1.简介
本教程是有关在NI Multisim和NI Ultiboard中创建组件的系列文章中的第一篇。
本教程的目的是说明如何在Multisim中创建自己的用于仿真和/或印刷电路板（PCB）布局的组件。您将创建组件，然后验证其操作。组件向导是用于在Multisim中创建自定义组件的主要工具，它引导您完成创建新组件所需的所有步骤。组件详细信息包括符号以及（可选）引脚，型号和封装信息。创建过程中的步骤包括：
- 输入组件信息。
- 选择封装和组件配置。
- 选择和/或编辑组件符号。
- 设置引脚参数。
- 将符号引脚映射到占位引脚。
- 选择仿真模型。
- 将符号引脚映射到模型引脚。
- 将零件保存在数据库中。
本教程将指导您完成在Multisim中创建仿真和PCB布局兼容组件的过程。为了完整起见，您将学习如何创建一个包含两个部分的高级组件。您将创建具有两个原理图符号，两个模型但只有一个封装的零件。许多组件更易于创建，并且在大多数情况下并不需要概述的所有步骤。 Multisim还允许用户创建仅模拟或仅布局的组件。
组件创建文章的第2部分标题为“在NI Ultiboard中创建自定义组件” ，概述了如何为布局创建自定义Ultiboard格局。手动创建此格局，以精确定义表面贴装设备（SMD）的形状，大小和尺寸。可以将此足迹添加到Multisim数据库中以定义自定义组件。
单节与多节组件
单节组件是每个芯片具有单个设备的组件。多节组件是每个芯片具有多个门或器件的组件。多节器件的示例包括逻辑门或运算放大器。按照字母从A-Z的顺序列举了多部分组件中的设备。
纯仿真组件
纯仿真组件旨在帮助验证设计；它们不会转移到电路板布局。没有与之关联的足迹信息，并且在Multisim环境中，默认情况下，其符号被涂成黑色，以便于识别。纯仿真组件的一个示例是理想电压源。
仅布局的组件
仅布局的组件对模拟没有帮助。它们没有关联的SPICE或行为模型。当与电路并联时，它们对仿真没有影响。当串联连接时，它们将产生开路。仅布局的组件在Multisim环境中为绿色。连接器是仅布局组件的一个示例。
在NI Multisim中创建德州仪器（TI）THS7001组件
德州仪器（TI）THS7001是一个多部分组件的示例。该组件具有一个可编程增益放大器（PGA），具有一个集成在单个集成电路（IC）封装中的单独的前置放大级。在该封装中，两个部分共享电源和参考电压连接。可编程增益通过三个TTL兼容输入进行数字控制。有关此组件的更多详细信息，请参阅“下载”部分中的文件datasheet_ths7001.pdf。
在接下来的步骤中，您将学习如何使用组件向导在Multisim中创建THS7001。
2.步骤1：输入初始组件信息
- 从Multisim主菜单中选择“工具”»“组件向导”。将打开“组件向导”窗口。
- 如下图所示配置此窗口。
图1. THS7001组件信息。
- 单击下一步继续。
3.步骤2：输入封装和封装信息
在此步骤中，您将输入Footprint信息。根据数据表，该组件使用HTSSOP-20 PowerPAD（PWP）占位面积。您将从Multisim Master数据库中选择此封装。
- 单击选择Footprint按钮。将打开“选择Footprint”窗口。
- 在数据库名称列表框中选择主数据库。
- 点击过滤器。这有助于您在成千上万个足迹中进行快速搜索。
- 单击添加行按钮。
- 配置Filter窗口，如图2所示。
图2.过滤足迹。
- 单击确定。 “选择足迹”窗口将显示足迹列表，如下图所示。
图3.选择HTSSOP-20（PWP）封装。
- 突出显示占位HTSSOP-20（PWP） ，然后单击“选择” 。
注意：要了解如何在NI Ultiboard中创建自定义封装，请查看《在NI Ultiboard中创建自定义组件》教程。
现在，您需要定义组件中的部分和引脚的数量。在这种情况下，有两个部分： A是前置放大器部分，它包含7个引脚。 B是可编程增益放大器部分，包含12个引脚。
- 配置多节参数，如图4a和4b所示。
（一种）
（b）
图4.多节参数。
注意：创建多部分组件时，引脚数必须与将用于该部分符号的引脚数匹配，而不是占位面积的引脚数。对于THS7001，您将在这两个部分的符号中添加接地引脚和节点关闭引脚。
- 单击下一步继续。
4.步骤3：输入符号信息
在定义了部分并选择了覆盖区之后，为每个部分分配符号信息。组件向导会生成一个默认符号，但是，您可以在符号编辑器中编辑该符号，或者从“原始数据库”中复制一个现有符号。为了节省创建定制零件的时间，建议您尽可能从Multisim数据库复制现有符号。您也可以将符号文件加载到符号编辑器中。
- 单击编辑按钮。将打开“符号编辑器” 。
- 选择文件»打开，然后选择文件pre_amp.sym，可以在下载部分找到该文件。符号编辑器将为前置放大器加载符号，如下图所示：
图5.符号编辑器。
- 选择文件»退出以关闭符号编辑器，如果要求保存更改，请选择是。现在，前置放大器符号将显示在预览框中（图6）。
如果您打算与世界各地的同事共享此组件，则最好为该设备创建ANSI和DIN符号。在这种情况下，只需单击“复制到”按钮，然后选择“ A部分（DIN）” 。
图6.前置放大器符号。
为可编程增益放大器部分分配一个符号：
- 在“Section”字段中选择B。
- 单击编辑以打开符号编辑器。
- 打开“下载”部分中的文件pg_amp.sym。
- 选择文件»退出以关闭符号编辑器，如果要求保存更改，请选择是。现在，前置放大器符号将显示在预览框中，如下所示：
图7.可编程增益放大器符号。
- 单击下一步继续。
5.步骤4：设置引脚参数
在此步骤中，您可以为符号中的每个引脚选择引脚模型类型（输入，输出等）。您还可以配置是否在电气规则检查（ERC）中包括或排除该引脚。如果需要，您可以在此步骤中向组件添加隐藏的引脚。隐藏的引脚是没有出现在符号上的引脚，但可能由模型和/或封装使用。
- 配置“Section”和“Type”列，如下图所示：
图8.引脚参数。
- 单击下一步继续。
6.步骤5：设置符号和布局足迹之间的映射信息
将可见的符号引脚和隐藏的引脚映射到PCB足迹。通过将其与数据表信息进行比较，确保映射是准确的。
注意：仅仿真零件不需要此步骤。
- 单击每行对应的“Footprint pins”单元格，然后分配一个Pin号。配置的窗口将如图9所示。请注意，引脚1和17共享引脚。
图9.符号和布局之间的映射信息。
- 单击下一步继续。
7.步骤6：选择仿真模型
创建用于仿真的组件时，必须为每个部分提供仿真模型。您可以通过四种方式获取或创建新模型：
- 从制造商网站或其他来源下载SPICE模型。
- 手动创建子电路或原始模型。
- 使用Multisim模型制作器。
- 或编辑现有模型。
Multisim提供了可以根据其数据手册值为几种类别的组件创建SPICE模型的模型创建者。现有模型制造商用于运算放大器，双极结型晶体管，二极管，波导等。有关各种模型制作器的更多信息，请参考Multisim帮助文件。
对于THS7001，您将使用制造商提供的SPICE兼容型号。前置放大器和可编程增益放大器部分有不同的型号。它们可以在“下载”部分中找到。
注意：如果要创建仅布局的组件，则不需要完成步骤6和7。
- 在“Section”字段中选择“ A”选项卡。
- 单击从文件加载。
- 打开“下载”部分中的文件ths7001_preamp.cir。前置放大器的SPICE模型将加载并显示在A部分的选项卡中，如下所示：
图10.前置放大器部分的SPICE模型。
- 在“Section”字段中选择“ B”选项卡。
- 单击从文件加载。
- 打开“下载”部分中的文件ths7001_pga.cir。将加载用于可编程增益放大器的SPICE模型。
- 单击下一步继续。
8.步骤7：将符号引脚映射到模型节点
您必须将符号引脚映射到SPICE模型节点，以使Multisim正确模拟组件。对于所有子电路或宏模型，模型节点通常记录在SPICE模型的标题文本中。还有一行声明模型是子电路模型，并列出模型名称，后跟将要连接到外部电路的模型节点。
对于THS7001，前置放大器和可编程增益放大器的模型节点分别列在文件ths7001_pga.cir和ths7001_pga.cir中。您可以在文本编辑器中打开这些文件。
让我们检查一下前置放大器的插头和子电路（SUBCKT）线：
.SUBCKT行声明该模型是子电路模型，列出该模型的名称，并显示外部节点。注释行（SHUTDOWN，OUTPUT等）描述了模型节点的顺序和操作。
- 如图11所示，完成前置放大器的引脚映射表（A部分）。您必须根据它们在SUBCKT行中出现的顺序选择模型节点。
图11. A部分引脚映射表。
- 选择B节，并根据下图填写引脚映射表：
图12. B部分引脚映射表。
- 单击下一步继续。
9.步骤8：将组件保存到数据库中
完成上述所有步骤后，将组件保存到User或Corporate Database中。
- 展开用户数据库。
- 选择模拟组。
- 单击“添加系列”，然后键入“放大器”作为新的系列名称。
- 单击确定。
- 突出显示新的放大器系列，如下所示：
图13.将组件保存到数据库。
- 单击完成，然后将自定义组件（A和B节）放在Multisim工作区上。
图14. THS7001的A和B部分。
10.在Multisim中测试新组件
创建并保存自定义组件后，即可在Multisim中使用它。要测试此组件，请使用“下载”部分中的test_circuit.ms11文件。将U2A替换为新组件的A部分，并将U2B替换为B部分。要替换组件，请双击该组件，然后选择“替换” 。然后导航到保存组件的数据库和位置，然后选择它。
图15说明了测试电路的预期响应。
图15.增益设置为111的PGA的时域响应。