ni multism 10 tutorial

15
Written By Stan Komsky

Upload: alaa-salam

Post on 24-Apr-2015

142 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: NI Multism 10 Tutorial

 

 

 

Written By Stan Komsky 

Page 2: NI Multism 10 Tutorial

                                                           1                                   2 

Table of Contents  

2  Introduction 

3  Creating a new Project with Cadence 4  Creating a new Project with Multisim  5  Placing Parts with Cadence 6  Placing Parts with Multisim 

8  Adding a Library with Cadence 

9  Connecting Parts with Cadence 10  Connecting Parts with Multisim 

11  Editing Placed Parts with Cadence 12  Editing Placed Parts with Multisim  

13  AC Simulation with Cadence 14  AC Simulation with Multisim 

15  DC Voltage Analysis with Cadence 16  DC Voltage Analysis with Multisim 

17  Error Analysis with Cadence 19  Error Analysis with Multisim 

21  Plotting with Cadence 22  Plotting with Multisim 

23  Cadence Troubleshooting 25  Multisim Troubleshooting 

27  Works Cited 

 

Introduction  

The purpose of this manual is to describe the basic functions of 

Cadence and Multisim. Simulating a circuit on a computer before 

implementing it can help validate your design and catch potentially costly 

errors ahead of time. 

Multisim is an advanced circuit simulation program created by The 

National Instruments Electronic Workbench Group. It provides a variety of 

tools for users to create schematics of circuits, and simulate these 

schematics. It is created to be very user friendly for both students and 

advanced engineering users.  

The Cadence OrCAD application provides a universal circuit design 

and simulation platform. It can import and export schematics to almost any 

other circuit design application causing it to be the most widely used 

schematic design entry by the engineering industry. It also makes it easy to 

make changes to large circuits by using a spreadsheet editor.  

This manual will demonstrate the abilities of both programs from 

designing a circuit to simulating an AC and DC analysis. 

Page 3: NI Multism 10 Tutorial

                                                           3                                   4 

Creating a new Project with Cadence  

1. Open Design Entry CIS using your desktop or start menu (usually 

located in Applications\Cadence SPB 15.7\ Design Entry CIS). 

2. If the Cadence Product choice menu opens, select the third option 

labeled “Allegro PCB Design CIS XL.” 

3. Select File ‐> New ‐> Project… to open the “New Project” menu 

shown below. 

 

4. Select “Analog or Mixed A/D” and enter a project name. 

5. Click Browse to select a location to store your project. 

6. Select “Create a blank project” if the “Create a PSpice Project” menu comes up. 

 

Creating a new Project with Multisim  

1. Open Multisim 10.0 using your desktop or start menu (usually 

located in Applications\National Instruments\Circuit Design Suite 

10.0\ Multisim 10.0). 

2. The application will start allowing you to start your project. 

 

 Figure 2. Create PSpice Project Dialog. 

 

 Figure 1. Cadence New Project Menu. 

Page 4: NI Multism 10 Tutorial

                                                           5                                   6 

Placing Parts with Cadence  

1. Select Place‐>Part and the “Place Part” Dialog will appear.  

 

2. Select all the libraries by clicking and dragging the mouse, or by 

selecting one of the libraries and hitting Ctrl + A. 

3. Find the component you would like to add in the “Part List” dialog 

and click OK to add it. The following are some example components 

you can add: 

Part Name  Picture  Part/Library Name in Part List 

Resistor 

 

R/ANALOG 

Capacitor 

 

C/ANALOG 

Inductor 

 

L/ANALOG 

Voltage Source 

 

VAC/SOURCE 

Current Source 

 

IAC/SOURCE 

 Placing Parts with Multisim 

1. Select Place ‐> Component and locate the component you wish to 

place.  

2. The “Select a Component” dialog should appear as shown on the 

next page. 

Here’s a tip: You can also hit Ctrl + W to open the “Select a Component” Dialog. 

Note: If there are no libraries in the “Libraries” section of the dialog, follow the instructions in the “Adding a Library” located on page 8 before continuing. 

Page 5: NI Multism 10 Tutorial

                                                           7                                   8 

 

  

 

 

        

3. Select the component you wish to add, edit the component settings 

to your specifications, and click Ok. 

4. Click on your schematic in the location you wish to add your 

component, and the component will be added at that location. 

5. A new “Select a Component” Dialog will appear. If you do not wish 

to add another component, click Close to close this dialog. 

 

     

 

Adding a Library with Cadence  

1. Before being able to place parts, you must add the part library. 

2. Select Place‐>Part and an empty “Place Part” dialog will appear.  

3. Click Add Library… and browse to 

“C:\Appl\Cadence\SPB_15.7\tools\capture\library\pspice\” or the 

equivalent directory if your machine is using a different directory 

structure. 

4. Use your mouse or press Ctrl + A to select all the libraries shown 

below.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Click Open to add these libraries. 

 

 Figure 3. Multisim Select a Component Denu. 

  Figure 4. Browse File Dialog for Adding Libraries.

Page 6: NI Multism 10 Tutorial

                                                           9                                   10 

Connecting Parts with Cadence 

1. Go to Place ‐> Wire or select the place wire tool in the right side 

menu as shown below. 

 

 

 

 

 

 

2. Position your mouse on the small box at the end location of one of 

the first connecting component. Your mouse point should turn into 

a crosshair. 

3. Click inside the box and drag it over to the small box at the end 

location of one of the second connecting component.  

4. Note that the path that your cursor follows will be followed with the 

connecting wire. 

5. You can change the location of the wires by clicking and dragging 

after you are done connecting the components. 

 

 

 

 

Connecting Parts with Multisim  

1. Select the end of the first connecting component. Your cursor 

should become a black dot when you are over a valid selection.  

2. Click on it and drag it over to the end location of the second 

connecting component. Your cursor should become a black dot and 

the end of the component should become red when you are over a 

valid selection as shown in the diagram below. 

3. Note that the path that your cursor follows will be followed with the 

connecting wire. 

4. You can change the location of the wires by clicking and dragging 

after you are done connecting the components. 

 

 Figure 5. Cadence Wire Tool. 

Page 7: NI Multism 10 Tutorial

                                                           11                                   12 

Editing Placed Parts with Cadence 

1. Select the part or parts that you would like to edit. They should 

change to a pink color and have a dotted box around them.  

2. Select Edit ‐> Properties or press Ctrl + E to open the “Property 

Editor” dialog shown below. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. You will see a list of circuit components you have selected and the 

properties that you can edit.  

4. You can change the name by editing the “Part Reference” column 

and change the part value by editing the “Value” column. 

5. Once you have finished making changes, click Apply. An Undo 

Warnings” dialog will appear, click Yes to apply your changes. 

 

 

 

 

 

 

6. To delete the component, simply select the component and press Delete. 

 

Editing Placed Parts with Multisim  

1. Double click on the part you would like to change. A dialog will appear 

with properties you can change as shown below. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. To change the part’s name, click on the Label tab. 

3. Click OK to produce your changes. 

4. To delete the component, simply select the component and press 

Delete. 

Note: When you delete a component, any wires previously connected to that component will still remain. 

 Figure 6. Cadence Property Editor Dialog. 

Here’s a tip: You can make quick changes to a single parts by double clicking the value you would like to change on the schematic. Then change the value and press OK. 

 Figure 7. Multisim Property Editor Dialog. 

Page 8: NI Multism 10 Tutorial

                                                           13                                   14 

AC Simulation with Cadence 

1. Select PSpice ‐> Markers ‐> Voltage Level and place the Voltage Level 

Marker on the part or parts of your circuit that you would like to 

analyze. 

2. To run the simulation, you must first create a simulation profile. Do 

so by selecting PSpice ‐> New Simulation Profile.  

3. A “New Simulation” dialog will appear. Enter a name for your 

simulation and click Create. 

4. On the “Analysis Type:” drop down menu, select “AC Sweep/Noise” 

as shown below. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Enter the Start and Stop frequencies. These will be the X‐axis of your 

graph, and your circuit will be analyzed between these frequencies. 6. Enter the Points/Decade. This is the amount of data samples that 

will be displayed on the graph. Click OK. 7. Select PSpice ‐> Run or press F11 to run the simulation.  

8. See the Plotting with Cadence section on page 21 for instructions on 

how to add traces to your simulation. 

AC Simulation with Multisim 

1. Select Simulate ‐> Analysis ‐> AC Analysis… to open the “AC Analysis” 

dialog shown below.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Enter the Start and Stop frequencies. These will be the X‐axis of your 

graph, and your circuit will be analyzed between these frequencies. 3. Select the Output tab and add the proper variables to output. For 

more information on doing this, see the Plotting with Cadence 

section on page 21.  4. Click Simulate to display your simulation. 

 

 Figure 8. Cadence Simulation Settings Dialog. 

 Figure 9. Multisim AC Analysis Dialog. 

Page 9: NI Multism 10 Tutorial

                                                           15                                   16 

DC Voltage Analysis with Cadence 

1. To run the simulation, you must first create a simulation profile. Do 

so by selecting PSpice ‐> New Simulation Profile.  

2. A “New Simulation” dialog will appear. Enter a name for your 

simulation and click Create.  

3. A “Simulation Settings” dialog will appear. Click OK.  4. Select PSpice ‐> Run or press F11 to run the simulation.  5. Your schematic will now show the DC value at each node as shown 

below.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DC Voltage Analysis with Multisim 

1. Select Simulate ‐> Analysis ‐> DC Operating Point… to open the “DC 

Operating Point Analysis” dialog shown below. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Select the variables you wish to analyze from the left “Variable and 

Circuit” box and click Add to add them to the right “Selected 

Variables for Analyze” box. 

3.  Click Simulate to show the analysis results. A “Grapher View” dialog 

will appear showing the nodes and their corresponding voltage 

levels. 

 

 

 

Figure 11. DC Operating Point Dialog. 

Figure 10. DC Voltage Analysis with Cadence Results. 

Page 10: NI Multism 10 Tutorial

                                                           17                                   18 

Error Analysis with Cadence 

1. Duplicate your original circuit by selecting the circuit and using the 

Copy and Paste commands in the Edit menu. You will need both 

circuits to run the error analysis. 

2. Add a Capacitor and Resistor in parallel to your circuit to serve as 

the oscilloscope for error analysis as shown bellow. 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Select PSpice ‐> New Simulation Profile. A “New Simulation” dialog 

will appear. Enter a name for your simulation and click Create. 

4. On the “Analysis Type:” drop down menu, select “AC Sweep/Noise.” 

5. Enter the Start and Stop frequencies and the Points/Decade. Click 

OK. 6. Select PSpice ‐> Run or press F11 to run the simulation.  7. An “Allegro AMS Simulator” dialog should appear. Select Simulation ‐

> Trace ‐> Add Trace or press the Insert key.  8. Using the “Add Traces” dialog, create a formula to calculate the 

percent error using as shown on the next page.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Click OK to add the trace to the graph. The graph will show the 

percentage error due to AC Voltmeter loading as shown in the 

example below. 

 

 

 

 Figure 12. Oscilloscope Addition on Right for Error Analysis. 

 

Figure 13. Add Traces Dialog for Error Analysis. 

Here’s a tip: You can measure percentage error by using the formula: 100*(V’ – V)/ V where V is the voltage prior to connection to the oscilloscope and V” is the voltage afterwards. 

 

Figure 14. Example of Error Analysis Output in Cadence. 

Page 11: NI Multism 10 Tutorial

                                                           19                                   20 

Error Analysis with Multisim 

1. Duplicate your original circuit by selecting the circuit and using the 

Copy and Paste commands in the Edit menu. You will need both 

circuits to run the error analysis. 

2. Add a Capacitor and Resistor in parallel to your circuit to serve as 

the oscilloscope for error analysis. 

3. Select Simulate ‐> Analysis ‐> AC Analysis… to open the “AC Analysis” 

dialog and enter the Start and Stop frequencies.  4. Select the Output tab and click Add Expression to open the “Analysis 

Expression” dialog as shown below.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Enter an expression for percentage error calculation and select OK. 6. Press Simulate to display your simulation. The graph will show 

percentage error as shown below.  

 

 

 

  

Figure 16. Example of Error Analysis Output in Multisim. 

 

Figure 15. Multisim Analysis Expression Dialog.

Page 12: NI Multism 10 Tutorial

                                                           21                                   22 

Plotting With Cadence 

1. When in the “Allegro AMS Simulator” dialog, select Simulation ‐> 

Trace ‐> Add Trace or press the Insert key.  2. Using the “Add Traces” dialog, select the trace you would like to add 

and click OK to add them to your graph.  3. To graph a formula, select the output variables from the left “Simple 

Output Variables” menu and add mathematical expressions from 

the right “Functions or Macros” menu. Then click OK to add it to 

your graph. 4. To delete all traces, select Trace ‐> Delete all Traces or press Ctrl + 

Delete.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Plotting With Multisim 

1. When in the “AC Analysis” dialog, select the variables you would like 

to plot and click “Add” as shown below.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Click Simulate to display the graph. 3. Select Edit ‐> Properties to bring up the “Graph Properties” dialog. 4. Select the Left Axis, Right Axis, Bottom Axis, or Top Axis tab to 

change the scale, range, or title of the specific axis. 5. Select the General tab to change the title or grid properties.  

 

 

Figure 17. Multisim AC Analysis Dialog. 

Page 13: NI Multism 10 Tutorial

                                                           23                                   24 

Cadence Troubleshooting 

Building the Circuit 

I receive a yellow warning symbol when trying to connecting a wire 

to my component.  

1. Cadence has detected that making this connection might create an 

error in your circuit. 2. You can proceed in making the connection, but take note of the 

warning as it might cause problems in the future during simulation.  

Simulating the Circuit 

My Cadence Application does not have a PSpice menu for circuit 

simulation. 

1. You have opened the wrong Cadence application. Select File ‐> Save 

to save your file. Select File ‐> Exit to close the window. 2. Open Design Entry CIS using your desktop or start menu (usually 

located in Applications\Cadence SPB 15.7\ Design Entry CIS). 

3. If the Cadence Product choice menu opens, select the third option 

labeled “Allegro PCB Design CIS XL.” 

 

 

I am receiving errors in the format of “ERROR ‐‐ Node N00023 is 

floating” when trying to run my simulation.  

1. Your ground is not properly connected.  2. If you do not already have a ground in your circuit, select Place ‐> 

Ground to display the “Place Ground” dialog. 

3. Select the ground component you would like to add and click OK. 4. Place the component in the proper location and select PSpice ‐> Run 

or press F11 to run the simulation again.  

 

 

I am receiving errors in the format of “ERROR ‐‐ Less than 2 

connections at node M_UN0001” when trying to run my simulation.  

1. One of your circuit components does not have a wire connected 

from each side. 

2. Select Place ‐> Wire and place the wire accordingly. For more 

information on placing wires, refer to “Connecting Parts with 

Cadence” on page 9. 

 

 

My Simulation ran successfully but the graph is empty.  

1. You must add traces to display on your graph.  2. Select Simulation ‐> Trace ‐> Add Trace or press the Insert key.  

Using the “Add Traces” dialog, select the trace you would like to add 

and click OK to add it to your graph.  

   

Error Analysis 

I receive an “Invalid Expression” error when creating my formula. 

1. You have a syntax error in your error expression. Select OK and 

change the expression to fix this error. 

 

Page 14: NI Multism 10 Tutorial

                                                           25                                   26 

Multisim Troubleshooting 

Simulating the Circuit 

After running the AC Analysis and adding the proper output, a blank 

graph appears. 

1. There is most likely a problem with your circuit. Make sure all wires 

are connected properly and run the analysis again.  

 

 

When running a new AC Analysis, my old AC Analysis still appears in 

the tabs.  How do I delete it? 

1. Select the tab with the unwanted analysis. 2.   Press Ctrl + X to delete it.  

 

DC Voltage Analysis 

All of my outputted variables are 0 after running the analysis.  

1. You most likely have an AC voltage source rather than a DC Voltage 

source. 2. Select Place ‐> Component and locate the DC voltage source. Place it 

onto your schematic and remove the AC voltage source. 

 

Error Analysis 

After entering the error percentage formula as the output, the graph 

is still blank.  

1. You most likely have a syntax error in your error expression.  

3. Select Simulate ‐> Analysis ‐> AC Analysis… and select the Output tab 

and change the expression to fix this error. 

Page 15: NI Multism 10 Tutorial

                                                           27                                   28 

Works Cited 

 “flexible_printed_circuits_boards_photo1.” No date. Online Image. Starflex 

Flexible Circuit Board Manufacturer. 16 October 2007. 

<http://starflex.com/images/flexible_printed_circuits_boards_photo1.

gif>. 

“General Warning Symbol.” No date. Online Image. 

Welcome Information for the University of Bath. 16 October 2007.  

<http://www.bath.ac.uk/internal/bio‐

sci/Images/haz%20general%20warning.gif 

haz general warning.gif>. 

"Lightbulb." No date. Online image. Vermont Guardian | For The 

Independent Mind. 16 October 2007. 

<http://www.vermontguardian.com/images/local/2006/ 

Lightbulb.jpg>.