báo cáo môn giải tích mạng trên máy tính - phân tích giữa các thông số và nhiệt độ với phần mềm multisim

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Khoa Điện - Điện Tử BÀI BÁO CÁO MÔN GIẢI TÍCH MẠCH TRÊN MÁY TÍNH Chủ đề 7: PHÂN TÍCH GIỮA CÁC THÔNG SỐ VÀ NHIỆT ĐỘ VỚI PHẦN MỀM MULTISIM Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Bình 10701029 Cao Nhữ Ân 10701027 Âu Dương Đăng 10701037 Phạm Văn Trọng 10701019 Tp.HCM: 5/1012 2 Nhận xét của giáo viên bộ môn: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 3  Lời nói đầu: Như các bạn điều biết điện tử hay các lĩnh vực khác: điện tự động, điện công nghiệp, khí nén, thủy lực… thiết kế mạch là việc làm thường xuyên. Nhưng để biết được mạch bạn thiết kế ra hoạt động như thế nào, có sai sót gì không, trước khi tiến hành làm mạch thật thì bạn làm thế nào? Câu trả lời: đó là dùng phần mềm mô phỏng. Trong lĩnh vực điện tử, để mô phỏng mạch điện tử có rất nhiều phần mềm hỗ trợ như: Proteus, Circuit Maker, Multisim, Orcad…ở đây chúng tôi xin giới thiệu đến các bạn phần mềm Multisim 11.0_ một trong những chương trình phổ biến trong thế giới thiết kế mạch điện tử, đặc trưng bởi sự kết hợp giữa năng lực chuyên môn và đơn giản, chức năng mở rộng từ các hệ thống máy tính để bàn đơn giản cho các hệ thống mạng công ty. Điều này giải thích việc sử dụng rộng rãi chương trình này trong các mục đích đào tạo và cho sản xuất công nghiệp của các thiết bị điện tử phức tạp. Multisim 11 chuyên nghiệp - cho phép các chuyên gia để tối ưu hóa các dự án của họ, giảm thiểu sai sót và giảm số lần lặp lại trong thiết kế. Nhiều trường đại học, cao đẳng kỹ thuật và đã chọn Multisim nhờ vào các thành phần tương tác, khả năng kiểm soát và loại bỏ các dữ liệu từ thiết bị trong quá trình các đề án xây dựng mô hình, cũng như do khả năng đo tín hiệu tương tự và số. Đây là lần đầu nhóm nghiên cứu làm báo cáo về Multisim cộng với tài liệu tiếng việt viết về “phân tích Thông số và Nhiệt Độ” chưa nhiều nên đa phần nhóm làm báo cáo sử dụng các tài liệu Tiếng Anh. Do trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi sai sót, mong các bạn thông cảm và đóng góp ý kiến để hoàn thiện hơn bài báo cáo này. 4  Tài liệu tham khảo: Multisim 9 user Guide Circuit Analysis with Multisim_2 NI-Tutorial-12777 trên trang ni.com NI-Tutorial-12780 trên trang ni.com DISC hướng dẫn của thầy Nguyễn Phương Quang Tài liệu hướng dẫn Multisim trên trang dientuvienthong.net Và 1 số tài liệu trên mạng khác.  Nội dung báo cáo: i. Giới thiệu sơ lượt về Multisim A. Multisim là gì? Vì sử dụng Multisim? B. Chức năng chính, ưu, nhược điểm của Multisim C. Sơ lượt về thông số, cấu hình và hướng dẫn Multisim ii. Quét thông số A. Giới thiệu (introduction) B. Cài đặt quét thông số trong Analysis Parameter C. Mạch Ví dụ iii. Quét nhiệt độ A. Giới thiệu B. Cài đặt quét nhiệt độ trong Temperature Sweep Analysis C. Mạch ví dụ 5 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢT VỀ MULTISIM: 1. Multisim là gì? Tại sao sử dụng Multisim mà không sử dụng phần mềm khác? 2. Cách cài đặt Multisim? 3. Các chức năng chính của Multisim 11.0? Ưu, nhược điểm của Mutisim so với các phần mềm khác? 4. Sơ lượt về các thông số, cấu hình, hướng dẫn Multisim 11.0?  Trả lời: 1. Multisim: là phần mềm mô phỏng dùng trong thiết kế, phân giải, mô phỏng…các mạch điện tử. Multisim, cũng như Electronic Workbench là sản phẩm có bản quyền của tập đoàn ELECTRONIC WORKBENCH .  Vì sao sử dụng Multisim? Vì multisim là phần mềm hỗ trợ khá mạnh trong lĩnh vực điện tử vì dễ dàng cho người sử dụng, giao diện trực quan, sinh động, dễ hiểu, chương trình thân thiện cung cấp cho các giảng viên , sinh viên và các chuyên gia một công cụ mạnh để phân tích mạch, bo mạch,các vi thiết bị…ngoài ra Multisim còn có phần giúp đỡ (help) rất chi tiết và đầy đủ. Thêm vào đó Multisim hỗ trợ cho người sử dụng một thư viện linh kiện điện tử khá phong phú, các thông tin về linh kiện và cách sử dụng chi tiết, cụ thể… =>Multisim phù hợp với mọi đối tượng, từ những người mới học cho tới những người thành thạo. 2. Cài đặt:  Do thời gian có hạn nên nhóm mình không đề cập cách cài đặt Multisim, các bạn tham khảo trong DISC hướng dẫn của thầy Nguyễn Phương Quang. 3. Chức năng chính: + Vẽ các mạch điện tử + Phân giải các mạch + Thiết kế mạch in + Dùng để giả lập trong việc nhúng các lệnh trong C, Assembly vào IC.  Ưu : + Khi mô phỏng trên Multisim nến có các sự cố (ngắn mạch, mắc sai linh kiện, cơ cấu đo…) đối với mạch điện thì multisim sẽ báo cho chúng ta biết để kịp thời chỉnh sữa. + Các tín hiệu mô phỏng không bị ảnh hưởng bởi nhiễu . + Chỉ cần nhấn PAUSE khi muốn mạch đứng yên ở 1 trạng thái bất kỳ để ghi nhận kết quả làm việc. 6 + Có thể ghi nhận nhiều kết quả phân tích lên 1 đồ thị ( trong khi thực tế phải làm đi làm lại nhiều lần). + Cơ cấu đo, thiết bị hiển thị giống với thực tế, chất lượng tuyệt vời. (giống như làm việc trong 1 phòng thí nghiệm hiện đại). + Có các công cụ tính toán, thống kê nhanh, khá chính xác. + Công cụ thiết kế mạch logic mạnh. + Có các tính năng tiên tiến cho mô hình của các thiết bị kỹ thuật số. + Mở rộng khả năng mô hình hóa SPICE.  Nhược: + Khi gặp các linh kiện phi tuyến multisim sẽ tuyến tính hóa chúng => sai số, nếu sai số vượt quá mức cho phép thì sẽ báo lỗi và sẽ ngừng việc phân tích. + Tính liên thông giữa các phần mềm chưa cao như Orcad hoặc Protus. 4. Sơ lượt về các thông số cấu hình: Component Toolbar: 7 Table: bảng giới thiệu thành phần trong Component toolbar Command Description Source: chứa tất cả những bộ nguồn có sẵn trong chương trình bao gồm: nguồn pin, nguồn AC, nguồn DC, nguồn phát sóng FM. Basic: Ch ứ a nh ữ ng thành ph ầ n cơ b ả n trong m ạ ch đi ệ n t ử đư ợ c thi ế t k ế s ẳ n trong Chương trình bao gồm: điện trở, tụ điện, rơ_le, biến áp, tiếp điểm… Diode: ch ứ a nh ữ ng ki ể u diode có s ẵ n trong Multisim bao g ồ m: Diac, Triac, cầu Diode, Zener, led…. Transistor: chứa những linh kiện thuộc họ transistor bán dẫn có sẵn trong Chương trình bao gồm transistor BJT; JFET kênh P, kênh N; MOSFET kênh N, kênh P; GaAS FET kênh N, kênh P. Place analog : chứa những bộ khuếch đại thuật toán bao gồm bộ khuếch đại thuật toán 3, chân, 5 chân (5-terminal opamp), bộ so sánh (Comparator), mạch vòng khoá pha (phase-locked loop). Place TTL: chứa những vi mạch số cho chương trình multisim. Bao gồm những vi mạch thuộc họ 74S, 741STD, 74F,7 4AS… Place CMOS: chứa các cổng logic gồm cổng NOT, AND và các IC chứa những cổng logic như IC cổng NAND, cổng EXOR Misc digital: các linh kiện kỹ thuật số bao gồm các linh kiện như TIL, memory, line transceiver. Indicator : mục này gồm các linh kiện hiển thị chứa những thành phần hiển thị có trong chương trình bao gồm đồng hồ đo điện áp (Voltmeter), đo dòng điện (Ammeter), bóng đèn (Bulb), Led 7 đoạn (7-segment display), bộ hiển thị dải ( bargraph Display). MISC: bao gồm các loại tụ opto Electro mechanical: các cuộn dây,switch bao gồm các thành phần về điện như là coil, TIMED_contact, output_device… RF: bao gồm các thành phần về RF như RF_capacitor, RF_BJT_NPN, RF_BJT_PNP, RF_INDUCTOR… Hierarchical Block: mở một file để nhúng như một khối phân cấp Mixed : chứa các bộ định thời , những bộ chuyển đổi Analog sang Digital và từ Digital sang Analog, mạch đơn ổn (Monostable), vi mạch 555. Bus: dùng để kết nối các linh kiện bằng bó dây, khi chọn chức năng này vào vùng làm việc thí các phần được nối với nhau bằng một dường liên kết. 8  Chọn Source>> sẽ có nhiều nguồn cho bạn lựa chọn:  Chọn Basic: Các linh kiện ảo (Vitural Component) cũng được gọi ra trong Basic là các biểu tượng màu xanh trong cột Family.  Chọn Diode: 9  Chọn Transistor:  Chọn Analog: 10  Với các loại IC trong Analog ta có thể xem chức năng và mã số:  TTL và CMOS:  Chứa các cổng logic và IC số . [...]... Oscilloscope: máy đo dao động 4 kênh BodePlotter: máy đo đáp ứng tầng số Frequency Counter: máy đo tần số Word Generator: bộ tạo từ Logic Analyzer: máy phân tích logic Logic Converter: máy chuyển đổi logic IV – Analyses: máy phân tích dòng điện điện thế Distortion Analyzer: máy phân tích nhiễu Spectrum Analyzer: máy phân tích quang phổ 15 Network Analyzer: máy phân tích mạng Agilent Function Generator: máy phát... thuộc nhiệt độ Trong hướng dẫn này chúng tôi tập trung vào điện trở Phân tích quét nhiệt độ chỉ tác động đến các mô hình có bị nhiệt chi phối, bao gồm: • • • • • • • • • • • Virtual Resistor 3 - Terminal Depletion N-MOSFET 3 - Terminal Depletion P- MOSFET 3 - Terminal Enhancement N- MOSFET 3 - Terminal Enhancement P- MOSFET 4 - Terminal Depletion N- MOSFET 4 - Terminal Depletion P- MOSFET 4 - Terminal... ứng tầng số  Sử dụng máy đo đáp ứng tần số sẽ vẽ ra đồ thị đáp ứng tần số của mạch, rất hữu ích cho việc phân tích mạch lọc 18 7 Logic Analyzer: máy phân tích logic  Khi mắc các tín hiệu logic vào mạch ta có thể quan sát được dạng sóng vào và so sánh các dạng sóng với nhau về thời gian  Các thiết bị ở đây có hình dạng, mô phỏng sát với thực tế và hầu hết các bạn đã được làm quen ở các môn học thực... rất lớn trong việc phân giải các mạch điện phức tạp  Khi mở giao diện multisim ra, ta lấy các công cụ đo đạc Instruments ra bằng các cách sau: a Vào Simulate -> Instrument 13 b Có thể lấy trực tiếp trên giao diện của multisim 14 Table: giới thiệu các loại máy đo Multimeter: máy đo đa năng FunctionGenerator: máy tạo dao động sóng Wattmeter: máy đo công suất Oscilloscope: máy đo dao động 2 kênh 4 channel... Temperature Sweep, bạn có thể nhanh chóng kiểm tra các hoạt động của mạch bằng cách mô phỏng nó ở nhiệt độ khác nhau Hiệu ứng này giống như mô phỏng mạch nhiều lần, mỗi lần cho một nhiệt độ Bạn kiểm soát các giá trị nhiệt độ bằng cách chọn start, stop và các khoảng tăng Khi bạn chạy một mô phỏng trong Multisim, tất cả các yếu tố của mạch được cho là được đo ở nhiệt độ danh nghĩa của 27 ° C Bạn có thể thực hiện... sẽ vẽ ra các đường cong thích hợp 1 cách tuần tự Số lượng đường cong tùy thuộc vào kiểu quét (giống như với quét thông số) To Setup and Run Temperrature Sweep: Sweep Variation type >> chọn Decade, Octave, Linear or List.( tương tự như với quét thông số) Analysis to Sweep : chọn loại phân tích >> DC Operating Point, Ac Analysis, Transient Analysis Edit Analysis: để cài đặt các thông số phân tích >> xem... rằng 1 số linh kiện trong mạch có các thông số để thay đổi Các linh liện tích cực (Active Component) như: Opam, BJT, Diode, Mosfet…sẽ có nhiều thông số có sẵn để thực hiện quá trình quét hơn các linh kiện thụ động (Passive component) : Resister, capacitor, inductor Ví dụ: mô hình Diode chứa khoảng 15 đến 25 thông số trong khi cuộn cảm chỉ có thông số điều chỉnh là điện cảm B Cài đặt quét thông số trong... rằng các giả định phụ thuộc vào việc phân tích lựa chọn như sau: DC Operating Point Analysis: Phân tích điểm điều hành DC Nguồn AC bằng zeroed, tụ điện được hở, cuộn cảm xem như ngắn mạch, các thành phần khác được coi là một điện trở lớn với mặt đất.) AC Analysis .Phân tích AC Áp dụng cho một mạch tương tự,tín hiệu nhỏ Các thành phần khác được coi là điện trở lớn với mặt đất Transient Analysis Phân tích. .. cuối List_ (nếu bạn muốn quét khác hơn so với danh sách ) nhập giá trị thông số mong muốn, cách nhau bằng 1 khoảng trống hoặc dấu “,” hay “;” 3 Chọn loại phân tích để quét: Analysis to Sweep>> chọn DC Operating point (điểm điều hành DC), AC Analysis (phân tích AC), hoặc Nested Sweep (quét lồng nhau) 4 Thiết lập các thông số phân tích bằng cách : Edit Analysis.(xem phần VD) 24 C Ví Dụ:  Xét mạch RLC sau:... bảng trạng thái và mạch logic tương ứng: 21 4 Tìm công thức Boolean và mạch logic tương ứng mà chỉ sử dụng cổng NAND: 22 QUÉT THÔNG SỐ - PARAMETER SWEEP A Giới thiệu (Introduction):  Thuộc tính của mạch thường bị tác động mạnh khi có thay đổi thông số của một vài thiết bị Với Parameter Sweep, bạn có thể kiểm tra hoạt động của mạch bằng cách mô phỏng một loạt các giá trị cho một thành phần của mạch Trước . DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Khoa Điện - Điện Tử BÀI BÁO CÁO MÔN GIẢI TÍCH MẠCH TRÊN MÁY TÍNH Chủ đề 7: PHÂN TÍCH GIỮA CÁC THÔNG SỐ VÀ NHIỆT ĐỘ VỚI PHẦN. nghiên cứu làm báo cáo về Multisim cộng với tài liệu tiếng việt viết về phân tích Thông số và Nhiệt Độ chưa nhiều nên đa phần nhóm làm báo cáo sử dụng các tài liệu Tiếng Anh. Do trình độ có hạn. Khi gặp các linh kiện phi tuyến multisim sẽ tuyến tính hóa chúng => sai số, nếu sai số vượt quá mức cho phép thì sẽ báo lỗi và sẽ ngừng việc phân tích. + Tính liên thông giữa các phần mềm chưa