Skúmanie elektrických obvodov v multisim. Príklady a úlohy v prostredí Multisim. Stručné teoretické informácie

Intuitívny editor schém Multisimové programy umožňuje, šetrením času pri kreslení, nechať viac času na dizajn. Multisim je postavený tak, že nie je potrebné prepínať z režimu umiestnenia do režimu rozloženia, ako v iných podobných programoch. Multisim prichádza k zákazníkovi s kompletnou základňou 16 000 dielov a zahŕňa simulačný model, schematický symbol, elektrické parametre a schému zapojenia. K dispozícii je tiež bezplatný prístup do Design Center, ktoré má viac ako 12 miliónov dielov v databáze s možnosťou vyhľadávania.

Klasické programy na simuláciu obvodov alebo programy podobné SPICE (kde SPICE je anglicky - Simulation Program with Built-in Circuit Expression) majú maximálnu presnosť a spoľahlivosť, medzi ktoré patrí aj Multisim. Princíp ich činnosti je založený na strojovom zostavení sústavy obyčajných diferenciálnych rovníc elektrického obvodu a ich riešení bez použitia zjednodušujúcich predpokladov. Používa numerické metódy Runge-Kutta alebo Geerovu metódu na integráciu systému diferenciálnych rovníc, Newton-Raphsonovu metódu na linearizáciu systému nelineárnych algebraických rovníc a Gaussovu metódu alebo LU-expanziu na riešenie systému lineárnych algebraických rovníc. Modifikácie týchto metód majú za cieľ zlepšiť konvergenciu alebo výpočtovú efektivitu bez zjednodušenia pôvodného problému.

Multisim využíva nasledujúce funkcie simulácie SPICE: Priemyselná štandardná simulácia SPICE; XSPICE zosilnenie na rozšírenie schopností Berkeley SPICE3; simulácia s pripojením VHDL a Verilog; interaktívne modelovanie; široká škála zdrojov vrátane jednosmerného, ​​sínusového, pulzného, ​​pílového, náhodného, ​​AM, FM; softvérové ​​modelovanie; zmiešaná analógovo-digitálna simulácia; najmodernejšie algoritmy na riešenie problémov s prekríženými obvodmi, pokročilé možnosti kompromisov medzi rýchlosťou a presnosťou. Vlastnosti RF simulácie: zisk SPICE pre vysokofrekvenčnú simuláciu; RF nástroje a analýzy, RF modely a sprievodca na vytváranie vlastných modelov.

Multisim je jediný univerzálny simulačný balík na použitie s frekvenciami nad 100 MHz, kde sa SPICE zvyčajne stáva nefunkčným. Balík Multisim RF obsahuje vyhradenú knižnicu dielov, sprievodcu RF modelom, RF virtuálne nástroje a RF analyzátory. Funkcie VHDL a Verilog predstavujú pre začiatočníkov jednoduchý spôsob používania HDL, čo je nástroj na modelovanie zložitých digitálnych detailov, ktoré sa nedajú modelovať v SPICE. VHDL a Verilog - schopnosť modelovať časti bez toho, aby ste museli rozumieť syntaxi HDL. VHDL a Verilog - samostatný nástroj na návrh s editormi kódu, manažérmi simulačných projektov, výstupom kriviek a ladením, spoločná simulácia s SPICE, úplná zhoda so štandardmi.

Multisim umožňuje tímu dizajnérov pracovať na identických obvodoch v reálnom čase prostredníctvom lokálna sieť alebo internet. Pomocou Multisim môžete zadať špecifické polia na charakterizáciu dielov, ako sú náklady, dodacia lehota alebo preferovaný dodávateľ.

Kombinácia technológie Multisim a virtuálnych prístrojov umožňuje konštruktérom DPS a elektrotechnickým pedagógom dosiahnuť úplnú kontinuitu cyklu návrhu, ktorý pozostáva z troch etáp: štúdia teórie, tvorba schému zapojenia simulovaného systému, výroby prototypu a testovania.

Multisim 10.0 a Ultiboard 10.0 poskytujú širokú škálu profesionálnych dizajnových funkcií pre tých najnáročnejších moderné vybavenie modelovanie, vylepšená databáza komponentov a rozšírená komunita používateľov. Databáza komponentov obsahuje viac ako 1200 nových položiek a viac ako 500 nových modelov SPICE od popredných výrobcov, ako sú Analog Devices, Linear Technology a Texas Instruments, ako aj viac ako 100 nových modelov. zdroje impulzov výživa.

Okrem toho v Nová verzia softvér bol predstavený asistent konvergencie na automatickú korekciu parametrov SPICE na opravu chýb simulácie, bola pridaná podpora pre štandardy BSIM 4 a boli rozšírené možnosti zobrazenia a analýzy údajov, vrátane novej súčasnej sondy a aktualizovaných statických sond pre diferenciálne merania.

Multisim je najmodernejší softvér na simuláciu elektronických obvodov, ktorý poskytuje virtuálne laboratórium vrátane testovacích prístrojov a rozsiahlych knižníc. elektronické komponenty. Tento článok sa bude zaoberať takými fázami vytvárania schémy elektrického obvodu v prostredí Multisim 12.0, ako je spájanie symbolov komponentov na schéme, pomenovanie obvodov, práca s napäťovou sondou.

Pripojenie symbolov komponentov na diagrame

Obvody a zbernice sa používajú na komunikáciu medzi komponentmi v obvode. Na pridanie obvodu do obvodu použite príkaz „Explorer“ z ponuky „Vložiť“, na pridanie zbernice použite príkaz „Bus“. Po výbere požadovaného príkazu z ponuky bude mať kurzor tvar krížika. V Multisim je možné spojiť symboly komponentov do schémy pomocou siete niekoľkými spôsobmi:

• automatické pripojenie;
• oporné spojenie;
• manuálne pripojenie.

Ak chcete použiť obvod na pripojenie kontaktov symbolov, musíte presunúť kurzor na vybraný kontakt a kliknúť naň ľavým tlačidlom myši, potom pretiahnuť kurzor na ďalší kontakt a tiež naň kliknúť ľavým tlačidlom myši. tlačidlo myši - obvod je vytvorený. V procese vytvárania obvodu môže byť potrebné pripojiť pin symbolu k sieti. V tomto prípade po presunutí kurzora na vybraný kontakt, ku ktorému bude obvod pripojený, musíte naň kliknúť ľavým tlačidlom myši a pretiahnuť kurzor na bod pripojenia s iným obvodom, potom tiež kliknúť na toto miesto ľavou myšou tlačidlo - systém vytvorí uzol v mieste spájania vytváraného reťazca s existujúcim uzlom. Takéto spojenie sa nazýva automatické. Existuje ďalší spôsob kladenia obvodov - toto je spojenie kontaktov symbolov pomocou pripojenia. Ak chcete implementovať túto metódu, posuňte pripojený symbol tak, aby sa koniec jeho vstupného kontaktu zhodoval s koncom výstupného kontaktu symbolu komponentu, ku ktorému sa pripájate (v tomto prípade by sa na mieste pripojenia mala objaviť malá bodka , symbolizujúce, že kontakty sa úspešne ukotvili) a kliknutím ľavým tlačidlom myši ho umiestnite do schémy, potom potiahnite symbol na požadované miesto v schéme (tým umiestnite sieť za symbol). Príklad automatického spojenia symbolu súčiastky a vodiča je na obrázku 1.

Ryža. 1. Automatické spojenie symbolu súčiastky a vodiča.

Postupnosť akcií v tento príklad rozdelené do piatich krokov:

1. V prvom kroku sú na obrázku dva symboly už spojené vodičom.
2. Krok 2 ukazuje, ako pridať nový symbol do oblasti kreslenia.
3. V treťom kroku sa nový symbol presunie do kontaktu s vodičom. V tomto prípade sa spojenie s vodičom vykoná automaticky po ľavé tlačidlo myš sa uvoľní.
4. Vyberte symbol ľavým tlačidlom myši a presuňte ho na nové miesto.

Obrázok 2 zobrazuje príklad spojenia dvoch komponentových symbolov priľahlosťou.

Ryža. 2. Spojenie kontaktov dvoch symbolov komponentov spojením.

Postupnosť akcií v tomto príklade je prezentovaná vo forme štyroch krokov:

1. V prvom kroku obrázok zobrazuje dva symboly komponentov umiestnené v pracovnej oblasti výkresu.
2. V druhom kroku sa druhý znak presunie do kontaktu s prvým znakom. Súčasne sa na križovatke objaví farebná bodka, ktorá symbolizuje, že dokovanie kontaktov symbolov bolo úspešné. Po uvoľnení ľavého tlačidla myši sa spojenie vytvorí automaticky.
3. Presuňte druhý symbol komponentu na nové miesto vo výkrese.
4. Dirigent bol položený za symbol.

Ak chcete manuálne spojiť kontakty dvoch symbolov komponentov pomocou obvodu, vyberte položku „Explorer“ v ponuke „Vložiť“, kliknite ľavým tlačidlom myši na výstup prvého symbolu (kurzor bude vyzerať ako kríž). Potiahnite kurzor smerom k ďalšiemu kolíku a ku kurzoru sa pripojí drôt. Pri pohybe myšou ovládajte smer spojenia kliknutím ľavým tlačidlom myši na body zmeny trasy spojenia. V tomto prípade každé kliknutie ľavým tlačidlom myši pripojí vodič k položeným bodom. Obrázok 3 ukazuje manuálny spôsob pripojenia kolíkov symbolov komponentov.

Ryža. 3. Manuálne pripojenie pinov symbolov komponentov.

Pri použití tohto spôsobu pripojenia vedený vodič automaticky obchádza symboly komponentov, s ktorými nie je spojenie (obr. 4).

Ryža. 4. Prieskumník automaticky obchádza symboly komponentov, s ktorými nie je spojenie.

Manuálny spôsob pripojenia kolíkov symbolov komponentov sa odporúča pre zložité, kritické trasy vodičov, pretože je zložitejší. Môžete tiež použiť kombinované pripojenie - automatické a manuálne v jednej schéme.

Pre väčšiu flexibilitu v procese pripojenia Multisim môžete začať a ukončiť pripojenie vo vzduchu, to znamená bez pripájania kábla ku kolíku symbolu komponentu alebo začínať od predtým vytvoreného bodu pripojenia. Ak chcete umiestniť vodič do vzduchu, vyberte položku "Prieskumník" z ponuky "Vložiť", kliknite ľavým tlačidlom myši na oblasť kreslenia (táto akcia vytvorí počiatočný bod pripojenia), presuňte kurzor na položenie vodiča a potom dvakrát kliknite ľavým kliknutím na oblasť kreslenia, aby ste dokončili vedenie drôtu (táto akcia vytvorí koncový bod pripojenia). V niektorých prípadoch môže byť potrebné upraviť trasu pripojenia v schéme. Ak chcete zmeniť umiestnenie vodiča, vyberte ho ľavým tlačidlom myši (v tomto prípade sa na vodiči objaví niekoľko bodov "pretiahnutia"), kliknite ľavým tlačidlom myši na jeden z nich a potiahnite spojenie myšou, pričom zmeňte jeho trasa. Body ťahania je možné pridať alebo odstrániť. Ak to chcete urobiť, stlačte kláves Ctrl na klávesnici a kliknite ľavým tlačidlom myši na vodič v mieste, kde chcete pridať alebo odstrániť bod "ťahania". Trasu pripojenia môžete zmeniť aj posunutím segmentu drôtu. Ak to chcete urobiť, vyberte vodič ľavým tlačidlom myši, umiestnite kurzor na segment vodiča (v tomto prípade bude mať kurzor tvar dvojitej šípky), kliknite ľavým tlačidlom myši na segment a presuňte ho myšou, zmena trasy spojenia.

Farbu vodičov v schéme je možné zmeniť. Ak chcete zmeniť farbu vodiča alebo farbu segmentu vodiča, kliknite pravým tlačidlom myši na vodič a v kontextovej ponuke, ktorá sa otvorí, vyberte možnosť „Farba siete“ alebo „Farba segmentu“. V okne "Paleta", ktoré sa otvorí, vyberte požadovanú farbu a kliknite na tlačidlo "OK". V dôsledku toho sa vodič na schéme zobrazí v novej farbe.

Tam, kde viaceré okruhy sledujú spoločnú cestu, používajú sa prípojnice. Prípojnica zoskupuje siete, čo uľahčuje čítanie diagramu. Na pridanie zbernice do okruhu použite príkaz "Bus" z ponuky "Insert".

Pomenovanie okruhu.

Na zlepšenie čitateľnosti diagramu je možné každej sieti v diagrame priradiť názov. Ak chcete pomenovať obvody obvodu, dvakrát kliknite na vodič ľavým tlačidlom myši, v dôsledku čoho sa otvorí okno "Nastavenia obvodu". V predvolenom nastavení je každému okruhu pri jeho vytvorení priradený automatický názov, ktorý sa zobrazuje v poli Názov okruhu na karte Okruh. Do poľa Preferred Circuit Name je možné zadať nový názov okruhu. Viditeľnosť názvu okruhu na schéme sa nastavuje zaškrtnutím políčka v zaškrtávacom políčku „Zobraziť názov“. Farbu retiazky môžete zmeniť aj na záložke "Retiazka". To je možné vykonať výberom požadovanej farby v okne "Paleta". Toto okno sa vyvolá kliknutím na farebnú ikonu v poli „Farba reťaze“. Aby sa zmeny vykonané na karte „Reťazec“ prejavili, kliknite na tlačidlo „Použiť“ alebo „OK“. Obrázok 5 zobrazuje okruh s priradeným názvom, ako aj okno „Nastavenia reťazca“.

Ryža. 5. Okruh s priradeným názvom, ako aj okno "Nastavenia reťaze".

Aplikácia napäťovej sondy-indikátora.

Na paneli nástrojov "Virtuálne meracie komponenty" (tento panel je možné pridať do projektu príkazom ponuky "Zobraziť / Panel nástrojov") sú ikony piatich farebných napäťových sond: bezfarebná, modrá, zelená, červená, žltá. Princíp fungovania týchto indikátorov je rovnaký, rozdiel je len vo farbe. Sonda indikátora napätia určuje napätie v konkrétnom bode v obvode a ak má skúmaný bod napätie rovnaké alebo väčšie ako hodnota napätia odozvy, ktorá je špecifikovaná v nastaveniach tohto indikátora sondy, indikátor sa rozsvieti. vo farbe. Požadovanú prahovú hodnotu pre činnosť indikačnej sondy môžete nastaviť v okne nastavení tohto zariadenia na karte "Parametre" nastavením požadovanej hodnoty napätia v poli "Prahové napätie (VT)". Aby sa zmeny prejavili, kliknite na tlačidlo „OK“. Okno nastavení je možné otvoriť dvojitým kliknutím ľavého tlačidla myši na ikonu tohto zariadenia v schéme. Názov okna nastavení zodpovedá názvu farby vlastnej indikačnej sondy. Napríklad pre zelenú indikačnú sondu sa okno nastavení bude nazývať "PROBE_GREEN" a pre žltú - "PROBE_YELLOW". V diagrame je prahové napätie sondy-indikátora zobrazené vedľa jeho ikony. Obrázok 6 zobrazuje príklad pripojenia niekoľkých indikačných sond k skúmanému obvodu, ako aj zelené okno nastavenia sondy.

Ryža. 6. Príklad pripojenia niekoľkých indikačných sond k skúmanému obvodu, ako aj zelené okno nastavenia sondy.

ÚČEL PRÁCE

Štúdium a získavanie zručností v programe Multisim

ÚLOHA NA PRÁCU

Naučte sa princíp konštrukcie elektronické obvody v programe Multisim

VŠEOBECNÉ INFORMÁCIE

Organizácia rozhrania programu Multisim je znázornená na obr. 1. Tu je zobrazený štandardný panel nástrojov obsahujúci tlačidlá pre najčastejšie používané funkcie programu.

Simulačný panel vám umožňuje spustiť, zastaviť a ďalšie funkcie simulácie popísané nižšie.

Panel nástrojov obsahuje tlačidlá pre každý z použitých nástrojov, vybraný z databázy Multisim/

Všeobecný vývojový panel zobrazený na obrázku 1. obsahuje okno okruhu, ktoré obsahuje skúmaný okruh.

Štandardný panel obsahuje nasledujúce tlačidlá:

Na panel nástrojov sú umiestnené nasledujúce tlačidlá:

Nakoniec panel komponentov zobrazuje nasledujúce prvky:

Nástroje

Multisim má niekoľko VI. Tieto zariadenia sa používajú rovnakým spôsobom ako ich ekvivalenty v reálnom svete. Použitie VI je jedným z najlepších a najjednoduchších spôsobov, ako preskúmať okruh. Tieto svietidlá môžu byť umiestnené na ľubovoľnej úrovni schémy alebo podobvodu, ale aktuálne sú aktívne iba pre schému alebo podobvod na aktívnych komponentoch.

VI majú dva pohľady: ikonu prístroja, ktorú umiestnite do schémy, a otvorený prístroj, kde nastavíte, ako sa prístroj ovláda a zobrazuje na obrazovke.

Ikona zariadenia ukazuje, ako je zariadenie spojené so schémou. Keď je nástroj aktívny, čierna bodka vo vnútri I/O indikátorov znamená, že nástroj je spojený s bodom spojenia.

Pridanie zariadenia do schémy:

1. V predvolenom nastavení je prístrojová doska zobrazená na pracovnej ploche. Ak sa prístrojová doska nezobrazí, kliknite na tlačidlo Prístroje. Zobrazí sa panel nástrojov nástrojov, pričom každé tlačidlo zodpovedá jednému nástroju.

2. Na paneli nástrojov Nástroje kliknite na tlačidlo nástroja, ktorý chcete použiť.

3. Presuňte kurzor na miesto schémy, kam chcete umiestniť zariadenie a kliknite na tlačidlo myši.

Zobrazí sa tiež ikona a ID nástroja. Identifikátor nástroja identifikuje typ nástroja a jeho vzorku. Napríklad prvé zariadenie, ktoré umiestnite do schémy, bude mať názov „XMM1“, druhé zariadenie bude mať názov „XMM2“ atď.

Poznámka: Ak chcete zmeniť farbu ikony nástroja, kliknite na ňu pravým tlačidlom myši a vyberte farba z kontextového menu. Vyberte si požadovanú farbu a kliknite OK.

Použitie spotrebiča:

1. Dvakrát kliknite na prístroj, aby ste zobrazili a upravili ovládacie prvky prístroja. Zobrazí sa okno Tool Control. Vykonajte potrebné zmeny nastavení rovnako, ako by ste to urobili na ich ekvivalentoch v reálnom svete.

Upozorňujeme, že nastavenia musia zodpovedať vašej schéme. Ak sú nastavenia nesprávne, môže to skresliť výsledky simulácie.

Poznámka: Nie všetky oblasti otvoreného zariadenia je možné upraviť. Značka ruky sa zobrazí, keď je kurzor na nastavení, ktoré je možné zmeniť.

2. Ak chcete okruh „aktivovať“, stlačte tlačidlo Simulovať na ovládacom paneli a v zobrazenej kontextovej ponuke vyberte možnosť Spustiť. Multisim začne simulovať správanie obvodu a hodnoty nameraných parametrov v bodoch, ku ktorým ste prístroj pripojili.

Keď je obrys aktívny, môžete upraviť nastavenia nástroja, ale nemôžete zmeniť obrys zmenou hodnôt alebo vykonaním akejkoľvek akcie, ako je otáčanie alebo presúvanie prvku.

Katedra rádioelektroniky

T.V. Gordyaskina, S.V. Lebedev

Modelovanie rádiových obvodov a signálov v softvérové ​​prostredie Multisim

Školiaci manuál na implementáciu

laboratórna práca a projekt kurzu

pre študentov denného štúdia v odbore

160905 „Technická prevádzka dopravy

rádiové zariadenie"

Vydavateľstvo FGOU VPO "VGAVT"

N. Novgorod, 2010

MDT 519 876,5

Gordyaskina Tatyana Vjačeslavovna, Lebedeva Svetlana Vladimirovna

Modelovanie rádiových obvodov a signálov v softvérovom prostredí Multisim: Edukačná a metodická príručka na realizáciu laboratórnych prác a projekt kurzu pre študentov denného štúdia v odbore 160905 „Technická prevádzka dopravných rádiových zariadení“. - Nižný Novgorod: Vydavateľstvo FGOU VPO "VGAVT", 2010. - 62 s.

Učebná pomôcka popisuje metodiku vykonávania laboratórnych prác a projekt kurzu v disciplíne „Rádiové obvody a signály“ pomocou softvérového balíka Multisim.

Zápisnica č.9 zo dňa 28.5.2010

© FGOU VPO VGAVT, 2010

Stručné teoretické informácie

Multisim je interaktívny emulátor obvodov, ktorý vám umožňuje navrhovať zariadenia v minimálnom čase. Multisim obsahuje verziu Multicap, vďaka čomu je ideálny pre programový popis a okamžité následné testovanie obvodov. Multisim je tiež prepojený s LabVIEW a Signal Express od National Instruments pre tesnú integráciu vývojových a testovacích nástrojov.

Balík Multisim využíva štandard Rozhranie Windows. Intuitívnosť a jednoduchosť rozhrania značne uľahčuje používanie.

Multisim poskytuje možnosť navrhnúť obvod a testovať/emulovať ho z rovnakého vývojového prostredia.

Okrem tradičnej analýzy SPICE umožní Multisim užívateľom pripojiť virtuálne nástroje k okruhu. Je to jednoduché a rýchly spôsob vidieť výsledok simuláciou skutočných udalostí.

Pre komplexnejšiu analýzu ponúka Multisim rôzne funkcie analýza. Multisim obsahuje Grapher − mocný nástroj prezeranie a analýza údajov emulácie.

Schopnosť zmeniť farbu vodičov vám umožňuje urobiť obvod pohodlnejším pre vnímanie. Môžete zobraziť rôzne farby a grafiku, čo je veľmi výhodné pri skúmaní viacerých závislostí súčasne.

Základy práce v softvérovom balíku Multisim

Používateľské rozhranie pozostáva z niekoľkých hlavných prvkov, ktoré sú znázornené na obr. jeden.

V okne vývoja (Design Toolbox) existujú ovládacie prvky pre rôzne prvky obvodu.

Globálne nastavenia(Obrázok 2) ovládať vlastnosti prostredia Multisim. Sú prístupné z dialógového okna. Vlastnosti (Predvoľby). vyberte položku Možnosti / Globálne predvoľby (Možnosti / Globálne predvoľby), otvorí sa okno Vlastnosti s nasledujúcimi kartami:

Cesty– určuje cestu k súborom databázy a ďalšie nastavenia;

Diely (Components) - výber režimu umiestnenia komponentov a štandardu symbolov (ANSI alebo DIN);

ANSI alebo DIN - predvolené nastavenia emulácie;

Všeobecné (všeobecné)– Zmeňte správanie výberového obdĺžnika, kolieska myši a nástrojov spájania a automatického spájania.

Prehľad komponentov

Komponenty sú základom každého obvodu, sú to všetky prvky, z ktorých sa skladá, Multisim pracuje s dvoma kategóriami komponentov: skutočnými (reálnymi) a virtuálnymi (virtuálnymi). Reálne súčiastky majú na rozdiel od virtuálnych špecifickú, nemennú hodnotu a svoju korešpondenciu na doske plošných spojov. Virtuálne komponenty sú potrebné len na emuláciu, používateľ im môže priradiť ľubovoľné parametre.

Multisim má inú klasifikáciu komponentov: analógové, digitálne, zmiešané, animované, interaktívne (komponenty sa ovládajú pomocou klávesov uvedených pod každou položkou), viacnásobné digitálne, elektromechanické a RF.

Panel komponentov obsahuje polia zdroje (place source), základné prvky (place basic), diódy (place diode), tranzistory (place tranzistor), analógové (place analog), indikátory (place indikátor) atď.

Prehliadač komponentov je miesto, kde sa vyberajú komponenty, ktoré sa majú umiestniť do schémy. Po dvojitom kliknutí myšou bude mať kurzor podobu komponentu, pričom je vybraté umiestnenie komponentu na schéme.

AT Prieskumník komponentov zobrazí aktuálnu databázu, v ktorej sú uložené zobrazené položky. V Multisim sú organizovaní v skupiny a rodiny. Prieskumník tiež zobrazí popis komponentu (pole Účelová funkcia), model a vytlačená obvodová doska alebo výrobcom.

V skupine zdrojov si môžete vybrať zdroje jednosmerného a striedavého napätia, prúdu, výkonu; závislé zdroje (napríklad zdroje napätia a prúdu riadené prúdom alebo napätím) atď.

V skupine základných prvkov sú vybrané spínače, transformátory, konektory, relé, pevné a variabilné odpory, kondenzátory, tlmivky a ďalšie prvky.

Skupina indikátorov obsahuje sondy, digitálne indikátory, žiarovky, voltmetre a ampérmetre.

Po výbere komponentov z databázy sú umiestnené na schéme a navzájom spojené. V tomto čase a po inštalácii je možné komponenty otáčať. Ak chcete vybrať komponent, jednoducho naň kliknite myšou. Ak chcete vybrať viacero komponentov, podržte stlačené tlačidlo myši a ťahaním nakreslite výberové pole okolo požadovaných komponentov. Vybrané komponenty sú označené bodkovanou čiarou.

Komponenty je možné nahradiť inými pomocou ich kontextového menu, položky Vymeňte komponenty. Nové komponenty sa vyberajú v okne prieskumníka ďalších komponentov, ktoré sa otvorí. Multisim po výmene obnoví pripojenia komponentov.

Kliknutím na konektor spustíte vedenie prepojovacieho vodiča, kliknutím na koncový kolík dokončíte pripojenie. Keď sa objaví prieskumník, Multisim mu automaticky priradí číslo v sieti. Čísla sa postupne zvyšujú, začínajúc od 1. Uzemňovacie vodiče sú vždy očíslované 0 - táto požiadavka je spôsobená prevádzkou skrytého emulátora SPICE. Ak chcete zmeniť číslo pripojenia alebo mu dať logický názov, musíte dvakrát kliknúť na vodič a zadať novú hodnotu.

Zariadenia

Virtuálne nástroje sú komponenty multisimového modelu, ktoré zodpovedajú skutočným nástrojom. Napríklad VI v Multisim zahŕňajú osciloskopy, generátory signálov, spektrálne analyzátory a ďalšie.

Ak chcete pridať VI, vyberte ho z panela zariadenia (nástroje), ryža. 4. Ak chcete zobraziť predný panel nástroja, dvakrát kliknite na ikonu nástroja. Vodiče zariadenia sú pripojené k prvkom obvodu rovnakým spôsobom ako ostatné komponenty.

Multisim tiež obsahuje simulované reálne nástroje od spoločností Agilent a Tektronix.

1.2.1.Generátor signálu

XFG1 je ideálny zdroj napätia produkujúci sínusové, štvorcové alebo trojuholníkové priebehy.

Stredná svorka generátora, keď je zapojená do obvodu, poskytuje spoločný bod na čítanie amplitúdy striedavého napätia. Na odčítanie napätia vzhľadom na nulu je spoločná svorka uzemnená. Krajná pravá a ľavá svorka sa používajú na privádzanie striedavého napätia do obvodu. Napätie na pravom kolíku sa mení v kladnom smere voči spoločnému kolíku, napätie na ľavom kolíku sa mení v zápornom smere.

Dvojitým kliknutím na zmenšený obrázok sa otvorí zväčšený obrázok generátora (obr. 5).

1.2.2.Osciloskop

Osciloskop XSC1 je analógom dvojlúčového pamäťového osciloskopu. Osciloskop môžete pripojiť k už zapnutému obvodu alebo preusporiadať zvody do iných bodov, kým obvod beží - obraz na obrazovke osciloskopu sa automaticky zmení.

Proces výpočtu parametrov a charakteristík obvodu môžete kedykoľvek zastaviť stlačením klávesu F9 alebo výberom položky Pauza v ponuke Okruh. Vo výpočte môžete pokračovať opätovným stlačením klávesu F9 alebo výberom položky Zhrnutie Ponuka Okruh. Stlačením tlačidla "Štart-Stop" v hornom rohu obrazovky sa spustí alebo zastaví výpočet parametrov okruhu.

Na diagrame je zobrazený zmenšený obraz osciloskopu. Na tomto obrázku sú štyri vstupné svorky: pravá horná svorka je spoločná; vpravo dole - synchronizačný vstup; ľavý a pravý spodný klip sú v tomto poradí vstup kanála A (kanál A) a vstup kanála B (kanál B).

Dvojitým kliknutím na miniatúrny obrázok sa otvorí obrázok na prednom paneli osciloskopu (obr. 6).

Priamo pod obrazovkou je posuvná lišta, ktorá vám umožňuje sledovať ľubovoľný časový úsek procesu od okamihu zapnutia okruhu až po moment vypnutia okruhu.

Na obrazovke osciloskopu sú dva kurzory označené 1 a 2, pomocou ktorých môžete merať okamžité hodnoty napätia v ktoromkoľvek bode oscilogramu. Na to stačí prejsť myšou po trojuholníkoch v ich hornej časti do požadovanej polohy. Súradnice priesečníkov prvého kurzora s priebehom sú zobrazené v hornom riadku, súradnice druhého kurzora - v strednom riadku. Spodný riadok zobrazuje hodnoty rozdielov medzi zodpovedajúcimi súradnicami prvého a druhého kurzora. Výsledky je možné zapísať do súboru. Na tlač prijatých oscilogramov je vhodné stlačením tlačidla získať obrázok na bielom pozadí.

1.2.3. Spektrálny analyzátor XSA1

Spektrálny analyzátor XSA1 je určený na určenie spektra signálu v akomkoľvek bode rádiového obvodu. Spektrálny analyzátor môžete pripojiť k už zapnutému okruhu alebo preusporiadať zvody do iných bodov počas chodu okruhu - obraz na obrazovke spektrálneho analyzátora sa automaticky zmení.

Na obr. Obrázok 7 zobrazuje predný panel spektrálneho analyzátora zobrazujúci amplitúdové spektrum pozitívneho harmonického signálu S(t)=1+Sin(2p1000t).

Pre správne zobrazenie spektra je potrebné zvoliť frekvenčný rozsah nastavením pôvodná hodnota rozsah v okne Štart, konečnú hodnotu v poli Koniec, uložte nastavenia stlačením klávesu Enter. Pohybom značky v spodnej časti pracovného okna získame hodnoty frekvencie a amplitúdy vybranej harmonickej.

Podobné informácie.

Fakulta nelineárnych procesov Katedra elektroniky, kmitov a vĺn

E.N. Egorov, I.S. Rempen

APLIKÁCIA SOFTVÉROVÉHO APLIKOVANÉHO BALÍKA MULTISIM NA SIMULÁCIU RÁDIO-FYZIKÁLNYCH SCHÉM

Učebná pomôcka

Saratov - 2008

1. Úvod

Vývoj akéhokoľvek elektronického zariadenia je zvyčajne sprevádzaný o

fyzikálne alebo matematické modelovanie. Fyzické modelovanie je spojené s vysokými materiálovými nákladmi, pretože si vyžaduje výrobu makiet a ich štúdium, čo môže byť veľmi pracné. Preto sa matematické modelovanie často používa pomocou nástrojov a metód počítačová veda. Jedným z takýchto programov je elektronický simulačný systém Multisim (Electronics Workbench), ktorý má jednoduché a ľahko osvojiteľné používateľské rozhranie. Multisim je široko používaný na stredných a vysokých školách, kde sa používa na vzdelávacie účely ako laboratórna dielňa na množstvo predmetov (fyzika, základy elektrotechniky a elektroniky, základy výpočtovej techniky a automatizácie atď.).

Elektronický simulačný systém Multisim simuluje skutočné pracovisko výskumník - laboratórium vybavené meracími prístrojmi v reálnom čase. S jeho pomocou môžete vytvárať, modelovať ako jednoduché, tak aj

a zložité analógové a digitálne rádiové fyzické zariadenia.

AT reálny laboratórne práce popisuje základné princípy práce s elektronickým simulačným systémom Multisim 9. Pre jasné pochopenie princípov jeho fungovania je potrebné:

znalosť základných princípov práce operačný systém okná;

pochopenie princípov fungovania meracie prístroje(osciloskop, multimeter atď.);

vedomosti jednotlivé prvky rádiové elektronické zariadenia.

2. Základné princípy tvorby obvodu.

Práca s elektronickým simulačným systémom Multisim zahŕňa tri hlavné

etapy: vytvorenie obvodu, výber a pripojenie meracích prístrojov a nakoniec aktivácia obvodu - výpočet procesov vyskytujúcich sa v skúmanom zariadení.

Vo všeobecnosti proces vytvárania obvodu začína umiestnením komponentov z programovej knižnice na pracovný priestor Multisim. Podsekcie knižnice programu Multisim je možné volať po jednej pomocou ikon umiestnených na paneli nástrojov (obr. 1). Adresár vybranej časti knižnice sa nachádza v

vertikálne okno napravo alebo naľavo od pracovného poľa (nastavíme na ľubovoľné miesto ťahaním štandardným spôsobom - hlavičkou hlavičky). Ak chcete vybrať požadovaný prvok z knižnice, presuňte kurzor myši na príslušnú ikonu a kliknite raz na šípku rozbaľovacieho zoznamu, potom vyberte prvok potrebný na prácu v zozname. Potom sa ikona (symbol) komponentu potrebného na vytvorenie obvodu stlačením ľavého tlačidla myši prenesie do pracovného poľa programu. Pri umiestňovaní komponentov obvodu do pracovnej oblasti programu môžete použiť aj kontextové menu, ktoré sa zobrazí po kliknutí pravým tlačidlom myši na voľné miesto pracovné pole. V tejto fáze je potrebné zabezpečiť miesto na umiestnenie kontrolných bodov a ikon prístrojového vybavenia.

Ryža. 1. Adresáre knižnice komponentov Multisim 9

Vybraný komponent obvodu (zvýraznený rámčekom prerušovanej modrej čiary) je možné otáčať (pomocou kontextovej ponuky, tlačidiel na paneli nástrojov alebo položky ponuky Okruh>Otočiť) alebo preklápať okolo zvislej (horizontálnej) osi (príkaz ponuky Okruh> Prevrátiť vertikálne (horizontálne), kontextové menu , tlačidlá na paneli s nástrojmi). Pri otáčaní sa väčšina komponentov otočí o 90o proti smeru hodinových ručičiek pri každom vykonaní príkazu, pri meracích prístrojoch (ampérmeter, voltmeter a pod.) sú pripojovacie svorky obrátené.

V hotovom obvode nie je vhodné používať otáčanie a odraz prvkov, pretože to najčastejšie vedie k zámene spojovacích vodičov - v tomto prípade musí byť komponent odpojený od obvodu a až potom otočený (odrazený).

Štandardne je nastavený virtuálny prvok, ktorý má ideálne vlastnosti (napríklad absencia vnútorného šumu a strát) toho či onoho prvku. Dvojitým kliknutím na ikonu komponentu môžete zmeniť jeho vlastnosti. V rozbaľovacom dialógovom okne sa nastavia požadované parametre (spravidla nominálna hodnota prvku obvodu a množstvo ďalších parametrov pre ďalšie prvky ako sú meracie prístroje alebo zložité integrované obvody) a výber sa potvrdí stlačením tlačidla tlačidlo „OK“ alebo kláves „Enter“ na klávesnici. V tom istom dialógovom okne sa po kliknutí na tlačidlo Nahradiť zobrazí dialógové okno zobrazujúce celú knižnicu prvkov. Pomocou tohto okna môžete nahradiť ideálny prvok jeho skutočným náprotivkom, pričom sa líši nielen jeho označenie, ale aj výrobca konkrétnych prvkov obvodu, ako aj séria prvku. Pre Vysoké číslo súčiastok, môžete zvoliť parametre zodpovedajúce reálnym prvkom (diódy, tranzistory a pod.) rôznych výrobcov.

Pri vytváraní obvodov je vhodné využiť aj dynamické menu, ktoré sa vyvoláva stlačením pravé tlačidlo myši. Ponuka obsahuje príkazy Pomocník (pomocník), Vložiť (vložiť), Priblížiť (zvýšiť), Oddialiť (zmenšiť), Možnosti schémy (parametre schémy), ako aj príkazy Pridať<Название компонента>. Tento príkaz vám umožňuje pridať komponenty do pracovného priestoru bez prístupu k adresárom knižníc. Počet príkazov Pridať<Название компонента>v zozname ponuky je určený počtom typov komponentov (odpory, zemný znak atď.), ktoré sa už nachádzajú v pracovnom priestore.

Po umiestnení komponentov sú ich kolíky spojené s vodičmi. Upozorňujeme, že na kolík komponentu možno pripojiť iba jeden vodič. Na vytvorenie spojenia sa kurzor myši presunie na kolík komponentu a po zobrazení podložky sa stlačí ľavé tlačidlo myši. Vodič, ktorý sa v tomto prípade objaví, sa pritiahne na kolík iného komponentu, kým sa na ňom neobjaví rovnaká podložka, po ktorej sa znova stlačí ľavé tlačidlo myši. Ak je potrebné na tieto piny pripojiť ďalšie vodiče, v kontextovom menu (zobrazí sa po stlačení pravého tlačidla myši) sa vyberie bod (symbol spojenia, označovaný ako

Junction) a prenesie sa do predtým nainštalovaného prieskumníka. Ak je na ňom viditeľná stopa krížiaceho sa vodiča, potom nie je žiadne elektrické pripojenie a bod sa musí znova nainštalovať. Po úspešnej inštalácii je možné pripojiť k miestu pripojenia ďalšie dva vodiče. Ak je potrebné spojenie prerušiť, kurzor sa presunie na príslušný vodič a zvýrazní sa ľavým tlačidlom myši, potom sa stlačí kláves Delete.

Ak je potrebné pripojiť výstup k vodiču prítomnému v obvode, potom sa vodič z výstupu komponentu presunie kurzorom na určený vodič a po zobrazení bodu pripojenia sa stlačí ľavé tlačidlo myši. Treba poznamenať, že kladenie spojovacích vodičov sa vykonáva automaticky a prekážky - komponenty a iné vodiče - sa ohýbajú v ortogonálnych smeroch (horizontálne alebo vertikálne).

Pripojenie k okruhu prístrojového vybavenia sa vykonáva podobným spôsobom. Panel s ovládacím a meracím zariadením (s výnimkou ampérmetra a voltmetra) je umiestnený vertikálne na pravej strane pracovnej plochy a obsahuje také prvky ako multimeter, osciloskop (2 a 4 kanály), wattmeter, generátor funkcií, baudplotter, spektrálny analyzátor atď. Činnosť niektorých z týchto zariadení bude podrobnejšie popísaná nižšie.

Pre prístroje, ako je osciloskop alebo logický analyzátor, je vhodné vytvoriť prepojenia s farebnými vodičmi, pretože ich farba určuje farbu zodpovedajúceho tvaru vlny.

Každý prvok je možné presunúť na nové miesto. Ak to chcete urobiť, musíte ho vybrať a potiahnuť myšou. V tomto prípade sa umiestnenie spojovacích vodičov automaticky zmení. Môžete tiež presunúť celú skupinu prvkov: aby ste to urobili, musíte ich postupne vybrať myšou a súčasne držať stlačený kláves Ctrl a potom ich pretiahnuť na nové miesto. Ak je potrebné posunúť samostatný segment vodiča, kurzor sa naň presunie, stlačí sa ľavé tlačidlo a po zobrazení dvojitého kurzora vo vertikálnej alebo horizontálnej rovine sa vykonajú potrebné pohyby.

3. Popis hlavných prvkov

Ako už bolo spomenuté, v elektronický systém Multisim má niekoľko sekcií

knižnice komponentov, ktoré možno použiť pri modelovaní. Nižšie je uvedený stručný súhrn hlavných (samozrejme nie všetkých) komponentov. Za názvom v zátvorkách sú niektoré parametre komponentu, ktoré môže používateľ zmeniť.

Všetky komponenty sú podmienene rozdelené do niekoľkých podskupín.

3.1. Zdroje signálu(karty Súčasti zdroja napájania a Súčasti zdroja signálu).

Je zrejmé, že zdrojmi signálu sa tu rozumejú nielen zdroje energie, ale aj riadené zdroje.

Batéria (napätie). Dlhý pás zodpovedá kladnému pólu.

3.2. Pasívne prvky(záložka Basic) - knižnica, ktorá obsahuje všetky pasívne komponenty, ako aj komunikačné zariadenia.

Rezistor (odpor). Kondenzátor (kapacita).

Indukčný transformátor. (indukčnosť).

Relé (nachádza sa iba v knižnici prvkov).

Prepínač ovládaný stlačením určeného klávesu (predvolená je medzera).

Potenciometer (reostat). Parameter „Kľúč“ definuje charakter klávesu klávesnice (štandardne A), po stlačení sa odpor zníži o hodnotu zadanú v percentách (parameter „Increment“, štandardne 5 %) alebo sa zvýši o rovnakú hodnotu, keď Sú stlačené klávesy Shift + „Key“. Nastaví sa parameter "Nastavenie". počiatočná inštalácia odpor v percentách (predvolené - 50%), parameter "Odpor" nastavuje nominálnu hodnotu odporu.

Kondenzátor a induktor s premenlivou kapacitou. Fungujú rovnakým spôsobom ako potenciometer.

3.3. Polovodičové prvky(Diode Components and Tranzistor Components) - diódy a tranzistory.

LED (typ).

Symetrický dinistor alebo diak (typ).

Usmerňovací mostík (typ).

Symetrický trinistor alebo triak (typ).

MOSFET s izolovaným hradlom (substrát bohatý na n-kanál a substrát ochudobnený o p-kanál), so samostatným alebo pripojeným substrátom a zdrojom (typ).

MOSFET s izolovaným hradlom (n-kanálové bohaté hradlo a p-kanálové štíhle hradlo), so samostatným alebo pripojeným substrátom a zdrojom (typ).

n- a p-kanál arzenidu gália FET(Typ)

Vyššie uvedené časti knižnice obsahujú hlavné obvodové prvky, ktoré budú musieť študenti použiť na tomto workshope. Ďalej popíšeme niektoré časti knižnice, ktoré budú v našej práci ovplyvnené menej často.

3.5. Logické digitálne obvody (sekcie knižníc TTL a CMOS).

Svetelný indikátor (farba žiary). Sedemsegmentový indikátor s dekodérom (typ). Línia desiatich LED diód so zabudovaným ADC (minimálne a minimálne napätie).

EXKLUZÍVNE ALEBO NIE (počet vstupov)

Tri-stabilná vyrovnávacia pamäť Schmidtov spúšťač (typ) (trojstavový prvok) a vyrovnávacia pamäť (typ)

Zložitejšie prvky digitálnych obvodov (klopné obvody, multiplexory, dekodéry atď.) nemajú v Multisim špeciálne označenia a sú zobrazené ako ikona (štvorec s rôznym počtom výstupov a zodpovedajúcimi označeniami). Typ konkrétneho prvku obvodu môžete určiť podľa popisu v okne knižnice. Preto tu nie sú popísané.

3.6. Zobrazovacie zariadenia(Rôzne, komponenty merania alebo časť Indikátory v

knižnica).

Voltmeter s digitálnym odčítaním (vnútorný odpor, konštantný resp striedavý prúd). Záporný terminál je zobrazený ako hrubá čierna čiara.

Ampérmeter s digitálnym odčítaním (režim merania vnútorného odporu, DC alebo AC). Záporný terminál je zobrazený ako hrubá čierna čiara.

Žiarovka (napätie, výkon). Sedemsegmentový indikátor

Rad desiatich nezávislých LED (napätie, menovitý a minimálny prúd).