Как найти светодиод в мультисиме - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Все статьи цикла.

Введение

Программная среда Multisim предоставляет большое количество виртуальных инструментов, предназначенных для генерации тестовых сигналов, а также для измерений и исследования поведения разрабатываемых электрических схем. Виртуальные приборы Multisim — это программные модели контрольно-измерительных приборов, которые соответствуют реальным. Использование виртуальных приборов в Multisim (осциллографов, генераторов сигналов, сетевых анализаторов и т. д.) — простой и понятный метод взаимодействия со схемой, почти не отличающийся от традиционного при тестировании или создании радиоэлектронного устройства. Представленные в Multisim виртуальные инструменты могут быть полезны разработчикам электронных устройств, сэкономят время и спасут от ошибок на всем пути разработки схемы.

Помимо виртуальных инструментов Multisim, в программе имеется набор приборов LabView. С некоторыми из них мы уже ознакомились в предыдущих статьях данного цикла. В состав Multisim входят следующие приборы LabView: измеритель характеристик полупроводниковых приборов (BJT Analyzer), измеритель комплексных сопротивлений (Impedance Meter), микрофон (Microphone), динамик (Speaker), анализатор сигналов (Signal Analyzer), генератор сигналов (Signal Generator), потоковый генератор сигналов (Streaming Signal Generator).

Пиктограмма «Приборы LabVIEW» расположена на панели инструментов «Приборы». Возле пиктограммы находится значок стрелки, нажатие которого приводит к открытию выпадающего списка приборов LabView (рис. 1), поставляемых с Multisim.

Рис. 1. Стандартные инструменты в меню виртуальных приборов LabView

Для того чтобы добавить необходимый прибор в рабочее поле программы, нужно левой кнопкой мыши выбрать строку с его названием в этом списке и разместить его с помощью мыши на схеме. Чтобы отобразить лицевую панель прибора, нужно 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 настраивается и соединяется отдельно.

Помимо стандартных приборов LabView, в Multisim можно импортировать дополнительные виртуальные инструменты, скачав их с сайта National Instruments. На сайте эти приборы находятся по адресу [5] и размещены по категориям (рис. 2). После скачивания и распаковки архива с нужным прибором мы получим два файла с расширением .llb и .dll. Для того чтобы импортировать новый прибор LabView в Multisim, необходимо скопировать эти файлы в каталог по адресу C:UsersPublicDocumentsNational InstrumentsCircuit Design Suite 14.0LVInstruments, а затем перезапустить программу Multisim (рис. 3).

Рис. 2. Список категорий виртуальных инструментов LabView и инструменты из категории Control на сайте National Instruments

Рис. 3. Каталог импортированных файлов виртуальных инструментов LabView

Теперь можно открыть меню приборов LabView — добавленный прибор должен быть в списке (рис. 4). Если же строка с названием прибора не была добавлена, проверьте адрес, прописанный в окне настроек «Общие установки» на вкладке «Директории» в поле «Дополнительные приложения/Пользовательские приборы LabVIEW» (рис. 5). Данное окно можно открыть командой «Установки/Общие установки» основного меню программы. Путь к размещенным файлам на диске компьютера должен совпадать с адресом, прописанным в окне настроек.

Рис. 4. Импортированные в Multisim инструменты в меню виртуальных приборов LabView

Рис. 5. Окно «Общие установки», вкладка «Директории»

Отметим, что все дополнительные приборы LabView, предложенные для свободного скачивания на сайте National Instruments, стабильно работают в 12-й, 13-й и 14‑й версиях программы Multisim.

Рассмотрим подробно работу с некоторыми из дополнительных виртуальных инструментов LabView в Multisim.

Генератор шума Noise Source Generator

Шумы — это чисто случайные сигналы, мгновенное значение которых или фазу невозможно предсказать во времени. Шумы уменьшают качество полезного сигнала и могут генерироваться внутри операционного усилителя или связанных с ним пассивных элементов либо попадать в схему из внешних источников. Обычно доминируют шумы из внешних источников. Когда все источники входных сигналов отключены, а выход нагружен на соответствующую нагрузку, уровень шумов, называемый уровнем собственных шумов, определяет минимальный сигнал, при котором можно использовать схему. Цель разработчика — создать схему, где обрабатываемые сигналы находятся выше уровня собственных шумов, но ниже уровня, при котором они ограничиваются схемой. Разработка малошумящих схем требует поиска определенного баланса между внутренними и внешними источниками шума.

Multisim создает шумовую модель схемы, используя шумовые модели каждого резистора и полупроводникового устройства вместо AC-моделей, и затем проводит AC-подобный анализ. Программа рассчитывает шумовой вклад каждого компонента и распространяет его к выходу схемы во всем частотном диапазоне, заданном в диалоговом окне анализа.

В некоторых радиоэлектронных устройствах шум может быть полезным. Генераторы шума широко применяются в таких приборах, как электронные игры (для генерации случайных чисел), синтезаторы музыки и речи, измерители частотных характеристик, анализаторы акустических свойств помещений, и в других устройствах. Генераторы белого шума применяют в электромузыкальных устройствах, а также при имитации различных звуковых эффектов, для создания помех в акустическом диапазоне в различных помещениях и в линиях связи.

В большинстве названных устройств в качестве первичных источников шума используются «шумящие элементы». Создаваемые ими шумы обусловлены протекающими в них электрическими процессами. К ним относятся, например, тепловые шумы резисторов, шумы стабилитронов, специальных диодов и т. д. Однако все эти источники обладают существенными недостатками: малой мощностью шума, низкой временной и температурной стабильностью параметров, неравномерностью спектральных характеристик по частоте из-за действия других видов шума, например фликкер-шума. Такие генераторы требуют повторной настройки при смене шумящего элемента. Перечисленные недостатки отсутствуют у цифровых источников шума, «цифровой» шум которых представляет собой временной случайный процесс, близкий по своим свойствам к процессу физических шумов и называющийся поэтому псевдослучайным процессом. Цифровая последовательность двоичных символов в цифровых генераторах шума именуется псевдослучайной последовательностью, представляющей собой последовательность прямоугольных импульсов псевдослучайной длительности с псевдослучайными интервалами между ними. Период повторения всей последовательности значительно превышает наибольший интервал между импульсами.

Для создания шумового сигнала в Multisim можно использовать виртуальный генератор шума, в качестве которого применяется Noise Source Generator — виртуальный прибор LabView.

Noise Source Generator (многофункциональный генератор шума с широким набором регулируемых параметров) выдает данные как источник сигнала, который Multisim использует в процессе симуляции. Перед началом симуляции необходимо произвести настройку параметров генератора.

Рассмотрим подробнее работу с данным виртуальным прибором. Для чего разместим генератор в рабочем поле программы и подключим его выход Out к каналу А двухканального осциллографа. Настройка параметров генератора выполняется на его лицевой панели, которую можно открыть двойным щелчком левой кнопкой мыши по пиктограмме данного прибора в рабочем поле программы. Пиктограмма генератора на схеме и его лицевая панель представлены на рис. 6.

Рис. 6. Пиктограмма виртуального прибора Noise Source Generator в рабочей области программы Multisim и его лицевая панель

Лицевая панель генератора разделена на две вкладки (рис. 7): Noise Generate и Configuration. Набор параметров, доступных для настройки на этих вкладках, может отличаться в зависимости от выбранного в поле Noise Type вкладки Noise Generate типа шумового сигнала. Генерируемый сигнал отображается в окне графического дисплея на вкладке Noise Generate.

Рис. 7. Окно настроек шумового сигнала типа Inverse f Noise:
а) вкладка Noise Generate;
б) вкладка Configuration

Генератор позволяет формировать шумовой сигнал согласно с выбранным в поле Noise Type типом:

Uniform White Noise (рис. 8а) — равномерный белый шум. Виртуальный прибор генерирует псевдослучайный белый шум с равномерным законом амплитудного распределения, значения которого находятся в диапазоне [–a; a], где a представляет абсолютное значение амплитуды. При этом для настройки доступны следующие параметры: Amplitude (амплитуда), Sampling Rate [Hz] (частота дискретизации), Displayed Samples (отображаемая выборка), Seed (начальное значение);

Рис. 8. Осциллограмма сигнала на выходе генератора шума, тип сигнала:
а) Uniform White Noise

Gaussian White Noise (рис. 8б) — гауссовский белый шум. Виртуальный прибор генерирует псевдослучайную последовательность с гауссовским (нормальным) распределением с параметрами (0, s), где s является абсолютным значением заданного стандартного (среднеквадратичного) отклонения (standard deviation). Для настройки доступны следующие параметры: Vrms (напряжение rms), Sampling Rate [Hz] (частота дискретизации), Displayed Samples (отображаемая выборка), Std Deviation (стандартное отклонение);

Рис. 8. Осциллограмма сигнала на выходе генератора шума, тип сигнала:
б) Gaussian White Noise

Periodic Random Noise (рис. 8в) — периодический случайный шум. Виртуальный прибор генерирует массив, содержащий периодический случайный шум (PRN). При этом параметр «амплитуда спектра» (spectral amplitude) задает амплитуду частотных составляющих периодического случайного шума. Выходной массив содержит все частоты, которые могут быть представлены целым числом периодов на установленном числе выборок (samples). Каждая частотная компонента имеет величину, заданную параметром «амплитуда спектра», и случайную фазу. Таким образом, выходной массив можно представить как результат суммирования синусоид с одинаковыми амплитудами и случайными фазами. Для настройки генерации шумового сигнала типа Periodic Random доступны следующие параметры: Spectral Amplitude (амплитуда спектра), Sampling Rate [Hz] (частота дискретизации), Displayed Samples (отображаемая выборка), Seed (начальное значение), PRN Sample Length (длина выборки);

Рис. 8. Осциллограмма сигнала на выходе генератора шума, тип сигнала:
в) Periodic Random Noise

Poisson Noise (рис. 8г) — пуассоновский шум. Виртуальный прибор генерирует псевдослучайную последовательность значений, которые представляют число событий ординарного Пуассоновского процесса, появляющихся на заданном интервале, определенном величиной «среднее» (mean). Для настройки доступны следующие параметры: Scale Factor (масштабный множитель), Sampling Rate [Hz] (частота дискретизации), Displayed Samples (отображаемая выборка), Seed (начальное значение), Mean (среднее);

Рис. 8. Осциллограмма сигнала на выходе генератора шума, тип сигнала:
г) Poisson Noise

Inverse f Noise (рис. 8д) — 1/f шум. Виртуальный прибор генерирует осциллограмму шума, у которого спектральная плотность мощности обратно пропорциональна частоте в заданном спектральном диапазоне. Генерация осуществляется путем пропускания белого гауссовского шума через цифровой фильтр, у которого квадрат частотной характеристики изменяется по закону 1/(частота^{^} показатель). Величина «плотность шума» (noise density) определяет спектральную плотность идеального
1/f шума на опорной частоте (reference freq). Действительный 1/f шум аппроксимирует идеальный 1/f шум в диапазоне частот, заданном спецификацией фильтра (filter specifications). Следовательно, действительная спектральная плотность 1/f шума на опорной частоте будет находиться вблизи плотности шума, только если опорная частота находится в диапазоне частот, заданном спецификацией фильтра. Для настройки доступны следующие параметры: Scale Factor (масштабный множитель), Sampling Rate [Hz] (частота дискретизации), Displayed Samples (отображаемая выборка), Seed (начальное значение), Exponent (показатель), Noise Density (плотность шума), Ref Freq (опорная частота), Filter Specifications: lower cutoff freq, higher cutoff freq, order (спецификация фильтра: нижняя частота среза, верхняя частота среза, порядок);

Рис. 8. Осциллограмма сигнала на выходе генератора шума, тип сигнала:
д) Inverse f Noise

Gamma Noise (рис. 8е) — гамма-шум. Виртуальный прибор генерирует псевдо-случайный набор значений, которые представляют интервалы времени ожидания заданного числа событий Пуассоновского процесса с единичным средним. Величина «порядок» (order) определяет число событий. По умолчанию порядок равен 1. Для настройки генерации шумового сигнала типа Gamma Noise доступны следующие параметры: Scale Factor (масштабный множитель), Sampling Rate [Hz] (частота дискретизации), Displayed Samples (отображаемая выборка), Seed (начальное значение), Order (порядок);

Рис. 8. Осциллограмма сигнала на выходе генератора шума, тип сигнала:
е) Gamma Noise

Binomial Noise (рис. 8ж) — биномиальный шум. Виртуальный прибор генерирует псевдослучайную последовательность с биномиальным амплитудным распределением, значения которой представляют число реализаций событий, заданных вероятностью совершения событий и числом испытаний. Величина «число испытаний» (trials) представляет число испытаний, выполняемых для каждого элемента биномиального шума. По умолчанию это число равно 1. Величина «вероятность испытания» (trial prob) представляет вероятность того, что данное испытание будет успешным (trial prob = 1). По умолчанию это значение равно 0,5. Для настройки генерации шумового сигнала типа Binomial Noise доступны следующие параметры: Amplitude (амплитуда), Sampling Rate [Hz] (частота дискретизации), Displayed Samples (отображаемая выборка), Seed (начальное значение), Trials (число испытаний), Trial Prob (вероятность испытания);

Рис. 8. Осциллограмма сигнала на выходе генератора шума, тип сигнала:
ж) Binomial Noise;

Bernoulli Noise (рис. 8з) — шум Бернулли. Виртуальный прибор генерирует псевдо-случайный шум из единиц и нулей. При этом каждое значение на выходе прибора рассчитывается с помощью способа, эквивалентного подбрасыванию монеты с вероятностью выпадения единицы, определяемой параметром «вероятность единицы» (one probability). К примеру, если значение параметра «вероятность единицы» равно 0,7, то каждый элемент Bernoulli Noise имеет 70% вероятности быть единицей и 30% вероятности быть нулем. По умолчанию это значение равно 0,5. Для настройки доступны следующие параметры: Amplitude (амплитуда), Sampling Rate [Hz] (частота дискретизации), Displayed Samples (отображаемая выборка), Seed (начальное значение), One Probability (вероятность единицы);

Рис. 8. Осциллограмма сигнала на выходе генератора шума, тип сигнала:
з) Bernoulli Noise

Binary MLS Noise (рис. 8и) — двоичная последовательность максимальной длины. Виртуальный прибор генерирует двоичную последовательность максимальной длины (maximum length sequence — MLS), используя деление по модулю для простого полинома, имеющего порядок, заданный в поле Order. Для настройки доступны следующие параметры: Amplitude (амплитуда), Sampling Rate [Hz] (частота дискретизации), Displayed Samples (отображаемая выборка), Seed (начальное значение), Order (порядок).

Рис. 8. Осциллограмма сигнала на выходе генератора шума, тип сигнала:
и) Binary MLS Noise

Необходимо отметить, что чем выше значение частоты дискретизации, тем выше качество выходного сигнала. Осциллограммы всех типов сигнала на выходе генератора шума представлены на рис. 8.

Напомним, чтобы использовать виртуальный двухканальный осциллограф, необходимо нажать на его пиктограмму на панели инструментов «Приборы» и разместить его с помощью мыши в рабочей области проекта. Для отображения лицевой панели прибора нужно дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на пиктограмме осциллографа на схеме. После того как панель откроется, сделайте необходимые настройки подобно тому, как бы вы это сделали на панели реального прибора. Принцип соединения виртуального осциллографа с элементами схемы такой же, как и для других компонентов схемы. Виртуальный двухканальный осциллограф предоставляет возможность наблюдать за формой сигнала во времени. 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, предназначенный для графического отображения формы сигнала, а именно для отображения напряжения по вертикальной оси и, соответственно, времени по горизонтальной оси. Также прибор оснащен двумя курсорами для проведения измерений во временной области, которые при необходимости можно перемещать левой кнопкой мыши. В нижней части находится панель управления, предназначенная для настройки отображения измеряемого сигнала.

В нашем случае виртуальный двух-канальный осциллограф используется для графического отображения формы шумового сигнала, полученного на выходе виртуального генератора шума Noise Source Generator. Скачать виртуальный инструмент Noise Source Generator можно на сайте National Instruments по адресу [6].

Инструмент оценки интенсивности свечения светодиодов и ламп LED Intensity Grid

Светодиод — это полупроводниковый электрический прибор, современный аналог лампы накаливания, излучающий свет во время прохождения через него электрического тока. На сегодня светодиоды являются наиболее востребованными электронными компонентами, которые присутствуют почти во всех электронных приборах. Одна из характеристик светодиода — интенсивность его свечения. Это характеристика, определяющая яркость свечения при заданном тестовом токе.

В Multisim для оценки свечения светодиодов можно использовать прибор LabVIEW — LED Intensity Grid, доступный для скачивания на сайте National Instruments по адресу [9]. Инструмент позволяет легко проверить поведение всей LED-системы при условии, что она содержит до 16 светодиодов, и с большой долей вероятности подтвердить эффективность схемы. Также при помощи LED Intensity Grid можно проводить оценку свечения ламп. Прибор используется для отображения интенсивности свечения в виде двумерного изображения посредством раскрашивания областей на декартовой плоскости в различные цвета. LED Intensity Grid принимает на входе двумерный массив чисел. Каждое число массива представляет определенный цвет. Индексы элементов в таком двумерном массиве определяют места на плоскости, которые будут закрашены в эти цвета. Настройка параметров прибора выполняется на его лицевой панели, которую можно открыть двойным щелчком левой кнопки мыши по пиктограмме прибора, размещенного на схеме (рис. 9).

Рис. 9. Пиктограмма виртуального прибора LED Intensity Grid на схеме и его лицевая панель

Рассмотрим лицевую панель прибора более подробно. В ее центральной части находится графический экран результатов, клеточки в нем имеют яркость, пропорциональную силе тока в цепях, к которым подключены выводы LED Intensity Grid. На лицевой панели прибора доступны для настройки следующие параметры:

LED Grid Size (Rows, Columns) — размер массива светодиодов (количество строк и столбцов в сетке графического экрана результатов);
map selector — выбор цветовой схемы графического экрана результатов;
Ammeter (V/A) — коэффициент преобразования;
LED Specifications (Luminous Intensity, Beam Angle, Test Current) — характеристика светодиодов (сила света, угол свечения, тестовый ток);
Relative Luminous Intensity (Rel Lum, Current) — относительная сила света (относительная интенсивность излучения, ток).

Прибор работает таким образом, что сохранение предыдущих данных оценки интенсивности свечения невозможно, каждый раз при поступлении новых данных на вход прибора они будут замещать старые. Также отсутствует режим обновления изображения графического экрана результатов.

Подключение прибора к схеме рекомендуется производить при помощи токового пробника, который выполняет функцию преобразования тока, протекающего в проводнике, в напряжение.

Для того чтобы подключить прибор LED Intensity Grid при помощи токового пробника к схеме, необходимо:

На панели инструментов «Приборы» выбрать левой кнопкой мыши пиктограмму «Токовые клещи».
При помощи мыши перетащить токовый пробник на схему и подключить к нужному проводнику (количество токовых пробников должно соответствовать количеству исследуемых светодиодов в схеме).
Разместить в рабочей области проекта прибор LED Intensity Grid и подключить к нему выходные клеммы токового пробника.

Пиктограмму токового пробника на схеме, а также его подключение к проводнику и инструменту LED Intensity Grid демонстрирует рис. 10. Зеленая стрелка на пиктограмме отображает полярность подключения пробника, которую можно изменять следующим образом: щелкните на пробнике правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном меню выберите пункт «Полярность подключения».

Рис. 10. Подключение токового пробника к проводнику и инструменту LED Intensity Grid

По умолчанию отношение выходного напряжения токового пробника к измеряемому току установлено в 1 В/мA, но при необходимости этот параметр можно изменять. Делается это следующим образом. Дважды щелкните левой кнопкой мыши по пиктограмме рассматриваемого прибора и в открывшемся окне «Свойства бесконтактного пробника» (рис. 11) в поле «Коэффициент преобразования» введите нужное значение и единицы измерения (мВ/мA, нВ/мA …). Используйте значение коэффициента преобразования для конвертирования напряжения в ток. Для прямого (1:1) отношения выходного напряжения к измеряемому току значение коэффициента преобразования устанавливается в 1 мВ/мA.

Рис. 11. Диалоговое окно «Свойства бесконтактного пробника»

В качестве примера выполним при помощи виртуального инструмента LED Intensity Grid исследование массива из четырех светодиодов синего цвета (рис. 12). Для иллюстрации работы этого инструмента установим разные значения сопротивления резисторов, ограничивающих ток, в результате чего значения токов, проходящих через светодиоды, будут разными. Напомним, значение сопротивления резистора устанавливается в окне его настроек (рис. 13) на вкладке «Параметры» в поле «Сопротивление (R)». Открыть окно настроек резистора можно двойным щелчком левой кнопки мыши на данном компоненте на схеме.

Рис. 12. Применение виртуального инструмента LED Intensity Grid для оценки интенсивности свечения массива светодиодов

Рис. 13. Окно настроек резистора

Для того чтобы добавить светодиод в рабочее поле проекта, необходимо в программе Multisim в меню «Вставить» выбрать пункт «Компонент», в результате откроется окно «Выбор компонента». В левой верхней части окна находится меню «Раздел», в котором из выпадающего списка следует выбирать нужную библиотеку компонентов базы данных Multisim. В нашем случае необходим пункт Diodes. В поле «Семейство» расположены все группы семейств компонентов выбранной библиотеки. Нам потребуется пункт LED, а в поле «Компонент» — пункт LED_blue (рис. 14). Для того чтобы разместить выбранный компонент на схеме, надо в окне «Выбор компонента» нажать кнопку ОК, после чего данное окно будет закрыто, а символ компонента будет прикреплен к курсору мыши, при помощи которого необходимо поместить светодиод в нужное место на схеме.

Рис. 14. Выбор светодиода синего цвета из библиотеки компонентов Multisim

Значение коэффициента преобразования токовых пробников установим в 1 мВ/мA. Обратите внимание на то, что порядок подключения пробников к виртуальному инструменту LED Intensity Grid последовательный. То есть если массив светодиодов состоит из четырех элементов, их подключение выполняется к первым верхним четырем выводам (A, B, C, D) LED Intensity Grid, в противном случае на графическом экране инструмента будут получены неверные результаты. На лицевой панели прибора в поле LED Grid Size (Rows, Columns) установим размер массива светодиодов (2×2).

Результаты работы (рис. 15) прибора будут получены после запуска симуляции схемы и отображены на графическом экране в виде четырех клеточек, имеющих яркость, пропорциональную силе тока в цепях, к которым подключены выводы LED Intensity Grid. Чем ярче свечение светодиода, тем светлее соответствующая ему клеточка на графическом экране результатов.

Рис. 15. Результат оценки интенсивности свечения светодиодов при помощи инструмента LED Intensity Grid

Рассмотрим пример схемы, в которой виртуальный инструмент LED Intensity Grid используется для оценки интенсивности свечения шести ламп мощностью 1 Вт (рис. 16). Для того чтобы добавить лампу в рабочее поле проекта, необходимо в окне «Выбор компонента» в меню «Раздел» выбрать библиотеку компонентов Indicators, в поле «Семейство» выбрать пункт LAMP, а в поле «Компонент» — пункт 5V_1W (рис. 17). Как и в предыдущем примере, установим разные значения сопротивления резисторов, ограничивающих ток. На лицевой панели прибора в поле LED Grid Size (Rows, Columns) установим размер массива ламп (3×2).

Рис. 16. Применение виртуального инструмента LED Intensity Grid для оценки интенсивности свечения массива из шести ламп

Рис. 17. Выбор лампы из библиотеки компонентов Multisim

Результаты работы прибора (рис. 18) будут получены после запуска симуляции схемы и отображены на графическом экране в виде шести клеточек, имеющих яркость, пропорциональную силе тока в цепях, к которым подключены выводы LED Intensity Grid.

Рис. 18. Результат оценки интенсивности свечения ламп при помощи инструмента LED Intensity Grid

Мультиметр Keithley 2000 Digital Multimeter

Keithley 2000 Digital Multimeter предназначен для измерения постоянного тока или напряжения, а также сопротивления. Скачать виртуальный инструмент можно на сайте National Instruments по адресу [10]. На рис. 19 представлена лицевая панель мультиметра и его пиктограмма на схеме.

Рис. 19. Лицевая панель мультиметра Keithley 2000 Digital Multimeter и его пиктограмма на схеме

Рассмотрим лицевую панель прибора более подробно. В ее верхней части находится окно результатов измерений. Ниже расположено три кнопки опций измерений, которые используются для выбора типа измерений: DCI — амперметр, DCV — вольтметр, Ω2 — омметр.

В правой части лицевой панели находятся индикаторы входных выводов. При помощи стрелок показаны клеммы мультиметра, которые необходимо использовать для выполнения конкретного типа измерения.

Работа с данным прибором достаточно проста. К примеру, для измерения тока, протекающего через цепь в ветке между двумя узлами схемы, необходимо включить мультиметр последовательно с цепью, как и реальный амперметр, используя для подключения клеммы LO и AMPS, запустить симуляцию схемы и нажать кнопку DCI на лицевой панели прибора. Результаты измерения отображаются в окне результатов на лицевой панели прибора (рис. 20). В том случае, если есть необходимость одновременно измерить ток другого узла цепи, включите другой мультиметр в цепь.

Рис. 20. Измерение тока, протекающего через цепь, при помощи виртуального мультиметра Keithley 2000 Digital Multimeter

Для измерения напряжения на любом элементе цепи при помощи виртуального мультиметра Keithley 2000 Digital Multimeter необходимо включить прибор параллельно с измеряемой нагрузкой, как и реальный вольтметр, используя для подключения клеммы НI и LO, запустить симуляцию схемы и нажать на кнопку DCV на лицевой панели прибора. Результаты измерения отображаются в окне результатов на лицевой панели прибора (рис. 21).

Рис. 21. Измерение напряжения на элементе цепи при помощи виртуального мультиметра Keithley 2000 Digital Multimeter

Также при помощи мультиметра Keithley 2000 Digital Multimeter можно выполнять измерение сопротивления по 2‑проводной схеме. Для чего следует включить прибор параллельно с измеряемым резистором, используя для подключения клеммы НI и LO, запустить симуляцию схемы и нажать на лицевой панели прибора кнопку Ω2. Результаты измерения отображаются в окне результатов на лицевой панели прибора (рис. 22).

Рис. 22. Двухпроводное измерение сопротивления при помощи виртуального мультиметра Keithley 2000 Digital Multimeter

Заключение

Использование программной среды Multisim при разработке электронных устройств позволяет значительно сократить сроки их отладки, ведь очевидно, что процесс моделирования в программной среде, при котором есть возможность проводить виртуальные испытания разработанной схемы, намного проще и менее затратен, чем проведение таких же испытаний на реальном макете. Также использование данной программы моделирования позволяет существенно ускорить разработку сложных схем.

Программа Multisim предоставляет широкий набор виртуальных инструментов, которые позволяют производить измерения различных величин, задавать входные воздействия, строить графики. Технология виртуальных приборов помогает превратить обычный персональный компьютер в устройство с произвольной функциональностью. Отличие модельного эксперимента от реального заключается в том, что в модельном эксперименте могут быть реализованы любые ситуации, в том числе невозможные и аварийные, что в силу разных причин недопустимо при работе с реальными объектами. Как вы уже могли убедиться, виртуальные приборы в программе Multisim изображаются в виде, максимально приближенном к реальному, поэтому работать с ними просто и удобно.

Применение дополнительных виртуальных приборов LabVIEW в Multisim расширяет возможности программы, разрешает выполнять анализ схем и эксперименты, проведение которых было невозможно с набором стандартных виртуальных приборов.

Литература

Колесникова Т. Работа с виртуальными приборами в програм-мной среде NI Circuit Design Suite — Multisim 12.0. Часть пятая// Компоненты и технологии. 2014. № 5.
NI Circuit Design Suite. Getting Started Guide. National Instruments, April 2015.
Multisim Help. National Instruments, April 2015.
ni.com/white-paper/13715/en
decibel.ni.com/content/groups/multisim-custom-simulation-analyses-and-instruments-powered-by-labview?view=documents#/?tagSet=1481/ссылка утрачена/
decibel.ni.com/content/docs/DOC‑28305/ссылка утрачена/
Суранов А. Я. LabVIEW 8.20. Справочник по функциям. М.: ДМК-Пресс, 2007.
 LabVIEW. Руководство пользователя. National Instruments, 2007.
www.decibel.ni.com/content/docs/DOC‑21521/ссылка утрачена/
www.decibel.ni.com/content/docs/DOC‑21600/ссылка утрачена/

Источник

Построение обратной ветви ВАХ в Multisim

При построении схемы для получения обратной ветви ВАХ в Multisim воспользуемся такими компонентами как Ground(Заземление), Resistor(Сопротивление), Diode(Диод), Power(Батарейка).

Характеристики диода, выбранного согласно условиям задания:

.MODEL D1N3890A D (

Сопротивления резисторов 10 Ом и 10 кОм.

Эта схема отличается от предыдущей. Диод включен в противоположном направлении, а приборы подключены несколько иначе. Такое подключение приборов приведет к меньшей погрешности (т.к. на обратной ветви большие напряжения и маленькие токи).

Проведение анализа по постоянному току. (Simulate -> Analyses -> DC Sweep)

— В качестве варьируемого параметра выбираем напряжение источника V1.
Т.к. схема имеет базу, то варьируется напряжение и на диоде.

— В качестве диапазона изменений выбираем промежуток 0…2 В с шагом 0.01В.

— По оси Х задаем выражение V1 – напряжение на диоде, а по оси Y ток через диод -I(D1[ID]).

— Перед I(D1[ID]) ставим знак минус — это переносит график в первую четверть.

— Масштаб по оси X задаем в пределах 0…2 В с шагом сетки 0.2 В; по оси Y пределы и шаг выберем автоматические.

Запускаем на анализ (Run) и получаем график зависимости тока через диод I(D1) от напряжения V1, что и является Вольт-Амперной характеристикой (ВАХ).

Проектирование электронных устройств в Multisim 12.0. Часть 15

Мы продолжаем серию публикаций о работе с виртуальными приборами в программной среде Multisim. Данный цикл статей представляет описание виртуальных инструментов, их конфигурирование, процедуры подключения к исследуемой схеме. Так же рассматриваются такие вопросы как работа с несколькими инструментами, сохранение данных инструмента, просмотр результатов работы. В статье будут рассмотрены особенности работы с таким прибором как характериограф-IV.

Характериограф – это устройство, предназначенное для наблюдения и исследования характеристик радиоэлектронных устройств и компонентов, при этом измерительная информация отображается на экране в виде кривых. В Multisim характериограф-IV (I — ток, V — напряжение) используется для измерения вольт-амперных характеристик диодов, PNP и NPN транзисторов, PMOS и NMOS устройств. При этом, в отличии от других виртуальных приборов Multisim, характериограф-IV подключается не к схеме, а непосредственно к исследуемому устройству. В том случае, когда необходимо произвести измерение характеристик устройства, которое уже используется в схеме – предварительно отключите его от схемы. Для того, что бы открыть лицевую панель прибора, необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по его пиктограмме на схеме. Рассмотрим лицевую панель характериографа-IV более подробно. В левой части панели расположен графический дисплей, который предназначен для графического отображения формы сигнала. Так же прибор оснащен курсором для проведения измерений в любой точке графика, курсор при необходимости можно перемещать при помощи левой кнопки мыши. Управлять положением курсора можно так же и при помощи стрелок перемещения вертикального курсора, которые расположены в нижней левой части лицевой панели характериографа-IV под графическим дисплеем. Между стрелками находятся три информационных поля, в которых отображаются данные, полученные на пересечении вертикального курсора и кривой. Кривую, для которой будут отображаться данные, можно выбрать при помощи щелчка по ней левой кнопкой мыши, в результате чего на пересечении вертикального курсора и кривой появится метка-точка (именно для той кривой, на которой находится метка-точка, и будут отображаться данные в информационных полях). В правой части лицевой панели прибора находится панель управления, предназначенная для настройки параметров характериографа-IV. Рассмотрим данную панель более подробно. В верхней части панели находится поле «Выбор компонента», в котором из выпадающего списка можно выбрать для анализа следующие компоненты:

Diode;
BJT PNP;
BJT NPN;
PMOS;
NMOS.

Под полем «Выбор компонента» расположены поля «Шкала тока (А)» и «Шкала напряжения (V)», в которых можно задать параметры горизонтальной и вертикальной осей координат при логарифмической или линейной шкале. Переключение шкалы производится при помощи кнопок «Лог» (логарифмическая) и «Лин» (линейная). Масштаб горизонтальной (ось Х) и вертикальной (ось Y) осей определяется начальным («Н») и конечным («В») значениями.

Под полем «Шкала напряжения (V)» размещены две кнопки. Кнопка «Экран» предназначена для инверсии цвета графического дисплея (черный/белый). Кнопка «Моделирование» используется для произведения настроек параметров моделирования. После нажатия на эту кнопку открывается окно «Параметры моделирования». Содержание данного диалогового окна меняется в зависимости от компонента, выбранного из выпадающего меню в поле «Выбор компонента» и подробно будет рассмотрено в настоящей статье далее для каждого компонента в отдельности. В нижней правой части лицевой панели характериографа-IV находится окно, отображающее схему подключения выбранного компонента к данному виртуальному прибору.

Пример подключения характериографа-IV к PMOS-транзистору, вольт-амперная характеристика PMOS-транзистора и лицевая панель данного прибора представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Подключение характериографа-IV к PMOS-транзистору, вольт-амперная характеристика PMOS-транзистора и лицевая панель характериографа-IV.

Измерение характеристик устройства производится следующим образом:

откройте лицевую панель характериографа-IV;
в верхней правой части лицевой панели в поле «Выбор компонента» из выпадающего меню выберите нужный компонент;
выберите из библиотеки компонентов данный компонент, поместите его в рабочую область проекта и присоедините к характериографу-IV, следуя схеме в нижней правой части лицевой панели прибора;
на панели управления характериографа-IV установите нужные настройки в полях «Шкала тока (А)» и «Шкала напряжения (V)»;
при необходимости вы можете инвертировать цвет графического экрана при помощи кнопки «Экран»;
при помощи кнопки «Моделирование» откройте окно «Параметры моделирования» и установите необходимые параметры, после чего нажмите на кнопку «ОК» для закрытия диалогового окна и вступления в силу внесенных изменений;
запустите симуляцию проекта.

В результате выполненных действий на лицевой панели характериографа-IV в окне графического дисплея рассматриваемого прибора будут получены IV-кривые для анализируемого компонента.

Рассмотрим диалоговое окно «Параметры моделирования» для PMOS-транзистора (рис. 2).

Рис. 2. Диалоговое окно «Параметры моделирования» для PMOS-транзистора.

Данное окно открывается в результате выбора на панели управления характериографа-IV в поле «Выбор компонента» пункта PMOS и нажатия на кнопку «Моделирование». В левой части окна находится поле «Источник: V_ds», в котором можно установить следующие значения V_ds (напряжение сток-исток):

«Начало» — начальное значение V_ds;
«Окончание» — конечное значение V_ds;
«Приращение» — значение шага V_ds (полученные точки будут использованы для построения графика).

В правой части окна расположено поле «Источник: V_gs», в котором можно установить следующие значения V_gs (напряжение затвор-исток):

«Начало» — начальное значение V_ gs;
«Окончание» — конечное значение V_ gs;
«Приращение» — число шагов V_ gs (количество кривых на графике).

Установка/снятие флажка в чекбоксе «Нормализация» отображает значения V_ds на кривых по оси Х с положительными/отрицательными значениями.

Рассмотрим диалоговое окно «Параметры моделирования» для диода (рис. 3).

Рис. 3. Пример диалогового окна «Параметры моделирования» для диода.

Данное окно открывается в результате выбора на панели управления характериографа-IV в поле «Выбор компонента» пункта Diode и нажатия на кнопку «Моделирование». В левой части окна находится поле «Источник: V_pn», в котором можно установить следующие значения V_pn:

«Начало» — начальное значение V_pn;
«Окончание» — конечное значение V_pn;
«Приращение» — значение шага V_pn (полученные точки будут использованы для построения графика).

На рисунке 3 представлен пример диалогового окна «Параметры моделирования», согласно с заданными параметрами которого напряжение диода будет изменяться от – 5 В до 5 В с шагом в 10 мВ. Пример подключения характериографа-IV к диоду и вольт-амперная характеристика данного компонента представлены на рисунке 4.

Рис. 4. Пример подключения характериографа-IV к диоду и вольт-амперная характеристика данного компонента.

Рассмотрим диалоговое окно «Параметры моделирования» для NMOS-транзистора (рис. 5).

Рис. 5. Диалоговое окно «Параметры моделирования» для NMOS-транзистора.

Данное окно открывается в результате выбора на панели управления характериографа-IV в поле «Выбор компонента» пункта NMOS и нажатия на кнопку «Моделирование». В левой части окна находится поле «Источник: V_ds», в котором можно установить следующие значения V_ds (напряжение сток-исток):

«Начало» — начальное значение V_ds;
«Окончание» — конечное значение V_ds;
«Приращение» — значение шага V_ds (полученные точки будут использованы для построения графика).

«Начало» — начальное значение V_ gs;
«Окончание» — конечное значение V_ gs;
«Приращение» — число шагов V_ gs (количество кривых на графике).

На рисунке 5 представлен пример диалогового окна «Параметры моделирования», согласно с заданными параметрами которого для получения вольт-амперной характеристики NMOS-транзистора напряжение сток-исток (V_ds) будет изменяться от 0 В до 14 В с шагом в 120 мВ, а напряжение затвор-исток (V_ gs) – от 3,5 В до 5 В. Пример подключения характериографа-IV к NMOS-транзистору и вольт-амперная характеристика данного компонента представлены на рисунке 6.

Рис. 6. Пример подключения характериографа-IV к NMOS-транзистору и вольт-амперная характеристика данного компонента.

Количество кривых на графике вольт-амперной характеристики соответствует установленному в поле «Источник: V_gs» значению параметра «Приращение» (рис. 5) – в нашем случае данное значение равно пяти.

На рисунке 7 представлен пример диалогового окна «Параметры моделирования» для PNP-транзистора.

Рис. 7. Диалоговое окно «Параметры моделирования» для PNP-транзистора.

Данное окно открывается в результате выбора на панели управления характериографа-IV в поле «Выбор компонента» пункта BJT PNP и нажатия на кнопку «Моделирование». В левой части окна находится поле «Источник: V_ce», в котором можно установить следующие значения V_ce (напряжение коллектор-эмиттер):

«Начало» — начальное значение V_се;
«Окончание» — конечное значение V_се;
«Приращение» — значение шага V_се (полученные точки будут использованы для построения графика).

В правой части окна расположено поле «Источник: I_b», в котором можно установить следующие значения I_b (ток базы):

«Начало» — начальное значение I_b;
«Окончание» — конечное значение I_b;
«Приращение» — число шагов I_b (количество кривых на графике).

Установка/снятие флажка в чекбоксе «Нормализация» отображает значения V_се на кривых по оси Х с положительными/отрицательными значениями. Пример подключения характериографа-IV к PNP-транзистору и вольт-амперная характеристика данного компонента представлены на рисунке 8.

Рис. 8. Пример подключения характериографа-IV к PNP-транзистору и вольт-амперная характеристика данного компонента.

На рисунке 9 представлен пример диалогового окна «Параметры моделирования» для NPN-транзистора.

Рис. 9. Диалоговое окно «Параметры моделирования» для NPN-транзистора.

Данное окно открывается в результате выбора на панели управления характериографа-IV в поле «Выбор компонента» пункта BJT NPN и нажатия на кнопку «Моделирование». В левой части окна находится поле «Источник: V_ce», в котором можно установить следующие значения V_ce (напряжение коллектор-эмиттер):

«Начало» — начальное значение V_се;
«Окончание» — конечное значение V_се;
«Приращение» — значение шага V_се (полученные точки будут использованы для построения графика).

«Начало» — начальное значение I_b;
«Окончание» — конечное значение I_b;
«Приращение» — число шагов I_b (количество кривых на графике).

Пример подключения характериографа-IV к NPN-транзистору и вольт-амперная характеристика данного компонента представлены на рисунке 10.

Рис. 10. Пример подключения характериографа-IV к NPN-транзистору и вольт-амперная характеристика данного компонента.

Представленный пример демонстрирует график вольт-амперной характеристики для отображения I_b = 1 мA, от 1 мA до 735 мA по оси Y, и от 1 мВ до 3,3 В по оси Х.

beluikluk Опубликована: 13.02.2016 0 2

Порядок выполнения работы

Снять обе ветви ВАХ диода (прямую и обратную) в программе моделированияMultisim. Для этого включить режим моделирования и изменять напряжение на диоде: клавишей «r» уменьшая, сочетанием «Shift»+«r» — увеличивая его. Величину напряжения снимать с вольтметра соответствующей схемы, величину тока — с амперметра. Показания приборов занести в таблицу. Выключить режим моделирования.

Расчетная часть

Построить характеристику диода. В точках, указанных преподавателем, произвести расчет дифференциального сопротивления методом треугольника и касательной: Ri= ΔUпр/ ΔIпр

Контрольные вопросы

1 Почему и до каких пределов Uпр прямая ветвь ВАХ нелинейная в нижней части?

2 Какие свойства p-n перехода используются в выпрямительных диодах?

3 Как определяется рабочий режим выпрямительного диода?

4 Чем отличаются кремниевые диоды от германиевых?

5 Что такое предельно допустимое обратное напряжение?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Исследование полупроводникового стабилитрона

Цель работы:исследовать работу полупроводникового (ПП) стабилитрона, изучить его ВАХ и рассчитать заданный параметр устройства.

Используемое оборудование:

– ПК,ПО Multisim

Краткие сведения

ПП стабилитрон– это кремниевый диод, работающий в режиме электрического пробоя и предназначенный для стабилизации напряжения. В нем используется свойство обратно включенного p-n перехода отраженное на ВАХ этого прибора.

При увеличении Uвх, сопротивление стабилитрона уменьшается, а ток, проходящий через него возрастает, напряжение на нем и на нагрузке почти не изменяется. Излишек напряжения гасится на балластном сопротивлении Rогр. С помощью Rогр подбирается режим работы стабилитрона.

Стабилизацию переменного напряжения можно получить при включении стабилитрона в прямом направлении, такой диод называется стабистором.Стабисторы отличаются от стабилитронов меньшим напряжением стабилизации.

Стабилизацию напряжения можно получить при включении стабилитрона в прямом направлении, такой диод называется стабистором.Стабисторы отличаются от стабилитронов меньшим напряжением стабилизации.

Вопросы допуска

1 Дайте определение полупроводникового стабилитрона.

2 Какова уникальная особенность стабилитрона?

3 Что определяет напряжение, при котором стабилитрон испытывает пробой?

4 Что определяет максимальный ток стабилизации стабилитрона?

5 В чем разница между максимальным током стабилизации и обратным током стабилизации?

6 Как можно температурно скомпенсировать стабилитрон?

Задание:

— провести исследование работы полупроводникового стабилитрона;

— построить ВАХ и сравнить ее с теоретической;

— определить рабочий участок характеристики;

— рассчитать напряжение стабилизации.

Содержание отчета

1 Название и цель работы.

2 Принципиальна схема включения стабилитрона.

Рисунок 1 — Схема исследования полупроводникового стабилитрона

3 Таблица измерений

%изменения Uвх

Iст.мА

Uст, В

4 Графическая характеристика.

5 Расчетная часть.

Порядок выполнения работы

Снять ВАХ стабилитрона в программе моделирования Multisim. Для этого включить режим моделирования и изменять напряжение на стабилитроне: клавишей «r» уменьшая, сочетанием «Shift»+«r» — увеличивая его. Величину напряжения снимать с вольтметра Us, величину тока — с амперметра I. Показания приборов занести в таблицу. Выключить режим моделирования.

Расчетная часть

По полученным данным построить ВАХ Uст = f (Iст) графически определить Rст :

Контрольные вопросы

1 В каком включении и какие свойства p-n перехода используются в стабилитроне?

2 Как происходит стабилизация напряжения в практических схемах?

3 Что называется напряжением стабилизации Uст.?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
Исследование ВАХ биполярного транзистора в схеме с общей базой (ОБ)

Цель работы:Исследовать работу биполярного транзистора в схеме с ОБ с помощью измерительных приборов, построить его ВАХ и выполнить расчет заданных параметров.

Используемое оборудование:

– ПК, ПО Multisim

Краткие сведения

Биполярный транзистор (БТ) – ПП с двумя взаимодействующими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда.

Резкое увеличение диффузии основных носителей (ОН) через переход, при котором в каждую из областей вводятся дополнительные неосновные заряды (НЗ), являющиеся для нее неосновными носителями (НН), называется инжекцией (прямое включение p-n перехода).

Снижение диффузии ОН, при котором в каждую область вводится небольшое количество НЗ, являющиеся для нее ОН, называется экстракцией.

Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый кристалл, имеющий три области с чередующимся типом проводимости. Две крайние области имеют одинаковый тип проводимости, а средняя, находящаяся между ними, — противоположный.

Существуют транзисторы структурp-n-pиn-p-n .

Концентрация ОН в трех областях различна по своей величине. В соответствии с концентрацией ОН и процессами, происходящими в транзисторе, области называют эмиттер (Э), база (Б), коллектор (К), таким образом, создаются два p-n перехода: эмиттерный (ЭП) – между эмиттером и базой и коллекторный (КП) – между коллектором и базой.

При использовании транзисторов в качестве элементов схем к каждому его p-n переходу подключается внешнее постоянное напряжение, смещающее переход в том или ином направлении.

Имеются три основных режима работы транзисторов:

— активный, когда эмиттерный переход смещают в прямом направлении, а коллекторный – в обратном ;

— насыщения, когда оба перехода смещены в прямом направлении;

— отсечки, когда оба перехода смещены в обратном направлении.

Между этими токами существуют следующие соотношения:

Iэ = Iк + Iб; Iб << Iк; Iэ = Iк.

При использовании транзисторов различают две электрические цепи: входная, в которую включается источник сигнала, и выходная, в которую включается нагрузка. Для получения двух замкнутых цепей при трех выводах транзистора один их этих выводов делают общим для входной и выходной цепей. Поэтому имеется три возможные схемы включения биполярного транзистора: с общим эмиттером (ОЭ), с общей базой (ОБ), с общим коллектором (ОК). Каждая из этих схем включения имеет свои особенности, достоинства и недостатки.

Схема с ОБ.

В этой схеме эмиттер является входным электродом, коллектор – выходным, а база общим, поэтому:

Iвх = Iэ; Iвых = Iк; Uвх = Uэб; Uвых = Uкб.

Учитывая, что Iэ – прямой ток и Iк = Iэ; Uэб – прямое напряжение;
Uкб – обратное напряжение, можно получить:

Коэффициент передачи по потоку Кт =Iк / Iэ< 1 = 0,95…0,99;

Коэффициент передачи по напряжению Кн = Uкб / Uэб — сотни раз;

Коэффициент передачи по мощности Км = К –сотни раз;

Входное сопротивление Rвх = Uэб / Iэ — единицы – десятки Ом.;

Выходное сопротивление Rвых = Uкб / Iк — десятки – сотни кОм.

Вывод. Схема с ОБ не дает усиления по току, имеет низкое входное и высокое выходное сопротивление, не меняет фазу входного напряжения.

Вопросы допуска:

1 Почему в схеме с ОБ ток коллектора почти не зависит от напряжения на коллекторе и остается почти равным току эмиттера даже при напряжении на коллекторе равном нулю?

2 Каков механизм влияния коллекторного напряжения на эмиттерную характеристику?

3 Что определяет режим работы транзистора?

4 Какие недостатки имеет схема с ОБ?

5 Что такое дифференциальный коэффициент передачи тока базы?

Задание:

— практически снять реальные входные и выходные вольт – амперные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой;

— сравнить полученные ВАХ с теоретическими;

— произвести графический расчет h-параметров биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой.

Источник

При
построении схемы для измерения барьерной
ёмкости диода в Multisim
воспользуемся такими компонентами как
Ground (Заземление), Resistor
(Сопротивление), Diode(Диод),
Battery (Батарейка), Inductor
(Катушка индуктивности), Capacitor
(Конденсатор).

Характеристики
диода, выбранного
согласно условиям задания:

.MODEL
D1N3890A D (

+
IS = 2.073e-09

+
RS = 0.00376

+
CJO = 1.441e-10

+
VJ = 0.75

+
TT = 3.699e-07

+
M = 0.216

+
BV = 100

+
N = 1.6

+
EG = 1.11

+
XTI = 3

+
KF = 0

+
AF = 1

+
FC = 0.5

+
IBV = 0.0001

+
TNOM = 27

+
)

V1:
model – 1MHZ; R1=1Ом, R2=100кОм,
R3=0.1Ом, L1=1мВб,

C1=100
пФ, C2=1мкрФ,
L2=100мВб, Vvar=1

Проведение
частотного анализа. (Analysis->AC)

В
качестве варьируемого диапазона
частот, в котором варьируется частота
источника, выбираем 100 MHz,
500 MHz.
Количество
точек равно 9000.
Задаем
линейный вид шкалы по оси абсцисс и
логарифмический вид шкалы по оси
ординат

Перед
запуском частотного анализа, рассмотрим
семейство кривых. Для этого заполним
окно Parameter Sweep:

1.В
качестве элемента рассмотрим параметр
VVAR.

2.Кривые
отличаются друг от друга значением
параметра dc.

3.dc.value
изменяется в промежутке 1…31 с шагом
2.5.

Теперь
запускаем схему на анализ по переменному
току и получаем семейство графиков:

исленные
данные:

1 341010

3.5 358512

6 367291

8.5 373157

11 377486

13.5 380959

16 383820

18.5 386237

21 388376

23.5 390238

26 391905

28.5 393405

31 394766

Получение вах диода с помощью специальных встроенных средств

Подключим
диод к встроенным в пакет Multisim
моделям
измерительных приборов для быстрого
определения прямой и обратной ветвей
ВАХ. Результаты приведены ниже.

Построение вфх в программе MathCad.

A:=READPRN
(«данные_peak_x_для_mathcad.txt»)

о
полученной таблице строим график(справа).

В
итоге, получаем ВФХ диода в графическом
и табличном представлении:

Бработка прямой ветви вах в MathCad.

Считаем
в среду MathCAD
табличное представление прямой ветви
ВАХ для определения параметров диода
(Is,
Rs,
N).
Чтобы их рассчитать, решим систему из
трех уравнений методом Given-Minerr.

B:=READPRN(«Схема_для_прямой_ветви_ВАХ_EDITED.lvm»)