Макаренко В.В. [v_mak@ukr.net]
Национальный технический университет Украины "КПИ имени Игоря Сикорского", Украина
Download in PDF: http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/journals/2019-v1-19/2019_1-19-Makarenko_FMO.pdf

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ NI MULTISIM ДЛЯ ПОЯСНЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ДЕМОДУЛЯЦИИ АМ-СИГНАЛОВ

Формулирование проблемы. При изучении курсов, связанных с обработкой амплитудно-модулированных сигналов, часто очень сложно объяснить студентам, в чем преимущества того или иного типа детектора. Математические расчеты, описывающие работу даже самого простого детектора на диоде, настолько громоздки, что скрывают причины искажений, вносимых такими детекторами в звуковой сигнал.
Использование программ-симуляторов специй позволяет значительно упростить процесс обучения. Они позволяют проиллюстрировать работу этих устройств, быстро проанализировать искажения формы сигнала при изменениях параметров детекторов и AM-сигналов. Следовательно, создание моделей, которые могут быть понятны даже не специалисту, очень поможет в объяснении такого материала.
Материалы и методы. Для объяснения процессов в детекторах AM-сигналов использовалось моделирование с использованием spice-симулятора NI Multisim. Анализ полученных результатов проводился с помощью быстрого преобразования Фурье и многоканального осциллографа.
Результаты. Результаты моделирования различных схем амплитудных детекторов позволяют оценить их параметры и сделать обоснованный выбор схемы для реализации конкретных задач.
Выводы. Имитационное моделирование с использованием spice-симулятора NI Multisim позволяет визуально продемонстрировать работу различных схем и оценить результат в соответствии с требуемыми критериями.
Использование бесплатной версии программы NI Multisim 10 Analog Devices Edition позволяет решить многие проблемы учебного процесса в удобной и доступной пониманию форме.
Визуализация результатов экспериментов в виде осциллограмм, спектров, импульсных переходных характеристик и многих других параметров устройств и сигналов обеспечивает более глубокое понимание процессов, происходящих в электронных устройствах.
Использование NI Multisim в учебном процессе дает возможность сформулировать для студентов задачи по разработке и самостоятельному анализу работы различных аналоговых и цифровых устройств.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: моделирование, обучение, Multisim, амплитудный детектор, искажения, сигнал.

USING NI MULTISIM TO EXPLAIN THE AM-SIGNAL DEMODULATION PROCESSES
V.V. Makarenko
National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Ukraine

The article discusses the use of simulation programs for electronic devices to explain the phenomena occurring during demodulation of amplitude-modulated signals . Examples of modeling of various types of amplitude detectors are given, analysis of nonlinear distortions introduced by various schemes is carried out.
Formulation of the problem. When studying courses related to the processing of amplitude-modulated signals, it is often very difficult to explain to students what the advantages of this or that type of detector are. Mathematical calculations, describing the work of even the simplest detector on the diode, are so cumbersome that they hide the causes of the distortions introduced by such detectors into the sound signal. Using the programs of simulators can significantly simplify the learning process. They allow us to illustrate the operation of these devices, quickly analyze waveform distortions with variations in the parameters of detectors and AM-signals. Therefore, the creation of models that can be understood even by a non-expert will greatly assist in explaining such material.
Materials and methods. To explain the processes in the AM-signal detectors, simulation using the NI Multisim simulator was used. The analysis of the obtained results was carried out by a fast Fourier transform and a multichannel oscilloscope.
Results. The article shows the advantages of NI Multisim.The results of simulation of various schemes of amplitude detectors allow us to estimate their parameters and make an informed choice of the scheme for the implementation of specific tasks.
Conclusions. Simulation modeling using spice simulators allows you to visually demonstrate the operation of various schemes and evaluate the result according to the required criteria. Using the free version of the program NI Multisim 10 Analog Devices Edition allows you to solve many problems of the educational process in a convenient and accessible understanding of the form. Visualization of the results of experiments in the form of oscillograms, spectra, pulsed transient characteristics and many other device parameters and signals provides a deeper understanding of the processes occurring in electronic devices. The use of NI Multisim in the educational process provides an opportunity to formulate tasks for students to develop and independently analyze the work of various analog and digital devices.
Key words: modeling, teaching, Multisim, amplitude detector, distortion, signal.

Список использованных источников

1. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. Изд. 3-е переработанное и дополненное. Москва: СОЛОН-Пресс, 2003. 736 с.
2. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Лабораторный практикум на Electronics Workbench и VisSim по элементам телекоммуникационных систем. Москва: СОЛОН-Пресс, 2005. 480 с.
3. Гаврилов Л.П. Нелинейные цепи в программах схемотехнического моделирования. Москва: СОЛОН-Пресс, 2002. 368 с.
4. Болотовский Ю.И., Таназлы Г.И. ORCAD. Моделирование. "Поваренная" книга". Москва: СОЛОН-Пресс, 2005. 200 с.
5. Шестеркин А. Н. Система моделирования и исследования радиоэлектронных устройств Multisim 10. Москва: ДМК Пресс, 2012. 361 с.
6. Антипенский Р.В., Фадин А.Г. Схемотехническое проектирование и моделирование радиоэлектронных устройств. Москва: Техносфера, 2007. 128 с.
7. Хернитер Марк Е. Multisim® 7: Современная система компьютерного моделирования и анализа схем электронных устройств. (Пер. с англ. Осипов А.И.). Москва: Издательский дом ДМК-Пресс, 2006. 488 с.
8. Чернышова, Т.И. Моделирование электронных схем: учебное пособие. Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. 80 с.
9. Макаренко В.В.  Моделирование радиоэлектронных устройств с помощью программы NI Multisim. Электронный журнал "Радиоежегодник". Выпуск: апрель, 2013 (23). С. 141-267. 
10. Макаренко В.В. Моделирование радиоэлектронных устройств с помощью программы NI MULTISIM. Электронные компоненты и системы. 2008. №1(125). С. 50-56.