第一次在Multisim里搭仿真电路,调了半天波形一直飘,才想起要搞懂multisim怎么接地,当时反复拖放元件,总把电源负极当成接地,跑出来的仿真结果完全不对,示波器的基线一直乱跳,数值也忽高忽低。以为直接把电源负极引线连到线路上就算完成接地,反复运行仿真,每次得到的曲线都没法用来分析电路,折腾很久才发现是混淆了电源负极和接地符号,两个东西在仿真里根本不是一回事。
打开软件之后,顶部工具栏里有放置电源元件的快捷按钮,点开会弹出电源库,接地符号就在这个分类下面,图标是大家熟悉的三横线接地标识。很多新手会下意识在基础元件库里面翻,翻电阻电容二极管找半天,自然找不到这个符号,我最开始也在基础元件库来回翻,浪费不少时间。选中接地符号,鼠标光标会带着元件虚影,点击画布空白位置就能放下,放置完成之后,把导线连接到电路需要参考零电位的节点,一般是电源负极、运放的负参考端,或者示波器的参考输入端。
有个细节很容易忽略,一个完整仿真电路里,至少要有一处接地。Multisim仿真的计算逻辑需要一个零电位参考点,如果整个电路没有放置接地元件,软件大概率直接报错,或者仿真运行但输出数据异常,电压读数会出现不合理的超大数值。就算直流电源标了负极,不添加接地符号,仿真内核依然没有确定电位基准,这就是我之前波形紊乱的根源。
接地符号可以重复放置。
同一张原理图里面放多个接地,它们在仿真里会被默认为同一个零电位节点,多点接地在模拟电路仿真里很常用,像运放放大电路、多级滤波电路,常常会在信号输入端、输出端各自接地点,用来统一电位基准,不会出现多个地之间存在电位差的情况。但实物电路和仿真不一样,实物多点接地会引入地线干扰,仿真环境没有导线电阻,所以可以放心使用。
放置接地还有另外一种快捷方式,直接用菜单栏的放置选项,点开放置菜单,选择电源,在弹出的窗口里挑选GROUND元件,效果和工具栏快捷按钮是一样的。放置之后可以双击接地符号,弹出属性窗口,大部分场景下默认参数不用改动,接地元件的核心作用就是定义零电位,没有阻值、电压这类可调参数,一般只需要修改标签文字方便识图。
搭完电路连线之后,再检查一遍,接地的引线必须可靠连接到电路节点,不能悬空,导线出现断点也等同于没有接地。曾经一次仿真,肉眼看着导线连在了接地符号上,放大画布才发现导线只是贴在元件边缘,没有真正形成电气连接,仿真依旧异常。把导线端点拖动,直到出现红色小圆点,代表成功建立电气连接,再启动仿真。
这只是我的个人感受,不是标准答案。Multisim不同版本界面布局会有细微差别,老版本电源库的位置会稍微偏移,部分汉化版本的文字翻译不一样,但接地符号的图标不会变,核心功能不变。如果是数字电路仿真,同样需要放置接地,数字芯片的电源参考点也要接入地,不然逻辑电平读取会出错,高低电平识别混乱。
做完基础模拟电路之后,试着搭差分放大电路,特意分开设置信号地和电源地,在Multisim仿真中,两个接地符号电位完全等同,仿真结果看不出差别,这个也让我意识到仿真软件和实际硬件电路板存在明显区别,仿真只能做原理验证,不能完全复刻实物里地线噪声、线路阻抗带来的各类问题。
后面每次新建仿真工程,最先放的元件就是接地符号,避免等到全部线路搭完,运行仿真才发现缺少参考电位,再回头排查故障,整个原理图都要重新梳理一遍。