第一部分：Multisim 13.0 简介
1 什么是 Multisim？
Multisim 是美国国家仪器公司推出的一款功能强大的电子电路仿真软件，它被誉为“虚拟电子实验室”，允许用户在计算机上完成从电路设计、元器件选取、搭建、仿真分析到生成报告的全过程。
（图片来源网络，侵删）
Multisim 13.0 是一个经典且非常稳定的版本，至今仍被许多高校和工程师广泛使用。
2 主要功能与优势
- 直观的图形界面：采用拖放式操作，像在面包板上搭电路一样简单。
- 庞大的元器件库：包含数万种真实、精确的模拟、数字、射频及 MCU（微控制器）模型。
- 强大的仿真引擎：基于 SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）算法，仿真结果准确可靠。
- 丰富的虚拟仪器：内置示波器、万用表、函数发生器、逻辑分析仪等，就像拥有一个真实的仪器室。
- 全面的分析工具：提供直流工作点、交流扫描、瞬态分析、傅里叶分析、蒙特卡洛分析等高级分析功能。
- 与硬件结合：可与 NI ELVIS（教学实验室虚拟仪器套件）或 myDAQ 等硬件连接，实现软硬件联合仿真和真实数据采集。
第二部分：软件界面初识
打开 Multisim 13.0，你会看到以下几个主要区域：
- 菜单栏：包含所有软件命令，如文件、编辑、视图、放置、仿真、传输等。
- 标准工具栏：常用命令的快捷按钮，如新建、打开、保存、放大、缩小、仿真运行/停止等。
- 元器件工具栏：这是核心区域，按元器件类型分类（电源、基础元件、二极管、晶体管、TTL、CMOS、混合器件、指示器、杂项等）。
- 仿真仪器工具栏：放置虚拟仪器的快捷入口，如万用表、示波器、函数发生器等。
- 设计窗口：中间最大的区域，是你绘制电路原理图的地方，也称为“电路图捕获”窗口。
- 电子表格视图：通常位于屏幕底部，可以快速查看和修改所有元器件的参数、属性、容差和模型信息。
- 活动标签：在多个打开的文件（如原理图、仿真图表、PCB视图）之间切换。
第三部分：第一个电路仿真：点亮一个 LED
让我们通过一个最简单的例子,走完整个仿真流程。
步骤 1：新建电路图
- 启动 Multisim 13.0。
- 点击菜单栏
文件->新建->原理图，或直接点击标准工具栏的“新建”按钮。
步骤 2：放置元器件
我们需要一个电源、一个电阻、一个 LED 和一个接地。
（图片来源网络，侵删）
-
放置直流电源 (VCC)
- 在元器件工具栏中,点击
电源(Sources) 按钮。 - 在弹出的对话框中,选择
POWER_SOURCES组。 - 在元器件列表中找到
VCC，选中它，点击确定。 - 在设计窗口中点击一下,放置一个 VCC 电源，默认是 5V。
- 双击
VCC符号，在值标签页中可以修改电压，例如改为12V，然后点击确定。
- 在元器件工具栏中,点击
-
放置电阻
- 在元器件工具栏中,点击
基础元件(Basic) 按钮。 - 在对话框中,选择
RESISTOR组。 - 在元器件列表中找到一个合适的阻值,
1k，点击确定并放置在图上。 - 双击电阻,可以修改其精确阻值，如输入
330，单位会自动变为 。
- 在元器件工具栏中,点击
-
放置 LED
- 在元器件工具栏中,点击
指示器(Indicators) 按钮。 - 在对话框中,选择
LED组。 - 选择一个颜色（如
RED或GREEN），点击确定并放置。
- 在元器件工具栏中,点击
-
放置接地
（图片来源网络，侵删）- 在元器件工具栏中,点击
电源(Sources) 按钮。 - 在对话框中,选择
POWER_SOURCES组。 - 选择
GROUND，点击确定并放置。注意：任何一个电路都必须有接地参考点！
- 在元器件工具栏中,点击
步骤 3：连接电路
- 将鼠标移动到元器件的引脚上,鼠标指针会变成一个带十字的圆圈 。
- 点击并拖动鼠标,会画出一条导线，将导线拖到另一个需要连接的元器件引脚或导线上，再次点击，完成连接。
- 按照下图连接好你的电路：
步骤 4：放置虚拟仪器
为了观察 LED 是否点亮，我们可以使用一个虚拟仪器，比如万用表。
- 点击
仿真仪器工具栏中的万用表(Multimeter) 图标。 - 在设计窗口中点击放置它。
- 双击万用表,会弹出一个仪器面板，将其设置为 电压档。
步骤 5：运行仿真
- 点击标准工具栏上的
运行(Run) 按钮（绿色三角形）。 - 电路开始仿真,你应该能看到 LED 亮起来了（Multisim 中会用颜色变化表示）。
- 观察万用表的面板,它会显示电阻两端的电压值，根据欧姆定律，
V = I * R，流过 LED 的电流I = (12V - LED正向压降) / 330Ω，LED 的正向压降大约为 1.8V - 2.2V，所以电流大约在 30mA 左右。
步骤 6：停止仿真
- 点击工具栏上的
停止(Stop) 按钮（黑色方块）。
恭喜！你已经成功完成了你的第一个 Multisim 仿真。
第四部分：核心功能详解
1 元器件查找与放置
- 快捷方式：在元器件工具栏的任意位置点击右键，选择
搜索元件...(Search...)，你可以直接输入元器件名称（如1N4148）或参数（如10k）来快速查找。 - 虚拟与真实元器件：
- 真实元器件：有封装、精确的模型参数，可用于后续的 PCB 设计，它们通常带有颜色标记（如紫色背景）。
- 虚拟元器件：只有基本符号和参数，没有精确模型和封装，仅用于仿真，非常灵活，它们通常带有浅绿色背景，初学者建议多用虚拟元器件。
2 电路分析与测量
-
虚拟仪器：
- 万用表：测量交/直流电压、电流、电阻。
- 示波器：观察信号波形，是分析模拟电路最重要的工具。
- 函数发生器：产生正弦波、方波、三角波等测试信号。
- 瓦特表：测量功率。
- 逻辑转换仪：在数字电路中实现真值表、逻辑表达式和门电路之间的转换。
-
仿真分析：
- 点击菜单栏
仿真->分析，会看到一个长长的列表。 - 直流工作点分析：分析电路在直流电源下的各节点电压和支路电流，这是进行其他分析的基础。
- 瞬态分析：类似于用示波器观察电路随时间变化的响应，是分析动态电路（如放大器、振荡器）的核心方法。
- 交流扫描分析：分析电路在不同频率下的响应，常用于绘制滤波器、放大器的幅频和相频特性曲线（即波特图）。
- 点击菜单栏
3 参数扫描分析
这是一个非常强大的功能,可以研究某个元器件参数变化对电路性能的影响。
示例：分析不同阻值的限流电阻对 LED 亮度的影响
- 按照第三部分的电路搭建好。
- 双击电阻
R1，在弹出的对话框中，点击参数标签页。 - 勾选
参数扫描分析显示。 - 设置参数：
参数:电阻扫描开始:100扫描停止:1000扫描类型:线性扫描步进:100扫描变量类型:列表
- 点击
确定。 - 点击菜单
仿真->分析->参数扫描分析。 - 在
分析参数标签页，设置：扫描的元器件:rr1(这是电阻的内部变量名)扫描参数:电阻扫描起始值:100扫描终止值:1000扫描类型:线性扫描步进:100
- 在
输出标签页，选择要分析的变量，v(2)(即电阻和 LED 连接点的电压)。 - 点击
运行，Multisim 会自动运行多次仿真，并生成一张图表，展示不同电阻值下的电压曲线，你可以通过观察 LED 的亮度变化来直观感受。
第五部分：从仿真到 PCB 设计
Multisim 13.0 可以无缝地将其设计转化为可以制造的 PCB。
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为元器件添加封装：
- 在电路图中双击需要添加封装的元器件（如电阻）。
- 在
属性对话框中，切换到值标签页。 - 在
封装区域，点击编辑...。 - 在
PCB 封装对话框中，点击选择封装...。 - 从封装库中选择一个合适的封装,如
AXIAL-0.4（用于直插电阻），然后点击确定。
-
生成网表和 PCB：
- 点击菜单栏
工具->PCB 向导。 - 在向导中,你可以选择 PCB 尺寸、层数、过孔样式等。
- 完成后,Multisim 会自动调用 Ultiboard（NI 的 PCB 设计软件，与 Multisim 捆绑）来打开一个全新的 PCB 文件，并自动布局和布线，你可以在 Ultiboard 中进行进一步的优化。
- 点击菜单栏
第六部分：学习资源与技巧
1 官方资源
- NI Circuit Design Community：NI 官方的用户社区，有大量教程、案例和讨论。
- Multisim 帮助文档：按
F1键，或通过帮助->NI 帮助访问，这是最权威、最详细的参考资料。
2 学习技巧
- 从简单开始：先从基础的直流电路、RC/RL 电路开始，再逐步挑战模拟电路（如单管放大器）和数字电路（如计数器、555 定时器）。
- 善用虚拟仪器：不要害怕用坏仪器，虚拟仪器可以无限次使用，多用示波器来“看”电路。
- 理解分析结果：仿真不是目的，理解仿真结果背后的物理意义才是关键，做完交流扫描分析后，要能看懂波特图，知道电路的低通、高通特性。
- 建立自己的元器件库：将自己常用的、经过验证的元器件或子电路保存到个人库中，提高设计效率。
- 尝试高级分析：当你熟悉基本操作后，一定要尝试蒙特卡洛分析（分析元器件公差对电路的影响）、温度扫描分析（分析环境温度对电路的影响）等高级功能，它们是电路优化的利器。
希望这份详细的教程能帮助你顺利入门 Multisim 13.0！祝你学习愉快！
