Multisim10基础知识和仿真问题帮助.doc

仿真方法：
1）模拟仿真：
主要流程：
A节点分析法和矩阵求解（用来解决纯线性，无微分元件的电路），
B 数值积分（暂态分析中采用数值积分，它适用于具有微分性质的元件），
C 线性化（仿真器采用迭代非线性分析技术解决非线性元件引起的问题）。
主要分析模式：
A DC分析
仿真器决定电路的运行点，即直流稳态解。此时，所有电容器的时变特性、电感、独立电源是被忽略的。电容视作开路，电感视作短路。仿真器执行这种分析时使用的是线性化过程；
B暂态分析：
暂态分析算法的流程图：

（Dt =模拟仿真器的时间步长。
初始条件由DC分析决定，可配置。
非收敛时，为了使电路达到一种稳定状态，仿真器减小时间步长的大小，且尝试一个新的迭代周期。如果仿真器持续未达到收敛，时间步长减低到最小阈值，模拟器将会终止暂态分析模式，并提示“时间步长太小”的错误。
对仿真速度和精度有很大影响的因素是：时间步长、收敛容限、集成方法。
时间步长控制着连续信号的采集数目；时间步长越小，仿真时间越长；
收敛容限表明收敛范围；更严格的容限减小了仿真速度；收敛容限适用于DC分析和暂态分析中。
通常梯形集成方法比齿轮的集成方法更快和更精确。齿轮的集成方法中引入齿轮在形式的振荡。）
C交流（仿真器计算正弦、小信号和稳态电路的计算方案。所有无AC参数的独立电压电流源被忽略、电压源短路，电流源开路。）
2）数字仿真；
3）混合式仿真。
CMOS元件：电源引脚为VDD；地引脚为VSS；
TTL元件：电源引脚为VCC；地引脚为GND。
交互式仿真：
单击RUN按钮使用的是交互式仿真，它执行的是一种时域仿真（瞬态分析），直到按下停止键。交互式仿真设置时针对暂态分析的。
初始条件：Multisim尽量使用DC运行点作为初始条件开始仿真。如果仿真失败，它使用自定义初始条件（默认为0）。
子电路不能独立仿真。
交互式仿真中元件容限问题：为了在仿真时使用元件容限，选择仿真->使用容限。这些元件为电阻、电感、电容和一些电源。
当按下各种分析对话框中的仿真按钮或者使用XSPICE命令行运行的对话框时，使用的模式是数字仿真。
收敛问题：
1）在直流分析模式中，收敛必须要达到。
Multisim在运行点分析中包含了四个算法（静态和动态的GMIN对角步进、静态和动态的Source步进）来帮助找到非线性电路的解决办法。
静态源步进算法的步进数量由ITL6控制。步进大小（确定的）是电源的标称值除以ITL6。
2）暂态分析模式中的每一时间点必须达到收敛。如果仿真器在每一特定时间点上未能达到收敛，则减小时间步长再次尝试。
电路可能遇到收敛性判别的三个主要原因：
1） 非常大的值；（导致不确定的迭代和数据溢出）
2） 模型的不连续；
3） 非稳定电路。
电路拓扑的解决方案：
1） 存在于工作区中的未使用组件；它会增加不收敛的可能性。
2） 不切实际的或极大的组件值；电阻值应该大于1uΩ。电感值不易太小。电容值不易太大。在暂态分析中，高电容值会引发很多问题，为此，将耦合电容的值降低到一个更现实的范围。
3） 危险的电路条件。
a、 很常见的一个危险电路条件是电感中流动的电流突然中断，这通常发生在电源电路的开关打开时。仿真时的解决办法是：在电路中引入一个额外的分支，它给电感电流提供一个可流动的通道。这个分支可以是一个简单的电容或者是一个复杂的保护电路。
b、 另一个常见的危险电路条件是半导体元件的不合理使用。
4） 缺少电容。
仿真器的设置和选项：
DC和暂态分析模式将引起收敛问题。DC收敛的错误是“iteration limit reached”；暂态收敛的错误是“time-step too small”；
1) 增加迭代限制：
ITL1：DC分析；
ITL2：DC扫描分析；
ITL4：暂态分析
2) 减小最大时间步长（仅仅针对暂态分析）
3）增加收敛容限：
4）使用NODESET(在DC分析中辅助仿真器)
5）改变DC运行点设置；
6）增加GMIN。
RSHUNT：辅助收敛。在高阻抗电路中，RSHUNT可能会引入错误，此时，可以减小其值，或者直接将其关掉。