Обновление элементных баз в мультисим. Библиотечные элементы Multisim

09.03.2024 | Обзоры

Программа Ultiboard это PCB приложение программы National Instruments Circuit Design Suite, которое используется для разработки печатных плат, выполнения определенных функций CAD систем и подготовки результатов проектирования к производству. В сочетании с Multisim – программным обеспечением для разработки схем электрических принципиальных, Ultiboard является мощным средством для проектирования электронных устройств.

Создание и редактирование контактных площадок в Ultiboard.

Контактная площадка это металлизированный участок на печатной плате вокруг вывода электрорадиоэлемента или переходного отверстия. Переходные отверстия служат для электрической связи между слоями платы при переходе трассы из одного слоя на другой. Контактные площадки должны находиться на всех слоях, на которых осуществляется трассировка. Набор из контактных площадок называется стеком контактных площадок (падстеком). Стеки контактных площадок собирают из контактных площадок на функциональных слоях платы и отверстия для вывода компонента.

Программа Ultiboard позволяет создавать площадки различной формы для сквозного и поверхностного монтажа радиоэлектронных компонентов на печатную плату, а так же редактировать уже существующие.

Создание контактных площадок.

Рассмотрим процесс создания контактных площадок более подробно. Для этого запустим программу Ultiboard и, используя команду основного меню программы «Инструментарий/База данных/Библиотека компонентов», откроем библиотеку компонентов (рис. 1).

Рис. 1. Окно «Библиотека компонентов».

Окно «Библиотека компонентов» разделено на три поля:

«База данных»;
«Компоненты»;
«Просмотр».

В поле «База данных» отображены в виде списка названия баз данных библиотеки Ultiboard (Индивидуальная, Корпоративная, Общая). Для удобства работы элементы в базе данных размещаются в группах. Для того, что бы создать новую группу контактных площадок, нужно выделить при помощи левой кнопки мыши строку с названием необходимой базы данных в списке и нажать в верхней части поля «База данных» на пиктограмму «Новый». В результате чего в список в поле «База данных» добавится новая строка с названием по умолчанию «Новая группа». Для того, что бы изменить название группы необходимо щелкнуть по нему левой кнопкой мыши, ввести новое название с клавиатуры и нажать на клавишу Enter на клавиатуре. Создать контактную площадку в группе можно следующим образом – выделите при помощи левой кнопки мыши название группы, перейдите в поле «Компоненты» и нажмите на пиктограмму «Создать новый» в верхней части поля. В результате чего будет открыто окно выбора типа создаваемого компонента (рис. 2), в котором (в нашем случае) необходимо выбрать при помощи левой кнопки мыши пункт «Контактная площадка» и нажать на кнопку «ОК».

Рис. 2. Окно «Выбрать тип компонента».

После чего программа перейдет в режим редактирования площадки. Для того, что бы нарисовать новую площадку можно воспользоваться набором инструментов рисования, которые доступны из меню «Вставить/Графика» (рис. 3).

Рис. 3. Создание новой контактной площадки в режиме редактирования.

После того, как контактная площадка создана, ее необходимо сохранить в библиотеке Ultiboard. Для этого необходимо выбрать в меню «Файл» пункт «Сохранить в библиотеке как» и в открывшемся окне «Сохранить в базе данных» (рис. 4) при помощи левой кнопки мыши выбрать нужную библиотеку и группу.

После чего ввести название созданной контактной площадки в поле «Существующие компоненты» и нажать на кнопку «ОК». Контактная площадка сохранена в библиотеке и готова к использованию.

Редактирование контактных площадок.

Рассмотрим процесс редактирования уже имеющихся в библиотеке контактных площадок. Для этого используя команду основного меню программы «Инструментарий/База данных/Библиотека компонентов» необходимо снова открыть библиотеку компонентов, выбрать при помощи левой кнопки мыши в поле «Компоненты» нужную площадку и нажать на пиктограмму «Редактировать» в верхней части поля. В результате чего программа перейдет в режим редактирования площадки, в котором изменить размер площадки можно путем ее выделения при помощи левой кнопки мыши и перемещения ее границ. Так же для редактирования контактной площадки можно использовать инструменты рисования. Используйте команды контекстного меню «Группировать» и «Разгруппировать» в случае, когда площадка состоит из нескольких графических элементов. Сохранить произведенные изменения можно при помощи команды меню «Файл/Сохранить в библиотеке».

В некоторых случаях может возникнуть необходимость изменить форму контактных площадок в компоненте уже размещенном на плате. Для этого в рабочем поле программы необходимо при помощи левой кнопки мыши выделить контактную площадку, при помощи правой кнопки мыши вызвать контекстное меню и выбрать в нем пункт «Свойства». В результате выполненных действий будет открыто окно свойств (рис. 5), в котором можно произвести необходимые изменения – выбрать новую форму путем установки переключателя в одну из позиций:

«Круг (BGA)»;
«Квадрат»;
«Прямоугольник»;
«Овальный квадрат»;
«Овальный прямоугольник»;
«Выбрать» (выбор из библиотеки),

и задать размер площадки. Компонент до и после внесенных изменений представлен на рисунке 6. В данном примере было произведено изменение формы первого вывода компонента.

Факультет нелинейных процессов Кафедра электроники, колебаний и волн

Е.Н. Егоров, И.С. Ремпен

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРИКЛАДНОГО ПАКЕТА MULTISIM ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАДИОФИЗИЧЕСКИХ СХЕМ

Учебно-методическое пособие

Саратов – 2008

	Введение
	Основные принципы создания схемы
	Описание основных элементов
	Анализ схем
	Меры предосторожности и безопасности
	Теоретическое задание
	Задание для численного эксперимента
	Приложение
	Контрольные вопросы

1. Введение

Разработка любого радиоэлектронного устройства сопровождается, как правило,

физическим или математическим моделированием. Физическое моделирование связано с большими материальными затратами, поскольку требуется изготовление макетов и их исследование, которое может быть весьма трудоемким. Поэтому часто применяют математическое моделирование с использованием средств и методов вычислительной техники. Одной из таких программ является электронная система моделирования Multisim (Electronics Workbench), отличающаяся простым и легко осваиваемым пользовательским интерфейсом. Широкое распространение Multisim получила в средних и высших учебных заведениях, где она используется в учебных целях в качестве лабораторного практикума по целому ряду предметов (физика, основы электротехники и электроники, основы вычислительной техники и автоматики и др.).

Электронная система моделирования Multisim имитирует реальное рабочее место исследователя – лабораторию, оборудованную измерительными приборами, работающими в реальном масштабе времени. С ее помощью можно создавать, моделировать как простые, так

и сложные аналоговые и цифровые радиофизические устройства.

В настоящей лабораторной работе описываются основные принципы работы с электронной системой моделирования Multisim 9. Для четкого понимания принципов ее работы необходимо:

знание основных принципов работы операционной системы Windows;

понимание принципов работы основных измерительных приборов (осциллограф, мультиметр, и т.п.);

знание отдельных элементов радиоэлектронных устройств.

2. Основные принципы создания схемы.

Работа с электронной системой моделирования Multisim включает в себя три основных

этапа: создание схемы, выбор и подключение измерительных приборов, и, наконец, активация схемы – расчет процессов, протекающих в исследуемом устройстве.

В общем случае процесс создания схемы начинается с размещения на рабочем поле Multisim компонентов из библиотеки программы. Подразделы библиотеки программы Multisim поочередно могут быть вызваны с помощью иконок, расположенных на панели инструментов (рис. 1). Каталог выбранного раздела библиотеки располагается в

вертикальном окне справа или слева от рабочего поля (устанавливается в любое место перетаскиванием стандартным способом – за шапку заголовка). Для выбора требуемого элемента из библиотеки необходимо подвести курсор мыши к соответствующей иконке и нажать один раз на стрелку раскрывающегося списка, после чего выбрать в списке необходимый для работы элемент. После этого необходимый для создания схемы значок (символ) компонента переносится на рабочее поле программы нажатием левой клавиши мыши. При размещении компонентов схемы на рабочем поле программы можно также воспользоваться контекстным меню, возникающим при нажатии на правую клавишу мыши на свободном месте рабочего поля. На этом этапе необходимо предусмотреть место для размещения контрольных точек и иконок контрольно-измерительных приборов.

Рис. 1. Каталоги библиотеки компонентов Multisim 9

Выделенный компонент схемы (выделяется рамкой из штриховой синей линии) можно повернуть (контекстного меню, кнопок на панели инструментов или пункта меню Circuit>Rotate) или зеркально отразить относительно вертикальной (горизонтальной) оси (команда меню Circuit>Flip Vertical (Horizontal), контекстное меню, кнопки на панели инструментов). При повороте большинство компонентов поворачиваются на 90o против часовой стрелки при каждом выполнении команды, для измерительных приборов (амперметр, вольтметр и др.) меняются местами клеммы подключения.

В готовой схеме пользоваться поворотом и отражением элементов нецелесообразно, поскольку это чаще всего приводит к путанице соединительных проводов – в этом случае компонент нужно отключить от цепи, и только потом вращать (отражать).

По умолчанию устанавливается виртуальный элемент, обладающий идеальными свойствами (например, отсутствие внутренних шумов и потерь) того или иного элемента. С помощью двойного щелчка по значку компонента можно изменить его свойства. В раскрывающемся диалоговом окне устанавливаются требуемые параметры (как правило, номинал элемента схемы и ряд других параметров для других элементов типа измерительных приборов или сложных интегральных схем) и выбор подтверждается нажатием кнопки «Ok» или клавиши «Enter» на клавиатуре. В том же диалоговом окне, при нажатии кнопки Replace появляется диалоговое окно с указанием всей библиотеки элементов. С помощью этого окна можно заменить идеальный элемент его реальным аналогом, при этом варьируется не только его номинал, но и производитель конкретных схемных элементов, а также серия элемента. Для большого числа компонентов можно выбрать параметры, соответствующие реальным элементам (диодам, транзисторам и т.п.) различных производителей.

При создании схем удобно также пользоваться динамическим меню, которое вызывается нажатием правой кнопки мыши. Меню содержит команды Help (помощь), Paste (вставить), Zoom In (увеличить), Zoom Out (уменьшить), Schematic Options (параметры схемы), а также команды Add <Название компонента>. Эта команда позволяет добавить на рабочее поле компоненты, не обращаясь к каталогам библиотеки. Количество команд Add <Название компонента> в списке меню определяется количеством типов компонент (резисторов, знака заземления и т.д.), уже имеющихся на рабочем поле.

После размещения компонентов производится соединение их выводов проводниками. При этом необходимо учитывать, что к выводу компонента можно подключить только один проводник. Для выполнения подключения курсор мыши подводится к выводу компонента, и после появления площадки, нажимается левая кнопка мыши. Появляющийся при этом проводник протягивается к выводу другого компонента до появления на нем такой же площадки, после чего ещё раз нажимается левая кнопка мыши. При необходимости подключения к этим выводам других проводников в контекстном меню (появляется при нажатии правой кнопки мыши) выбирается точка (символ соединения, обозначен как

Junction) и переносится на ранее установленный проводник. Если на ней виден след от пересекающего проводника, то электрического соединения нет и точку необходимо установить заново. После удачной установки к точке соединения можно подключить еще два проводника. Если соединение нужно разорвать, курсор подводится к соответствующему проводу и выделяется левой кнопкой мыши, после чего нажимается клавиша Delete.

Если необходимо подключить вывод к имеющемуся на схеме проводнику, то проводник от вывода компонента курсором подводится к указанному проводнику и после появления точки соединения нажимается левая кнопка мыши. Следует отметить, что прокладка соединительных проводников производится автоматически, причем препятствия – компоненты и другие проводники – огибаются по ортогональным направлениям (по горизонтали или вертикали).

Подключение к схеме контрольно-измерительных приборов производится аналогично. Панель с контрольно-измерительным оборудованием (за исключением амперметра и вольтметра) расположена вертикально с правой стороны рабочей области, и включает в себя такие элементы как мультиметр, осциллограф (2-х и 4-х канальный), ваттметр, функциональный генератор, бодплоттер, спектранализатор и т.д. Более подробно работа некоторых из этих приборов будет описана ниже.

Для таких приборов, как осциллограф или логический анализатор, соединения целесообразно проводить цветными проводниками, поскольку их цвет определяет цвет соответствующей осциллограммы.

Каждый элемент может быть передвинут на новое место. Для этого он должен быть выделен и перетащен с помощью мышки. При этом расположение соединительных проводов изменится автоматически. Можно также переместить целую группу элементов: для этого их нужно последовательно выделять мышкой при нажатой клавише Ctrl, а затем перетащить их в новое место. Если необходимо переместить отдельный сегмент проводника, к нему подводится курсор, нажимается левая кнопка и, после появления в вертикальной или горизонтальной плоскости двойного курсора, производятся нужные перемещения.

3. Описание основных элементов

Как уже говорилось, в электронной системе Multisim имеется несколько разделов

библиотеки компонентов, которые могут быть использованы при моделировании. Ниже приводится краткая справка по основным (естественно, не всем) компонентам. После названия в скобках приведены некоторые параметры компонента, которые могут быть изменены пользователем.

Все компоненты условно разделим на ряд подгрупп.

3.1. Источники сигналов (вкладки Power Source Components и Signal Source Components).

Понятно, что здесь под источниками сигналов подразумеваются не только источники питания, но и управляемые источники.

Батарея (напряжение). Длинная полоска соответствует положительной клемме.

Заземление (метка).	Источник постоянного тока

Источник переменного	Источник переменного
синусоидального напряжения	синусоидального тока
(эффективное значение	(эффективное значение тока,
напряжения, частота, фаза).	частота, фаза).
Источники фиксированного	Генератор однополярных
напряжения. Применяются в	прямоугольных импульсов
логических схемах.	(амплитуда, частота,
	коэффициент заполнения).
Генератор амплитудно-	Генератор фазо-
модулированных колебаний	модулированных колебаний
(напряжение и частота	(напряжение и частота
несущей, коэффициент и	несущей, индекс и частота
частота модуляции).	модуляции).

3.2. Пассивные элементы (вкладка Basic) – библиотека, в которой собраны все пассивные компоненты, а также коммуникационные устройства.

Резистор (сопротивление). Конденсатор (емкость).

Катушка индуктивности Трансформатор. (индуктивность).

Реле (находится только в библиотеке элементов).

Переключатель, управляемый нажатием заданной клавиши (по умолчанию – пробел).

Потенциометр (реостат). Параметр «Key» определяет символ клавиши клавиатуры (по умолчанию A), при нажатии на которую сопротивление уменьшается на заданную в процентах величину (параметр «Increment», по умолчанию 5%) или увеличивается на такую же величину при нажатии клавиш Shift+«Key». Параметр «Setting» задает начальную установку сопротивления в процентах (по умолчанию – 50%), параметр «Resistance» задает номинальное значение сопротивления.

Конденсатор и катушка индуктивности переменной емкости. Действуют аналогично потенциометру.

3.3. Полупроводниковые элементы (Diode Components и Transistor Components) – диоды и транзисторы.

Светодиод (тип).

Симметричный динистор или диак (тип).

Выпрямительный мост (тип).

Симметричный тринистор или триак (тип).

Полевые МОП-транзисторы с изолированным затвором (n - канальные с обогащенной подложкой и p -канальные с обедненной подложкой), с раздельными или соединенными выводами подложки и истока (тип).

Полевые МОП-транзисторы с изолированным затвором (n - канальные с обогащенным затвором и p -канальные с обедненным затвором), с раздельными или соединенными выводами подложки и истока (тип).

Арсенид-галлиевые n - и p- канальный полевые транзисторы (тип)

Указанные выше разделы библиотеки содержат основные схемотехнические элементы, которые студентам придётся применять в данном практикуме. Далее, опишем некоторые разделы библиотеки, которые в нашей работе будут затрагиваться реже.

3.5. Логические цифровые микросхемы (разделы библиотеки TTL и CMOS).

Светоиндикатор (цвет свечения). Семисегментный индикатор с дешифратором (тип). Линейка из десяти светодиодов со встроенным АЦП (минимальное и минимальное напряжение).

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ (количество входов)

Тристабильный буфер Триггер Шмидта (тип) (элемент с тремя состояниями) и буфер (тип)

Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют в Multisim специальных обозначений и изображаются в виде пиктограммы (квадрат с различным числом выходов и соответствующими обозначениями). Определить тип того или иного схемного элемента можно по описанию в окне библиотеки. Поэтому здесь не приводится их описание.

3.6. Индикаторные устройства (Misc, Measurement Components или раздел Indicators в

библиотеке).

Вольтметр с цифровым отсчетом (внутреннее сопротивление, режим измерения постоянного или переменного тока). Отрицательная клемма показана утолщенной черной линией.

Амперметр с цифровым отсчетом (внутреннее сопротивление, режим измерения постоянного или переменного тока). Отрицательная клемма показана утолщенной черной линией.

Лампа накаливания (напряжение, мощность). Семисегментный индикатор

Линейка из десяти независимых светодиодов (напряжение, номинальный и минимальный ток).

Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями компонентов: реальными (real) и виртуальными (virtual). Необходимо ясно понимать различия между ними, чтобы в полной мере воспользоваться их преимуществами.

Рис.6 Символы различных компонентов: 7-сегментный дисплей, диод D 1, источник напряжения V 1, логические элементы НЕ-И U 2A , микроконтроллерU 3 и транзистор Q 1.

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

Горячая клавиша по умолчанию для размещения компонента – Ctrl+W или двойной щелчок мыши по панели Реальные компоненты / Аналоговые устройства .

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. Виртуальные компоненты помогают разработчикам при проверке с помощью схем с известными значениями компонентов. Виртуальные компоненты также могут не соответствовать реальным, например, как 4-х контактный элемент отображения 16-тиричных цифр.

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.

База данных Master Database разделена на группы:

1. Sources содержит все источники напряжения и тока, заземления. Например, 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, индуктивные элементы, емкостные элементы, ключи, трансформаторы,реле, коннекторы и т.д.

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

4. Transistors содержит различные виды транзисторов: pnp-, npn-транзисторы, биполярные транзисоры, 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.

8. 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.

3.1. Источники сигналов(вкладки Power Source Components и Signal Source Components).

Рис.7 Семейства компонента источники.

Под источниками сигналов подразумеваются не только источники питания, но и управляемые источники (таблица 8).

Таблица 8.

Изображение источника	Функция
	Батарея (напряжение). Длинная полоска соответствует положительной Клемме.
	Заземление (метка).

	Источники фиксированного напряжения. Применяются в логических схемах.
	Генератор амплитудно-модулированных колебаний (напряжение и частота несущей, коэффициент и частота модуляции).
	Источник постоянного тока (ток).
	Источник переменного синусоидального напряжения (эффективное значение напряжения, частота, фаза).
	Генератор однополярных прямоугольных импульсов (амплитуда, частота, коэффициент заполнения).
	Генератор фазо-модулированных колебаний (напряжение и частота несущей, индекс и частота модуляции).

3.2. Пассивные элементы(вкладка Basic) – библиотека, в которой собраны все пассивные компоненты, а также коммуникационные устройства.

Рис. 8. Семейства компонента пассивные компоненты.

Рис. 9. Семейства компонента диоды.

Рис. 10 Семейства компонента транзисторы.

Таблица 9.

Изображение источника	Функция
	Резистор (сопротивление).
	Катушка индуктивности (индуктивность).
	Реле (находится только в библиотеке элементов).
	Переключатель, управляемый нажатием заданной клавиши (по умолчанию – пробел).
	Потенциометр (реостат). Параметр «Key» определяет символ клавиши клавиатуры (по умолчанию A), при нажатии на которую сопротивление уменьшается на заданную в процентах величину (параметр «Increment», по умолчанию 5%) или увеличивается на такую же величину при нажатии клавиш Shift+«Key». Параметр «Setting» задает начальную установку сопротивления в процентах (по умолчанию – 50%), параметр «Resistance» задает номинальное значение сопротивления.
	Конденсатор и катушка индуктивности переменной емкости. Действуют аналогично потенциометру.
	Конденсатор (емкость).
	Трансформатор.
	Полупроводниковый диод (тип).
	Стабилитрон (тип).
	Светодиод (тип).
	Выпрямительный мост (тип).
	Диод Шокли (тип).
	Тиристор или динистор (тип).
	Симметричный динистор или диак (тип).
	Симметричный тринистор или триак (тип).
	Биполярные n-p-n и p-n-p транзисторы, соответственно (тип).
	Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом (тип).
	n - канальные с обогащенной подложкой и p -канальные с обедненной подложкой), с раздельными или соединенными выводами подложки и истока (тип).
	Полевые МОП-транзисторы с изолированным затвором (n - канальные с обогащенным затвором и p -канальные с обедненным затвором), с раздельными или соединенными выводами подложки и истока (тип).

3.3. Аналоговые элементы(вкладка Analog) – библиотека, в которой собраны все усилители.

В. Макаренко

В новой версии программы NI Multisim 14 значительно расширены возможности пробников для измерения тока и напряжения и меню поиска компонентов. Введена функция "активный анализ", позволяющая ускорить проведение анализа в различных точках схемы. Введена поддержка платы Digilent, используемой для обучения основам цифровой техники, увеличено число компонентов для проведения анализа.

Сравнение будем проводить с версией программы Multisim 13 (возможности всех версий Multisim можно найти в ). В новой версии программы стали доступны следующие новые функции:

расширенные возможности пробников (Advanced Probes),
активный анализ (Active Analysis Mode),
расширенное меню поиска компонентов,
увеличенное число примеров моделирования,
расширенные возможности моделирования мощных устройств с новыми компонентами компании International Rectifier (Advanced Power Designs),
совместное моделирование микроконтроллеров компании Microchip со средой MPLabX,
расширенные возможности обучения элементам цифровой техники благодаря поддержке платы для обучения Digilent,
версия программы для работы на iPad,
более 6000 новых компонентов.

Рассмотрим эти функции подробно.

Начнем сравнение с интерфейса пользователя. На рис. 1 приведены фрагменты панели управления Multisim 13 (рис. 1,а) и Multisim 14 (рис. 1,б).

Как следует из рисунка, в новой версии программы вместо значка шестеренки (Interactive Simulation Settings) появился значок с надписью Interactive (Select active analysis and set up simulation parameters). В версии программы Multisim 13 при нажатии на этот значок открывается окно установки параметров моделирования (рис. 2,а), а в Multisim 14 - окно с перечнем возможных видов анализа и установки параметров моделирования (рис. 2,б), что позволяет более оперативно выбрать вид анализа.

Расширенные возможности пробников

Вторым новшеством панели управления является панель пробников. Параметры пробников можно изменить после нажатия кнопки Probe Settings (значок шестеренки). В результате нажатия открывается окно с тремя вкладками (рис. 3).

На вкладке "Parameters" можно выбрать режим работы пробников:

Instantaneous - измерение мгновенных значений
Instantaneous and periodic - измерение мгновенных и усредненных значений периодических сигналов.

Различие в работе инструментов в этих режимах иллюстрирует рис. 4. На рис. 4,а приведен результат измерения напряжения на выходе генератора треугольных импульсов в режиме "Instantaneous", а на рис. 4,б - в режиме "Instantaneous and periodic".

На вкладке "Parameters" задается размер окна, шрифт, цвет фона и шрифта пробников, а на вкладке "Grapher" - способ отображения имени пробника в окне Grapher при проведении анализа. Можно выбрать отображение только значения параметра (напряжение, ток или мощность в легенде), либо в легенде добавляется и имя пробника (PR1, PR2 и т.д). Число пробников увеличено. Хотя с помощью пробника для измерения напряжения можно измерять ток и частоту, для удобства использования созданы пиктограммы пробников, предназначенных для измерения напряжения, тока и измерения обоих этих величин. Новыми являются пробники для измерения мощности (со значком W внутри) и цифровой пробник (со значком прямоугольного импульса внутри). На рис. 5 приведен пример использования этих пробников.

Пробник для измерения мощности устанавливается на изображение того элемента, мощность рассеивания которого необходимо измерить. Цифровой пробник отображает частоту исследуемого сигнала и его логический уровень (внутри пробника изменяется значение 0 или 1).

Функция «Активный анализ»

Эта функция позволяет проводить анализ по переменному току сразу в нескольких точках схемы и выводить на одном графике результаты анализа в этих точках. На рис. 6 приведена схема ФНЧ, в котором установлены пробники на выходе первого звена (PR1), на выходе фильтра (PR2) и пробник для измерения мощности на резисторе R4 (PR3).

При выборе режима анализа по переменному току (AC Sweep) на вкладке Output сразу видны точки схемы, в которых измеряются напряжения и мощность, формируемые этими пробниками. При желании можно убрать или добавить точки для анализа. Если не использовать пробники, то в окне Output каждый параметр нужно задать вручную. После выполнения анализа в окне Grapher выводятся результаты, приведенные на рис. 7.

Результаты анализа, проведенного с помощью пробников, идентичны результатам анализа напряжений и мощности, заданным в техже точках. Использование пробников дает еще один результат - при нажатии кнопки Run сразу открывается окно Grapher с результатами анализа и нет необходимости входить в меню "Analysis and simulation" для его выполнения. При добавлении пробника на схеме после выполнения анализа в окне Grapher автоматически добавляются его данные.

Однако эта функция работает не при всех видах анализа. Например, при анализе с помощью быстрого преобразования Фурье выводится спектр сигнала в точке, которая находится в самом верху списка Output.

Применение функции "Active Analysis Mode" позволяет сократить время, необходимое для подготовки и проведения анализа сложных схем, в которых требуется осуществлять контроль параметров в нескольких точках.

Расширенное меню поиска компонентов

При подборе компонентов для создания схемы расширены возможности поиска по названию производителя. После открытия окна выбора компонентов (рис. 8) и нажатия кнопки Search открывается окно поиска компонентов (Component Search), показанное на рис. 9.

В этом окне добавлена строка поиска по производителю компонентов (Model manufacturer).Если ввести в эту строку International Rectifier, то в результате поиска будут выведены компоненты, выпускаемые этой компанией. Кроме списка компонентов в окне результатов поиска отображаются обозначение элемента на принципиальной схеме и посадочное место для печатной платы (рис. 10).

Поиск примеров моделирования

Для быстрого поиска примеров моделирования достаточно нажать кнопку Find Examples на панели управления (рис. 11) и в открывшемся окне (рис. 12) выбрать интересующий пользователя пример.

Расширение возможностей моделирования мощных устройств

В NI Multisim 14 добавлено более 500 новых компонентов (имитационные модели и посадочные места для разработки печатных плат) от компании International Rectifier. Это позволяет осуществлять не только моделирование преобразователей, выпрямителей, импульсных источников питания, но и осуществлять разработку печатных плат разрабатываемых устройств. В базу компонентов добавлены модели IGBT-модулей с рабочими напряжениями до 1200 В. Полный перечень новых компонентов International Rectifier можно найти в .

Расширенные возможности обучения элементам цифровой

Программа Multisim многими ведущими университетами мира признана одной из наиболее удобных для обучения элементам цифровой техники и моделирования цифровых устройств. В новой версии программы предусмотрена интеграция Multisim с платой Adept Suite от Digilent, предназначенной для обучения цифровой схемотехнике (рис. 13). Установленная на плате FPGA Spartan-3E позволяет эмулировать простые логические схемы, проводить оптимизацию логических схем, сравнивать коды, исследовать работу схем управления семисегментыми индикаторами, счетчиков и других устройств. Возможна интеграция и с другими платами компании Digilent.

Кроме новых компонентов ведущих производителей в программе были добавлены компоненты в базу источников - пять источников опорного напряжения и пять различных значков общего провода для каждого из них.

Краткий анализ новых возможностей позволяет сделать вывод о том, что программа Multisim 14 стала еще более удобной в использовании.

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»