30分钟内学会捕捉、仿真和布局设计
概览NI Multisim是一个强大的电路图捕捉和仿真环境，工程师、学生以及教授可用来仿真电路和设计印刷电路板(PCB)原型。 本文介绍了在Multisim中捕捉、仿真和布局第一次设计的方法。文中的范例电路为放大器电路。 该非反向运算放大器配置包括一个有源元件（运算放大器）和两个无源电阻元件，用于完成反馈电路，从而为此电路提供增益。
目录
[*]介绍
[*]A部分：选择元件
[*]B部分：电路图连线
[*]C部分：仿真电路
[*]D部分：传输至PCB布局设计
[*]E部分：电路板布线
[*]其他资源
1. 介绍介绍中的范例仿真一个标准非反向运算放大器电路（如图1所示）。 该非反向放大器的增益通过下列表达式计算：增益 = 1 + R1/R2。 因此，如果R1 = R2，则增益等于2，可在Multisim中运行交互式仿真时进行验证。图1. 非反向放大器电路至页首2. A部分：选择元件在Multisim环境中开始绘制电路。
[*]选择所有程序»National Instruments»Circuit Design Suite 13.0»Multisim 13.0，打开Multisim。
[*]选择Place»Component。 出现Select a Component窗口（也称Component Browser），如图2所示。
图2. Select a Component窗口Component Browser由三个逻辑层次的数据库元件组成。 Master Database包含所有只读格式的装运元件。 Corporate Database用于保存与同事共享的自定义元件。 最后User Database保存的自定义元件只能由特定设计人员使用。
附加说明
[*]元件（部件）分成Groups和Families，以便直观并按逻辑将相同部件组合在一起，从而使搜索更加轻松有效。
[*]Component Browser在一个弹窗中显示元件名称、符号、功能说明、模型和封装信息。
[*]选择Source组并高亮显示POWER_SOURCES系列。
[*]选择GROUND元件（如图2所示）。
[*]单击OK。 Select a Component窗口暂时关闭，接地符号被“粘附”到鼠标指针上。
[*]移动鼠标至工作区的合适位置并左键单击可放置元件。 放置元件后，Select a Component窗口将再次自动打开。
[*]再次回到Sources组并高亮显示POWER_SOURCES系列（如未从之前的选择高亮显示）。
[*]选择DC_POWER元件。
[*]在电路图上放置DC_POWER元件。
[*]重复步骤7、8和9，放置第二个DC_POWER元件。
附加说明
[*]没有电源和接地接线端，仿真无法运行。
[*]如需多个元件，可重复上述放置步骤或放置一个元件，然后使用拷贝(Ctrl+C)和粘贴(Ctrl+V)根据需要放置其他元件。
[*]默认情况下，Select a Component窗口不断返回为弹窗，直至完成放置元件。 关闭窗口，返回电路图绘制窗口。
现在使用上述步骤中的方法放置其他电路元件。
[*]选择Analog组和OPAMP系列。
[*]在Component栏中输入AD712。
[*]选择AD712SQ/883B元件，如下图所示：
图3. 选择运算放大器注意该元件是一个多节元件，如A和B选项卡所示。
[*]将AD712SQ/883B元件的A节段放置在工作区域。
[*]返回Select a Component窗口。
[*]选择Basic组、Resistor系列。
[*]选择一个1 kΩ电阻。 在Footprint manufacturer/type栏中选择IPC-2221A/2222/RES1300-700X250。
[*]放置电阻。
注意，元件粘附于鼠标指针上时，通过Ctrl+R快捷方式可在放置前旋转元件。
[*]重复步骤16、17和18可再放置一个1 kΩ电阻。
[*]选择Sources组、SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES系列，并放置AC_VOLTAGE元件。 此时，电路图应如下图所示：
图4. 工作区域上放置的元件至页首3. B部分：电路图连线Multisim是一个无模式连线环境。 这意味着Multisim根据鼠标位置确定鼠标指针的功能。 用户选择放置、连线和编辑工具时无需返回菜单。
[*]将鼠标指针移动到元件引脚附件开始连线。 鼠标显示为十字光标，而非默认的鼠标指针。
[*]单击部件引脚/接线端（本例中的opamp输出引脚），放置初始连线交叉点。
[*]将鼠标移动到另一个接线端，或双击鼠标将连线端点指向电路图窗口某个浮动位置完成连线。
[*]使用复制(Ctrl+C)和粘贴(Ctrl+V)创建接地符号的一个副本。
[*]如图5所示完成连线。无需考虑连线上的标号号码（也称网）。
图5. 电路图连线最后关键的一步就是使用页面连接器(On-page connector)通过虚拟连接将电源接线端连接到opamp的正负电源线。
[*]选择Place»Connectors»On-page connector并将其连接至V1电源的正极端子。 On-page Connector窗口将打开。
[*]在Connector name栏输入+V并单击OK。
[*]选择另一个页面连接器并将其连接至opamp的接线端8。 On-page Connector窗口将再次打开。
[*]在Available connectors列表中选择+V连接器并单击OK。 V1 DC电源的正极接线端通过虚拟连接现已连接到opamp的引脚8。
[*]重复步骤6至9，将V2的负极接线端连接到opamp的引脚4。 将页面连接器命名为–V。 线路图现在应如下图所示：
图6. 带页面连接器的电路图至页首4. C部分：仿真电路 现在您就可以运行交互式Multisim仿真；但是，需要一种显示数据的方法。 Multisim提供视觉化仿真测量的仪器。 仪器可在右边菜单栏找到，图标如下所示。图7. 仪器工具栏
[*]从菜单中选择Oscilloscope并将其放置在电路图上。
[*]将Oscilloscope的通道A和通道B接线端连接到放大器电路的输入和输出。
[*]放置一个接地元件并将其连接至Oscilloscope的负极接线端。
[*]右键单击连接至通道B的连线并选择Segment color。
[*]选择蓝色阴影并单击OK按钮。 电路图应如图8所示。
图8. 连接Oscilloscope至电路图
[*]选择Simulate»Run可开始仿真。
[*]双击Oscilloscope可打开其前面板，观察仿真结果（见图9）。 输入信号按预期被放大2倍。
[*]按下仿真工具栏上的红色停止按钮可停止仿真。
图9. 仿真结果至页首5. D部分：传输至PCB布局设计现在即可将Multisim设计传输至Ultiboard进行PCB布局设计。 准备时需考虑到源（电源、信号）和接地均为虚拟元件，因此不能将其传输到Ultiboard。 同时，所有元件必须包含封装信息。 用连接器替换电源和接地是一个好方法。
[*]从电路图上移除V1、 V2、V3以及Oscilloscope。 请勿移除页面连接器。
[*]打开Component Browser，从Connectors组、TERMINAL_BLOCKS系列中放置一个282834-4接线盒。 该连接器用于连接电源(+V, -V)。
[*]将连接器引脚1、4、2和3分别连接至+V页面连接器、–V页面连接器和接地，如下图所示：
图10. 接线盒连线
[*]在工作区放置另一个282834-4。 该连接器用于连接输入和输出信号。
[*]将连接器引脚1连接至opamp引脚3（输入）。
[*]将连接器引脚2连接至opamp引脚1（输出）。
[*]将连接器引脚3连接至接地。 电路图如下图所示：
图11. 接线盒电路图
[*]选择Transfer»Transfer to Ultiboard»Transfer to Ultiboard 13.0并保存网表文件。 Ultiboard将自动打开。
[*]单击OK接受Import Netlist窗口中列出的所有操作。 Ultiboard将创建一个默认的电路板轮廓。 注意所有部件都位于电路板轮廓外，黄线（飞线）识别引脚之间的连接，如图12所示。
图12. Multisim传输的默认电路板轮廓和部件本练习使用2x2英寸电路板。 请遵循下列步骤重新调整电路板轮廓大小。
[*]找到屏幕左侧的Design Toolbox。
[*]选择Layers选项卡并双击Board Outline以启用该层，如下图所示。
图13. Design Toolbox通过Design Toolbox的Layers选项卡可移动设计的各层并控制各层的显示颜色。
[*]回到工具栏区域并找到Select工具栏，如下图所示。
图14. Select工具栏Select工具栏包含用于控制选择过滤条件的函数。 也就是说，这些过滤条件控制鼠标指针可选择的内容。
[*]禁用除Enable selecting other objects之外的其他所有过滤条件。
[*]双击工作区域上的电路板轮廓，打开Rectangle Properties窗口。
[*]选择Rectangle选项卡，将Units改为inch，并在Width和Height中均输入2。
[*]单击OK。
至页首6. E部分：电路板布线在电路板内放置元件。
[*]回到Select工具栏，禁用除Enable selecting parts之外的其他所有过滤条件。
[*]拖曳部件J2并将其置于电路板轮廓内。 通过Ctrl+R快捷键可旋转部件。
[*]参考图15，将其他部件置于电路板轮廓内。
图15. 放置部件该练习中，Copper Top和Copper Bottom层均进行布线。
[*]双击Design Toolbox中的Copper Top层。
[*]选择Place»Line。
[*]找到部件U1 (opamp)。 注意根据飞线所示，引脚1需连接至R1。
[*]单击部件U1的引脚1，绘制一条线至R1并单击引脚完成布线。 按下Esc退出布线模式。 布线如下图所示：
图16. 布线
[*]双击Design Toolbox中的Copper Bottom层。
[*]选择Place»Line。
[*]单击部件U1的引脚2，绘制一条线至R1并单击引脚完成布线。按下Esc退出布线模式。 注意，布线颜色为红色，这是Copper Bottom层的颜色配置。
[*]完成其他连接的布线。 电路图应如图17所示。
图17. 布线后的电路板
[*]选择View»3D Preview 可打开设计的三维视图，如下图所示。
图18. 三维预览
这个内容不错。 Multisim仿真确实很详实。 EDA设计软件Multisim 布局其实不如cadence软件功能强大。 用这个软件画板子的真不多
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