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.
|
|
Раздел II Эмулирование Рисунок 54 — Установка свойств графика Амплитуда vii) В разделе Сетка (Divisions) установите: Всего линий (Total Ticks) 4, Вспомогательных линий (Minor Ticks) 2, Точность (Precision) 3. уШ)Нажмите кнопку Применить (Apply), b) Перейдите на закладку Нижняя ось (Bottom Axis). i) Выберите Логарифмический масштаб (Logarithmic Scale). Установите Диапазон частот (Frequency Range) от 1000 до 1000000. ii) Нажмите Применить (Apply) и ОК. 8) Задайте параметры нижнего (фазового) графика, показанные на рисунке ниже. На закладке Нижняя ось установите диапазон от 1000 до 1000000. Рисунок 55 — Задание параметров графика Фаза. После этого сравните графики Боде и Анализа переменного тока, наложив амплитудные зависимости. 9) Выберите амплитудный график Боде щелчком мыши. a) Выберите Наложить зависимости (Overlay Traces) из меню Инструменты (Tools). b) Выберите Graph_l Анализа переменного тока (AC Analysis), этот график должен быть вторым снизу. Откроется новая страница плоттера с двумя наложенными зависимостями. Можно увеличить масштаб, чтобы проанализировать область, в которой есть оба графика. Прижмите левую кнопку мыши и выделите интересующую область вблизи максимума зависимости. Введение в Multisim 29 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел II Эмулирование Рисунок 56 — Увеличение масштаба наложенных графиков На заметку, что результаты несколько отличаются. Это объясняется разной частотой оцифровки двух методов. Частоту оцифровки можно изменить при настройке функции анализа. 10) Изучите возможность проведения точных измерений с помощью плоттера. a) Откройте закладку график Боде (Bode Plot) в плоттере. b) Включите курсоры с помощью пункта Показать/Скрыть курсоры (Show/Hide Cursors) меню Вид (View). c) Выберите один курсор и вызовите его контекстное меню. d) Выберите Перейти к следующему максимуму (Go to next YMAX), чтобы найти пик. e) Выберите пункт Установить значение Y (Set Y_Value) и введите значение на 3 меньше максимума. Так вы перейдете в точку -3 дБ. f) Посмотрите результирующее значение в числовом окне. 11) Выполните анализ переходных процессов (Transient Analysis): Эмуляция/Анализ/Анализ переходных про цессов (Simulate/Analyses/Transient Analysis). а) Установите параметры анализа, как показано ниже. На заметку: диалоговое окно можно увеличить, нажав кнопку Больше (More). Рисунок 57 — Настройка анализа переходных процессов ni.com/russia 30 Введение в Multisim Раздел II Эмулирование b) Откройте закладку Результаты (Output). c) Выберите узлы $input и $output в качестве Выбранных переменных для анализа (Selected Variables for Analysis). d) Нажмите кнопку Эмулировать. Сравните графики с Осциллографом. Теперь мы настроим анализ Фурье. 12) Откройте панель инструментов генератора сигналов и задайте прямоугольные импульсы (square wave). a) Откройте Эмуляция/Анализ/Фурье Анализ (Simulate/Analyses/Fourier Analysis). b) Нажмите обе кнопки Оценить (Estimate), чтобы автоматически подобрать параметры оцифровки и анализа переходных процессов. c) Откройте закладку результатов. d) В качестве Выбранных для анализа переменных выберите узлы $input и $output. e) Нажмите Эмулировать (Simulate). Ha заметку, что результаты отображаются на двух отдельных страницах плоттера. Дополнительное задание (если позволяет время) Выполните анализ Монте-Карло: Эмуляция/Анализ/Анализ Монте-Карло (Simulate/Analyses/Monte Carlo). 1) В основном диалоговом окне (front dialog box) выберите функцию Добавить новый допуск (Add a new toler ance). a) В списке Тип параметра (Parameter Type) выберите Параметр прибора (Device Parameter). b) В списке Тип прибора (Device Type) выберите Конденсатор (Capacitor). Укажите имя ccl. c) В разделе допуск (Tolerance) выберите Тип допуска (Tolerance Type): Процент (Percent), установите значение 20. Нажмите Принять (Accept). Рисунок 58 — Установка допусков прибора d) Еще раз выберите Добавить новый допуск (Add a new tolerance) и повторите действия, указав имя сс2. e) Теперь настройте параметры анализа. f) Перейдите на закладку Параметров анализа (Analysis Parameters). g) Выберите для работы Анализ переменного тока (AC Analysis), 5 раз и выходную переменную (Output variable) $output. h) Нажмите на кнопку Редактировать функцию (Edit Analysis) и настройте функцию анализа перемен ного тока. i) Выберите FSTART 1 кГц, FSTOP 1 МГц, число точек декады (Number of points per decade) 100 и Вер тикальный масштаб (Vertical scale) Децибелы (Decibel). j) Нажмите кнопку эмулировать (Simulate). Конец упражнения. Введение в Multisim 31 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел II Эмулирование Создание компонентов В Multisim есть средства создания и редактирования компонентов, необходимых для схемы. Есть два метода: с помощью Мастера компонентов (Component Wizard) и диалогового окна Свойства компонента (Component Properties). Мастер компонентов открывается из меню Инструменты/Мастер компонентов (Tools/Component Wizard). В нем можно полностью описать компонент: указать его символ, модель SPICE (Рисунок_59'>Рисунок 59). Чтобы открыть диалоговое окно свойств компонента, дважды кликните на размещенном компоненте, открой те закладку Значение (Value) и нажмите Редактировать компонент (Edit Component) в кнопке DB (Рисунок 60). Рисунок 59 - Мастер компонентов Рисунок 60 - Диалоговое окно свойств компонента Более подробно создание компонентов описано в справочных файлах. ni.com/russia 32 Введение в Multisim Считывает данные из файла измерений текстового (.Ivm) или бинарного (.tdm) формата Рисунок 61 — Express VI Прочитать файл измерений На заметку: Только для .LVM файлов. На выходе EOF? (конец файла?) будет ИСТИНА, если при чтении до стигнут конец файла. Этот индикатор полезен, если данные сохранялись после анализа Боде или другого графика с более чем одной зависимостью. Просто поместите экспресс ВП чтения файла измерений в цикл и соедините выход EOF? с терминалом выхода из цикла. На заметку: Только для .TDM файлов. Чтобы загрузить в LabVIEW .TDM файл, содержащий несколько гра фиков, необходимы экспресс ВП низкого уровня. Участок кода для загрузки нескольких графи ков приведен на рисунке 62. Рисунок 62 — Загрузка нескольких графиков из файла .TDM. Виртуальные приборы LabVIEW в Multisim Более подробно использование виртуальных приборов LabVIEW в Multisim обсуждалось в разделе 2, "Вирту альные приборы LabVIEW. SignalExpress SignalExpress — это инновационное средство настройки измерений на основе нескольких шагов работы с мы шью, которые не требуют разработки программного кода. В отличие от традиционных инструментов, в SignalExpress сочетается оптимальный баланс функциональности измерений и простота использования, позво ляющая разработчикам стандартизировать создание различных приложений: • Моделирование схем • Проверка схем • Анализ схем • Проверка приборов • Автоматический поиск неполадок. Введение в Multisim 33 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел III - Интеграция с National Instruments LabVIEW National Instruments LabVIEW — это среда графического программирования, которую можно использовать для автоматизации задач тестирования и измерений при проверке схем. Данные Multisim, сохраненные в форма тах .LVM или .TDM можно просто загрузить в LabVIEW с помощью технологии Экспресс ВП. После этого дан ные эмуляции можно наложить на полученные результаты для проверки схемы. Загрузка файлов данных .LVM и .TDM Чтобы загрузить данные Multisim из файлов .LVM или .TDM, воспользуйтесь экспресс ВП Прочитать файл измерений (Read from Measurement File). Этот ВП находится на палитре Программирование/Запись и чтение файлов (Programming/File 10). Подробная информация об этом ВП находится в системе помощи LabVIEW. Этот ВП можно настроить на чтение либо .LVM, либо .TDM файлов. Read From Measurement Fife Раздел III Интеграция с National Instruments Экспорт данных Multisim в SignalExpress Чтобы передать данные эмуляции в SignalExpress добавьте соответствующий шаг: Добавить шаг/Аналого вый/Загрузить и сохранить сигнал/Загрузить из LVM (Add Step/Analog/Load and save Signals/Load from LVM). Укажите имя файла для загрузки и выберите зависимости, которые нужно импортировать. В поле Область (Domain) укажите временную или спектральную область записанных данных. Закройте окно и запустите рабо чий файл SignalExpress, чтобы загрузить данные. Рисунок 63 — SignalExpress, шаг Загрузка из LVM ELVIS National Instruments ELVIS — это идеальный прибор для любой электротехнической лаборатории, в которой есть Multisim. В ELVIS есть среда разработки макетных плат со встроенными приборами, включая генератор сиг налов, цифровой мультиметр, осциллограф и источник питания переменной мощности. Макетная плата съем ная, это позволяет студентам выполнять часть лабораторной работы отдельно от модуля ELVIS. В ELVIS есть программное обеспечение на базе Lab VIEW для взаимодействия с виртуальными приборами. В эти приборы можно добавить возможность загрузки данных Multisim для сравнения результатов эмуляции и измерений. Рисунок 64 — Анализ Боде в ELVIS и сравнение с данными Multisim ni.com/russia 3 4 Введение в Multisim Раздел IV - Интеграция с National Instruments Обзор Multisim используется в колледжах и университетах по всему миру, он стал необходимым инструментом обра зовательного процесса. В Multisim студенты знакомятся с теорией схемотехники с помощью интуитивно понят ных методов. Продукция Electronics Workbench применяется на всех уровнях: от начального до профессионального, поэто му уровень образованности студентов будет постоянно расти и позволит им переходить на более сложные зада чи, не изучая для каждой новую среду. Создание прототипов Виртуальные трехмерные компоненты Целый набор компонентов Multisim предназначен для студентов, которые совсем или почти не работали с ре альными электротехническими компонентами. На схеме эти компоненты выглядят совсем как настоящие. Они расположены в Основной группе (Basic group) Главной базы данных (Master Database) в семействе 3D_VIRTUAL. Mosfetl 3TEN Capacitor3_100pF Quad And Gate Indnctoil I.OnH U6 Key = Space Рисунок 65 — Виртуальные трехмерные компоненты Анимированные компоненты Анимированные компоненты изменяются во время работы схемы. К ним относятся светодиоды, 7-сегмент ные дисплеи и некоторые другие компоненты, например, переключатели и потенциометры. Анимированные компоненты находятся в разных разделах базы данных Multisim. Параметрические компоненты Эти компоненты имитируют свойства настоящих. Уровень параметров может задать пользователь в свойствах компонента. Если мощность, рассеиваемая виртуальным резистором превысит установленный порог, то он пе регорит и разомкнет цепь. Параметрические компоненты расположены в Основной группе (Basic group) Главной базы данных (Master Database) в семействе RATED_VIRTUAL. Трехмерные макетные платы Это еще одно средство Multisim, на котором студенты учатся важным элементам создания прототипов. Если элементы на плате соединены правильно, соответствующие соединения и компоненты на схеме окрасятся в зе леный цвет. Также в плату входят следующие средства: Проверка соблюдения проектных норм (Design Rules Check, DRC) и проверка соединений (Connectivity Check). Введение в Multisim 35 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия 555_Timer Раздел IV Специально для ВУЗов Рисунок 66 — трехмерная виртуальная плата Трехмерный виртуальный ELVIS Кроме стандартной макетной платы студенты могут создать схему N1 ELVIS с соответствующим трехмерньи изображением. Виртуальные приборы ELVIS, например, генератор сигналов, осциллограф и источник питанш также имеют модели. Создание схемы ELVIS выполняется из меню Файл/Новый/Схема ELVIS (File/New/ELVIt Schematic). Чтобы изменить виртуальный прибор ELVIS, дважды кликните на соответствующем терминале. Рисунок 67 - Схема 3D ELVIS ni.com/russia 36 Введение в Multisim Раздел IV Специально для ВУЗов Рисунок 68 - Виртуальный 3D ELVIS Поиск неполадок Сбой схемы Преподаватель может внести в схему неполадку и попросить студента отточить свои навыки, обнаружив ее. Внесенные неполадки можно скрыть от студента. Чтобы поиск выполнялся стандартными средствами отладки. Чтобы добавить неполадку, дважды кликните на компонент и откройте закладку Неполадки (Faults). В качестве неполадки можно задать отсутствие контакта на терминале, короткое замыкание двух терминалов или резистивные потери в Омах. Рисунок 69 — Добавка неполадок Черный ящик В качестве черно ящика преподаватель может задать подсхему, чтобы студенты отработали навыки анализа неизвестных элементов. Создание подсхем обсуждалось в разделе 1. На заметку: не стоит использовать в качест ве черного ящика Иерархические блоки, потому что они хранятся в отдельном файле, которые студент может просмотреть. Введение в Multisim 3 7 © National Instruments Россия, СНГ, Балтия Раздел IV Специально для ВУЗов Ограничения на схему Ограничения схем — очень важный элемент создания задач на черный ящик или поиск неполадок. Они позво ляют преподавателю видеть подсхемы, скрывать неполадки и ограничивать число доступных компонентов и при боров. Например, можно вынудить студентов воспользоваться осциллографом для исследования амплитудной пе редаточной характеристики схемы, ведь плоттера Боде или анализатора переменного тока может не оказаться. Ограничения общие и на схему открываются в меню Опции (Options). Доступ к ним защищен паролем. Рисунок 70 — Диалоговое окно ограничений схемы ni.com/russia 38 Введение в Multisim General j Analysis j Breadboard I Circuit creator Name: erobinso Schematic read-only] Circuit description read-only Component data Hide component values Hide component faults Lock subcircuits Disable Instruments toolbar Disable In-Use List toolbar Disable Master DB component access Disable User DВ component access Disable Corporate DB component access Toolbars |