- •Инженерный анализ, моделирование и проектирование электронных устройств
- •Введение
- •1. Технология решения задач инженерного анализа с использованием пакета mathcad
- •1.1. Введение
- •1.2. Рабочее окно Mathcad
- •1.3 Основные встроенные функции и ключевые слова Mathcad
- •1.4. Основные вопросы практического занятия
- •1.5. Перечень рекомендуемой литературы
- •1.6. Типовое задание по Mathcad
- •2. Технология изготовления конструкторской документации с использованием сапр «Компас»
- •2.1. Введение
- •2.2. Основные определения
- •2.3. Основные вопросы практического занятия
- •2.4. Перечень рекомендуемой литературы
- •2.5. Типовое задание
- •3. Технология моделирования электронных устройств с использованием программы multisim
- •Введение
- •3.2. Интерфейс программы Multisim
- •3.2.1. Рабочая область
- •3.2.2. Меню
- •3.2.3. Главная панель инструментов
- •3.2.4. Панели электрорадиоэлементов
- •3.2.5. Панель приборов
- •3.3. Использование Справки (Help)
- •3.4. Создание новой схемы
- •3.4.1. Установка элементов
- •3.4.2. Соединение элементов
- •3.4.3. Установка измерительных приборов
- •3.4.4. Включение схемы
- •3.5. Моделирование работы схемы
- •3.7. Измерительные инструменты
- •3.7.1. Мультиметр
- •3.7.2. Функциональный генератор
- •3.7.3. Двухканальный осциллограф
- •3.7.4. Графопостроитель
- •3.7.5. Генератор слов
- •3.7.6. Логический анализатор
- •3.7.7. Логический преобразователь
- •3.8. Моделирование электронных устройств при помощи программы Multisim
- •3.8.1. Моделирование интегрирующей rc – цепи
- •3.8.2. Моделирование дифференцирующей rc – цепи
- •3.9. Лабораторная работа №1. Исследование полупроводниковых диодов
- •3.9.1. Электронно-дырочный переход (p-n переход)
- •3.9.2. Ступенчатые и плавные р-n переходы
- •3.9.3. Симметричные, несимметричные и односторонние р-n переходы
- •3.9.4. Вольтамперная характеристика р-n перехода
- •3.9.5. Пробои р-n перехода
- •3.9.6. Емкости р-n перехода
- •3.9.7. Светодиод
- •3.9.8. Исследование характеристик диодов
- •3.9.9. Задание на лабораторную работу
- •3.9.10. Контрольные вопросы
- •3.10. Лабораторная работа №2. Исследование выпрямительных схем
- •3.10.1. Назначение и состав схем выпрямления
- •3.10.2. Требования к выпрямителям
- •3.10.3. Коэффициент пульсаций
- •3.10.4. Однополупериодная схема выпрямления
- •Достоинства и недостатки
- •3.10.5. Двухполупериодная схема выпрямления
- •3.10.6. Мостовая схема выпрямления
- •3.10.7. Умножители напряжения
- •3.10.8. Задание на лабораторную работу
- •3.10.9. Контрольные вопросы
- •3.11. Лабораторная работа №3. Исследование стабилизаторов напряжения
- •3.11.1. Однокаскадный стабилизатор напряжения
- •Коэффициент стабилизации
- •Достоинства и недостатки
- •3.11.2. Однокаскадный стабилизатор напряжения c термокомпенсацией
- •3.11.3. Двухкаскадный стабилизатор напряжения
- •3.11.4. Мостовые стабилизаторы напряжения
- •3.11.5. Задание на лабораторную работу
- •3.11.6. Контрольные вопросы
- •3.12. Лабораторная работа №4. Исследование сглаживающих фильтров
- •3.12.1. Простейшие сглаживающие фильтры
- •3.12.2. Сложные сглаживающие фильтры
- •3.12.3. Г-образный индуктивно-емкостный (lc) фильтр
- •Недостатки
- •3.12.4. Г-образный реостатно-емкостный (rc) фильтр
- •Недостатки
- •3.12.7. Задание на лабораторную работу
- •3.12.8. Контрольные вопросы
- •3.13. Лабораторная работа № 5. Исследование биполярных транзисторов
- •3.13.1. Схемы включения биполярных транзисторов
- •3.13.2. Характеристики биполярных транзисторов
- •3.13.3. Исследование вах биполярных транзисторов
- •3.13.4. Коэффициента передачи по току
- •3.13.5. Задание на лабораторную работу
- •3.13.6. Контрольные вопросы
- •3.14. Лабораторная работа № 6. Исследование транзисторных усилительных схем
- •3.14.1. Базовые усилительные каскады
- •3.14.2. Усилительный каскад по схеме с об
- •3.14.3. Исследование усилительного каскада по схеме с оэ
- •3.14.4. Параметры усилительных каскадов
- •3.14.5. Задание на лабораторную работу
- •3.14.6. Контрольные вопросы
- •3.15. Лабораторная работа № 7. Исследование транзисторных ключей
- •3.15.1. Закрытое состояние ключа
- •3.15.2. Открытое состояние ключа
- •3.15.3. Насыщение ключа
- •3.15.4. Быстродействие ключей
- •3.15.5. Элементы связи
- •3.15.6. Ключевой каскад ттл
- •3.15.7. Отрицательная обратная связь
- •3.15.8. Диоды Шоттки
- •3.15.9. Недостатки ненасыщенного транзисторного ключа
- •3.15.10. Задание на лабораторную работу
- •3.15.11. Контрольные вопросы
- •3.16.9. Мдп-транзисторы
- •3.16.15. Управление мдп-транзистором через подложку
- •3.16.16. Режимы обеднения и обогащения
- •3.16.17. Преимущества мдп-транзисторов
- •3.16.18. Разновидности мдп-транзисторов
- •3.16.19. Исследования характеристик мдп-транзисторов
- •3.16.20. Задание на лабораторную работу
- •3.16.21. Контрольные вопросы
- •3.17. Лабораторная работа №9. Генерация и анализ цифровых последовательностей
- •3.17.1. Бит. Логическое слово
- •3.17.2. Триггеры. Регистры
- •3.17.3. Устройства памяти
- •3.17.4. Уровень логического нуля и логической единицы
- •3.17.5. Системы счисления 2, 8, 16
- •3.17.6. Генератор слов
- •3.17.8. Задание на лабораторную работу
- •3.17.9. Контрольные вопросы
- •Содержание
3.4.3. Установка измерительных приборов
Иконки измерительных приборов находятся на линейке приборов, расположенной справа от рабочей области. Чтобы воспользоваться измерительным прибором, необходимо:
Кликнуть мышкой на иконке нужного прибора.
Переместить иконку в рабочую область.
Присоединить выводы прибора к схеме.
«Открыть» прибор (двойным щелчком мыши) и установить (при необходимости) его параметры.
Присоединение прибора к схеме производится аналогично соединению элементов. При «открытии» прибора, он отображается в отдельном окне. Можно изменить его положение, перетащив за заголовок окна.
3.4.4. Включение схемы
Для проведения моделирования (включения схемы) необходимо включить переключатель в правом верхнем углу экрана (на главной панели инструментов) или выбрать пункт Run (Выполнить) из меню Simulate (Моделировать). Для остановки работы схемы нужно перевести переключатель питания в положение «выключено». Команда Pause (Приостановить) из пункта меню Simulate или соответствующая кнопка справа на главной панели инструментов позволяют приостановить работу схемы.
3.5. Моделирование работы схемы
При включении схемы программа моделирует ее работу для вычисления значений токов, напряжений и сопротивлений в контрольных точках. Значения отображаются на приборах, присоединенных к схеме.
После завершения моделирования можно изменить установки приборов или присоединить мультиметр, вольтметр, осциллограф или логический анализатор к другой контрольной точке. Затем следует снова включить схему. При изменении схемы (например, удалении некоторых элементов или изменении их номиналов) также необходимо снова включить схему.
Если схема некорректно собрана или заземлена, то ее работа не может быть промоделирована. При этом выдается сообщение об ошибке, которое может помочь обнаружить источник проблемы. Нужно проверить схему, устранить ошибку, а затем снова включить ее.
3.6. Использование буфера обмена для переноса изображения схем
Можно использовать буфер обмена для переноса изображения схем из программы в другие приложения. Чтобы сохранить содержимое окна в буфере обмена следует нажать клавиши ALT+PRINT SCREEN. (Если окно увеличено на весь экран, просто нажать PRINT SCREEN.) Изображение окна в формате BMP будет помещено в буфер обмена. Можно вставить его непосредственно в другие приложения (например, MS Word).
3.7. Измерительные инструменты
В состав программы входит большой набор измерительных инструментов. Описание работы с некоторыми их них приведено ниже.
№ |
Название |
Иконка |
Назначение инструмента |
1 |
Мультиметр |
Используется для измерения напряжений, токов, сопротивлений и потерь мощности сигнала между двумя точками схемы | |
2 |
Функциональный генератор |
Используется как источник напряжения, который выдает аналоговые сигналы в синусоидальной, прямоугольной или треугольной форме | |
3 |
Ваттметр |
Используется для измерения мощности | |
4 |
Двухканальный осциллограф |
Отображает изменение амплитуды и частоты сигналов | |
5 |
Четырех- канальный осциллограф |
Отображает изменение амплитуды и частоты сигналов | |
6 |
Графо- построитель |
Используется для анализа частотных характеристик схемы | |
7 |
Частотомер |
Используется для измерения частоты сигналов | |
8 |
Логический преобразователь |
Устройство, позволяющее производить преобразования представления цифровых схем или сигналов (схема - таблица истинности - логическое выражение) | |
9 |
Генератор слов |
Предназначен для формирования последовательностей цифровых сигналов (слов) или наборов двоичных разрядов, битовых комбинаций. Используется при моделировании цифровых схем. | |
10 |
Логический анализатор |
Используется для наглядного представления и анализа поведения логических цифровых сигналов. | |
11 |
Измеритель вольтамперных характеристик |
Служит для снятия вольтамперных характеристик диодов, биполярных и полевых транзисторов | |
12 |
Анализатор нелинейных искажений |
Служит для измерения нелинейных искажений сигналов в диапазоне от 20 Гц до 100 кГц | |
13 |
Виртуальный функциональный генератор Agilent 33120A |
Назначение аналогично функциональному генератору | |
14 |
Виртуальный мультиметр Agilent 34401A |
Назначение аналогично мультиметру | |
15 |
Виртуальный осциллограф Agilent 54622D |
Назначение аналогично двухканальному осциллографу |