टीना डिजाइन सूट और टिनक्लाउड के साथ सर्किट सिमुलेशन

By Prof. Dr. Dogan Ibrahim

इस में ई - पुस्तक, सबसे अधिक बिकने वाले एलेक्टोर लेखक, प्रो. डोगन इब्राहिम का उद्देश्य टीना और टीनाक्लाउड दोनों का उपयोग करके इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के डिजाइन और विश्लेषण को सिखाना और पीसीबी बोर्ड विकसित करना है। यह पुस्तक इलेक्ट्रिकल/इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरों, तकनीकी कॉलेजों और विश्वविद्यालयों में स्नातक इलेक्ट्रॉनिक/इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग छात्रों, स्नातकोत्तर और शोध छात्रों, शिक्षकों और शौकियों के लिए लक्षित है। एनालॉग और डिजिटल इलेक्ट्रिकल/इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग के अधिकांश क्षेत्रों को कवर करने वाले कई परीक्षण और कार्यशील सिमुलेशन उदाहरण प्रदान किए गए हैं। इनमें एसी और डीसी सर्किट, डायोड, जेनर डायोड, ट्रांजिस्टर सर्किट, ऑपरेशनल एम्पलीफायर, लैडर डायग्राम, 3-फेज सर्किट, म्यूचुअल इंडक्शन, रेक्टिफायर सर्किट, ऑसिलेटर, एक्टिव और पैसिव फिल्टर सर्किट, डिजिटल लॉजिक, वीएचडीएल, एमसीयू, स्विच-मोड शामिल हैं। बिजली की आपूर्ति, पीसीबी डिजाइन, फूरियर श्रृंखला और स्पेक्ट्रम। पाठकों को किसी प्रोग्रामिंग अनुभव की आवश्यकता नहीं है जब तक कि वे जटिल एमसीयू सर्किट का अनुकरण नहीं करना चाहते।

विषय - सूची:

अध्याय 1 ● परिचय

1.1 ● Why simulation? 13
1.2 ● इलेक्ट्रॉनिक सिमुलेशन 14
1.3 SPICE modelling of electronic circuits 15
1.4 ● टीना कार्यक्रम 16
1.4.1 ● Schematic capture 17
1.4.2 ● लाइव 3डी Breadboard Tool 17
1.4.3 ● पीसीबी डिजाइन 17
1.4.4 ● विद्युत नियम जांच (ईआरसी) 17
1.4.5 ● योजनाबद्ध प्रतीक संपादक 18
1.4.6 ● पुस्तकालय प्रबंधक 18
1.4.7 ● IBIS model support 18
1.4.8 ● Parameter Extractor 18
1.4.9 ● पाठ और समीकरण संपादक 18
1.4.10 ● DC analysis 19
1.4.11 ● क्षणिक विश्लेषण 19
1.4.12 ● स्वतः अभिसरण 19
1.4.13 ● क्षणिक शोर विश्लेषण 19
1.4.14 ● Fourier analysis 19
1.4.15 ● Digital simulation 20
1.4.16 ● एचडीएल सिमुलेशन 20
1.4.17 ● माइक्रोकंट्रोलर (एमसीयू) सिमुलेशन 20
1.4.18 ● फ़्लोचार्ट संपादक और डीबगर 20
1.4.19 ● AC analysis 21
1.4.20 ● Network analysis 21
1.4.21 ● Linear AC Noise analysis 21
1.4.22 ● प्रतीकात्मक विश्लेषण 21
1.4.23 ● मोंटे-कार्लो और सबसे खराब स्थिति का विश्लेषण 21
1.4.24 ● डिज़ाइन टूल 21
1.4.25 ● Optimisation 22
1.4.26 ● पोस्ट-प्रोसेसर 22
1.4.27 ● प्रस्तुति 22
1.4.28 ● इंटरएक्टिव मोड 22
1.4.29 ● आभासी उपकरण 23
1.4.30 ● Real-time Test & Measurements 23
1.4.31 ● प्रशिक्षण और परीक्षा 23
1.4.32 ● मेक्ट्रोनिक्स एक्सटेंशन 23

अध्याय 2 ● टीना संस्करण

2.1 ● Overview 24
2.2 ● संस्करण सुविधाएँ 24
2.3 ● Options 27
2.4 ● Supplementary hardware 27
2.4.1 ● LabXplorer: शिक्षा और प्रशिक्षण के लिए स्थानीय और
दूरस्थ माप क्षमता 27

अध्याय 3 ● टीना स्थापना प्रक्रिया

3.1 ● Hardware and software requirements 29
3.2 ● स्थापना 29
3.3 ● टीना 36 के हार्डवेयर कुंजी (डोंगल) संस्करण को स्थापित करना
3.4 ● टीना 37 के सॉफ्टवेयर संरक्षित संस्करण का प्राधिकरण

अध्याय 4 ● प्रारंभ करना - सरल सर्किट का अनुकरण करना

4.1 ● योजनाबद्ध संपादक 38
4.2 ● अनुकरण 1 – श्रृंखला और समानांतर प्रतिरोधक 39
4.3 ● Simulation 2 – Resistor – capacitor circuit 49
4.4 ● अनुकरण 3 – रोकनेवाला – प्रारंभ करनेवाला-संधारित्र परिपथ 61
4.5 ● Simulation 4 – Power consumption – using a power meter 67
4.6 ● सिमुलेशन 5 - घटकों में वोल्टेज - वोल्टमीटर का उपयोग करके 69
4.7 ● सिमुलेशन 6 - एम्पीयर मीटर का उपयोग करके घटकों के माध्यम से करंट 70
4.8 ● अनुकरण 7 - प्रतिबाधा मीटर का उपयोग करके प्रतिबाधा माप 71
4.9 ● अनुकरण 8 - ओममीटर का उपयोग करके प्रतिरोध मापन 73
4.10 ● अनुकरण 9 - ऑसिलोस्कोप घटक का उपयोग करके घटकों में वोल्टेज प्लॉट करना 74
4.11 ● Simulation 10 – Measuring frequency using a frequency meter 78
4.12 ● Simulation 11 – AC circuit analysis I 79
4.13 ● अनुकरण 12 - एसी सर्किट विश्लेषण II 82
4.14 ● अनुकरण 13 - एसी सर्किट विश्लेषण III 84
4.15 ● अनुकरण 14 - थेवेनिन प्रमेय - एसी सर्किट विश्लेषण 86
4.16 ● Simulation 15 – Norton’s Theorem – AC circuit analysis 89
4.17 ● 3-चरण सर्किट 92
4.17.1 ● सिमुलेशन 16 - 3 फेज स्टार कनेक्टेड सर्किट विश्लेषण प्रतिरोधी लोड 93 के साथ
4.17.2 ● अनुकरण 17 - 3 चरण स्टार जुड़ा सर्किट विश्लेषण प्रतिरोधक और
आगमनात्मक भार 95
4.18 ● Mutual inductance 98
4.18.1 ● अनुकरण 18 - म्युचुअल इंडक्शन 99

अध्याय 5 ● डायोड सर्किट डिजाइन और सिमुलेशन

5.1 ● अनुकरण 1 - सरल डायोड सर्किट 102
5.2 ● अनुकरण 2 - अर्ध-तरंग दिष्टकारी परिपथ 103
5.3 ● सिमुलेशन 3 - ट्रांसफॉर्मर 104 के साथ हाफ-वेव रेक्टीफायर सर्किट
5.4 ● अनुकरण 4 - केंद्र-टैप किए गए ट्रांसफॉर्मर के साथ पूर्ण-तरंग दिष्टकारी परिपथ 105
5.5 ● अनुकरण 5 - ट्रांसफॉर्मर 107 के साथ फुल-वेव ब्रिज रेक्टीफायर सर्किट
5.6 ● सिमुलेशन 6 - डायोड क्लैपर सर्किट 109
5.7 ● अनुकरण 7 - जेनर डायोड विशेषताएँ 110
5.8 ● Simulation 8 – Zener diode voltage regulator 112
5.9 ● Simulation 9 – Zener diode symmetrical voltage limiter 113
5.10 ● अनुकरण 10 - वोल्टेज ट्रिपलर सर्किट 114

अध्याय 6 ● ट्रांजिस्टर सर्किट डिजाइन और सिमुलेशन

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 ● अनुकरण 4 - मल्टी-स्टेज कॉमन एमिटर ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर - टीना 127 में सब सर्किट का उपयोग करना
6.5 ● The Netlist 131
6.6 ● अनुकरण 5 - बीजेटी ट्रांजिस्टर कोलपिट्स ऑसिलेटर 132
6.7 ● Transistor as a two port network 136
6.7.1 ● Transistor h parameters 139
6.8 ● अनुकरण 6 - JFET ट्रांजिस्टर सामान्य स्रोत प्रवर्धक 142
6.9 ● अनुकरण 7 - JFET ट्रांजिस्टर अभिलाक्षणिक वक्र 146
6.10 ● अनुकरण 8 - बीजेटी ट्रांजिस्टर स्विच 147
6.11 ● थायरिस्टर्स और ट्राइक 149
6.11.1 ● अनुकरण 9 - थाइरिस्टर चरण नियंत्रण 149
6.11.2 ● अनुकरण 10 - ट्राईक चरण नियंत्रण 151
6.12 ● ऑडियो पावर एम्पलीफायर 153
6.12.1 ● सिमुलेशन 11 - कक्षा एबी ऑडियो पावर एम्पलीफायर 154

अध्याय 7 ● ऑपरेशनल एम्पलीफायर सर्किट डिजाइन और सिमुलेशन

7.1 ● प्रमुख विशेषताएं 161
7.2 ● ऑपरेशनल एम्पलीफायर सर्किट 162
7.2.1 ● इन्वर्टिंग एम्पलीफायर 163
7.2.1 ● Inverting amplifier 163
7.2.2 ● नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर 163
7.2.3 ● वोल्टेज अनुयायी 164
7.2.4 ● वोल्टेज योजक एम्पलीफायर 165
7.2.5 ● वोल्टेज सबट्रैक्टर 166
7.2.6 ● वोल्टेज इंटीग्रेटर 167
7.2.7 ● वोल्टेज विभेदक 168
7.2.8 ● Current to voltage converter 169
7.3 ● सिमुलेशन 1 - इन्वर्टिंग एम्पलीफायर 171
7.4 ● Simulation 2 – Summing amplifier 174
7.5 ● अनुकरण 3 - वोल्टेज एकीकृत प्रवर्धक 175
7.6 ● Simulation 4 – Half-wave rectifier circuit 176
7.7 ● डिज़ाइन टूल 178
7.7.1 ● अनुकरण 5 - उदाहरण डिजाइन 178
7.8 ● अनुकूलन 180
7.8.1 ● अनुकरण 6 - उदाहरण डिजाइन - एसी सर्किट 183
7.8.2 ● अनुकरण 7 - डिजाइन का उदाहरण - डीसी सर्किट 185
7.9 ● साइनसोइडल ऑसिलेटर्स। 187
7.9.1 ● सिमुलेशन 8 - फेज शिफ्ट ऑसिलेटर 187
7.9.2 ● अनुकरण 9 - वीन ब्रिज ऑसिलेटर 189
7.9.3 ● अनुकरण 10 - कोलपिट्स ऑसिलेटर 192
7.10 ● वर्ग तरंग जनरेटर 194
7.10.1 ● सिमुलेशन 11 - ऑपरेशनल एम्पलीफायर स्क्वायर वेव जनरेटर 194
7.10.2 ● अनुकरण 12 - 555 एकीकृत परिपथ 196

अध्याय 8 ● फ़िल्टर सर्किट डिजाइन और अनुकरण

8.1 ● टीना फ़िल्टर 199
8.2 ● अनुकरण 1 - दूसरा क्रम निम्न-पास सक्रिय फ़िल्टर डिज़ाइन करना 2
8.3 ● अनुकरण 2 - एक उच्च-क्रम निम्न-पास सक्रिय फ़िल्टर डिज़ाइन करना 206
8.4 ● Simulation 3 – Designing a high-pass active filter 207
8.5 ● अनुकरण 4 - एक बैंड-पास सक्रिय फिल्टर डिजाइन करना 209
8.6 ● अनुकरण 5 - एक निम्न-पास निष्क्रिय फ़िल्टर डिज़ाइन करना 210

अध्याय 9 ● डिजिटल तर्क सर्किट डिजाइन और अनुकरण

9.1 ● टीना 212 का उपयोग करके डिजिटल लॉजिक सिमुलेशन
9.2 ● अनुकरण 1 - सरल और द्वार 212
9.3 ● अनुकरण 2 - गेट 215 का उपयोग कर आधा योजक
9.4 ● सिमुलेशन 3 - 2-बिट सिंक्रोनस काउंटर 216
9.5 ● सिमुलेशन 4 - 7-सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले 217
9.6 ● सिमुलेशन 5 - तर्क संकेतक 4 के साथ 218-बिट बाइनरी काउंटर
9.7 ● सिमुलेशन 6 - 4-सेगमेंट डिस्प्ले के साथ 7-बिट दशक काउंटर 219
9.8 ● Simulation 7 – 8-bit decade counter with two 7-segment displays 220
9.9 ● सिमुलेशन 8 - 4-बिट दशक काउंटर और 7-सेगमेंट डिस्प्ले - 4-बिट डेटा जेनरेटर का उपयोग करना 221
9.10 ● Simulation 9 – Creating a full adder – using a MACRO 223
9.11 ● हार्डवेयर विवरण भाषाओं (एचडीएल) का उपयोग करना 225
9.11.1 ● डिजिटल सर्किट 226 का विश्लेषण करने के लिए टीना में वीएचडीएल सिमुलेशन का उपयोग करना
9.11.2 ● अनुकरण 10 - आधा योजक सर्किट - वीएचडीएल 226
9.11.3 ● सिमुलेशन 11 - काउंटर सर्किट - वीएचडीएल 230
9.11.4 ● The VHDL Debugger 233
9.12 ● डिजिटल सर्किट 235 का विश्लेषण करने के लिए टीना में वेरिलॉग सिमुलेशन का उपयोग करना

अध्याय 10 ● तर्क डिजाइन उपकरण

अध्याय 11 ● माइक्रोकंट्रोलर्स का अनुकरण

11.1 ● सिंहावलोकन 246
11.2 ● फ़्लोचार्ट संपादक का उपयोग करना 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 ● फ़्लोचार्ट डिबगिंग 252
11.3 ● Using assembly programming 253
11.3.1 ● Simulation 3 – Counter – PIC series microcontroller 253
11.3.2 ● एएसएम कोड 255 को संशोधित करना
11.3.3 ● एएसएम कोड 256 डिबगिंग
11.4 ● सी प्रोग्रामिंग 257 का उपयोग करना
11.4.1 ● अनुकरण 4 - काउंटर - ATTINY13 माइक्रोकंट्रोलर 258
11.4.2 ● अनुकरण 5 – ट्रैफिक लाइट – ATTINY13 माइक्रोकंट्रोलर 261
11.4.3 ● सिमुलेशन 6 - एलसीडी काउंटर - अरुडिनो यूनो 263
11.4.4 ● सिमुलेशन 7 - ट्रैफिक लाइट सीक्वेंसर- पीआईसी माइक्रोकंट्रोलर 266
11.4.5 ● अनुकरण 8 - चमकती रोशनी- STM32 माइक्रोकंट्रोलर 268
11.5 ● मेमोरी डिवाइस 272
11.5.1 ● अनुकरण 9 - 2-बिट x 2-बिट डिजिटल गुणक - ROM मेमोरी। 272
11.5.2 ● सिमुलेशन 10 - दो हेक्स डिस्प्ले के साथ 4-बिट बाइनरी काउंटर - ROM मेमोरी। 275

अध्याय 12 ● सीढ़ी तर्क सर्किट

12.1 ● सिंहावलोकन . 278
12.2 ● अनुकरण 1 - प्रकाश और मोटर के साथ सीढ़ी तर्क 278
12.3 ● डिजिटल लॉजिक घटकों के रूप में लैडर लॉजिक घटक 279
12.4 ● Latching circuit 281
12.4.1 ● अनुकरण 2 - लैचिंग मोटर सर्किट 281
12.4.2 ● अनुकरण 3 - आगे/पीछे मोटर नियंत्रण 283
12.4.3 ● Simulation 4 – Conveyor belt controller 284

अध्याय 13 ● स्विचिंग-मोड पावर सप्लाई सर्किट (एसएमपीएस)

13.1 ● सिंहावलोकन . 286
13.2 ● अनुकरण 1 – TPS61031 SMPS सर्किट 286

अध्याय 14 ● मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) डिजाइन

14.1 ● सिंहावलोकन 293
14.2 ● बाइपोलर ट्रांजिस्टर मल्टीवाइब्रेटर सर्किट प्रोजेक्ट 293
14.2.1 ● डिजाइन 294
14.2.2 ● अनुकरण 294
14.2.3 ● पदचिन्ह नामों की जाँच करें 295
14.2.4 ● तनाव विश्लेषण 297
14.2.5 ● अपने योजनाबद्ध 297 को बचाएं
14.2.6 ● टीना पीसीबी प्रोग्राम शुरू करें। 298
14.2.7 ● गेरबर फ़ाइल 302
14.2.8 ● GCode NC ड्रिल फ़ाइल 302
14.2.9 ● पीसीबी सूचना 303
14.2.10 ● घटक सूची 303
14.2.11 ● नेटलिस्ट 304

अध्याय 15 ● पीसीबी डिजाइन तकनीक

15.1 ● सिंहावलोकन 307
15.2 ● योजनाबद्ध संपादक और टीना 307 के पीसीबी डिजाइनर में बसें बनाना
15.3 ● एक ही पैकेज में कई इकाइयां 310
15.4 ● तर्क घटकों की विद्युत आपूर्ति 313
15.5 ● दोहराए जाने वाले सर्किट ब्लॉक (कॉपी मैक्रो फ़ंक्शन का उपयोग करके) 316
15.6 ● एक दो-परत, दो तरफा, सतह-माउंट प्रौद्योगिकी बोर्ड बनाना 320
15.7 ● पीसीबी घटकों का निर्माण 325

अध्याय 16 ● योजनाबद्ध प्रतीक और पदचिन्ह बनाना

16.1 ● सिंहावलोकन 328
16.2 ● उदाहरण 328
16.3 ● योजनाबद्ध प्रतीक संपादक 332 में आईसी विज़ार्ड का उपयोग करना
16.4 ● पदचिह्न संपादक का उपयोग करना 335
16.5 ● पदचिह्न संपादक में आईसी विज़ार्ड 339
16.5.1 ● उदाहरण डिजाइन 340
16.6 ● टीना 343 में सार्वजनिक पीसीबी पदचिन्ह जोड़ना
16.7 ● टीना 3 में सार्वजनिक 346डी फुटप्रिंट मॉडल जोड़ना

अध्याय 17 ● TINACloud का उपयोग करना

17.1 ● सिंहावलोकन 348
17.2 ● TINACloud 349 का उपयोग शुरू करना
17.3 ● उदाहरण सिमुलेशन 350
17.4 ● उदाहरण पीसीबी डिजाइन 355
17.5 ● अपने टीना योजनाबद्ध 357 को साझा करना

अध्याय 18 ● अन्य उपयोगी उपकरण

18.1 ● सिंहावलोकन 359
18.2 ● 3डी Breadboard 359
18.3 ● तनाव (धूम्रपान) विश्लेषण 360
18.4 ● इलेक्ट्रिक रूल्स चेक (ERC) 362
18.5 ● सीरियल मॉनिटर 362
18.6 ● घटक एक्सप्लोरर 362
18.7 ● घटक 363 ढूँढें
18.8 ● सर्किट 364 को सुरक्षित रखें
18.9 ● निर्यात 365
18.10 ● आयात 365
18.11 ● फूरियर श्रृंखला 365
18.12 ● फूरियर स्पेक्ट्रम 367
18.13 ● शोर विश्लेषण 367
18.14 ● पावर अपव्यय विश्लेषण 369
18.15 ● दुभाषिया 370
18.15.1 ● उदाहरण 1 - RLC सर्किट 371
18.15.2 ● उदाहरण 2 - डीसी सर्किट 373
18.15.3 ● उदाहरण 3 - एसी सर्किट 374
18.15.4 ● समाकलन का मूल्यांकन 375
18.15.5 ● समीकरण 375 की रैखिक प्रणाली को हल करना
18.15.6 ● आरेख बनाना 376
18.15.7 ● बोड आरेख 377
18.15.8 ● सिग्नल की परिभाषा 379
18.15.9 ● समर्थित कार्य 381
18.16 ● डीसी तापमान विश्लेषण 382
18.17 ● पैरामीटर चिमटा 382
18.18 ● परिमित राज्य मशीन संपादक 384

अध्याय 19 ● पुस्तकालय प्रबंधक

अध्याय 20 ● फील्ड-प्रोग्रामेबल गेट एरेज़ (FPGA)

20.1 ● सिंहावलोकन 391
20.2 ● टीना का उपयोग करके योजनाबद्ध डिजाइन प्रविष्टि के साथ प्रोग्रामिंग एफपीजीए बोर्ड – उदाहरण 1
391
20.3 ● टीना का उपयोग करके योजनाबद्ध डिजाइन प्रविष्टि के साथ प्रोग्रामिंग एफपीजीए बोर्ड – उदाहरण 2
400
20.4 ● टीना 404 के साथ वीएचडीएल में प्रोग्रामिंग एफपीजीए बोर्ड
20.5 ● TINACloud 407 के साथ Verilog में प्रोग्रामिंग FPGA बोर्ड
20.6 ● बेसिस 3 बोर्ड 411 की गैर-वाष्पशील मेमोरी में कार्यक्रम को संग्रहित करना
20.7 ● टीना के साथ 7-सेगमेंट 4-डिजिट बेसिस 3 एफपीजीए बोर्ड पर सेकेंड काउंटर
वीएचडीएल 415
20.8 ● टीना के साथ 7-सेगमेंट 4-डिजिट बेसिस 3 एफपीजीए बोर्ड पर पुशबटन काउंटर
वीएचडीएल 428

अध्याय 21 ● अतिरिक्त जानकारी

21.1 ● टीना वेबसाइट 431
21.2 ● टीना-टीआई 434
21.3 ● अन्य उपयोगी लिंक्स 434
21.4 ● टीना हेल्प फाइल्स 435
● उपसंहार 436
● सूचकांक 437