Уважаемые коллеги, мы работаем в обычном режиме с 30.10 по 7.11. Посмотреть контакты
   
Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65

Статья опубликована в рамках: XVIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 03 апреля 2017 г.)

Наука: Информационные технологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Бочаев Р.М. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА MULTISIM ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. XVIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 7(18). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/7(18).pdf (дата обращения: 28.10.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 127 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА MULTISIM ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ

Бочаев Роман Маратович

студент, институт математики, естествознания и техники ЕГУ им. И.А. Бунина,

РФ, г. Елец

Научный руководитель Зайцева Ирина Николаевна

канд. пед. наук, доцент ЕГУ им. И.А. Бунина,

РФ, г. Елец

Разработка современной электронной аппаратуры требует использование программных средств моделирования и автоматизированного проектирования.

Основными этапами разработки электронного устройства являются проектирование, тестирование, реализация и окончательные испытания.

На этапе проектирования рассматриваются конструктивные особенности, способы реализации соответствующих функций и выполняются технико-экономические расчеты. Предлагается несколько вариантов решения поставленной задачи, и выбираются наиболее оптимальные. Также разрабатываются структурная и электрическая принципиальная схемы будущего устройства в соответствии с выбранной технологией реализации.

На этапе тестирования проводится максимально возможная проверка функциональности, стабильности работы и соответствие полученных результатов техническим требованиям. Тесты должны быть максимально приближены к условиям эксплуатации устройства, учитывать влияние на него изменения температуры, влажности и т.п.

На этапе реализации все спроектированные компоненты передаются на производство, где схемы и чертежи приобретают материальную форму первых прототипов. После этого, проводятся физические испытания первых экземпляров устройства, для конечного устранения недостатков и доработки устройства.

С повышением точности технического процесса увеличиваются требования к точности исполнения электронных схем. Поэтому, в настоящее время, этапы проектирования и тестирования почти полностью реализуются в виртуальных средах проектирования.

Самыми популярными и общедоступными программными пакетами моделирования электронных схем являются Electronic Workbench 5.12, Multisim 10 и Micro-Сap 10.

Система моделирования Multisim 10 значительно отличается инструментами ручной и автоматической смены точности моделирования. Алгоритм автоматического переключения вступает в действие при обнаружении ошибок в моделировании, причиной возникновения которых является убыточность или недостаточность данных моделирования [1].

В его пользу большая встроенная библиотека элементов и возможность ее пополнения собственными элементами с заданными характеристиками. Отдельно следует отметить интерактивные компоненты, характеристики которых можно изменять во время работы процесса моделирования схемы. Изменение параметров таких компонентов мгновенно влияет на схему, в режиме реального времени просчитывается виртуальной средой.

Мастер поддержки и обновления (SUU – SupportandUpgradeUtility) автоматически проверяет наличие последней версии программных модулей и устанавливает с помощью сети Интернет необходимые обновления, обеспечивая постоянно высокий уровень работы программного обеспечения.

Корпорация National Instruments уделила внимание всем циклам разработки электронных устройств, выпустив следующие программы: Ultiboard 10.0 (платформа для проектирования и трассировки печатных плат); LabView (графическая среда разработки для создания гибких, масштабируемых приложений тести­рования, измерения и управления); Signal Express (интерактивное программное обеспечение для сбора, сравнения, автоматизации и сохра­нения измерений); ELVIS (комплект виртуальных инструментов). Их совместное использование с Multisim 10 позволяет достичь полной непрерывности цикла проектирования: создание принципиальной схемы и моделирование, изготовление прототипа и проведение тестовых испытаний.

Продемонстрируем возможности ПП Multisim при исследовании схемы двухкаскадного усилителя с RC- связью между каскадами (далее - УНЧ).

Соберем схему УНЧ в среде Multisim 10, и вначале определим коэффициент усиления по напряжению на частоте 1 кГц в линейном режиме (режим А) с согласованной нагрузкой R10 = 3,9 кОм – рис.1.

 

Рисунок 1. Модель схемы УНЧ в режиме усиления А на частоте 1 кГц

 

Исходя из показаний осциллографа коэффициент усиления по напряжению в линейном режиме А равен – рис.1

                                                        (1)

в относительных единицах это составит:

                               (2)

При подаче на вход УНЧ синусоидального сигнала с Uвх = 10 мВ, частоты 1 кГц, УНЧ переходит в режим ограничения по выходному сигналу – рис.2.

 

Рисунок 2. Модель схемы УНЧ в режиме ограничения выходного сигнала

 

При этом коэффициент усиления по напряжению равен

                                                           (3)

и

                                          (4)

Получаем, что коэффициент усиления УНЧ в режиме ограничения выходного сигнала уменьшился почти на ≥ 15 dB.

Далее, для построения амплитудно – частотной характеристики (АЧХ) УНЧ используем виртуальный прибор «Плоттер Боде» [1] – рис.3.

 

Рисунок 3. Амплитудно-частотная характеристика УНЧ с использованием плоттера Боде

 

Получаем среднюю частоту полосы пропускания равна ≈ 30…170 кГц (по уровню ≈ ±0.5 dB).

Таким образом, продемонстрированы некоторые основные функциональные возможности программы Multisim 10: выполнение любых по сложности экспериментов, прогнозирование и отображение полученных результатов; проведение тестирования спроектированной схемы и внесение соответствующих изменений; работа с диаграммами с помощью виртуального осциллографа так же, как с настоящим осциллографом; построение АЧХ с помощью плоттера Боде;  выявление неисправностей.

 

Список литературы:

  1. Марченко, А. Л., Освальд С. В. Лабораторный практикум по электротехнике и электронике в среде Multisim: учебное пособие для вузов. – М.: ДМК пресс, 2010. – 448 с.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 127 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом