Виртуальные приборы

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ MULTISIM

Система схемотехнического проектирования MULTISIM 8, разработанная фирмой Electronics Workbench (EWB), входящей в состав компании National Instruments Corporation, представляет собой усовершенствование пакета EWB и является в настоящее время доступной и популярной [8]. Она позволяет объединить процессы разработки электронных устройств, их анализа и тестирования на основе технологии виртуальных приборов для учебных и производственных целей. Причем последние по внешнему виду, органам управления и характеристикам максимально приближены к их промышленным аналогам, что способствует приобретению практических навыков работы с приборами и схемами и создает иллюзию реальности. Интерфейс пользователя состоит в Multisim 8 из нескольких основных элементов, которые представлены на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Среда Multisim

Обзор компонентов

В Multisim 8 есть базы данных трех уровней (рис. 1.2):

– главная база данных (MasterDatabase), из которой можно только считывать информацию, в ней находятся все компоненты;

– пользовательская база данных (UserDatabase) – соответствует текущему пользователю компьютера. Она предназначена для хранения компонентов, которые нежелательно предоставлять в общий доступ;

– корпоративная база данных (CorporateDatabase) – предназначена для тех компонентов, которые должны быть доступны другим пользователям по сети.

Рис. 1.2. Проводник компонентов

База данных Multisim 8 разделена на следующие группы:

Sourse.Содержит все источники напряжения и тока, заземления, например power sourse(источники постоянного, переменного напряжения, заземление, беспроводные соединения VCC, VDD, VSS, VEE), signal voltage sourse(источники прямоугольных импульсов, источник сигнала через определенные промежутки времени), signa lcurrent sourseg (постоянные и переменные источники тока, источники прямоугольных импульсов);

Basic.Содержит основные элементы схемотехники: резисторы, индуктивные элементы, емкостные элементы, ключи, трансформаторы, реле и т. д;

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

Transistors.Содержит различные виды транзисторов: биполярные транзисторы, MOSFET-транзисторы, IGBT-транзисторы и т. д;

Analog.Содержит все виды усилителей: операционные, дифференциальные, инвертирующие и т. д;

TTL.Содержит элементы транзисторно-транзисторной логики;

CMOS.Содержит элементы КМОП-логики (комплементарной логики на транзисторах металл – оксид – полупроводник);

MCUModule. Управляющий модуль многопунктовой связи;

Advanced Peripherals.Содержит подключаемые внешние устройства, дисплеи, терминалы, клавишные поля;

Misc Digital.Содержит различные цифровые устройства;

Mixed.Содержит комбинированные компоненты;

Indicators.Содержит измерительные приборы, вольтметры, амперметры
и т. д.

Виртуальные приборы

Все приборы расположены на панели инструментов (рис. 1.1).

Мультиметр (Multimeter)(рис. 1.3) предназначен для измерения переменного или постоянного тока или напряжения, сопротивления или затухания между двумя узлами. Диапазон измерения мультиметра подбирается автоматически. Его внутреннее сопротивление близко к идеальному, но его можно изменять.

Рис. 1.3. Виртуальный прибор мультиметр

Генератор сигналов (Function generator)(рис. 1.4).Это источник напряжения, который может генерировать синусоидальные, пилообразные и прямоугольные импульсы. Можно изменять 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.

Рис. 1.4. Виртуальный прибор генератор сигналов

Осциллограф (Oscilloscope)(рис. 1.5). В Multisim 8 есть несколько модификаций осциллографа, которыми можно управлять как настоящими:

– двухканальный;

– четырехканальный;

– четырехканальный цифровой осцилллограф с записью «TektronicsTDS 2024».

Рис. 1.5. Виртуальный прибор осциллограф

Построитель частотных характеристик (Bode Plotter)(рис. 1.6).Отображает относительный фазовый сдвиг входного и выходного сигналов.
Это особенно удобно при анализе свойств различных фильтров (синусных,
сетевых и др.).

Рис. 1.6. Виртуальный прибор построитель частотных характеристик

Ваттметр (Wattmeter)(рис. 1.7).Предназначен для измерения мощности
и коэффициента мощности.

Рис. 1.7. Виртуальный прибор ваттметр

Измерительный пробник (Measurement probe)(рис. 1.8, 1.9).Показывает постоянные и переменные напряжения и токи на участке цепи, а также частоту сигнала.

Рис. 1.8. Виртуальный прибор измерительный пробник

Рис. 1.9. Показания виртуального измерительного пробника

Анализ

В Multisim 8 предусмотрено множество режимов анализа данных эмуляции – от простых до самых сложных, в том числе и вложенных. Основные виды анализа:

DC–анализ цепи на постоянном токе. Осуществляется для резистивных схем, выявляет узловые потенциалы исследуемой схемы.

AC–анализ на переменном токе, заключается в построении частотных характеристик.

Transient–анализ переходных процессов, позволяет определить форму выходного сигнала как функции времени. Чтобы начать анализ, необходимо выбрать пункт меню «SimulateAnalyses» и требуемый режим.

Плоттер – основной инструмент просмотра результатов эмуляции. Настройки плоттера находятся в окне свойств (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Окно свойств Multisim 8

Postprocessor и Grapher–это программы пакета Multisim 8, которые позволяют отобразить результаты моделирования в графическом виде.