Hướng dẫn sử dụng mô phỏng mạch điện dùng Electronics workbench multisim

Hướng dẫn sử dụng mô phỏng mạch điện sử dụng phần mềm Electronics workbench _ multisim.Multisim là một phần mềm mô phỏng mạch điệnđiện tử, đo đạc các mạch số và tương tự. Multisim hỗ trợ khá mạnh trong các lĩnh vực điện tử, trợ giúp thiết kế các mạch số và tương tự rất hoàn chỉnh, cho phép ta thiết kế rồi thử với nhiều nguồn tín hiệu: nguồn sin, xung… Và nhiều thiết bị mô phỏng như Oscilloscope, VOM, Bode Plotter, Logic Probe….Multisim có cách sử dụng đơn giản, giao diện trực quan, dễ hiểu và phần Help chi tiết. Multisim còn hỗ trợ cho người sử dụng một thư viện các linh kiện điện tử phong phú, các thông tin linh kiện chi tiết và hướng dẫn cách sử dụng các linh kiện đó.

ELECTRONICS WORKBENCH_ MULTISIM

1.1 GI I THI U S L C V MULTISIM

Multisim là m t ph n m m mô ph ng m ch đi n-đi n t , đo đ c các m ch s và

t ng t Multisim h tr khá m nh trong các l nh v c đi n t , tr giúp thi t k

các m ch s và t ng t r t hoàn ch nh, cho phép ta thi t k r i th v i nhi u

ngu n tín hi u: ngu n sin, xung… Và nhi u thi t b mô ph ng nh Oscilloscope, VOM, Bode Plotter, Logic Probe…

Multisim có cách s d ng đ n gi n, giao di n tr c quan, d hi u và ph n Help chi ti t Multisim còn h tr cho ng i s d ng m t th vi n các linh ki n đi n

t phong phú, các thông tin linh ki n chi ti t và h ng d n cách s d ng các linh

Sau đó c a s màn hình thi t k c a ch ng trình xu t hi n (Hình 1.1) v i đ y đ

các menu, thanh công c h tr cho vi c thi t k và mô ph ng m ch đi n

Các thao tác c b n:

TTT 2

 T o m t trang làm vi c m i ch n: File New Schematic Capture

(Hình 1.2)

 L u trang làm vi c ch n: File Save ho c Save as ch n đ a, th

m c đ t tên cho trang làm vi cnh n nút Save

 M m t file có s n ch n: File Opench n đ a, th m c ch n file

c n m (*.ms8)  nh n nút Open

Hình 1.1 : C a s mƠn hình thi t k

Hình 1.2 : M trang lƠm vi c m i

 phóng to, thu nh , hi n th l i cho trang làm vi c ch n: View

Zoom In/ Zoom out/ Show Grid …

 Hi n th các thanh công c trên c a s đ thu n ti n cho quá trình v và

mô ph ng m ch ch n: View Toolbar đánh d u  vào các thanh

công c c n ch n (Hình 1.3) Khi không mu n hi n th thanh công c đã

đ c ch n ta nh n vào d u  m t l n

Hình 1.3 : Ch n các thanh công c

 đi u ch nh cách hi n th các thông s c a linh ki n, thay đ i màu s c

c a dây ch n: Options Sheet Properties

TTT 4

Hình 1.4 : i u ch nh hi n th các thông s linh ki n

Hình 1.5 : Ch nh các chu n linh ki n, cách đ t linh ki n

Multisim có th vi n linh ki n r t phong phú: analog, digital và các linh ki n

hi n th khác… i v i th vi n analog đ c chia làm hai nhóm:

- Nhóm th c: là các linh ki n có giá tr không thay đ i đ c và có

bán trên th tr ng

- Nhóm o (Basic Virtual): là các linh ki n có giá tr thay đ i đ c

đ ti n cho vi c phân tích và mô ph ng m ch

Hình 1.7: Cách ch n linh ki n o Các nhóm linh ki n

Hình 1.8: Các nhóm linh ki n trên c a s mƠn hình

TTT 8

1 Place Source 5 Place

Analog

9 Place Mixed 13 Place RF

2 Place Basic 6 Place TTL 10 Place Indicator 14 Place

Hierarchical Block

3 Place Diod 7 Place

CMOS

11 Place Miscellaneous

15 Place Bus

4 Place

Transistor

8 Place Misc Digital

12 Place Electromechanical

Hình 1.9: Các nhóm linh ki n 1.2.4 Thi t b đo

Multisim 10.0 cung c p cho ng i s d ng m t h th ng máy đo phong phú, đa

d ng, d s d ng, h tr r t l n trong vi c phân gi i các m ch đi n ph c t p

Hình 1.10: Các thi t b đo

Các lo i thi t b đo theo th t c a hình 1.10

1 Multimeter 11 IV – Analyses

2 Function Generator 12 Distortion Analyzer

3 Wattmeter 13 Spectrum Analyzer

4 Oscilloscope 14 Network Analyzer

5 4 channel Oscilloscope 15 Agilent Function Generator

6 Bode Plotter 16 Agilent Multimeter

7 Frequency Counter 17 Agilent Oscilloscope

8 Word Generator 18 Tektronix Oscilloscope

9 Logic Analyzer 19 Measurement Probe

Hình 1.11a: Cách đ c h ng d n s d ng các thi t b đo

TTT 10

Hình 1.11b: Cách đ c h ng d n s d ng các thi t b đo

Hình 1.11c: Cách đ c h ng d n s d ng các thi t b đo

1.2.4.1 Multim eter (máy đo đa n ng):

Dùng đ đo đi n áp, dòng đi n, đi n tr và h s

khu ch đ i dB

Cách dùng:

 o đi n th : N i c c (+) máy đo v i

đi m c n đo, c c còn l i n i mass  Click vào ch

‘V’ đ đo i n th

 o hi u đi n th thì ta n i 2 c c máy đo v i 2

đ u c n đo  Click vào ch ‘V’ đ đo

 o dòng đi n: Ta m c máy đo n i ti p v i t i theo chi u dòng đi n vào

c c (+) và ra c c (-)  Click vào ch ‘A’đ đo dòng

 o i n tr : Ta n i 2 c c máy đo v i 2 đ u đi n tr  Click vào kí t ‘

‘’ đ đo đi n tr

Hình 1.12 : Máy đo đa n ng

1.2.4.2 Wattmeter (máy đo công su t)

Dùng đ đo công su t c a các thi t b (linh ki n)

Cách dùng:

 M c hai chân V song song v i thi t b

(linh ki n) c n đo đ l y đi n áp M c hai

chân I n i ti p v i thi t b c n đo đ l y

 M c chân G, T xu ng mass (ground), m c các kênh A, B, (C, D) vào các

đi m c n đo d ng sóng D ng sóng đ c hi n th trên màn hình là sóng

c a đi m đo so v i mass

 Khi quan sát đ th , ta có th thay đ i thang đo (scale) c a các tr c th i gian và các kênh đo Ví d nh hình 1.14 tr c th i gian có scale là 10ms/Div ngh a là m i ô vuông trên màn hình hi n th là 10ms

 Tr c th i gian có nhi u ki u hi n th đ th :

- Y/T: d ng sóng theo th i gian

- Add: t ng d ng sóng c a hai kênh theo th i gian

- B/A: d ng sóng kênh B theo kênh A

- A/B: d ng sóng kênh A theo kênh B

 T i các kênh ta có th xem d ng sóng m t chi u DC, xoay chi u AC, xem

TTT 12

 i v i Oscilloscope b n kênh có thêm nút xoay ch n kênh (hình 1.15)

Chú ý: Có th đo 1 kênh ho c nhi u kênh cùng lúc, khi dùng nhi u kênh ta

đ i màu dây đo đ d ng sóng có các màu khác nhau thu n ti n cho vi c quan

sát

Hình 1.14: Oscilloscope hai kênh

Hình 1.15 : Oscilloscope b n kênh

 Ch n Magnitude đ v đáp ng biên đ , Phase đ v đáp ng pha

 Ch n thang bi u di n logarit (Log) ho c tuy n tính (Lin) Dùng thang

Log thì chú ý:

out 10

logarit

TTT 14

Ngu n phát sóng t o ra các d ng sóng sin, vuông, tam giác Ta có có th đi u

ch nh đ c t n s , Duty cycle (chu trình làm vi c), biên đ và m c DC c a tín

hi u

Cách dùng:

 C c Common (gi a) n i mass

 C c (+) hay (-) n i v i đ u vào c a m ch c n cung c p tín hi u

R T = Rk = R1 + R2 + + RN

b M c song song

n ph n t đi n tr R1, R2, …, Rk, …, Rn m c song song t ng đ ng v i

m t đi n tr duy nh t RT có đi n d n GT b ng t ng n đi n d n c a các

ph n t đó

Ta có

N 2

1

1 R

1 R

1 R

1      

hay GT = Gk = G1 + G2 +

+ GN

c Bi n đ i sao tam giác (  )

 Bi n đ i t sao ra tam giác ( – )

3

3 2 3 1 2 1 12

R

R R R R R R



2

3 2 3 1 2 1 13

R

RRRRRR



1

3 2 3 1 2 1 23

R

R R R R R R

TTT 16

23 13 12

23 12 2

RRR

RRR





23 13 12

23 13 3

R R R

R R R

- Nh p ch n bi u t ng đi n tr trên thanh công c : Place Basic 

Ch n BASIC VIRTUAL (linh ki n o)  Ch n RESISTOR VIRTUAL  ok (Hình 1.20)

- Mang linh ki n ra vùng v m ch, đ đ t linh ki n ta nh n chu t trái

Hình 1 20 : Ch n linh ki n đi n tr

- ch n 2 đi n tr còn l i ta l p l i t ng t nh hai b c trên

ho c ch n nhanh: Ch n In Use List (các linh ki n đã đ c ch n 1

l n s hi n trong h p này)  RESISTOR_VIRTUAL (Hình 1.21)

` Hình 1.21 : Ch n nhanh linh ki n đi n tr

Sau khi l y h t 3 đi n tr ta có s đ nh sau:

TTT 18

Chú ý: Trong Multisim mu n đo đi n tr ta c n ph i cung c p mass (ground) cho m ch

L y mass:

- Nh p ch n bi u t ng ngu n trên thanh công c : Place Sourse 

Ch n POWER_SOURCE Ch n GROUND  ok (Hình 1.22)

Hình 1.22 : Ch n nhanh linh ki n đi n tr

- Mang ra vùng v m ch và ta có s đ nh sau:

 B c 2: t linh ki n c n l y vƠo đúng v trí trong vùng lƠm vi c

Mu n thay đ i v trí c a linh ki n nh p chu t trái vào linh ki n, gi chu t và kéo linh ki n đ n v trí c n đ t và th chu t ra

 B c 3: Thay đ i giá tr c a linh ki n

thay đ i giá tr c a linh ki n nh p đúp vào nó Nh p đúp vào đi n tr , h p tho i Resistor Properties xu t hi n, nh p ch n th Value n u nó ch a đ c

ch n Nh p vào giá tr m i cho đi n tr trong khung Resistance (R) và ch n

đ n v trong h p danh sách k bên Nh n OK đ hoàn t t (Hình 1.23)

Hình 1.23 : Ch n giá tr đi n tr

Ch n Label đ nh p ký hi u cho linh ki n ví d R1, R2, …

TTT 20

Hình 1.24 : Nh p ký hi u cho linh ki n

 B c 4 Ti n hƠnh n i dơy cho các linh ki n

Nh p chu t trái vào chân linh ki n c n n i th nh t và rê chu t t i chân linh

ki n c n n i th hai, nh p chu t trái đ k t thúc

 B c 5 G n các thi t b đo vƠo m ch t ng t nh ph n g n linh

ki n

đo đi n tr , dòng đi n hay đi n áp ta s d ng multimeter L y Multimeter: Instruments (n m bên ph i màn hình)  nh p chu t trái ch n Multimeter  kéo ra vùng v m ch, nh p chu t trái đ đ t thi t b vào vùng làm vi c

N i thi t b đo vào m ch đo đi n tr t ng đ ng c a 1 đo n m ch ta

m c nh hình 1 Sau đó nh p đôi vào thi t b đ xác đ nh đ i l ng c n đo (đo đi n tr thì ch n )

Hình 1.25: Cách m c đ đo di n tr

 B c 6 Nh n nút Run/Stop ho c phím F5 đ mô ph ng

Ta đ c đ c giá tr c a đi n tr t ng đ ng c a m ch nh hình 1.26

Hình 1.26: Mô ph ng đo giá tr đi n tr

ng ng mô ph ng ta c ng nh n vào nút Run/Stop ho c phím F5

Chú ý: Khi đang mô ph ng ta không ch nh s a m ch đ c Mu n ch nh s a

m ch ph i ng ng mô ph ng

Ki m ch ng b ng lý thuy t: ba đi n tr m c n i ti p nên đi n tr t ng đ ng

b ng t ng c a ba giá tr đi n tr :

Rtđ = R1 + R2 + R3 = 9 Ohm (gi ng nh k t qu đo)

1.3.2 Tìm dòng đi n, đi n áp, công su t trên các linh ki n

Ví d 1.2: o dòng đi n, đi n áp, công su t trên các đi n tr R1, R2 c a m t

TTT 22

Hình 1.27: K ý hi u chi u dòng, áp cho các linh ki n trong m ch

Chú ý: Khi phân tích m ch ta luôn luôn ký hi u chi u dòng đi n, đi n áp

tr c khi tính toán

 B c 1: L y linh ki n

L y đi n tr và mass gi ng nh ví d 1.1

L y ngu n:

- Nh p ch n bi u t ng ngu n trên thanh công c : Place Sourse 

Ch n POWER_SOURCE Ch n DC_POWER  ok (Hình 1.28)

Hình 1.28 : Ch n ngu n

 B c 2: t linh ki n c n l y vƠo đúng v trí trong vùng lƠm vi c

Mu n thay đ i v trí c a linh ki n nh p chu t trái vào linh ki n, gi chu t và kéo linh ki n đ n v trí c n đ t và th chu t ra

xoay linh ki n: ch n linh ki n c n xoay  nh n chu t ph i (hình 1.) 

ch n ki u xoay linh ki n mong mu n Ho c ta s d ng các phím t t (phím nóng):

Hình 1.29: Xoay linh ki n

 B c 3: Thay đ i giá tr c a linh ki n (gi ng ví d 1.1)

 B c 4 Ti n hƠnh n i dơy cho các linh ki n (gi ng ví d 1.1)

TTT 24

N i thi t b đo vào m ch: đ đo đi n áp m c Multimeter song song v i m ch

c n đo và đ đo dòng đi n m c Multimeter n i ti p v i m ch

Chú ý: Chi u c a dòng đi n, đi n áp trong m ch và chi u c a đ ng h đo

o dòng m c đ ng h đo n i ti p, đo áp m c đ ng h song song v i linh

 T t mô ph ng (nh n nút Stop) sau đó làm l i b c 5 và b c 6 v i cách

m c nh hình 1.22 đ đo đi n áp trên đi n tr R1: VR1 = 5V

TTT 26

Hình 1.34 : o công su t trên R1

 M c t ng t đ đo công su t trên R2

Hình 1.35 : o công su t trên R2

Ki m ch ng b ng lý thuy t các k t qu dòng đi n, đi n áp, công su t v a đo

Yêu c u: Tìm 4 ngu n ph thu c trong h p linh ki n

Ví d 1.3: M ch có ngu n áp ph thu c áp Tìm dòng đi n trong m ch.

8

V m ch trên ph n m m Multisim: m c 2 chân ph thu c n i ti p v i dòng I,

chú ý m c đúng chi u và giá tr c a ngu n ph thu c

TTT 30

o Uo=………