1.簡介
本教程是有關在NI Multisim和NI Ultiboard中創建元件系列文章中的第一篇。
本教程的目的是說明如何在Multisim中創建自己的用於模擬和/或印刷電路板（PCB）佈局的組件。您將創建元件，然後驗證其操作。Component Wizard是用於在Multisim中創建自訂群組件的主要工具，它引導您完成創建新元件所需的所有步驟。元件詳細資訊包括符號以及（可選）引腳，型號和通孔配置信息。創建過程中的步驟包括：
- 輸入元件資訊。
- 選擇通孔配置和元件配置。
- 選擇和/或編輯元件符號。
- 設置引腳參數。
- 將符號引腳映射到通孔配置引腳。
- 選擇模擬模型。
- 將符號引腳映射到模型引腳。
- 將零件保存在資料庫中。
本教程將指導您完成在Multisim中創建模擬和PCB佈局相容組件的過程。為了完整起見，您將學習如何創建一個包含兩個部分的先進元件。您將創建具有兩個示意圖符號，兩個模型但只有一個通孔配置。許多元件更易於創建，並且在大多數情況下並不需要概述的所有步驟。 Multisim還允許用戶創建僅模擬或僅佈局的元件。元件創建文章的第2部分標題為“在NI Ultiboard中創建自訂群組件” ，概述了如何為佈局創建自訂Ultiboard格局。手動創建此格局，以精確定義表面安裝元件
（SMD）的形狀，大小和尺寸。可以將此通孔配置添加到Multisim資料庫中以定義自訂群組件。單節與多節組件單節元件是每個晶片具有單個設備的元件。多節元件是每個晶片具有多個閘或器件的元件。多節器件的示例包括邏輯閘或運算放大器。按照字母從A-Z的順序列舉了多部分元件中的設備。純模擬組件純模擬組件旨在説明驗證設計；它們不會轉移到電路板佈局。沒有與之關聯的通孔配置資訊，並且在Multisim環境中，預設情況下，其符號被塗成黑色，以便於識別。純模擬元件的一個範例是理想電壓源。僅佈局的組件僅佈局的組件對模擬沒有影響。它們沒有關聯的SPICE或行為模型。當與電路並聯時，它們對模擬沒有影響。當串聯連接時，它們將產生開路。僅佈局的組件在Multisim環境中為綠色。連接器是僅佈局元件的一個範例。在NI Multisim中創建德州儀器（TI）THS7001組件德州儀器（TI）THS7001是一個多節組件的範例。該元件具有一個可程式設計增益放大器（PGA），具有一個整合在單個積體電路（IC）封裝中的單獨的前置放大級。在該封裝中，兩個部分共用電源和參考電壓連接。可程式設計增益通過三個TTL相容輸入進行數位控制。有關此元件的更多詳細資訊，請參閱“下載”部分中的檔案datasheet_ths7001.pdf。在接下來的步驟中，您將學習如何使用Component Wizard在Multisim中創建THS7001。 步驟1：輸入初始元件資訊
- 從Multisim主功能表中選擇“Tool”»“Component Wizard”。將打開“Component Wizard”視窗。
- 如下圖所示配置此視窗。
圖1. THS7001組件信息。
- 按一下Next繼續。
步驟2：輸入通孔配置和封裝資訊
在此步驟中，您將輸入通孔配置資訊。根據資料表，該元件使用HTSSOP-20 PowerPAD（PWP）通孔配置。您將從Multisim Master資料庫中選擇此通孔配置。
- 按一下Select a footprint button。將打開“Select a Footprint”視窗。
- 在Database name清單方塊中選擇Master Database。
- 點擊Filter。這有助於您在成千上萬個通孔配置中進行快速搜索。
- 按一下Add row按鈕。
- 配置Filter視窗，如圖2所示。
圖2.過濾足跡。
- 按一下OK。 “Select a Footprint”視窗將顯示通孔配置清單，如下圖所示。
圖3.選擇HTSSOP-20（PWP）封裝。
- 突出顯示通孔配置HTSSOP-20（PWP） ，然後按一下“Select” 。
注意：要瞭解如何在NI Ultiboard中創建自訂通孔配置，請查看《在NI Ultiboard中創建自訂群組件》教程。
現在，您需要定義元件中的部分和引腳的數量。在這種情況下，有兩個部分： A是前置放大器部分，它包含7個引腳。 B是可程式設計增益放大器部分，包含12個引腳。
- 配置多節參數，如圖4a和4b所示。
（一種）
（b）
圖4.多節參數。
注意：創建多部分元件時，引腳數必須與將用於該部分符號的引腳數匹配，而不是通孔配置的引腳數。對於THS7001，您將在這兩個部分的符號中添加接地引腳和節點關閉引腳。
- 按一下Next繼續。
步驟3：輸入符號資訊在定義了部分並選擇了通孔配置之後，為每個部分分配符號資訊。Component Wizard會生成一個預設符號，但是，您可以在Symbol Editor中編輯該符號，或者從“ Master Database”中複製一個現有符號。為了節省創建定制零件的時間，建議您盡可能從Multisim資料庫複製現有符號。您也可以將符號檔載入到Symbol Editor中。
- 按一下Edit按鈕。將打開“Symbol Editor” 。
- 選擇File»Open，然後選擇文件pre_amp.sym，可以在下載部分找到該檔。Symbol Editor將為前置放大器載入符號，如下圖所示：
圖5.符號編輯器。
- 選擇File»Exit以關閉Symbol Editor，如果要求保存更改，請選擇Yes。現在，前置放大器符號將顯示在預覽框中（圖6）。
如果您打算與世界各地的同事共用此元件，則最好為該設備創建ANSI和DIN符號。在這種情況下，只需按一下“Copy to”按鈕，然後選擇“ Section A (DIN).” 。
圖6.前置放大器符號。
為可程式設計增益放大器部分分配一個符號：
- 在“Section”欄位中選擇B。
- 按一下Edit以打開Symbol Editor。
- 打開檔案 pg_amp.sym。
- 選擇File»Exit以關閉Symbol Editor，如果要求保存更改，請選擇Yes。現在，前置放大器符號將顯示在預覽框中，如下所示：
圖7.可編程增益放大器符號。
- 按一下Next繼續。
步驟4：設置引腳參數
在此步驟中，您可以為符號中的每個引腳選擇引腳模型類型（輸入，輸出等）。您還可以配置是否在電氣規則檢查（ERC）中包括或排除該引腳。如果需要，您可以在此步驟中向元件添加隱藏的引腳。隱藏的引腳是沒有出現在符號上的引腳，但可能由模型和/或通孔配置使用。
- 配置“Section”和“Type”列，如下圖所示：
圖8.引腳參數。
- 單擊Next繼續。
步驟5：設置符號和佈局通孔配置之間的映射資訊
將可見的符號引腳和隱藏的引腳映射到PCB通孔配置。通過將其與資料表資訊進行比較，確保映射是準確的。
注意：僅模擬零件不需要此步驟。
- 按一下每行對應的“Footprint pins”儲存格，然後分配一個Pin號。配置的視窗將如圖9所示。請注意，引腳1和17共用引腳。
圖9.符號和佈局之間的映射信息。
- 單擊Next繼續。
步驟6：選擇模擬模型
創建用於模擬的元件時，必須為每個部分提供模擬模型。您可以通過四種方式獲取或創建新模型：
- 從製造商網站或其他來源下載SPICE模型。
- 手動創建子電路或原始模型。
- 使用Multisim模型製作器。
- 或編輯現有模型。
Multisim提供了可以根據其資料手冊值為幾種類別的元件創建SPICE模型的模型創建者。現有模型製造商用於運算放大器，雙極結型電晶體，二極體，波導等。有關各種模型製作器的更多資訊，請參考Multisim説明檔。對於THS7001，您將使用製造商提供的SPICE相容型號。前置放大器和可程式設計增益放大器部分有不同的型號。它們可以在“下載”部分中找到。注意：如果要創建僅佈局的元件，則不需要完成步驟6和7。
- 在“Section”欄位中選擇“ A”選項。
- 按一下Load from file.。
- 打開檔案ths7001_preamp.cir。前置放大器的SPICE模型將載入並顯示在A部分的選項中，如下所示：
圖10.前置放大器部分的SPICE模型。
- 在“Section”欄位中選擇“ B”選項。
- 按一下Load from file。
- 打開檔案ths7001_pga.cir。將載入用於可程式設計增益放大器的SPICE模型。
- 按一下Next繼續。
步驟7：將符號引腳映射到模型節點
您必須將符號引腳映射到SPICE模型節點，以使Multisim正確類比組件。對於所有子電路或巨集模型，模型節點通常記錄在SPICE模型的標題文本中。還有一行聲明模型是子電路模型，並列出模型名稱，後跟將要連接到外部電路的模型節點。
對於THS7001，前置放大器和可程式設計增益放大器的模型節點分別列在檔ths7001_pga.cir和ths7001_pga.cir中。您可以在文字編輯器中打開這些檔。
讓我們檢查一下前置放大器的插頭和子電路（SUBCKT）線
.SUBCKT行聲明該模型是子電路模型，列出該模型的名稱，並顯示外部節點。注釋行（SHUTDOWN，OUTPUT等）描述了模型節點的順序和操作。
- 如圖11所示，完成前置放大器的引腳映射表（A部分）。您必須根據它們在SUBCKT行中出現的順序選擇Model nodes。
圖11. A部分引腳映射表。
- 選擇B節，並根據下圖填寫引腳映射表：
圖12. B部分引腳映射表。
- 單擊Next繼續。
9.步驟8：將元件保存到資料庫中
完成上述所有步驟後，將元件保存到User或Corporate Database中。
- 展開User Database。
- 選擇Analog組。
- 按一下“Add Family”，然後鍵入“放大器”作為新的系列名稱。
- 按一下OK。
- 突出顯示新的放大器系列，如下所示：
圖13.將組件保存到數據庫。
- 按一下Finish，然後將自訂群組件（A和B節）放在Multisim工作區上。
圖14. THS7001的A和B部分。
10.在Multisim中測試新組件
創建並保存自訂群組件後，即可在Multisim中使用它。要測試此元件，請使用“下載”部分中的test_circuit.ms11文件。將U2A替換為新元件的A部分，並將U2B替換為B部分。要替換元件，請按兩下該元件，然後選擇“Replace” 。然後導航到保存元件的資料庫和位置，然後選擇它。
圖15說明了測試電路的預期響應。
圖15.增益設置為111的PGA的時域響應。