内容简介
《Multisim 12仿真设计》主要讲解最新的EDA设计软件Multisim 12的使用方法,包括功能概述、基本操作、元件库描述、仪器仪表的使用、基本分析方法等综合性内容,并具体讲解Multisim 12在电路分析、模拟/数字电路、集成运放、电子电路设计、射频电路、电子测量、电源电路、单片机仿真、VHDL仿真、Verilog HDL仿真、数字通信原理仿真、PLC仿真以及PLD中的应用。
目录
第1章 概述
1.1 Multisim 12新特性
1.1.1 如何使用Multisim片段分享电路文件
1.1.2 使用LabVIEW和Multisim实现数字电路和模拟电路的联合仿真
1.1.3 如何使用Multisim和LabVIEW来设计和仿真有刷直流电机H-桥电路
1.1.4 新增的Xilinx工具支持
1.2 什么是EDA
1.3 EDA的用处
1.4 EWB与Multisim
第2章 Multisim 12元件库
2.1 Multisim 12元件库及其使用
2.1.1 电源库
2.1.2 基本元件库
2.1.3 二极管
2.1.4 晶体管
2.1.5 模拟元件库
2.1.6 TTL元件库
2.1.7 CMOS元件库
2.1.8 其他数字元件库(Miscellaneous Digital)
2.1.9 混合芯片库
2.1.10 指示部件库(Indicators)
2.1.11 功率组件(Power Component)
2.1.12 其他部件库(Miscellaneous)
2.1.13 外围设备库(Advanced Peripherals)
2.1.14 射频部件库(RF)
2.1.15 机电类元件库(Electro Mechanical)
2.1.16 微处理器库(MCU)
2.1.17 后缀和模型参数
2.2 创建元器件
2.2.1 在NI Multisim中创建自定义元器件
2.2.2 在NI Ultiboard中创建自定制元器件
第3章 Multisim 12仪器仪表的使用
3.1 仪器仪表的基本操作
3.2 数字万用表
3.3 函数信号发生器
3.4 功率计
3.5 两通道示波器
3.6 四通道示波器
3.7 波特图示仪
3.8 频率计数器
3.9 字信号发生器
3.10 逻辑分析仪
3.11 逻辑转换仪
3.12 IV分析仪
3.13 失真分析仪
3.14 频谱分析仪
3.15 网络分析仪
3.16 安捷伦信号发生器
3.17 安捷伦万用表
3.18 安捷伦示波器
3.19 泰克示波器
3.20 实时测量探针
3.21 LabVIEW采样仪器
3.21.1 Microphone(麦克风)
3.21.2 Speaker(播放器)
3.21.3 Signal Analyzer(信号分析仪)
3.21.4 Signal Generator(信号发生器)
3.22 电流探针
3.23 创建新的仪器仪表应用范例
3.23.1 游戏电路分析与简介
3.23.2 仪器game_boss-XLV3的设计与制作
3.23.3 仪器IO-XLV1的设计与制作
3.23.4 仪器game_a-XLV2的设计与制作
3.23.5 搭建实验电路
第4章 Multisim 12的基本分析方法
4.1 Multisim 12的分析菜单
4.2 直流工作点分析
4.3 交流分析
4.4 瞬态分析
4.5 傅里叶分析
4.6 噪声分析
4.7 失真分析
4.8 直流扫描分析
4.9 灵敏度分析
4.10 参数扫描分析
4.11 温度扫描分析
4.12 零-极点分析
4.13 传递函数分析
4.14 最坏情况分析
4.15 蒙特卡罗分析
4.16 线宽分析
4.17 批处理分析
4.18 用户自定义分析
4.19 噪声系数分析
第5章 Multisim 12在电路分析中的应用
5.1 电阻元件伏安特性的仿真分析
5.1.1 编辑原理图
5.1.2 仿真操作
5.1.3 结论
5.2 用DC Sweep分析直接测量电阻元件的伏安特性
5.2.1 线性电阻的测试
5.2.2 2N2222A二极管的伏安特性曲线测试
5.3 电容特性的仿真测试
5.4 电感特性的仿真测试
5.5 LC串联谐振回路特性的仿真测试
5.6 LC并联回路特性的仿真测试
5.7 互感耦合回路的仿真测试
5.7.1 互感耦合回路同名端的测试
5.7.2 互感耦合回路频率特性
5.8 受控源的仿真演示
5.8.1 电压控制电压源
5.8.2 电流控制电压源
5.8.3 电流控制电流源
5.8.4 电压控制电流源
5.9 戴维南和诺顿等效电路的仿真分析
5.9.1 构建的仿真测试电路
5.9.2 进行仿真测试
5.10 电路节点电压的仿真分析
5.11 二阶电路动态变化过程的仿真分析
5.11.1 阶跃响应
5.11.2 RLC串联电路的零输入响应和阶跃响应
5.12 交流电路参数的仿真测定
5.13 三相电路的仿真分析
5.13.1 线电压的仿真测试
5.13.2 测量三相电相序
5.13.3 测量三相电路功率
5.14 二端口网络参数的仿真测定
第6章 Multisim 12在模拟电路中的应用
6.1 测量晶体管特性曲线
6.2 晶体管单管放大电路的仿真
6.2.1 单管放大电路的基本原理
6.2.2 单管放大电路静态工作点的仿真分析
6.2.3 单管放大电路的动态分析
6.2.4 单管放大电路的瞬态特性分析
6.2.5 单管放大电路的灵敏度分析
6.2.6 单管放大电路的参数扫描分析
6.3 多级放大电路
6.3.1 多级放大电路的静态工作点分析
6.3.2 多级放大电路的频率响应分析
6.3.3 多级放大电路的极点-零点分析
6.3.4 多级放大电路的传递函数分析
6.4 负反馈放大电路
6.4.1 负反馈放大电路的基本原理
6.4.2 负反馈放大电路的频带展宽和对失真的改善作用
6.5 差动放大器电路
6.5.1 差动放大器电路的电路结构
6.5.2 差动放大器电路的静态工作点分析
6.5.3 差动放大器电路的频率响应分析
6.5.4 差动放大器电路的差模和共模电压放大倍数
6.5.5 共模抑制比CMRR
6.6 低频功率放大器电路
6.6.1 OTL电路的基本原理
6.6.2 乙类双电源互补对称的交越失真
6.6.3 OTL电路性能的改善及主要性能指标
第7章 Multisim 12在集成运放中的应用
7.1 比例求和运算电路
7.1.1 理想运算放大器的基本特性
7.1.2 反相加法运算电路的仿真分析
7.1.3 同相加法运算电路的仿真分析
7.1.4 减法运算电路的仿真分析
7.2 积分与微分运算电路
7.2.1 积分运算电路的仿真分析
7.2.2 微分运算电路的仿真分析
7.3 对数器
7.3.1 PN结伏安特性的仿真分析
7.3.2 二极管对数放大器的仿真分析
7.3.3 三极管对数放大器电路的仿真分析
7.4 指数运算电路的仿真分析
7.5 一阶有源滤波器
7.5.1 一阶有源低通滤波器的工作原理及交流仿真分析
7.5.2 一阶有源高通滤波器的工作原理及交流仿真分析
7.6 二阶有源滤波器
7.6.1 二阶有源低通滤波器的仿真分析
7.6.2 二阶有源高通滤波器的仿真分析
7.6.3 二阶有源带通滤波器的仿真特性
7.6.4 双T带阻滤波器电路的仿真分析
7.7 电压比较器
7.7.1 电压比较器的工作原理
7.7.2 过零比较器的仿真分析
7.7.3 滞回比较器的仿真分析
第8章 Multisim 12在通信电路中的应用
8.1 谐振回路
8.1.1 并联谐振回路特性的仿真分析
8.1.2 电容耦合谐振回路的仿真分析
8.2 小信号调谐放大器
8.2.1 单调谐回路放大器的仿真分析
8.2.2 双调谐回路放大器的仿真分析
8.2.3 小信号调谐放大器级联的仿真分析
8.2.4 单调谐回路与级联回路性能比较
8.3 高频功率放大器的基本原理
8.3.1 高频功率放大电路的仿真分析
8.3.2 高频功率放大器电流、电压波形
8.3.3 高频功率放大器馈电电路
前言/序言
本书编写的目的不仅是让它成为一本计算机学习用书,还希望为所有学习电子电路和从事这方面工作的读者提供一条更加经济、高效的设计新途径和指导。它既适用于Multisim仿真软件的初学者,也适合具有一定的计算机仿真软件使用经验和想通过使用Multisim仿真软件进行电子电路设计的读者。
计算机仿真软件NI Multisim 12是美国国家仪器公司(NI公司)推出的最新版本。在本教材完成之前,市面上已有各种Multisim以前版本的书籍出售,但大多着眼于介绍软件的使用,与教学结合较少。本教材是在借鉴了多方面的宝贵经验,并在切实考察了多个学科教学实际情况的基础上,本着为电子电路教学贡献微薄之力的宗旨,在多方面的努力和帮助之下完成的。本教材除了包含以往各个版本的功能外,还介绍了Multisim 12最新增加的一些功能和仪器、分析方法的使用。
本教材阐述了Multisim 12的各项主要功能,利用详细的图表和文字说明,指导读者从了解软件本身开始,直到学会建立一个完整电路和进行仿真、分析以及产生报告等操作。从文章总的结构上看,本教材可分为以下章节。
主要内容有:第1章概述;第2章Multisim 12元件库;第3章Multisim 12仪器仪表的使用;第4章Multisim 12的基本分析方法;第5章Multisim 12在电路分析中的应用;第6章Multisim 12在模拟电路中的应用;第7章Multisim 12在集成运放中的应用;第8章Multisim 12在通信电路中的应用;第9章Multisim 12在射频电路中的应用;第10章Multisim10在数字电路中的应用;第11章Multisim 12在电子测量中的应用;第12章Multisim 12在电源电路中的应用;第13章基于Multisim 12的单片机仿真;第14章Multisim 12在数字通信原理中的应用;第15章Multisim 12在PLC控制系统中的应用;第16章Multisim 12的PLD仿真设计。
书中还含有大量插图、图表,内容详细,图文并茂,资料翔实,涉及范围广。
本书由聂典、李北雁、聂梦晨、宿潇鹏、于俊、李滨、董子刚、周军等人编写。
本书在编写过程中,还得到NI公司Arnold Hougham先生、Evan Robinson先生、陈庆全老师、聂梦晨、宿潇鹏、李滨、葛松山等同志的大力协助与支持,谨此向他们表示衷心的感谢!
因时间仓促,作者水平所限,书中难免会有错误和疏漏的地方,恳请各位专家和读者批评指正。
Multisim 12软件(30天试用)及本教材中所有仿真实例在电子工业出版社网站有下载。
读者在使用本教材及软件过程中遇到各种疑问,可随时与作者联系。联系方式如下:
聂典
好的,这是一份关于《Multisim 12仿真设计》一书的详细图书简介,其中不包含该书的具体内容,而是侧重于从更宏观和应用的角度来描述电子设计与仿真领域的重要性,以及学习相关技能的价值。 --- 图书简介:电子系统设计与验证的未来之路 在当代工程实践中,电子系统的设计与实现已不再是单纯依赖物理原型构建与反复调试的漫长过程。随着技术复杂度的几何级增长,对高效、精确的虚拟验证手段的需求变得前所未有的迫切。本书系旨在为读者提供一个理解电子系统设计生命周期的全新视角,它不直接聚焦于某一特定软件工具的操作手册,而是深入探讨在当前技术环境下,如何构建一套系统性的、前瞻性的电路设计与验证思维框架。 一、时代背景:从理论到实践的鸿沟 现代电子工程的挑战在于,设计往往涉及复杂的交互作用、非线性效应以及对系统级性能的严格要求。传统的“面包板”式试错方法不仅耗时耗资,更难以应对高速、高频、高密度的集成电路挑战。因此,能否在设计初期就对电路行为进行准确预测和分析,成为区分优秀工程师与普通从业者的关键能力。 本书的讨论范畴,立足于这一行业痛点,强调“设计先行,仿真为基”的现代工程理念。它引导读者思考,在实际项目启动前,必须掌握哪些核心知识体系,才能确保从概念到实物的平稳过渡。 二、核心能力构建:仿真思维的系统化培养 电子系统仿真绝非简单的电路图绘制与参数输入。它本质上是一种模型思维的体现。成功的仿真工作要求设计者对目标电路的工作原理有深刻的理解,能够选择恰当的数学模型来近似描述物理现象,并对仿真结果进行批判性的解读。 本书将从以下几个维度深化读者的理解: 1. 建模的艺术与科学: 深入剖析不同元器件(如晶体管、运算放大器、传感器等)在不同工作状态下的数学描述差异。探讨理想模型、简化模型与复杂模型之间的权衡取舍,理解为何在特定分析阶段,过于精确的模型反而会降低求解效率。这部分内容侧重于对物理定律在电路层面映射的理解。 2. 分析类型的选择与应用: 系统的讲解不同类型的仿真分析(如直流工作点分析、瞬态响应分析、频率响应分析、参数扫描等)的应用场景与局限性。例如,何时需要聚焦于时域的精确度,何时应转向频域的能量分布考量。这要求读者建立一个清晰的分析流程图,确保每一步分析都服务于明确的设计目标。 3. 高级电路行为的预测: 探讨如何使用仿真工具来探索非线性系统的行为,例如电路的稳定性裕度、热效应的初步评估,以及对噪声敏感性的预判。这超越了基础的电路功能验证,进入了鲁棒性设计的范畴。 三、集成化设计流程的优化 现代电子产品往往是软硬件紧密结合的系统。一个优秀的电子设计流程,必须能够顺畅地整合硬件电路设计、嵌入式软件开发以及系统层面的集成验证。 本书将探讨仿真技术如何在这一集成流程中发挥关键作用: 硬件抽象与接口定义: 在软件团队开始编写驱动程序或算法之前,如何利用仿真环境模拟出目标硬件的I/O特性和时序要求,从而实现并行开发。 系统级联效应的评估: 现实世界中,电路模块间的耦合和干扰是常见的故障源。本书强调的仿真思维,在于如何构建一个能够体现模块间相互影响的虚拟测试平台,提前发现由连接或电源分配不当引起的连锁反应。 设计迭代与优化: 真正的设计过程是螺旋上升的。理解仿真结果的意义,意味着能够快速定位设计缺陷的根本原因(是元件选型错误、拓扑结构不合理,还是参数设置失当),从而高效地指导下一次修改,大大缩短产品上市时间(Time-to-Market)。 四、面向未来的学习路径 掌握电子仿真技术,不仅仅是学会操作一款软件,更是掌握了一种面向复杂问题的结构化解决能力。随着领域向更高频、更智能、更低功耗的方向发展,对验证精度的要求只会越来越高。 本书旨在培养读者具备“从示波器曲线推导电路原理”的能力,而不是仅仅停留在“软件显示什么就相信什么”的初级阶段。通过对仿真方法论的系统阐述,读者将能够: 1. 建立起对仿真模型精确度的敏感度,避免过度依赖默认设置。 2. 掌握跨越不同工程学科(如电磁兼容性基础概念、基础信号处理)的知识边界,使仿真结果更具工程意义。 3. 为未来接触更专业化、更复杂的系统级验证平台(如HDL仿真、混合信号仿真)打下坚实的理论基础。 结论: 本书提供的是一幅理解和驾驭复杂电子系统设计的思维蓝图。它帮助工程师将抽象的电路理论转化为可操作、可验证的虚拟模型,是实现高效、可靠、创新电子产品设计的必备思想武器。无论您是电子专业的学生、初入职场的工程师,还是寻求提升设计效率的资深专家,本书都将引导您迈向精确设计与验证的专业化道路。