Multisim简介：短时间内学会捕获，模拟和布局

1.简介

对于这个入门示例，您将模拟一个标准的同相运算放大器电路（如图1所示）。该同相放大器的增益由表达式Gain = 1 + R1 / R2计算。因此，如果R1 = R2 ，则增益等于2 ，您将在Multisim中运行交互式仿真时进行验证。

图1.同相放大器电路。

2. A部分：选择组件

首先在Multisim环境中绘制原理图。

1. 通过选择所有程序»National Instruments»Circuit Design Suite 13.0»Multisim 13.0打开Multisim。
2. 选择Place»Component 。出现Select a Component窗口（也称为Component Browser ），如图2所示。

图2.选择一个Component窗口。

组件浏览器将数据库组件分为三个逻辑级别。主数据库包含只读格式的所有装运组件。在公司数据库中，您可以保存要与同事共享的自定义组件。最后，用户数据库是保存自定义组件的位置，只能由特定设计者使用。

附加点

• 组件（或零件）被组织为“组”和“簇”，以直观和逻辑地将通用零件组合在一起，并使搜索更容易，更有效。
• 组件浏览器在单个弹出窗口中显示组件名称，符号，功能描述，模型和封装。

3. 选择Source的组并突出显示POWER_SOURCES系列。
4. 选择GROUND组件（如图2所示）。
5. 单击确定。 “选择组件”窗口暂时关闭，并且接地符号已“映射”到鼠标指针。
6. 将鼠标移到工作区上的适当位置，然后单击鼠标左键一次以放置组件。放置组件后，“选择组件”窗口将再次自动打开。
7. 再次转到Sources组，并突出显示POWER_SOURCES系列（如果先前选择中尚未突出显示）。
8. 选择DC_POWER组件。
9. 将DC_POWER组件放置在原理图上。
10. 重复步骤7、8和9，放置第二个DC_POWER组件。

附加点

• 没有电源和接地，模拟将无法运行。
• 如果需要多个组件，则可以重复所示的放置步骤，或者放置一个组件，然后根据需要使用复制（Ctrl + C）和粘贴（Ctrl + V）来放置其他组件。
• 默认情况下，“选择组件”窗口将一直作为弹出窗口返回，直到完成放置组件为止。关闭窗口以返回到原理图输入窗口。

现在，使用前面步骤中讨论的技术放置其余电路组件。

11. 选择模拟组和OPAMP系列。
12. 在“组件”字段中键入AD712。
13. 选择AD712SQ / 883B组件，如下图所示：

图3.选择运算放大器。

请注意，此组件是一个多部分组件，如A和B选项卡所示。

14. 将AD712SQ / 883B组件的A部分放在工作区上。
15. 返回到“选择组件”窗口。
16. 选择基本组，电阻器系列。
17. 选择一个1kΩ电阻。在封装制造商/类型字段中，选择IPC-2221A / 2222 / RES1300-700X250 。
18. 放置电阻。

注意：当组件重影到鼠标指针时，可以使用键盘上的<Ctrl + R>快捷键在放置之前旋转组件。

19. 重复步骤16、17和18，放置另一个1kΩ电阻。
20. 选择Sources组， SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES系列，然后放置AC_VOLTAGE组件。此时，原理图应如下图所示：

图4.放置在工作区上的组件。

3. B部分：接线图

Multisim是一种无模式的布线环境。这意味着Multisim通过鼠标的位置确定鼠标指针的功能。您不必返回菜单即可在放置，布线和编辑工具之间进行选择。

1. 通过将鼠标指针移到组件的引脚附近开始布线。鼠标显示为十字准线，而不是默认的鼠标指针。
2. 通过单击零件的引脚/端子（在这种情况下，是运算放大器的输出引脚）来放置初始接线端。
3. 通过将鼠标移至另一个端子来完成导线，或双击以将导线的端点锚定到原理图窗口中某个位置的浮动位置，以完成导线。
4. 使用复制<Ctrl + C>和粘贴<Ctrl + V>创建地面符号的副本。
5. 完成布线，如图5所示。不必担心布线上标记的数字（也称为网络）。

图5.接线示意图。

最后一个关键步骤是使用On-page连接器通过虚拟连接将电源端子连接到运算放大器的正负电源轨。

6. 选择“位置”»“连接器”»“页面上的连接器”，然后将其连接到V1电源的正极。将打开“页面上的连接器”窗口。
7. 在连接器名称字段中输入+ V ，然后单击确定。
8. 选择另一个On-page连接器并将其连接到运算放大器的端子8。页面上连接器窗口将再次打开。
9. 在“可用连接器”列表中选择+ V连接器，然后单击“确定” 。现在， V1 DC电源的正极通过虚拟连接连接到运算放大器的引脚8。
10. 重复步骤6到9，将V2的负极连接到运算放大器的引脚4。将页面连接器命名为–V 。原理图现在应如下图所示：

图6.带有页面连接器的示意图。

4. C部分：模拟电路

现在，您可以运行交互式Multisim模拟了。但是，您需要一种可视化数据的方法。 Multisim提供了可视化模拟测量的工具。仪器可在右侧菜单栏中找到，并由以下图标指示。

图7. Instruments工具栏。

1. 从菜单中选择示波器，然后将其放置在原理图上。
2. 将示波器的通道A和通道B端子连接到放大器电路的输入和输出。
3. 放置接地组件并将其连接到示波器的负极端子。
4. 右键单击连接到通道B的导线，然后选择分段颜色。
5. 选择蓝色阴影，然后单击确定按钮。原理图应如图8所示。

图8 。将示波器连接到原理图。

6. 选择模拟»运行以启动模拟。
7. 双击示波器以打开其前面板并观察仿真结果（请参见图9）。如预期的那样，输入信号被放大了2倍。
8. 通过按下仿真工具栏中的红色停止按钮来停止仿真。

图9 。仿真结果。

5. D部分：转移到PCB布局

现在，我们准备将Multisim设计转移到Ultiboard进行PCB布局。在为此做准备时，我们需要考虑到源（电源，信号）和地面是虚拟组件，因此不能将它们传输到Ultiboard。另外，所有组件都必须包含足迹信息。用连接器代替电源和接地是一个好习惯。

1. 从原理图中删除V1 ， V2 ， V3和示波器。请勿卸下页面上的连接器。
2. 打开“组件浏览器” ，然后放置TERMINAL_BLOCKS系列连接器组中的282834-4接线端子。该连接器将用于连接电源（ + V ， -V ）。
3. 如下图所示，将连接器的引脚1连接到+ V On-page连接器，将引脚4连接到–V On-page连接器，并将引脚2和3接地。

图10.连接端子块。

4. 在工作区上放置另一个282834-4接线盒。该连接器将用于连接输入和输出信号。
5. 将连接器的引脚1连接到运算放大器的引脚3（输入）。
6. 将连接器的引脚2连接到运算放大器的引脚1（输出）。
7. 将连接器的引脚3接地。原理图将类似于下图：

图11.带有接线盒的示意图。

8. 选择传输»传输到Ultiboard»传输到Ultiboard 13.0，然后保存网表文件。 Ultiboard将自动打开。
9. 单击“确定”接受“导入网表”窗口中列出的所有操作。 Ultiboard将创建一个默认的板轮廓。请注意，所有部件都放置在电路板轮廓之外，并且黄线（标线）标识引脚之间的连接，如图12所示。

图12.默认电路板轮廓和从Multisim转移的零件。

在本练习中，我们将使用2x2英寸的板。请按照以下步骤调整电路板轮廓的大小。

10. 在屏幕左侧找到“设计工具箱”。
11. 选择“层”选项卡，然后双击“板轮廓”以启用该层，如下所示。

图13.设计工具箱。

使用“设计工具箱”的“层”选项卡，可以在设计的层之间移动并控制层的外观。

12. 转到工具栏区域，并参考下图找到“选择”工具栏。

图14.选择工具栏。

“选择”工具栏包含用于控制选择过滤器的功能。换句话说，这些过滤器控制鼠标指针可以选择的内容。

13. 禁用除启用选择其他对象之外的所有筛选器。
14. 双击工作区上的板轮廓以打开“矩形属性”窗口。
15. 选择矩形选项卡，单位更改为英寸，并输入2宽度和2的高度。
16. 单击确定。

6. E部分：布线板

将组件放置在板上。

1. 转到“选择”工具栏，禁用“启用选择零件”以外的所有过滤器。
2. 将零件J2拖放到Board Outline中。您可以使用<Ctrl + R>快捷键旋转零件。
3. 将其余零件放在电路板轮廓内，以图15为指导。

图15.零件放置。

对于本练习，您将在铜顶和铜底层上都放置走线。

4. 在“设计工具箱”中双击“铜顶层” 。
5. 选择放置»线。
6. 找到部件U1 （运算放大器）。请注意，针脚1必须连接到R1，如棘轮所示。
7. 单击部分U1的引脚1，在R1上画一条线，然后单击其引脚以完成跟踪。按Esc退出路由模式。跟踪将如下图所示：

图16.放置跟踪。

8. 双击“设计工具箱”中的“铜底”层。
9. 选择放置»线。
10. 单击部分U1的引脚2，在R1上画一条线，然后单击其引脚以完成跟踪。按Esc退出路由模式。请注意，迹线的颜色为红色，这是为铜底层配置的颜色。
11. 完成其余连接的放置痕迹。您的电路板应如图17所示。

图17.布线板。

12. 选择查看»3D预览以打开设计的3D视图，如下所示。

图18. 3D预览。