仿真軟件Multisim與PSpice在電路設(shè)計(jì)中的功能比較

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)已滲透到電子線路設(shè)計(jì)的各個領(lǐng)域，包括電路圖生成、邏輯模擬、電路分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、最壞情況分析、印刷板設(shè)計(jì)等。目前國際上比較流行兩個仿真軟件：Multisim (EWB的版本)和PSpice。通過對兩個軟件的認(rèn)真學(xué)習(xí)和反復(fù)比較，發(fā)現(xiàn)二者存在很多差異，下面進(jìn)行一一說明。

　　1 Muitisim與PSpice元器件的異同

　　Muhisim的元器件分為電源/信號源元器件、虛擬元器件和真實(shí)元器件3種，電源/信號源器件大多放在電源分類庫中;虛擬元器件，其模型參數(shù)可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行設(shè)置，沒有具體的封裝，印刷電路板軟件也沒有相應(yīng)的元器件庫，在市場上沒有相應(yīng)的元器件出售;真實(shí)元器件具有精確的仿真模型和相應(yīng)的封裝，在印刷板電路設(shè)計(jì)軟件中有相應(yīng)的元器件庫，且在市場上有相應(yīng)的元器件出售，Multisim提供的元器件都能用于電路的仿真，并且有用于RF仿真的微波器件。

　　PSpice有4個虛擬元件IPRINT，IPLOT，VPRINT1，VPLOT1，其功能和Multisim 中的虛擬儀表有點(diǎn)相似，但只是記錄電路中某一點(diǎn)的電流或電壓值。PS pice的基本元器件的屬性都可以修改。他把元器件分為有仿真模型的和無仿真模型的，只有那些具有仿真模型的才能用于原理圖的仿真，其他的就只能用于原理圖的繪制。PSpice有一類特殊的元器件：模擬行為模型元器件，用此類元件可以去仿真一塊尚未完成或是極復(fù)雜的子電路，用戶可以自行定義或使用PSpice內(nèi)已經(jīng)建好的模擬行為模型元件，他運(yùn)用描述電路特性的方式而不需要以真實(shí)電路來輸入與仿真，可大幅精簡仿真的時(shí)間及復(fù)雜度。圖1是一個頻域模擬行為的電路。對其中的各個模塊進(jìn)行設(shè)置后，就可以進(jìn)行各種仿真。

　　2 Multisim 與PSpice繪制原理圖的異同

　　Multisim與PSpice繪制原理圖時(shí)，在很多功能上是相同的，比如：復(fù)制、粘貼、旋轉(zhuǎn)、放置文字、建立新元件、繪制層次圖等，但PSpice可以繪制非電氣性質(zhì)的圖元，可以通過輸人VHDL程序來代替繪制原理圖(Multisim只是可以在原理圖中用VHDL器件)，在原理圖中可以添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，且網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識可以直接代替節(jié)點(diǎn)編號用于仿真，原理圖繪制完成后可以進(jìn)行DRC (設(shè)計(jì)規(guī)則檢查)，可以產(chǎn)生元器件之間互連關(guān)系的報(bào)表，可以對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行優(yōu)化程序設(shè)計(jì)。在Multisim中繪制導(dǎo)線如果彎折仍是一條導(dǎo)線，刪除時(shí)彎折的兩部分都將刪除，而在PSpice中將作為兩條導(dǎo)線分別刪除。

　　3 Multisim 與PSpice仿真功能的異同

　　Multisim與PSpice都可以對電路進(jìn)行功能仿真，比如：直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、噪聲分析、直流掃描分析、溫度分析、參數(shù)分析、最壞情況分析、蒙特卡羅分析，但Multisim還可以對電路進(jìn)行失真分析、直流/交流靈敏度分析、零點(diǎn)/極點(diǎn)分析、交流傳遞函數(shù)分析、RF (射頻)電路仿真、自定義類型仿真，雖然PSpice也有靈敏度、傳遞函數(shù)分析功能，但都只適用于直流情況 。

　　Multisim 比PSpice出色的地方是提供了多種常用的虛擬儀表，包括數(shù)字萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、功率計(jì)、雙蹤示波器、波特圖示儀、字符發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、失真度分析儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等，其中，邏輯轉(zhuǎn)換儀是Multisim所特有的虛擬儀器，實(shí)際工作中不存在與之相對應(yīng)的設(shè)備。 Multisim的虛擬儀表與現(xiàn)實(shí)中所使用的儀表一樣，可以直接通過這些儀表觀察電路的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)，虛擬儀表還充分利用了計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)速度快的優(yōu)點(diǎn)，對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，并產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)果。圖2是一個帶通濾波器。

　　用Multisim進(jìn)行交流分析得到如圖3所示的波形。用PSpice對其進(jìn)行交流分析得到如圖4所示的波形?？梢钥闯龆叩姆抡娼Y(jié)果幾乎一樣。當(dāng)電壓源的幅度AC增加到2(AC=2)時(shí)，Multisim的仿真波形不變，而PSpice的仿真波形幅度將相應(yīng)增大為原來的2倍。

　　在仿真時(shí)，如果電路有問題，Multisim沒有出錯提示，仍然繼續(xù)進(jìn)行仿真，不過是按錯誤的電路進(jìn)行的，仿真結(jié)果也是錯誤的，而PSpice會給以文本提示錯誤，并在原理圖上進(jìn)行標(biāo)注，還可以點(diǎn)擊幫助查看出錯的詳細(xì)信息，并不顯示電路的仿真結(jié)果。下面是將圖1中的R2與地的連線刪除以后的交流仿真結(jié)果。用Multisim對修改后的電路進(jìn)行仿真的結(jié)果如圖5所示。

　　用PSpice對修改后的電路進(jìn)行仿真的結(jié)果如圖6所示。

　　DC Operating Point

　　1 0.00000

　　4 0.00000

　　3 0.00000

　　ll1#branch 0.00000

　　vvl#branch 0.00000

{{分頁}}

　　PSpice會在輸出文件中列出所有節(jié)點(diǎn)的電壓值、電流值、功率值，并可以在電路中顯示。

　　4 Multisim與PSpice對仿真分析結(jié)果處理的異同

　　Muhisim能將仿真分析結(jié)果傳輸給多種軟件：

　　(1) 把仿真電路的原理圖資料傳輸給Electronics WorkBench的UhiBoard模塊，也可以將原理圖轉(zhuǎn)換成其他PCB電路板格式的軟件OrCAD，PADS和Protel等所能接受的網(wǎng)絡(luò)表文件。需要注意的是，如果電路中使用了虛擬儀器，這些虛擬儀器將不會傳輸?shù)骄W(wǎng)表中。

　　(2)把仿真分析的結(jié)果輸出到MathCAD做各種數(shù)學(xué)處理。

　　(3)把仿真分析的結(jié)果輸出到Excel電子表格做各種處理。

　　與Multisim相比，PSpice在這方面的功能顯得更強(qiáng)大一點(diǎn)，他能把仿真電路的原理圖資料轉(zhuǎn)換成EDIF200，PSpice，Spice， VHDL，Verilog，Layout，INF等7種格式電連接網(wǎng)表，并且把仿真電路的原理圖能轉(zhuǎn)換成40種CAD軟件所要求的網(wǎng)表類型，不過不包括 MathCAD網(wǎng)表格式，也不能轉(zhuǎn)換成Excel電子表格形式。

　　5 結(jié)論

　　從以上Muhisim和PSpice軟件的比較可知，二者在進(jìn)行電路仿真時(shí)各有優(yōu)缺點(diǎn)。因此從事電子線路設(shè)計(jì)的人員要熟悉這兩個軟件的用法，才能在實(shí)際仿真工作中做到事半功倍。