Word generator multisim что он делает
При проектировании современных радиоэлектронных устройств невозможно обойтись без компьютерных методов разработки ввиду сложности и объемности выполняемых работ. Создание радиоэлектронных устройств требует высокой точности и глубокого анализа, в связи с чем возникает необходимость применения на стадии проектирования современных программных средств.
Программа Multisim предназначена для схемотехнического проектирования электронных средств и содержит практически все основные элементы электронных цепей. Удобство применения этого пакета при моделировании электронных устройств заключается в отображении на экране монитора схемы исследуемого устройства и контрольно-измерительных приборов, передние панели которых с органами управления максимально приближены к их промышленным аналогам. Концепция виртуальных приборов — простой и быстрый способ увидеть результат с помощью имитации реальных событий.
Введение
Multisim используется в мире программного обеспечения для проектирования электрических схем, их тестирования и отладки. В комплект продуктов NI Circuit Design Suite входят средства для создания электрических схем, а также для разработки и трассировки печатных плат на профессиональном уровне.
Программа Multisim представляет собой настоящую лабораторию схемотехнического моделирования, которая благодаря простому и удобному интерфейсу позволяет с легкостью моделировать сложные принципиальные схемы и проектировать многослойные печатные платы. В распоряжении пользователей широкий набор библиотечных компонентов, параметры и режимы работы которых можно изменять в широком диапазоне значений. При подготовке данного цикла статей, посвященных описанию приемов работы с виртуальными инструментами, использовалась программная среда Multisim 12.0. В этой версии значительно увеличены объем и качество библиотек компонентов: по отношению к версиям 10.0 и 11.0 были добавлены более чем 1500 компонентов, новые биполярные источники тока и напряжения, жидкокристаллические графические индикаторы. В пакете присутствуют также источники тока и напряжения с воздействием различной формы, функциональные преобразователи сигналов (перемножители, делители сигналов), устройства на основе операционных усилителей, цифровые элементы, электромеханические и ВЧ-компоненты, которые не всегда есть в других подобных программах, таких как Proteus и Crocodile Technology. Multisim 12.0 устойчиво работает под управлением Windows XP/Vista/7 (32/64 бит).
Рассматриваемая программа позволяет подключать к схеме, разработанной в ее среде, виртуальные приборы — программные модели контрольно-измерительных приборов, которые соответствуют реальным. Использование виртуальных приборов в Multisim (осциллографов, генераторов сигналов, сетевых анализаторов и т. п.) — это простой и понятный метод взаимодействия со схемой, почти не отличающийся от традиционного при тестировании или создании радиоэлектронного устройства. Но все же у данной системы есть и недостаток — небольшой выбор компонентов библиотеки микроконтроллеров, в состав которой входят лишь следующие представители: х8051, х8052, PIC16F84, PIC16F84A. Причем состав этой библиотеки не изменялся начиная с версии 10.
Работа с виртуальными приборами в Multisim
Рис. 1. Окно программы Multisim
Использование виртуальных инструментов — самый простой способ проверить поведение модели разработанной схемы. В программной среде Multisim виртуальные инструменты представлены в виде пиктограмм, которые подключаются к разрабатываемой схеме, и панелей инструментов, на которых устанавливаются параметры прибора. Окно программы представлено на рис. 1. В Multisim доступны для использования следующие виртуальные инструменты:
- мультиметр;
- функциональный генератор;
- ваттметр;
- осциллограф;
- четырехканальный осциллограф;
- плоттер Боде;
- частотомер;
- генератор слов;
- логический анализатор;
- логический преобразователь;
- характериограф;
- измеритель нелинейных искажений;
- анализатор спектра;
- панорамный анализатор;
- токовый пробник;
- функциональный генератор Agilent;
- мультиметр Agilent;
- осциллограф Agilent;
- осциллограф Tektronix;
- измерительный пробник;
- приборы LabVIEW (характериограф, измеритель импеданса, микрофон, динамик, анализатор сигналов, генератор цикла, генератор сигналов).
Все представленные выше инструменты находятся на панели инструментов «Приборы». Также для измерений доступны такие инструменты, как вольтметр и амперметр, которые находятся на панели инструментов «Виртуальные измерительные компоненты».
Опишем принцип работы с виртуальными приборами в Multisim.
Чтобы добавить виртуальный прибор в рабочее поле программы, необходимо нажать на его пиктограмму на панели «Приборы» и перетащить ее с помощью мыши в необходимое место на схеме. Чтобы отобразить лицевую панель прибора, необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на пиктограмме прибора на схеме. Принцип соединения виртуальных инструментов с элементами схемы такой же, как и для других компонентов. В каждой схеме может использоваться много приборов, в том числе и копии одного и того же прибора. Кроме того, у каждого окна схемы может быть свой набор инструментов. Каждая копия прибора настраивается и соединяется отдельно.
Рассмотрим подробно работу с каждым из виртуальных инструментов в Multisim.
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.
Рис. 2. Лицевая панель мультиметра и его пиктограмма на схеме
На рис. 2 представлена лицевая панель мультиметра и его пиктограмма. Рассмотрим лицевую панель мультиметра более подробно. В верхней части панели находится окно «Результаты измерений». Ниже этого окна расположено четыре кнопки опций измерений, которые используются для выбора типа измерений: «Амперметр», «Вольтметр», «Омметр», «Уровень децибел». Работа с данным прибором достаточно проста. К примеру, для измерения тока, протекающего через цепь в ветке между двумя узлами, необходимо нажать кнопку «Амперметр» и включить мультиметр последовательно с цепью, как и реальный амперметр. Если существует необходимость одновременно измерить ток другого узла цепи, надо включить в нее другой амперметр. Ниже кнопок опций измерений находятся две кнопки режима измерений. Кнопка, на которой отображена прямая линия, используется для измерения постоянного тока и напряжения. Кнопка с синусоидой предназначена для измерений среднеквадратичных напряжений или токов сигналов переменного напряжения. В нижней части лицевой панели мультиметра находится кнопка «Параметры», после нажатия на которую открывается диалоговое окно «Параметры мультиметра» (рис. 3), в котором можно настроить такие параметры, как входные сопротивления амперметра и вольтметра, выходной ток омметра, относительный уровень децибел, индикация перегрузки шкалы амперметра, шкалы вольтметра, шкалы омметра. В нижнем левом и правом углах мультиметра расположены входные клеммы. Для вступления в силу внесенных изменений необходимо нажать на кнопку «Принять», которая находится в нижней части диалогового окна.
Рис. 3. Окно «Параметры мультиметра»
Генератор слов
Генератор слов предназначен для генерации 32-разрядных двоичных слов и используется для отправки цифрового слова или битового шаблона в схему при симуляции цифровых схем. На рис. 4 представлена пиктограмма генератора на схеме и его лицевая панель, с помощью которой производятся настройка параметров и просмотр результатов генерации. Левые выводы генератора соответствуют младшей части 16 бит 32-разрядного битового слова, а правые выводы — старшей части. Вывод R — вывод готовности данных (после каждого удачно сгенерированного слова на этот вывод отправляется логическая единица). Вывод R позволяет схеме узнать, что данные из генератора слов готовы. Вывод Т — это вывод внешней синхронизации.
Рассмотрим более подробно интерфейс лицевой панели генератора слов. Генерируемые слова отображаются в буфере вывода, окно которого расположено в правой части лицевой панели генератора. Ввод слов в буфер может производиться и вручную. Каждая горизонтальная строка отображает одно слово. Тип числа, которое отображается в буфере вывода, зависит от того, в какую позицию установлен переключатель в поле «Отображение». Число может принимать шестнадцатеричное, десятичное, двоичное или ASCII значение. После запуска генератора сформированная строка бит посылается параллельно на соответствующие выводы прибора (от 0 до 31), а также отображается в нижней части лицевой панели (строка представляет выходные выводы генератора слов). В левой части панели генератора слов находится окно «Управление», в котором размещены следующие кнопки:
- «Циклически» — генерирование слов происходит до тех пор, пока не будет остановлено моделирование;
- «Однократно» — генерируется последовательность слов с начальной до конечной позиции (для создания начальной и конечной позиции слов необходимо в окне буфера вывода выбрать при помощи левой кнопки мыши строку с необходимым значением и вызвать при помощи правой кнопки мыши контекстное меню, в котором выбрать пункт «Установить начальный шаг» или «Установить конечный шаг»);
- «Пошагово» — используется для отправки в схему только одного слова за один раз;
- «Установки…» — после нажатия на данную кнопку открывается одноименное окно свойств буфера вывода (рис. 5). В левой части окна в поле «Конфигурация» посредством установки переключателя можно выбрать одну из следующих опций:
- «Без изменений»;
- «Загрузить» — загружает последовательность слов из файла шаблона, который был сохранен ранее;
- «Сохранить» — сохраняет последовательность слов в файл-шаблон с расширением .dp;
- «Очистить буфер» — обнуляет содержимое буфера вывода;
- «Вверх» — заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова на единицу больше предыдущего);
- «Вниз» — заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова на единицу меньше предыдущего);
- «Вправо» — заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова сдвигается вправо на один разряд);
- «Влево» — заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова сдвигается влево на один разряд).
После того как опция выбрана, необходимо нажать на кнопку «Принять».
Частота генерации слов задается в диапазоне от 1 Гц до 1000 МГц в поле «Частота» окна лицевой панели генератора слов. Запуск генератора может производиться как внутренним, так и внешним сигналом синхронизации (по фронту или по спаду сигнала), выбор которого производится в поле «Запуск» при помощи кнопок «Внутренний», «Внешний».
Рис. 4. Лицевая панель генератора слов и его пиктограмма на схеме (момент генерации двоичного слова 01001100 в буфере вывода)
На рис. 4 запечатлен момент генерации двоичного слова 01001100 в буфере вывода. Сразу же после генерации слово поступило на выводы генератора слов (к выводам для наглядности подключены красные пробники, которые и отображают значение логических сигналов на выходах 0-7 генератора слов). Обратите внимание на то, что значение сгенерированного слова в буфере вывода соответствует снятому при помощи пробников значению выводов генератора. На выводе R в момент генерации слова появился положительный сигнал готовности данных, что также видно из рисунка.
Рис. 5. Окно свойств буфера вывода
Красные пробники также можно отнести к виртуальным инструментам программной среды Multisim. Принцип их работы таков: при появлении сигнала логической единицы на входе пробник отображается на схеме красным цветом. Если же на входе логический ноль, пробник бесцветен. Красные пробники находятся на панели инструментов «Виртуальные измерительные компоненты».
Логический анализатор
Логический анализатор предназначен для отслеживания состояния логических элементов цифровых электронных устройств при разработке больших систем, а также для выявления неисправностей. Для съема сигналов с исследуемой схемы логический анализатор имеет 16 выводов. Помимо этого данный виртуальный прибор оснащен тремя входами запуска:
- С (внешняя синхронизация);
- Q (избирательный вход запуска);
- Т (маскированный вход запуска).
Внешний вид логического анализатора и его лицевая панель представлены на рис. 6. Рассмотрим лицевую панель более подробно. Шестнадцать переключателей в левой части панели соответствуют шестнадцати каналам съема сигналов. Переключатели становятся активными в том случае, если выводы анализатора подключены к узлам цифровой схемы; в противном случае, когда каналы анализатора свободны, переключатели не активны. В следующей колонке отображены имена узлов схемы, соответствующие подключенным к ним каналам анализатора. После запуска симуляции схемы логический анализатор снимает входные значения со своих выводов и отображает полученные данные в виде прямоугольных импульсов на часовой диаграмме во временной области лицевой панели. Вывод значений начинается с канала 1. В нижней части временной области отображаются сигналы, полученные со входов запуска анализатора. Также прибор оснащен двумя курсорами, предназначенными для проведения измерений во временной области. В нижней части лицевой панели рассматриваемого прибора расположена панель управления, в левой части которой находятся три кнопки:
Рис. 6. Внешний вид логического анализатора и его лицевая панель
- «Стоп» (остановить анализ);
- «Сброс» (очистить экран временной области);
- «Экран» (инвертировать цвет экрана временной области).
В центральной части панели управления находится окно показаний курсора, в котором расположены три поля:
- «Т1» (показания курсора Т1);
- «Т2» (показания курсора Т2);
- «Т2-Т1» (временной сдвиг между курсорами).
Кнопки стрелок позволяют изменять значения показаний курсора в большую или в меньшую сторону. Код позиции курсора отображается в поле, которое расположено за полем показаний курсора.
В правой части панели управления находится окно «Параметры запуска», в котором в поле «Время/Дел» можно задать число тактов часовой диаграммы на деление. Настройку параметров тактирования входных сигналов можно произвести при помощи кнопки «Установка», которая расположена в группе «Развертка» окна «Параметры запуска». После нажатия на эту кнопку откроется окно «Установки синхронизации» (рис. 7), в котором настраиваются следующие параметры:
Рис. 7. Окно установки синхронизации
- источник синхроимпульсов (внешний или внутренний) — параметр задается при помощи установки переключателя в нужную позицию;
- тактовая частота — устанавливается путем ввода значения с клавиатуры в данное поле;
- определитель — задается активный уровень сигнала синхронизации (0 или 1);
- дискретизация — задаются параметры выборки сигналов до порога, после порога, а также пороговая величина.
Настройка дополнительных условий запуска анализатора производится в окне «Установки запуска» (рис. 8), которое можно вызвать из окна «Параметры запуска» при помощи кнопки «Установка», которая -466 находится в группе «Уровень». В окне настраивается маска, по которой осуществляется фильтрация логических уровней и синхронизация входных сигналов. Для вступления в силу внесенных изменений необходимо нажать на кнопку «Принять».
Рис. 8. Окно установки запуска
Заключение
Программная среда Multisim предоставляет большое количество виртуальных инструментов, которые можно использовать для измерений и исследования поведения разрабатываемых электрических схем. Принцип работы всех инструментов Multisim (подключение к схеме, использование) идентичен принципу работы реальных аналогов этих приборов. При всей своей простоте в использовании данный программный продукт является надежным помощником по схемотехнике для автоматического создания цепей и узлов, в состав которого входят более 16 000 компонентов, сопровождаемых аналитическими моделями, с возможностью изменения параметров «на лету» и полный набор средств анализа. Необходимо отметить, что программная среда Multisim полностью соответствует стандартам IEEE.
Multisim является удобным, простым и практичным средством для моделирования электрических схем, а также исследования их работы (для чего в программе предусмотрены инструменты анализа и виртуальные приборы). Виртуальные приборы Multisim – это программные модели контрольно-измерительных приборов, которые соответствуют реальным приборам.
Проведение измерений при помощи мультиметра.
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. Для того чтобы добавить данный виртуальный прибор на схему, необходимо при помощи левой кнопки мыши выбрать его пиктограмму на панели «Приборы» (рис. 1) и разместить его с помощью мыши в необходимом месте на схеме (щелкнуть в этом месте левой кнопкой мыши).
Рис. 1. Панели инструментов виртуальных приборов программы MultisimДля того, что бы открыть лицевую панель виртуального мультиметра, необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по пиктограмме этого прибора на схеме. Пиктограмма используется для подключения прибора к схеме, в свою очередь лицевая панель предназначена для настройки прибора и просмотра результатов измерений (рис. 2).
Рис. 2. Лицевая панель мультиметра и его пиктограмма на схемеРассмотрим лицевую панель мультиметра более подробно. В верхней части панели находится окно результатов измерений. Ниже этого окна расположено четыре кнопки опций измерений, которые используются для выбора типа измерений: амперметр, вольтметр, омметр, уровень децибел. Работа с данным прибором достаточно проста. К примеру, для измерения тока, протекающего через цепь в ветке между двумя узлами необходимо включить мультиметр последовательно с цепью, как и реальный амперметр, а на лицевой панели выбрать тип измерения – амперметр, для чего нажать кнопку «А». Если есть необходимость одновременно измерить ток другого участка цепи, включите другой мультиметр в цепь (рис. 3).
Рис. 3. Подключение к схеме двух мультиметров в режиме амперметраНа лицевой панели ниже кнопок опций измерений находятся две кнопки режима измерений. Кнопка, на которой отображена прямая линия, используется для измерения постоянного тока и напряжения. Кнопка с синусоидой предназначена для измерений среднеквадратичных напряжений или токов сигналов переменного напряжения. В нижней части лицевой панели мультиметра находится кнопка «Параметры», с помощью которой открывается диалоговое окно «Параметры мультиметра» (рис. 4).
Рис. 4. Диалоговое окно «Параметры мультиметра»В данном окне можно настроить такие параметры как: входное сопротивление амперметра, входное сопротивление вольтметра, выходной ток омметра, относительный уровень децибел, индикацию перегрузки шкалы: амперметра, вольтметра, омметра. Для вступления в силу внесенных изменений необходимо нажать на кнопку «Принять», которая находится в нижней части диалогового окна.
В нижнем левом и правом углу пиктограммы мультиметра расположены входные клеммы, которые также показаны и на лицевой панели прибора и отображают подключение проводников к прибору.
Для измерения напряжения на любом элементе цепи при помощи мультиметра необходимо включить его параллельно с измеряемой нагрузкой, как и реальный вольтметр, а на лицевой панели выбрать тип измерения – вольтметр, для чего нажать кнопку «V» (рис. 5).
Рис. 5. Подключение к схеме мультиметра в режиме вольтметраДо тех пор, пока не установится окончательное напряжение, мультиметр может показывать промежуточные значения. В том случае если есть необходимость одновременно измерить напряжение на другом элементе цепи, включите другой мультиметр в цепь. Результаты измерений отображаются в окне результатов на пиктограмме прибора.
Работа с генератором слов.
Генератор слов предназначен для генерации 32-разрядных двоичных слов и используется для отправки цифрового слова или битового шаблона в схему при симуляции цифровых схем.
В Multisim для того чтобы добавить данный виртуальный прибор на схему нужно выбрать при помощи левой кнопки мыши его пиктограмму на панели «Приборы», а затем разместить его с помощью мыши в необходимом месте на схеме.
На рисунке 6 представлена пиктограмма генератора слов на схеме и его лицевая панель, с помощью которой производится настройка параметров и просмотр результатов генерации. Левые выводы генератора соответствуют младшей части 16 бит 32-разрядного битового слова, а правые выводы – старшей части 16 бит 32-разрядного битового слова. Вывод R – вывод готовности данных (после каждого удачно сгенерированного слова на этот вывод отправляется логическая единица), позволяет схеме узнать, что данные из генератора слов готовы. Вывод Т – это вывод внешней синхронизации.
Рис. 6. Лицевая панель генератора слов и его пиктограмма на схемеРассмотрим более подробно интерфейс лицевой панели генератора слов. Генерируемые слова отображаются в буфере вывода, окно которого расположено в правой части лицевой панели генератора. Ввод слов в буфер может производиться и вручную. Каждая горизонтальная строка отображает одно слово. Тип числа, которое отображается в буфере вывода, зависит от того, в какую позицию установлен переключатель в поле «Отображение». Число может принимать шестнадцатиричное, десятичное, двоичное или ASCII значение. После запуска генератора, сформированная строка бит посылается параллельно на соответствующие выводы прибора, а так же отображается в нижней части лицевой панели в поле «31..0» (поле представляет выходные выводы генератора слов).
В левой части панели генератора слов находится окно «Управление», в котором размещены следующие кнопки:
- «Циклически» – генерирование слов происходит до тех пор, пока не будет остановлено моделирование;
- «Однократно» – генерируется последовательность слов, начиная с начальной позиции и заканчивая конечной позицией (для создания начальной и конечной позиции слов необходимо в окне буфера вывода выбрать при помощи левой кнопки мыши строку с необходимым значением и вызвать при помощи правой кнопки мыши контекстное меню в котором выбрать пункт «Установить начальный шаг» или «Установить конечный шаг»);
- «Пошагово» – используется для отправки в схему только одного слова за один раз;
- «Установки» - после нажатия на данную кнопку открывается одноименное окно свойств буфера вывода (рис. 7).
Рис. 7. Окно свойств буфера выводаВ левой части окна в поле «Конфигурация» посредством установки переключателя можно выбрать одну из следующих опций:
- «Без изменений»;
- «Загрузить» – загружает последовательность слов из файла шаблона, который был сохранен ранее;
- «Сохранить» – сохраняет последовательность слов в файл-шаблон с расширением .dp;
- «Очистить буфер» – обнуляет содержимое буфера вывода;
- «Вверх» – заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова на единицу больше предыдущего);
- «Вниз» - заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова на единицу меньше предыдущего);
- «Вправо» – заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова сдвигается вправо на один разряд);
- «Влево» – заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова сдвигается влево на один разряд).
После того как опция выбрана, необходимо нажать на кнопку «Принять».
Частота генерации слов задается в диапазоне от 1 Гц до 1000 МГц в поле «Частота» окна лицевой панели генератора слов. Запуск генератора может производиться как внутренним, так и внешним сигналом синхронизации (по фронту или по спаду сигнала), выбор которого производится в поле «Запуск» при помощи кнопок «Внутренний», «Внешний».
На рисунке 6 запечатлен момент генерации двоичного слова 00110111 в буфере вывода. Сразу же после генерации слово поступило на выводы генератора слов (к выводам для наглядности подключены зеленые пробники, которые и отображают значение логических сигналов на выходах 0..7 генератора слов). Обратите внимание на то, что значение сгенерированного слова в буфере вывода соответствует снятому при помощи пробников значению выводов генератора. На выводе R в момент генерации слова появился положительный сигнал готовности данных, что так же видно из рисунка.
Зеленые пробники так же можно отнести к виртуальным инструментам программной среды Multisim. Принцип их работы таков – при появлении сигнала логической единицы на входе, пробник отображается на схеме зеленым цветом. Если же на входе логический ноль – пробник бесцветен. Зеленые пробники находятся на панели инструментов «Виртуальные измерительные компоненты».
beluikluk Опубликована: 29.11.2015 0 0
Вознаградить Я собрал 0 0
Multisim позволяет подключать к разработанной в ее среде схеме виртуальные приборы (программные модели контрольно-измерительных приборов, которые соответствуют реальным приборам). Использование виртуальных инструментов – самый простой способ проверить поведение модели разработанной схемы. В программной среде Multisim виртуальные инструменты представлены в виде пиктограммы инструмента, которая подключается к разрабатываемой схеме и панели инструмента, на которой устанавливаются параметры прибора. В Multisim доступны для использования следующие виртуальные инструменты:
- Мультиметр;
- Функциональный генератор;
- Ваттметр;
- Осциллограф;
- 4-х канальный осциллограф;
- Плоттер Боде;
- Частотомер;
- Генератор слов;
- Логический анализатор;
- Логический преобразователь;
- Характериограф;
- Измеритель нелинейных искажений;
- Анализатор спектра;
- Панорамный анализатор;
- Токовый пробник;
- Функциональный генератор Agilent;
- Мультиметр Agilent;
- Осциллограф Agilent;
- Осциллограф Tektronix;
- Измерительный пробник;
- Приборы LabVIEW (характериограф, измеритель импеданса, микрофон, динамик, анализатор сигналов, генератор цикла, генератор сигналов).
Все представленные выше инструменты находятся на панели инструментов «Приборы». Так же для измерений доступны такие инструменты как вольтметр и амперметр, которые находятся на панели инструментов «Виртуальные измерительные компоненты».
Опишем принцип работы с виртуальными приборами в Multisim. Для того, что бы добавить виртуальный прибор в рабочее поле программы, необходимо нажать на его иконку на панели «Приборы» и разместить его с помощью мыши в необходимом месте на схеме. Для того, что бы отобразить лицевую панель прибора, необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на пиктограмме прибора на схеме. Принцип соединения виртуальных инструментов с элементами схемы такой же, как и для других компонентов схемы. В каждой схеме может использоваться много приборов, в том числе и копии одного и того же прибора. Кроме того, у каждого окна схемы может быть свой набор приборов. Каждая копия прибора настраивается и соединяется отдельно. Рассмотрим подробно работу с виртуальным двухканальным осциллографом в Multisim.
Проведение измерений при помощи виртуального двухканального осциллографа.
Напомним, что осциллограф позволяет измерять следующие параметры электрического сигнала: напряжение, ток, частота, угол сдвига фаз. Данный прибор предоставляет возможность наблюдать за формой сигнала во времени. Двухканальный осциллограф имеет два входа (канал А и В) и может отображать осциллограммы двух сигналов одновременно. Пиктограмма двухканального осциллографа на схеме и его лицевая панель представлены на рисунке 1.
Рис. 1. Пиктограмма двухканального осциллографа на схеме и его лицевая панель
Каждый канал имеет сигнальный вход и контакт заземления. В программе Multisim осциллограф заземлен по умолчанию, поэтому контакт заземления можно не использовать. В верхней части лицевой панели расположен графический дисплей, который предназначен для графического отображения формы сигнала, а именно, для отображения напряжения по вертикальной оси и, соответственно, времени по горизонтальной оси. Так же прибор оснащен двумя курсорами для проведения измерений во временной области, которые при необходимости можно перемещать при помощи левой кнопки мыши. В нижней части находится панель управления, предназначенная для настройки отображения измеряемого сигнала. Рассмотрим данную панель более подробно. На панели управления размещено четыре окна настроек («Развертка», «Канал А», «Канал В», «Синхронизация»), кнопки «Экран» и «Сохранить», окно «Показаний курсора», в котором расположено три поля:
- «Т1» (показания курсора Т1);
- «Т2» (показания курсора Т2);
- «Т2-Т1» (временной сдвиг между курсорами / разность напряжений между проверяемыми точками),
а так же кнопки стрелок, позволяющие изменять значения показаний курсора в большую или в меньшую сторону. Окно «Показаний курсора» находится под графическим дисплеем и предназначено для отображения времени и напряжения в проверяемых точках (точках пересечения курсора с синусоидальной кривой), а так же для отображения разности между показаниями курсора Т2 и Т1.
Рассмотрим окно «Развертка». В верхней части окна расположено поле «Шкала», в котором задается величина деления по оси Х. Изменять значение данного поля можно при помощи кнопок стрелок, которые появляются после того, как в это поле будет помещен курсор мыши. Начальная точка вывода сигнала на оси Х указывается в поле «задержка Х». Поле может принимать как положительное, так и отрицательное значение. По умолчанию значение данного поля – 0. Отображение сигнала на экране графического дисплея производится слева направо. Ввод положительного значения в данное поле сдвигает начальную точку вывода сигнала вправо, соответственно ввод отрицательного значения сдвигает начальную точку влево. Выбор режима развертки осуществляется посредством нажатия одной из четырех кнопок («Y/T», «Add», «B/A», «A/B»), расположенных в нижней части окна «Развертка». В случае выбора режима «Y/T» (сигнал по оси Y/время) на экране графического дисплея по оси Y будут отображаться сигналы каналов А и В, а ось Х будет осью времени. В режиме «Add» на экране графического дисплея отображается суммарный сигнал каналов А и В. Режимы «B/A», «A/B» используются для построения передаточной характеристики исследуемой схемы, при этом в режиме «B/A» отображается сигнал канала В относительно канала А, а в режиме «A/B» – сигнал канала А относительно канала В.
Рассмотрим окно «Канал А». В верхней части окна расположено поле «Шкала», в котором задается величина деления по оси Y (рис. 2).
Рис. 2. Изменение отображения формы сигнала на дисплее осциллографа в результате ввода новых значений величины деления по оси Х и Y
Начальная точка вывода сигнала на оси Y указывается в поле «смещение Y». Поле может принимать как положительное, так и отрицательное значение. По умолчанию значение данного поля – 0 (в этом случае начальная точка Y находится на пересечении осей Y и Х). Ввод положительного значения в данное поле сдвигает начальную точку вверх по оси Y, соответственно ввод отрицательного значения сдвигает начальную точку вниз (изменение значения в данном поле на 1 сдвигает исходную точку на одно деление оси Y) - рис. 3.
Рис. 3. Сдвиг начальной точки вывода сигнала канала А на оси Y
Выбор режима работы осуществляется посредством нажатия одной из трех кнопок («АС», «0», «DC»). В режиме «АС» отображается только переменная составляющая сигнала. В режиме «DC» отображается сумма переменной и постоянной составляющих сигнала. В случае выбора кнопки «0» входной канал замыкается на землю, а на экране графического дисплея отображается прямая линия в точке исходной установки оси Y. В правой нижней части окна «Канал А» расположен индикатор входного вывода, отображающий наличие подключения канала А к схеме.
Окно «Канал В» имеет аналогичные параметры настроек, за исключением наличия кнопки «-», которой нет в окне «Канал А». Данная кнопка задает инверсный режим работы осциллографа, в котором сигнал инвертируется относительно положения нуля. Данный режим применим только для канала В.
В нижней правой части панели управления осциллографа размещено окно «Синхронизация». В верхней части окна находится поле «Запуск», в котором расположены пять кнопок. Первые две кнопки позволяют осуществить выбор запуска сигнала синхронизации - по фронту или по срезу. Следующие три кнопки позволяют выбрать источник синхронизации: «А» (канал А), «В» (канал В), «Внеш» (внешняя синхронизация). При помощи поля «Уровень» путем ввода значения с клавиатуры можно регулировать уровень, при превышении которого происходит запуск осциллограммы. В нижней части окна «Синхронизация» находятся кнопки выбора режима синхронизации:
- «Одн» (Однократный) – режим ожидания сигнала синхронизации. Используйте этот режим для регистрации однократного сигнала;
- «Норм» (Обычный) – в данном режиме осциллограф обновляет изображение на экране графического дисплея каждый раз при достижении уровня переключения;
- «Авто» (Автоматический) – сигнал синхронизации создается автоматически, данный режим используется в том случае, когда невозможно создать сигнал запуска в однократном или обычном режиме. Запуск осциллограммы производится автоматически при подключении осциллографа к схеме или при включении эмуляции схемы;
- «Нет» (Синхронизация отсутствует) – данный режим может быть использован в случае измерения напряжения постоянного тока.
В верхней правой части панели управления осциллографа расположены две кнопки: «Экран» и «Сохранить». Кнопка «Экран» используется для инверсии цвета фона экрана графического дисплея осциллографа – с ее помощью производится переключение между белым и черным цветом фона (рис. 4).
Рис. 4. Инверсия экрана виртуального осциллографа
Сохранить результаты измерений, полученные при помощи осциллографа, на диск вашего компьютера (рис. 5) можно в формате .scp (осциллограмма), .lvm (текстовый файл), .tdm (двоичный файл) при помощи кнопки «Сохранить».
Рис. 5. Результаты измерений, полученные при помощи виртуального осциллографа (файл в формате .scp)
beluikluk Опубликована: 01.08.2015 0 0
Вознаградить Я собрал 0 0
Генератор слова (или кодовый генератор) предназначен для генерации 32-разрядных двоичных слов, которые набираются пользователем в 16-ричном коде в строке Hex или в двоичном коде в строке Binary на панели Edit (рис. 53).
Рис. 53. Лицевая панель генератора слова
Чтобы изменить значение любого бита кодового слова, надо выбрать число (щелкнуть по нему, при этом оно меняет цвет), которое необходимо изменить, и ввести новое значение в строках HEX, ASCII или Binary на панели Edit. Измененное кодовое слово отображается на выходных клеммах генератора, расположенных в нижней части лицевой панели.
На панели Address расположены четыре окна. Каждое кодовое слово из списка имеет адрес, выраженный 4-разрядным 16-ричным числом.
В окне Edit отображается адрес выбранного в таблице слова, в окне Current – адрес выдаваемого кодового слова.
В окне Initial устанавливается адрес первого кодового слова множества слов, поступающих на выход генератора, в окне Final – адрес последнего кодового слова множества слов, поступающих на выход генератора.
Для того чтобы создать множество кодовых слов, выдаваемых генератором слова, нужно ввести адрес первого и последнего слова в окно Initial и Final соответственно.
На панели Controls устанавливается режим выдачи кодовых слов.
Чтобы выдать 32-разрядное слово на выход прибора, надо щелкнуть по одной из кнопок Step, Burst or Cycle. Номер этого слова отобразится в окне Current на панели Address.
Если необходимо выдать только одно слово, следует щелкнуть по кнопке Step, если все кодовые слова множества, то щелкнуть по кнопке Burst.
Если щелкнуть по кнопке Cycle, то будут выдаваться все кодовые слова множества непрерывно циклически. Остановить выдачу слов можно, повторно щелкнув по кнопке Cycle.
Если нужно остановить и возобновить выдачу слов с определенного слова, нужно щелкнуть по кнопке Breakpoint.
Чтобы установить контрольную точку (Breakpoint), нужно выбрать в списке кодовое слово, на котором следует остановить вывод слов, и затем щелкнуть по кнопке Breakpoint. У этого слова появится метка в виде звездочки.
Чтобы удалить контрольную точку, нужно выбрать существующую контрольную точку, затем щелкнуть по кнопке Breakpoint.
Можно установить несколько контрольных точек. Контрольные точки могут использоваться как при непрерывной (Cycle), так и при однократной (Burst) выдаче множества слов.
С помощью кнопки Pattern можно создавать новые или использовать ранее записанные множества кодовых слов.
На панели Triggering расположены четыре кнопки, с помощью которых можно установить источник запускающего сигнала (внутренний (Internal) или внешний (External)) и фазу запускающего сигнала (по переднему или заднему фронту).
На панели Frequency устанавливается тактовая частота генератора слова в герцах, кило- или мегагерцах. Кодовые слова поступают на выход генератора с каждым тактом генератора. Рядом расположена клемма, на которую выдается сигнал готовности выдавать данные.
Логический преобразователь (Logic Converter)
На лицевой панели преобразователя (рис. 54) расположены клеммы-индикаторы входов A, B, C, …, H и клемма выхода Out, окно для отображения таблицы истинности исследуемой схемы, строка для отображения ее булева выражения и панель Conversions.
На панели Conversions расположены шесть кнопок, используемых для получения:
–таблицы истинности исследуемого устройства,
–булева выражения, реализуемого исследуемым устройством,
–минимизированного булева выражения,
Рис. 54. Лицевая панель логического преобразователя
–таблицы истинности по булевому выражению;
–схемы устройства по логическому выражению на логических элементах без ограничения их типа,
–создания схемы устройства только на логических элементах «И-НЕ».
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Цель данного параграфа - научиться пользоваться 16-канальным устройством регистрации двоичных сигналов во времени Logic Analyser. Для этого была собрана в рабочем окне программы Multisim схема, показанная на рис. 20. Как и ранее в П.11.1, генератор слова Word Generator XWG1 настроен на выдачу по 4-м младшим каналам кодовой последовательности от 0h до 0Fh, которая подаётся на первые 4 входа (канала) логического анализатора Logic Analyser. Дополнительно, сигнал готовности Data Ready (клемма «R») заведён на 6 канал. На лицевой панели Logic Analyser номер канала N указывается обозначением Tem N, а имя временной диаграммы, изображённой на данном канале, синонимично имени электрической цепи, порядковый номер которой вводится программой автоматически при прокладке цепи. Впрочем, имя цепи можно переназначить, если необходимо подчеркнуть функциональную нагрузку цепи. Сейчас делать это мы не будем.
Рассмотрим внимательно временные диаграммы на экране анализатора Logic Analyser (рис. 21), а также панель настройки синхронизации Clock Setup (надо щёлкнуть по кнопке Set панели Clock - таймер). Анализатор Logic Analyser может работать в 2-х режимах синхронизации: внутренняя синхронизация (именно она сейчас установлена - кнопка Internal) и внешняя синхронизация (кнопка External).
Рис. 20. Схема изучения работы логического анализатора Logic Analyser■ При внутренней синхронизации таймер Clock Rate в каждом цикле задаёт частоту выборки входных сигналов и отображает их на экране. Даже если входные значения изменятся - значения на экране сохраняться до следующего цикла. Это значит, что частота выборки должна намного превышать частоту изменения входного сигнала. В нашем случае частота выборки составляет 16 кГц (kHz), что в 16 раз больше частоты генерации кодовых комбинаций генератора слова 1 кГц (см. рис. 20). В ранних сериях Multisim это превышение должно было быть кратно 2 n (n=1, 2, 3, 4 и т. д.), так как именно в этой пропорции изменялись значения параметра Clocks/ Div, определяющего временную цену одного деления развёртки диаграмм на экране.
Таким образом, при частоте выборки 16 кГц и значении Clocks/Div=16 деление во времени будет равно 1 мс (ms), что соответствует интервалу выдачи кодовых комбинаций генератором слова[2] при частоте в 1 кГц. Заметим, что параметром Clocks/ Div удобно изменять масштаб временной развёртки диаграмм на экране.
Кстати отношение “Post- trigger samples/ clock rate” –регулирует максимальную длительность процесса отображения кодовых последовательностей на экране (в секундах для частоты синхронизации в Гц, в миллисекундах для – кГц и т. д.).
Обратите также внимание на форму сигнала Data Ready, стробирующего выдачу кодовых комбинаций.
Визирные линейки (первая - голубая, вторая – жёлтая) позволяют получить точные отсчеты для временных интервалов Tl, T2 и Т2-Т1, а наличие линейки прокрутки по горизонтали позволяет анализировать процессы на большом временном интервале. Нажатие на кнопку Reset стирает информацию с экрана логического анализатора. Кнопка Reverse инвертирует цветное изображение экрана.
■ Качественное отображение временных диаграмм можно получить, используя внешний режим синхронизации Logic Analyser сигналом Data Ready (клемма «R»), который заводится на вход «С – clock)» анализатора (см. рис. 22).
Рис. 22. Логический анализатор Logic Analyser в режиме внешней синхронизации.
В этом случае частоту выборки Clock Rate целесообразно выбирать равной частоте работы генератора слова, а параметром Clocks/ Div изменять масштаб временной развёртки диаграмм.
Обратите внимание, что задержка в изображении временных диаграмм равная 150 мкс (μ), составляет время задержки положительного перепада сигнала Data Ready показанного на рис 21 (примерно 6,6% такта работы генератора Word Generator).
12. Пример 2. Функциональное моделирование комбинационной схемы
Битного сумматора .
В данном параграфе будет рассмотрена последовательность действий по разработке комбинационной схемы 4-битного сумматора, включающей её логическое тестирование программой Multisim.
1. Синтез схемы сумматора в заданном логическом базисе.
2. Понятие об иерархическом проектировании электронных схем. Создание подсхем.
3. Ввод материалов синтеза схемы в рабочие окна программы Multisim:
а) ввод материала по синтезу схемы сумматора в окно Description Box Editor,
б) ввод схемы сумматора в рабочее окно Circuit программы Multisim с учётом использования шин и подсхем.
4. Функциональное моделирование (логическое тестирование) схемы
Читайте также: