Руководство по мультисим на русском

Multisim — как установить программу

Интерфейс Multisim. Настройка программы под себя

Начать знакомство с программой мультисим стоит с интерфейса. Он состоит из нескольких основных элементов, часть которых можно скрыть или заменить с учетом личных предпочтений и конкретных целей.

Выделим элементы пользовательского интерфейса, которые вы увидите при запуске программы Multisim:

Теперь рассмотрим несколько приемов преобразования интерфейса, которые возможно вам пригодятся. И в первую очередь скроем панель разработки. Включить ее можно в любое время, но пока, убрав ее мы увеличим рабочую область. Сразу же можно убрать и сетку из меню вкладки «Вид»:

Помимо сетки из данного меню можно включить координатные полосы, граничные линии, координатные поля. Также здесь можно настроить панель инструментов добавлением или удалением блоков.

Далее перейдем в пункт главного меню «Установки». В раскрывшемся списке переходим в «Схемные установки»:

Здесь во вкладке «Схема» можно настроить цветовую схему рабочего поля. В данном случае мы выбрали черное поле. Имеется также возможность сделать индивидуальную схему. Во вкладке Рабочее поле настраиваются параметры (размер) листа.

Завершая настройку интерфейса Multisim можно зайти в пункт главного меню «Установки» и в раскрывшемся списке перейти в пункт «Модифицировать интерфейс». Во вкладке «Дополнительно» выставив галочку напротив «Большие значки» вы получите следующее отображение:

Использование больших значков делает навигацию в программе на больших мониторах более удобной.

Элементы (компоненты) схемы в программе мультисим

Компоненты – это основа любой схемы. Программа Multisim работает с двумя категориями компонентов: реальными (real) и виртуальными (virtual).

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, даже 3,86654 Ома.

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

Добавим в панель инструментов виртуальные компоненты. Для этого можно воспользоваться пунктом главного меню «Вид» — «Панель инструментов» — «Виртуальные». То же самое действие можно выполнить наведя курсор мыши на область панели инструментов и нажав правую клавишу:

Теперь более подробно рассмотрим, с какими конкретно компонентами мы можем работать в среде программы Multisim. Начнем с реальных:

Виртуальные компоненты программы мультисим состоят из следующих групп:

Некоторые элементы схемы Multisim могут реагировать на действия пользователя. Изменение этих элементов сразу отражается на результатах эмулирования. Компоненты управляются с помощью клавиш, указанных под каждым элементом.

Горячую клавишу можно изменить сделав двойной щелчок мыши по компоненту. Откроется окно, в меню которого можно выбрать нужную клавишу.

Контрольно-измерительные приборы в программе Multisim

Программа мультисим имеет большое количество контрольно-измерительных приборов для анализа схем. Перечислим их:

Работа в программе мультисим

В качестве примера проанализируем включение асинхронного двигателя звездой или треугольником.

Прежде чем начинать работу в программе Multisim, определимся, какие компоненты и измерительные приборы нам понадобятся, добавим их в схему и соединим между собой:

Выполнив все шаги можно включить моделирование (тумблер в верхнем правом углу) и проанализировать схему, опираясь на данные измерительных приборов.

Рассмотрим четыре ситуации. Первая — источник питания выдает линейное напряжение 220 Вольт, а двигатель соединен по схеме треугольник:

Вторая — источник питания выдает линейное напряжение 220 Вольт, а двигатель соединен по схеме звезда:

Третья — источник питания выдает линейное напряжение 380 Вольт, а двигатель соединен по схеме треугольник:

Четвертая — источник питания выдает линейное напряжение 380 Вольт, а двигатель соединен по схеме звезда:

Полученные из программы мультисим данные позволяют проанализировать значение мощности при различных способах подключения двигателя и при различных линейных напряжениях источника питания.



Как видно из моделирования Multisim при пересоединении электродвигателя с треугольника в звезду и питании его от той же электросети мощность, развиваемая электродвигателем, снижается в 3 раза. И наоборот, если электродвигатель переключить со звезды в треугольник, мощность резко возрастает, но при этом электродвигатель, если он не предназначен для работы при данном напряжении и соединении в треугольник, быстро выйдет из строя. Для того чтобы добиться одинаковой мощности, линейное напряжение при подключении звездой должно быть в √3 раз больше линейного напряжения, рассчитанного для треугольника, что и указывается в паспортных данных электродвигателя.

Введение

NI Multisim используется в мире программного обеспечения для проектирования электрических схем, их тестирования и отладки. В комплект продуктов NI Multisim входят средства для описания электрических схем, их эмуляции (SPICE, VHDL и patented cosimulation), а также для разработки и автоматической трассировки печатных плат (NI Ultiboard). NI Multisim — одна из наиболее популярных в мире программ конструирования электронных схем, характеризующаяся сочетанием профессиональных возможностей и простоты, расширяемостью функций от простой настольной системы до сетевой корпоративной. Это объясняет широкое распространение данной программы как для учебных целей, так и для промышленного производства сложных электронных устройств. Multisim 12.0 — последняя версия среды схемотехнического проектирования и моделирования, которая позволяет специалистам оптимизировать свои проекты, минимизировать ошибки и сократить число итераций при разработке. В сочетании с новым NI Ultiboard 12.0 — программным обеспечением для проектирования топологии печатных плат — Multisim представляет собой платформу сквозного проектирования. Тесная интеграция со средой графической разработки NI LabVIEW помогает специалистам различного уровня внедрять собственные алгоритмы анализа и улучшать верификацию своих проектов.

К преимуществам программы Multisim 12.0 можно отнести:

• Простой в использовании, интуитивно понятный графический редактор, позволяющий достаточно просто создавать в рабочей области проекта схемы электрические.
• Большая открытая (включена возможность пополнения пользователем) библиотека аналоговых и цифровых электронных компонентов.
• С системой Multisim 12.0 поставляется набор примеров электрических схем. Схемы представлены в виде файлов практических разработок, которые при необходимости могут быть модифицированы пользователем под конкретную задачу.
• Система Multisim 12.0 разрешает подключать к вновь созданному проекту библиотеки электронных компонентов более старых версий программы.
• В распоряжении разработчика широкий выбор контрольно-измерительных приборов, передние панели которых с органами управления максимально приближены к промышленным аналогам.
• Возможность подключения виртуальных приборов программы LabView.
• Возможность получения наглядно оформленных результатов исследования.

Проектирование схемы электрической принципиальной

При проектировании узла печатной платы проектировщик обычно получает вместе с техническим заданием 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 формируется 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 пользователь модифицирует данные схемы под конкретную задачу. Multisim имеет многооконный интерфейс, что позволяет работать с несколькими схемами во время одного сеанса. Окно программы представлено на рис. 1.

Размещение символов компонентов на схеме

Произвести выбор символов компонентов из базы данных для последующего их размещения в рабочей области программы можно в окне «Выбор компонента» (рис. 2), которое открывается командой основного меню «Вставить» → «Компонент». В левой верхней части окна «Выбор компонента» расположено меню «База данных», в нем из выпадающего списка осуществляется выбор базы данных компонентов. Ниже меню «База данных» находится меню «Раздел», в котором из выпадающего списка можно выбрать нужную библиотеку 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. 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 сделан, его условное графическое обозначение отобразится в поле предварительного просмотра «Символ (ANSI)». Для того чтобы 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 следует 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, чье количество соответствует количеству секций компонента. Для размещения нужной 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. 3). Другие секции компонента добавляются в проект аналогичным способом. Надо отметить, что при размещении на схеме символов резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов есть возможность задавать такие параметры компонентов, как значение (например, сопротивление), тип (в частности, керамический конденсатор), допуск, производитель. Для размещения символа резистора, катушки индуктивности или конденсатора на схеме требуется открыть окно «Выбор компонента» и в поле «Раздел» выбрать пункт Basic, а затем в поле «Семейство» при помощи левой кнопки мыши указать необходимое семейство:

• RESISTOR — резисторы;
• INDUCTOR — катушки индуктивности;
• CAPACITOR — конденсаторы.

В следующих полях окна «Выбор компонента» (рис. 4) можно задать:

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

Для того чтобы 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 (программа для разработки печатных плат, которая входит в полную версию пакета NI Multisim), то в поле «Тип компонента» можно указать значение no type. Если в поле «Допуск (%)» отсутствует необходимое значение допуска, его 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 потребность, выделите нужный символ при помощи левой кнопки мыши, правой кнопкой мыши вызовите контекстное меню, в котором левой кнопкой 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° по часовой стрелке;
• «90 против часовой»— повернуть выбранный символ на 90° 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° по часовой стрелке;
• Ctrl+Shift+R— поворот на 90° 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 нужно заменить, правой кнопкой мыши вызовите контекстное меню и выберите в нем команду «Заменить компонент». В результате 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.

Multisim позволяет управлять цветом рабочего поля программы. По умолчанию цвет рабочей области белый, но при желании его нетрудно изменить. Сделать это можно в окне «Схемные установки», которое вызывается командой меню «Установки/Схемные установки». Для изменения цвета в окне «Схемные установки» нужно перейти на вкладку «Цвета» (рис. 5) и в поле «Цветовая схема» в меню из выпадающего списка выбрать один из пунктов:

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

В том случае если в меню установлено значение «Выбрать», разработчик получает возможность не только управлять цветом фона рабочего поля программы, но 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.

Настройка цвета выполняется нажатием на цветную иконку, расположенную рядом с названием объекта, цвет которого нужно изменить, и выбором необходимого цвета из палитры в окне «Палитра» (рис. 6). 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».

Соединение символов компонентов на схеме

Для связи между компонентами в схеме используют цепи и шины. Для добавления цепи в схему предусмотрена команда «Проводник» из меню «Вставить», для добавления шины — команда «Шину». После выбора из меню необходимой команды курсор приобретет вид крестика. В Multisim соединение символов компонентов на схеме при помощи цепи может быть произведено несколькими способами:

• автоматическим соединением;
• соединением примыканием;
• ручным соединением.

Для того чтобы с помощью цепи соединить контакты символов, следует подвести курсор к выбранному контакту и щелкнуть по нему левой кнопкой мыши, затем протянуть курсор до следующего контакта и также щелкнуть по нему левой кнопкой мыши — цепь создана. В процессе создания схемы может возникнуть необходимость соединить контакт символа с цепью. В таком случае, после подведения курсора к выбранному контакту, с которым будет соединена цепь, требуется щелкнуть по нему левой кнопкой мыши и протянуть курсор до места соединения с другой цепью, затем также щелкнуть в этом месте левой кнопкой мыши — система сформирует узел в месте стыковки создаваемой цепи с уже существующей. Такое соединение называется автоматическим. Есть еще один способ прокладывания цепей — соединение контактов символов примыканием. Для реализации этого способа переместите подсоединяемый символ так, чтобы конец его входного контакта совпал с концом выходного контакта символа компонента, к которому производится подсоединение (в месте соединения должна появиться небольшая точка, символизирующая, что контакты удачно состыковались), и щелкните левой кнопкой мыши для его размещения на схеме, затем перетащите мышью символ в нужное место на схеме (при этом цепь проложится за символом). Пример автоматического соединения символа компонента и проводника представлен на рис. 7. Последовательность действий в данном примере разбита на пять шагов:

1. Шаг 1: на рисунке представлены два символа, уже соединенные между собой проводником.
2. Шаг 2: демонстрирует добавление нового символа в рабочую область чертежа.
3. Шаг 3: производится перемещение нового символа до контакта с проводником. При этом соединение с проводником происходит автоматически после того, как левая кнопка мыши отпущена.
4. Шаг 4: выделим символ при помощи левой кнопки мыши и переместим его в новое место.
5. Шаг 5: проводник был проложен за символом.

Рисунок 8 демонстрирует пример соединения двух символов компонентов примыканием. Последовательность действий в данном примере представлена в виде четырех шагов:

1. На первом шаге на рисунке представлены размещенные в рабочем поле чертежа два символа компонента.
2. На втором шаге производится перемещение второго символа до контакта с первым символом. При этом в месте соединения появляется цветная точка, символизирующая, что стыковка контактов символов произошла удачно. После того как левая кнопка мыши отпущена, соединение выполняется автоматически.
3. На третьем шаге переместим второй символ компонента в новое место на чертеже.
4. На четвертом шаге проводник был проложен за символом.

Для соединения контактов двух символов компонентов вручную при помощи цепи выберите в меню «Вставить» пункт «Проводник», щелкните левой кнопкой мыши по выводу первого символа (курсор приобретет вид крестика). Потяните курсор в сторону следующего контакта, при этом появится проводник, прикрепленный к курсору. При движении мышки управляйте направлением соединения щелчками левой кнопки мыши в точках изменения маршрута соединения, каждый щелчок левой кнопки мыши прикрепляет проводник к проложенным точкам. Рис. 9 демонстрирует ручной способ соединения контактов символов компонентов. При использовании такого способа соединения прокладываемый проводник автоматически обходит символы компонентов, с которыми нет соединения (рис. 10). Ручной способ соединения контактов символов компонентов рекомендуется использовать для трудных, критических маршрутов проводников, так как он является более сложным. Можно применить и комбинированное соединение — автоматическое и ручное в одной схеме.

Для большей гибкости в процессе соединений в Multisim можно начинать и заканчивать соединение в «воздухе», то есть без прикрепления проводника к контакту символа компонента, или начинать из прежде установленной точки соединения. Для размещения проводника в «воздухе» выберите в меню «Вставить» пункт «Проводник», щелкните левой кнопкой мыши в области чертежа (этим действием вы создадите начальную точку соединения), переместите курсор для того, чтобы проложить проводник, после чего щелкните два раза левой кнопкой мыши в области чертежа для завершения прокладки проводника (таким образом вы создадите конечную точку соединения). Иногда возникает необходимость модификации маршрута соединения в схеме. Для того чтобы изменить расположение проводника, выделите его при помощи левой кнопки мыши (на проводнике появятся несколько точек «перетаскивания»), щелкните левой кнопкой мыши по одной из них и перетащите при помощи мыши соединение, меняя его маршрут. Точки «перетаскивания» можно добавлять или удалять. Для этого нажмите на клавиатуре клавишу Ctrl и щелкните левой кнопкой мыши по проводнику в месте, где вы хотите добавить или удалить точку «перетаскивания». Также изменять маршрут соединения можно, перемещая сегмент проводника. Для этого выделите проводник при помощи левой кнопки мыши, поместите курсор над сегментом проводника (курсор примет вид двойной стрелки), щелкните левой кнопкой мыши по сегменту и переместите его при помощи мыши, меняя маршрут соединения.

Цвет проводников на схеме можно изменять. Для того чтобы изменить цвет провод-ника или цвет сегмента проводника, щелкните правой кнопкой мыши на проводнике и в открывшемся контекстном меню выберите пункт «Цвет цепи» или «Цвет сегмента». В открывшемся окне «Палитра» выберите необходимый цвет и нажмите на кнопку ОК. В результате проводник на схеме отобразится в новом цвете.

Там, где несколько цепей идут по общему пути, используются шины. Шина группирует цепи, упрощая читаемость схемы. Для добавления шины в схему предусмотрена команда «Шину» из меню «Вставить».

Именование цепей

Для повышения читаемости каждой цепи в схеме можно присвоить имя. Для именования цепей щелкните два раза левой кнопкой мыши по проводнику, в результате чего будет открыто окно «Установки цепи». По умолчанию каждой цепи при создании присваивается автонаименование, которое отображается в поле «Имя цепи» на вкладке «Цепь». Новое название цепи можно ввести в поле «Предпочтительное имя цепи». Видимость имени цепи на схеме задается установкой флажка в чекбоксе «Показать имя». Кроме того, на вкладке «Цепь» можно изменить цвет цепи. Делается это посредством выбора нужного цвета в окне «Палитра». Данное окно вызывается при помощи нажатия на цветную иконку в поле «Цвет цепи». Для того чтобы выполненные на вкладке «Цепь» изменения вступили в силу, нажмите на кнопку «Применить» или ОК. Рис. 11 демонстрирует цепь с присвоенным ей именем, а также окно «Установки цепи».

Нанесение надписей на схему

Надписи — это исключительно важная часть схемотехнического документа.

Внешний вид надписей определяется шрифтом, то есть характером начертания букв и цифр. Для нанесения надписей в схеме электрической принципиальной в системе Multisim необходимо в меню «Вставить» выбрать пункт «Текст» (при этом вид курсора изменится), подвести курсор к желаемому месторасположению надписи и щелкнуть левой кнопкой мыши в этой части схемы. Затем откроется окно «Текст», в котором можно задать:

• шрифт надписи;
• размер шрифта;
• начертание (курсив, жирный);
• цвет текста;
• выравнивание (по центру, по левому краю, по правому краю).

Необходимый текст вводится в текстовом поле с мигающим курсором, при этом размеры текстового поля будут увеличиваться по мере ввода текстового блока. После того как ввод текста закончен, щелкните левой кнопкой мыши в произвольном месте в рабочей области программы. На рис. 12 представлено текстовое поле на схеме, а также окно «Текст». Для удаления текста щелкните правой кнопкой мыши по текстовому блоку на схеме и в открывшемся контекстном меню выберите пункт «Удалить». Удалить текстовую надпись можно и при помощи кнопки Delete на клавиатуре. Для этого выделите текстовую надпись левой кнопкой мыши и нажмите кнопку Delete.

Вывод схемы электрической принципиальной на печать

После окончания создания схемы электрической принципиальной может возникнуть необходимость вывести ее на печать. Распечатать весь проект или вывести на печать лист схемы можно командой меню «Файл/Печать». Также, перед тем как отправить чертеж на печать в Multisim, есть возможность перейти при помощи команды меню «Файл/Просмотр печати» в окно предварительного просмотра (рис. 13). Если вас все устраивает — отправляйте чертеж на печать. Для этого нажмите на кнопку «Печать» в левом верхнем углу окна предварительного просмотра. В противном случае нажмите на кнопку «Закрыть» для закрытия окна предварительного просмотра и возврата в окно рабочей области чертежа. После внесения необходимых изменений вы можете снова перейти в окно предварительного просмотра и, если на этот раз представленный результат вас удовлетворит, отправить схему на печать. После запуска команды основного меню «Файл/Печать» или же после нажатия в окне предварительного просмотра на кнопку «Печать» откроется окно «Печать», в котором на панели «Копии» в поле «Число копий» следует указать количество копий выводимого на печать документа. Значение чекбокса «Разобрать по копиям» на панели «Копии» означает порядок вывода копий документа на печать.

Поле «Диапазон печати» (диапазон выводимых на печать страниц) может принимать такие значения:

• «Все»— вывод на печать всего проекта;
• «Страницы с»— вывод на печать конкретно заданных листов;
• «Выделенный фрагмент»— печать фрагмента схемы.

Печать можно производить на бумажные носители или в файл. Для вывода схемы на печать на принтер (плоттер) необходимо в окне «Печать» на панели «Принтер» из выпадающего списка в поле «Имя» выбрать принтер, на который вы планируете отправить схему на печать, и нажать на кнопку «Свойства» для того, чтобы настроить параметры печати для своего принтера. Рис. 14 демонстрирует окно «Печать», параметры которого настроены для печати схемы на принтере, а также окно «Свойства: принтера» (это окно открылось после нажатия на кнопку «Свойства»). Для печати чертежа в файл необходимо на панели «Принтер» из выпадающего списка в поле «Имя» выбрать строку «Microsoft Office Document Image Writer» и нажать на кнопку «Свойства». В открывшемся окне «Свойства: Microsoft Office Document Image Writer», на вкладке «Дополнительно» укажите расширение файла, в который будет сохранена схема и разрешение изображения. В поле «Папка по умолчанию» задайте местоположение создаваемого файла схемы. Для вступления в силу внесенных изменений нажмите на кнопку ОК. Рис. 15 демонстрирует окно «Печать», параметры которого настроены для печати схемы в файл, а также окно «Свойства: Microsoft Office Document Image Writer».

При помощи команды основного меню программы «Файл/Установки печати/Параметры листа» можно настроить опции печати. После запуска этой команды откроется диалоговое окно «Установки параметров листа» (рис. 16), в котором можно установить:

• границы печати страницы (поле «Поля»);
• масштаб страницы (поле «Масштаб»);
• ориентацию страницы: книжная, альбомная (поле «Ориентация»);
• опции вывода (поле «Печатать»):
• «Ч/Б»— печать схемы в черно-белом цвете,
• «Приборы»— печать схемы и панелей приборов, используемых в схеме на отдельных листах,
• «Фон»— при выводе схемы на печать будет отображен фон рабочей области чертежа,
• «Текущий лист»— печать схемы, размещенной в активном в настоящий момент окне рабочей области проекта,
• «Текущий лист и подсхемы»— печать схемы, размещенной в активном в настоящий момент окне рабочей области проекта, и подсхем и иерархических блоков, которые содержит данное окно,
• «Вся разработка»— печать всех схем, подсхем и иерархических блоков, а также всех страниц проекта, включенных в текущее активное окно.

Для того чтобы закончить работу с окном «Установки параметров листа», нажмите на кнопку «Установить» или ОК.

После того как в рабочей области проекта схема собрана, можно запускать моделирование. Процесс моделирования запускается при помощи кнопки «Пуск», которая находится на панели инструментов «Моделирование». Данную панель можно добавить в проект командой меню «Вид» → «Панель инструментов». Также для запуска моделирования можно воспользоваться функциональной клавишей F5 на клавиатуре.

Сохранить разработанную схему можно командой «Файл» → «Сохранить» и «Файл» → «Сохранить как» основного меню программы.

Заключение

Неотъемлемым этапом разработки электронных устройств является физическое или математическое моделирование. Поскольку физическое моделирование в большинстве случаев может быть достаточно дорогостоящим, целесообразнее проводить математическое моделирование программным способом. Программа Multisim не только позволяет снизить сроки и стоимость разработки, но и предоставляет разработчику ряд инструментов анализа, либо недоступных при физическом моделировании, либо имеющих чрезвычайно высокую стоимость.

Программа схемотехнического моделирования Multisim

Руководство пользователя

Подготовили:

   Сизова О.

    Стеблинская И.

   Самсонкина О.

Введение

I. Multisim-это единственный в мире эмулятор схем, который позволяет вам создавать лучшие продукты за минимальное время. Он включает в себя версию Multicap, что делает его универсальным средством для программного описания и немедленного последующего тестирования схем.

Рекомендуемые материалы

NI Multisim 10.0 позволяет объединить процессы разработки электронных устройств и тестирования на основе технологии виртуальных приборов для учебных и производственных целей Подразделение Electronics Workbench Group компании National Instruments анонсировало выпуск Multisim 10.0 и Ultiboard 10.0, самых последних версий программного обеспечения для интерактивного SPICE-моделирования и анализа электрических цепей, используемых в схемотехнике, проектировании печатных плат и комплексном тестировании. Эта платформа связывает процессы тестирования и проектирования, предоставляя разработчику электронного оборудования гибкие возможности технологии виртуальных приборов. Совместное использование программного обеспечения для моделирования электрических цепей Multisim 10.0 компании National Instruments со средой разработки измерительных систем LabVIEW, позволяет сравнивать теоретические данные с реальными непосредственно в процессе создания схем обычных печатных плат, что снижает количество проектных итераций, число ошибок в прототипах и ускоряет выход продукции на рынок.

Можно использовать Multisim 10.0 для интерактивного создания принципиальных электрических схем и моделирования их режимов работы. «Multisim 10.0 составляет основу платформы для обучения электротехнике компании National Instruments, включающей в себя прототип рабочей станции NI ELVIS и NI LabVIEW. Он дает возможность студентам получить всесторонний практический опыт на всем протяжении полного цикла проектирования электронного оборудования», — заявил Рей Алмгрен, вице-президент компании National Instruments по академическим связям. «При помощи этой платформы студенты могут с легкостью перейти от теории к практике, создавая опытные образцы и углубляя свои знания в основах проектирования схем», — отметил он.

База данных компонентов включает более 1200 SPICE-моделей элементов от ведущих производителей, таких как Analog Devices, Linear Technology и Texas Instruments, а также более 100 новых моделей импульсных источников питания. Помимо этого, в новой версии программного обеспечения появился помошник Convergence Assistant, который автоматически корректирует параметры SPICE, исправляя ошибки моделирования. Добавлена поддержка моделей МОП-транзисторов стандарта BSIM4, а также расширены возможности отображения и анализа данных, включая новый пробник для значений тока и обновленные статические пробники для дифференциальных измерений.

Возможные обозначения приставок и множителей

Горячие клавиши

Среда Multisim

Так выглядит интерфейс программы:

Обзор компонентов

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.

Панель COMPONENT предоставляет доступ ко всем компонентам Multisim.

Увеличенная панель компонентов показана ниже:

При пользовании этой панелью выполняется несколько больше действий, но она позволяет разместить любой необходимый компонент.

Для быстрого добавления источников питания переменного тока можно пользоваться панелью инструментов VIRTUAL (Виртуальные).

Увеличенная панель VIRTUAL показана ниже:

База данных Master Database разделена на группы:

1) Sources.

Cодержит все источники напряжения и тока, заземления.

  — Панель инструментов Power Source Components.

На этой панели изображены стандартные источники питания, которые будут использоваться в схемах (например источники напряжения DC, заземление и трехфазные источники питания), и источник питания AC.

Чтобы увидеть описание компонента, соответствующего кнопке, задержим на ней курсор мыши. Через несколько секунд появится экранная подсказка.

 

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, конденсаторы, катушки, ключи, трансформаторы, реле, коннекторы и т.д.

С помощью данной панели инструментов будем добавлять большинство пассивных компонентов, например, резисторы, конденсаторы, и катушки индуктивности.

Чтобы определить функции каждой кнопки, задержите на ней курсор мыши, через несколько секунд появится экранная подсказка, с помощью которой без труда можно найти необходимый прибор.

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

4) Transistors. Содержит различные виды транзисторов: pnp-, npn-транзисторы, биполярные транзисторы,  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.

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.

Виртуальные  приборы

Все приборы расположены на панели инструментов.

Рассмотрим основные.

Мультиметр

Мультиметр предназначен для измерения переменного или постоянного тока или напряжения, сопротивления или затухания между двумя узлами схемы. Диапазон измерений мультиметра подбирается автоматически. Его внутреннее сопротивление и ток близки к идеальным значениям, но их можно изменить.

Кнопка А позволяет измерять ток.

Кнопка V— мультиметр настроен на измерение напряжения.

Кнопка Ω — измерение сопротивления (измерять сопротивление с помощью мультиметра очень легко, однако он может измерять сопротивление только для резистивной схемы).

Кнопка ~ позволяет переключиться в режим переменного тока.

Кнопка ─ позволяет переключится в режим постоянного тока.

Кнопка Set (Настроить)  на устройстве позволяет отобразить параметры мультиметра:

Генератор сигналов

Генератор сигналов (function generator) – это источник напряжения, который может генерировать синусоидальные, пилообразные и прямоугольные импульсы. Можно изменить форму сигнала, его частоту, амплитуду, коэффициент заполнения и постоянный сдвиг. Диапазон генератора достаточен, чтобы воспроизвести сигналы с частотами от нескольких герц до аудио и радиочастотных.

Осциллограф (Oscilloscopе)

В Multisim есть несколько модификаций осциллографов, которыми можно управлять как настоящими. Они позволяют устанавливать параметры временной развертки и напряжения, выбирать тип и уровень запуска измерений. Данные осциллографов можно посмотреть после эмуляции с помощью самописца (Grapher) из меню ВидПлоттер (View/Grapher).

Пример схемы с подключенным осциллографом:

Один из контактов прибора подключен к выходу схемы, другой – к заземлению.

Чтобы посмотреть показания прибора, нужно запустить симуляцию, нажав кнопку Run:

После этого  — двойной щелчок по прибору. На экране появится окно с показаниями:

Кнопка Reverse меняет цвет фона.

Кнопка Save сохраняет данные осциллографа в виде таблицы в  отдельный файл с расширением *.scp

Чтобы было удобнее анализировать график, нажмите на кнопку Pause simulation:

Выделенные кнопки T1 и Т2 позволяют вызвать курсоры:

В окне осциллографа также можно увеличивать и уменьшать масштаб, сдвигать графики по осям ординат и абсцисс, с помощью курсоров смотреть параметры в каждой точке графика (здесь — значение напряжения).

В Multisim есть следующие осциллографы:

— 2-х канальный:

— 4-х канальный:

— осциллограф смешанных сигналов Agilent 54622D:

— 4-х канальный цифровой осциллограф с записью Tektronix TDS 2024

Построитель частотных характеристик (Боде Плоттер)

Отображает относительный фазовый или амплитудный отклик входного и выходного сигналов. Это особенно удобно при анализе свойств полосовых фильтров.

Спектральный анализатор

Спектральный анализатор (spectrum analyzer) служит для измерения амплитуды гармоники с заданной частотой. Также он может измерить мощность сигнала и частотных компонент, определить наличие гармоник в сигнале.

Результаты работы спектрального анализатора отображаются в частотной области, а не временной. Обычно сигнал — это функция времени, для её измерения используется осциллограф. Иногда ожидается синусоидальный сигнал, но он может содержать дополнительные гармоники, в  результате, невозможно измерить уровень сигнала. Если же сигнал измеряется спектральным анализатором, получается частотный состав сигнала, то есть определяется амплитуда основной и дополнительных гармоник.

Ваттметр

Прибор предназначен для измерения мощности переменного или постоянного тока и коэффициента мощности.

Токовый пробник

Измерительный пробник

Показывают постоянные и переменные напряжения и токи на участке цепи, а также частоту сигнала.

Самый лучший способ построить график для необходимой величины, не содержащий ничего лишнего, — это установить маркер в нужном месте схемы. Тогда во вкладке Output по умолчанию сразу будут стоять только те величины, для измерения которых мы выставили маркеры. На приведенном ниже примере маркер Probe_1 стоит на выходе схемы.

Чтобы поставить маркер, нажимаем на панели Instruments (на экране – справа) на кнопку со стрелкой под значком Measurement Probe:

В появившемся списке выбираем вид маркера и устанавливаем его на нужном участке своей схемы.

Анализ

В Multisim предусмотрено множество  режимов анализа данных эмуляции, от простых до самых сложных, в том числе и вложенных.

Основные виды анализа:

1) DC – анализ цепи на постоянном токе.

Анализ цепей на постоянном токе осуществляется для резистивных схем. Это правило следует напрямую из теории  электрических цепей; при анализе на постоянном токе конденсаторы заменяют разрывом, катушки индуктивности – коротким замыканием, нелинейные компоненты, такие как диоды и транзисторы, заменяют их сопротивлением постоянному току в рабочей точке. Анализ цепи на постоянном токе выявляет узловые потенциалы исследуемой схемы.

           2) AC – анализ цепи на переменном токе.

Анализ цепей на переменном токе заключается в построении частотных характеристик.

3) Transient – анализ переходных процессов

Анализ переходных процессов в цепях позволяет определить форму выходного сигнала, то есть построить график сигнала как функции времени.

Чтобы начать анализ, выберите пункт меню Simulate Analyses и выберите требуемый режим.

Подробнее каждый из них будет рассмотрен далее.

Список всех функций Multisim приведен на рисунке:

Кроме встроенных функций анализа есть возможность определить свою функцию с помощью команд SPICE.

При подготовке к анализу необходимо настроить его параметры, например, диапазон частот для анализатора переменного тока (AC analysis). Необходимо также выбрать выходные каналы (traces).

Плоттер (Grapher) – основной инструмент просмотра результатов эмуляции. Он открывается из меню View/Grapher и автоматически при работе эмуляции.

Множество настроек плоттера находятся на панели свойств. Например, можно изменять масштабы, диапазоны, заголовки, стили линий осей.

Так выглядит сама панель:

Построение графиков

Postprocessor и Grapher

Postprocessor и Grapher — это программы пакета Multisim, которые позволяют отобразить результаты моделирования в графическом виде.

Данная функция позволяет строить необходимые графики после проведенного анализа. Для работы с функцией Postprocessor необходимо знать названия узлов. Только те параметры (входные и выходные переменные), которые указываются при выполнении любого вида анализа (AC Sweep, DC Sweep, Transient Analysis и т.д.) отображаются на графиках функции Postprocessor и Grapher.

С помощью данной функции  можно создать несколько графиков, изменять параметры графика, удалять объекты, производить логические и алгебраические операции над графиками (сложение, умножение, возведение в квадрат и т.д.).

Вызов функции:

Создание графика (с использованием функции Postprocessor):

Внесение данных, необходимых для построения:

Select simulation results — добавление данных проведенного анализа.

Variables — переменные, необходимые для построения графика.

Functions — алгебраические действия над графиками.

В окне Expressions available выбираем необходимые графики для построения.

Также графики можно строить, используя несколько доступных в Multisim режимов. Их виды рассмотрим далее.

Внимание! Рассматриваемые ниже режимы доступны только при остановленной симуляции. Прежде чем открывать пункт меню  Analysis убедитесь, что кнопка Run не нажата и симуляция не запущена.

Построение графиков с помощью Transient Analysis.

Последовательность команд меню: Simulate / Analysis / Transient Analysis.

В окне Transient Analysis на вкладке Output выбираем необходимые для анализа величины, выделяем их и нажимаем кнопку Add.

 

На вкладке Analysis Parameters в поле Parameters можно установить начальное и конечное время анализа (такие же действия производятся в любом виде анализа) – Start time (TSTART) и End time (TSTOP) соответственно.

Вкладка Analysis Options содержит параметры, влияющие на отображение графика. Рекомендуется использовать стандартные настройки Multisim Defaults.

После того, как вы выбрали нужные величины в качестве выходных параметров и установили временной интервал, можно нажимать кнопку Simulate. Если все сделано верно, увидите корректный график. В данном режиме можно построить, например, амплитуду входного (выходного) напряжения.

С помощью кнопки плоттера отображение курсоров и данных можно посмотреть значение напряжений в любой точке. При анализе графики для удобства отображаются разными цветами.

Работа с курсорами:

С помощью показанной на рисунке кнопки панели свойств вызываются курсоры. Они позволяют посмотреть координаты каждой точки построенного графика. Вся информация отображается в специальном окне Transfer Characteristics. При перемещении курсоров данные в этом окне также изменяются.

Кроме того, при работе с графиком можно изменять масштаб и вызывать координатную сетку (соответствующие кнопки панели свойств). Для удобства работы можно поменять цвет фона. С помощью горизонтальных вкладок с названиями типов характеристик, в одном окне можно просмотреть все необходимые графики.

 Построение передаточной характеристики (зависимость выходного напряжения от входного) с помощью DC—Sweep Analysis.

 Последовательность команд меню: Simulate / Analysis / DC-Sweep…

На вкладке Analysis Parameters можно установить источник, для которого строится характеристика. Если поставить флажок Use source 2, получим две характеристики для двух источников на одном графике.

   Работа с остальными вкладками осуществляется аналогично предыдущему режиму.

Работа в плоттере (Grapher View) с графиком осуществляется аналогично.  Пример получившегося графика приведен на рисунке.

Построение АЧХ и ФЧХ (с помощью  AC-Analysis).

Последовательность команд: Simulate / Analysis / AC Analysis…

На вкладке Analysis Parameters можно установить начальную и конечную частоты (FSTART и FSTOP соответственно), тип амплитуды графика (Sweep type), количество отображаемых точек и тип вертикальной шкалы (Vertical scale).

Работа с остальными вкладками производится аналогично.

Примеры графиков Амплитудо – и ФазоЧастотных Характеристик, полученных с помощью этого режима:

Общие правила моделирования

При моделировании схем необходимо соблюдать следующие общие правила:

1) Любая схема должна обязательно содержать хотя бы один символ заземления.

2) Любые два конца проводника либо контакта устройства, встречающихся в точке, всегда считаются соединенными. При соединении трех концов (Т-соединение) необходимо использовать символ соединения (узел). Те же правила применяются при соединении четырех и более контактов.

3) В схемах должны присутствовать источники сигнала (тока или напряжения), обеспечивающие входной сигнал, и не менее одной контрольной точки (за исключением анализа схем постоянного тока).

Топология схем

1) В схеме не должны присутствовать контуры из катушек индуктивности и источников напряжения.

2) Источники тока не должны соединяться последовательно

3) Не должно присутствовать короткозамкнутых катушек

4) Источник напряжения должен соединяться с катушкой индуктивности и трансформатором через последовательно включенный резистор. К конденсатору, подключенному к источнику тока, обязательно должен быть параллельно присоединен резистор.

Пример моделирования схемы

Для примера рассмотрим  усилительный каскад на биполярном транзисторе, включенным в схему с общим эмиттером. Построим графики зависимости выходного и входного напряжений от времени, передаточную характеристику, амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики.

1) Соберем исследуемую схему в среде Multisim

Примечание:

-двойное нажатие левой кнопкой мыши на элемент позволяет изменить его параметры

-для удобства при работе можно изменять цвет проводов (выделяем провод правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выбираем Change Color)

2) Запускаем схему, осциллограф автоматически строит графики зависимости входного и выходного напряжений от времени (для того, чтобы их посмотреть, достаточно нажать левой кнопкой мыши на осциллографе).

3) С помощью режимов AC-Analysis, Transient Analysis и DC-Sweep Analysis строим графики АЧХ, амплитуды входного (выходного) напряжения и передаточную характеристику соответственно.

Примеры собранных схем

Исследование транзисторного источника тока

Исследование эмиттерного повторителя

Зависимость входного и выходного напряжений от времени (красное -входное напряжение, синее — выходное)

Передаточная характеристика эмиттерного повторителя

Исследование источников тока на МОП-транзисторах

Исследование цепей смещения МОП-транзисторов

Исследование усилителя на МОП-транзисторе

Зависимость выходного напряжения от времени

АЧХ усилительного каскада

Исследование дифференциального усилителя на биполярном транзисторе

Исследование дифференциального усилителя на МОП-транзисторе

Исследование дифференциального усилителя

Передаточная характеристика усилителя для диф. сигнала:

Исследование ДУ при действии синфазного сигнала:

Передаточная характеристика усилителя для синф. сигнала:

Исследование дифференциального усилителя с отражателем на биполярном транзисторе

Исследование инвертора на биполярном транзисторе

Зависимости входных и выходных сигналов от времени

Передаточная характеристика инвертора.

Исследование КМОП – инвертора

Вместе с этой лекцией читают «133 Классификация антиангинальных средств».

График выходного сигнала

АЧХ

Передаточная характеристика

В 14 версии программы Multisim (рис. 1) стали доступны следующие новые функции:

• добавлена функция активного анализа;
• новая панель пробников тока, напряжения и мощности;
• расширенное окно результатов поиска компонентов;
• большое число новых компонентов;
• версия программы для работы на планшете;
• увеличено число примеров, поставляемых с программой;
• на панели инструментов «Моделирование» добавлена кнопка быстрого запуска окна выбора анализа;
• изменен интерфейс выбора анализа данных моделирования схемы.

Рис. 1. Интерфейс программы Multisim 14.0.

Одним из новшеств четырнадцатой версии стала панель пробников (рис. 2), инструменты которой могут быть полезны для проверки постоянного (переменного) напряжения или тока на участке цепи, для определения мощности рассеиваемой компонентами, или же для выполнения измерения частоты сигнала в разных точках схемы.

Рис. 2. Панель пробников программы Multisim 14.0.

На панели пробников размещены следующие инструменты:

• пробник напряжения;
• пробник тока;
• пробник напряжения и тока;
• пробник мощности;
• дифференциальный пробник напряжения;
• пробник опорного напряжения;
• логический пробник.

Добавить/удалить панель пробников можно при помощи команды «Вид/Панель инструментов/Установить пробник» основного меню программы.

Пробники могут быть размещены в рабочем проекте Multisim до запуска процесса симуляции схемы или во время симуляции. Для размещения измерительного пробника до запуска процесса симуляции необходимо на панели инструментов «Установить пробник» выбрать при помощи левой кнопки мыши пиктограмму нужного прибора (при этом курсор примет вид пробника с прикрепленным к нему окном результатов), подвести курсор к месту размещения пробника и щелкнуть левой кнопкой мыши по проводнику или компоненту схемы. Если пробник был успешно подсоединен к схеме, то его окно результатов изменит цвет, а сам пробник приобретет более насыщенный оттенок. Результаты измерения (напряжение, ток, частота, мощность) будут отображены после запуска симуляции схемы в окне результатов измерительного пробника.

На рисунке 3 представлены примеры размещения пробника мощности на схеме.

Рис. 3. Окно результатов пробника мощности на схеме: (а) до и (б) после запуска симуляции.

Пробник 3 еще не подсоединен к схеме, а пробник 1 подсоединен к схеме не правильно (пробник мощности должен быть размещен непосредственно на компоненте, так как он измеряет мощность, рассеиваемую или сгенерированную компонентом). В таких случаях окно результатов (по умолчанию) отображается синим цветом (при необходимости цвет окна результатов можно изменить в настройках пробника). Пробник 2 правильно размещен – окно результатов изменило цвет с синего на желтый, а пиктограмма пробника приобрела более насыщенный оттенок по сравнению с неподключенными к схеме приборами (пробник 1 и пробник 3).

Пробник для измерения мощности устанавливается на пиктограмму того элемента, мощность рассеивания которого необходимо измерить.

Для размещения измерительного пробника на схеме во время симуляции необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. На панели инструментов «Установить пробник» выбрать при помощи левой кнопки мыши пиктограмму нужного прибора.

2. С помощью мыши переместить измерительный пробник на схему.

3. Щелкнуть левой кнопкой мыши на схеме в месте измерения.

В Multisim 14.0 (в отличие от предыдущих версий) измерительный пробник, добавленный в проект во время симуляции схемы, отображает все параметры измерения. При этом измерения при помощи измерительного пробника можно производить и без его размещения на схеме. Для этого необходимо на панели инструментов «Установить пробник» выбрать при помощи левой кнопки мыши пиктограмму нужного прибора и после того как курсор примет вид пробника с прикрепленным к нему окном результатов подвести курсор к месту измерения на схеме.

Результаты измерения (значения мгновенного напряжения, напряжения от пика до пика p-p, действующего напряжения rms, постоянного напряжения dc, частоты и другие) будут отображены в окне результатов. После того как результаты получены, можно подвести курсор мыши к следующей цепи схемы, в которой необходимо произвести измерения или к следующему компоненту схемы в случае применения пробника мощности. В окне результатов будет отображен новый набор результатов измерений. Окно результатов отображает результаты только в том случае, если запущена симуляция схемы и курсор помещен на проводник или на компонент схемы (если используется пробник мощности).

Пиктограммы измерительных пробников, а так же их подключение к схеме демонстрирует рисунок 4.

Рис. 4. Подключение измерительных пробников к схеме.

Зеленая стрелка на пиктограмме пробников тока, напряжения и тока отображает полярность подключения пробника, которую можно изменять следующим образом — щелкните на пробнике правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном меню выберите пункт «Полярность подключения». Так же изменить полярность можно и при помощи команды меню «Моделирование/Полярность подключения».

Параметры пробников можно настроить глобально при помощи команды «Моделирование/Параметры пробника» основного меню программы или нажатием кнопки «Параметры пробника» панели пробников, в результате чего будет открыто окно «Установки пробников». Это окно содержит три вкладки:

• «Параметры» (рис. 5а);
• «Видимость» (рис. 5б);
• «Графики» (рис. 5в).

Рис. 5. Окно «Установки пробников», вкладка: (а) «Параметры», (б) «Видимость», (в) «Графики».

На вкладке «Параметры» в поле «Значения параметров» посредством установки переключателя в одну из позиций можно задать режим работы пробников:

• «Только мгновенные» — измерение мгновенных значений (рис. 6а);
• «Мгновенные и действующие» — измерение мгновенных и действующих значений сигналов (рис. 6б).

Рис. 6. Результаты измерений выполненных при помощи пробников напряжения и тока в режиме: (а) «Только мгновенные», (б) «Мгновенные и действующие».

Рассмотрим вкладку «Видимость». В левой верхней части вкладки находится окно «Цвет», в котором посредством установки переключателей в позицию «Выбранный (Схемные установки)» или «Другой» можно задать цвет фона окна результатов измерений и цвет текста отображаемого в этом окне. Выбрать необходимый цвет можно при помощи кнопки «Выбор цвета». После нажатия на эту кнопку откроется окно «Палитра» (рис. 7), в котором на вкладке «Стандарт» можно задать цвет, для чего необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши по ячейке с нужным цветом.

Рис. 7. Окно «Палитра».

Новый цвет отобразится в правой нижней части окна в поле «Новый цвет». Если выбранный цвет подходит, нажмите на кнопку ОК. Для выбора цвета можно так же использовать и вкладку «Выбор» диалогового окна «Палитра».

В правой верхней части вкладки «Видимость» находится окно «Размер», в котором в полях «Ширина» и «Высота» посредством ввода с клавиатуры можно задать размер окна результатов измерительного пробника в пикселях. Так же рассматриваемое окно содержит поле «Автоматически». В случае установки флажка в данном поле параметры ширины и высоты окна результатов измерений будут изменяться автоматически в зависимости от количества отображаемых параметров.

В окне «Видимость» посредством установки/снятия флажка в поле «Отображать постоянно» можно задать видимость окна результатов измерений измерительных пробников на схеме. В поле «Слой» можно выбрать слой, на котором будет отображаться окно результатов. Предопределенным слоем является «Static Probe», но вы можете при необходимости выбрать другой слой.

Параметры шрифта для отображения позиционного обозначения измерительного пробника и результатов измерений на схеме настраиваются в полях:

• «Шрифт» — выбор шрифта;
• «Стиль» — выбор стиля шрифта (жирный, курсив, нормальный, жирный курсив);
• «Размер» — выбор размера шрифта.

В нижней части вкладки «Видимость» расположено окно «Просмотр», которое позволяет предварительно просмотреть созданный шрифт.

На вкладке «Графики» задается способ отображения имени пробника на графике при проведении анализа. Сделать это можно путем установки переключателя в одну из трех позиций:

• «Обозначение совместно с именем цепи/обозначением компонента»;
• «Только обозначение опорного пробника»;
• «Только имя цепи/обозначение компонента».

После того как все настройки в окне «Установки пробников» выполнены, необходимо нажать на кнопку «Применить», в результате чего изменения будут применены ко всем пробникам в программе. Для закрытия окна нажмите кнопку ОК.

Для каждого отдельного пробника на схеме можно настроить локальные параметры, для чего необходимо при помощи левой кнопки мыши выделить пробник, при помощи правой кнопки мыши вызвать контекстное меню и выбрать в нем пункт «Свойства». В результате чего откроется окно «Параметры пробника х» (где х – тип пробника: напряжения, мощности и др.), набор вкладок и полей которого для каждого типа пробника может отличаться. К примеру, окно настроек параметров пробника напряжения содержит следующие вкладки:

• «Основные» (рис. 8а);
• «Видимость» (рис. 8б);
• «Переходы» (рис. 8в);
• «Электрические» (рис. 8г).

Рис. 8. Окно «Параметры пробника напряжения», вкладка: (а) «Основные», (б) «Видимость», (в) «Переходы», (г) «Электрические».

Рассмотрим вкладку «Основные». В ее верхней части находится окно «Обозн», в котором путем установки переключателя в необходимое положение можно выбрать для позиционного обозначения измерительного пробника одну из следующих опций:

• «Скрывать обозначение» — позиционное обозначение не будет отображаться на схеме;
• «Отображать обозначение» — позиционное обозначение будет отображаться на схеме;
• «Использовать схемные установки» — отображение позиционного обозначения будет зависеть от правил проекта.

Название позиционного обозначения при необходимости можно изменить в поле «Обозн».

Тип пробника можно изменить в одноименном окне, для чего необходимо установить переключатель в одну из позиций:

• «Напряжения» (по умолчанию);
• «Тока»;
• «Напряжения и тока».

В нижней части вкладки посредством установки флажков в полях «Опорный пробник (-)», «Опорный пробник (усил/фаза)» и выбора из выпадающего списка названий пробников можно задать нужную привязку настраиваемого пробника напряжения. В выпадающем списке отображаются названия уже размещенных на схеме опорных пробников и дифференциальных пробников напряжения. В результате, измерения, произведенные для текущей пробы, будут сделаны со ссылкой на выбранную привязку пробника, что позволит отображать в окне результатов такие дополнительные параметры измерений как коэффициент усиления по напряжению или фазовый сдвиг. При применении данной опции, возле позиционного обозначения настраиваемого измерительного пробника отобразятся значки установленных в его настройках опорных пробников (рис. 9).

Рис. 9. Проведение измерений при помощи пробника напряжения (Пробник 1) с использованием опорных пробников (Ref2, Пробник 4).

Настройка локальных параметров измерительного пробника напряжения на вкладке «Видимость» окна «Параметры пробника напряжения» выполняется аналогично настройке глобальных параметров на одноименной вкладке в окне «Установки пробников».

На вкладке «Переходы» можно создать триггер – средство, позволяющее задавать выполнение определенного действия по достижении выбранным параметром определенного условия. В верхней части вкладки находится окно «Режимы переходов», которое содержит список и описание уже имеющихся триггеров. Для создания или удаления триггера используются кнопки «Новый» и «Удалить». Для того, что бы создать новый триггер, необходимо нажать на кнопку «Новый», в результате чего в окне «Режимы переходов» появится новая строка с описанием только что созданного триггера. Для удаления триггера, выделите при помощи левой кнопки мыши строку с описанием триггера и нажмите на кнопку «Удалить». В поле «Условия» можно задать условие для таких параметров измерительного пробника напряжения как:

• Напряжение;
• Напряжение (p-p);
• Напряжение DC;
• Напряжение RMS;
• Частота AC.

При этом в выражении условия могут быть использованы следующие операторы: =, <, >, < =, > =, < >, AND, OR, XOR, NOT и функции: cos (косинус), sin (синус), tan (тангенс), abs (абсолютная величина).

Представим пример выражения условия. Предположим, что в схемном проекте необходимо выполнять паузу моделирования всякий раз, когда действующее напряжение rms меньше 6 Вольт и больше 0 Вольт. В таком случае выражение условия может иметь следующий вид Vrms < 6 AND Vrms > 0.

Для облегчения ввода в выражении условия параметров и операторов, можно в строке «Условия» использовать кнопку со стрелкой. После нажатия на данную кнопку открывается контекстное меню, из которого можно выбрать необходимые операторы, функции и параметры.

В строке «Действие» из выпадающего списка можно выбрать действие, которое будет выполняться по достижении заданного условия. При этом в поле «Параметр» необходимо установить параметры для заданного действия. К примеру, если в поле «Действие» было выбрано значение «Пауза моделирования», то в поле «Параметр» нужно ввести время паузы в секундах, а при выборе такого действия как «Перейти к метке» — в поле «Параметр» нужно ввести метку листа описания. Необходимо отметить, что выбор такого действия как «Остановить прокрутку» не требует ввода параметров.

Установка (снятие) флажка в чекбоксе «Разрешено» позволяет разрешать или запрещать работу созданного триггера во время симуляции схемы. Поле «Подсказка» содержит пояснения относительно возникших ошибок создания триггера. Для вступления в силу произведенных настроек используйте кнопки «Применить» и ОК, которые расположены в нижней части вкладки «Переходы».

На вкладке «Электрические» посредством установки переключателя в одну из двух позиций задается режим отображения параметров измерений. Если переключатель установлен в позицию «Зависимый режим параметров», на схеме будут отображаться значения мгновенных и действующих параметров. Если задана позиция «Выбрать», то настройка параметров, которые будут отображаться на схеме в окне результатов измерений пробника напряжения, выполняется пользователем вручную.

В центральной части вкладки «Электрические» размещена таблица параметров измерений. Отображение каждого из данных параметров в окне результатов измерений на схеме задается в колонке «Показывать» посредством переключения значения «Да»/«Нет». Произвести переключение можно при помощи щелчка левой кнопкой мыши по уже установленному в колонке значению. Установить одновременно все значения данной колонки в позицию «Да» можно посредством установки флажка в чекбоксе «Показывать», соответственно установить все значения данной колонки в позицию «Нет» можно путем снятия флажка в этом же чекбоксе. Колонки «Минимум» и «Максимум» таблицы параметров измерений предназначены для установки диапазона изменений параметров. В колонке «Знаков» можно задать количество значащих цифр для отображения параметров. Необходимо отметить, что параметры V(усил_DC), V(усил_AC), V(фаза) будут отображаться только в случае использования опорных пробников. Для вступления в силу произведенных изменений используйте кнопки «Применить» и ОК, которые расположены в нижней части окна «Параметры пробника напряжения».

Рассмотрим окно настроек параметров логического пробника (рис. 10), которое содержит две вкладки:

• «Основные»;
• «Видимость».

Рис. 10. Вкладка «Основные» окна «Параметры логического пробника».

На вкладке «Основные» размещено два окна: «Пороги для аналоговых цепей» и «Обозн».

Логический пробник определяет напряжение в конкретной точке схемы и если исследуемая точка имеет напряжение равное или большее значения напряжения срабатывания указанного в поле «Уровень лог. единицы» окна «Пороги для аналоговых цепей», то на пробнике отобразится значок «1». Если исследуемая точка имеет напряжение меньшее значения напряжения срабатывания указанного в поле «Уровень лог. нуля» окна «Пороги для аналоговых цепей», то на пробнике отобразится значок «0».

В окне «Обозн» путем установки переключателя в необходимое положение можно выбрать для позиционного обозначения логического пробника одну из следующих опций:

• «Скрывать обозначение» — позиционное обозначение не будет отображаться на схеме;
• «Отображать обозначение» — позиционное обозначение будет отображаться на схеме;
• «Использовать схемные установки» — отображение позиционного обозначения будет зависеть от правил проекта.

Название позиционного обозначения при необходимости можно изменить в поле «Обозн».

Настройка локальных параметров логического пробника на вкладке «Видимость» окна «Параметры логического пробника» выполняется аналогично уже рассмотренной настройке глобальных параметров на одноименной вкладке в окне «Установки пробников». Для вступления в силу произведенных в окне «Параметры логического пробника» изменений нужно нажать на кнопку «Применить», а для закрытия окна настроек на кнопку ОK. Открыть окно «Параметры логического пробника» можно с помощью двойного щелчка левой кнопки мыши на пиктограмме данного прибора на схеме.

Логический пробник предназначен только для интерактивного моделирования, во время которого на его пиктограмме на схеме в зависимости от логического уровня сигнала динамически обновляются значения «1» (логическая единица), «0» (логический ноль), «Х» (уровень логического сигнала точно не определен). Особенностью логического пробника является то, что он отображает мгновенное значение цифрового сигнала непосредственно внутри его пиктограммы, размещенной на схеме. Также логический пробник отображает частоту исследуемого сигнала.

Теги: