multisim2001电路窗口中，既可以分别对数字或模拟电路进行仿真，也可以将数字元件和模拟元件连接在一起进行仿真分析，还可以对射频电路进行仿真。
（3）高度集成的操作界苗Multisim2001将电路原理图的创建，电路的测试分析和结果的图表显示等，全部集成到同一个电路窗口中。整个操作界面就像一个实验工作台，有存放仿真元件的元件箱，有存放测试仪器仪表的仪器库，有进行仿真分析的各种操作命令。
（4）强大的分析功能Multisim2001提供了十几种电路的分析功能，有直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析等，可帮助设计者分析电路的性能，大大缩短分析时间。
（5）强大的虚拟仪器仪表功能Multisim 2001提供了双踪示波器、逻辑分析仪、波特图示仪、数字万用表等十多种虚拟仪器、仪表，操作界面如同在实验室中亲手操作仪器一样，可非常方便地用于分析研究和教学，逻辑分析仪、网络分析仪更是一般实验室不可多得的高档仪器。
（6）具有VHDL／Verilog的设计和仿真功能Multisim2001包含了VHDL／Verilog的设计和仿真，使得大规模可编程逻辑器件的设计和仿真与模拟电路、数字电路的设计和仿真融为一体，突破了原来大规模可编程逻辑器件无法与普遍电路融为一体仿真的缺陷。
（7）提供多种输入输出接口Multisim 2001可以输入由Spice等其他电路仿真软件所创建的Spice网表文件并自动形成相应的电路原理图，可以把Multisim 2001环境下创建的电路原理图文件输出给Protel等常见的PCB软件进行印刷电路板设计，也可以将仿真结果输送到MathCAD和Excel等应用程序中。
2应用实例
下面以三极管小信号放大器仿真实验为例介绍Multisim2001在电子线路实验中的应用。三极管小信号放大器电路如图1所示。
2．1静态工作点的测试与调整
仿真电路如图2所示，依次调节Rw的百分比，记录各电压、电流表的值，对应填入表1中，并计算IC／IB值。
可以得出结论：
（1）调节RW可改变UB电位，因而改变了三极管IB，…，UBE的大小。不同的工作状态，电流放大倍数β≦IC／IB不相等。
（2）在三极管的放大区（RW取10％，15％，20％时）IC／IB值较大；而在截止区或饱和区IC／IB值较小，且在饱和区（RW取 0％，1％）UCE值接近0，在截止区（RW取95％，100％）UCE值接近直流电源的电压，甚至等于直流电源的电压。
2．2测试电压放大倍数
仿真电路如图3所示，设置信号源输入信号的幅度为US＝100 mV，频率为1 000 Hz。用示波器测量输入、输出波形如图4所示，此时输出端波形不失真。按表2所列测试条件测试Ui，Uo的值，并计算K＝Uo／Ui。
仿真结果得出结论：当三极管放大电路的元件参数不改变时，电路的电压放大倍数基本不变。
2．3静态工作点对输出波形的影响
删除图3的数字万用表XMM1，XMM2，在三极管T的集电极串联数字万用表XMM1，测量IC；在三极管T的C极与地之间并联数字万用表XMM2，测量 UC。设置US＝100 mV，f＝1000 Hz，调节RW分别为3％，10％，70％，仿真波形如图5所示，分别为饱和失真、不失真放大、截止失真。把IC，UC读数填入表3。
仿真结果得出结论：改变基极偏置电阻RW，静态工作点电流IC，电压UC随之变化，从而导致三极管工作区域变化。偏置电阻RW、电流IC、电压UC各值适中，三极管工作在放大区；若偏置电阻RW小，电流IC过大，电压UC偏小，三极管工作在饱和区；反之，三极管工作在截止区。
2．4测量输入电阻
把图3的示波器和XMM2删除，保留XMM1，并在R1与C1之间串联一个数字万用表，测量Ii，XMM1测量Ui。调节RW为70％，打开仿真开关，测得输入电压Ui＝63．444 mV，输入电流Ii＝0．007 mA，计算Ri＝Ui／Ii＝63．444／0．007＝9．06 kΩ。
结论：共射放大电路的输入电阻较大。
2．5测量输出电阻
把图3的示波器和XMM1删除，同时也删除信号源，用导线短接，再删除RL和J1，用信号源代替RL。信号源设置为US＝1 V，f＝1 000 Hz，在C2的负端串联一个数字万用表，测量IO，数字万用表XMM2测量UO。调节RW为70％， 打开仿真开关，测得输出电压UO＝707 mV，输出电流IO＝0．296 mA，计算RO＝UO／IO＝707．107／0．296＝2．39 kΩ。
结论：共射放大电路的输出电阻也较大。
2．6测试幅频特性
把图3中的示波器、XMM1及XMM2删除，将波特图仪中的In＋接到电路的输入端，Out＋接到电路的输出端，In－和Out－接地，打开仿真开关，用鼠标双击波特图仪，得如图6所示的幅频特性。测出上限频率fH＝2．291MHz，下限频率fL＝57．544 Hz。
结论：共射放大电路的通频带较宽。
3结语
从以上的应用实例可见，Multisim2001软件是很好的电子线路仿真软件，把Multisim2001软件应用于电子线路实验中，不仅能够很好地培养学生的动手能力，而且加强了学生对电子线路的分析、综合能力，实现了实验教学手段的创新。
参考文献
［1］毛哲，张双德．电路计算机设计仿真与测试［M］．武汉：华中科技大学出版社，2003．
［2］朱力恒．电子技术仿真实验教程［M］．北京：电子工业出版社，2003．
