Transcript
Introducción a Multisim 10.1
Benjamin CelisIngeniero de Aplicaciones, National Instruments
Objetivos del Curso
• Proveer una introducción general a NI Multisim
• Proveer una presentación detallada de cómo utilizar las funciones primarias de NI Multisim
• Desarrollar una experiencia interactiva de trabajo con NI Multisim
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Multisim
Procedimiento
• El curso cuenta con 4 secciones, el cual se dará en 2 horas:
― Captura de esquemáticos― Simulación― Diseño Integrado usando Electronics Workbench y National
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― Diseño Integrado usando Electronics Workbench y National Instruments
― Características Académicas
Sección I – Captura de Esquemáticos
¿Qué es Multisim?
• Una herramienta de propósito general para diseño de PCBs
• Entrada de diseño (Captura de esquemáticos, texto HDL )
• Simulación (SPICE, VHDL, RF & Co-simulación)
• Análisis
• Generación de forma de onda gráfica
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• Generación de forma de onda gráfica
El Ambiente de NI Multisim
• Elementos de menú, barra de herramientas sistema/diseño, conmutador simulación
• Área de trabajo reconfigurable
• Barra de herramienta de
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• Barra de herramienta de componente
• Herramientas de diseño
• Indicador de estatus
Configurando NI Multisim
• Options»Sheet Properties o clic derecho en el área de trabajo
– circuitos, área de trabajo, cableado, fuentes, etc.
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• View
– Mostrar/ocultar barra de herramientas
– Instrumentos virtuales
– Simulación de conmutador
Configurando NI Multisim
• Options»Global Preferences
• Opciones para paths, opciones para
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• Opciones para paths, opciones para guardar (incluyendo autosave)
• Método de posicionamiento de componentes
• Sets de símbolos usados, etc.
Componentes
• Analógico, Digital, Mixto
• Real, Ideal, Virtual
• Partes Animadas
• Componentes Interactivos
• Componentes digitales
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• Componentes digitales multisección
• Dispositivos electromecánicos
• Librería RF
Características de Componentes
Característica Propósito
General Nombre Componente, Fecha, Autor, Función
Símbolo Representación pictórica y lógica para diseño de esquemáticos
Modelo Modelo para simulación de comportamiento
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Modelo de Pin Propiedades del pin para partes analógicas/digitales/HDL
Footprint Representación física de las conexiones de soldadura y despliegue en PCB
Parámetros
Electrónicos
Usado para propósitos de documentación
Campos de
Usuario
26 campos para información como vendedor, precio, etc
Captura de Esquemáticos con NI Multisim
• Tres pasos
– Accediendo partes desde la base de datos
– Posicionando partes (locación y orientación)
– Conectando partes con cables
• Operación Sin Modelo
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CablearPoner
partes
Acceso a
partes
Componentes
• Fuentes
• Básicos
• Diodos
• Transistores
• Señal Mixta
• Indicadores
• Misceláneos
• Electromecánicos
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• Transistores
• Análogos
• TTL
• CMOS
• Misceláneos Digitales
• Electromecánicos
• RF
• Bloques jerárquicos
• Bus
Base de Datos de NI Multisim
• Organización de Base de Datos
– 3 Niveles
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1. Maestro
2. Corporativo
3. Usuario
• Partes
– Cerca de16,000 partes
Posicionando Partes
• Rotar antes de posicionar
• Ocultar
• Mover (mediante cursor o teclas)
• Rotando, Girando (cambio para rotar múltiples partes)
• Seleccionando símbolo vs. etiqueta
• Zoom para posicionamiento fino
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• Zoom para posicionamiento fino
Cableado
• Intuitivo
• Sin modalidades( no posicionamiento vs. modo cableado)
• Cableado en espacio en blanco (Doble clic en el área de cableado)
• Actualización automática de Real-time
• Fácil de cambiar conexiones de cableado una vez posicionado
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• Fácil de cambiar conexiones de cableado una vez posicionado
• El cursor cambia para indicar la modalidad
C u rs o r M o d e
P la c e o r M o v e P a r t
S e le c t M e n u Ite m o r Ic o n
P la c e W ire
R e w ire
Cableado
• Modos de cableado- manual, automático, o combinado
• El cableado mantiene la integridad con partes móviles/rotadas
– Controlado por el usuario
• Cables móviles- segmentos, esquinas, cables en ángulo
• Usando puntos de arrastre
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Cableado – Características Especiales
• Automáticamente conecta pines a cables
• Use clic izquierdo para seleccionar y terminar la conexión
• Desconectar y reconectar
• Posicionar partes sobre los cables
• Cableado virtual
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• Cableado virtual
• Ancho de cable o bus
• Colores
• Uniones
• Moviendo cables posicionados
Ejercicio 1
Captura de Esquemáticos
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Sección II – Simulación
Simulación
“Los resultados de una simulación precisa no ocurren por accidente. Tanto los modelos de los dispositivos y las opciones del simulador seleccionadas determinarán la velocidad, exactitud y eficiencia de los resultados.”
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Ron Kielowski, Author, Inside SPICE, 2nd Edition
Simulación
• ¿Qué es simulación?
• Tipos de Simulación
– SPICE/XSPICE
– VHDL
– Microcontrolador (8051/8052, PIC16F84/16F84A)*
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– Microcontrolador (8051/8052, PIC16F84/16F84A)*
– RF
• NI Multisim soporta estos tipos individuales así como en conjunto usando una técnica de co-simulación patentada
Modelos de Simulación
• Importancia de un buen modelo de simulación
• Marcadores de Modelos
• Modelando el código
• Tipos de modelos de
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• Tipos de modelos de simulación
– Primitivos
– Subcircuitos
– Comportamiento
Niveles de Modelo
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• 4 Niveles
• Modelos de alto nivel más sofisticados o efectos únicos
Ventaja de NI Multisim
• Reconoce que la mayoría de los usuarios no son PhDs en simulación
• Usuarios quieren el beneficio de la simulación sin tener que saber los detalles de SPICE (o Verilog o VHDL, etc.)
• Se oculta sintaxis confusa
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• Se oculta sintaxis confusa
• A menos que se quiera- entonces está todo disponible
Exercise 2
Simulando Circuitos y Análisis SPICE
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Simulación con Instrumentos
• Multímetro
• Generador de Funciones
• Wattmetro
• Osciloscopio 2 canales
• Osciloscopio 4 canales
• Analizador de Bode
• Analizador de Distorsión
• Analizador de Espectro
• Analizador de Red
• Generador de Funciones Agilent
• Multímetro Agilent
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• Analizador de Bode
• Contador de Frecuencia
• Generador de Palabras
• Analizador Lógico
• Convertidor Lógico
• Analizador V-I
• Osciloscopio de Modo Mixto Agilent
• Osciloscopio de 4 Canales Tektronix
• Instrumentos de LabVIEW
• Punta de Prueba de Mediciones
• Punta de Prueba de Corriente
Simulación con Instrumentos “Reales”
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• Instrumentos Reales Simulados
• Se comportan como los instrumentos reales según se especifica en los manuales de usuario
Osciloscopio de señal mixta
Instrumentos Virtuales– El MultímetroPanel de Instrumentos Abierto
Identificador de Instrumento
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Indicadores de terminal
entrada/salida
Icono de Instrumento
Terminales de Cableado
Instrumentos en Circuitos
• Accediendo a Instrumentos desde la barra de diseño
• Colocando instrumentos
– Múltiples instrumentos
– Conectando
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– Conectando
La Punta de Medición
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• Constantemente actualiza valores
• Alternativa simple y rápida
• Ahorra espacio en el esquemático
• Control de precisión y umbrales
• Usado para disparar eventos en la Caja
de Descripción del Circuito
Análisis
• NI Multisim provee análisis para examinar comportamiento de circuitos en maneras no posibles en el mundo físico
• Requiere simulación
• Breve descripción de los análisis
• Expresiones personalizadas pueden ser fácilmente añadidas
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• Expresiones personalizadas pueden ser fácilmente añadidas
Análisis
• Punto de Operación
DC
• Transitorio
• Barrido de Frecuencia
AS
• Punto 3 dB
• Barrido de Parámetros de
Modelo
• Análisis I-V
• Sensibilidad AC
• Sensibilidad DC
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• Punto 3 dB
• Análisis definido por el
usuario
• Fourier
• Ruido
• Distorsión
• Barrido de Temperatura
• Polo-Cero
• Función de Transferencia
• Peor Escenario
• Monte Carlo
• Análisis en Lote
Examine
Resultados
en
Graficador
Ejecutar
Simulación
Configure
Parámetros
y
Variables
de Salida
Seleccione
Análisis
e
Introduzca
Expresión
Ayuda en línea
para referencia
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• Seleccione análisis deseado
• Introduzca cualquier expresión
• Configure los parámetros de análisis
necesarios
• Configure las opciones de análisis
• Utilice la ayuda en línea
para referencias
• Corra la simulación
• Examine los resultados en
el graficador
Análisis – Análisis Transitorio
• Análisis Transitorio vs. Osciloscopio
• Configure condiciones iniciales y TSTOP
• Entendiendo TMAX, TSTEP
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• Entendiendo TMAX, TSTEP
– Solución de problemas“Time Step to small”
Configurando Variables de Salida
Añada
Expresiones
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• Escoja variables de salida de la lista
• Voltajes y corrientes están listados en la izquierda
• Clic en el botón “More” para añadir una variable interna al modelo
• Posiciones fuentes de voltaje “tontas” para hacer medición de corriente
Expresiones
Indicador de
Gráfica de
Corriente
Graficador
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• Resultado de Simulaciones
• Vea, Ajuste, Guarde, Imprima y Exporte datos
• Cursores Precisos para Medición(x, y)
• Sobreponga resultados para comparar
• Guarde resultados para usar en LabVIEW, Signal Express, Excel, y otros
Grapher
Graficador
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• Edit » Page Properties
• Modifique la gráfica y títulos• Edit » Properties
• Active grids, cursores
Graficador
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• Edit » Properties
• Edite la información para trazas específicas (nombre / color / justificación de ejes)
• Añada desfases
Sección III – Pruebas y Diseño Integrados
Flujo de Diseño Integrado
• Cree y use instrumentos personalizados de LabVIEW en sus
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• Cree y use instrumentos personalizados de LabVIEW en sus circuitos como:
– Analizador/Generador de Señales
• Datos del mundo real que puedan controlar su simulación, use archivos TDM y LVM
• Guarde a archivos.LVM y .TDM
Integración con LabVIEW• Sobreponga datos
simulados con los adquiridos
• Automatice prueba y validación de diseño
• Verifique la exactitud de la
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• Verifique la exactitud de la simulación del diseño
Integración con
LabVIEW
Integración con SignalExpress
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• Sobreponga datos de la simulación con los resultados de mediciones
• Automatice pruebas y validación de diseños
• Verifique precisión de la simulación de modelo
Sección IV – Características Académicas
Fallas en Componentes
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• Use la sección de fallos en las propiedades del componente para simular
fallos
Restricciones de Circuitos y Globales
• Oculte fallas en componentes para forzar a los estudiantes a encontrar el fallo en componentes virtuales
• Deshabilite acceso a las
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• Deshabilite acceso a las características que no quiera que sus estudiantes tengan
• Bloquee subcircuitos para crear cajas negras que sus estudiantes deben analizar
Tarjeta de Prototipos 3D
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• Ponga elementos en 3D en una tarjeta de prototipos virtual
• Practique cableado en la tarjeta de prototipos basándose en el diagrama del circuito
• Los símbolos de los componentes y cables se ponen verdes cuando están correctamente conectados en la tarjeta de prototipos
Tarjeta de Prototipos 3D NI ELVIS
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• Esquemáticos NI ELVIS (File -> New -> ELVIS Schematic) tendrá una correspondiente tarjeta 3D ELVIS
Exercise 3
Prototipo Virtual 3D
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Módulo NI Multisim MCU
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• Simule Microcontroladores en sus diseños
• Circuitos de modo mixto incluyendo VHDL y componentes analógicos/digitales
• 8051/8052 y PIC16F84/84A están disponibles
Módulo NI Multisim MCU
• Vea memorias como EEPROM, ROM, PC y registros
• Al estar construido en ensamblador le permite insertar puntos de quiebre y pasos
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puntos de quiebre y pasos secuenciales en el código
Agenda
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