Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями компонентов: реальными (real) и виртуальными (virtual). Необходимо ясно понимать различия между ними, чтобы в полной мере воспользоваться их преимуществами.

Рис.6 Символы различных компонентов: 7-сегментный дисплей, диод D 1, источник напряжения V 1, логические элементы НЕ-И U 2A , микроконтроллерU 3 и транзистор Q 1.

Есть и другая классификация компонентов: аналоговые, цифровые, смешанные, анимированные, интерактивные, цифровые с мультивыбором, электромеханические и радиочастотные.

Горячая клавиша по умолчанию для размещения компонента – Ctrl+W или двойной щелчок мыши по панели Реальные компоненты / Аналоговые устройства .

У реальных компонентов, в отличие от виртуальных есть определенное, неизменяемое значение и свое соответствие на печатной плате.

Виртуальные компоненты нужны только для эмуляции, пользователь может назначить им произвольные параметры. Например, сопротивление виртуального резистора может быть произвольным. Виртуальные компоненты помогают разработчикам при проверке с помощью схем с известными значениями компонентов. Виртуальные компоненты также могут не соответствовать реальным, например, как 4-х контактный элемент отображения 16-тиричных цифр.

В Multisim есть базы данных трех уровней:

Из Главной базы данных (Master Database) можно только считывать информацию, в ней находятся все компоненты;

Пользовательская база данных (User Database) соответствует текущему пользователю компьютера. Она предназначена для хранения компонентов, которые нежелательно предоставлять в общий доступ;

Корпоративная база данных (Corporate Database). Предназначена для тех компонентов, которые должны быть доступны другим пользователям по сети.

Средства управления базами данных позволяют перемещать компоненты, объединять две базы в одну и редактировать их. Все базы данных разделяются на группы, а они, в свою очередь, на семейства. Когда пользователь выбирает компонент и помещает его в схему, создается новая копия. Все изменения с ней никак не затрагивают информацию, хранящуюся в базе данных.

База данных Master Database разделена на группы:

1. Sources содержит все источники напряжения и тока, заземления. Например, power sources (источники постоянного, переменного напряжения, заземление, беспроводные соединения - VCC, VDD, VSS, VEE), signal voltage sources (источники прямоугольных импульсов, источник сигнала через определенные промежутки времени), signal current sourses (постоянные, переменные источники тока, источники прямоугольных импульсов)

2. Basic содержит основные элементы схемотехники: резисторы, индуктивные элементы, емкостные элементы, ключи, трансформаторы,реле, коннекторы и т.д.

3. Diodes содержит различные виды диодов: фотодиоды, диоды Шоттки, светодиоды и т.д.

4. Transistors содержит различные виды транзисторов: pnp-, npn-транзисторы, биполярные транзисоры, МОП-транзисторы, КМОП-транзисторы и т.д.

5. Analog содержит все виды усилителей: операционные, дифференциальные, инвертирующие и т.д.

6. TTL содержит элементы транзисторно-транзисторной логики.

7. CMOS. Содержит элементы КМОП-логики.

8. MCU Module – управляющий модуль многопунктовой связи (от англ. multipoint control unit)

9. Advanced_Peripherals содержит подключаемые внешние устройства (дисплеи, терминалы, клавишные поля).

10. Misc Digital содержит различные цифровые устройства.

11. Mixed содержит комбинированные компоненты

12. Indicators содержит измерительные приборы (вольтметры амперметры), лампы и т.д.

3.1. Источники сигналов(вкладки Power Source Components и Signal Source Components).

Рис.7 Семейства компонента источники.

Под источниками сигналов подразумеваются не только источники питания, но и управляемые источники (таблица 8).

Таблица 8.

Изображение источника	Функция
	Батарея (напряжение). Длинная полоска соответствует положительной Клемме.
	Заземление (метка).
	Источники фиксированного напряжения. Применяются в логических схемах.
	Генератор амплитудно-модулированных колебаний (напряжение и частота несущей, коэффициент и частота модуляции).
	Источник постоянного тока (ток).
	Источник переменного синусоидального напряжения (эффективное значение напряжения, частота, фаза).
	Генератор однополярных прямоугольных импульсов (амплитуда, частота, коэффициент заполнения).
	Генератор фазо-модулированных колебаний (напряжение и частота несущей, индекс и частота модуляции).

3.2. Пассивные элементы(вкладка Basic) – библиотека, в которой собраны все пассивные компоненты, а также коммуникационные устройства.

Рис. 8. Семейства компонента пассивные компоненты.

Рис. 9. Семейства компонента диоды.

Рис. 10 Семейства компонента транзисторы.

Таблица 9.

Изображение источника	Функция
	Резистор (сопротивление).
	Катушка индуктивности (индуктивность).
	Реле (находится только в библиотеке элементов).
	Переключатель, управляемый нажатием заданной клавиши (по умолчанию – пробел).
	Потенциометр (реостат). Параметр «Key» определяет символ клавиши клавиатуры (по умолчанию A), при нажатии на которую сопротивление уменьшается на заданную в процентах величину (параметр «Increment», по умолчанию 5%) или увеличивается на такую же величину при нажатии клавиш Shift+«Key». Параметр «Setting» задает начальную установку сопротивления в процентах (по умолчанию – 50%), параметр «Resistance» задает номинальное значение сопротивления.
	Конденсатор и катушка индуктивности переменной емкости. Действуют аналогично потенциометру.
	Конденсатор (емкость).
	Трансформатор.
	Полупроводниковый диод (тип).
	Стабилитрон (тип).
	Светодиод (тип).
	Выпрямительный мост (тип).
	Диод Шокли (тип).
	Тиристор или динистор (тип).
	Симметричный динистор или диак (тип).
	Симметричный тринистор или триак (тип).
	Биполярные n-p-n и p-n-p транзисторы, соответственно (тип).
	Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом (тип).
	n - канальные с обогащенной подложкой и p -канальные с обедненной подложкой), с раздельными или соединенными выводами подложки и истока (тип).
	Полевые МОП-транзисторы с изолированным затвором (n - канальные с обогащенным затвором и p -канальные с обедненным затвором), с раздельными или соединенными выводами подложки и истока (тип).

3.3. Аналоговые элементы(вкладка Analog) – библиотека, в которой собраны все усилители.

Circuit Design Suite - одна из наиболее популярных в мире программ конструирования электронных схем, характеризуется сочетанием профессиональных возможностей и простоты, расширяемостью функций от простой настольной системы до сетевой корпоративной системы. Это объясняет широкое использование этой замечательной программы как для учебных целей так и для промышленного производства сложных электронных устройств.

Для облегчения процесса разработки, компания National Instruments дает возможность всем разработчикам электрических схем и печатных плат, профессорам и студентам объединиться в онлайн-сообщество NI Circuit Design Community. На этом ресурсе вы можете обмениваться своими эскизами, прототипами, шаблонами и обсуждать всевозможные нюансы разработки с коллегами по всему миру. Используя возможности NI Circuit Design Community. вы можете получить доступ к ресурсам, которые позволят значительным образом упростить процесс создания и реализации ваших проектов.

National Instruments выпустила новые версии программных пакетов NI Multisim и NI Ultiboard. Последние версии программ обладают повышенной функциональностью, новыми возможностями пользовательского интерфейса и поддерживают более 300 новых компонентов от лидирующих мировых производителей. Благодаря новым возможностям разработка и создание прототипов электрических схем может проводиться гораздо быстрее и с большей точностью.

Основные преимущества Multisim:

Моделирование на уровне системы аналоговых и цифровых схем позволяет сэкономить время.
Обновленная база моделей (электромеханические модели, преобразователи мощности, импульсные источники питания для силовых схем).
Более 2000 компонентов мировых производителей Analog Devices, National Semiconductor, NXP и Phillips.
Более 90 соединителей для облегчения разработки собственных аппаратных решений.

Circuit Design Suite - one of the most popular in the world of designing electronic circuits, characterized by a combination of professional capabilities and simplicity, extensibility functions from simple desktop systems to corporate network systems. This explains the widespread use of this remarkable program for training purposes and for industrial production of complex electronic devices.

To facilitate the development process, National Instruments provides an opportunity for all developers of electrical circuits and printed circuit boards, professors and students to join in the online community NI Circuit Design Community. On this resource you can share your sketches, prototypes, patterns, and discuss various nuances of the development with colleagues around the world. Using the capabilities of NI Circuit Design Community. you can get access to resources that will significantly simplify the process of creating and implementing your projects.

Extras. Information: National Instruments has released new versions of software packages NI Multisim and NI Ultiboard. Recent versions have increased functionality, new user interface and supports more than 300 new components from leading manufacturers. With our new design and prototyping of electrical circuits can be carried out much more quickly and with greater accuracy.

Поддерживаемые операционные системы :
Windows 8.1/8/7/Vista (32-64bit)
Windows XP SP3 (32-bit)
Windows Server 2008 R2 (64-bit)
Windows Server 2003 R2 (32-bit)

ОС: Windows XP / Vista / 7 / 8 / 8.1
Разработчик: ni.com
Язык интерфейса: English
Лечение: в комплекте:
Размер: 684,78 Mb
Скачать: Multisim & Ultiboard (Circuit Design Suite) 14.0

Факультет нелинейных процессов Кафедра электроники, колебаний и волн

Е.Н. Егоров, И.С. Ремпен

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРИКЛАДНОГО ПАКЕТА MULTISIM ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАДИОФИЗИЧЕСКИХ СХЕМ

Учебно-методическое пособие

Саратов – 2008

	Введение
	Основные принципы создания схемы
	Описание основных элементов
	Анализ схем
	Меры предосторожности и безопасности
	Теоретическое задание
	Задание для численного эксперимента
	Приложение
	Контрольные вопросы

1. Введение

Разработка любого радиоэлектронного устройства сопровождается, как правило,

физическим или математическим моделированием. Физическое моделирование связано с большими материальными затратами, поскольку требуется изготовление макетов и их исследование, которое может быть весьма трудоемким. Поэтому часто применяют математическое моделирование с использованием средств и методов вычислительной техники. Одной из таких программ является электронная система моделирования Multisim (Electronics Workbench), отличающаяся простым и легко осваиваемым пользовательским интерфейсом. Широкое распространение Multisim получила в средних и высших учебных заведениях, где она используется в учебных целях в качестве лабораторного практикума по целому ряду предметов (физика, основы электротехники и электроники, основы вычислительной техники и автоматики и др.).

Электронная система моделирования Multisim имитирует реальное рабочее место исследователя – лабораторию, оборудованную измерительными приборами, работающими в реальном масштабе времени. С ее помощью можно создавать, моделировать как простые, так

и сложные аналоговые и цифровые радиофизические устройства.

В настоящей лабораторной работе описываются основные принципы работы с электронной системой моделирования Multisim 9. Для четкого понимания принципов ее работы необходимо:

знание основных принципов работы операционной системы Windows;

понимание принципов работы основных измерительных приборов (осциллограф, мультиметр, и т.п.);

знание отдельных элементов радиоэлектронных устройств.

2. Основные принципы создания схемы.

Работа с электронной системой моделирования Multisim включает в себя три основных

этапа: создание схемы, выбор и подключение измерительных приборов, и, наконец, активация схемы – расчет процессов, протекающих в исследуемом устройстве.

В общем случае процесс создания схемы начинается с размещения на рабочем поле Multisim компонентов из библиотеки программы. Подразделы библиотеки программы Multisim поочередно могут быть вызваны с помощью иконок, расположенных на панели инструментов (рис. 1). Каталог выбранного раздела библиотеки располагается в

вертикальном окне справа или слева от рабочего поля (устанавливается в любое место перетаскиванием стандартным способом – за шапку заголовка). Для выбора требуемого элемента из библиотеки необходимо подвести курсор мыши к соответствующей иконке и нажать один раз на стрелку раскрывающегося списка, после чего выбрать в списке необходимый для работы элемент. После этого необходимый для создания схемы значок (символ) компонента переносится на рабочее поле программы нажатием левой клавиши мыши. При размещении компонентов схемы на рабочем поле программы можно также воспользоваться контекстным меню, возникающим при нажатии на правую клавишу мыши на свободном месте рабочего поля. На этом этапе необходимо предусмотреть место для размещения контрольных точек и иконок контрольно-измерительных приборов.

Рис. 1. Каталоги библиотеки компонентов Multisim 9

Выделенный компонент схемы (выделяется рамкой из штриховой синей линии) можно повернуть (контекстного меню, кнопок на панели инструментов или пункта меню Circuit>Rotate) или зеркально отразить относительно вертикальной (горизонтальной) оси (команда меню Circuit>Flip Vertical (Horizontal), контекстное меню, кнопки на панели инструментов). При повороте большинство компонентов поворачиваются на 90o против часовой стрелки при каждом выполнении команды, для измерительных приборов (амперметр, вольтметр и др.) меняются местами клеммы подключения.

В готовой схеме пользоваться поворотом и отражением элементов нецелесообразно, поскольку это чаще всего приводит к путанице соединительных проводов – в этом случае компонент нужно отключить от цепи, и только потом вращать (отражать).

По умолчанию устанавливается виртуальный элемент, обладающий идеальными свойствами (например, отсутствие внутренних шумов и потерь) того или иного элемента. С помощью двойного щелчка по значку компонента можно изменить его свойства. В раскрывающемся диалоговом окне устанавливаются требуемые параметры (как правило, номинал элемента схемы и ряд других параметров для других элементов типа измерительных приборов или сложных интегральных схем) и выбор подтверждается нажатием кнопки «Ok» или клавиши «Enter» на клавиатуре. В том же диалоговом окне, при нажатии кнопки Replace появляется диалоговое окно с указанием всей библиотеки элементов. С помощью этого окна можно заменить идеальный элемент его реальным аналогом, при этом варьируется не только его номинал, но и производитель конкретных схемных элементов, а также серия элемента. Для большого числа компонентов можно выбрать параметры, соответствующие реальным элементам (диодам, транзисторам и т.п.) различных производителей.

При создании схем удобно также пользоваться динамическим меню, которое вызывается нажатием правой кнопки мыши. Меню содержит команды Help (помощь), Paste (вставить), Zoom In (увеличить), Zoom Out (уменьшить), Schematic Options (параметры схемы), а также команды Add <Название компонента>. Эта команда позволяет добавить на рабочее поле компоненты, не обращаясь к каталогам библиотеки. Количество команд Add <Название компонента> в списке меню определяется количеством типов компонент (резисторов, знака заземления и т.д.), уже имеющихся на рабочем поле.

После размещения компонентов производится соединение их выводов проводниками. При этом необходимо учитывать, что к выводу компонента можно подключить только один проводник. Для выполнения подключения курсор мыши подводится к выводу компонента, и после появления площадки, нажимается левая кнопка мыши. Появляющийся при этом проводник протягивается к выводу другого компонента до появления на нем такой же площадки, после чего ещё раз нажимается левая кнопка мыши. При необходимости подключения к этим выводам других проводников в контекстном меню (появляется при нажатии правой кнопки мыши) выбирается точка (символ соединения, обозначен как

Junction) и переносится на ранее установленный проводник. Если на ней виден след от пересекающего проводника, то электрического соединения нет и точку необходимо установить заново. После удачной установки к точке соединения можно подключить еще два проводника. Если соединение нужно разорвать, курсор подводится к соответствующему проводу и выделяется левой кнопкой мыши, после чего нажимается клавиша Delete.

Если необходимо подключить вывод к имеющемуся на схеме проводнику, то проводник от вывода компонента курсором подводится к указанному проводнику и после появления точки соединения нажимается левая кнопка мыши. Следует отметить, что прокладка соединительных проводников производится автоматически, причем препятствия – компоненты и другие проводники – огибаются по ортогональным направлениям (по горизонтали или вертикали).

Подключение к схеме контрольно-измерительных приборов производится аналогично. Панель с контрольно-измерительным оборудованием (за исключением амперметра и вольтметра) расположена вертикально с правой стороны рабочей области, и включает в себя такие элементы как мультиметр, осциллограф (2-х и 4-х канальный), ваттметр, функциональный генератор, бодплоттер, спектранализатор и т.д. Более подробно работа некоторых из этих приборов будет описана ниже.

Для таких приборов, как осциллограф или логический анализатор, соединения целесообразно проводить цветными проводниками, поскольку их цвет определяет цвет соответствующей осциллограммы.

Каждый элемент может быть передвинут на новое место. Для этого он должен быть выделен и перетащен с помощью мышки. При этом расположение соединительных проводов изменится автоматически. Можно также переместить целую группу элементов: для этого их нужно последовательно выделять мышкой при нажатой клавише Ctrl, а затем перетащить их в новое место. Если необходимо переместить отдельный сегмент проводника, к нему подводится курсор, нажимается левая кнопка и, после появления в вертикальной или горизонтальной плоскости двойного курсора, производятся нужные перемещения.

3. Описание основных элементов

Как уже говорилось, в электронной системе Multisim имеется несколько разделов

библиотеки компонентов, которые могут быть использованы при моделировании. Ниже приводится краткая справка по основным (естественно, не всем) компонентам. После названия в скобках приведены некоторые параметры компонента, которые могут быть изменены пользователем.

Все компоненты условно разделим на ряд подгрупп.

3.1. Источники сигналов (вкладки Power Source Components и Signal Source Components).

Понятно, что здесь под источниками сигналов подразумеваются не только источники питания, но и управляемые источники.

Батарея (напряжение). Длинная полоска соответствует положительной клемме.

Заземление (метка).	Источник постоянного тока
Источник переменного	Источник переменного
синусоидального напряжения	синусоидального тока
(эффективное значение	(эффективное значение тока,
напряжения, частота, фаза).	частота, фаза).
Источники фиксированного	Генератор однополярных
напряжения. Применяются в	прямоугольных импульсов
логических схемах.	(амплитуда, частота,
	коэффициент заполнения).
Генератор амплитудно-	Генератор фазо-
модулированных колебаний	модулированных колебаний
(напряжение и частота	(напряжение и частота
несущей, коэффициент и	несущей, индекс и частота
частота модуляции).	модуляции).

3.2. Пассивные элементы (вкладка Basic) – библиотека, в которой собраны все пассивные компоненты, а также коммуникационные устройства.

Резистор (сопротивление). Конденсатор (емкость).

Катушка индуктивности Трансформатор. (индуктивность).

Реле (находится только в библиотеке элементов).

Переключатель, управляемый нажатием заданной клавиши (по умолчанию – пробел).

Потенциометр (реостат). Параметр «Key» определяет символ клавиши клавиатуры (по умолчанию A), при нажатии на которую сопротивление уменьшается на заданную в процентах величину (параметр «Increment», по умолчанию 5%) или увеличивается на такую же величину при нажатии клавиш Shift+«Key». Параметр «Setting» задает начальную установку сопротивления в процентах (по умолчанию – 50%), параметр «Resistance» задает номинальное значение сопротивления.

Конденсатор и катушка индуктивности переменной емкости. Действуют аналогично потенциометру.

3.3. Полупроводниковые элементы (Diode Components и Transistor Components) – диоды и транзисторы.

Светодиод (тип).

Симметричный динистор или диак (тип).

Выпрямительный мост (тип).

Симметричный тринистор или триак (тип).

Полевые МОП-транзисторы с изолированным затвором (n - канальные с обогащенной подложкой и p -канальные с обедненной подложкой), с раздельными или соединенными выводами подложки и истока (тип).

Полевые МОП-транзисторы с изолированным затвором (n - канальные с обогащенным затвором и p -канальные с обедненным затвором), с раздельными или соединенными выводами подложки и истока (тип).

Арсенид-галлиевые n - и p- канальный полевые транзисторы (тип)

Указанные выше разделы библиотеки содержат основные схемотехнические элементы, которые студентам придётся применять в данном практикуме. Далее, опишем некоторые разделы библиотеки, которые в нашей работе будут затрагиваться реже.

3.5. Логические цифровые микросхемы (разделы библиотеки TTL и CMOS).

Светоиндикатор (цвет свечения). Семисегментный индикатор с дешифратором (тип). Линейка из десяти светодиодов со встроенным АЦП (минимальное и минимальное напряжение).

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ (количество входов)

Тристабильный буфер Триггер Шмидта (тип) (элемент с тремя состояниями) и буфер (тип)

Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют в Multisim специальных обозначений и изображаются в виде пиктограммы (квадрат с различным числом выходов и соответствующими обозначениями). Определить тип того или иного схемного элемента можно по описанию в окне библиотеки. Поэтому здесь не приводится их описание.

3.6. Индикаторные устройства (Misc, Measurement Components или раздел Indicators в

библиотеке).

Вольтметр с цифровым отсчетом (внутреннее сопротивление, режим измерения постоянного или переменного тока). Отрицательная клемма показана утолщенной черной линией.

Амперметр с цифровым отсчетом (внутреннее сопротивление, режим измерения постоянного или переменного тока). Отрицательная клемма показана утолщенной черной линией.

Лампа накаливания (напряжение, мощность). Семисегментный индикатор

Линейка из десяти независимых светодиодов (напряжение, номинальный и минимальный ток).

При разработке схемы электрической принципиальной в Multisim производится выбор компонентов из библиотек и их размещение в рабочей области программы, связь компонентов при помощи цепей и шин. Если есть необходимость, можно изменять свойства компонентов, добавлять текстовые надписи в рабочее поле чертежа. Multisim имеет многооконный интерфейс, что позволяет работать с несколькими схемами во время одного сеанса. При проектировании узла печатной платы проектировщик вместе с техническим заданием обычно получает исходную электрическую схему этого узла на бумаге. На электрической схеме изображаются символы компонентов, электрические связи между ними, текстовая информация, таблицы, буквенно-цифровые обозначения и основные надписи. После создания пустого листа схемы его нужно заполнить символами необходимых компонентов из библиотеки. В Multisim по умолчанию пустой лист проекта создается при запуске программы. Создать новый пустой лист схемы можно при помощи команды «Файл/Новый/Создать схему». С системой Multisim 12.0 поставляется набор примеров электрических схем. Открыть примеры можно при помощи команды «Файл/Открыть примеры». При необходимости данные схемы могут быть модифицированы пользователем под конкретную задачу.

Размещение символов компонентов в рабочем поле чертежа.

Выбор символов компонентов из базы данных для последующего их размещения в рабочей области программы можно произвести в окне «Выбор компонента» (рис. 1), которое можно открыть при помощи команды основного меню «Вставить/Компонент». В левой верхней части окна «Выбор компонента» расположено меню «База данных», в котором из выпадающего списка производится выбор базы данных компонентов. Ниже меню «База данных» находится меню «Раздел», в котором из выпадающего списка выбирается нужная библиотека компонентов базы данных Multisim. В поле «Семейство» расположены все группы семейств компонентов выбранной библиотеки, в то время как в поле «Компонент» отображаются все компоненты выбранного семейства.

Рис. 1. Окно «Выбор компонента»

Выбор компонента производится посредством выделения при помощи левой кнопки мыши строки с названием компонента в поле «Компонент». Для ускорения поиска компонентов можно воспользоваться строкой фильтра. После того как выбор компонента произведен, его условное графическое обозначение отобразится в поле предварительного просмотра «Символ (ANSI)». Для того, что бы разместить выбранный компонент на схеме, необходимо в окне «Выбор компонента» нажать на кнопку «ОК», после чего данное окно будет закрыто, а символ компонента будет прикреплен к курсору мыши, при помощи которого необходимо поместить символ в нужное место на схеме. При добавлении в схему символов многосекционных компонентов, отображается диалоговое окно, в котором секции компонента представлены в виде вкладок, количество которых соответствует количеству секций компонента. Для размещения необходимой секции на схеме выберите при помощи левой кнопки мыши на панели секций название секции, а затем щелкните левой кнопкой мыши в необходимом месте рабочего поля программы (рис. 2).

Рис. 2. Панель секций и две секции символа компонента в рабочем поле программы

Другие секции компонента добавляются в проект аналогичным способом. Необходимо отметить, что при размещении на схеме символов резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов есть возможность задавать такие параметры компонентов как: значение (например, сопротивление), тип (например, керамический конденсатор), допуск, производитель. Для размещения символа резистора, катушки индуктивности или конденсатора на схеме необходимо открыть окно «Выбор компонента» и в поле «Раздел» выбрать пункт «Basic», а затем в поле «Семейство» при помощи левой кнопки мыши выбрать необходимое семейство: «RESISTOR» (резисторы), «INDUCTOR» (катушки индуктивности), «CAPACITOR» (конденсаторы). В следующих полях окна «Выбор компонента» (рис. 3) можно задать:

• значение компонента – поле «Компонент»;
• тип – поле «Тип компонента»;
• допуск – поле «Допуск (%)»;
• производитель – поля «Производитель модели/ID», «Производитель корпуса/Тип».

Рис. 3. Настройка в окне «Выбор компонента» параметров конденсатора, для последующего его размещения на схеме

Для того, что бы разместить выбранный компонент на схеме, нажмите в окне «Выбор компонента» на кнопку «ОК». Если вы собираете схему только для симуляции и не предполагаете дальнейшее проектирование устройства в программе NI Ultiboard, то в поле «Тип компонента» можно указать значение no type. Если в поле «Допуск (%)» отсутствует необходимое значение допуска, то нужное значение можно вписать вручную. В поле «Ссылка» можно ввести интернет-адрес сайта производителя компонента.

На схеме расположение символов компонентов можно изменять – поворачивать, отражать. Если в этом есть необходимость, выделите нужный символ при помощи левой кнопки мыши, при помощи правой кнопки мыши вызовите контекстное меню, в котором при помощи левой кнопки мыши выберите необходимую команду:

• «Развернуть по горизонтали» - отразить выбранный символ по горизонтали;
• «Развернуть по вертикали» - отразить выбранный символ по вертикали;
• «90 по часовой» - повернуть выбранный символ на 90 градусов по часовой стрелке;
• «90 против часовой» - повернуть выбранный символ на 90 градусов против часовой стрелки.

Также для изменения положения символов компонентов на схеме можно использовать комбинации функциональных клавиш:

• «Alt+X» - отразить по горизонтали;
• «Alt+Y» - отразить по вертикали;
• «Ctrl+R» - поворот на 90 градусов по часовой стрелке;
• «Ctrl+Shift+R» - поворот на 90 градусов против часовой стрелки.

При необходимости в Multisim есть возможность заменять уже размещенные в рабочем поле проекта символы компонентов. Для этого выделите при помощи левой кнопки мыши тот символ компонента, который необходимо заменить, при помощи правой кнопки мыши вызовите контекстное меню и выберите в нем команду «Заменить компонент». В результате чего будет открыто окно «Выбор компонента», в котором необходимо выбрать новый символ компонента и нажать на кнопку «ОК». Замена будет произведена. Однако, в том случае, если символ был частью схемы, связующие проводники, соединяющие символ и схему, исчезнут и их придется восстановить заново.

Управление цветом рабочего поля проекта и объектов схемы.

Multisim позволяет разработчику управлять цветом рабочего поля программы. По умолчанию цвет рабочей области белый, но при желании его можно изменить. Сделать это можно в окне «Схемные установки», которое вызывается при помощи команды меню «Установки/Схемные установки». Для изменения цвета в окне «Схемные установки» необходимо перейти на вкладку «Цвета» (рис. 4) и в поле «Цветовая схема» в меню из выпадающего списка выбрать один из пунктов:

• «Черное поле»;
• «Белое поле»;
• «Белый & черный»;
• «Черный & белый»;
• «Выбрать».

Рис. 4. Окно «Схемные установки»

В том случае если в меню установлено значение «Выбрать», разработчик получает возможность управлять не только цветом фона рабочего поля программы, а и производить настройку цвета следующих объектов:

• текст;
• компонент с моделью;
• компонент без модели;
• компонент без корпуса;
• проводник;
• соединитель;
• выбор (штриховая линия выделения объектов схемы);
• шина;
• ИБ/ПС (Иерархический блок/Подсхема).

Настройка цвета производится посредством нажатия на цветную иконку расположенную рядом с названием объекта, цвет которого нужно изменить и выбором необходимого цвета из палитры в окне «Палитра» (рис. 5). При этом цветные иконки отображают настоящий цвет объектов схемы. Для вступления в силу внесенных изменений нажмите на кнопку «Применить» или «ОК» в окне «Схемные установки».

Рис. 5. Окно «Палитра»

Рис. 6. Пример схемы электрической принципиальной разработанной в программной среде Multisim

Компоненты и библиотеки элементов Multisim 11

Контрольно-измерительные и индикаторные приборы

В Multisim имеются измерительные приборы, каждый из которых можно использовать в схеме только один раз. Эти приборы рас­положены в библиотеке контрольно-измерительных приборов- на панели инструментов справа от рабочего диалогового окна программы (рис. 2.1). Формирование и наблюдениеаналоговых величин обеспечи­вают цифровой мультиметр, функциональный генератор, осциллограф, из­меритель АЧХ и ФЧХ (Плоттер Боде). Приборы для формирования и наблюдения логических величин: включают генератор слов, логический анализатор, логический преобразователь (рис. 2.5)

Рассмотрим подробнее приборы, которые будут использоваться при выполнении лабораторных работ.

Канальный логический анализатор

Логический анализатор предназначен для отображения на экране монитора 16-разрядных кодовых слов одновременно в 16 точках исследуемой схемы. Двоичные числа можно наблюдать на входных клеммах-индикаторах.

Для наблюдения логических сигналов в исследуемой схеме дважды щелкнуть левой клавишей мыши (далее по тексту «клавишей мыши») по иконке логического анализатора (рис. 2.5). В раскрывшемся окне курсором кнопку «Уст..» в блоке «Развертка», установить внутреннюю частоту прибора выше частоты следования наблюдаемых импуль­сов на деление, равное удобству наблюдения. В приборе имеется две визирные линии, перемещаемые при помощи курсора. Они позволяют измерять длительность интервала (Т2-Т1) наблюдаемого сигнала (на рис. 2.6 Т2-Т1 =20 ms).

Примечание. При наблюдении логических сигналов со скважностью 2 (t имп =t пауз) для некоторых осциллограмм это условие не выполняется. Однако период следования сигналов соответствует заданным параметрам сигналов.

Рис. 2.6 Рис. 2.7

Данный недостаток работы анализатора можно устранить, если использовать внутреннюю (Internal) синхронизацию генератора с частотой на один-два порядка больше частоты исследуемых сигналов. Для этого щелк­нуть мышью в панели «Развертка» (рис. 2.6) по кнопке «Уст..». Откроется окно «Установки синхронизации»(рис. 2.7). В окне «Тактовая частота» установить необхо­димую частоту. Более подробная информация о настройке измерительных приборов в .

Логический преобразователь

Внешний вид логического преобразователя (после активации икон­ки) представлен на рис. 2.8.

Логический преобразователь позволяет:

Разрабатывать таблицы истинности n-входного цифрового устрой­ства с одним выходом;

Преобразовывать таблицы истинности в логическую функцию и наоборот;

Минимизировать логические функции;

-преобразовывать логические функции в схему цифрового устройства на логических элементах в общем базисе и в базисе И-НЕ.

Генератор слова

Внешний вид генератора слова (кодовых комбинаций) в развернутом виде представлен на рис. 2.11. Генератор предназначен для генерации 1048 (3FFh) 16-разрядных двоичных слов, которые набираются пользователем 16-ричным, двоичным кодами или кодом ASCII.

Для набора 16-ричных комбинаций щелкнуть мышью на соответст­вующем разряде в окне-экране (слева) и затем ввести с клавиатуры цифры 0...9 или буквы А, В, C , D, Е, F.

Для набора или отображения слов двоичным ко­дом нужно щелкнуть мышью напротив строки «Двоичное» на панели «Отображение». Содержимое ячеек можно записать, читать или стереть.

Для этого щелкнуть мышью по кнопке «Установки..» панели «Управление» и в раскрывшемся меню выбрать опцию:

Очистить буфер - стереть содержимое ячеек (содержимое буфера эк­рана);

Загрузить - загрузить кодовые операции (из файла с расширением.dp);

Вверх - заполнить буфер экрана кодовыми комбинациями, начи­ная с 0 в нулевой ячейке и далее с прибавлением 1 в каждой последующей ячейке;

Вниз - заполнить буфер экрана кодовыми комбинациями, начиная с FFFF в нулевой ячейке и далее с уменьшением на 1 в каждой по­следующей ячейке;

Вправо - заполнить каждые четыре ячейки комбинациями 1-2-4-8 со смещением их в следующие четыре ячейки вправо (на рис. 2.11 нижние ячейки);

Влево - то же, но со смещением влево.

Запуск генератора осуществляется, если хотя бы один из выходов ге­нератора подключен к входу схемы цифрового устройства (логического элемента). Сформированные кодовые комбинации выдаются:

В пошаговом режиме - при нажатии кнопки «Пошагово» на панели «Управление» ;

В циклическом режиме - при нажатии кнопки «Циклически» ;

С выбранного курсором слова до конца - при нажатии кнопки «Однократно» .

Частота следования кодовых комбинаций задается нажатием кнопок

на панели «Частота».

Осциллограф

Лицевая панель осциллографа представлена на рис. 2.12. Осциллограф имеет два канала А и В с раздельной регулировкой чувствительности в диапазоне от 10 мкВ/дел (mV/Div) до 5 кВ/дел (kV/Div) и ре­гулировкой смещения по вертикали (смещение Y).

Выбор режима по входу осуществляется нажатием кнопок .Режим АС предназначен для наблюдения только сигналов переменного то­ка (его еще называют режимом «закрытого входа», поскольку в этом ре­жиме на входе усилителя включается разделительный конденсатор, не пропускающий постоянную составляющую). В режиме 0 входной зажим замыкается на землю. В режиме DC (включается по умолчанию) можно проводить осциллографические измерения как постоянного, так и пере­менного тока. Этот режим называют режимом «открытого входа», по­скольку входной сигнал поступает на вход вертикального усилителя непо­средственно. С правой стороны от кнопки «DC» расположен входной зажим.

Режим развертки выбирается кнопками . В режиме Y/Т (обычный режим, включен по умолчанию) реализуются следующие режи­мы развертки: по вертикали - напряжение сигнала, по горизонтали - вре­мя; в режиме В/А : по вертикали - сигнал канала В, по горизонтали - сиг­нал канала А; в режиме А/В : по вертикали - сигнал канала А, по горизон­тали - сигнал канала В.

В режиме развертки Y/T длительность развертки (Шкала) может быть задана в диапазоне от 0,1 нс/дел (ns/div) до 1 с/дел (s/div) с возможно­стью установки смещения в тех же единицах по горизонтали, то естьпо оси X (Задержка X).

В режиме Y/Тпредусмотрен ждущий режим (Синхронизация) с запуском (Запуск) развертки по переднему или заднему фронту запускающего сигна­ла (выбирается нажатием соответствующих кнопок)при регулируемом уровне (Уровень) запуска. Ждущий режим предусмотрен также в режиме «Авто» от канала А, от канала В или от внешнего источника (Внеш), под­ключаемого к зажиму в блоке управления ExtTrig. Названные режимы запуска развертки выбираются кнопками: .

Заземление осцилло­графа осуществляется при помощи клеммы «GROUND» в правом верхнем углу прибора.

Цвет фона рабочего окна можно инвертировать нажатием кнопки «Экран» и записать данные в файл нажатием кнопки «Сохранить» (директорию файла выбирает пользователь).

Применение других приборов (измеритель АЧХ и ФЧХи др.) рас­смотрено в

2.3. Технология подготовки схем

При разработке схемы большинство действий выполняется левой кла­вишей мыши. Правая клавиша применяется для вызова контекстного меню свойств компонентов или измерительных приборов.

Создание чертежа принципиальной схемы целесообразно начать с разработки на листе бумаги (в протоколе лабораторной работы) примерно­го расположения компонентов.

Для создания схемы средствами программы Multisim необходимо произ­вести следующие действия:

Найти и выбрать необходимые компоненты;

Расположить компоненты в рабочем пространстве главного диалого­вого окна;

Соединить компоненты проводами;

Установить значение параметров элементов.

Поиск и выбор компонентов производится при помощи мыши и па­нели компонентов (рис. 2.4).

Расположение компонентов в главном диалоговом окне осуществ­ляется мышью. Выбранный компонент «уста­навливается» в нужное место диалогового окна одним щелчком мыши. Для вращения, удаления компонента используются соответствующие пункты контекстного меню (при нажатой правой клавише мыши). При этом необ­ходимо активизировать данный компонент, щелкнув левой клавишей мы­ши по компоненту (появится пунктирная обводка вокруг компонента). Перемещение компонента на новое место производится новым «захватыванием» и пере­движением мыши при нажатой левой клавише. Все элементы в диалоговом окне разрабатываемой схемы должны быть размещены без пересечений и наложений.

Соединение компонентов осуществляется только проводами. Для создания проводника выделяют курсором узел первого компонента (поя­вится черный круг), начинают движение мышью в выбранном направлении и появившийся провод помещают на узелвторого компонента. Подключать проводник можно только с четырех сторон узла: сверху, сни­зу, слеша и справа. Соединительные проводники можно переместить на но­вое место, захватывая проводник левой клавишей мыши в месте его соединения с узлом компонента (курсор мыши станет крестиком). Выделив провод правой кла­вишей мыши (появятся квадратные отметки на концах проводника и в местах его изгиба), и выбрав затем в контекстном меню соответствующий пункт, можно установить новый цвет соединительного проводника. Таким же цветом будет нарисована временная диаграмма на экране изме­рительного прибора, подключенного к схеме «окрашенным» проводником. Компоненты, не используемые и не подключенные к другим элемен­там, должны быть удалены.

Установка значений параметров компонента осуществляется на­ведением на него курсора, затем нажатием правой кнопки мыши выбира­ется соответствующий пункт контекста меню.

Увеличение и уменьшение изображения схемы осуществляется после выбора «Увеличить» или «Уменьшить» из меню «Вид» или после использо­вания соответствующих значков (пиктограмм) на панели инструментов (рис 2.13).

Для установки дополнительных параметров отображения схемы ис­пользуется меню «Установки», опция «Схемные установки». При помощи этой опции можно установить точечную сетку на представлении схемы, изменить шрифты, используемые в программе, показать на схеме метки, изменить размер рабочего пространства, выбрать удобное отображение компонентов схемы и т.д.

В программе Multisim участки большой схемы можно преобразовать в подсхему. Подсхема обозначается как небольшой прямоугольник с выво­дами. Для создания подсхемы необходимо:

Выделить участок схемы (нажать левую клавишу мыши и двигать мышью в необходимом направлении), причем линии выделения должны пересекать те проводники, которые в дальнейшем будут выводами под­схемы;

Нажать правой кнопкой мыши и выбрать опцию «Заменить подсхемой…» , далее нужно ввести название новой подсхемы в появившемся окне, и нажав кнопку «Ок» расположить новую подсхему на рабочем пространстве главного диалого­вого окна.

Использование подсхем позволяет получить компактную схему слож­ного устройства. На рис. 2.14,а приведена схема включения библиотечного цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и показано ее преобразование в подсхему (2.14,б). Компонента ЦАП VDAC находится в разделе Аналого-цифровые компоненты (рис. 2.4). Схема обеспечивает преобразование 8-разрядного циф­рового кода на входе ЦАП в аналоговое напряжение +5,12 ... -5,12 V на выходе.

Рис. 2.14,а

Особенности проектирования электронных устройств на Multisim 11