模擬軟體Multisim與PSpice在電路設計中的功能比較

    隨著計算機技術的迅速發展，計算機輔助設計技術(CAD)已滲透到電子線路設計的各個領域，包括電路圖生成、邏輯模擬、電路分析、優化設計、最壞情況分析、印刷板設計等。目前國際上比較流行兩個模擬軟體：Multisim (EWB的版本)和PSpice。通過對兩個軟體的認真學習和反覆比較，發現二者存在很多差異，下面進行一一說明。

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，其模型參數可以根據用戶的需要進行設置，沒有具體的封裝，印刷電路板軟體也沒有相應的元器件庫，在市場上沒有相應的元器件出售；真實元器件具有精確的模擬模型和相應的封裝，在印刷板電路設計軟體中有相應的元器件庫，且在市場上有相應的元器件出售，Multisim提供的元器件都能用於電路的模擬，並且有用於RF模擬的微波器件。
    PSpice有4個虛擬元件IPRINT，IPLOT，VPRINT1，VPLOT1，其功能和Multisim 中的虛擬儀錶有點相似，但只是記錄電路中某一點的電流或電壓值。PSpice的基本元器件的屬性都可以修改。他把元器件分為有模擬模型的和無模擬模型的，只有那些具有模擬模型的才能用於原理圖的模擬，其他的就只能用於原理圖的繪製。PSpice有一類特殊的元器件：模擬行為模型元器件，用此類元件可以去模擬一塊尚未完成或是極複雜的子電路，用戶可以自行定義或使用PSpice內已經建好的模擬行為模型元件，他運用描述電路特性的方式而不需要以真實電路來輸入與模擬，可大幅精簡模擬的時間及複雜度。圖1是一個頻域模擬行為的電路。對其中的各個模塊進行設置后，就可以進行各種模擬。
 

2 Multisim 與PSpice繪製原理圖的異同
    Multisim與PSpice繪製原理圖時，在很多功能上是相同的，比如：複製、粘貼、旋轉、放置文字、建立新元件、繪製層次圖等，但PSpice可以繪製非電氣性質的圖元，可以通過輸人VHDL程序來代替繪製原理圖(Multisim只是可以在原理圖中用VHDL器件)，在原理圖中可以添加網路標識，且網路標識可以直接代替節點編號用於模擬，原理圖繪製完成後可以進行DRC (設計規則檢查)，可以產生元器件之間互連關係的報表，可以對設計的電路進行優化程序設計。在Multisim中繪製導線如果彎折仍是一條導線，刪除時彎折的兩部分都將刪除，而在PSpice中將作為兩條導線分別刪除。

3 Multisim 與PSpice模擬功能的異同
    Multisim與PSpice都可以對電路進行功能模擬，比如：直流工作點分析、交流分析、瞬態分析、傅里葉分析、雜訊分析、直流掃描分析、溫度分析、參數分析、最壞情況分析、蒙特卡羅分析，但Multisim還可以對電路進行失真分析、直流/交流靈敏度分析、零點/極點分析、交流傳遞函數分析、RF(射頻)電路模擬、自定義類型模擬，雖然PSpice也有靈敏度、傳遞函數分析功能，但都只適用於直流情況 。
    Multisim 比PSpice出色的地方是提供了多種常用的虛擬儀錶，包括數字萬用表、函數信號發生器、功率計、雙蹤示波器、波特圖示儀、字元發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀、失真度分析儀、頻譜分析儀和網路分析儀等，其中，邏輯轉換儀是Multisim所特有的虛擬儀器，實際工作中不存在與之相對應的設備。Multisim的虛擬儀錶與現實中所使用的儀錶一樣，可以直接通過這些儀錶觀察電路的運行狀態，同時，虛擬儀錶還充分利用了計算機處理數據速度快的優點，對測量的數據進行加工處理，併產生相應的結果。圖2是一個帶通濾波器。
 
    用Multisim進行交流分析得到如圖3所示的波形。用PSpice對其進行交流分析得到如圖4所示的波形。可以看出二者的模擬結果幾乎一樣。當電壓源的幅度AC增加到2(AC=2)時，Multisim的模擬波形不變，而PSpice的模擬波形幅度將相應增大為原來的2倍。
  
    在模擬時，如果電路有問題，Multisim沒有出錯提示，仍然繼續進行模擬，不過是按錯誤的電路進行的，模擬結果也是錯誤的，而PSpice會給以文本提示錯誤，並在原理圖上進行標註，還可以點擊幫助查看出錯的詳細信息，並不顯示電路的模擬結果。下面是將圖1中的R2與地的連線刪除以後的交流模擬結果。用Multisim對修改後的電路進行模擬的結果如圖5所示。
 
 用PSpice對修改後的電路進行模擬的結果如圖6所示。
DC Operating Point
1 0.00000
4 0.00000
3 0.00000
ll1#branch 0.00000
vvl#branch 0.00000
 
PSpice會在輸出文件中列出所有節點的電壓值、電流值、功率值，並可以在電路中顯示。
 

4 Multisim與PSpice對模擬分析結果處理的異同
    Muhisim能將模擬分析結果傳輸給多種軟體：
(1)把模擬電路的原理圖資料傳輸給Electronics WorkBench的UhiBoard模塊，也可以將原理圖轉換成其他PCB電路板格式的軟體OrCAD，PADS和Protel等所能接受的網路表文件。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到網表中。
(2)把模擬分析的結果輸出到MathCAD做各種數學處理。
(3)把模擬分析的結果輸出到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大一點，他能把模擬電路的原理圖資料轉換成EDIF200，PSpice，Spice，VHDL，Verilog，Layout，INF等7種格式電連接網表，並且把模擬電路的原理圖能轉換成40種CAD軟體所要求的網表類型，不過不包括MathCAD網表格式，也不能轉換成Excel電子表格形式。

5 結論
    從以上Muhisim和PSpice軟體的比較可知，二者在進行電路模擬時各有優缺點。因此從事電子線路設計的人員要熟悉這兩個軟體的用法，才能在實際模擬工作中做到事半功倍。