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Multisim10基础知识和仿真问题帮助.doc

1、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

2、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

3、 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

4、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

5、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。

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