第10章 Multisim 9常用仿真分析方法第10章 Multisim9常用仿真分析方法 进行电路设计时，除了要对电路进行电流、电压、波
形等测试外，还需要对电路进行诸如噪声对电路工作性能指标的影响、某元件的精度对电路工作性能指标的影响、晶体管的某项参数的变化对电路工
作性能指标的影响等测试，这些分析方法如果用传统的实验方法完成，将是一项很费时的工作。Multisim 9提供的分析方法可以快捷、准
确地完成电子产品的所有分析要求。 对各电路的各种分析都是针对电路中某点（如输出端点）来说的，对电路进行何种分析，取决于对电路某点
的特殊参数要求。在制作好的电路图的界面空白处右击鼠标，弹出如图10-1所示的界面，选择Properties…弹出如图10-2所示界
面，在Net Names区域内选择Show All，然后单击OK按钮，即出现标签下电路的节点显示。第10章 Multisim9常用
仿真分析方法第10章 Multisim9常用仿真分析方法10.1 直流工作点分析10.1.1 分析步骤 直流工作点分析用于确
定电路的静态工作点。在进行直流分析时，假设交流源为零且电路处于稳定状态，也就是假定电容开路、电感短路、电路中的数字器件看作高阻接地
。直流分析的结果常常作为以后分析的基础，例如直流分析所得的直流工作点作为交流分析时小信号非线性器件的线性工作区，直流工作点作为暂态
分析的初始条件。 1.执行菜单命令Simulate→Analysis→DC Operating Point，打开DC Op
erating Point Analysis对话框，直流工作点分析对话框的输出对话框如图10-3所示。10.1 直流工作点分析
2.Output分页，即输出分页主要作用是选定所要分析的节点。 3.Analysis Options分页提供了一定的技巧
和灵活性，但需要用户进行设置。直流工作点分析对话框的分析对话框如图10-4所示。 ⑴ 选择下述对话框中的Use Custo
m Settings复选项。注意：在修改该选项的默认设置之前，对PSPICE仿真引擎应有足够的了解。 ⑵ 单击Customi
ze按钮，出现分析任选项框，定制分析选项框如图10-5所示。 ⑶ 选择希望修改的分析选项。 ⑷ 单击确定按钮，保留所做
的修改；单击取消按钮，则不予保留。10.1 直流工作点分析10.1 直流工作点分析 4.Summary对话框，仅提供对用户所
做分析设置的快速浏览，不需用户再做任何设置，可以利用此页查阅分析设置信息，直流工作点分析概要对话框如图10-6所示。10.1 直流
工作点分析10.1.2 应用举例 建立如图10-7所示的克拉拨振荡器电路图，分析电路中节点1、3、7的直流工作状态，执行菜单
命令Simulate→Analysis→DC Operating Point，打开DC Operating Point Analy
sis对话框，在Output对话框选定节点1、3、7，在Analysis Options对话框使用默认设置。 10.1 直流工作点
分析单击Simulate按钮，分析结果如图10-8所示。 10.2 交流分析 在交流分析（AC Analysis）之前，应首
先进行DC工作点的分析，获得所有非线性器件的线性化、小信号模型，然后建立矩阵。为了构造该矩阵方程，假定DC源为零值，AC源、电容和
电感用其AC模型表示，非线性器件用其线性化AC小信号模型表示，这些模型是从DC工作点分析中得到的。在AC分析中所有输入源都被认为是
正弦源，并不用设置输入源的频率。若信号发生器设置为方波或三角波，他也将被自动转化为正弦波，然后AC分析计算该AC电路对频率的响应函
数（输出的是幅频特性曲线和相频特性曲线）。10.2 交流分析10.2.1 分析步骤 1.执行菜单命令Simulate→Ana
lysis→AC Analysis，打开AC Analysis对话框，交流分析对话框如图10-9所示。 2.在对话框中设置分析参
数 3.打开Output页菜单，选定需分析的节点，单击Simulate按钮。10.2 交流分析10.2.2 应用举例1.在电路窗
口中建立如图10-10所示的RCL电路图。10.2 交流分析 2. 执行菜单命令Simulate→Analysis→AC A
nalysis，打开AC Analysis对话框，设置起始频率1Hz, 设置终止频率为10GHz，扫描方式设为Decade，取样值
设为10，纵坐标设为Logarithmic。在Output页中，选定节点4作为仿真分析变量，其它分项页为默认设置。单击Simula
te按钮，分析结果如图10-11所示。10.3 瞬态分析10.3.1 分析步骤 1. 执行菜单命令Simulate→Analy
sis→Transient Analysis，打开Transient Analysis对话框，瞬态分析对话框如图10-12所示。
瞬态分析是指对所选电路节点进行时域响应分析。在进行瞬态分析时，直流电源保持常数。交流信号源随时间而变，是时间函数。电容和电感
都是能量储存模式器件，是暂态函数。10.3 瞬态分析 2、在对话框Initial Conditions区，选择初始条件，其下拉菜
单包括：Set to zero(将初始值设为零)，User-defined(用户自定义)，Calculate DC operati
ng point（计算直流工作点作为初始值），Automatically determine initial conditions
(由程序自动设置初始值)。 在Parameters中设置的参数包括：Start time(设置瞬态分析的起始时间)，End ti
me(设置瞬态分析的终止时间)，Maximum time step settings(设置最大时间步长)，Minimum numb
er of time points(单位时间内最少时间点数)，Maximum time step（最大运算时间间距），Genera
te time steps automatically（自动产生时间步长）。 单击左下角的More按钮，将增加一个More opt
ions区，该区中的Set initial time step选项由用户决定是否自行决定起始时间步长；如选择，在右边文本框内输入步
长大小。Estimate maximum time step based on net list用于决定是否根据网表估算最大时间步
长。 3.打开Output页菜单，选定需分析的节点，单击Simulate按钮。10.3 瞬态分析10.3.2 应用举例1.在电路窗
口中建立如图10-13所示的脉宽调节电路图。 2.对电路中节点5、8进行瞬态分析，执行菜单命令Simulate→Analys
is→Transient Analysis，打开Transient Analysis对话框，在对话框Initial Conditi
ons区选取Automatically determine initial conditions，即由程序自动设置初始值。开始分析
时间设为0.0009秒，结束分析时间设为0.003秒，选取Generate time steps automatically选项，
即自动产生时间步长。在Output页中，选定节点5、8作为仿真分析变量，其它分项页为默认设置。单击Simulate按钮，分析结果如
图10-14所示。10.3 瞬态分析10.4 傅里叶分析10.4.1 分析步骤 1. 执行菜单命令Simulate→Anal
ysis→Fourier Analysis，打开Fourier Analysis对话框，傅里叶分析对话框如图10-15所示。
傅里叶分析是分析周期性非正弦信号的一种数学方法，它将周期性非正弦信号转换成一系列正弦波和余弦波。在傅里叶级数中，每一个分量都被
看作一个独立的信号源。根据叠加原理，总响应为各分量响应之和。由于谐波的幅度随次数的提高而减小，因此，只需较少的谐波分量就可以产生较
满意的近似效果。10.4 傅里叶分析10.4.2 应用举例2.在对话框的Sampling options区，可设置傅里叶分析的基本
参数。3. 打开Output页菜单，选定需分析的节点，单击Simulate按钮。 1.在电路窗口中建立如图10-16所示的方
波激励RC电路图。 2.对电路中节点2进行傅里叶分析，执行菜单命令Simulate→Analysis→Fourier Ana
lysis，打开Fourier Analysis对话框。在对话框的Sampling options区，设置傅里叶分析的基本参数。基
频设置为100Hz，谐波次数设为9，停止取样时间选择Estimate，即仿真软件自动给出停止取样时间。在Results区，选取Di
splay phase选项，Display下拉菜单选取Graph，Vertical下拉菜单选取Linear。在Output页中，选
定节点2作为仿真分析变量，其它分项页为默认设置。单击Simulate按钮，分析结果如图10-17所示。10.4 傅里叶分析10.5
噪声分析 噪声是指电路中出现的非信号项电压或电流，是影响实际电路性能的随机因素之一。Multisim 9提供了不同的噪声模型：
热噪声（亦称白噪声），通常认为是由导体内自由电子和振动离子的热运动引起的，并均匀分布于整个频率范围；散弹噪声，是由半导体中的载流子
运动造成的，是晶体管噪声的主要来源；闪烁噪声，存在于BJT和FET中，主要发生在频率低于1KHz的频段，它与频率成反比，与温度和D
C电流成正比。 噪声分析是计算每一个电阻或半导体器件对指定输出节点的噪声贡献。总噪声是由所有噪声源对输出节点产生噪声的方均根之和
，该和再除以增益得出等价输入噪声。等价输入噪声是指在无噪声输入源上注入噪声，产生与噪声电路相匹配的输出噪声。总噪声电压是以地或电路
中的其他节点为参考的。10.5 噪声分析10.5.1 分析步骤 1. 执行菜单命令Simulate→Analysis→Noi
se Analysis，打开Noise Analysis对话框，噪声分析对话框如图10-18所示。10.5 噪声分析 2.在对话
框的Analysis Parameters页，可设置将要分析的参数。包括Input noise reference：选择输入噪声的
参考电源，例如信号源vv1；Output node：选择噪声输出节点，在此点将所有噪声贡献求和；Reference node选择参
考电压节点，通常取0（接地）；Set points per summary设置汇总的取样点数，选中时，将产生所选噪声曲线。 3.
单击Frequency Parameters页，可设置扫描频率等参数，包括Start frequency设置扫描起始频率；Stop
frequency设置扫描终止频率；Sweep type选择扫描方式，有Decade（十倍程扫描），Octave（八倍程扫描）和
Linear（线性扫描）；Number of points per decade设置每十倍程的取样点数；Vertical设置频谱的
纵轴刻度，包括Decibel（分贝）、Octave（八倍）、Linear（线性）和Logarithmic（对数）等4种。 4.
打开Output页菜单，选定需分析的节点，单击Simulate按钮。10.5 噪声分析10.5.2 应用举例1.在电路窗口中建立如
图10-19所示的噪声分析电路图。10.5 噪声分析 2.对电路中节点4进行噪声分析，执行菜单命令Simulate→Analys
is→Noise Analysis，打开Noise Analysis对话框，在对话框的Analysis Parameters页，设
置输入参考电压为vv1，设置噪声输出节点为4，设置参考电压节点为0，点选Set points per summary选项。在Fre
quency Parameters页，使用默认设置，即起始频率1Hz，终止频率10GHz，扫描方式为Decade，每十倍频取样点数
为10，纵坐标显示刻度为Logarithmic。 3. 打开Output页菜单，在Variables in circuit栏中，
将inosise_spectrum（内部噪声频谱）和onoise_spectruml（外部噪声频谱）两个变量添加到Selected
variables for栏中。设置后的标签页如图10-20所示。其余保持默认设置。单击Simulate按钮，分析结果如图10-
21所示。10.5 噪声分析 4. 打开Output页菜单，在Variables in circuit栏中，将onoise-
rr1和onoise-rr2两个变量添加到Selected variables for栏中，单击Simulate按钮，分析结果如图
10-22所示。10.5 噪声分析10.6 直流扫描分析10.6.1 分析步骤 1. 执行菜单命令Simulate→Analys
is→DC Sweep Analysis，打开DC Sweep Analysis对话框，直流扫描分析对话框如图10-23所示。
2.在对话框的Source 1区,设置分析参数，包括Sourc设置所要扫描的直流电源；Start设置开始扫描的数值；Stop va
lue设置终止扫描的数值；Increment设置扫描的增值量；Change Filter选择Source表中过滤的内容。若有第二个
电源，需选取Use Source2选项。 3. 打开Output对话框，选定需分析的节点，单击Simulate按钮。直流扫描分析
的作用是计算电路在不同直流源下的直流工作点。10.6 直流扫描分析10.6.2 应用举例1.在电路窗口中建立如图10-24所示的三
极管放大电路图。10.6 直流扫描分析 2.执行菜单命令Simulate→Analysis→DC Sweep Analysis，
打开DC Sweep Analysis对话框，在Source1区，Source选择vv3，起始电压值为2V，终止电压值为8V，电压
扫描增量为1V；在Source2区，Source选择vv2，起始电压值为8V，终止电压值为16V，电压扫描增量为2V。 3.打开
Output对话框，选取节点7为分析节点，单击Simulate按钮，仿真结果如图10-25所示。10.7 参数扫描分析 参数
扫描分析是将电路参数设置在一定范围内变化，以分析参数变化对电路性能的影响。这相当于对电路进行多次不同参数的仿真，可以快速检验电路性
能，对于即将投产的产品设计很有意义。进行这种分析时，用户可以设置参数变化的开始值、结束值、增量值和扫描方式，从而控制参数的变化。参
数扫描可以有3种分析：直流工作点分析、瞬态分析和交流频率分析。10.7.1 分析步骤10.7 参数扫描分析 1. 执行菜单命
令Simulate→Analysis→Parameter Sweep，打开Parameter Sweep对话框，参数扫描分析对话框
如图10-26所示。10.7 参数扫描分析2.在对话框的Sweep Parameters区,设置分析参数。3.在对话框的Point
s to sweep区，选择扫描方式。4. 打开Output页菜单，选定需分析的节点，单击Simulate按钮。10.7 参数扫描
分析10.7.2应用举例1.在电路窗口中建立如图10-27所示的方波产生电路图。10.7 参数扫描分析 2. 执行菜单命令S
imulate→Analysis→Parameter Sweep，打开Parameter Sweep对话框，在Sweep Para
meter下拉菜单中选择Device Parameter，在Device下拉菜单选择Inductor，在Name下拉菜单选择ll1
，在Parameter下拉菜单选择inductance；在对话框的Points to sweep区，选择扫描方式，在Sweep V
ariation Type下拉菜单中选择Linear，设置电感起始值为120ｕH，设置电感终止值为320ｕH，设置扫描的点数为3，
设置扫描的增量值为100。单击More按钮，设定瞬态分析，并点选Group all traces on选项。设置后如图10-28、
10-29。10.7 参数扫描分析10.7 参数扫描分析 3. 打开Output variables对话框，选取节点3为分析
节点，单击Simulate按钮。参数扫描分析结果如图10-30所示。10.8 批处理分析 在实际电路分析中，可能会遇到需要对
同一个电路进行多种分析，或者对多个示例进行同一种分析的情况。若想更快捷方便地解决这个问题，可选择批处理分析。它能将不同类型的分析或
同一种分析的多个实例组合到一起依次运行。例如，为细致调整电路性能而重复进行同一种分析；为教学目的而验证电路原理；为建立电路分析的记
录以及设置分析自动运行的顺序等。10.8 批处理分析10.8.1 分析步骤 1. 执行菜单命令Simulate→Analys
is→Batched Analysis，打开Batched Analysis对话框，批处理分析对话框如图10-31所示。 2.在对
话框左边的Available analysis表中选中需要执行的分析，再单击中间的Add analysis按钮，所选分析参数的设置
对话框出现，可设置相应的参数。 3.完成该分析的设置后，单击Add to list按钮，设置的分析就被加到右侧的Analyses to Perform表中。单击分析项目左侧的“+”号，就会显示出该分析的总结信息。 4.继续添加需要的分析。注意，第一个实例设置将成为后续分析的默认设置。10.8 批处理分析10.8.2 应用举例 1.在电路窗口中建立如图10-7所示的克拉拨振荡器电路图。 2. 执行菜单命令Simulate→Analysis→Batched Analysis，打开Batched Analysis对话框，在对话框左边的Available analysis表中，首先选中DC operating Point Analysis分析，然后单击Add analysis按钮，弹出如图10-32所示的DC operating Point Analysis对话框。在此对话框中，将1、3和7作为输出节点，单击Add to list按钮，返回Batched Analysis对话框。然后添加Transient Analysis，单击Run all Analysis按钮，仿真结果如图10-33、图10-34所示。10.8 批处理分析10.8 批处理分析 |
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