Multisim在电子电路分析中的应用研究(3)
Multisim11为用户提供了多达24种分析功能，包括Monte Carlo，Worst Case，I-V Analyzer等。分析结果以数值或波形直观地显示出来。Multisim11既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混合仿真和射频（RF）电路的仿真[5]。仿真失败时会显示错误信息，提示可能出错的原因，仿真结果可随时存储和打印，基本满足电子电路设计和分析的要求。
(5)完美的兼容能力
Multisim11可以打开先前版本EWB和Multisim文件，还能打开Spice网络表文件、Orcad文件、Ulticap文件等，并自动形成相应的电路原理图。也可将Multisim11建立的电路原理图转换为网络表文件，提供给Ultiboard11模块或其它EDA软件（如Protel、Orcad等）进行印制电路板的自动布局和自动布线[6]。
Multisim软件是电子电路计算机仿真设计与分析的基础，结合计算机快速的运算能力，可以令电路板设计、电路分析、电路教学实验这些活动的效率成百上千倍提高。以下结合典型单元电路具体研究Multisim在电路分析、模拟电路和数字电路中的具体应用。
2. Multisim11在电路分析中的应用研究
2.1电路的Multisim仿真分析
电路课程的学习内容主要包括电路分析中的基本定律、定理，电阻电路和动态电路。对于基本定律的验证和电阻电路，借助Multisim中的虚拟万用表可以测量任意结点的参数；对于动态电路，可以用Multisim的瞬态分析功能或者虚拟示波仪观察输入输出波形。使电路分析更加方便、高效。
二阶电路响应分析是电路分析中的难点，故以二阶电路零状态响应分析为例，研究Multisim在电路分析中的应用。
2.2 二阶电路零状态响应研究
2.2.1 二阶电路零状态响应理论计算
二阶电路的初始使能为零（即电容两端电压和电感中的电流都为零），仅由外施激励引起的响应称为二阶电路的零状态响应[7]。
RCL并联电路的过渡过程完全有其特征方程的特征根决定，即取决于电路中元件的参数值[8]。
图5所示的二阶RCL并联电路，其二阶微分方程为：
(1)
则特征方程为: (3)
则可以推出:(1) 时，方程解为两个不相等的负实数，过阻尼，非振荡；(2) 时，方程解为一对共轭复数，欠阻尼，衰减振荡，；(3) 时，方程解为两个相等的负实数，临界阻尼，非振荡．
在图1所示的RCL并联二阶电路中，令函数信号发生器的输出为U=3 V，f=2kHz的方波脉冲信号，令R1=R2=10kΩ，C=4.7nF，代入 ，解得L=470mH,当L>470mH时为过阻尼状态，当L<470mH时为欠阻尼状态。
图1 RCL并联二阶电路
2.2.2 二阶电路零状态响应仿真分析
(1)先取L1=150H,此时应为过阻尼状态。开启仿真，调节示波器量程，观察二阶电路在此情况下的零状态响应波形如图2所示．
图2 L1=150H时的输入输出波形
由图2可见，输出相应无超调，电路输出处于过阻尼状态。
(2)令L1=470mH,此时 ，应为临界阻尼状态。仿真波形如图3所示
图3 L1=470mH时的波形
显然，波形无超调。
(3)令L1=4.7mH,此时 ，应为欠阻尼状态，波形如图4所示
图4 L1=4.7mH时的波形
由图4可见，此时输出为有超调的衰减振荡波形，处于欠阻尼状态。
综上所述，利用Multisim仿真二阶RCL并联电路仿真结果与理论分析结论一致。利用Multisim进行仿真，可以方便地观测到电路整个变化过程的细微之处，而这个过渡过程如果用一般仪器来观察，很难察觉到其细节的变化，用Multisim仿真则效果较好。