【文章內(nèi)容簡介】 國也正在努力開發(fā)相應(yīng)的工具。日本、韓國都有ASIC設(shè)計(jì)工具，但不對外開放 。中國華大集成電路設(shè)計(jì)中心，也提供IC設(shè)計(jì)軟件，但性能不是很強(qiáng)。相信在不久的將來會有更多更好的設(shè)計(jì)工具有各地開花并結(jié)果。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)顯示，中國和印度正在成為電子設(shè)計(jì)自動化領(lǐng)域發(fā)展最快的兩個市場，年復(fù)合增長率分別達(dá)到了50%和30%。EDA技術(shù)發(fā)展迅猛，完全可以用日新月異來描述。EDA技術(shù)的應(yīng)用廣泛，現(xiàn)在已涉及到各行各業(yè)。EDA水平不斷提高，設(shè)計(jì)工具趨于完美的地步。EDA市場日趨成熟，但我國的研發(fā)水平還很有限，需迎頭趕上。2 MULTISIM2001仿真軟件[6] MULTISIM2001系統(tǒng)簡介Multisim2001是加拿大Interactive Image Technologies公司2001年推出的Multisim最新版本，是該公司電子線路仿真軟件EWB(虛擬電子工作臺)的升級版。目前Interactive Image Technologies公司的EWB的包含有電路仿真設(shè)計(jì)的模塊MultisimPCB設(shè)計(jì)軟件Ultiboard、布線引擎Ultiroute及通信電路分析與設(shè)計(jì)模塊Commsim4個部分，能完成從電路的仿真設(shè)計(jì)到電路版圖生成的全過程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute、Commsim4各部分相互獨(dú)立，可分別使用。Multisim2001用軟件的方法虛擬電子與電工元器件，虛擬電子與電工儀器和儀表，實(shí)現(xiàn)了“軟件及元器件”和“軟件即儀器”。Multisim2001是一個原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測試的虛擬仿真軟件。Multisim2001的元器件庫提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，同時也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫，而且建庫所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊中查到，因此可很方便的在工程設(shè)計(jì)中使用。Multisim2001的虛擬測試儀器儀表種類齊全，有一般是沿用的通用儀器，如萬用表，函數(shù)信號發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源；還有一般實(shí)驗(yàn)室少有或沒有的儀器，如波特圖儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。Multisim2001具有較為詳細(xì)的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析、時域和頻域的分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅立葉分析、電路零極點(diǎn)分析。交直流靈敏度分析等電路分析方法，以幫助設(shè)計(jì)分析人員分析電路的性能。Multisim2001可以設(shè)計(jì)、測試和演示各種電子電路，包括電工電路、模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路及部分微機(jī)接口電路等?？梢詫Ρ环抡娴碾娐分械脑骷O(shè)置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察不同故障情況下的電路工作狀況。在進(jìn)行仿真的同時，軟件還可以存儲測試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲測試儀器的工作狀態(tài)，顯示波形和具體數(shù)據(jù)等[10]。Multisim2001有豐富的Help功能，其Help系統(tǒng)不及包括軟件本身的操作指南，更重要的是包含有元器件的功能說明，Help中這種元器件功能說明有利于使用Multisim2001進(jìn)行CAI教學(xué)。另外，Multisim2001還提供了與國內(nèi)外流行的印刷電路板設(shè)計(jì)自動化軟件Protel及電路仿真軟件PSpice之間的文件接口，也能通過Windows的剪貼板把電路圖送往文字處理系統(tǒng)中進(jìn)行編輯排版，同時還支持VHDL和VcrilogHDL語言的電路仿真和設(shè)計(jì)。利用Multisim2001可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與虛擬實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方法相比，具有如下特點(diǎn)：設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)用的元器件及測試儀器儀表齊全，可以完成各種類型的電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)?？煞奖愕膶﹄娐穮?shù)進(jìn)行測試和分析；可直接打印輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測試參數(shù)、曲線和電路原理圖；實(shí)驗(yàn)中不消耗實(shí)際的元器件，實(shí)驗(yàn)所需元器件的種類和數(shù)量不受限制，實(shí)驗(yàn)成本低，實(shí)驗(yàn)速度快，效率高；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成功的電路可以直接在產(chǎn)品中使用。 Multisim2001的基本操作子電路是由用戶自己定義的一個電路（相當(dāng)于一個電路模塊），可存放在自定元器件庫中供電路設(shè)計(jì)時反復(fù)調(diào)用。利用子電路可使大型、復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模塊化、層次化，從而提高設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)文檔的簡潔性、可讀性，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的重要，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。Place操作中的子電路菜單選項(xiàng)，可以用來生成一個子電路。首先在電路工作去連接好一個電路，如圖21波形變換電路 圖21 波形變換電路然后用拖框操作將電路選中，這時框內(nèi)元器件全部選中。用鼠標(biāo)單擊Place—Replace by Subcircuit菜單選項(xiàng)，即出現(xiàn)子電路對話框，如圖22所示。 圖22子電路對話框 圖23 子電路圖標(biāo)輸入電路名如BX（最多為8個字符，包括字母和數(shù)字）后。用鼠標(biāo)單擊“OK”按鈕，生成一個子電路圖標(biāo)如圖23所示用鼠標(biāo)單擊File—Save選項(xiàng)或用Ctrl+S快捷操作，可以保存生成的子電路。用說表單擊File—Save As選項(xiàng)，可將當(dāng)前子電路文件換名保存。2. 2. 2 在電路工作區(qū)內(nèi)輸入文字（Place—Place Text）為加強(qiáng)對電路圖的理解，在電路圖中的某些部分添加適當(dāng)?shù)奈淖肿⑨層袝r是必要的。在Multisim的電路工作區(qū)內(nèi)可以輸入中英文文字，其基本步驟如下。（1）啟動Place Text命令啟動Place Text命令，然后用鼠標(biāo)單擊需要放置文字的位置，可以在該處放置一個文字塊，如圖24所示（注意：如果電路窗口背景為白色，則文字輸入框的黑邊框是不可見的）圖24 文字輸入框（2）輸入文字在文字輸入框中輸入所需要的文字，文字輸入框會隨文字的多少會自動縮放。文字輸入完成畢后，用鼠標(biāo)單擊文字輸入框以外的地方，文字輸入框會自動消失。（3）改變文字的顏色如果需要改變文字的顏色，可以用鼠標(biāo)指向該文字塊，單擊鼠標(biāo)右鍵彈出快捷菜單。選取Color命令，在“顏色”對話框中選擇文字的顏色，但是文字的字體和大小是無法改變的。（4）移動文字如果需要移動文字，用鼠標(biāo)指針指向文字，按住鼠標(biāo)右鍵，移動到目的地后放開鼠標(biāo)左鍵即可完成文字的移動。（5）刪除文字如果需要刪除文字，則先選取該文字塊，單擊鼠標(biāo)右鍵打開快捷菜單，選取Delete命令即可刪除文字。2. 2. 3 輸入文本（Place—Place Text Description Box）利用文本描述框輸入文本可以對電路的功能、使用說明等進(jìn)行詳盡的描述，并且在需要查看是可打開，不需要時關(guān)閉，不占用電路窗口空間。文字描述框的操作很簡單，寫入時，啟動Place菜單中的Place Text Description Box命令，打開如圖25所示的文本描述對話框，在其中輸入需要說明的文字，可以保存和打印所輸入的文本。打開View菜單中的Show Text Description Box也可以得到如圖5所示的文本描述對話框。 圖25 文本描述對話框2. 2. 4 編輯圖紙標(biāo)題欄用鼠標(biāo)單擊View菜單中的Show Tide Block and Border可以顯示或者關(guān)閉圖紙的標(biāo)題欄和邊界。用鼠標(biāo)單擊Options菜單中的Modify Title Block則彈出標(biāo)題欄對話框如圖26所示，在標(biāo)題欄中包括11個欄位，說明如下。 圖26 標(biāo)題欄對話框Title：當(dāng)前電路圖的圖名，程序會自動將文件名設(shè)定為圖名。Description：當(dāng)前電路圖的功能描述，可以用來說明該電路圖。Designed：當(dāng)前電路圖的設(shè)計(jì)者姓名。Checked：當(dāng)前點(diǎn)路途的檢查者的姓名。Approved：當(dāng)前電路圖的核準(zhǔn)者姓名。Document：當(dāng)前電路圖的圖號。Date：當(dāng)前電路圖的繪制日期。Sheet：表明當(dāng)前電路圖為圖案中的第幾張。Of：當(dāng)前電路圖所屬的圖案，總共有幾張圖。Revision:當(dāng)前電路圖的版本號碼。Size：圖紙尺寸。標(biāo)題欄的內(nèi)容可進(jìn)行輸入和修改，編輯完畢單擊“OK”按鈕即可。2. 3 Multisim2001的電路創(chuàng)建的基礎(chǔ)2. 3. 1 元器件的選用選用元器件時，首先在元器件庫欄中用鼠標(biāo)單擊包含該元器件的圖標(biāo)，打開該元器件庫，然后從選中的元器件庫對話框中（見圖27所示電容庫對話框），用鼠標(biāo)單擊該元器件，然后單擊“OK”按鈕即可，用鼠標(biāo)拖曳該元器件到電路工作區(qū)的適當(dāng)?shù)胤郊纯?。選中元器件后，雙擊該元器件，或者選擇菜單命令Edit—Component Properties（元器件特性）會彈出相關(guān)的對話框，可供輸入數(shù)據(jù)。元器件特性對話框具有多種選項(xiàng)可供設(shè)置，包括Label（標(biāo)識）、Edit Models（編輯模型）、Value（數(shù)值）、Fault（故障設(shè)置）、Display（顯示）等[11]。 圖27電容庫對話框2. 3. 2 電路圖選項(xiàng)的設(shè)置選擇Options菜單中的Preferences（設(shè)置操作環(huán)境）（OptionsPreferences）用于設(shè)置與電路圖顯示方式有關(guān)的一些選項(xiàng)。（1）Circuit對話框 選擇Options—Preferences對話框的Circuit選項(xiàng)可彈出如圖28所示的對話框，其中，Show ponent labels：選擇是否顯示零件的標(biāo)示文字。Show ponent reference Ids：選擇是否顯示零件序號。Show node names：選擇是否顯示連接線的節(jié)點(diǎn)編號。Show ponent values：選擇是否顯示零件值。Show ponent attribute：選擇是否顯示零件的屬性。Adjust ponent identifiers：選擇是否自動調(diào)整零件序號。Color 中的5個按鈕用來選擇電路工作區(qū)的背景、元器件、導(dǎo)線等的顏色。 圖28 Circuit對話框（2）Wiring對話框選擇Options—Preferences對話框的Wiring選項(xiàng)，可彈出Wiring對話框，其中Wire width：選擇線寬。Autowlre on connection：選擇自動連接線Autowlre on move：選擇移動零件時，連接于該零件的線路是否保持垂直/水平走線，若選中本選項(xiàng)則可自動重新走線，讓連線保持垂直/水平走線；如沒有選中本選項(xiàng)，則不會自動重新走線，連線將可能變化成為斜線。3 Multisim2001基于高頻電路仿真分析3. 1利用Multisim2001對普通調(diào)幅電路的仿真分析3. 1. 1 　AM調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式[15]設(shè)調(diào)制信號為: (t) = + cost載波電壓為: (t) = cost 上兩式相乘為普通振幅調(diào)制信號:(t) = K (+cost) cost= K (+cost) cost= K (1 +Macost) cost= (1 +Macost) cost 式(1)式中, Ma = / 稱為調(diào)幅系數(shù)(或調(diào)制指數(shù)) 。3. 1. 2　調(diào)幅信號的波形在Multisim仿真電路窗口中創(chuàng)建圖31所示的由乘法器(K= 1) 組成的普通調(diào)幅(AM) 電路, 在該電路中, 直流電壓源(圖中V3) 和低頻調(diào)制信號(t) (圖中V1) 加到乘法器的X 輸入端口, 高頻載波信號電壓(t) (圖中V2) 加到乘法器的Y輸入端口。運(yùn)行仿真電路可得輸出波形(見圖32) 。此時調(diào)幅指數(shù)Ma = / = 05 , 運(yùn)行仿真開關(guān), 雙擊示波器圖標(biāo), 可以得到示波器仿真輸出波形和輸入制信號波形(見圖32) , 從圖中輸出波形可以看出, 高頻載波信號的振幅隨著調(diào)制信號的規(guī)律變化。 若將圖31中調(diào)制信號電壓的幅值改為2V , 則調(diào)幅指數(shù)Ma = / EC = 1 , 這時電路輸出的曲線的包絡(luò)恰好為調(diào)幅曲線,仿真結(jié)果見仿真示波器屏幕（圖33）若將圖31中調(diào)制信號電壓的幅值改為4V , 則調(diào)幅指數(shù)Ma = / EC = 2 , Ma 1 , 這時電路輸出的曲線為過量調(diào)幅曲線, 仿真結(jié)果如圖34所示, 已調(diào)波的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號不一樣,產(chǎn)生了嚴(yán)重的包絡(luò)失真, 這種情況稱為過調(diào)失真,在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免。圖32 調(diào)幅電路輸入調(diào)制信號和輸出波形　　 圖33 調(diào)幅電路恰好調(diào)幅時的調(diào)制信號及輸出波形圖34 調(diào)制電路過調(diào)失真(Ma 1) 時的輸出波形因此, 在振幅調(diào)制仿真過程中可以得出如下結(jié)論: 為了保證已調(diào)波的包絡(luò)真實(shí)地反映出調(diào)制信號的變化規(guī)律, 避免產(chǎn)生過調(diào)失真, 要求調(diào)制系數(shù)Ma 必須滿足0 Ma 1 , 這與式(1)理論上推導(dǎo)得出的結(jié)論一致。3. 1. 3 調(diào)幅波的頻譜、式(1) 可以利用三角函數(shù)式展開為:(t) = (1 +Macost) cost= [2cos