multisim-spice

一个 Claude Code skill:把一句话的电路描述,自动变成 ngspice 自检通过、可直接在 NI Multisim 打开的 SPICE 网表。

作者: 左岚 · 元数据: 见 project.yaml

流程: 你用大白话描述电路 → Claude 生成 SPICE 网表 → 内置 ngspice 跑一遍批处理自检 → 通过后用 Multisim 打开,你按 F5 仿真。

为什么需要它

常见的”AI 画电路”套路里,只有人才能闭环:AI 给出网表,你拿去 Multisim 仿真,你再告诉它哪儿不对。这个 skill 用 ngspice 当事实标准 把这个环闭上 —— Claude 不会把自己没跑过的网表交给你。

特性

• 不依赖外部 AI API。 由 Claude 本身(运行这个 skill)生成网表,除了 Claude Code 之外不需要 Gemini / OpenAI / Anthropic API key。
• 不依赖 Python。 只有 SKILL.md、几个 PowerShell 辅助脚本(scripts/)和一份内置的 Windows 二进制,无 pip install。
• 内置 ngspice 46(Windows x64) 用于离线自检,绿色版零安装;只保留自检用到的部分(约 13 MB,删减清单见 NOTICE)。
• 自验证。 Claude 会扫 ngspice 输出里的报错,并把数值结果对照设计指标核对,不达标就改网表重跑。
• 参考网表库。 references/ 里有 9 个自检通过的电路(分压、RC 低通、RC 阶跃、整流、BJT 共射、运放反相、多种半导体模型、MOS / JFET、直流扫描),Claude 写同类电路时先参照它们,索引见 references/README.md。
• 生成可直接运行的 Multisim 工程。 Multisim 导入网表时会丢掉分析设置、所有 .model 和实例参数,还会把 PNP / PMOS / P 沟道 JFET 导成 N 型;scripts/patch-ms14.ps1 把这些写回导入后的 .ms14 工程,打开后直接 F5 就出结果,原理图和仿真结果都与 ngspice 一致。
• 示例工程。 examples/ 里是 9 个用完整流程生成的成品 .ms14,对应全部参考网表(AC、瞬态、DC 工作点、直流扫描,含 BJT、MOS、JFET、二极管、受控源运放),打开就能按 F5 看效果。
• Multisim 路径自动探测。 读 Windows 注册表里的安装路径,再扫各盘 Program Files,都没命中才问你。

环境要求

• Windows —— 内置的 ngspice 是 Windows x64 二进制;Multisim 本身就是 Windows-only;skill 用 PowerShell 调 OS。
• NI Multisim 14.x(其它版本应该也能用 —— 按 Circuit Design Suite * 通配探测,不限版本号)。
• Claude Code —— 这是一个 Claude Code skill,通过其 Skill 机制调用。

安装

把本目录 clone 或拷到 Claude Code 的 skill 目录之一。

个人级(对你所有项目可用):

git clone https://github.com/zuoliangyu/multisim-spice "$env:USERPROFILE\.claude\skills\multisim-spice"

项目级(仅在单个项目里可用):

git clone https://github.com/zuoliangyu/multisim-spice <project-root>\.claude\skills\multisim-spice

就这些 —— 无 pip install、无 API key、无需改 PATH。

用法

在 Claude Code 里直接描述你想要什么:

“帮我设计一个 RC 低通滤波器,截止频率 1 kHz,电源 5 V,然后用 Multisim 打开。”

Claude 会根据描述自动路由到本 skill,然后:

1. 缺啥关键参数就问你。
2. 在你当前工作目录写一份 <电路名>.cir。
3. 用内置 ngspice 跑 -b 批处理;结果不达标就改网表重跑。
4. 把验证过的 .cir 在 Multisim 中打开。你按 F5 让它在 Multisim 里跑仿真。

也可以显式调用:/multisim-spice。

实战截图

下面三张是用本 skill 设计一阶 RC 低通(fc = 1 kHz、R = 1.59 kΩ、C = 100 nF)的真实过程截图。

1. 生成 / 编辑网表 — Claude 写出干净的 .cir,并另存一份 _check.cir 副本加上 ngspice 专用的 .print 行用于自检(干净版本里不留):

2. ngspice 自检 + 关键指标核对 — 批处理跑出 81 个频点,−3 dB 点正中 1 kHz,相位 −44.97°(理论 −45°),衰减斜率严格 −20 dB/decade:

3. 最终交付 + 导入 Multisim — 网表、参数表一并给出,自动启动 Multisim 并把 .cir 传给它(用户自己按 F5):

内部原理

步骤	干什么	在哪里
1. 厘清	解决模糊参数(Vcc、频率、增益……)	对话里
2. 生成	Claude 按 SPICE 规范写干净网表	<circuit>.cir
3. 自检	ngspice_con.exe -b <circuit>.cir —— 扫报错 + 把数值对照指标,不达标就改	内置 ngspice
4. 移交	Start-Process multisim.exe <circuit>.cir;用户按 F5	NI Multisim

完整工作流、SPICE 规范、排错速查表见 SKILL.md。

改 Multisim 搜索路径

探测逻辑在 scripts/find-multisim.ps1:先读注册表 HKLM:\SOFTWARE\[WOW6432Node\]National Instruments\Circuit Design Suite\<版本>\MSI Parts\Core 的 Path,再扫所有本地盘的 Program Files (x86) / Program Files\National Instruments\Circuit Design Suite *\multisim.exe,都没命中才问用户。装在非标准目录的话,把路径加进这个脚本即可。

不想要内置的 ngspice 怎么办

删掉 vendor/Spice64/,改 scripts/check.ps1 里的 $ng 让它指向外部的 ngspice_con.exe,例如:

• conda install -c conda-forge ngspice(在 <env>/Library/bin/ 下放一份 Windows 构建)
• 从 ngspice 在 SourceForge 的页面 下载别的版本

局限

• 仅 Windows。 内置二进制 + PowerShell 驱动 + Multisim 主要支持的也是 Windows。
• 交付给 Multisim 的 .cir 要保持标准 SPICE 语法 —— Multisim 的导入器不认 ngspice 专有语法(比如 .control 块)。skill 已经把这些挡在最终文件之外。
• Multisim 导入网表后会自动排版,稍复杂的电路要手动整理。
• 不会自动按 F5。 skill 只把电路在 Multisim 里打开,不会替你按 F5 —— 故意的,避免因焦点/时序问题而出错。

协议

本 skill 自己的代码与文档以 MIT License 发布 —— 见 LICENSE。

vendor/Spice64/ 里内置的 ngspice 是独立的第三方软件,使用其自身的(BSD 风格)许可。见 NOTICE 和 vendor/Spice64/docs/COPYING。

致谢

• ngspice —— 让自检闭环成为可能的开源 SPICE 引擎。
• NI Multisim —— 本 skill 面向的原理图 / 仿真目标环境。