TINA Design Suite və TINACloud ilə dövrə simulyasiyası

By Prof. Dr. Dogan Ibrahim

Bu e-kitab, ən çox satılan Elektor müəllifi, Prof. Dr. Doğan İbrahim elektrik və elektron sxemlərin dizaynını və təhlilini öyrətmək və həm TINA, həm də TINACloud istifadə edərək PCB lövhələri hazırlamaq məqsədi daşıyır. Kitab elektrik/elektron mühəndisləri, texniki kollec və universitetlərin elektron/elektrik mühəndisliyi üzrə bakalavr tələbələri, aspirant və tədqiqatçılar, müəllimlər və həvəskarlar üçün nəzərdə tutulub. Analoq və rəqəmsal elektrik/elektron mühəndisliyinin əksər sahələrini əhatə edən bir çox sınaqdan keçirilmiş və işləyən simulyasiya nümunələri təqdim edilmişdir. Bunlara AC və DC sxemləri, diodlar, zener diodları, tranzistor sxemləri, əməliyyat gücləndiriciləri, nərdivan diaqramları, 3 fazalı dövrələr, qarşılıqlı endüktans, düzəldici sxemlər, osilatorlar, aktiv və passiv filtr sxemləri, rəqəmsal məntiq, VHDL, MCU, keçid rejimi daxildir. enerji təchizatı, PCB dizaynı, Furye seriyası və spektr. Mürəkkəb MCU sxemlərini simulyasiya etmək istəməyincə oxucuların proqramlaşdırma təcrübəsinə ehtiyacı yoxdur.

Mündəricat:

Fəsil 1 ● Giriş

1.1 ● Why simulation? 13
1.2 ● Elektron simulyasiya 14
1.3 ● SPICE modelling of electronic circuits 15
1.4 ● TINA proqramı 16
1.4.1 ● Schematic capture 17
1.4.2 ● Canlı 3D Breadboard Tool 17
1.4.3 ● PCB dizaynı 17
1.4.4 ● Elektrik Qaydalarının Yoxlanması (ERC) 17
1.4.5 ● Sxematik Simvol Redaktoru 18
1.4.6 ● Kitabxana Meneceri 18
1.4.7 ● IBIS model support 18
1.4.8 ● Parameter Extractor 18
1.4.9 ● Mətn və Tənlik Redaktoru 18
1.4.10 ● DC analysis 19
1.4.11 ● Keçici təhlil 19
1.4.12 ● Avtomatik yaxınlaşma 19
1.4.13 ● Keçici səs-küyün təhlili 19
1.4.14 ● Fourier analysis 19
1.4.15 ● Digital simulation 20
1.4.16 ● HDL simulyasiyası 20
1.4.17 ● Mikrokontroller (MCU) simulyasiyası 20
1.4.18 ● Flowchart Redaktoru və Debugger 20
1.4.19 ● AC analysis 21
1.4.20 ● Network analysis 21
1.4.21 ● Linear AC Noise analysis 21
1.4.22 ● Simvolik təhlil 21
1.4.23 ● Monte-Karlo və ən pis vəziyyətin təhlili 21
1.4.24 ● Dizayn Aləti 21
1.4.25 ● Optimisation 22
1.4.26 ● Post-prosessor 22
1.4.27 ● Təqdimat 22
1.4.28 ● İnteraktiv rejim 22
1.4.29 ● Virtual alətlər 23
1.4.30 ● Real-time Test & Measurements 23
1.4.31 ● Təlim və İmtahan 23
1.4.32 ● Mexatronika Genişləndirilməsi 23

Fəsil 2 ● TINA Versiyaları

2.1 ● Overview 24
2.2 ● Versiya xüsusiyyətləri 24
2.3 ● Options 27
2.4 ● Supplementary hardware 27
2.4.1 ● LabXplorer: Təhsil və Təlim üçün Çoxfunksiyalı Alət yerli və
uzaqdan ölçmə imkanları 27

Fəsil 3 ● TINA Quraşdırma Proseduru

3.1 ● Hardware and software requirements 29
3.2 ● Quraşdırma 29
3.3 ● TINA 36-nın aparat açarı (dongle) versiyasının quraşdırılması
3.4 ● TINA 37-nin proqram təminatı ilə qorunan versiyasının avtorizasiyası

Fəsil 4 ● Başlanğıc – Sadə sxemlərin simulyasiyası

4.1 ● Sxematik Redaktor 38
4.2 ● Simulyasiya 1 – Sıra və paralel rezistorlar 39
4.3 ● Simulation 2 – Resistor – capacitor circuit 49
4.4 ● Simulyasiya 3 – Rezistor – induktor-kondansator dövrəsi 61
4.5 ● Simulation 4 – Power consumption – using a power meter 67
4.6 ● Simulyasiya 5 – Komponentlər arasında gərginlik – voltmetrlərdən istifadə etməklə 69
4.7 ● Simulyasiya 6 – Amper Metr 70 istifadə edərək komponentlər vasitəsilə cərəyan
4.8 ● Simulyasiya 7 – Empedans Ölçer 71 ilə empedans ölçülməsi
4.9 ● Simulyasiya 8 – Ohmmetr 73 ilə müqavimətin ölçülməsi
4.10 ● Simulyasiya 9 – Osiloskop komponentindən istifadə edərək komponentlər arasında gərginliyin planlaşdırılması 74
4.11 ● Simulation 10 – Measuring frequency using a frequency meter 78
4.12 ● Simulation 11 – AC circuit analysis I 79
4.13 ● Simulyasiya 12 – AC dövrə təhlili II 82
4.14 ● Simulyasiya 13 – AC dövrə təhlili III 84
4.15 ● Simulyasiya 14 – Thevenin teoremi – AC dövrə təhlili 86
4.16 ● Simulation 15 – Norton’s Theorem – AC circuit analysis 89
4.17 ● 3-fazalı sxemlər 92
4.17.1 ● Simulyasiya 16 – Rezistiv yüklə 3 fazalı ulduzla əlaqəli dövrə təhlili 93
4.17.2 ● Simulyasiya 17 – rezistiv və 3 fazalı ulduzla əlaqəli dövrə təhlili
induktiv yük 95
4.18 ● Mutual inductance 98
4.18.1 ● Simulyasiya 18 – Qarşılıqlı endüktans 99

Fəsil 5 ● Diod Dövrəsinin Dizaynı və Simulyasiyası

5.1 ● Simulyasiya 1 – Sadə diod dövrəsi 102
5.2 ● Simulyasiya 2 – Yarımdalğalı düzəldici dövrə 103
5.3 ● Simulyasiya 3 – Transformator 104 ilə yarımdalğalı düzəldici dövrə
5.4 ● Simulyasiya 4 – Tam dalğalı rektifikator sxemi 105 mərkəzinə vurulmuş transformator ilə
5.5 ● Simulyasiya 5 – Transformator 107 ilə tam dalğalı körpü düzəldici dövrə
5.6 ● Simulyasiya 6 – Diod sıxıcı dövrə 109
5.7 ● Simulyasiya 7 – Zener diodunun xüsusiyyətləri 110
5.8 ● Simulation 8 – Zener diode voltage regulator 112
5.9 ● Simulation 9 – Zener diode symmetrical voltage limiter 113
5.10 ● Simulyasiya 10 – Gərginlik üçqatlı dövrə 114

Fəsil 6 ● Tranzistor Dövrəsinin Dizaynı və Simulyasiyası

6.1 ● Simulation 1 – Bipolar transistor characteristics 118
6.2 ● Simulation 2 – Common emitter transistor amplifier – Analysis 119
6.3 ● Simulation 3 – Common emitter transistor amplifier – Design 125
6.4 ● Simulyasiya 4 – Çoxpilləli ümumi emitent tranzistor gücləndiricisi – TINA 127-də alt sxemlərdən istifadə
6.5 ● The Netlist 131
6.6 ● Simulyasiya 5 – BJT tranzistoru Colpitts osilatoru 132
6.7 ● Transistor as a two port network 136
6.7.1 ● Transistor h parameters 139
6.8 ● Simulyasiya 6 – JFET tranzistor ümumi mənbə gücləndiricisi 142
6.9 ● Simulyasiya 7 – JFET tranzistorunun xarakterik əyriləri 146
6.10 ● Simulyasiya 8 – BJT Transistor açarı 147
6.11 ● Tiristorlar və triyaklar 149
6.11.1 ● Simulyasiya 9 – Tiristorun faza nəzarəti 149
6.11.2 ● Simulyasiya 10 – Triak fazasına nəzarət 151
6.12 ● Audio güc gücləndiriciləri 153
6.12.1 ● Simulyasiya 11 – Sinif AB səs gücləndiricisi 154

Fəsil 7 ● Əməliyyat gücləndirici dövrə dizaynı və simulyasiyası

7.1 ● Əsas xüsusiyyətlər 161
7.2 ● Əməliyyat gücləndiricilərinin sxemləri 162
7.2.1 ● İnversiya gücləndiricisi 163
7.2.1 ● Inverting amplifier 163
7.2.2 ● İnvertasiya etməyən gücləndirici 163
7.2.3 ● Gərginlik izləyicisi 164
7.2.4 ● Gərginlik artırıcı gücləndirici 165
7.2.5 ● Gərginlik çıxarıcı 166
7.2.6 ● Gərginlik inteqratoru 167
7.2.7 ● Gərginlik fərqləndiricisi 168
7.2.8 ● Current to voltage converter 169
7.3 ● Simulyasiya 1 – İnvertasiya gücləndiricisi 171
7.4 ● Simulation 2 – Summing amplifier 174
7.5 ● Simulyasiya 3 – Gərginliyi birləşdirən gücləndirici 175
7.6 ● Simulation 4 – Half-wave rectifier circuit 176
7.7 ● Dizayn Aləti 178
7.7.1 ● Simulyasiya 5 – Dizayn nümunəsi 178
7.8 ● Optimallaşdırma 180
7.8.1 ● Simulyasiya 6 – Dizayn nümunəsi – AC dövrə 183
7.8.2 ● Simulyasiya 7 – Dizayn nümunəsi – DC dövrə 185
7.9 ● Sinusoidal osilatorlar. 187
7.9.1 ● Simulyasiya 8 – Faza sürüşmə osilatoru 187
7.9.2 ● Simulyasiya 9 – Wien Bridge osilatoru 189
7.9.3 ● Simulyasiya 10 – Colpitts osilatoru 192
7.10 ● Kvadrat dalğa generatorları 194
7.10.1 ● Simulyasiya 11 – Əməliyyat gücləndiricisi kvadrat dalğa generatoru 194
7.10.2 ● Simulyasiya 12 – 555 inteqral sxem 196

Fəsil 8 ● Filtr dövrəsinin dizaynı və simulyasiyası

8.1 ● TINA filtrləri 199
8.2 ● Simulyasiya 1 – 2-ci dərəcəli aşağı keçidli aktiv filtrin layihələndirilməsi 201
8.3 ● Simulyasiya 2 – Daha yüksək dərəcəli aşağı keçidli aktiv filtrin layihələndirilməsi 206
8.4 ● Simulation 3 – Designing a high-pass active filter 207
8.5 ● Simulyasiya 4 – Zolaq keçirici aktiv filtrin layihələndirilməsi 209
8.6 ● Simulyasiya 5 – Aşağı ötürücü passiv filtrin layihələndirilməsi 210

Fəsil 9 ● Rəqəmsal Məntiq Dövrəsinin Dizaynı və Simulyasiyası

9.1 ● TINA 212 istifadə edərək rəqəmsal məntiq simulyasiyası
9.2 ● Simulyasiya 1 – Sadə və qapı 212
9.3 ● Simulyasiya 2 – Qapılardan istifadə edən yarım gürzə 215
9.4 ● Simulyasiya 3 – 2 bitlik sinxron sayğac 216
9.5 ● Simulyasiya 4 – 7 seqmentli LED displey 217
9.6 ● Simulyasiya 5 – 4 məntiq göstəriciləri ilə 218 bitlik ikili sayğac
9.7 ● Simulyasiya 6 – 4 seqmentli displeyli 7 bitlik dekada sayğacı 219
9.8 ● Simulation 7 – 8-bit decade counter with two 7-segment displays 220
9.9 ● Simulyasiya 8 – 4 bitlik onillik sayğac və 7 seqmentli displey – 4 bitlik Məlumat Generatorundan istifadə 221
9.10 ● Simulation 9 – Creating a full adder – using a MACRO 223
9.11 ● Hardware Təsvir Dillərindən (HDL) istifadə 225
9.11.1 ● Rəqəmsal sxemləri təhlil etmək üçün TINA-da VHDL simulyasiyasından istifadə 226
9.11.2 ● Simulyasiya 10 – Yarım toplayıcı dövrə – VHDL 226
9.11.3 ● Simulyasiya 11 – Əks dövrə – VHDL 230
9.11.4 ● The VHDL Debugger 233
9.12 ● Rəqəmsal sxemləri təhlil etmək üçün TINA-da Veriloq simulyasiyasından istifadə 235

Fəsil 10 ● Məntiq Dizayn Aləti

Fəsil 11 ● Mikrokontrollerlərin simulyasiyası

11.1 ● Baxış 246
11.2 ● Flowchart redaktorundan istifadə 246
11.2.1 ● Simulation 1 – Alternately flashing 2 LEDs – PIC series microcontroller 246
11.2.2 ● Simulation 2 – 4-bit Up/Down counter with hex display – PIC series microcontroller 249
11.2.3 ● Flowchart-ın sazlanması 252
11.3 ● Using assembly programming 253
11.3.1 ● Simulation 3 – Counter – PIC series microcontroller 253
11.3.2 ● 255 asm kodunun dəyişdirilməsi
11.3.3 ● ASM kodu 256-nın sazlanması
11.4 ● C proqramlaşdırmasından istifadə 257
11.4.1 ● Simulyasiya 4 – Sayğac – ATTINY13 mikro nəzarətçi 258
11.4.2 ● Simulyasiya 5 – Svetoforlar – ATTINY13 mikro nəzarət cihazı 261
11.4.3 ● Simulyasiya 6 – LCD sayğac – Arduino Uno 263
11.4.4 ● Simulyasiya 7 – Svetoforun ardıcıllığı– PIC mikrokontrolleri 266
11.4.5 ● Simulyasiya 8 – Yanıb-sönən işıq – STM32 mikro nəzarətçi 268
11.5 ● Yaddaş cihazları 272
11.5.1 ● Simulyasiya 9 – 2 bit x 2 bit rəqəmsal multiplikator – ROM yaddaşı . 272
11.5.2 ● Simulyasiya 10 – iki hex displeyli 4 bitlik ikili sayğac – ROM yaddaşı. 275

Fəsil 12 ● Nərdivanların məntiqi sxemləri

12.1 ● Baxış. 278
12.2 ● Simulyasiya 1 – İşıq və motorlu nərdivan məntiqi 278
12.3 ● Nərdivan məntiqi komponentləri rəqəmsal məntiq komponentləri kimi 279
12.4 ● Latching circuit 281
12.4.1 ● Simulyasiya 2 – Bağlayıcı mühərrik dövrəsi 281
12.4.2 ● Simulyasiya 3 – İrəli/geri mühərrik idarəetməsi 283
12.4.3 ● Simulation 4 – Conveyor belt controller 284

Fəsil 13 ● Kommutasiya rejimində enerji təchizatı sxemləri (SMPS)

13.1 ● Baxış. 286
13.2 ● Simulyasiya 1 – TPS61031 SMPS dövrəsi 286

Fəsil 14 ● Çaplı Devre lövhəsinin (PCB) Dizaynı

14.1 ● Baxış 293
14.2 ● Bipolyar tranzistorlu multivibrator dövrə layihəsi 293
14.2.1 ● Dizayn 294
14.2.2 ● Simulyasiya 294
14.2.3 ● İzin adlarını yoxlayın 295
14.2.4 ● Stressin təhlili 297
14.2.5 ● Sxeminizi yadda saxlayın 297
14.2.6 ● TINA PCB proqramını işə salın. 298
14.2.7 ● Gerber faylı 302
14.2.8 ● GCode NC qazma faylı 302
14.2.9 ● PCB məlumatı 303
14.2.10 ● Komponent siyahısı 303
14.2.11 ● Netlist 304

Fəsil 15 ● PCB Dizayn Texnikaları

15.1 ● Baxış 307
15.2 ● TINA 307-nin Sxematik Redaktorunda və PCB Dizaynerində Avtobusların yaradılması
15.3 ● Eyni paketdə bir neçə vahid 310
15.4 ● Məntiq komponentlərinin enerji təchizatı 313
15.5 ● Təkrarlanan dövrə blokları (Makro Kopyalama funksiyasından istifadə etməklə) 316
15.6 ● İki qatlı, ikitərəfli, səthə montaj texnologiyası lövhəsinin yaradılması 320
15.7 ● PCB komponentlərinin yaradılması 325

Fəsil 16 ● Sxematik simvolların və izlərin yaradılması

16.1 ● Baxış 328
16.2 ● Misal 328
16.3 ● Schematic Symbol redaktoru 332-də IC sehrbazından istifadə
16.4 ● Footprint redaktorundan istifadə 335
16.5 ● Footprint Redaktorunda IC Wizard 339
16.5.1 ● Dizayn nümunəsi 340
16.6 ● TINA 343-ə İctimai PCB İzlərinin əlavə edilməsi
16.7 ● TINA 3-a İctimai 346D Footprint modellərinin əlavə edilməsi

Fəsil 17 ● TINACloud-dan istifadə

17.1 ● Baxış 348
17.2 ● TINACloud 349-dan istifadə etməyə başlayır
17.3 ● Simulyasiya nümunəsi 350
17.4 ● PCB dizayn nümunəsi 355
17.5 ● TINA sxeminizin paylaşılması 357

Fəsil 18 ● Digər Faydalı Alətlər

18.1 ● Baxış 359
18.2 ● 3D Breadboard 359
18.3 ● Stress (Tüstü) təhlili 360
18.4 ● Elektrik Qaydalarının Yoxlanması (ERC) 362
18.5 ● Serial monitor 362
18.6 ● Komponent tədqiqatçısı 362
18.7 ● 363-cü komponenti tapın
18.8 ● 364-cü dövrəni qoruyun
18.9 ● İxrac 365
18.10 ● Import 365
18.11 ● Furye seriyası 365
18.12 ● Furye spektri 367
18.13 ● Səs-küyün təhlili 367
18.14 ● Gücün yayılmasının təhlili 369
18.15 ● Tərcüməçi 370
18.15.1 ● Nümunə 1 – RLC dövrəsi 371
18.15.2 ● Misal 2 – DC dövrə 373
18.15.3 ● Misal 3 – AC dövrə 374
18.15.4 ● İnteqralların qiymətləndirilməsi 375
18.15.5 ● Xətti tənliklər sisteminin həlli 375
18.15.6 ● Diaqramların çəkilməsi 376
18.15.7 ● Bode diaqramları 377
18.15.8 ● Siqnalın tərifi 379
18.15.9 ● Dəstəklənən funksiyalar 381
18.16 ● DC Temperatur təhlili 382
18.17 ● Parametr çıxarıcı 382
18.18 ● Sonlu Dövlət Maşın Redaktoru 384

Fəsil 19 ● Kitabxana Meneceri

Fəsil 20 ● Sahədə Proqramlaşdırıla bilən Qapı Massivləri (FPGA)

20.1 ● Baxış 391
20.2 ● TINA istifadə edərək Sxematik Dizayn Girişi ilə FPGA lövhələrinin proqramlaşdırılması – Nümunə 1
391
20.3 ● TINA istifadə edərək Sxematik Dizayn Girişi ilə FPGA lövhələrinin proqramlaşdırılması – Nümunə 2
400
20.4 ● TINA 404 ilə VHDL-də FPGA lövhələrinin proqramlaşdırılması
20.5 ● TINACloud 407 ilə Verilog-da FPGA lövhələrinin proqramlaşdırılması
20.6 ● Proqramın Basys 3 board 411-in dəyişkən yaddaşında saxlanması
20.7 ● TINA istifadə edərək 7 seqmentli 4 rəqəmli Basys 3 FPGA lövhəsində saniyə sayğacı
VHDL 415
20.8 ● TINA istifadə edərək 7 seqmentli 4 rəqəmli Basys 3 FPGA lövhəsində düymə sayğacı
VHDL 428

Fəsil 21 ● Əlavə məlumat

21.1 ● TINA veb-saytı 431
21.2 ● TINA-TI 434
21.3 ● Digər faydalı keçidlər 434
21.4 ● TINA Yardım faylları 435
● Epiloq 436
● İndeks 437