Введение в Multisim. 3x часовой курс. Телефон в Киеве 38 (068) 3942122 Телефон в Риге 371 (22) 38 8786 Телефон в Ереване
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
Введение в Multisim Трехчасовой курс National Instruments Россия, СНГ, Балтия 119361 г. Москва, ул. Озерная, д.42 офис 1101 Телефон в Москве: + 7(495) 783-68-51 Телефон в Санкт-Петербурге: +7 (812)951-44-18 Телефон в Киеве: + 38 (068) 394-21-22 Телефон в Риге: + 371 (22) 38 8786 Телефон в Ереване: +374 (10) 219-782 Электронная почта: info.russia@ni.com Информация для пользователя Electronics Workbench и Multisim - зарегистрированные торговые марки Electronics Workbench Corporation. MS-DOS и Microsoft - зарегистрированные торговые марки Microsoft Corporation. Windows - зарегистрированная торговая марка Microsoft Corporation. © 2006 Electronics Workbench Corporation. Ни одна из частей этого текста не может быть воспроизведена или использована в какой либо форме или в каком либо виде без предварительном письменного разрешения Electronics Workbench Corporation. Эта публикация и сопутствующее программное обеспечение охраняется авторским правом и, таким образом, защищается законом в Канаде и США и в соответствии с международными соглашениями. Для получения подробной информации обращайтесь в: Electronics Workbench Corporation 111 Peter St, Suite 801 Toronto, Ontario, Canada, M5V2H1 Phone:416-977-5550 Fax:416-977-1818 http://www.electronicsworkbench.com/ ni.com/russia ii Введение в Multisim Содержание Список иллюстраций Ш Введение 1 Electronics Workbench 1 Цель и обзор курса 1 Необходимо для курса 2 Программное обеспечение Electronics Workbench 3 Интеграция разработки и тестирования с National Instruments 2 Раздел I — Описание схемы 3 Преимущества интегрированного описания и эмуляции 3 Среда Multisim 3 Компоненты 7 Сдвиг, поворот, выбор и соединение компонентов ...11 Дополнительные темы 14 Раздел II — Эмулирование 18 Обзор эмулирования 18 Модели 18 Использование интерактивного эмулятора 18 Обработка ошибок эмуляции 19 Виртуальные приборы 20 Мультиметр 22 Генератор сигналов 22 Осциллографы 22 Плоттер Боде 23 Спектральный анализатор 23 Приборы N1 LabVIEW 24 Анализ 25 Плоттер 25 Создание компонентов 32 Раздел III — Интеграция с National Instruments 33 LabVIEW 33 Виртуальные приборы LabVIEW в Multisim 33 SignalExpress 33 ELVIS 34 Раздел IV — Специально для ВУЗов 35 Обзор 35 Создание прототипов 35 Поиск неполадок 37 Список иллюстраций Рисунок 1 — Взаимосвязь программного обеспечения Electronics Workbench 1 Рисунок 2 — Полный цикл разработки 2 Рисунок 3 — Среда Multisim 3 Рисунок 4 — Различные глобальные настройки 4 Рисунок 5 — Свойства листа 5 Рисунок 6 — Диалоговое окно "Настройка" 5 Рисунок 7 — Настройка меню 5 Рисунок 8 — Символы различных компонентов: 7-сегментный дисплей, диод D1, источник напряжения VI, логический элементы НЕ-И U2A, микроконтроллер U3 и транзистор Q1 7 Рисунок 9 — Примеры интерактивных компонентов 7 Рисунок 10 — Информация о компонентах 8 Рисунок 11 — Вкладка Элементы (Parts) или панель инструментов "Компоненты" (Component) 8 Рисунок 12 — Проводник компонентов 8 Рисунок 13 — Проводник баз данных 9 Рисунок 14 — Поворот компонента 11 Рисунок 15 — Замена компонентов 11 Рисунок 16 — Modeless Mouse Cursors 12 Рисунок 17 — Naming Nets 12 Рисунок 18 — Автоматическое соединение касанием ...12 Рисунок 19 — Автовставка компонентов 12 Рисунок 20 — Полосовой фильтр 13 Рисунок 21 — Мастера соединений 14 Рисунок 22 — Диалоговое окно мастера фильтров (Filter Wizard) 14 Рисунок 23 - Закладка Опции проверки 15 Рисунок 24 — Правила проверки 15 Рисунок 25 — Диалоговое окно свойств иерархического блока 15 Рисунок 26 — Диалоговое окно имя подсхемы 16 Рисунок 27 — Панель графических аннотаций 17 Рисунок 28 — Настройки интерактивной эмуляции 18 Рисунок 29 — Диалоговое окно Информация об ошибке эмуляции 19 Рисунок 30 — Советник эмуляции 19 Рисунок 31 — Общие решения ошибок эмуляции 19 Рисунок 32 — Панель приборов 20 Рисунок 33 — Символ мультиметра 22 Рисунок 34 — Лицевая панель мультиметра 22 Рисунок 35 — Символ генератора сигналов 22 Рисунок 36 — Лицевая панель Генератора сигналов 22 Рисунок 37 — Символ осциллографа 22 Рисунок 38 - Лицевая панель осциллографа 22 Рисунок 39 — Схематическая диаграмма осциллографа Tektronix 23 Рисунок 40 — Лицевая панель осциллографа Tektronix ..23 Рисунок 41 — Символ генератора сигналов 23 Рисунок 42 — Лицевая панель генератора сигналов 23 Рисунок 43 — Символ Спектрального анализатора 23 Рисунок 44 — Лицевая панель спектрального анализатора. Function Generator Front Panel 23 Рисунок 45 — Символы приборов N1 LabVIEW 24 Рисунок 46 — Пример лицевой панели прибора 24 Рисунок 47 — Функции анализа 25 Рисунок 48 — Диалоговое окно настроек AC Analysis ...25 Рисунок 49 — Плоттер 26 Рисунок 50 — Настройки страницы плоттера 26 Рисунок 51 — Свойства графика 26 Рисунок 52 — Возможные перемещения курсора 26 Рисунок 53 — Панель плоттера 27 Рисунок 54 — Установка свойств графика Амплитуда....29 Рисунок 55 — Задание параметров графика Фаза 29 Рисунок 56 — Увеличение масштаба наложенных графиков 30 Рисунок 57 — Настройка анализа переходных процессов 30 Рисунок 58 — Установка допусков прибора 31 Рисунок 59 — Мастер компонентов 32 Рисунок 60 — Диалоговое окно свойств компонента....32 Рисунок 61 — Express VI Прочитать файл измерений ...33 Рисунок 62 — Загрузка нескольких графиков из файла .TDM 33 Рисунок 63 — SignalExpress, шаг Загрузка из LVM 34 Рисунок 64 — Анализ Боде в ELVIS и сравнение с данными Multisim 34 Рисунок 65 — Витуальные трехмерные компонентв 35 Рисунок 66 — трехмерная виртуальная плата 36 Рисунок 67 - Схема 3D ELVIS 36 Рисунок 68 — Виртуальный 3D ELVIS 37 Рисунок 69 — Добавка неполадок 37 Рисунок 70 — Диалоговое окно ограничений схемы 38 Введение в Multisim iii • © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Список упражнений Упражнение 1 — Интерфейс Multisim 6 Упражнение 2 — Поиск и размещение компонентов 10 Упражнение 3 — Нарисовать схему 13 Упражнение 4 — Работа с приборами 21 Упражнение 5 - Работа с функциями анализа 28 ni.com/russia iv Введение в Введение Electronics Workbench Electronics Workbench — это лидер международного рынка по разработке наиболее широко используемого в мире программного обеспечения для проектированиях схем. Компания обладает более чем 15-ти летним опытом по автоматизация проектирования электронных приборов и устройств и была одним из пионеров компьютерной разработки электроники. В настоящее время оборудование Electronics Workbench используется более чем на 180 тысячах рабочих мест. В комплект продуктов Electronics Workbench входят средства для описания электрических схем, их эмуляции (SPICE, VHDL и patented co-simulation), а также для разработки и автоматической трассировки печатных плат. Пользователи получают по настоящему уникальный продукт, наиболее простые в отрасли средства использова ния, интегрированные между собой в единое целое. Мастер поддержки и обновлений (SUU — Support and Upgrade Utility) автоматически проверяет наличие и устанавливает по сети необходимые обновления, обеспечи вая постоянно самый высокий уровень работы вашего ПО. Продукция Electronics Workbench и National Instruments — это наиболее тесная интеграция между средствами разработки, проверки и тестирования САПР электронных средств, имеющаяся в настоящее время. Electronics Workbench — это дочерняя компания, которой полностью владеет National Instruments Corporation (NASDAQ: NATI). Для более подробной информации о N1, посетите www.ni.com Штаб-квартира Electronics Workbench расположена в Торонто (Toronto), Канада, офисы продаж и обслужива ния размещены в Европе, Азии и Южной Америке. Множество высококвалифицированных технических по средников предлагают покупку и обслуживание в 35 странах по всему миру. Цель и обзор курса Этот курс — введение во многие особенности Multisim. Через 3 часа вы разберетесь с пользовательским ин терфейсом, средствами ввода и имитации схем. Также вы узнаете место Multisim в разработке печатных плат (ри сунки 1 и 2). Курс разделен на несколько разделов, в каждом из которых предложены упражнения, чтобы закрепить обсуж денную тему. В приложении содержатся указания по интеграции Multisim с продукцией National Instruments для создания единой платформы разработки и тестирования. Необходимо для курса Для успешного завершения курса вам потребуется: • ПО Multisim. • Руководство пользователя Multisim (Multisim User Guide) и файлы справки (устанавливаются вместе с ПО Multisim) • Учебные схемы (находятся на компакт диске в конце данной книги). Программное обеспечение Electronics Workbench Tight, Forward & Backward Integration Common User Interface Рисунок 1 — Взаимосвязь программного обеспечения Electronics Workbench Multicap Multicap 9 — это наиболее интуитивно понятное и мощное средство описания схем. Новейшие средства Multicap значительно экономят ваше время, они включают в себя безрежимное редактирование, удобное соеди нение и всестороннюю базу данных, разбитую на логические части прямо на вашем рабочем столе. Эти средст ва позволяются вам программно описать схему практически сразу после того, как у вас появилось ее общее пред ставление. Одинаковые последовательности действий выполняются автоматически, не отнимаю время от созда ния, проверки и совершенствования схемы, благодаря этому на выходе получаются идеальные продукты с ми нимальным временем разработки. Введение в Multisim 1 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Введение Multisim Multisim — это единственный в мире интерактивный эмулятор схем, он позволяет вам создавать лучшие про дукты за минимальное время. Multisim включает в себя версию Multicap, что делает его идеальным средством для программного описания и немедленного последующего тестирования схем. Multisim 9 также поддерживает взаимодействие с LabVIEW и SignalExpress производства National Instruments для тесной интеграции средств разработки и тестирования. Ultiboard Ultiboard — это средство, разработанное специально для увеличения производительности. Благодаря автомати зации наиболее популярных последовательностей действий, например, размещение и соединение компонентов, количество щелчков мышью и нажатий клавиш во время разработки можно буквально пересчитать на пальцах. Благодаря технологии ограничений схемы (constraint driven layout) Ultiboard легко поддерживает современ ную быструю разработку схем. Новейшие функции, например оперативная проверка схемы, средства размеще ния и соединения компонентов "Push & Shove", эластичное соединение, продвинутые средства редактирования ("Follow-me") и автоматическое соединение обеспечивают быстрое и безошибочное создание платы. Ultiroute для профессиональных пользователей Плотность и сложность всех современных плат, за исключением самых простых, такова, что вручную разме щать и соединять их компоненты. Для таких работ предназначен Ultiroute разработки Electronics Workbench — это мощное средство автоматического размещения и соединения компонентов. Ultiroute обеспечивает высокую производительность схемы и низкую стоимость производства этих требова тельных плат благодаря уникальному соединению лучших алгоритмов с регулярным и нерегулярным шагом. Интеграция разработки и тестирования с National Instruments MultiSIM 9 - Capture & Simulation UltiBOARD 9 - PCB Layout UltiBoard 9 - PCB Autorouting N1 LabVIEW N1 ELVIS Signal Express Рисунок 2 — Полный цикл разработки Automated Testing w/ N1 Hardware & LabVIEW LabVIEW NI LabVIEW — это графическая среда разработки для создания гибких, масштабируемых приложений тести рования, измерения и управления с минимальными затратами времени и средств. LabVIEW — это язык общения инженеров и ученых с миром сигналов, возможность анализа для получения значимой информации и совмест ного использования результатов и созданных приложений. Разработка приложений на LabVIEW отличается бы стротой и эффективностью для всех пользователей, вне зависимости от их опыта. SignalExpress SignalExpress — это интерактивное программное обеспечение для сбора, сравнения, автоматизации и сохра нения измерений. SignalExpress — это эффективное средство решения исследовательских и измерительных задач в таких областях, как проектирование электроники, проверка и тестирование. SignalExpress предлагает новый способ настройки задачи измерений в несколько drag-and-drop шагов, без необходимости разработки кода. N1 ELVIS Комплект виртуальных инструментов для учебной лаборатории от компании National Instruments (Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite NI ELVIS) — это среда разработки на основе LabVIEW, предназначенная специально для научных и инженерных работников. NI ELVIS состоит из набора виртуальных инструментов LabVIEW, многофункционального прибора сбора данных и созданного по вашим требованиям рабочего места и макетной платы. Получается полный комплект приборов для образовательной лаборатории. Система основана на LabVIEW, поэтому сбор данных и разработка прототипа доступны в полном объеме. Система идеально подхо дит для образовательных целей от лабораторных работы для студентов до законченных курсовых работ. Послед ние могут быть выполнены в рамках курсов по схемотехнике, связи, управлению, мехатронике и сбору данных. ni.com/russia 2 Введение в Multisim Раздел I - Описание схемы Преимущества интегрированного описания и эмуляции Multisim — это уникальная возможность разработки схемы и ее тестирования/эмуляции из одной среды раз работки. У такого подхода есть множество преимуществ. Новичкам в Multisim не нужно беспокоиться о сложном синтаксисе SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis — программа эмуляции со встроенным об работчиком схем) и его командах, а у продвинутых пользователей есть возможность настройки всех параметров SPICE. Благодаря Multisim описание схемы стало как никогда простым и интуитивно понятным. Представление в виде электронной таблицы позволяет одновременно изменять характеристики любого количества элементов: от схемы печатной платы (РСВ = РВС???) до модели SPICE. Безрежимное редактирование — это наиболее эффек тивный способ размещения и соединения компонентов. Работать с аналоговыми и цифровыми составными эле ментами интуитивно просто и понятно. Кроме традиционного анализа SPICE, Multisim позволят пользователям подключать к схеме виртуальные приборы. Концепция виртуальных инструментов — это простой и быстрый способ увидеть результат с помощью имитации реальных событий. Также в Multisim есть специальные компоненты под названием "интерактивные элементы" (interactive parts), вы можете изменять их во время эмуляции. К интерактивным элементам относятся переключатели, потенцио метры, малейшие изменения элемента сразу отражаются в имитации. При необходимости более сложного анализа Multisim предлагает более 15 различных функций анализа. Не которые примеры включают использование переменного тока, монте-карло, анализ наиболее неблагоприятных условий и Фурье. В Multisim входит Grapher — мощное средство просмотра и анализа данных эмуляции. Функции описания и тестирования схемы, представленные в Multisim помогут любому разработчику схем, сэкономят его время и спасут от ошибок на всем пути разработки схемы. Среда Multisim Введение в Multisim Интерфейс пользователя состоит из нескольких основных элементов, которые представлены Рисунок 3. Рисунок 3 — Среда Multisim Введение в Multisim 3 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел I Описание схемы Окно разработки (Design Toolbox) В окне разработки находятся средства управления различными элементами схемы. Закладка Доступность (Visibility) позволяет скрыть или отобразить слои схемы рабочей области. Закладка Иерархия (Hierarchy) отобра жает взаимосвязь между файлами открытого проекта в виде древовидной структуры. Закладка Проект (Project) содержит информацию об открытом проекте. Пользователь может добавить файлы в папки открытого проекта, изменить доступ к файлам и создать архив проекта. Глобальные настройки Глобальные настройки управляют свойствами среды Multisim. Доступ к ним открывается из диалогового ок на "Свойства" (Preferences). Выберите пункт Опции/глобальные настройки (Options/Global Preferences), откро ется окно "Свойства" со следующими закладками • Paths (Путь) — здесь вы можете указать путь к файлам баз данных и другие настройки • Save (Сохранить) — здесь вы можете настроить период автоматического сохранения и нужно ли записывать данные эмуляции вместе с прибором. • Parts (Компоненты) — здесь вы можете выбрать режим размещения компонентов и стандарт символов (ANSI или DIN). Также здесь находятся настройки эмуляции по умолчанию. • General (Общие) — Здесь вы можете изменить поведение прямоугольника выбора, колеса мыши и инстру ментов соединения и автоматического соединения. Рисунок 4 — Различные глобальные настройки Настройка листа Диалоговое окно настройки свойств листа (Sheet Properties) используется для изменения свойств каждого ли ста. Эти свойства сохраняются с файлом схемы, поэтому если проект открывается на другом компьютере, наст ройки не изменяются. Настройки листа сгруппированы в следующие закладки: • Circuit (Схема) — Здесь вы можете выбрать цветовую схему и внешний вид текста рабочей области. • Workspace (Рабочая область) — Здесь вы можете настроить размер листа и его свойства. • Wiring (соединение) — Здесь находятся настройки соединений и шины. • Font (Шрифт) — Здесь вы можете выбрать шрифт, его размер и начертание для текстовых элементов схемы. • РСВ (Печатная плата) — Здесь находятся настройки печатной платы. • Visibility (Доступность) — Здесь вы можете скрыть или отобразить дополнительные слои комментариев. Подробное описание каждого свойства листа можно посмотреть в руководстве пользователя Multisim (Multisim User Guide) или в файле справки Multisim (Multisim helpfile). ni.com/russia Введение в Multisim Раздел I Описание схемы Свойства листа можно применить как одной схеме, так и ко всем последующим. Рисунок 5 — Свойства листа Настройка пользовательского интерфейса Пользовательский интерфейс Multisim можно настроить на свой вкус, изменения зависят друг от друга. Па нели инструментов можно закрепить в любом месте и изменить их форму. Инструменты всех панелей также можно изменять и создавать новые панели. Система меню также полностью настраивается, вплоть до контекст ных меню разных объектов. Горячие клавиши клавиатуры тоже можно настроить. Любой команде меню или панели инструментов можно назначить свою клавишу. На заметку: Чтобы назначенные клавиши не пересекались с командами интерактивных элементов, советуем назначать комбинации клавиш, например Ctrl-E. Например, для листа схемы и описания можно назначить свою комбинацию горячих клавиш и дополнитель ных окон. Для настройки пользовательского интерфейса выберите пункт Опции/Настроить пользовательский интер фейс (Options/Customize User Interface). С помощью диалогового окна "Настройка" (Customize) вы можете созда вать и изменять панели инструментов, назначать горячие клавиши, настраивать и создавать новые меню, а так же изменять стиль пользовательского интерфейса. Рисунок 6 — Диалоговое окно "Настройка" Рисунок 7 — Настройка меню Введение в Multisim 5 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел I Описание схемы Упражнение 1 - Интерфейс Multisim Примерное время на выполнение: 10 минут Цель этого упражнения — познакомиться с интерфейсом Multisim. Вы сможете изучить внешний вид, гло бальные настройки, а также различные панели инструментов и пункты меню. Цели • Познакомиться с интерфейсом Multisim. • Узнать, как настраиваются параметры среды Multisim. Упражнение 1) Запустите Multisim a) Выберите пункт меню Файл/Открыть пример (Select File/Open Samples) и откройте AMPMOD.ms9. b) Поэкспериментируйте с различными внешними видами среды Multisim. i) Выберите Вид/Таблица (View/Spreadsheet), чтобы включить представление таблицы. и) Изучите закладки Browse Сети, Компоненты и Слои печатной платы (Nets, Components и PC В Layers), iii) Укажите количество сетей с уникальным номером. c) Выберите пункт Вид/Описание схемы (View/Circuit Description Box). Здесь разработчики могут узнать подробные сведения о разрабатываемой схеме. Для редактирование содержимого выберите пункт Ин струменты/Редактор описания (Tools/Description Box Editor). d) Выберите Вид/Панель разработчика (View/Design Toolbox). Здесь приведен список файлов, вспомога тельных схем и других элементов схемы. 2) Изучите пункты Глобальные настройки и Свойства листа (Global Preferences и Sheet Properties). a) Выберите пункт Опции/Свойства листа (Options/Sheet Properties). i) Попробуйте отобразить и скрыть сетку на закладке Рабочая область (Workspace), чтобы увидеть изменения, нажмите ОК или Применить (Apply). ii) Попробуйте изменить цвета с помощью закладки Схема (Circuit) чтобы увидеть изменения, на жмите ОК или Применить (Apply). b) Выберите Опции/Глобальные настройки (Options/Global Preferences). i) Отметьте Автоматическое создание резервной копии (Auto-backup) на закладке Сохранение (Save), ii) Включите или отключите Возврат к проводнику компонентов (Return to Component Browser) на закладке Компоненты (Parts). 3) Изучите настройки на вкладке Общие (General). Какой режим для прямоугольника выбора (Selection Rectangle)? 4) Если есть время, потренируйтесь в среде Multisim. Попробуйте разместить произвольный элемент на схе му. 5) Закройте схему с помощью пункта Файл/Закрыть (File/Close). Конец упражнения. ni.com/russia 6 Введение в Multisim Раздел I Описание схемы Компоненты Обзор компонентов Компоненты — это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с дву мя категориями компонентов: реальными (real) и виртуальными (virtual). Необходимо ясно понимать различия между ними, чтобы в полной мере воспользоваться их преимуществами. У реальных компонентов, в отличие от виртуальных есть определенное, неизменяемое значение и свое соот ветствие на печатной плате. Виртуальные компоненты нужны только для эмуляции, пользователь может назначить им произвольные па раметры. Например, сопротивление виртуального резистора может быть произвольным, даже 3,86654 Ома. Вир туальные компоненты помогают разработчикам при проверке с помощью схем с известными значениями ком понентов. Виртуальные компоненты также могут не соответствовать реальным, например, как 4-х контактный элемент отображения 16-тиричных цифр, показанный на рисунке 8. В Multisim есть и другая классификация компонентов: аналоговые, цифровые, смешанные, анимированные, интерактивные, цифровые с мультивыбором, электромеханические и радиочастотные. Виртуальные компоненты U1 Реальные компоненты Рисунок 8 Символы различных компонентов: 7-сегментный дисплей, диод D1, источник напряжения VI, логический элементы НЕ-И U2A, микроконтроллер U3 и транзистор Q1. Интерактивные компоненты Некоторые элементы схемы Multisim могут реагировать на действия пользователя. Изменение этих элемен тов сразу отражается на результатах эмулирования. Компоненты управляются с помощью клавиш, указанных под каждым элементом. Например, на рисунке 9 приведено несколько компонентов: клавиша А увеличит сопротивление потенцио метра до 100% от указанной величины (1 кОм). Чтобы уменьшить сопротивление, прижмите Shift и нажмите А. Пробел открывает или закрывает выключатель на правом рисунке. Рисунок 9 — Примеры интерактивных компонентов Введение в Multisim 7 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел I Описание схемы Горячую клавишу можно выбрать следующим образом: при двойном щелчке мыши откроется окно, в выпа дающем меню которого можно выбрать нужную клавишу. База данных Группа (Group) Семейство (Family) Компонент (Component) Символ (Symbol) Назначение (Function) Model Manuf./ID (Footprint Manuf./Type) Название базы данных Multisim, в которой хранится данный компонент Название группы, к которой принадлежит данный элемент Название семейства, к которому принадлежит данный элемент Название данного компонента Символ (ANSI или DIN), который отображает компонент на схеме Пользовательская (User) Описание компонента 4-ной двухконтактный элемент И-НЕ (QUAD 2-INPUT NAND Texas Instruments\74S00 D014 Рисунок 10 — Информация о компонентах Характеристики компонентов В проводнике компонентов отображаются следующие поля: Рисунок 12 — Проводник компонентов ni.com/russia Введение в Multisim Рисунок 11 — Вкладка Элементы (Parts) или панель инструментов "Компоненты" (Component) Раздел I Описание схемы Проводник компонентов Проводник компонентов (Component Browser) — это место, где вы выбираете компоненты, чтобы разместить их на схеме. Горячая клавиша по умолчанию для размещения компонента — Ctrl-W или двойной щелчок мышью. Курсор мыши примет форму компонента, пока вы не выберите место на схеме для компонента. Для поиска просто начните набирать название компонента и проводник автоматически подберет подходящие элементы. Кнопка Поиск (Search) открывает расширенный поиск. В Проводнике компонентов отображается текущая база данных, в которой хранятся отображаемые элементы. В Multisim они организованы в группы (groups) и семейства (families). Также в проводнике отображается описа ние компонента (поле Назначение Function), модель и печатная плата или производитель. Символ звездочки ("*") заменяет любой набор символов. Например, среди результатов запроса "LM*AD" бу дут "LM101AD" и "LM108AD". На заметку: Любому компоненту соответствует множество моделей. Каждая модель может ссылаться на раз личные физические характеристики компонента. На пример, у операционного усилителя LM358M снаружи 5 контактов, но в этой модели из них используется только 3, контакты пита ния не задействованы. Более подробную информацию о моделях можно найти, выбрав модель в поле производитель/идентификатор (Model Manuf.\ID) и кликнув по кнопке Модель (Model). Базы данных В Multisim есть базы данных трех уровней • Из Главной базы данных (Master Database) можно только считывать информацию, в ней находятся компо ненты Electronics Workbench. • 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 ре дактировать их. Все базы данных разделяются на группы, а они, в свою очередь, на семейства. Когда пользова тель выбирает компонент и помещает его в схему, создается новая копия. Все изменения с ней никак не затраги вают информацию, хранящуюся в базе данных. Если изменить компонент в базе данных, то уже существующие копии компонентов останутся такими же, как и были. Изменения затронут новые компоненты этого типа. При сохранении схемы вся информация о компо нентах хранится в файле Multisim. При загрузке пользователь может оставить загруженные элементы в том виде, как они есть или обновить компоненты данными из базы с аналогичными именами. На заметку: чтобы открыть проводник баз данных, выберите Инструменты/Базы данных/Проводник баз данных (Tools/Database/Database Manager), чтобы редактировать элементы проводника, скопируйте их в пользовательскую или корпоративную базу данных. Рисунок 13 — Проводник баз данных Введение в Multisim 9 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел I Описание схемы Упражнение 2 - Поиск и размещение компонентов Приблизительное время выполнения: 10 минут Это упражнение знакомит с проводником компонентов. Выполнив это упражнение, вы должны уметь откры вать проводник, искать и находить нужные компоненты, а также получать дополнительную информацию с по мощью различных полей проводника. Цели • Узнать, как с помощью проводника компонентов искать необходимые элементы. • Познакомиться с информацией, которая отображается в проводнике компонентов. Выполнение 1) Откройте окно новой схемы: Файл/Новый/Ввод схемы (File/New/Schematic Capture). 2) Вызовите проводник компонентов с помощью кнопки Источники (Sources) панели элементов (Parts Bin) или панели компонентов (Components Toolbar). 3) Найдите и поместите на схему элемент заземление (Ground), он находится в семействе источников пита ния POWER_SOURCES. 4) С помощью инструмента поиск (Search) найдите микросхему Analog Devices OP297AZ. a) В проводнике компонентов нажмите кнопку Поиск (Search). b) Наберите "OP297AZ" в поле Компонент (Component), когда вы найдете компонент, нажмите ОК. Пока не помещайте его на блок-диаграмму. c) Сколько различных операционных усилителей в вашей базе данных? (Указание: Воспользуйтесь символом '*' в поисковом запросе: "ОР297*") d) Сколько секций у микросхемы? (Указание: Секции обозначаются буквами A-Z) e) При размещении операционного усилителя на блок-диаграмме нужно выбрать секцию А или В. Пока не помещайте ОУ на схему. f) С помощью функции поиска найдите 16-тиричный инвертор 74S04D. 5) Перед тем, как поместить элемент на схему, вам предложат на выбор один из 6 инверторов. Выберите вари ант А. После этого вы можете добавлять либо такие же логические элементы (U1), либо другие микросхе мы. 6) Добавьте еще один элемент вида А. Какая метка (reference designator) для него назначается по умолчанию? Конец упражнения ni.com/russia 10 Введение в Multisir Раздел I Описание схемы Сдвиг, поворот, выбор и соединение компонентов Сдвиг, поворот и выделение После выбора компонентов из базы данных они размещаются на схеме и соединяются между собой. Двойной щелчок по компоненту в проводнике прикрепит его к курсору. После этого можно поместить элемент на схему, просто кликнув в желаемом месте. В это время и после установки компоненты можно повернуть. Чтобы это сделать в первом случае, нажмите Ctrl-R. Чтобы повернуть установленный компонент, выделите его и тоже нажмите Ctrl-R или выберите в контек стном пункте пункт повернуть на 90° по или против часовой стрелки. Рисунок 14 — Поворот компонента Рисунок 15 — Замена компонентов Чтобы выбрать компонент, просто щелкните по нему мышью. Для выбора нескольких компонентов прижми те кнопку мыши и перемещайте ее, рисуя прямоугольник выбора вокргу нужных компонентов. Выбранные ком поненты обозначаются пунктирной линией. Можно выбрать отдельные элементы, например значение или мет ку компонента. Выбор осуществляется одинарным щелчком мыши по нужному элементу. Клавиша Shift позволяет добавлять или снимать выделение с нескольких компонентов. Компоненты можно заменять на другие с помощью их контекстного меню, пункта Заменить компонент(ы) (Replace Component(s)). Новые компоненты выбираются в открывшемся дополнительном окне проводника ком понентов. Соединения компонентов после замены Multisim восстановит. Соединение В Multisim используется безрежимный принцип работы: действие мышью зависит от положения курсора, нет необходимости выбирать инструмент или режим при работе в Multisim. Курсор изменяет свой вид в зависимос ти от того, на какой объект он наведен. Различные виды курсора приведены на рисунке 16. Когда курсор расположен над разъемом (pin) или терминалом (terminal) компонента, левым щелчком мыши можно его соединить. Когда курсор расположен над существующим проводом и рядом с разъемом или термина лом, соединение можно легко изменить. Чтобы начать вести соединяющий провод, кликните по разъему, чтобы завершить соединение, кликните по конечному терминалу. После появления проводника Multisim автоматически присвоит ему номер в сети. Номера увеличиваются по следовательно, начиная с 1. Заземляющие провода всегда имеют номер 0 — это требование связано с работой скрытого эмулятора SPICE. Чтобы изменить номер соединения или присвоить ему логическое имя, просто дваж ды кликнете по проводнику (рисунок 17). Введение в Multisim 1 1 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел I Описание схемы х= Рисунок 16 — Свойства соединения Рисунок 17 - Безрежимный курсор мыши Автосоединение разъемов касанием В Multisim есть функция автоматического соединения разъемов между собой и с проводниками. Чтобы доба вить компонент в существующую сеть соединений, просто его разъемы касались существующей сети. Рисунок 18 — Автоматическое соединение касанием Добавление в авторазрыв В Multisim есть возможность вставить компонент внутрь существующей сети соединений. Для этого просто разместите элемент параллельно проводнику (рисунок 19). Ш а г 1 Нужно вставить компонент Ш а г 2 Поместите компонент параллельно проводнику Рисунок 19 — Автовставка компонентов Ш а г 3 Компонент вставляется автоматически ni.com/russia 12 Введение в Multisim Переместите компонент так, чтобы он касался соединения. Когда вы отпустите мышь, появится соединение Переместите компонент в нужное место... ... и на заметку, что соединение остается Раздел I Описание схемы Упражнение 3 - Нарисовать схему Приблизительное время выполнения: 20 минут. Это упражнение — базовое по вводу схемы в Multisim. Вы создадите и соедините простую схему в Multisim, воспользовавшись различными методами поиска компонентов, потренируетесь их соединять и запустите про стейшую эмуляцию. Цель • Понять различие между реальными, виртуальными, идеальными и интерактивными элементами. • Создать простейшую схему (включая виртуальные соединения). • Познакомиться и установить настройки соединения. Выполнение 1) Создайте свою копию схемы 40kFILTERl_Complete.ms9, как показано на рисунке ниже. Выберите необхо димые компоненты из Основной базы данных (Master Database) (Разместить/Компонент Place/Component) и Популярного списка (In-Use List). Установите значения компонентов, как показано на рисунке. На за метку: компоненты Rl, R2 и С2 виртуальные. Поместите конденсатор между точками А и В Внимание! Все компоненты кроме ОУ - виртуальные (Virtual Components). ОУ был отражен сверху вниз. Рисунок 20 — Полосовой фильтр 2) Чтобы соединить компоненты, наведите курсор на терминал так, чтобы он изменил свой вид и кликните мышью. Переместите курсор (таща за собой провод) до второго терминала и кликните, чтобы завершить соединение. 3) Замените резистор R2 средствами Multisim: выберите в контекстном меню пункт заменить компоненты и замените виртуальные резистор реальным (раздел Basic/Resistor) на ваш выбор. 4) Дважды кликните на виртуальные компоненты и посмотрите, как задаются их параметры. 5) Поверните и переместите какой-либо компонент, чтобы посмотреть как ваши действия влияют на соеди няющие проводники. Также компоненты можно поворачивать, когда вы размещаете их из базы данных. 6) Выберите виртуальный конденсатор из Популярного списка и разместите его между точками А и В схемы. На заметку: он автоматически соединяется и его емкость становится 270 пкФ. Конец упражнения Введение в Multisim 13 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел I Описание схемы Дополнительные темы Мастера соединений В Multisim есть несколько мастеров соединений, которые помогают разработчикам быстро создавать схемы с заданными параметрами. Список мастеров соединений приведен на рисунке 21. Они находятся в меню Инстру менты/Мастера соединений (Tools/Circuit Wizards). Рисунок 21 — Мастера соединений Рисунок 22 — Диалоговое окно мастера фильтров (Filter Wizard) Мастер таймеров (555 Timer Wizard) позволяет создавать нестабильные и моностабильные осцилляторы с по мощью таймера 555. Фильтры в Multisim создаются в Мастере фильтров (Filter Wizard) простым вводом параметров. Мастер усилителей с общим эмиттером на биполярном плоскостном транзисторе (Common Emitter BJT Amplifier Wizard) помогает создать усилитель с общим эмиттером с заданными параметрами. MOSFET (каналь ный полевой униполярный МОП-транзистор) усилители создаются с помощью соответствующего мастера (MOSFET Amplifier Wizard). В Multisim есть несколько схем с операционным усилителем. В полях Мастера ОУ Multisim (Opamp Wizard) нужно ввести требуемые параметры: • Инвертирующий усилитель. • Не инвертирующий усилитель. • Дифференциальный усилитель • Инвертированный суммирующий усилитель • Не инвертированный суммирующий усилитель • Масштабируемый сумматор Проверка правил электротехники (ERC) В результате проверки правил электротехники (Electrical Rules Check) генерируется отчет с подробной инфор мации об ошибках (например, выходной разъем соединен с разъемом питания), и несоединенных разъемах. По сле соединения всех элементов проверьте схему на основании правил в диалоговом окне ERC. В зависимости от схемы вам могут потребоваться предупреждения об определенных типах соединений, ошибки в случае наличия других и ОК для всех остальных. Тип соединений и сообщений устанавливается на за кладке Правила ERC (ERC Rules) в диалоговом окне Electrical Rules Check. Можно выполнить Проверку всей схемы или определенного участка. Во время проверки все некорректности отображаются в панели результатов в нижней части экрана, а на схеме отображаются маркеры. При щелчке по ошибке экран центрируется на ней и увеличивается масштаб. Закладки Опции проверки (ERC Options) и Правила проверки (ERC Rules) предназначены для настроек. Для начала проверки: 1. Выберите пункт Инструменты/Проверка правил электротехники (Tools/Electrical Rules Check), откроется окно Проверки (Electrical Rules Check). 2. Настройте параметры отчета на закладке Опции проверки (ERC Options), рисунок Рисунок 23). 3. Установите параметры проверки на закладке Правила проверки (ERC Options) (Рисунок 24). ni.com/russia 14 Введение в Multisim 555 Timer Wizard... Filter Wizard... Opamp Wizard... CEBJT Amplifier Wizard... MOSFET Amplifier Wizard... Раздел I Описание схемы Рисунок 23 — Закладка Опции проверки „ „. „ Рисунок 24 — Правила проверки 4. Нажмите ОК. Формат отображения результатов устанавливается в разделе Результаты (Output) на закладке ERC Options. Подсхемы и иерархические блоки Multisim предназначен в том числе и для работы со схемами разной сложности. Для создания модульной структуры схемы и абстрагирования сложных схем служит концепция нескольких листов (multi-sheet design), подсхемы (ПС, sub-circuits — SC) и иерархический блоки (ИБ, hierarchical blocks HB). Подсхемы полезны, чтобы сделать схему более компактной и в то же время хранить ее в одном файле. Иерар хические блоки лучше подходят для использования в нескольких схемах, потому что они хранятся в разных фай лах. Иерархические блоки и подсхемы функционально не отличаются друг от друга, единственное различие меж ду ними — это способ хранения на диске. Существует два способа сделать подсхему или иерархический блок. Первый: выделить часть схемы и выбрать пункт Разместить/Разъемы/И Б/Разъем ПС (Place/Connectors/HB/SC Connector). Второй метод описан ниже. Новый иерархический блок (второй метод): 1) Выберите Разместить/Новый иерархический блок (Place/New Hierarchical Block) и укажите имя файла. 2) Кнопка Обзор (Browse) позволяет выбрать путь и имя для сохранения файла иерархического блока. Рисунок 25 — Диалоговое окно свойств иерархического блока 3) Введите требуемое число входных и выходных разъемов и нажмите ОК. Появится "неявный" образ нового иерархического блока, выберите его местоположение и кликните мышью. 4) Дважды кликните на новом блоке и выберите Редактировать ИБ/ПС (Edit HB/SC) в появившемся диало говом окне Иерархический блок/Подсхема (Hierarchical Block/Subcircuit). 5) Разместите и соедините компоненты нового иерархического блока. 6) Соедините ИБ с элементами схемы. 7) Сохраните схему. На заметку: Если вы переместите или переименуете файл иерархического блока относительно основной схе мы, Multisim не сможет его найти. Вам нужно будет указать новое местоположение в появившем ся диалоговом окне. Чтобы добавить ИБ из файла, выберите пункт Разместить/Иерархический блок из файла (Place/Hierarchical Block from file) и повторите действия. Введение в Multisim 15 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел I Описание схемы Добавление новой подсхемы (второй метод): 1) Выберите пункт Разместить/Новую подсхему (Place/New Subcircuit). Откроется окно Имя подсхемы (Subcircuit Name). Рисунок 26 — Диалоговое окно имя подсхемы 2) Введите требуемое имя для схемы, например "источникпитания" и нажмите ОК. Курсор примет вид "неяв ной" схемы показывая, что вы можете ее разместить. 3) Кликните на нужном месте для схемы (вы можете ее переместить позже если необходимо). На схеме по явится подсхема в виде окошка с указанным именем подсхемы. 4) Дважды кликните на новой подсхеме и выберите Редактировать И Б/ПС (Edit HB/SC) в появившемся диа логовом окне Иерархический блок/Подсхема (Hierarchical Block/Subcircuit). Появится пустое окно подсхе мы. 5) Разместите и соедините компоненты новой подсхемы. 6) Выберите пункт Разместить/Разъемы/И Б/Разъем ПС (Place/Connectors/HB/SC Connector), поместите и соедините новый разъем. Разместите все необходимые разъемы. Когда вы вернетесь на основную схему, на иконке подсхемы будут все добавленные разъемы. 7) Соедините подсхему с другими компонентами. Замена компонентов иерархическими блоками или подсхемами В Multisim можно легко заменить существующие компоненты иерархическими блоками или подсхемами. Про сто выберите нужный компонент, который по виду соответствует требуемой подсхеме и замените его на ИБ: пункт Разместить/Заменить иерархическим блоком (Place/Replace by Hierarchical Block) или Разместить/Заменить под схемой (Place/Replace by Subcircuit). Представление в виде таблицы Таблица — позволяет получить общее представление о свойствах объектов. Это более продвинутое средство просмотра и редактирования параметров, включая детальную информацию о компонентах: схему, метку, параме тры и ограничения конструкции (design constraints). С помощью таблицы можно изменять сразу несколько компонентов. Элементы можно отсортировать по лю бому столбцу в убывающем или возрастающем порядке. Также вы можете экспортировать содержимое в Microsoft Excel® для отчета. Отчеты по схеме В Multisim можно сделать несколько различных отчетов: Список материалов (Bill of Materials BOM), Подроб ный отчет о компонентах (Component Detail Report), Отчет о соединениях (Netlist Report), Статистика схемы (Schematic Statistics), Незадействованные элементы (Spare Gates) и Отчет перекрестных ссылок (Cross Reference Report). В списке материалов приведены все реальные компоненты схемы, таким образом, это список тех эле ментов, которые нужны для производства схемы. В Списке материалов также содержится следующая информа ция: • Количество каждых элементов. • Описание, включающее тип (например, резистор) и значение (например, 5,1 кОм). • Метка каждого компонента. • Упаковка или схема каждого компонента (package или footprint). В Подробном отчете о компонентах (Component Detail Report) представлена вся информация из базы данных Multisim для определенного компонента. Отчет о соединения (Netlist Report) включает следующую информацию для каждого соединения: • Имя соединения. • Страница (имя файла) • Разъем (логическое имя разъема). Отчет о перекрестных ссылках (Cross Reference Report) — это подробный перечень всех компонентов и их раз мещения на схеме. Статистика схемы (Schematic Statistics Report) — это количественное описание схемы: • Компонентов — полное число компонентов, равно сумме виртуальных и реальных компонентов. ni.com/russia 16 Введение в Multisim Раздел I Описание схемы • Реальных компонентов — количество компонентов, которые можно купить. • Виртуальные компоненты — количество компонентов, которые нельзя купить. • Вентилей (Gates) — полное количество вентилей на схеме. • Узлов — Полное количество соединений между разъемами. • Соединенных разъемов • Несоединенных разъемов. • Полное число разъемов — Количество соединенных и нет разъемов. • Страниц. • Иерархических блоков — полное количество иерархических блоков, включая копии. • total number of hierarchical blocks, unique or otherwise. Количество экземпляров (Instances) блока равно коли честву его копий на схеме. • Уникальных иерархических блоков — полное количество уникальных иерархических блоков. • Подсхем — полное количество подсхем, включая копии. • Уникальных подсхем. Отчет о незадействованных элементах (Spare Gates Report) — это список неиспользуемых вентилей (gates) или многосекционных компонентов. На заметку: в Multisim есть оптимизатор вентилей (gate optimizer), который ав томатически сводит многосекционные компоненты к минимальному числу микросхем. Чтобы его запустить, вы берите пункт меню Инструменты/Переименовать/Перенумеровать компоненты (Tools/Rename/Renumber Components) и запустите Оптимизатор вентилей (Gate Optimizer). Графические аннотации В Multisim есть средства для графического оформления вашей схемы. На панели графических аннотаций (Graphic Annotation) есть следующие элементы: текст, линии, полилинии, прямоугольники, эллипсы, дуги, мно гоугольники, картинки и комментарии. Чтобы добавить графический элемент, не используя панель инструмен тов, в контекстном меню выберите пункт Добавить графический объект (Place Graphic). Рисунок 27 — Панель графических аннотаций Окно описания схемы Вы можете добавить текст не только в определенное место схемы, но и создать описание для всей схемы с по мощью Окна описания схемы (Circuit Description Box). В это окно вы также можете добавлять картинки, звуко вые и видео элементы. Содержимое Окна описания схемы отображается в верхней части соответствующего окна, оно открывается командой меню Вид/Окно описания схемы (View/Circuit Description Box). Чтобы редактировать окно описания схемы, запустите редактор командой меню Инструменты/Редактор окна описания (Tools/Description Box Editor). Блоки заголовков Мощный редактор позволяет вам создавать удобные блоки заголовков (title blocks). Если необходимо, блок заголовков можно добавить на любую страницу схемы. Поля блока автоматически заполняются в зависимости от содержимого и свойств документа. При создании блока вы можете выбрать либо поле из шаблона, либо создать свое. Есть возможность выбрать подходящий шрифт. Чтобы создать новый или редактировать существующий блок заголовков, выберите пункт меню Инстру менты/Редактор блока заголовков. В блоках заголовков может быть текст, линии, дуги, кривые Безье, прямоугольники, овалы, картинки и дру гие элементы. Чтобы добавить блок, выберите пункт меню Разместить/Блок заголовков (Place/Title Block). Блок можно ав томатически передвинуть в любой угол с помощью пункта контекстного меню Передвинуть (Move To). Чтобы за полнить поля блока, дважды кликните на нем. Экспорт схемы в Ultiboard и другие пакеты В Multisim есть команда быстрого экспортирования схемы в любую установленную версию Ultiboard. Выбе рите пункт меню Экспортировать/Экспортировать в Ultiboard (Transfer/Transfer to Ultiboard) чтобы запустить процесс конструирования печатной платы. Другие пункты меню Transfer позволяют провести прямую и обрат ную корректировку проекта. Кроме передачи данных между Multisim и Ultiboard у разработчиков есть возможность экспортировать дан ные в другие пакеты проектирования печатных плат. На заметку: При передаче данных в пакеты других произ водителей может потребоваться строгое соответствие используемых компонентов из баз данных. Введение в Multisim 17 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия |