Erkunden des Schaltungsverhaltens mit simulationsgesteuerten Geräten in NI Multisim

Zusätzlich zu den Komponenten und Verbindungen, mit denen eine Schaltung erfasst wird, enthält die Software NI Multisim eine Vielzahl simulationsgesteuerter Geräte, die genau wie reale Geräte auf der Werkbank gemäß Schaltplan verbunden werden. Diese simulationsgesteuerten Geräte sind wie ihre realen Äquivalente vollständig interaktiv. Sie können also deren Einstellungen während der Simulation ändern und es werden sofort neue Ergebnisse angezeigt.

Simulationsgesteuerte Geräte helfen Ihnen, die volle Leistungsfähigkeit der Simulation zu nutzen, ohne Experte für die SPICE-Syntax zu sein. Wenn Sie eine Taste an einem Gerät drücken, wird automatisch ein entsprechender Simulationsbefehl ausgegeben und die Ergebnisse werden sofort auf der Benutzeroberfläche des Geräts angezeigt. Sie können Geräteeinstellungen und Simulationsergebnisse in der Schaltungsdatei speichern und die Größe der Frontpanels von Geräten ändern, um sie an verschiedene Bildschirmauflösungen und Darstellungsmodi anzupassen.

Mit Multisim können Sie simulationsgesteuerte Geräte über das Menü Simulate (Simulieren)»Instruments (Geräte) oder direkt über die Symbolleiste „Instruments“ (Geräte) einfügen (siehe unten).

Simulationsgesteuerte Geräte bieten für jedes Gerät drei verschiedene Ansichten, die Auswahl, Platzierung, Verdrahtung, Einstellungskonfiguration, Datenvisualisierung usw. ermöglichen.

Typ	Beschreibung	Anzeige
Piktogramm	Steht für ein Gerät in der Multisim-Symbolleiste „Instruments“ (Geräte)
Symbol	Steht für ein Gerät in einer Schaltung Verbinden Sie das Gerät mithilfe seiner Anschlüsse mit einem Schaltkreis Doppelklicken Sie auf das Symbol eines Geräts, um das Instrumentenpanel zu öffnen.
Panel	Ermöglicht dem Benutzer die Interaktion mit dem Gerät durch  Festlegen von Parametern Anzeigen von Daten

Sie können das Instrumentenpanel ein- oder ausblenden, indem Sie auf das Symbol des Geräts doppelklicken. Das Instrumentenpanel wird immer über dem Hauptarbeitsbereich angezeigt, sodass die Parameter nicht ausgeblendet werden. Sie können das Instrumentenpanel an einer beliebigen Stelle auf Ihrem Desktop platzieren und die Größe an unterschiedliche Bildschirmauflösungen und Darstellungsmodi anpassen. Wenn Sie Ihre Schaltung speichern, werden die Position des Instrumentenpanels und sein Status, also ob es ausgeblendet ist oder angezeigt wird, mit der Schaltung gespeichert. Alle im Gerät enthaltenen Daten werden bis zu einer maximalen Größe gespeichert.

Die drei Typen simulationsgesteuerter Geräte sind Multisim-Geräte, benutzerdefinierte LabVIEW-VIs und NI-ELVISmx-Geräte. Alle diese Geräte bieten folgende Schlüsselfunktionen:

• Anpassen der Einstellungen während der laufenden Simulation
• Neuverbinden eines Anschlusses während der laufenden Simulation
• Verwenden mehrerer Instanzen desselben Geräts in einer Schaltung
• Speichern der Geräteeinstellungen und Anzeigen von Daten mit der Schaltungsdatei
• Ausfüllen der Graphanzeige mit den angezeigten Daten
• Anpassen der Größe des Instrumentenpanels an Bildschirmauflösung oder Darstellungsmodus
• Einfaches Exportieren der angezeigten Daten im TXT-, LVM- und TDM-Format

Multisim-Geräte sind simulationsgesteuerte Geräte, die in die Multisim-Umgebung integriert sind. Sie können sie in sechs Kategorien gruppieren, um sie besser zu strukturieren:

Hinweis: Die Bilder und Piktogramme in diesem Dokument weisen eine geringere Größe und Qualität auf. 

AC- und DC-Geräte

Name	Funktion	Piktogramm	Symbol	Panel
Funktionsgenerator	Sinus-, Dreieck- und Rechteckschwingung Frequenz Tastgrad Amplitude Offset
Multimeter	AC und DC Strom Spannung Widerstand Dezibelverlust
Oszilloskop mit 2 Kanälen	Bis zu 2 Kanäle Y- und X-Skalierung Y-Offset Trigger Cursor
Oszilloskop mit 4 Kanälen	Bis zu 4 Kanäle Y- und X-Skalierung Y-Offset Trigger Cursor
Leistungsmesser	Leistungsmessung Leistungsfaktor
IV-Analysator	Dioden PNP BJT NPN BJT PMOS NMOS
Frequenzzähler	Frequenz Periodendauer Impuls Anstiegs-/Abfallzeit AC- oder DC-Kopplung Trigger
Bode-Plotter	Frequenzgang Verstärkung und Phasenverschiebung Bis 10 GHz
Klirrfaktormessgerät	Intermodulationsverzerrung Gesamtklirrfaktor

Digital- und Logikgeräte

Name	Funktion	Piktogramm	Symbol	Panel
Logikanalysator	16 Kanäle Cursor Datenverlauf Trigger Interner/externer Takt
Logikkonverter	Digitalschaltung nach Wahrheitstabelle und booleschem Ausdruck Wahrheitstabelle nach Digitalschaltung Boolescher Ausdruck nach Digitalschaltung
Bitmustergenerator	Zyklus-, Burst- und Schrittaktualisierungen Hexadezimal-, DEC-, boolesche und ASCII-Datenansicht Timing Trigger

HF-Messgeräte

Name	Funktion	Piktogramm	Symbol	Panel
Spektrumanalysator	Amplitude vs. Frequenz Signalanteile (Leistung und Frequenz) Null, voll und benutzerdefinierter Bereich
Netzwerkanalysator	Digitalschaltung nach Wahrheitstabelle und booleschem Ausdruck Wahrheitstabelle nach Digitalschaltung Boolescher Ausdruck nach Digitalschaltung

Simulierte Herstellergeräte

Name	Funktion	Piktogramm	Symbol	Panel
Agilent Signalverlaufsgenerator	Typ: 33120A Spiegelt das Verhalten der realen Geräte wider
Agilent DMM	Typ: 34401A Spiegelt das Verhalten der realen Geräte wider
Agilent Oszilloskop	Typ: 54622D Spiegelt das Verhalten der realen Geräte wider
Tektronix Oszilloskop	Typ: TDS 2024 Spiegelt das Verhalten der realen Geräte wider

Messtastköpfe

Auf LabVIEW basierende Geräte

Name	Funktion	Piktogramm	Symbol	Panel
LabVIEW-Mikrofon	Schnittstelle mit den Audiogeräten Ihrer PCs Aufnahmelänge Sample-Rate
LabVIEW-Lautsprecher	Schnittstelle mit den Audiogeräten Ihrer PCs Ausgaberate
LabVIEW-Signalanalysator	Zeitbereichssignal Einseitiges Leistungsspektrum Gleitender Mittelwert
LabVIEW-Signalgenerator	Sinus, Dreieck, Rechteck und Sägezahn Frequenz Tastgrad Amplitude Offset Phase
LabVIEW-Streaming-Signalgenerator	Sinus, Dreieck, Rechteck und Sägezahn Frequenz Tastgrad Amplitude Offset Phase Sample-Rate
LabVIEW-BJT-Analysator	Strom-Spannungs-Charakteristiken von PNP oder NPN BJT Gerätetyp V_CE-Sweep I_B-Sweep
LabVIEW-Impedanzmesser	Frequenz-Wobbelung, Frequenz, Impedanz Werteanzahl Skalierungsart

Erweitern Sie Ihre Simulations- und Analysefunktionen über die Instrumentierung in Multisim hinaus, indem Sie mithilfe der grafischen Entwicklungsumgebung LabVIEW benutzerdefinierte VIs erstellen. Mit LabVIEW erstellte VIs können den vollen Funktionsumfang des LabVIEW Development System nutzen, einschließlich der Datenerfassung, Gerätesteuerung und mathematischen Analyse. Beispielsweise können Sie folgende Arten von VIs erstellen:

• Ein virtuelles Gerät, das mithilfe eines NI-Datenerfassungsgeräts oder modularen Geräts Daten aus der realen Welt erfasst. Multisim verwendet diese Daten dann als Signalquelle für die Schaltungssimulation.
• Ein virtuelles Gerät, das Simulationsdaten gleichzeitig mit mehreren Messungen (z. B. gleitender Mittelwert und Leistungsspektrum) anzeigt, die aus diesen Simulationsdaten generiert wurden.

LabVIEW-VIs können Eingabe-, Ausgabe- oder Ein-/Ausgabegeräte sein.

Eingabegeräte erhalten Simulationsdaten zur Anzeige oder Verarbeitung.

Ausgabegeräte erzeugen Daten, die als Signalquelle in der Simulation verwendet werden.

Ein-/Ausgabegeräte empfangen und erzeugen Simulationsdaten.

Sie können diese in LabVIEW erstellten und angepassten VIs in Multisim installieren, sodass sie in der LabVIEW-Symbolleiste „Instruments“ (Geräte) angezeigt werden. Weitere Informationen zum Erstellen und Installieren von LabVIEW-VIs finden Sie in der Hilfedatei zu Multisim.

Durch die Integration von NI-ELVIS und Multisim können Sie simulierte Daten mit realen Messungen korrelieren. Die NI Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite (NI-ELVIS) ist eine NI-Entwicklungs- und Prototyping-Plattform für Hardware, die zwölf der am häufigsten verwendeten Geräte in einer integrierten Plattform enthält, die über einen Hochgeschwindigkeits-USB-Anschluss mit Ihrem Computer verbunden ist.

In der Multisim-Umgebung können Sie auf acht dieser Geräte zugreifen. Per Mausklick können Sie zwischen den von der Multisim SPICE-Simulations-Engine erzeugten und den von der Hardware erfassten Signalen umschalten. Auf diese Weise können Ingenieure Prototypen schneller entwickeln und Ausbilder können Theorien mit realen Signalen untermauern.

Name	Funktion	Piktogramm	Symbol	Panel
Digitalmultimeter von NI-ELVISmx	Wechselspannung Wechselstrom
Funktionsgenerator von NI-ELVISmx	Dreieck, Sinus, Rechteck Bis zu 5 MHz Amplitude DC-Offset Einstellungen zum Wobbeln
Oszilloskop von NI-ELVISmx	2 Kanäle, Kopplung, Skalierung Volt/Skalenteil Zeit/Skalenteil Trigger Erfassungsmodus Cursor
Analysator für dynamische Signale von NI-ELVISmx	Leistungsspektrum und spektrale Leistungsdichte Frequenzbereich, Auflösung, Fenster Mittelwertbildungsmodus, Gewichtung, Anzahl der Mittelwerte Trigger Einheit und Modus für die Anzeige
Digital Reader von NI-ELVISmx	Erfassungsmodus
Digital Writer von NI-ELVISmx	Mustertyp Umschalten, drehen, verschieben Signalerzeugungsmodus Richtung
Arbiträrgenerator von NI-ELVISmx	Signalverlaufseditor Signalerzeugungsmodus Ausgaberate Hochladen der Signalverlaufsdatei  Festlegen der Verstärkung
Einstellbare Stromversorgung von NI-ELVISmx	Bereich zwischen +12 V und -12 V Einstellung zum Wobbeln