Уч_пособие_Multisim

Введение

Компьютерное моделирование стало важной составной частью проектирования электронных устройств. Программы схемотехнического анализа радиоэлектронных средств представляют собой виртуальные лаборатории, имеющие в своем составе библиотеки серийных электронных компонентов. Они позволяют инженеру проверить, удовлетворяет ли спроектированное им устройство требованиям технического задания, и отладить его перед изготовлением опытного образца. Многие программы дают возможность автоматизировать все стадии проектирования устройства, такие как подготовка принципиальных схем, моделирование различных процессов в аналоговых и цифровых цепях, компоновка и трассировка печатных плат, редактирование и расширение библиотеки компонентов.

На сегодняшний день существует множество программ схемотехнического проектирования радиоэлектронных устройств. Широкое применение в сфере схемотехнического анализа получили программы MicroCAP, McCAD EDA Tools, NI Multisim, Protel DX, OrCAD и др.

Одним из современных пакетов, позволяющих моделировать электронные схемы, является NI Multisim. Программа обладает простым наглядным интерфейсом, содержит мощные средства анализа результатов моделирования. Данный продукт разработан известным производителем измерительного оборудования National Instruments. В нем содержатся модели виртуальных измерительных приборов, копирующих реальные аналоги. Тесное сотрудничество с производителями электронных компонентов позволило собрать внушительную библиотеку: более чем 2000 SPICE-

моделей Analog Devices, Phillips, NXP и др. Таким образом, NI Multisim дает возможность объединить процессы разработки электронных устройств и тестирование на основе технологии виртуальных приборов для учебных и производственных целей.

В данный цикл входят 9 лабораторных работ, посвященных исследованию различных моделей отдельных компонентов и схем на их основе.

Данное учебное пособие ориентировано на использование версии NI

Multisim 14.

3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1. ОСНОВЫ РАБОТЫ В СРЕДЕ NI MULTISIM

1.1. Введение в NI Multisim

Запустите программный пакет NI Multisim. Интерфейс пользователя состоит из нескольких основных элементов, показанных на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Рабочее окно программы

Для управления настройкой программы воспользуйтесь командой

Options→Global options. В окне Global Options на вкладке Components в

разделе Symbol standard следует поставить галочку напротив европейского стандарта IEC 60617, такой стандарт начертания принят и в России. На всех остальных вкладках следует оставить настройки по умолчанию. Далее нажмите кнопку ОК.

Для управления свойствами листа войдите в Options→Sheet properties (рис. 1.2). Это окно используется для изменения свойств каждого листа. Если

4

поставить галочку напротив свойства Save as default, то данные настройки сохранятся как настройки по умолчанию.

Рис. 1.2. Диалоговое окно настроек листа

Настройки листа сгруппированы в следующие закладки:

Sheet visibility – здесь вы можете скрыть или отобразить дополнительные слои комментариев. На этой вкладке в разделе Net names следует поставить галочку напротив Show all, этим свойством устанавливаются отображения на схеме номера проводника и номера линии в шине.

Colors – здесь вы можете выбрать цвет фона, надписей и элементов. Для удобства поставьте белый либо черный фон (White/Black background). Цвета надписей и элементов тогда установятся по умолчанию.

Workspace – здесь вы можете выбрать размер листа и его свойства. В разделе Show поставьте галочки напротив всех свойств. Остальное оставьте по умолчанию.

5

Wiring – здесь находятся настройки соединений и шины. На этой вкладке оставьте настройки по умолчанию.

Font – здесь вы можете выбрать шрифт, его размер и начертание для текстовых элементов схемы. На этой вкладке оставьте настройки по умолчанию.

PCB – здесь находятся настройки печатной платы. На этой вкладке оставьте настройки по умолчанию.

Layer settings – здесь вы можете изменить настройки слоев схемы. На этой вкладке оставьте настройки по умолчанию.

1.2. Создание схемы

Создайте схему, представленную на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Резисторная схема

Для того чтобы поставить необходимый вам элемент на рабочее поле, необходимо зайти в библиотеку и найти его там. В библиотеку можно войти двумя способами. Первый способ – выбрать одну из пиктограмм

, которые находятся на панели инструментов, в верхнем левом углу окна. Каждая из этих иконок отвечает за определенную группу элементов в библиотеке. Второй способ – последовательно применить команду Place→Component. После того как вы воспользуетесь одним из двух способов, на экране появится диалоговое окно

Select a Component (рис. 1.4).

Это окно разбито на следующие части:

• Database – база данных. В этой группе есть на выбор три разные базы данных. Master Database – основная база данных, содержит наиболее распространенные элементы. Corporate Database – база данных компонентов, которые должны быть доступны другим пользователям по сети.

6

User Database – база данных текущего пользователя.

Рис. 1.4. Диалоговое окно выбора элемента

Group – группы, на которые разбита библиотека. Примерами групп являются Sources (источники сигналов), Basic (пассивные элементы, коммуникационные сигналы), Diodes (диоды) и др.

Family – различные семейства, входящие в группу. Например, в группу Sources входят семейства: POWER_SOURCES (источники питания),

SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES (генераторы напряжения), SIGNAL_CURRENT_SOURCES (генераторы тока), CONTROLLED_VOLTAGE_SOURCES (управляемые генераторы напряжения), CONTROLLED_CURRENT_SOURCES (управляемые генераторы тока), CONTROL_FUNCTION_BLOCKS (функциональные блоки), DIGITAL_SOURCES (цифровые источники питания).

Component – подгруппа со всеми элементами, входящими в данное семейство.

7

Symbol – здесь показано, как будет выглядеть элемент на схеме.

Function – в этом разделе отображается доступная информация о выбранной схеме, например число элементов и реализуемые ими функции.

Model manufacturer/ID – в этом разделе можно выбрать фирмуизготовителя элемента и возможные модификации элемента.

Package manufacturer/type – в этом разделе можно выбрать тип корпуса, узнать номера и расположение выводов.

Hyperlink – здесь может быть указан интернет-адрес изготовителя элемента или другая информация об изготовителе.

Если неизвестно наименование элемента с нужной функцией либо неизвестно, в какой группе находится элемент, то можно воспользоваться функцией поиска – Search. После нажатия этой кнопки в открывшемся окне диалога следует ввести информацию, известную об элементе, например функцию, реализуемую элементом (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Диалоговое окно поиска элемента

Для подтверждения выбора элемента в окне диалога Select a Component следует нажать клавишу ОК. После этого указатель мыши принимает вид контура выбранного элемента. Так как в одном корпусе выбранного элемента может содержаться несколько одинаковых схем, для многосекционных элементов дополнительно выводится перечень секций (рис. 1.6), из которых пользователь может выбрать любую.

8

Далее выбранный элемент помещается в нужную область на поле документа. Щелчком левой кнопки мыши фиксируется положение вводимого элемента. Вместе с элементом отображаются его атрибуты. Результат вывода источника постоянного напряжения на поле документа представлен на рис. 1.7.

Как уже было сказано ранее, источник постоянного тока DC_POWER находится в группе Sources, в семействе

POWER_SOURCES, в этом же семействе находится элемент GROUND. Резисторы находятся в группе Basic, в семействе

RESISTOR. В разделе Component

можно выбрать номинал резистора.

Также можно взять любой резистор и поменять его значение уже на схеме. Для этого нужно дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по резистору и в появившемся диалоговом окне Resistor на вкладке Value задать нужное вам значение (рис. 1.8).

Для того чтобы перевернуть элемент, сначала щелкните по нему левой кнопкой мыши, а затем нажмите комбинацию клавиш Ctrl+R. Повернуть элемент можно и другим способом. Щелкните по элементу правой кнопкой мыши и в появившемся окне выберите либо Flip Vertically/Horizontally (отобразить вертикально/горизонтально), либо Rotate 90° clockwise/counter clockwise (повернуть на 90° по/против часовой стрелки).

После того как все элементы размещены на поле документа, следующим шагом надо их соединить. Для этого наведите курсор на вывод элемента, затем щелкните левой кнопкой мыши по выводу и наведите курсор на другой вывод. Обратите внимание, что для того чтобы проводник проходил так, как вам нужно, можно фиксировать его по ходу движения, для этого следует щелкнуть левой кнопкой мыши по месту, где вы хотите зафиксировать проводник.

9