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EWB及MultiSIM电子仿真软件
笔者在此着重向读者推荐MultiSIM电子仿真软件。根据笔者多年的教学经验，认为MultiSIM软件是众多电子仿真软件中的佼佼者，且该软件近年来在不断地更新和升级，功能越来越完善，具有强大的生命力。
还得从20世纪80年代加拿大Interactive Image Technologies公司(简称IIT公司)推出EWB5.0(Electronics workbench)说起，加拿大IIT公司推出的颇具特色的电子仿真软件EWB5.0，曾经风靡世界。它以其界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，早在20世纪90年代就在我国得到迅速推广，受到电子行业技术人员的青睐。跨入21世纪初，加拿大IIT公司在保留原版本的优点基础上，增加了更多功能和内容，特别是改进了EWB5.0软件虚拟仪器调用有数量限制的缺陷。将EWB软件更新换代推出EWB6.0版本，并取名MultiSIM(意为多重仿真)，也就是Multisim2001版本。2003年升级为Multisim7.0版本，电子仿真软件Multisim7.0功能已相当强大，能胜任各种电子电路的分析和仿真实验。它有十分丰富的电子元器件库，可供用户调用组建仿真电路进行实验；它提供18种基本分析方法，可供用户对电子电路进行各种性能分析；它还有多达17台虚拟仪器仪表和一个实时测量探针，可以满足一般电子电路的测试和实验。但它有一个缺点，就是将 电阻的单位Ω用“Ohm”三个字母表示，使用起来不方便。除了这一点之外，电子仿真软件Multisim7.0已经相当成熟和稳定，是加拿大IIT公司在开拓电子仿真软件领域中的一个里程碑。电子仿真软件Multisim7.0启动画面如图五所示。
图五
以后加拿大IIT公司虽然又相继推出Multisim8.0、8.3.30等版本，将Multisim7.0的缺点，即电阻的单位“Ohm”三个字母改为用Ω表示。Multisim8.0版本除了增加了一些元件库品种、一台“泰克”示波器和其它一些功能之外，给人的印象与Multisim7.0相比并没有太大的区别。也可以说Multisim8.0版本是加拿大IIT公司推出的电子仿真软件的终极版，Multisim8.0版本启动画面如图六所示。
图六
2005年以后，加拿大IIT公司已经隶属于美国国家仪器公司(National Instrument，简称NI公司)，美国NI公司于2006年初首次推出Multisim9.0版本。其启动画面如图七所示。
图七
美国NI公司推出的Multisim9.0版本与以前加拿大IIT公司推出的Multisim7.0版本有着本质上的区别。虽然它的界面、元件调用方式、搭建电路、虚拟仿真、电路基本分析方法等还是沿袭了EWB的优良传统，但软件的内容和功能已大不相同。比如它的元件工具条中增加了 单片机和三维先进的外围设备，如图八所示。
图八
另外，在Multisim9.0基本界面右边虚拟仪器工具条下方增加了4台LabVIEW 采样仪器，它们分别是：麦克风、播放器、信号发生器和信号分析仪如图九所示。
图九
2007年初，美国NI公司又推出最新的NI Multisim10版本，其启动画面如图十所示。在原来的Multisim前冠以NI，启动画面右上角有美国国家仪器公司的徽标和英文“NATIONAL INSTRUMENTSTM”字样。
图十
在安装NI Multisim10软件的同时，也同时安装了与之配套的制版软件NI Ultiboard10，并且两个软件位于同一路径下面，给用户使用提供了极大的方便。制版软件NI Ultiboard10软件启动画面如图十一所示。
图十一
可见，现在美国NI公司推出的NI Multisim10软件，再不是以前的EWB了。可以这样认为，EWB主要功能在于一般电子电路的虚拟仿真；而NI Multisim10软件则不仅仅局限于电子电路的虚拟仿真，其在LabVIEW虚拟仪器、单片机仿真等技术方面都有更多的创新和提高，属于EDA技术的更高层次范畴。
美国NI公司是虚拟仪器技术的权威。随着科学技术的不断发展和进步，人们最早使用的测量仪器是模拟指针式电表，后来发展到数字式电表，然后又有智能化仪表，目前和今后，虚拟仪器仪表技术必将由于计算机的普及而得到迅速发展。LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)，是一个工业标准的图形化开发环境，可以理解为实验室虚拟仪器集成环境，它是一种用图形来编程的语言，所以有人把它称为“G”语言(Graph图形)。“C”语言是用枯燥繁杂的字符代码来编程的，用LabVIEW的“G”语言编程，基本上可以不写代码，而是用工程师们所熟悉的图标和框图来“绘制”程序流程图，显得生动和形象。掌握了LabVIEW软件编程技术，再将计算机的屏幕作为虚拟仪器的终端显示硬件，人们就可以随心所欲地“制造”出自己所需要的各种高性能测量仪器。
虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在Microsoft公司的Windows诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0以前的版本。对虚拟仪器和LabVIEW长期、系统、有效的研究开发使得美国NI公司成为业界公认的权威。
在 NI Multisim 10软件基本界面右边虚拟仪器工具条中，除了Multisim9.0的4台LabVIEW 采样仪器之外，又增加了一个“Current Probe”如图十二(左) 所示，它是一个电流取样探极，可以将其调出串入电路中，并通过连线将它与虚拟示波器直接相连，可以从示波器屏幕上观察到电流波形，相当于一个电流取样电感。原Multisim8.0及以前版本软件，基本界面右边虚拟仪器工具条中都有一个黄色的“实时测量探极”，平时呈灰色，仅在仿真开关打开后才呈黄色，可以调出用于对仿真电路测量各节点的动态实时电压等参数，而在NI Multisim10软件中，赋予了它更多的功能，且可以在仿真开关没有运行的情况下，点击其下拉箭头如图十二(中)所示，将弹出它的下拉菜单如图十二(右)所示，选择其中的“Instantaneous voltage and current”将它调出串入电路各支路，运行仿真后可以自动显示各支路的电压和电流如图十三所示。
图十二
图十三
设计电子产品的新理念
传统的设计电子产品的老方法是：首先构思和绘制出电子电路原理图，采购元器件，在试验板或实验台上搭建和焊接电路，然后通上电源，进行调试，并用信号源输入测试信号，用万用表检测电路各级电位是否正常，并用示波器观察电路输出波形等等。经反复试验、调整、拆换元件，最后得到样机。如若对构思的电路原理图是否完全正确可行，心中没有充分的把握，还不能冒然通电试验，即使采用了一些限流、限压等保护应急措施，第一次合闸通电时，心中难免有些紧张。特别是强电，小则瞬间元件冒烟烧毁，大则贵重仪器报废，这是常有的事。
然而，电子电路的虚拟仿真技术从根本上解决了这种悲剧的发生。如若构思和搭建的电路存在问题，仿真开关打开后，软件会自动跳出对话框，指示电路哪个地方有错，或漏接了电源和地线等。只要关闭仿真开关，便可以进行修改，绝对不用担心虚拟仪器会烧毁。在计算机上可以反复进行调换元件、改变信号强弱，直到电路达到设计要求为止。并且还可以在电子样品没有出来之前，就可以利用软件所提供的多种电路分析方法，对设计的电路进行诸如最佳工作点分析、温度影响分析、失真度分析、最坏工作条件分析等性能测试。也就是说，在生产产品之前，就能对产品的性能有所了解，这在以前用老方法设计电子产品是不可能办到的。
如果在设计和仿真好电子产品后，再利用与电子仿真软件相配套的制版软件，比如与电子仿真软件NI Multisim10相配套的就有制版软件NI Ultiboard10，用电子仿真软件NI Multisim10设计的电路内容可以无缝链接到NI Ultiboard10中进行制作电路板，或者用另一个EDA软件Protel PCB 99 SE制版。这样就可以大大地加快设计和生产电子产品的周期。
由于采用电子虚拟仿真技术设计电子产品具有安全系数高、投入设备少、周期短、性能高，所以新世纪设计电子产品的新理念是：构思电路——虚拟仿真——绘制电路板——焊接调试——出产品。 上一页 [1] [2] [3]
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