Библиотеки электронных компонентов для мультисим. Торренты. Канальный логический анализатор
Возможности системы схемотехнического моделирования определяются многими факторами, в том числе составом элементов из которых формируется эквивалентная схема.
Последовательное выполнение команд P lace\ Component… (Ctrl+W) вызывает панель «Seleсt a Component». С помощью мастера библиотеки «Master Library» следует выбрать из базы данных «Database» необходимый набор библиотечных компонентов. Все компоненты распределены по нескольким тематическим группам и подгруппам (рис.2.4). Вначале следует выбрать название группы «Group» (например, «Sources» - источники). Затем задать имя подгруппы «Family» (например, «POWER_SOURCES» - источники энергии). В графе «Component» будут приведен перечень элементов данного раздела библиотеки:
АС POWER – источник переменного тока;
DС POWER – источник постоянного тока;
DGND – цифровая земля;
GROUND – аналоговая земля;
THREE PHASE DELTA – трехфазный источник (треугольник);
THREE PHASE WYE – трехфазный источник (звезда),
и другие.
Рис.2.4. Часть окна выбора элементов схемы
Каждая позиция с именем элемента (например, полупроводникового диода) содержит множество конкретных приборов, выпускаемых различными фирмами и отличающихся значениями параметров.
Наряду с источниками «Sources» при моделировании электрических цепей используются базовые элементы группы «Basic» (рис.2.5).
Рис.2.5. Группа базовых элементов
В группу включены различные типы резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, трансформаторов, переключателей и других элементов. Вместе с промышленными элементами в библиотеке имеются виртуальные компоненты, параметры которых в рамках математического описания может устанавливать пользователь. Избранный элемент имеет по умолчанию некоторый начальный набор типовых параметров. Виртуальные элементы отличаются более простой процедурой их вызова щелчком левой кнопки мыши на ярлыке группы элементов и последующего помещения выбранного компонента на рабочее поле (см. рис.2.1).
Каждая группа содержит несколько типов виртуальных элементов. Источники сигналов “Sources” образуют две группы (рис.2.6).
Рис.2.6. Панели виртуальных источников энергии (а ) и сигналов различной формы (б )
Наряду с уже рассмотренными источниками энергии имеются источники напряжения и тока, выдающие сигналы различной формы: постоянные и синусоидальные, синусоидальные и модуляцией амплитуды или частоты, прямоугольных импульсов, экспоненциальных импульсов, сложной формы с кусочно-линейной аппроксимацией, белого шума.
Группа элементов “Basic” содержит пассивные схемные компоненты (резисторы, конденсаторы, индуктивности, трансформаторы) и другие элементы (рис.2.7,а
).
Рис.2.7. Панели виртуальных элементов “Basic” (а ), “Transistors”(б ) и “Diodes” (в )
Группы “Diodes…” (рис.2.7,в ), “Transistors…” (рис.2.7,б ), содержат полупроводниковые диоды и транзисторы различных типов: биполярные и полевые.
Группа разнообразных элементов “Miscellaneous” (рис.2.8,а
) содержит аналоговый коммутатор, кварцевый резонатор, плавкий предохранитель, лампу, двигатель постоянного тока, оптрон, цифровые индикаторы, таймер и другие элементы. Группа измерительных и индикаторных устройств “Measurement С…” (рис.2.8,б
) представлена набором разноцветных светодиодов и универсальных цифровых амперметров и вольтметров с разной ориентацией на рабочем поле.
Рис.2.8. Панели виртуальных разных элементов (а ), индикаторов и измерителей (б )
Имеются также группы операционных усилителей, цифровых логических элементов и микросхем. Для иллюстрации «сборки» схем с использованием «реальных»элементов в библиотеку введены их трехмерные изображения (рис.2.9).
Рис.2.9. Панель с изображением виртуальных элементов
Информацию о выбранном библиотечном элементе (модели, характеристики, параметры и примеры использования) можно получить с помощью быстрой помощи.
Для этого следует разместить элемент на рабочем поле:
открыть щелчком левой кнопки мыши соответствующую панель;
выбрать щелчком левой кнопки мыши требуемый элемент;
с помощью курсора поместить его в заданную область поля.
Если элемент уже находится на рабочем поле, то его необходимо выделить щелчком левой кнопки мыши (при этом границы элемента будут отмечены черными квадратиками). Вызвать панель операций с изображением элемента щелчком правой кнопки мыши и на ней щелчком левой кнопки мыши выбрать команду “Help”. Откроется панель “Msmapp” контекстной помощи на английском языке (рис.2.10).
Рис.2.10. Контекстная справка о характеристиках диода
Из приведенного перечня выбрать требуемый раздел помощи (например, статические характеристики полупроводникового диода) и ознакомиться с ними или распечатать для более подробного изучения.
Год/Дата Выпуска:
2012
Версия:
12.0 Build 04.01.2012
Разработчик:
National Instruments
Сайт разработчика:
http://www.ni.com/multisim/
Разрядность:
32bit+64bit
Совместимость с Vista:
полная
Совместимость с Windows 7:
полная
Язык интерфейса:
Английский, Немецкий + Русский
Таблэтка:
Присутствует
Системные требования:
- Windows Vista/XP 32-bit.
- Windows Vista 64-bit.
- Windows 7 32-bit and 64-bit
NI Multisim 12
- чрезмерно мощная программа для моделирования процессов и рассчета электронных устройств на аналоговых и цифровых элементах. Большой выбор виртуальных генераторов, осциллографов. Особенностью программы являет собой присутствие контрольно-измерительных приборов, по наружному виду и характеристикам приближенных к их промышленным аналогам. Программа просто осваивается и довольно удобна в работе. После составления схемы и ее упрощения путем оформления подсхем моделирование начинается щелчком обычного выключателя.
National Instruments
представила Multisim 12 – последнюю версию среды схемотехнического проектирования и моделирования. Простая в применении среда разработки Multisim предлагает графический подход, позволяющий уйти от употребления традиционных методов моделирования схем, и обеспечивающий преподавателей, студентов и профессионалов мощным инструментом для оценки схем.
Multisim 12 Professional
– позволяет специалистам оптимизировать собственные проекты, минимизировать ошибки и снизить число итераций при разработке. В сочетании с новым NI Ultiboard 12 - программным снабжением для разработки топологии печатных плат, Multisim – являет собой платформу сквозного проектирования. Тесная интеграция со средой графической разработки NI LabVIEW позволяет специалистам различного уровня внедрять собственные алгоритмы анализа и улучшать верификацию своих проектов.
Многие университеты, технические колледжи и облюбовали Multisim благодаря наличию интерактивных компонентов, возможности контроля и снятия данных с измерительных приборов в процессе моделирования схем, а еще благодаря возможности проведения измерений аналоговых и цифровых сигналов.
Ключевое различие Multisim 12.0 Professional Edition от других сред моделирование – комфорт и простота. В комплект инструментов моделирования входят настраиваемые процедуры оценки на языке NI LabVIEW и обычные средства SPICE.
Multisim 12.0 наиболее интегрирована с LabVIEW для моделирования работы замкнутых аналоговых и цифровых систем. Благодаря абсолютно новому подходу, разработчики имеют все шансы оценивать цифровые управляющие логические схемы FPGA параллельно с аналоговыми схемами (например, для силовых устройств) до окончания стадии настольного моделирования (desktop simulation).
Основные новшества Multisim 12:
- Обновленная база моделей (электромеханические модели, преобразователи мощности, импульсные источники питания для силовых схем).
- Наиболее 2000 компонентов мировых производителей Analog Devices, National Semiconductor, NXP и Phillips.
- Более 90 соединителей для облегчения разработки личных аппаратных решений.
- Моделирование на уровне системы аналоговых и цифровых схем дает возможность сэкономить время.
Структура элементной базы Multisim имеет три уровня иерархии: база (Master Database , Corporate Database , User Database ), группа (Group ), серия (Family ). Данные уровни легко просматриваются при работе с браузером выбора и размещения компонентов Select a Component , вызываемого командой меню Place / Component .
База данных Master Database доступна только для чтения и определена собственником программы National Instruments , User Database – включает компоненты, созданные пользователем программы, Corporate Database – корпоративная или ведомственная база данных, как правило, включает «заказные» компоненты для моделирования специальных схем.
Группы компонентов представлены панелью компонентов (см. рис. 1 и рис. 8).
Рис. 8. Группы стандартных компонентов программы
Каждая группа содержит семейство (Family ) связанных компонентов:
1. Sources – различного рода источники напряжения (двухфазные, трехфазные) и тока, однополярные источники напряжения и тока произвольной формы, цифровая и аналоговые земли и др.
2. Basic - резисторы, конденсаторы, переменные резисторы и конденсаторы, катушки индуктивности, реле, набор промышленных разъемов и сокетов (socket) для полупроводниковых приборов и микросхем.
3. Diodes - диоды, светодиоды, диодные мосты, стабилитроны и др.
4. Transistors – разнообразные виды транзисторов.
5. Analog - аналоговые микросхемы: операционные усилители, компараторы напряжения, микросхемы для систем фазовой автоподстройки частоты и др.
6. TTL (транзисторно-транзисторные логические схемы) - микросхемы семейств: 74STD, 74S, 74LS, 74F, 74ALS, 74AS.
7. CMOS – Микросхемы семейств CMOS , 74 HC , TinyLogic .
8. Misc (Miscellaneous - разнообразный) Digital – виртуальные цифровые схемы, элементы памяти, VHDL -модели цифровых схем.
9. Mixed (смешанный) - микросхемы смешанного типа. В раздел входят АЦП, ЦАП, мультивибраторы, интегральные таймеры, аналоговые ключи и др.
10. Power – стабилизированные источники питания, прецизионные опорные напряжения, шунты и плавкие вставки и др.
11. Indicators - раздел содержит амперметры и вольтметры с цифровым отсчетом, одиночные и многосегментные светоиндикаторы, наборы из автономных светодиодов (столбиковые индикаторы Bargraph Display ) и др.
12. Misc (Miscellaneous ) - кварцевый резонаторы и специальные компоненты смешанного типа.
13. Advanced Peripheral – клавиатурные терминалы и др.
14. RF (Radio Frequency) - содержит модели СВЧ – компонентов.
15. Electro - mechanical – набор большого количества моделей электромеханических элементов (сенсорные ключи, инерциальные ключи, многополюсные переключатели, элементы электропривода и др.).
16. MCU
(Microcontroller`s Unit) – микропроцессорный набор на основе 8051(2).
В практике цифрового моделирования по курсу «Теория автоматов» будет использоваться ограниченное число элементов базы компонентов Multisim
, в основном это касается групп с номерами 1,2, 6 -11.
Следует также отметить, что щелчок ЛКМ по любой кнопке панели компонентов рис. 8 вызовет появление браузера выбора и размещения компонентов этой группы.
3.2. Виртуальные и реальные компоненты в базе данных Multisim10.1
Строго говоря, все схемотехнические компоненты являются виртуальными, поскольку при моделировании представлены своими математическими моделями, однако имеются различия как в моделях (одни учитывают временные задержки распространения сигналов, другие – нет; Spice -модели или VHDL -модели), так и в их привязке к некоторым конструктивным параметрам, в частности, к корпусам. Последнее обстоятельство является необходимым условием при реализации сквозного проектирования проекта, оканчивающегося разводкой печатной платы создаваемой схемы.
На рис. 9 а ) и б ) представлены диалоговые окна Select a Component браузера выбора виртуального и реального компонентов применительно логическим элементам TTL - логики.
Рис. 9, а. Выбор виртуального компонента NAND2, группы Misc Digital, семейства TTL
Рис. 9, б. Выбор реального компонента 7400 (2-Input NAND ), группы TTL , семейства (серии) 74STD
Рис. 10. Изображение реального и виртуального компонента на рабочем поле
Реальный и виртуальный компоненты имеют различное цветовое изображение на рабочем поле Circuit , реальный компонент – синий цвет, виртуальный – чёрный!
Подробную информацию о данных компонентах можно получить, раскрыв закладку Detail Report в диалоговых окнах Select a Component . Главными признаками, отличающими реальный компонент от виртуального, считаются: наличие привязки компонента к реальному корпусу (Footprint – отпечаток корпуса на печатной плате), упаковочной информации для этого корпуса (количество элементов или секций в одном корпусе – Package type ) и наличие изготовителя (manufacturer ). Как правило, в графе «Имя изготовителя» для виртуального элемента указано - « Generic », т, е, непатентованный.
Библиотека виртуальных компонентов Multisim 10.1 включает также компоненты с предельными параметрами (Rated components ), входящие в группу Basic / Rated _ virtual . При моделировании для данных компонентов можно вводить предельные параметры, превышение которых приводит к повреждению компонента. В качестве таких параметров используется обычно ограничение по мощности, напряжению, максимальному коллекторному току транзистора и т. д.
3.3. Характеристика групп цифровых компонентов TTL - и CMOS –логики
Основными компонентами цифровых схем являются элементы 2-х групп: TTL и CMOS .
Группа TTL включает следующие серии:
74STD(STD_IC),
74S(S_IC),
74LS(LS_IC),
74F,
74ALS,
74AS.
Дополнительный маркер IC относится не к технологической особенности серии, а к форме изображения компонента на рабочем поле программы Multisim 10.1 . УГО компонентов с маркером IC представляет собой графический отпечаток корпуса (Footprint) с выводами (включая контакты для питания и заземления), в котором может находиться одна или более секций (одна секция - один логический элемент). Такое представление компонента соответствует требованиям принципиальной схемы.
В лабораторном практикуме будут использоваться УГО для функциональных схем.
Основные характеристики компонентов указанных серий приведены в нижеследующей табл. 1.
ИС технологии TTL (Transistor-Transistor Logic, 74 – коммерческое применение,
54 – военное) Таблица 1
|
Тип |
Отечественный аналог |
Быстродействие (задержка на вентиль в н
c
)
|
Статическая мощность (вентиль, мвт)
|
Энергия переключения Пикоджоули = мвт*нс 0,1 – 10 МГц
|
|
74 74L |
155 158 |
10 |
10 |
100 33 |
|
74S |
531 |
3 |
19 |
57 |
|
74F |
1531 |
3 |
4 |
8 |
Примечание . S – Schottky TTL (TTL схемы с транзистором Шоттки), LS – Low power Schotky TTL (маломощные), AS – Advanced Schottky TTL (улучшенные), ALS – улучшенные маломощные, F – Fast TTL (быстрые TTL , разработка фирмы Fairchild), H – High Speed – быстродействующие, L – Low Power (маломощные TTL ).
Группа CMOS (цифровые схемы на комплементарных МОП - транзисторах) включает следующие серии:
– CMOS_5v (10v, 15v),
– 74HC_2v (4v, 6v),
– Tinylogic_2v (3v, … 6v).
Серии CMOS на сегодняшний день являются устаревшими и в практической разработке схем не используются, характеристики КМОП для 74-серий приведены в табл. 2.
ИС технологии КМОП для 74-серий. Таблица 2
|
Тип |
Отечественный аналог |
Быстродействие (задержка на вентиль в н
c
)
|
Статическая мощность (вентиль, мвт)
|
Энергия переключения Пикоджоули = мвт*нс 0,1 – 10 МГц
|
|
74HC |
1564 |
9 |
0,0125 |
0,61 – 50 |
|
74AC, (ACT |
5 – 7 |
0,025 |
0,38 – 25 |
|
|
74FCT |
*)Применяется только для СИС и БИС |
Примерно такое же, как и в предыдущей группе |
Примечание . MOS – (Metal Oxide Semiconductor), C – CMOS (complementary MOS),
H – high (высокий), A – advanced (усовершенствованный), Т – совместимый с TTL – уровнями, VH – Very High Speed (повышенное быстродействие), FCT – фирма Fairchild (сверхбыстродействующая совместимая с TTL ), FCT-T – улучшенная по совместимости с TTL.
4. Размещение проводников, символов “земли” и источников питания
Размещение проводников
Чтобы усвоить технику прокладки проводников, разместите с помощью браузера в рабочем окне программы несколько компонентов TTL -логики.
Для выполнения подключения курсор мыши подводим к выводу компонента и, после появлении кружка чёрного цвета с перекрестием, щёлкаем ЛКМ. Появляющийся при этом проводник, протягивается к выводу другого компонента до момента, когда чёрный кружок как бы окрашивается голубым цветом, после чего снова щёлкаем ЛКМ – соединение готово. Multisim автоматически проложит провод, который ляжет в удобной форме. При этом необходимо учитывать, что к выводу (pin ) компонента можно подключить только один проводник. Вы сможете контролировать форму укладки соединительной линии, щёлкая ЛКМ в местах, в которых вы хотите “зафиксировать” провод. Вообще-то, если вы хотите воспользоваться всеми возможностями программы при работе с проводниками, установить все опции раздела Wiring на закладке General в ДО Preferences , вызываемого командой Options / Global Preferences .
Ещё одним важным элементом соединения в схеме является точка соединения (junction ). Она обозначается жирной точкой на поле ввода. Точка или узел соединения существует для того, чтобы соединить в одном месте три и более проводника. Размещается точка соединения (на уже существующем проводнике или на свободном месте рабочего окна) щелчком ЛКМ двумя способами: командой основного меню Place/junction или командой Place Schematic/junction pop-up меню. Если при прокладке проводника требуется выполнить соединение на уже существующем проводнике, то нужно просто щёлкнуть в этом месте ЛКМ (если на пересечении двух проводников нет узла, это означает, что проводники физически не пересекаются).
Если есть необходимость выводы компонента дополнить проводниками, заканчивающимися точкой соединения, то нужно произвести двойной щелчок ЛКМ и протянуть курсор к выводу компонента. Кстати, таким же образом можно в пространстве схемы расположить произвольное число проводников, оканчивающихся точкой соединения.
Если нужно пересоединить проводник с одного вывода компонента на другой, подведите курсор к этому выводу, это вызовет появлении специфического маркёра (крест в виде буквы Х с жирным хвостиком, расположенном на проводнике). Нажмите левую кнопку мыши (крест пропадёт, а проводник окрасится в голубой цвет) и, не отпуская её, перетащите проводник на другой вывод компонента, отпустите кнопку и щёлкните ЛКМ.
При необходимости переместить отдельный сегмент проводника нужно подвести к нему курсор, нажать левую кнопку мыши и, после появления в вертикальной или горизонтальной плоскости двойного курсора, произвести нужные перемещения.
Размещение символов “земли” и источников питания
В программе Multisim 10.1 имеются 4 вида источников питания (группа Sources / Power _ sources ): Vcc , Vdd , Vee , Vss . В принципе, для питания электронных схем может быть использован любой из данных компонентов, надо только устанавливать нужный уровень напряжения (см. рис. 11). Однако, рекомендуется следующее правило использования:
Vcc – питание компонентов TTL ,
Vdd и Vss – питания компонентов CMOS
Vee –питание в цифровых схемах общего назначения.
Рис. 11. Установка величины напряжения
При разработке схемы электрической принципиальной в Multisim производится выбор компонентов из библиотек и их размещение в рабочей области программы, связь компонентов при помощи цепей и шин. Если есть необходимость, можно изменять свойства компонентов, добавлять текстовые надписи в рабочее поле чертежа. Multisim имеет многооконный интерфейс, что позволяет работать с несколькими схемами во время одного сеанса. При проектировании узла печатной платы проектировщик вместе с техническим заданием обычно получает 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 создается 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 данные схемы могут быть модифицированы пользователем под конкретную задачу.
Размещение символов компонентов в рабочем поле чертежа.
Выбор символов компонентов из базы данных для последующего их размещения в рабочей области программы можно произвести в окне «Выбор компонента» (рис. 1), которое можно открыть при помощи команды основного меню «Вставить/Компонент». В левой верхней части окна «Выбор компонента» расположено меню «База данных», в котором из выпадающего списка производится выбор базы данных компонентов. Ниже меню «База данных» находится меню «Раздел», в котором из выпадающего списка выбирается нужная библиотека 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.
Рис. 1. Окно «Выбор компонента»
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 произведен, его условное графическое обозначение отобразится в поле предварительного просмотра «Символ (ANSI)». Для того, что бы 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 необходимо 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, количество которых соответствует количеству секций компонента. Для размещения необходимой 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. 2).
Рис. 2. Панель секций и две секции символа компонента в рабочем поле программы
Другие секции компонента добавляются в проект аналогичным способом. Необходимо отметить, что при размещении на схеме символов резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов есть возможность задавать такие параметры компонентов как: значение (например, сопротивление), тип (например, керамический конденсатор), допуск, производитель. Для размещения символа резистора, катушки индуктивности или конденсатора на схеме необходимо открыть окно «Выбор компонента» и в поле «Раздел» выбрать пункт «Basic», а затем в поле «Семейство» при помощи левой кнопки мыши выбрать необходимое семейство: «RESISTOR» (резисторы), «INDUCTOR» (катушки индуктивности), «CAPACITOR» (конденсаторы). В следующих полях окна «Выбор компонента» (рис. 3) можно задать:
- значение компонента – поле «Компонент»;
- тип – поле «Тип компонента»;
- допуск – поле «Допуск (%)»;
- производитель – поля «Производитель модели/ID», «Производитель корпуса/Тип».
Рис. 3. Настройка в окне «Выбор компонента» параметров конденсатора, для последующего его размещения на схеме
Для того, что бы 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, то в поле «Тип компонента» можно указать значение no type. Если в поле «Допуск (%)» отсутствует необходимое значение допуска, то нужное значение 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 необходимость, выделите нужный символ при помощи левой кнопки мыши, при помощи правой кнопки мыши вызовите контекстное меню, в котором при помощи левой кнопки 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 градусов по часовой стрелке;
- «90 против часовой» - повернуть выбранный символ на 90 градусов 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 градусов по часовой стрелке;
- «Ctrl+Shift+R» - поворот на 90 градусов 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 необходимо заменить, при помощи правой кнопки мыши вызовите контекстное меню и выберите в нем команду «Заменить компонент». В результате чего 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 заново.
Управление цветом рабочего поля проекта и объектов схемы.
Multisim позволяет разработчику управлять цветом рабочего поля программы. По умолчанию цвет рабочей области белый, но при желании его можно изменить. Сделать это можно в окне «Схемные установки», которое вызывается при помощи команды меню «Установки/Схемные установки». Для изменения цвета в окне «Схемные установки» необходимо перейти на вкладку «Цвета» (рис. 4) и в поле «Цветовая схема» в меню из выпадающего списка выбрать один из пунктов:
- «Черное поле»;
- «Белое поле»;
- «Белый & черный»;
- «Черный & белый»;
- «Выбрать».
Рис. 4. Окно «Схемные установки»
В том случае если в меню установлено значение «Выбрать», разработчик получает возможность управлять не только цветом фона рабочего поля программы, а 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 (Иерархический блок/Подсхема).
Настройка цвета производится посредством нажатия на цветную иконку расположенную рядом с названием объекта, цвет которого нужно изменить и выбором необходимого цвета из палитры в окне «Палитра» (рис. 5). 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».
Рис. 5. Окно «Палитра»
Рис. 6. Пример схемы электрической принципиальной разработанной в программной среде Multisim
Компоненты и библиотеки элементов Multisim 11
Контрольно-измерительные и индикаторные приборы
В Multisim имеются измерительные приборы, каждый из которых можно использовать в схеме только один раз. Эти приборы расположены в библиотеке контрольно-измерительных приборов- на панели инструментов справа от рабочего диалогового окна программы (рис. 2.1). Формирование и наблюдениеаналоговых величин обеспечивают цифровой мультиметр, функциональный генератор, осциллограф, измеритель АЧХ и ФЧХ (Плоттер Боде). Приборы для формирования и наблюдения логических величин: включают генератор слов, логический анализатор, логический преобразователь (рис. 2.5)
Рассмотрим подробнее приборы, которые будут использоваться при выполнении лабораторных работ.
Канальный логический анализатор
Логический анализатор предназначен для отображения на экране монитора 16-разрядных кодовых слов одновременно в 16 точках исследуемой схемы. Двоичные числа можно наблюдать на входных клеммах-индикаторах.
Для наблюдения логических сигналов в исследуемой схеме дважды щелкнуть левой клавишей мыши (далее по тексту «клавишей мыши») по иконке логического анализатора (рис. 2.5). В раскрывшемся окне курсором кнопку «Уст..» в блоке «Развертка», установить внутреннюю частоту прибора выше частоты следования наблюдаемых импульсов на деление, равное удобству наблюдения. В приборе имеется две визирные линии, перемещаемые при помощи курсора. Они позволяют измерять длительность интервала (Т2-Т1) наблюдаемого сигнала (на рис. 2.6 Т2-Т1 =20 ms).
Примечание. При наблюдении логических сигналов со скважностью 2 (t имп =t пауз) для некоторых осциллограмм это условие не выполняется. Однако период следования сигналов соответствует заданным параметрам сигналов.
Рис. 2.6 Рис. 2.7
Данный недостаток работы анализатора можно устранить, если использовать внутреннюю (Internal) синхронизацию генератора с частотой на один-два порядка больше частоты исследуемых сигналов. Для этого щелкнуть мышью в панели «Развертка» (рис. 2.6) по кнопке «Уст..». Откроется окно «Установки синхронизации»(рис. 2.7). В окне «Тактовая частота» установить необходимую частоту. Более подробная информация о настройке измерительных приборов в .
Логический преобразователь
Внешний вид логического преобразователя (после активации иконки) представлен на рис. 2.8.
Логический преобразователь позволяет:
Разрабатывать таблицы истинности n-входного цифрового устройства с одним выходом;
Преобразовывать таблицы истинности в логическую функцию и наоборот;
Минимизировать логические функции;
-преобразовывать логические функции в схему цифрового устройства на логических элементах в общем базисе и в базисе И-НЕ.
Генератор слова
Внешний вид генератора слова (кодовых комбинаций) в развернутом виде представлен на рис. 2.11. Генератор предназначен для генерации 1048 (3FFh) 16-разрядных двоичных слов, которые набираются пользователем 16-ричным, двоичным кодами или кодом ASCII.
Для набора 16-ричных комбинаций щелкнуть мышью на соответствующем разряде в окне-экране (слева) и затем ввести с клавиатуры цифры 0...9 или буквы А, В, C , D, Е, F.
Для набора или отображения слов двоичным кодом нужно щелкнуть мышью напротив строки «Двоичное» на панели «Отображение». Содержимое ячеек можно записать, читать или стереть.
Для этого щелкнуть мышью по кнопке «Установки..» панели «Управление» и в раскрывшемся меню выбрать опцию:
Очистить буфер - стереть содержимое ячеек (содержимое буфера экрана);
Загрузить - загрузить кодовые операции (из файла с расширением.dp);
Вверх - заполнить буфер экрана кодовыми комбинациями, начиная с 0 в нулевой ячейке и далее с прибавлением 1 в каждой последующей ячейке;
Вниз - заполнить буфер экрана кодовыми комбинациями, начиная с FFFF в нулевой ячейке и далее с уменьшением на 1 в каждой последующей ячейке;
Вправо - заполнить каждые четыре ячейки комбинациями 1-2-4-8 со смещением их в следующие четыре ячейки вправо (на рис. 2.11 нижние ячейки);
Влево - то же, но со смещением влево.
Запуск генератора осуществляется, если хотя бы один из выходов генератора подключен к входу схемы цифрового устройства (логического элемента). Сформированные кодовые комбинации выдаются:
В пошаговом режиме - при нажатии кнопки «Пошагово» на панели «Управление» ;
В циклическом режиме - при нажатии кнопки «Циклически» ;
С выбранного курсором слова до конца - при нажатии кнопки «Однократно» .
Частота следования кодовых комбинаций задается нажатием кнопок
на панели «Частота».
Осциллограф
Лицевая панель осциллографа представлена на рис. 2.12. Осциллограф имеет два канала А и В с раздельной регулировкой чувствительности в диапазоне от 10 мкВ/дел (mV/Div) до 5 кВ/дел (kV/Div) и регулировкой смещения по вертикали (смещение Y).
Выбор режима по входу осуществляется нажатием кнопок .Режим АС предназначен для наблюдения только сигналов переменного тока (его еще называют режимом «закрытого входа», поскольку в этом режиме на входе усилителя включается разделительный конденсатор, не пропускающий постоянную составляющую). В режиме 0 входной зажим замыкается на землю. В режиме DC (включается по умолчанию) можно проводить осциллографические измерения как постоянного, так и переменного тока. Этот режим называют режимом «открытого входа», поскольку входной сигнал поступает на вход вертикального усилителя непосредственно. С правой стороны от кнопки «DC» расположен входной зажим.
Режим развертки выбирается кнопками 
. В режиме Y/Т
(обычный режим, включен по умолчанию) реализуются следующие режимы развертки: по вертикали - напряжение сигнала, по горизонтали - время; в режиме В/А
: по вертикали - сигнал канала В, по горизонтали - сигнал канала А; в режиме А/В
: по вертикали - сигнал канала А, по горизонтали - сигнал канала В.
В режиме развертки Y/T длительность развертки (Шкала) может быть задана в диапазоне от 0,1 нс/дел (ns/div) до 1 с/дел (s/div) с возможностью установки смещения в тех же единицах по горизонтали, то естьпо оси X (Задержка X).
В режиме Y/Тпредусмотрен ждущий режим (Синхронизация) с запуском (Запуск) развертки по переднему или заднему фронту запускающего сигнала (выбирается нажатием соответствующих кнопок)при регулируемом уровне (Уровень) запуска. Ждущий режим предусмотрен также в режиме «Авто» от канала А, от канала В или от внешнего источника (Внеш), подключаемого к зажиму в блоке управления ExtTrig. Названные режимы запуска развертки выбираются кнопками: 
.
Заземление осциллографа осуществляется при помощи клеммы «GROUND» в правом верхнем углу прибора.
Цвет фона рабочего окна можно инвертировать нажатием кнопки «Экран» и записать данные в файл нажатием кнопки «Сохранить» (директорию файла выбирает пользователь).
Применение других приборов (измеритель АЧХ и ФЧХи др.) рассмотрено в
2.3. Технология подготовки схем
При разработке схемы большинство действий выполняется левой клавишей мыши. Правая клавиша применяется для вызова контекстного меню свойств компонентов или измерительных приборов.
Создание чертежа принципиальной схемы целесообразно начать с разработки на листе бумаги (в протоколе лабораторной работы) примерного расположения компонентов.
Для создания схемы средствами программы Multisim необходимо произвести следующие действия:
Найти и выбрать необходимые компоненты;
Расположить компоненты в рабочем пространстве главного диалогового окна;
Соединить компоненты проводами;
Установить значение параметров элементов.
Поиск и выбор компонентов производится при помощи мыши и панели компонентов (рис. 2.4).
Расположение компонентов в главном диалоговом окне осуществляется мышью. Выбранный компонент «устанавливается» в нужное место диалогового окна одним щелчком мыши. Для вращения, удаления компонента используются соответствующие пункты контекстного меню (при нажатой правой клавише мыши). При этом необходимо активизировать данный компонент, щелкнув левой клавишей мыши по компоненту (появится пунктирная обводка вокруг компонента). Перемещение компонента на новое место производится новым «захватыванием» и передвижением мыши при нажатой левой клавише. Все элементы в диалоговом окне разрабатываемой схемы должны быть размещены без пересечений и наложений.
Соединение компонентов осуществляется только проводами. Для создания проводника выделяют курсором узел первого компонента (появится черный круг), начинают движение мышью в выбранном направлении и появившийся провод помещают на узелвторого компонента. Подключать проводник можно только с четырех сторон узла: сверху, снизу, слеша и справа. Соединительные проводники можно переместить на новое место, захватывая проводник левой клавишей мыши в месте его соединения с узлом компонента (курсор мыши станет крестиком). Выделив провод правой клавишей мыши (появятся квадратные отметки на концах проводника и в местах его изгиба), и выбрав затем в контекстном меню соответствующий пункт, можно установить новый цвет соединительного проводника. Таким же цветом будет нарисована временная диаграмма на экране измерительного прибора, подключенного к схеме «окрашенным» проводником. Компоненты, не используемые и не подключенные к другим элементам, должны быть удалены.
Установка значений параметров компонента осуществляется наведением на него курсора, затем нажатием правой кнопки мыши выбирается соответствующий пункт контекста меню.
Увеличение и уменьшение изображения схемы осуществляется после выбора «Увеличить» или «Уменьшить» из меню «Вид» или после использования соответствующих значков (пиктограмм) на панели инструментов (рис 2.13).
Для установки дополнительных параметров отображения схемы используется меню «Установки», опция «Схемные установки». При помощи этой опции можно установить точечную сетку на представлении схемы, изменить шрифты, используемые в программе, показать на схеме метки, изменить размер рабочего пространства, выбрать удобное отображение компонентов схемы и т.д.
В программе Multisim участки большой схемы можно преобразовать в подсхему. Подсхема обозначается как небольшой прямоугольник с выводами. Для создания подсхемы необходимо:
Выделить участок схемы (нажать левую клавишу мыши и двигать мышью в необходимом направлении), причем линии выделения должны пересекать те проводники, которые в дальнейшем будут выводами подсхемы;
Нажать правой кнопкой мыши и выбрать опцию «Заменить подсхемой…» , далее нужно ввести название новой подсхемы в появившемся окне, и нажав кнопку «Ок» расположить новую подсхему на рабочем пространстве главного диалогового окна.
Использование подсхем позволяет получить компактную схему сложного устройства. На рис. 2.14,а приведена схема включения библиотечного цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и показано ее преобразование в подсхему (2.14,б). Компонента ЦАП VDAC находится в разделе Аналого-цифровые компоненты (рис. 2.4). Схема обеспечивает преобразование 8-разрядного цифрового кода на входе ЦАП в аналоговое напряжение +5,12 ... -5,12 V на выходе.
 |
Рис. 2.14,а
Особенности проектирования электронных устройств на Multisim 11
