Multisim 14.3中文版電路設計與模擬自學速成

王成，男，1981年出生，湖北宜昌人，博士，陸軍工程大學石家莊校區副教授，長期從事電子設計與虛擬儀器技術的教學與科學研究工作，主持完成國家自然科學基金1項，第一作者或通訊作者發表SCI論文7篇，參與軍內科研等科研項目10項，獲軍隊科技進步一等獎3項，二等獎1項，三等獎4項。

閆少雄，西北工業大學天線伺服控制技術碩士研究生畢業，現在中國電子科技集團公司第五十四研究所從事移動車載、船載天線伺服控制系統設計，承擔國家重大課題多項。

目 錄

第 1章 EDA設計基礎知識 1

1.1 EDA技術概述 1

1.1.1 EDA技術的發展 1

1.1.2 EDA技術的應用 2

1.1.3 EDA軟件功能 2

1.1.4 EDA設計流程 3

1.2 常用EDA軟件 3

1.2.1 電子電路設計與模擬工具 4

1.2.2 PCB設計軟件 5

1.3 NI Multisim概述 6

1.3.1 NI Multisim的發展 7

1.3.2 NI Multisim的功能 8

第 2章 Multisim用戶界面 9

2.1 NI Multisim 14.3編輯環境 9

2.1.1 菜單欄 10

2.1.2 工具欄 13

2.1.3 項目管理器 16

2.1.4 電子表格視圖 18

2.2 NI Multisim 14.3的幫助系統 20

2.2.1 使用目錄和索引查找在線幫助 20

2.2.2 查找Multisim範例 20

2.2.3 使用網絡資源 21

2.3 原理圖文件 24

2.3.1 工程文件 24

2.3.2 圖頁文件 27

2.3.3 支電路文件 28

2.4 電路圖屬性設置 29

2.4.1 設置對象可見性 30

2.4.2 設置圖紙顏色 30

2.4.3 設置線寬 32

2.4.4 設置圖紙所用字體 33

2.4.5 設置PCB信息 33

2.4.6 設置圖層信息 33

2.5 設置原理圖工作環境 34

2.5.1 設置原理圖的路徑參數 34

2.5.2 設置消息提示參數 36

2.5.3 設置文件保存參數 37

2.5.4 設置元器件參數 37

2.5.5 設置常規參數 38

2.5.6 設置模擬參數 39

2.5.7 設置預覽參數 40

 

第3章 原理圖設計基礎 41

3.1 原理圖的設計 41

3.1.1 電路原理圖設計流程 41

3.1.2 原理圖的組成 42

3.2 元器件放置 43

3.2.1 所有元器件庫 43

3.2.2 分類元器件庫 44

3.2.3 查找元器件 45

3.2.4 放置元器件 47

3.3 調整元器件位置 48

3.3.1 元器件的移動 48

3.3.2 元器件的旋轉 49

3.3.3 元器件的對齊 50

3.4 元器件屬性編輯 50

3.4.1 “標簽”選項卡 51

3.4.2 “顯示”選項卡 52

3.4.3 “值”選項卡 52

3.4.4 “故障”選項卡 53

3.4.5 “管腳”選項卡 54

3.4.6 “變體”選項卡 54

3.4.7 “用戶字段”選項卡 55

3.5 電路連接 55

3.5.1 導線連接 56

3.5.2 節點連接 58

3.5.3 總線連接 59

3.5.4 連接器連接 61

3.6 圖形註解 62

3.6.1 繪制直線 63

3.6.2 繪制圓弧 64

3.6.3 添加圖片 65

3.6.4 添加單行文字說明 65

3.6.5 添加多行文本註釋 66

3.7 連接儀器儀表 67

3.8 原理圖的電氣檢測 68

3.8.1 原理圖的自動檢測 68

3.8.2 在原理圖中清除ERC檢查 70

3.9 報表輸出 71

3.9.1 材料清單報表 71

3.9.2 網表報告 73

3.9.3 元器件詳情報表 74

3.9.4 交叉引用元件報表 75

3.9.5 原理圖統計數據報告 75

3.9.6 多餘門電路報告 76

3.10 電路模擬 76

3.10.1 電路模擬步驟 76

3.10.2 交互模擬 77

3.10.3 探針 81

第4章 電路的基本分析方法 84

4.1 電路基本知識 84

4.1.1 電路的組成 84

4.1.2 電路的基本物理量 85

4.2　元器件 88

4.2.1 元器件分類 88

4.2.2 常用電子元器件 89

4.2.3 基本元器件庫 91

4.2.4 基本元器件工具欄 93

4.3 電源 93

4.3.1 電源庫 93

4.3.2 理想電壓源 95

4.3.3 模擬激勵源 96

4.3.4 直流電流源 97

4.3.5 交流信號激勵源 98

4.4　萬用表 98

4.4.1 萬用表原理 98

4.4.2 萬用表 99

4.4.3 Agilent萬用表 100

4.5 示波器 101

4.5.1 示波器 101

4.5.2 4通道示波器 103

4.5.3 Agilent示波器 104

4.6 信號發生器 108

4.6.1 函數發生器 108

4.6.2 Agilent函數發生器 108

4.7　電阻器 109

4.7.1 電阻器串聯和並聯等效電路 110

4.7.2 歐姆定律 111

4.7.3 電阻分壓電路 111

4.7.4 電阻分流電路 117

第5章 測量儀器電路分析 124

5.1 電子測量儀器的分類 124

5.2　電流表 125

5.2.1　電流表的分類與原理 125

5.2.2 安培計 125

5.3　電壓表 126

5.3.1　電壓表的分類和原理 126

5.3.2 伏特計 127

5.4　功率表 128

5.4.1　功率表的原理 128

5.4.2 瓦特計 128

5.5　電容器 129

5.5.1 電容器串聯和並聯等效電路 129

5.5.2 電容分壓電路 130

5.5.3 電容積分電路 133

5.5.4 電容微分電路 137

5.6　二極管 138

5.6.1　二極管的分類及符號 139

5.6.2　二極管主要參數 141

5.6.3 二極管庫 142

5.6.4 單向晶閘管應用電路 142

5.7 電感器 147

5.7.1　電感器的分類及符號 147

5.7.2 帶通濾波器電路 148

5.8　變壓器 150

5.8.1　變壓器的分類 150

5.8.2　變壓器的主要參數 150

5.8.3 電源變壓器電路 151

5.8.4 帶抽頭電源變壓器電路 153

5.9 晶體管 156

5.9.1　晶體三極管分類 157

5.9.2 晶體管庫 158

5.9.3 指示器元器件庫 159

5.9.4 波特測試儀 160

5.9.5　單管功率放大電路 161

第6章　電路SPICE分析 168

6.1 直流分析 168

6.1.1 直流工作點分析 168

6.1.2 直流掃描分析 170

6.1.3 時鐘信號激勵源 171

6.1.4 蜂鳴器應用電路 171

6.2 交流分析 179

6.2.1 模擬元器件庫 180

6.2.2 交流分析設置 181

6.2.3 CE BJT放大器電路 181

6.3 瞬態分析 184

6.3.1 瞬態分析設置 184

6.3.2 雙穩態振盪器電路 185

6.4 參數掃描 193

6.4.1 參數掃描分析 194

6.4.2 場效應管放大電路 195

6.5 傅里葉分析 198

6.5.1 傅里葉分析模擬參數設置 199

6.5.2 交流放大電路 200

6.6 噪聲分析 204

6.6.1 熱噪聲信號源 204

6.6.2 噪聲分析參數設置 205

6.6.3 RC串並聯振盪電路 206

6.7 失真分析 211

6.7.1 失真分類 211

6.7.2 失真分析儀 212

6.7.3 失真分析參數設置 213

6.7.4 三極管開關電路 213

6.8 溫度掃描分析 219

6.8.1 溫度掃描參數設置 219

6.8.2 二極管限幅電路 220

第7章 信號放大電路 225

7.1　分立元器件放大電路 225

7.1.1　放大電路結構 225

7.1.2 放大電路的主要性能指標 226

7.1.3 基本放大電路組成原則 226

7.1.4 固定偏置放大電路 227

7.1.5　BTL功率放大電路 235

7.2　集成運算放大器放大電路 237

7.2.1 平坦式電路 237

7.2.2 網絡分析儀 238

7.2.3　反相比例放大電路 240

7.2.4　差動放大電路 245

7.3.1 層次結構電路 249

7.3.2 調幅AM信號激勵源 250

7.3.3 調頻FM信號激勵源 251

7.3.4 串聯諧振電路 251

7.4 振盪器電路 259

7.4.1 振盪器的組成與原理 260

7.4.2　變壓器耦合振盪電路 260

第8章 電源電路 267

8.1　直流穩壓電源的組成 267

8.2　整流電路 267

8.2.1 LabVIEW儀器 268

8.2.2 單相半波整流電路 268

8.2.3 倍壓整流電路 276

8.3　濾波電路 280

8.3.1 全局連接器 281

8.3.2 光譜分析儀 281

8.3.3 電感濾波電路 283

8.3.4　有源帶阻濾波器 286

8.4　穩壓電路 292

8.4.1 IV分析儀 292

8.4.2 二極管穩壓電路 293

8.5　信號生成和變換電路 297

8.5.1 方波信號產生電路 297

8.5.2 降壓斬波電路 299

第9章 PCB設計基礎 303

9.1　印製電路板的概述 303

9.1.1　印製電路板的作用 303

9.1.2　印製電路板的分類 304

9.1.3　印製電路板的組成 306

9.1.4　印製電路板設計原則 309

9.1.5　印製電路板設計步驟 312

9.2 Ultiboard 14.3的功能特點 313

9.3 Ultiboard 14.3界面簡介 314

9.3.1 菜單欄 315

9.3.2 工具欄 315

9.3.3 鳥瞰窗 316

9.3.4 工作區 317

9.3.5 設計工具箱 317

9.3.6 數據表視圖 318

9.3.7 狀態欄 318

9.4 電路板環境參數設置 318

9.4.1 單位和網格設置 319

9.4.2 電路板層數設置 320

9.4.3 墊片、通孔信息 321

9.4.4 電氣層設置 322

9.4.5 規則設置 322

9.5 電路板物理結構設置 323

9.5.1 電路板的分層 323

9.5.2 電路板層顯示 324

9.5.3 電路板層顏色設置 324

9.6 全局參數設置 325

第 10章 印製電路板的設計 329

10.1 PCB的設計流程 329

10.2 創建PCB文件 329

10.2.1 新建項目文件 330

10.2.2 新建設計文件 331

10.3 繪制電路板物理邊框 332

10.3.1 繪圖工具繪制 332

10.3.2 導入DXF文件 334

10.3.3 庫文件模板 335

10.4 導入封裝元器件 337

10.4.1 生成PCB網絡表： 338

10.4.2 從網絡報表導入 338

10.4.3 直接導入封裝 340

10.5 自動佈局 341

10.5.1 自動佈局 342

10.5.2 局部自動佈局 342

10.6 手工佈局 344

10.6.1 元器件的選取 344

10.6.2 調整元器件位置 346

10.6.3 調整元件封裝方向 347

10.6.4 元件封裝的對齊操作 347

10.6.5 鎖定元件與解鎖元件 349

10.7 電路板的布線 350

10.7.1 布線原則 350

10.7.2 布線策略設置 351

10.8 自動布線 353

10.8.1 全局自動布線 354

10.8.2 對選定的零件自動布線 354

10.8.3 對選定的網絡自動布線 355

10.9 手動布線 356

10.9.1 直線連接 356

10.9.2 跟隨連接 357

10.9.3 連接機連接 357

10.9.4 編輯布線 358

10.9.5 扇出布線 359

10.10 添加安裝孔 360

10.11 敷銅 361

10.11.1 添加敷銅區 361

10.11.2 敷銅屬性設置 362

10.11.3 補淚滴 365

第 11章 PCB後續操作 367

11.1 PCB的基本操作 367

11.1.1 添加元件封裝 367

11.1.2 網絡編輯 368

11.1.3 鼠線的顯示 369

11.1.4 對象的交換 370

11.2 編號管理 371

11.2.1 元件的重新編號 371

11.2.2 回編 371

11.3 3D效果圖 373

11.3.1 顯示預覽圖 373

11.3.2 3D視圖顯示 374

11.4 電路板的測量 375

11.5 PCB板的輸出 375

11.5.1 設計規則檢查 375

11.5.2 連通性檢查 376

11.5.3 測試點檢查 377

11.6 打印輸出 378

第 12章 51系列單片機CAN總線電路設計實例 381

12.1 51系列單片機CAN總線實例設計說明 381

12.1.1 51系列單片機CAN總線學習板介紹 381

12.1.2 CAN總線電路設計原理 382

12.2 創建項目文件 383

12.3 製作元件 385

12.3.1 製作AT89S52 385

12.3.2 製作SJA1000 392

12.3.3 製作P82C250 394

12.4 繪制原理圖 396

12.4.1 微控制器電路模塊 396

12.4.2 CAN 通信控制器電路模塊 405

12.4.3 串口芯片MAX232電路 408

12.4.4 濾波電路模塊 411

12.4.5 DC/DC電源隔離電路模塊 412

12.4.6 CAN 總線收發器電路模塊 415

12.5 元件清單 417

12.6 設計電路板 421

12.6.1 導入封裝 421

12.6.2 零件佈局 423

12.6.3 零件布線 426

12.6.4 電路板尺寸標註和DRC檢查 428