Технология моделирования электронных устройств с использованием программы Multisim. Измерительные инструменты

Измерительные инструменты

В состав программы входит большой набор измерительных инструментов, основные из них приведены в таблице.

1. Мультиметр

Мультиметр используется для измерения напряжения, тока, сопротивления или потери сигнала между двумя точками схемы. Для измерения силы тока в ветви он включается последовательно, в остальных случаях параллельно.

Подключение к схеме производится с помощью клемм “+” и “—“ . Обе клеммы подключать обязательно!

1.1. Регулирование параметров мультиметра

Можно устанавливать следующие параметры мультиметра:

  - ток (A);

  - напряжение (V);

  - сопротивление (Ω);

  - потери мощности сигнала (dB).

Тип сигнала:

  - переменный (AC);

  - постоянный (DC).

1.2. Настройки мультиметра (settings)

Клавиша Settings (Настройки) на мультиметре используется для задания внутреннего сопротивления вольтметра и амперметра, внутреннего тока омметра.

Эти внутренние параметры предназначены для моделирования реального мультиметра. Их значения, установленные «по умолчанию», близки к идеальным для того, чтобы прибор оказывал незначительное воздействие на работу тестируемой схемы.

Следует избегать использования слишком высокого сопротивления вольтметра в схемах с низким сопротивлением, или амперметра с очень низким внутренним сопротивлением в схемах с высоким сопротивлением. Большое отличие этих параметров может привести к математическим ошибкам переполнения во время моделирования схемы.

1.3. Режим измерения переменных сигналов

Для измерения среднеквадратичного (root-mean-square RMS) значения переменного тока или напряжения нужно нажать (с помощью мыши) символ “волнистая линия”. При этом все компоненты постоянного сигнала удаляются, а измеряется только значение переменной составляющей сигнала.

1.4. Режим измерения постоянных сигналов

Измерить значения постоянного тока или напряжения можно нажатием (с помощью мыши) символа “прямая линия”. Все компоненты переменного сигнала при этом удаляются, а измеряется только значение постоянной составляющей сигнала.

1.5. Измерение тока

Для использования мультиметра в качестве амперметра служит кнопка “A”. Амперметр включается в разрыв линии соединения в точке, в которой необходимо измерить величину тока. При последующем измерении тока в другой точке мультиметр должен быть переключен в разрыв в этой точке, при этом схему необходимо снова включить.

Внутреннее сопротивление амперметра очень мало (1 нОм), но его можно изменить, используя кнопку Settings (Настройки) на мультиметре.

1.6. Измерение напряжения

Мультиметр можно использовать в качестве вольтметра нажав на нем кнопку “V” и подключив выводы вольтметра к соединителям параллельно нагрузке, на которой измеряется величина напряжения.

Внутреннее сопротивление вольтметра очень велико (1 ГОм), но его можно изменить, используя кнопку Settings (Настройки) на мультиметре.

После включения схемы выводы мультиметра могут быть переключены для измерения напряжения к другим точкам схемы.

1.7. Измерение сопротивления

Для использования мультиметра в качестве омметра служит кнопка “Ω”. Таким образом можно измерить сопротивление между двумя контрольными точками схемы.  Мультиметр при этом должен быть установлен в режим измерения постоянного сигнала.

Для получения точных измерений следует убедиться, что элемент или группа элементов схемы заземлена и не присоединена к источнику питания. Не должно быть ничего лишнего подсоединено параллельно к элементу или группе элементов.

1.8. Измерение потери мощности сигнала

 При установке мультиметра в режим “dB” (децибелы) можно использовать его для измерения потерь мощности сигнала между двумя точками схемы.  Потеря мощности при этом вычисляется по формуле:

 Стандартное значение базы (standard base) для вычисления dB по умолчанию установлено равным 1В.

2. Функциональный генератор

Функциональный генератор - это источник напряжения, который выдает аналоговые сигналы в синусоидальной, прямоугольной или треугольной форме. Можно изменять частоту сигнала, длительность, амплитуду и смещение относительно нуля.

2.1. Форма сигнала

  Форма выходного сигнала выбирается нажатием кнопки на функциональном  генераторе, соответствующей желаемой форме выходного сигнала (синусоидальный, треугольный или прямоугольный).

Форму треугольного и прямоугольного сигналов можно изменять изменением длительности импульсов.

2.2. Частота (frequency)