Multisim'de elektrik devrelerinin incelenmesi. Multisim ortamındaki örnekler ve görevler. Kısa teorik bilgi

Multisim'in sezgisel devre düzenleyicisi, çizimde zamandan tasarruf ederek tasarımda daha fazla zaman kazanmanıza olanak tanır. Multisim diğer benzer programlarda olduğu gibi parça yerleştirme modundan rotalama moduna geçmeye gerek kalmayacak şekilde üretilmiştir. Multisim, müşteriye 16.000 parçadan oluşan eksiksiz bir envanterle ulaşır ve bir simülasyon modeli, şematik sembol, elektrik parametreleri ve kablolama düzenini içerir. Ayrıca aranabilir bir veritabanında 12 milyondan fazla parça bulunan Tasarım Merkezi'ne ücretsiz erişim de mevcuttur.

Multisim'i içeren klasik devre modelleme programları veya SPICE benzeri programlar (İngilizce'de SPICE, Yerleşik Devre İfadesine sahip bir Simülasyon Programıdır) maksimum doğruluk ve güvenilirliğe sahiptir. Çalışma prensibi, bir elektrik devresinin sıradan diferansiyel denklemleri sisteminin mekanik olarak derlenmesine ve basitleştirici varsayımlar kullanılmadan bunların çözümüne dayanmaktadır. Bir diferansiyel denklem sistemini entegre etmek için sayısal Runge-Kutta veya Gear yöntemini, doğrusal olmayan cebirsel denklemler sistemini doğrusallaştırmak için Newton-Raphson yöntemini ve bir doğrusal cebirsel denklem sistemini çözmek için Gauss yöntemini veya LU ayrıştırmasını kullanır. Bu yöntemlerde yapılan değişiklikler, orijinal sorunu basitleştirmeden yakınsamayı veya hesaplama verimliliğini artırmayı amaçlamaktadır.

Multisim aşağıdaki SPICE modelleme işlevlerini kullanır: endüstri standardı SPICE modelleme; Berkeley SPICE3 yeteneklerini genişletmek için XSPICE geliştirmesi; VHDL ve Verilog bağlantısıyla modelleme; etkileşimli modelleme; DC, sinüs, darbe, rampa, rastgele, AM, FM dahil geniş kaynak yelpazesi; yazılım modelleme; karma analog-dijital modelleme; Kesişen devre problemlerini çözmek için gelişmiş algoritmalar, hız/doğruluk dengelerini elde etmek için gelişmiş seçenekler. RF Simülasyon Özellikleri: Yüksek Frekans Simülasyonu için SPICE Kazanımı; RF araçları ve analizleri, RF modelleri ve kendi modellerinizi oluşturmaya yönelik bir sihirbaz.

Multisim, SPICE'ın genellikle etkisiz hale geldiği 100 MHz'in üzerindeki frekanslarda kullanılan tek genel amaçlı simülasyon paketidir. Multisim'in RF paketi, özel bir parça kitaplığı, bir RF model sihirbazı, RF sanal araçları ve RF analizörlerini içerir. VHDL ve Verilog işlevleri, SPICE'ta modellenemeyen karmaşık dijital parçaların modellenmesine yönelik bir araç olan HDL'leri kullanmak için yeni başlayanlar için çalışmanın kolay bir yoludur. VHDL ve Verilog - HDL sözdizimini anlamaya gerek kalmadan parçaları modelleme yeteneği. VHDL ve Verilog - kod editörleri, simülasyon proje yöneticileri, dalga biçimi çıktısı ve hata ayıklama, SPICE ile ortak simülasyon, tam standart uyumluluğu içeren bağımsız tasarım aracı.

Multisim, bir grup tasarımcının aynı devreler üzerinde gerçek zamanlı olarak çalışmasına olanak tanır. yerel ağ veya İnternet. Multisim ile parçaları karakterize etmek için maliyet, teslimat süresi veya tercih edilen tedarikçi gibi belirli alanlara girebilirsiniz.

Multisim ve sanal cihaz teknolojisinin bir arada kullanılması, PCB tasarım mühendislerinin ve elektrik mühendisliği öğretmenlerinin üç aşamadan oluşan tasarım döngüsünde tam bir süreklilik elde etmelerine olanak tanır: teoriyi incelemek, oluşturmak şematik diyagram modellenen sistem, prototipin üretilmesi ve test testlerinin yapılması.

Multisim 10.0 ve Ultiboard 10.0, profesyonel tasarım için en iyiyi hedefleyen çok sayıda özellik sunar modern araçlar simülasyonlar, geliştirilmiş bir bileşen veritabanı ve genişletilmiş bir kullanıcı topluluğu. Bileşen veri tabanı Analog Devices, Linear Technology ve Texas Instruments gibi önde gelen üreticilere ait 1.200'ün üzerinde yeni parça ve 500'ün üzerinde yeni SPICE modelinin yanı sıra 100'den fazla yeni model içermektedir. darbe kaynakları beslenme.

Buna ek olarak, Yeni sürüm yazılım Modelleme hatalarını düzeltmek için SPICE parametrelerini otomatik olarak ayarlayan bir Yakınsama Asistanı eklendi, BSIM 4 standartları desteği eklendi ve mevcut değerler için yeni bir prob ve diferansiyel için güncellenmiş statik problar dahil olmak üzere veri görüntüleme ve analiz yetenekleri genişletildi. ölçümler.

Multisim, enstrümantasyon ve kapsamlı kütüphaneler içeren sanal bir laboratuvara sahip, son teknoloji ürünü bir elektronik devre simülasyon programıdır. elektronik parçalar. Bu makalede, Multisim 12.0 ortamında bir elektrik devre şeması oluşturmanın, bileşen sembollerini şemaya bağlama, devreleri adlandırma ve voltaj gösterge probu ile çalışma gibi aşamaları tartışılacaktır.

Bileşen sembollerini diyagrama bağlama

Devreler ve veri yolları, bir devredeki bileşenler arasında iletişim kurmak için kullanılır. Diyagrama devre eklemek için “Ekle” menüsünden “İletken” komutunu, veri yolu eklemek için “Bus” komutunu kullanın. Menüden gerekli komutu seçtikten sonra imleç çarpı işareti şeklinde görünecektir. Multisim'de, bileşen sembollerini bir ağ kullanarak bir diyagrama bağlamak birkaç yolla yapılabilir:

• otomatik bağlantı;
• bitişik bağlantı;
• manuel bağlantı.

Sembol kontaklarını bir zincir kullanarak bağlamak için, imleci seçilen kontağa getirmeniz ve sol fare tuşuyla üzerine tıklamanız, ardından imleci bir sonraki kontağa sürüklemeniz ve ayrıca farenin sol tuşuyla üzerine tıklamanız gerekir - devre oluşturulur. Devre oluşturma işlemi sırasında sembol pinini devreye bağlamak gerekebilir. Bu durumda, imleci devrenin bağlanacağı seçilen kontağa taşıdıktan sonra, farenin sol tuşuyla üzerine tıklayıp imleci başka bir devre ile bağlantı noktasına sürüklemeniz ve ardından buna da tıklamanız gerekir. farenin sol tuşuyla yerleştirin - sistem, oluşturulan devreyi mevcut devreyle birleştiren yerde bir düğüm oluşturacaktır. Bu bağlantıya otomatik denir. Devreleri döşemenin başka bir yolu daha var - bu, sembollerin kontaklarını bitişik olarak bağlamaktır. Bu yöntemi uygulamak için, bağlı sembolü, giriş kontağının ucu, bağlantının yapıldığı bileşenin sembolünün çıkış kontağının ucuyla çakışacak şekilde hareket ettirin (bu durumda, bağlantı noktasında küçük bir nokta görünmelidir). (kontakların başarılı bir şekilde bağlandığını simgeleyen bağlantı noktası) ve diyagram üzerine yerleştirmek için farenin sol tuşuna tıklayın, ardından sembolü fare ile diyagram üzerinde istediğiniz konuma sürükleyin (bu, devreyi sembolün arkasına yerleştirecektir). Bir bileşen sembolü ile bir iletkenin otomatik bağlantısının bir örneği Şekil 1'de gösterilmektedir.

Pirinç. 1. Bileşen sembolü ve iletkenin otomatik bağlantısı.

Eylem sırası bu örnekte beş adıma ayrılmıştır:

1. İlk adımda, şekilde birbirine bir iletkenle zaten bağlanmış iki sembol gösterilmektedir.
2. Adım 2, çizim çalışma alanına yeni bir sembol eklemeyi gösterir.
3. Üçüncü adım, yeni sembolü iletkenle temas edene kadar hareket ettirmektir. Bu durumda iletkene bağlantı otomatik olarak yapılır. sol düğme fare serbest bırakılır.
4. Farenin sol düğmesini kullanarak sembolü seçin ve yeni bir konuma taşıyın.

Şekil 2, iki bileşen sembolünün bitişik olarak bağlanmasına ilişkin bir örneği göstermektedir.

Pirinç. 2. İki bileşen sembolünün kontaklarını bitişik olarak bağlamak.

Bu örnekteki eylem sırası dört adımda sunulmaktadır:

1. İlk adımda şekil, çizimin çalışma alanına yerleştirilmiş iki bileşen sembolünü gösterir.
2. İkinci adım, ikinci sembolü birinci sembolle temas edene kadar hareket ettirmektir. Aynı zamanda bağlantı noktasında sembol kontaklarının bağlantısının başarılı olduğunu simgeleyen renkli bir nokta belirir. Farenin sol tuşu bırakıldıktan sonra bağlantı otomatik olarak kurulur.
3. İkinci bileşenin sembolünü çizimde yeni bir konuma taşıyalım.
4. İletken sembolün arkasına yerleştirildi.

İki bileşen sembolünün kontaklarını bir zincir kullanarak manuel olarak bağlamak için, "Ekle" menüsünde "İletken" öğesini seçin, ilk sembolün çıktısına sol tıklayın (imleç çarpı işaretine dönüşecektir). İmleci bir sonraki pine doğru sürükleyin; imlece bağlı bir tel görünecektir. Fareyi hareket ettirirken bağlantı güzergahının değiştiği noktalarda farenin sol tuşuna tıklayarak bağlantının yönünü kontrol edin. Bu durumda, farenin sol tuşuna her basıldığında döşenen noktalara bir iletken eklenir. Şekil 3, bileşen sembol pinlerini bağlamak için manuel bir yöntemi göstermektedir.

Pirinç. 3. Bileşen sembol pinlerinin manuel bağlantısı.

Bu bağlantı yöntemini kullanırken yönlendirilen iletken, bağlantısı olmayan bileşenlerin sembollerini otomatik olarak atlar (Şekil 4).

Pirinç. 4. Explorer, bağlı olmayan bileşenlerin sembollerini otomatik olarak atlar.

Daha karmaşık olduğundan, zor ve kritik iletken yolları için bileşen sembol pinlerini manuel olarak bağlama yöntemi önerilir. Ayrıca tek bir devrede otomatik ve manuel olmak üzere birleşik bir bağlantı da kullanabilirsiniz.

Multisim'deki bağlantı sürecinde daha fazla esneklik için, havada bir bağlantıyı, yani bir bileşenin simge pimine bir iletken bağlamadan başlatabilir ve sonlandırabilir veya önceden oluşturulmuş bir bağlantı noktasından başlayabilirsiniz. “Havaya” bir iletken yerleştirmek için “Ekle” menüsünden “İletken” öğesini seçin, çizim alanına sol tıklayın (bu işlemle bağlantının başlangıç ​​noktasını oluşturacaksınız), imleci iletkenin döşenmesini tamamlamak için çizim alanında farenin sol tuşuna çift tıklayın (bu işlemle bağlantının bitiş noktasını oluşturacaksınız). Bazı durumlarda şemadaki bağlantı yolunu değiştirmek gerekebilir. İletkenin yerini değiştirmek için, onu sol fare tuşuyla seçin (bu durumda iletken üzerinde birkaç "sürükleme" noktası görünecektir), bunlardan birine sol tıklayın ve bağlantıyı fareyle sürükleyin, yerini değiştirin rota. Sürükleme noktaları eklenebilir veya kaldırılabilir. Bunu yapmak için klavyenizdeki Ctrl tuşuna basın ve “sürükleme” noktası eklemek veya kaldırmak istediğiniz yerdeki iletkene sol tıklayın. Bir iletken bölümünü hareket ettirerek de bağlantı yolunu değiştirebilirsiniz. Bunu yapmak için farenin sol düğmesini kullanarak iletkeni seçin, imleci iletken bölümünün üzerine getirin (imleç çift oka dönüşecektir), bölüme sol tıklayın ve bağlantı yolunu değiştirerek fareyle hareket ettirin.

Diyagramdaki iletkenlerin rengi değiştirilebilir. Bir iletkenin rengini veya bir iletken parçasının rengini değiştirmek için iletkenin üzerine sağ tıklayın ve açılan pencereye tıklayın. içerik menüsü Zincir Rengi veya Segment Rengi'ni seçin. Açılan “Palet” penceresinde istediğiniz rengi seçin ve “Tamam” butonuna tıklayın. Sonuç olarak diyagramdaki iletken yeni bir renkte görüntülenecektir.

Birden fazla devrenin ortak bir yol izlediği durumlarda otobüsler kullanılır. Veri yolu devreleri bir arada gruplayarak diyagramın okunmasını kolaylaştırır. Devreye bus eklemek için “Ekle” menüsünden “Bus” komutunu kullanın.

Devrelerin adlandırılması.

Diyagramın okunabilirliğini artırmak için diyagramdaki her ağa bir ad atayabilirsiniz. Devredeki devreleri adlandırmak için sol fare tuşuyla iletkenin üzerine çift tıklayın, bu “Devre Ayarları” penceresini açacaktır. Varsayılan olarak, her devreye oluşturulduğunda bir otomatik ad atanır ve bu ad, "Devre" sekmesindeki "Zincir Adı" alanında görüntülenir. Tercih Edilen Devre Adı alanına yeni devre adı girilebilir. Devre adının diyagram üzerinde görünürlüğü “Ad göster” onay kutusu işaretlenerek ayarlanır. Zincirin rengini “Zincir” sekmesinden de değiştirebilirsiniz. Bu, “Palet” penceresinde istenilen rengin seçilmesiyle yapılabilir. Bu pencere “Zincir Rengi” alanındaki renkli simgeye tıklanarak çağrılır. “Zincir” sekmesinde yapılan değişikliklerin geçerli olması için “Uygula” veya “Tamam” butonuna tıklayınız. Şekil 5, kendisine atanmış bir adın yanı sıra Devre Ayarları penceresini de gösteren bir devreyi göstermektedir.

Pirinç. 5. Kendisine atanmış bir adın yanı sıra “Devre Ayarları” penceresi olan bir devre.

Bir voltaj göstergesi probu kullanma.

“Sanal Ölçüm Bileşenleri” araç çubuğunda (bu panel, “Görünüm/Araç Çubuğu” menü komutu kullanılarak projeye eklenebilir) beş renkli gerilim gösterge probunun simgeleri vardır: renksiz, mavi, yeşil, kırmızı, sarı. Bu göstergelerin çalışma prensibi farklı değildir, tek fark rengidir. Bir voltaj gösterge probu, devrenin belirli bir noktasındaki voltajı belirler ve test edilen nokta, bu gösterge probunun ayarlarında belirtilen yanıt voltajı değerine eşit veya daha büyük bir voltaja sahipse gösterge renkli yanar. Bu cihazın ayarlar penceresindeki gösterge probunun tepkisi için gerekli eşik değerini “Parametreler” sekmesinden “Eşik gerilimi (VT)” alanında gerekli gerilim değerini ayarlayarak ayarlayabilirsiniz. Değişikliklerin etkili olması için “Tamam” butonuna tıklayın. Ayarlar penceresi, bu cihazın diyagramdaki simgesinin üzerine farenin sol tuşuna çift tıklanarak açılabilir. Ayarlar penceresinin adı, özel gösterge probunun renginin adına karşılık gelir. Örneğin, yeşil gösterge probu için ayarlar penceresi “PROBE_GREEN” ve sarı olan için “PROBE_YELLOW” olarak adlandırılacaktır. Diyagramda gösterge probunun eşik voltajı simgesinin yanında görüntülenir. Şekil 6, birkaç gösterge probunun, incelenen devreye ve ayrıca yeşil prob için ayarlar penceresine bağlanmasına ilişkin bir örneği göstermektedir.

Pirinç. 6. İncelenen devreye birkaç gösterge probunun yanı sıra yeşil prob için ayarlar penceresine bağlanma örneği.

İŞİN AMACI

Programda çalışmak için çalışmak ve beceriler kazanmak Çoklu SIM

İŞ GÖREVİ

İnşaat prensibini inceleyin elektronik devreler bir programda Çoklu SIM

GENEL BİLGİ

Multisim program arayüzünün organizasyonu Şekil 1'de gösterilmektedir. 1. Burada en sık kullanılan program işlevlerine yönelik düğmeleri içeren standart bir araç çubuğu gösterilmektedir.

Simülasyon paneli, aşağıda açıklanan simülasyon işlevlerini başlatmanıza, durdurmanıza ve diğer simülasyon işlevlerine olanak tanır.

Araç çubuğu, Multisim veritabanından seçilen, kullanılan araçların her biri için düğmelere sahiptir.

Şekil 1'de gösterilen genel geliştirme paneli. incelenen devrenin bulunduğu bir devre penceresi içerir.

Standart panel aşağıdaki düğmeleri içerir:

Açık araç çubuğu Aşağıdaki düğmeler bulunur:

Son olarak Bileşenler paneli aşağıdaki öğeleri gösterir:

Aletler

Multisim'in bir dizi sanal aracı vardır. Bu cihazlar gerçek hayattaki muadilleriyle aynı şekilde kullanılmaktadır. Sanal araçları kullanmak bir devreyi keşfetmenin en iyi ve en kolay yollarından biridir. Bu cihazlar herhangi bir devre veya alt devre seviyesine yerleştirilebilir ancak yalnızca aktif bileşenler üzerindeki mevcut devre veya alt devre için aktiftirler.

Sanal enstrümanlar iki biçimde gelir: Diyagramınıza kurduğunuz bir enstrüman simgesi ve enstrümanın ekranda nasıl kontrol edileceğini ve görüntüleneceğini ayarladığınız açık bir enstrüman.

Fikstür simgesi, fikstürün devreyle nasıl ilişkilendirildiğini gösterir. Bir alet aktif olduğunda, G/Ç göstergelerinin içindeki siyah nokta, aletin bir dal noktasına bağlı olduğunu gösterir.

Devreye cihaz ekleme:

1. Varsayılan olarak kontrol paneli çalışma alanında görüntülenir. Araç çubuğu görüntülenmiyorsa Aletler düğmesine tıklayın. Her düğmenin bir enstrümanı temsil ettiği Aletler Araç Çubuğu görünür.

2. Enstrümanlar araç çubuğunda kullanmak istediğiniz enstrümanın düğmesine tıklayın.

3. İmleci şemada cihazı yerleştirmek istediğiniz yere taşıyın ve fare düğmesine tıklayın.

Araç simgesi ve kimliği de görünecektir. Cihaz tanımlayıcısı cihazın tipini ve örneğini tanımlar. Örneğin, şemaya yerleştirdiğiniz ilk cihaz "XMM1", ikinci cihaz "XMM2" vb. olarak adlandırılacaktır.

Not: Enstrüman simgesinin rengini değiştirmek için üzerine sağ tıklayın ve Renk bağlam menüsünden. İstediğiniz rengi seçin ve tıklayın TAMAM.

Cihazı kullanma:

1. Cihaz kontrollerini görüntülemek ve değiştirmek için cihaza çift tıklayın. Araç kontrol penceresi görünecektir. Ayarlarda gerçek hayattaki eşdeğerlerinde yaptığınız gibi gerekli değişiklikleri yapın.

Ayarların devrenizle eşleşmesi gerektiğini lütfen unutmayın. Ayarların yanlış olması simülasyon sonuçlarını bozabilir.

Not: Açık bir cihazın tüm alanları değiştirilemez. İmleç değiştirilebilecek bir ayarın üzerindeyken bir el işareti görünür.

2. Devreyi "etkinleştirmek" için Kontrol Panelindeki Simülasyon düğmesine tıklayın ve beliren açılır menüden Çalıştır'ı seçin. Multisim, cihazı bağladığınız noktalarda devrenin davranışını ve ölçülen parametrelerin değerlerini simüle etmeye başlayacaktır.

Şema aktifken araç ayarlarını yapabilirsiniz ancak değerleri değiştirerek veya bir öğeyi döndürme veya taşıma gibi herhangi bir işlem gerçekleştirerek şemayı değiştiremezsiniz.

Radyo Elektroniği Bölümü

TELEVİZYON. Gordyaskina, S.V. Lebedeva

Radyo devrelerinin ve sinyallerinin modellenmesi yazılım ortamıÇoklu SIM

Uygulamaya yönelik eğitimsel ve metodolojik el kitabı

laboratuvar çalışması ve ders projesi

uzmanlık alanlarındaki tam zamanlı öğrenciler için

160905 “Taşımanın teknik işleyişi

radyo ekipmanı"

Federal Devlet Yüksek Mesleki Eğitim Eğitim Kurumu "VGAVT" yayınevi

N. Novgorod, 2010

UDC519.876.5

Gordyaskina Tatyana Vyacheslavovna, Lebedeva Svetlana Vladimirovna

Multisim yazılım ortamında radyo mühendisliği devrelerinin ve sinyallerinin modellenmesi: Laboratuvar çalışmalarını gerçekleştirmek için eğitimsel ve metodolojik el kitabı ve 160905 "Taşıma radyo ekipmanının teknik çalışması" uzmanlığında tam zamanlı öğrenciler için bir kurs projesi. – N. Novgorod: Federal Devlet Yüksek Mesleki Eğitim Eğitim Kurumu “VGAVT” yayınevi, 2010. – 62 s.

Eğitim kılavuzu, Multisim yazılım paketini kullanarak "Radyo Mühendisliği Devreleri ve Sinyalleri" disiplininde laboratuvar çalışmasının ve bir ders projesinin gerçekleştirilmesine yönelik metodolojiyi özetlemektedir.

28 Mayıs 2010 tarihli 9 No'lu Protokol

© Federal Devlet Yüksek Mesleki Eğitim Eğitim Kurumu "VGAVT", 2010

Kısa teorik bilgi

Multisim, cihazları minimum sürede tasarlamanıza olanak tanıyan etkileşimli bir devre emülatörüdür. Multisim, Multicap'in bir versiyonunu içerir; bu da onu devrelerin programlı açıklaması ve hemen ardından gelen testleri için ideal kılar. Multisim ayrıca geliştirme ve test araçlarının sıkı entegrasyonu için National Instruments'ın LabVIEW ve Signal Express ile birlikte çalışabilirliğini de destekler.

Multisim paketi standardı kullanır Windows arayüzü. Arayüzün sezgiselliği ve basitliği, kullanımını büyük ölçüde kolaylaştırır.

Multisim, bir devre tasarlama ve onu tek bir geliştirme ortamından test etme/taklit etme yeteneği sağlar.

Geleneksel SPICE analizine ek olarak Multisim, kullanıcıların sanal enstrümanları devreye bağlamasına olanak tanıyacak. Çok basit ve hızlı yol Gerçek olayları simüle ederek sonucu görün.

Daha karmaşık analiz gerekiyorsa Multisim şunları sunar: çeşitli işlevler analiz. Multisim Grapher'ı içerir - güçlü araç emülasyon verilerini görüntüleme ve analiz etme.

İletkenlerin rengini değiştirme yeteneği, devreyi okumayı daha kolay hale getirmenizi sağlar. Aynı anda birden fazla bağımlılığı incelerken çok kullanışlı olan farklı renkleri ve grafikleri görüntüleyebilirsiniz.

Multisim yazılım paketinde çalışmanın temelleri

Kullanıcı arayüzü, Şekil 2'de gösterilen birkaç ana öğeden oluşur. 1.

Geliştirme penceresinde (Tasarım Araç Kutusu) Devrenin çeşitli elemanları için kontroller vardır.

Genel Ayarlar(Şekil 2) Multisim ortamının özelliklerini kontrol eder. İletişim kutusundan erişilebilirler Özellikler (Tercihler). Bir öğe seçin Seçenekler /Genel Tercihler, bir pencere açılacak Özellikler aşağıdaki sekmelerle:

Yollar– veritabanı dosyalarının ve diğer ayarların yolunu gösterir;

Parçalar—bileşen yerleştirme modunu ve sembol standardını seçin (ANSI veya DIN);

ANSI veya DIN – varsayılan emülasyon ayarları;

Genel–Seçim dikdörtgeninin, fare tekerleğinin ve birleştirme ve otomatik birleştirme araçlarının davranışını değiştirir.

Bileşenlere genel bakış

Bileşenler herhangi bir devrenin temelidir, bunların tümü onu oluşturan öğelerdir, Multisim iki bileşen kategorisiyle çalışır: gerçek (gerçek) ve sanal (sanal). Gerçek bileşenlerin, sanal olanlardan farklı olarak, belirli, değiştirilemez bir anlamı vardır ve bunların baskılı devre kartı üzerindeki yazışmaları vardır. Sanal bileşenler yalnızca öykünme için gereklidir; kullanıcı bunlara isteğe bağlı parametreler atayabilir.

Multisim'in başka bileşen sınıflandırmaları da vardır: analog, dijital, karışık, animasyonlu, etkileşimli (bileşenler, her öğenin altında belirtilen tuşlar kullanılarak kontrol edilir), çoklu seçimli dijital, elektromekanik ve radyo frekansı.

Bileşenler paneli alanlar sunar kaynaklar (yer kaynağı), temel elemanlar (temel yer), diyotlar (yer diyotu), transistörler (yer transistörü), analog (yer analogu), göstergeler (yer göstergesi) ve benzeri.

Bileşen Tarayıcı- Diyagrama yerleştirilecek bileşenlerin seçildiği yerdir. Fareyi çift tıkladığınızda, bileşen için diyagramda bir konum seçerken imleç bileşenin şekline dönüşecektir.

İÇİNDE bileşen gezgini Görüntülenen öğelerin saklandığı geçerli veritabanı görüntülenir. Multisim'de bunlar şu şekilde organize edilmiştir: gruplar Ve aileler. Gezgin ayrıca bileşenin bir açıklamasını da görüntüler (alan Amaç Fonksiyon), model ve baskılı devre kartı veya üretici.

Kaynak grubunda doğrudan ve alternatif voltaj, akım, güç kaynaklarını seçebilirsiniz; bağımlı kaynaklar (örneğin, akım veya gerilim tarafından kontrol edilen gerilim ve akım kaynakları), vb.

Ana elemanlar grubunda anahtarlar, transformatörler, konnektörler, röleler, sabit ve değişken dirençler, kapasitörler, indüktörler ve diğer elemanlar seçilmiştir.

Gösterge grubu, probları, dijital göstergeleri, akkor lambaları, voltmetreleri ve ampermetreleri içerir.

Veritabanından bileşenler seçildikten sonra diyagram üzerine yerleştirilir ve birbirlerine bağlanır. Bu sırada ve kurulumdan sonra bileşenler döndürülebilir. Bir bileşeni seçmek için fareyle üzerine tıklamanız yeterlidir. Birden fazla bileşeni seçmek için fare düğmesini basılı tutun ve istediğiniz bileşenlerin etrafına bir seçim dikdörtgeni çizerek hareket ettirin. Seçilen bileşenler noktalı çizgiyle gösterilir.

Bileşenler içerik menüsü, öğe kullanılarak başkalarıyla değiştirilebilir Bileşenleri Değiştirin. Açılan ek Bileşen Gezgini penceresinde yeni bileşenler seçilir. Multisim değiştirildikten sonra bileşenlerin bağlantılarını yeniden kuracaktır.

Bağlantı kablosunu çalıştırmaya başlamak için konnektöre tıklayın; bağlantıyı tamamlamak için son terminale tıklayın. Bir iletken göründüğünde, Multisim otomatik olarak ona ağ üzerinde bir numara atayacaktır. Sayılar 1'den başlayarak sırayla artar. Topraklama kabloları her zaman 0 olarak numaralandırılır - bu gereklilik, gizli SPICE emülatörünün çalışmasından kaynaklanmaktadır. Bağlantı numarasını değiştirmek veya mantıksal bir ad atamak için iletkene çift tıklayıp yeni bir değer girmelisiniz.

Cihazlar

Sanal enstrümanlar, gerçek enstrümanlara karşılık gelen Multisim model bileşenleridir. Örneğin Multisim'deki sanal araçlar arasında osiloskoplar, sinyal üreteçleri, spektrum analizörleri vb. bulunur.

Sanal enstrüman eklemek için panelden seçin Aletler, pirinç. 4. Cihazın ön panelini görüntülemek için cihaz simgesine çift tıklayın. Cihazın terminalleri devre elemanlarına diğer bileşenlerle aynı şekilde bağlanır.

Multisim ayrıca gerçek hayattaki Agilent ve Tektronix enstrümanlarını taklit etmiştir.

1.2.1.Sinyal üreteci

XFG1 sinüs, kare veya üçgen dalga formları üreten ideal bir voltaj kaynağıdır.

Jeneratörün orta terminali devreye bağlandığında alternatif voltajın genliğini ölçmek için ortak bir nokta sağlar. Sıfıra göre voltajı ölçmek için ortak terminal topraklanır. Aşırı sağ ve sol terminaller devreye alternatif voltaj sağlamak için kullanılır. Sağ terminaldeki voltaj ortak terminale göre pozitif yönde değişir, sol terminaldeki voltaj negatif yönde değişir.

Küçük resim resmine çift tıklandığında jeneratörün büyütülmüş resmi açılır (Şek. 5).

1.2.2.Osiloskop

XSC1 osiloskopu, çift ışınlı depolama osiloskopunun bir analogudur. Osiloskopu zaten açık olan bir devreye bağlayabilirsiniz veya devre çalışırken pinleri diğer noktalara yeniden düzenleyebilirsiniz - osiloskop ekranındaki görüntü otomatik olarak değişecektir.

F9 tuşuna basarak veya öğeyi seçerek devrenin parametrelerini ve özelliklerini hesaplama işlemini istediğiniz zaman durdurabilirsiniz. Duraklat menüde Devre. Tekrar F9 tuşuna basarak veya öğeyi seçerek hesaplamaya devam edebilirsiniz. Sürdürmek Menü Devre. Ekranın üst köşesindeki "Start-Stop" butonuna basıldığında devre parametrelerinin hesaplanması başlar veya durdurulur.

Diyagramda osiloskopun küçültülmüş ölçekli bir görüntüsü görüntülenir. Bu resimde dört giriş terminali vardır: sağ üst terminal ortaktır; sağ alt – senkronizasyon girişi; sol ve sağ alt kelepçeler sırasıyla temsil eder kanal A girişi (kanal A) Ve B kanalı girişi.

Küçük resim görüntüsüne çift tıklandığında osiloskobun ön panelinin görüntüsü açılır (Şek. 6).

Ekranın hemen altında, devrenin açıldığı andan kapandığı ana kadar sürecin herhangi bir zaman dilimini gözlemlemenizi sağlayan bir kaydırma çubuğu bulunmaktadır.

Osiloskop ekranında 1 ve 2 olarak adlandırılan, osilogramın herhangi bir noktasındaki anlık voltaj değerlerini ölçebileceğiniz iki imleç bulunmaktadır. Bunu yapmak için, fare imleçlerini üst kısımlarındaki üçgenlerin arkasına istenilen konuma getirmeniz yeterlidir. İlk imlecin osilogramla kesişme noktalarının koordinatları üst satırda, ikinci imlecin koordinatları ise orta satırda görüntülenir. Alt satırda, birinci ve ikinci imleçlerin karşılık gelen koordinatları arasındaki fark değerleri görüntülenir. Sonuçlar bir dosyaya yazılabilir. Elde edilen osilogramları yazdırmak için düğmesine basılarak beyaz zemin üzerinde bir görüntü elde edilmesi uygundur.

1.2.3. XSA1 Spektrum Analizörü

XSA1 spektrum analizörü, radyo devresindeki herhangi bir noktadaki sinyal spektrumunu belirlemek için tasarlanmıştır. Spektrum analiz cihazını zaten açık olan bir devreye bağlayabilirsiniz veya devre çalışırken pinleri diğer noktalara yeniden düzenleyebilirsiniz - spektrum analiz cihazı ekranındaki görüntü otomatik olarak değişecektir.

İncirde. Şekil 7, pozitif harmonik sinyal S(t)=1+Sin(2p1000t)'nin genlik spektrumunun görüntüsüyle birlikte spektrum analiz cihazının ön panelini göstermektedir.

Spektrumu doğru şekilde görüntülemek için, belirterek bir frekans aralığı seçmelisiniz. başlangıç ​​değeri Başlangıç ​​penceresindeki aralık, Bitiş alanındaki son değer ise Enter tuşuna basarak ayarları kaydedin. İşaretçiyi hareket ettirerek çalışma penceresinin alt kısmında seçilen harmoniğin frekans ve genlik değerlerini elde ederiz.

İlgili bilgi.

Doğrusal Olmayan Süreçler Fakültesi Elektronik, Salınım ve Dalgalar Bölümü

E.N. Egorov, I.S. Tazminat

RADYOFİZİK DEVRELERİN SİMÜLASYONU İÇİN YAZILIM UYGULAMA PAKETİ MULTİSİM'İN UYGULANMASI

Eğitimsel ve metodolojik el kitabı

Saratov – 2008

1. Giriş

Herhangi bir radyo-elektronik cihazın geliştirilmesine genellikle aşağıdakiler eşlik eder:

fiziksel veya matematiksel modelleme. Fiziksel modelleme, çok emek yoğun olabilen modellerin üretimini ve araştırmalarını gerektirdiğinden, büyük malzeme maliyetleriyle ilişkilidir. Bu nedenle bilgisayar teknolojisi araç ve yöntemlerini kullanan matematiksel modelleme sıklıkla kullanılmaktadır. Böyle bir program, basit ve öğrenmesi kolay bir kullanıcı arayüzüne sahip olan elektronik modelleme sistemi Multisim'dir (Elektronik Tezgahı). Multisim, birçok konuda (fizik, elektrik mühendisliği ve elektroniğin temelleri, bilgisayar teknolojisi ve otomasyonun temelleri vb.) laboratuvar atölyesi olarak eğitim amaçlı olarak kullanıldığı orta ve yüksek öğretim kurumlarında yaygınlaşmıştır.

Elektronik simülasyon sistemi Multisim gerçeği simüle eder iş yeri araştırmacı - gerçek zamanlı olarak çalışan ölçüm cihazlarıyla donatılmış bir laboratuvar. Onun yardımıyla hem basit hem de basit şeyler oluşturabilir ve simüle edebilirsiniz.

Ve karmaşık analog ve dijital radyofiziksel cihazlar.

İÇİNDE Bu laboratuvar işi Multisim 9 elektronik modelleme sistemi ile çalışmanın temel prensiplerini açıklar. Çalışma prensiplerini net bir şekilde anlamak için şunları yapmalısınız:

temel çalışma prensipleri bilgisi işletim sistemi Pencereler;

temel çalışma prensiplerinin anlaşılması ölçüm aletleri(osiloskop, multimetre vb.);

bilgi bireysel unsurlar radyo-elektronik cihazlar.

2. Diyagram oluşturmanın temel ilkeleri.

Elektronik modelleme sistemi Multisim ile çalışmak üç ana içerir

aşama: bir devre oluşturmak, ölçüm aletlerini seçmek ve bağlamak ve son olarak devreyi etkinleştirmek - incelenen cihazda meydana gelen süreçleri hesaplamak.

Genel olarak devre oluşturma süreci, program kütüphanesindeki bileşenlerin Multisim çalışma alanına yerleştirilmesiyle başlar. Multisim program kütüphanesinin alt bölümleri, araç çubuğunda bulunan simgeler kullanılarak tek tek çağrılabilir (Şekil 1). Seçilen kütüphane bölümünün dizini şurada bulunur:

çalışma alanının sağında veya solunda dikey pencere (standart şekilde - başlık başlığının arkasına sürükleyerek herhangi bir yere kurulur). Kütüphaneden gerekli öğeyi seçmek için, fare imlecini ilgili simgeye getirmeniz ve açılır oka bir kez tıklamanız ve ardından iş için gerekli öğeyi listeden seçmeniz gerekir. Bundan sonra devreyi oluşturmak için gerekli bileşenin simgesi (sembol) farenin sol tuşuna basılarak programın çalışma alanına aktarılır. Devre bileşenlerini programın çalışma alanına yerleştirirken, sağ tıkladığınızda açılan içerik menüsünü de kullanabilirsiniz. boş alançalışma alanı. Bu aşamada kontrol noktalarının ve enstrümantasyon simgelerinin yerleştirileceği bir yer sağlamak gerekir.

Pirinç. 1. Multisim 9 bileşen kütüphanesi dizinleri

Seçilen devre bileşeni (kesikli mavi çizgiden oluşan bir çerçeveyle vurgulanır) döndürülebilir (bağlam menüsü, araç çubuğundaki düğmeler veya Devre>Döndür menü öğesi) veya dikey (yatay) eksene göre yansıtılabilir (Devre> menü komutu) Dikey Çevir (Yatay), bağlam menüsü, araç çubuğundaki düğmeler). Döndürme sırasında çoğu bileşen, komut her yürütüldüğünde saat yönünün tersine 90° döndürülür; ölçüm aletleri (ampermetre, voltmetre vb.) için bağlantı terminalleri değiştirilir.

Bitmiş bir devrede, elemanların dönüşü ve yansımasının kullanılması tavsiye edilmez, çünkü bu çoğu zaman bağlantı kablolarının karışmasına neden olur - bu durumda, bileşenin devre ile bağlantısı kesilmeli ve ancak daha sonra döndürülmelidir (yansıtılmalıdır).

Varsayılan olarak, belirli bir öğenin ideal özelliklerine (örneğin, iç gürültü ve kayıpların olmaması) sahip bir sanal öğe kurulur. Bileşen simgesine çift tıklayarak özelliklerini değiştirebilirsiniz. Açılan iletişim kutusunda gerekli parametreler ayarlanır (genellikle devre elemanının değeri ve ölçüm cihazları veya karmaşık entegre devreler gibi diğer elemanlar için bir dizi başka parametre) ve seçim "Tamam" tuşuna basılarak onaylanır. düğmesine veya klavyedeki “Enter” tuşuna basın. Aynı iletişim kutusunda, Değiştir düğmesini tıklattığınızda, tüm öğe kitaplığının listelendiği bir iletişim kutusu görüntülenir. Bu pencereyi kullanarak, ideal bir elemanı gerçek analoguyla değiştirebilirsiniz; yalnızca nominal değeri değil, aynı zamanda belirli devre elemanlarının üreticisi ve elemanın serisi de değişir. İçin çok sayıda bileşenler, çeşitli üreticilerin gerçek elemanlarına (diyotlar, transistörler vb.) karşılık gelen parametreleri seçebilirsiniz.

Diyagramlar oluştururken, farenin sağ tuşuna basılarak çağrılan dinamik menüyü kullanmak da uygundur. Menüde Yardım, Yapıştır, Yakınlaştır, Uzaklaştır, Şematik Seçenekler ve Ekle komutları bulunur.<Название компонента>. Bu komut, kitaplık dizinlerine erişmeden çalışma alanına bileşenler eklemenizi sağlar. Ekle komutlarının sayısı<Название компонента>Menü listesindeki değer, çalışma alanında halihazırda mevcut olan bileşen türlerinin (dirençler, topraklama sembolü vb.) sayısına göre belirlenir.

Bileşenler yerleştirildikten sonra terminalleri iletkenlerle bağlanır. Bileşen çıkışına yalnızca bir iletkenin bağlanabileceği dikkate alınmalıdır. Bağlantı kurmak için fare imlecini bileşen pinine getirin ve ped göründükten sonra farenin sol tuşuna basın. Görünen iletken, üzerinde aynı ped görünene kadar başka bir bileşenin çıkışına çekilir, ardından farenin sol tuşuna tekrar basılır. Bu pinlere başka iletkenlerin bağlanması gerekiyorsa, bir nokta (bağlantı sembolü, olarak gösterilen)

Bağlantı) ve önceden kurulmuş iletkene aktarılır. Üzerinde geçiş iletkeninden bir işaret görünüyorsa, elektrik bağlantısı yoktur ve noktanın yeniden takılması gerekir. Başarılı kurulumdan sonra bağlantı noktasına iki iletken daha bağlanabilir. Bağlantının kesilmesi gerekiyorsa, imleci ilgili kabloya getirin ve farenin sol tuşuyla seçin, ardından Sil tuşuna basın.

Diyagramdaki bir iletkene bir pin bağlanması gerekiyorsa, bileşen pininden gelen iletken imleç ile belirtilen iletkene hareket ettirilir ve bağlantı noktası göründükten sonra farenin sol tuşuna basılır. Bağlantı iletkenlerinin döşenmesinin otomatik olarak gerçekleştirildiğine ve engellerin (bileşenler ve diğer iletkenler) dik yönlerde (yatay veya dikey) büküldüğüne dikkat edilmelidir.

Enstrümantasyon devresine bağlantı aynı şekilde gerçekleştirilir. Kontrol ve ölçüm ekipmanlarının (ampermetre ve voltmetre hariç) bulunduğu panel, çalışma alanının sağ tarafında dikey olarak bulunur ve multimetre, osiloskop (2 ve 4 kanal), wattmetre, fonksiyon jeneratörü, gövde çizici gibi elemanları içerir. , spektrum analizörü vb. Bu cihazlardan bazılarının çalışması aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklanacaktır.

Osiloskop veya mantık analizörü gibi cihazlar için, renkleri karşılık gelen osilogramın rengini belirlediğinden, renkli iletkenlerle bağlantı yapılması tavsiye edilir.

Her öğe yeni bir konuma taşınabilir. Bunu yapmak için fareyle seçilip sürüklenmelidir. Bu durumda bağlantı kablolarının konumu otomatik olarak değişecektir. Ayrıca bir grup öğenin tamamını da taşıyabilirsiniz: Bunu yapmak için, Ctrl tuşunu basılı tutarken bunları fareyle sırayla seçmeniz ve ardından yeni bir konuma sürüklemeniz gerekir. İletkenin ayrı bir bölümünü hareket ettirmek gerekiyorsa, imleci ona hareket ettirin, sol düğmeye basın ve dikey veya yatay düzlemde çift imleç göründükten sonra gerekli hareketler yapılır.

3. Ana unsurların açıklaması

Daha önce de belirtildiği gibi, elektronik sistem Multisim'in birkaç bölümü vardır

Modellemede kullanılabilecek bileşen kütüphaneleri. Aşağıda ana bileşenlerin (tabii ki hepsinin değil) kısa bir özeti bulunmaktadır. Adın ardından parantez içinde kullanıcı tarafından değiştirilebilecek bazı bileşen parametreleri bulunur.

Tüm bileşenleri şartlı olarak bir dizi alt gruba ayıracağız.

3.1. Sinyal kaynakları(Güç Kaynağı Bileşenleri ve Sinyal Kaynağı Bileşenleri sekmeleri).

Burada sinyal kaynaklarının yalnızca güç kaynaklarını değil, aynı zamanda kontrollü kaynakları da kastettiği açıktır.

Batarya voltajı). Uzun şerit pozitif terminale karşılık gelir.

3.2. Pasif unsurlar(Temel sekme) – tüm pasif bileşenlerin yanı sıra iletişim cihazlarını içeren bir kitaplık.

Direnç (direnç). Kapasitör (kapasitans).

İndüktör Transformatörü. (indüktans).

Röle (yalnızca öğe kitaplığında bulunur).

Belirtilen bir tuşa basılarak kontrol edilen bir anahtar (varsayılan boşluktur).

Potansiyometre (reostat). “Anahtar” parametresi klavye tuşunun sembolünü belirler (varsayılan olarak A), basıldığında direnç belirli bir yüzde değeri kadar azalır (“Artış” parametresi, varsayılan %5) veya Shift+ tuşuna basıldığında aynı miktarda artar. “Anahtar” tuşları. "Ayar" parametresi şunları belirtir: ilk kurulum Direnç yüzde olarak (varsayılan – %50) “Direnç” parametresi nominal direnç değerini ayarlar.

Kondansatör ve değişken indüktör. Potansiyometreye benzer şekilde davranırlar.

3.3. Yarı iletken elemanlar(Diyot Bileşenleri ve Transistör Bileşenleri) – diyotlar ve transistörler.

LED (tip).

Simetrik dinistor veya diac (tip).

Doğrultucu köprü (tip).

Simetrik SCR veya triyak (tip).

Ayrı veya bağlı alt tabaka ve kaynak uçları (tip) ile izole edilmiş geçit MOSFET'leri (zenginleştirilmiş alt tabakaya sahip n-kanalı ve tükenmiş alt tabakaya sahip p-kanalı).

Ayrı veya bağlı alt katman ve kaynak terminalleri (tip) ile izole edilmiş kapı MOSFET'leri (n-kanallı zenginleştirilmiş kapı ve p-kanalı tükenmiş kapı).

Galyum arsenit n- ve p-kanalı Alan Etkili Transistörler(tip)

Kütüphanenin yukarıdaki bölümleri öğrencilerin bu atölyede kullanmaları gereken ana devre elemanlarını içermektedir. Daha sonra çalışmamızda daha az değineceğimiz kütüphanenin bazı bölümlerini anlatacağız.

3.5. Lojik dijital çipler (TTL ve CMOS kitaplığı bölümleri).

LED göstergesi (ışığın rengi). Yedi bölüm göstergesi kod çözücülü (tip). Dahili ADC'ye (minimum ve minimum voltaj) sahip on LED'den oluşan bir hat.

XOR-NOT (giriş sayısı)

Üç kararlı tampon Schmidt tetikleyicisi (tip) (üç durumlu öğe) ve tampon (tip)

Dijital devrenin daha karmaşık elemanları (flip-flop'lar, çoklayıcılar, kod çözücüler, vb.) Multisim'de özel tanımlara sahip değildir ve bir simge (farklı sayıda çıkışa ve karşılık gelen işaretlere sahip bir kare) olarak gösterilir. Belirli bir devre elemanının tipini kütüphane penceresindeki açıklamaya göre belirleyebilirsiniz. Bu nedenle bunların açıklamasına burada yer verilmemiştir.

3.6. Cihazları gösteren(Çeşitli, Ölçüm Bileşenleri veya Göstergeler bölümü

kütüphane).

Dijital okumalı voltmetre (dahili direnç, DC veya alternatif akım). Negatif terminal kalın siyah bir çizgiyle gösterilmiştir.

Dijital okumalı ampermetre (dahili direnç, DC veya AC akım ölçüm modu). Negatif terminal kalın siyah bir çizgiyle gösterilmiştir.

Akkor lamba (voltaj, güç). Yedi bölüm göstergesi

On bağımsız LED'den oluşan bir hat (gerilim, nominal ve minimum akım).