Виконав: Бойко Назарій Романович
Група: КН-106
Варіант №: 2
Кафедра: САПР
Дисципліна: Схемотехніка та архітектура комп’ютерів
Перевірив: доцент Головатий А.І
ЗВІТ
з лабораторної роботи №1
на тему " Основи роботи в програмі NIMultisim "
Мета: ознайомлення з інтерфейсом та основними можливостями програми NI Multisim.
Теоритичні відомості:
NI Multisim – це унікальний інструмент для інтерактивного створення принципових електричних схем та моделювання їх режимів роботи. NI Multisim абстрагується від складного синтаксису SPICE - моделювання, тому розробнику не потрібно мати глибокі знання по SPICE для швидкого проектування, моделювання та аналізу схем. В програмі Multisim є можливість підключення модуля імітації роботи сучасних мікроконтролерів, що поєднують в собі центральний процесор, пам’ять даних, пам’ять програм і периферійні пристрої на єдиному фізичному кристалі. В меню MCU знаходяться команди для забезпечення написання і відладки програм з врахуванням особливостей розроблювального пристрою.
Осцилограф дозволяє проводити аналіз сигналів у часові області. Двоканальний осцилограф Модель має два канали A і B з роздільним регулюванням чутливості в діапазоні від 10-15 В/поділка до 1015 В/поділка, регулюванням зміщення по горизонталі і вертикалі. Кожний канал крім сигнального входу має контакт заземлення. Якщо не використовувати контакт заземлення, осцилограф все одно буде заземлений, так як в програмі Multisim заземляється автоматично
Генератор функцій представляє собою джерело сигналу синусоїдної, трикутної або прямокутної форми. Налаштування параметрів генерованого сигналу здійснюється за допомогою органів управління, які об‟єднанні у групу Signal Options:
Мультиметр: вибір режиму роботи здійснюється натисненням кнопок на панелі приладу. Для вимірювання струму необхідно включити прилад у схему. При цьому, щоб виміряти опір між вузлами схеми, необхідно переконатися, що схема не містить джерел і має заземлення. Прилад має вхідний опір 1 нОм або 1 ГОм, якщо вимірюється струм або напруга відповідно. При вимірюванні опору генерується струм 10 нА через підключену частину схеми, а потім зчитується напруга на цій ділянці. Якщо ці параметри суттєво впливають на роботу схему, передбачена можливість змінити внутрішні налаштування приладу
Індивідуальне завдання:
Завдання 1. Визначити опір ділянки кола. Принципові схеми для розрахунку опору ділянки кола приведені в табл. 1.1, варіанти завдань і номінали резисторів - в табл. 1.2
Завдання 2. Визначити струми, які протікають через опори R1-R6 та спад напруги на них. Принципові схеми для проектування приведені в табл. 1.3, варіанти завдань і номінальні значення резисторів та ЕРС джерел в табл. 1.4.
Завдання 3. А – амплітуда,
– частота сигналу; КЗ – коефіцієнт заповнення.
Хід роботи та результати роботи:
Завдання 1. Складаємо схему в NI Multisim, вказавши необхідні параметри резисторам R1-R8.
Рис 1.1. Зібрана схема
Додаємо на схему мультиметр, переводимо його в режим вимірювання опору та викононуємо вимірювання загального опору схеми резисторів.
Рис 1.2 Зображення інтерфейсу мультиметра
Розрахунок опору кола:
= 7 + 5 + 5 + 1000 + 500 + 10 + 10 = 1537
Таблиця з результатами:
Табл. 2
| Результати розрахунку опору кола | Результати вимірювання опору кола |
| 48.4247 Ом | 48.425 Ом |
Завдання 2.
З допомогою мультиметра визначаємо струми, які протікають через резистори R1 -R6 та спад напруги на них. Визначаємо вихідні дані для розрахунку: схему з’єднання, номінали резисторів та ЕРС джерел напруги. Збираємо схему кола в NI Multisim.
Рис 2.1 Зібрана схема до завдання №2
Рис 2.2. Вимірювання сили струму
Вимірюємо шукані струми з допомогою включення мультиметра в кожну гілку досліджуваного кола. З допомогою мультиметра виміряємо спад напруги на кожному з опорів. Результати вимірів заносимо в табл. 1:
Табл. 1
| I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | I6 | U1 | U2 | U3 | U4 | U5 | U6 |
| 1667 А | 4035 А | 2368 A | 177 pA | 1316 A | 1053 A | 11.842 V | 10 V | 6.579 V | 6.579 V | 0 V | 3.158 V |
Завдання 3.
1) Синусоїдальний сигнал
Встановлюємо на функціональному генераторі: вид сигналу синусоїдальний, частота 100 Гц, амплітуда 10 В, коефіцієнт заповнення 50 %, зміщення 0. Двічі клікнувши по піктограмі осцилографа, отримуємо стійку картину сигналу на екрані осцилографа.
Рис 3.1. Зібрана схема до завдання №3
Рис 3.2. Вигляд інтерфейсу осцилографа
Визначаємо амплітуду сигналу. Для цього потрібно підрахувати кількість поділок, які займає сигнал по вертикалі, і помножити його на ціну поділки. Кількість поділок по вертикалі = 0.4. Ціна поділки = 5. Амлітуда сигнала 0.4 * 5 = 2.
Визначаємо період сигналу. Для цього потрібно підрахувати кількість поділок по горизонталі між двома максимумами або мінімумами і визначити період сигналу Т. Кількість поділок по горизонталі між двома максимумами = 10 мс.
Визначимо параметри за показами осцилографа:
Табл. 3
| Період (T) | Амплітуда (A) |
| 10.317 мс | 2.066 В |
2) Прямокутний сигнал
Встановлюємо на функціональному генераторі: вид сигналу трикутній, частота 200 МГц, амплітуда 3 кВ, коефіцієнт заповнення 75 %, зміщення 0.
Рис 3.3 Вигляд прямокутного сигналу
Табл. 4
| Період (T) | Амплітуда (A) |
| 4.935 нс | 1.248 кВ |
3) Трикутній сигнал
Встановлюємо на функціональному генераторі: вид сигналу трикутній, частота 35 Гц, амплітуда 18 В, коефіцієнт заповнення 20 %, зміщення 0.
Рис 3.4 Вигляд трикутного сигналу
Табл. 5
| Період (T) | Амплітуда (A) |
| 20 мс | 2 В |
Відповіді на контрольні запитання:
Які величини можуть бути виміряні мультиметром?
Можуть бути виміряні такі величини: сила струму, напруга, сила ома та сила гучності.
Як виконати поворот елемента у програмі NI Multisim?
Щоб виконати поворот елемента необхідно нажати правою кнопку миші на об’єкт та вибрати функцію “rotate 90degree clockwise” або “rotate 90degree counter clockwise”.
Скільки з‟єднань можна підвести до одного з‟єднувального вузла (конектора) у програмі NI Multisim?
До одного з’єднувального вузла можна провести лише 4 з’єднання.
Яким чином змінюється номінальне значення опору резистора, які ще параметри резистора можна задати.
Номінальне значення опору резистору змінюється за допомогою подвійним клацанням на об’єкт. Крім можливості зміни опору, також можна задати значення допустимого відхилення, температури та температурних коефіцієнтів.
При вимірюванні опору мультиметром в колі створюється деякий струм. Чи впливає величина цього струму на результат вимірів?
Величина струму впливає на результат вимірів.
Якими способами можна з‟єднати два джерела струму, пояснити, як визначається результуюча ЕРС для кожного способу з‟єднання.
Можна з’єднати два джерела струму послідовним або паралельним методом. Результуюча ЕРС для кожного способу з’єднання визначається E = E1 + E2 для послідовних та Е = Е0 для паралельних з’єднаних провідників.
Чи можна виміряти внутрішній опір джерела струму, як це зробити?
Внутрішній опір джерела струму можна виміряти за законом Ома для замкнутого кола (Е = U + Ir).
Як виміряти потенціал довільної точки в розгалуженому електричному колі, яке містить декілька джерел струму.скласти (к - 1) рівняння за формулою закону Ома для ділянки кола (тобто виразити всі сили струмів у колі через вузлові потенціали). До одержаних рівнянь приписати рівняння першого закону Кірхгофа для вузлів і розв'язати отриману систему відносно невідомих.
Суть методу вузлових потенціалів полягає в тому, що один вузол можна «заземлити». від цього розподіл струмів у вітках не зміниться. Тоді кількість вузлів, потенціали яких необхідно визначити зменшується на одиницю, оскільки потенціал одного вузла вже відомий і дорівнює нулю (Ik = 0). Якщо кількість вузлів в електричному колі дорівнює k, то необхідно скласти (k - 1) рівняння за формулою закону Ома для ділянки кола. До одержаних рівнянь приписати рівняння першого закону Кірхгофа для вузлів і розв'язати отриману систему відносно невідомих.
Висновок: на цій лабораторній роботі я встановив та ознайомився з програмою NI multisim. Виконав індивідуальні завдання, зібравши вказані схеми та виміряв необхідні значення.