打開(kāi)Multisim，開(kāi)始探索模擬仿真世界

作者自述

作為一名在模擬電路領(lǐng)域有著幾十年經(jīng)驗(yàn)的工程經(jīng)理，我迄今為止還沒(méi)有用過(guò)SPICE或其它仿真軟件，說(shuō)起來(lái)有些慚愧。最近，我在電腦上安裝了Analog Devices版的Multisim，下面我要嘗試能否設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)單可行的運(yùn)算放大器電路。我鎖好辦公室大門(mén)，打開(kāi)Multisim，開(kāi)始探索模擬仿真世界。

開(kāi)始使用

當(dāng)然，Multisim的“Help(幫助)”菜單下有各種指南；但是，和大多數(shù)工程師一樣，我決定跳過(guò)這一步，直接進(jìn)入程序。難度會(huì)有多大？打開(kāi)程序，先看一下菜單。不妨先從“Place(放置)”菜單項(xiàng)入手。

單擊“Place(放置)”后，選擇“Component(器件)”菜單，現(xiàn)在可以選擇運(yùn)算放大器了，我選中OP282GP。

選擇器件

現(xiàn)在，選擇屏幕上顯示的其中一個(gè)字母(A或B)。這些字母似乎是表示放大器的不同通道(雖然這是一個(gè)雙通道運(yùn)算放大器)；我選擇A。

目前為止，一切順利。接下來(lái)，會(huì)彈出另一個(gè)窗口，顯示更多可選的同一器件。單擊“Cancel(取消)”，因?yàn)楝F(xiàn)在選擇一項(xiàng)已經(jīng)足夠了。屏幕最后顯示下圖畫(huà)面。

接著，我注意到有很多方法可以放置器件。在網(wǎng)格的任意位置右擊，就會(huì)顯示一個(gè)窗口，可以輕松“Select a Component(選擇一個(gè)器件)”?，F(xiàn)在可以考慮保存了。我保存好文件，將電路命名為AMPBlock1。

連接電源

看著屏幕上顯示的器件，我決定連接電源。我沒(méi)有看到能提供電源的菜單，不過(guò)后來(lái)我發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)“Component(器件)”菜單完成。

右擊菜單欄時(shí)，跳出一個(gè)下拉框，可以選擇電源器件。我不大清楚怎么操作，就把光標(biāo)移到可能的電源上。一個(gè)是“數(shù)字地”，另一個(gè)是“地”。我知道需要模擬地，于是就選擇了“地”。然后放在圖中。

接下來(lái)，選擇VCC，再單擊放大器的引腳8；它會(huì)自動(dòng)連接。VEE應(yīng)該也是這樣操作。確實(shí)如此，但是放在了引腳4線(xiàn)路上方，看起來(lái)有些別扭。

把它拖到下方后，看著順眼些。電源上已經(jīng)有了+和? 5 V。有了這些值后，器件就可以工作了，于是我暫時(shí)將其擱置。

增加電阻

我所關(guān)注的是放大器，反相增益放大器就比較簡(jiǎn)單；下面我要增加一些電阻。同樣，還是用之前選擇放大器的“Place(放置)”菜單。但是，我發(fā)現(xiàn)屏幕的左側(cè)有各種器件可供選擇。我從“Family(系列)”中選擇“RESISTOR(電阻)”，阻值選擇“10 k”，然后單擊“OK(確認(rèn))”，放置電阻，連接至引腳2。菜單自動(dòng)彈出，我在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上又放置了另一個(gè)10 k的電阻。菜單又一次彈出。雖然這是一個(gè)JFET運(yùn)算放大器，但是同相輸入還需要一個(gè)電阻，我選擇了一個(gè)5 k的電阻，本來(lái)沒(méi)有它我可以做得更好。稍后可以檢查這么做是否增加了噪聲，究竟是不是正確的決定。

現(xiàn)在可以將5 k電阻接地。單擊該電阻，將其拖到接地符號(hào)上。連接成功。如果想要旋轉(zhuǎn)電阻， 可以選擇“Control-R(控制電阻)”。10 k反饋電阻位于放大器上方，于是我把它拖低一些?，F(xiàn)在我發(fā)現(xiàn)它并未連接到輸入端，無(wú)法連接了?？戳艘幌虏藛沃螅覜Q定依次選擇“Place(放置)”和“Junction(結(jié)點(diǎn))”。試了幾次后，我終于將三個(gè)器件連接到同一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

現(xiàn)在，我覺(jué)得離成功不遠(yuǎn)了。我準(zhǔn)備增加另一個(gè)結(jié)點(diǎn)，這樣就有了輸出。

大功告成

做完這些以后，差不多快完成了。我不知道如何連接輸入和輸出，也不知道如何進(jìn)行其它操作。于是我決定切換“Simulation(仿真)”開(kāi)關(guān)。窗口底部出現(xiàn)了提示。

情況還算不錯(cuò)，沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤。我覺(jué)得需要有輸入，還需要有一些設(shè)置來(lái)測(cè)量輸出。瀏覽了一遍菜單后，我依次選擇“Place > Component > Sources(放置 > 器件 > 源)”，然后選擇“SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES”。接著選擇“AC_VOLTAGW”，把它連接到10 k輸入電阻。接下來(lái)，需要想辦法查看輸出。

在選項(xiàng)“Simulate > Instruments(仿真 > 儀器)”中，我找到了示波器。我選中示波器，然后將一個(gè)通道連接至AC_VOLTAGW的輸出，將另一個(gè)通道連接至放大器的輸出。將一個(gè)示波器通道接地。后來(lái)，我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)情況下不需要這么做?，F(xiàn)在可以試一下了。

單擊右上方的“Simulate(仿真)”按鈕時(shí)，沒(méi)有任何反應(yīng)。于是，我雙擊示波器，竟然成功了！

我迅速更改刻度，得到了下圖所示的結(jié)果。

第一次仿真完成。雖然只是一個(gè)簡(jiǎn)單的反相放大器，卻是將來(lái)進(jìn)行更多仿真的開(kāi)始。我可以輕松設(shè)計(jì)出一個(gè)濾波器了。另外，我可能還會(huì)試著檢查應(yīng)用中的噪聲是否足夠低。至少，現(xiàn)在我可以打開(kāi)辦公室門(mén)了。

Multisim是業(yè)界一流的SPICE仿真標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。它是NI電路教學(xué)解決方案的重要基礎(chǔ),可通過(guò)設(shè)計(jì)、原型開(kāi)發(fā)、電子電路測(cè)試等實(shí)踐操作來(lái)提高學(xué)生的技能。使用Multisim設(shè)計(jì)方法可減少原型迭代次數(shù)并幫助用戶(hù)在設(shè)計(jì)過(guò)程中更及時(shí)地優(yōu)化印刷電路板(PCB)設(shè)計(jì)。