• Ugrás a TINA főoldalára és általános információk 

Ebben a könyvben a legkeresettebb Elektor szerző, Prof. Dr. Dogan Ibrahim célja, hogy megtanítsa az elektromos és elektronikus áramkörök tervezését és elemzését, valamint PCB-kártyákat fejleszt a TINA és a TINACloud segítségével. A könyv villamos/elektronikai mérnököknek, műszaki főiskolák és egyetemek elektronikai/villamosmérnöki egyetemi hallgatóinak, posztgraduális és kutatóhallgatóknak, tanároknak és hobbistáknak szól. Számos tesztelt és működő szimulációs példa található az analóg és digitális elektro-/elektronikai tervezés legtöbb területére vonatkozóan. Ide tartoznak az AC és DC áramkörök, diódák, zener-diódák, tranzisztor áramkörök, műveleti erősítők, létradiagramok, 3 fázisú áramkörök, kölcsönös induktivitás, egyenirányító áramkörök, oszcillátorok, aktív és passzív szűrők, digitális logika, VHDL, MCU, kapcsoló üzemmód tápegységek, PCB tervezés, Fourier sorozat és spektrum. Az olvasóknak nem kell semmilyen programozási tapasztalattal rendelkezniük, hacsak nem akarnak összetett MCU-áramköröket szimulálni.

Tartalomjegyzék

3. előszó
Fejezet Bevezetés 1 13
2. fejezet TINA verziók 24
3. fejezet A TINA telepítési eljárása 29
4. fejezet Kezdő lépések – Egyszerű áramkörök szimulálása 38
5. fejezet Dióda áramkör tervezése és szimulációja 102
6. fejezet Tranzisztoráramkörök tervezése és szimulációja 118
7. fejezet Műveleti erősítő áramkör tervezése és szimulációja 161
8. fejezet Szűrőáramkör tervezése és szimulációja 199
9. fejezet Digitális logikai áramkörök tervezése és szimulációja 212
10. fejezet Logikai tervezőeszköz 238
11. fejezet Mikrokontrollerek szimulálása 246
12. fejezet Létra logikai áramkörök 278
13. fejezet Kapcsolóüzemű tápegység áramkörök (SMPS) 286
14. fejezet Nyomtatott áramköri lap (NYÁK) tervezése 293
15. fejezet PCB tervezési technikák 307
16. fejezet Sematikus szimbólumok és lábnyomok készítése 328
17. fejezet A TINACloud 348 használata
18. fejezet Egyéb hasznos eszközök 359
19. fejezet A könyvtárkezelő 387
20. fejezet Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) 391
21. fejezet További információk 431
Epilógus 436
Index 437

3. előszó

Fejezet Bevezetés 1 13
1.1 Miért szimuláció? 13
1.2 Elektronikus szimuláció 14
1.3 SPICE elektronikus áramkörök modellezése 15
1.4 A TINA program 16
1.4.1 Sematikus rögzítés 17
1.4.2 Élő 3D Breadboard eszköz 17
1.4.3 PCB tervezés . 17
1.4.4 Elektromos szabályok ellenőrzése (ERC) 17
1.4.5 Sematikus szimbólumszerkesztő 18
1.4.6 Könyvtárkezelő 18
1.4.7 IBIS modell támogatás 18
1.4.8 Paraméter-kivonó 18
1.4.9 Szöveg- és egyenletszerkesztő 18
1.4.10 DC elemzés 19
1.4.11 Tranziens elemzés 19
1.4.12 Automatikus konvergencia 19
1.4.13 Átmeneti zajelemzés 19
1.4.14 Fourier-analízis 19
1.4.15 Digitális szimuláció 20
1.4.16 HDL szimuláció 20
1.4.17 Mikrokontroller (MCU) szimuláció 20
1.4.18 Folyamatábra szerkesztő és hibakereső 20
1.4.19 AC elemzés 21
1.4.20 Hálózatelemzés 21
1.4.21 Lineáris váltakozó áramú zajelemzés 21
1.4.22 Szimbolikus elemzés 21
1.4.23 Monte-Carlo és a legrosszabb eset elemzése 21
1.4.24 Tervezőeszköz 21
1.4.25 Optimalizálás 22
1.4.26 22. utófeldolgozó
1.4.27 22. bemutató
1.4.28 Interaktív mód 22
1.4.29 Virtuális eszközök 23
1.4.30 Valós idejű teszt és mérés 23
1.4.31 Képzés és vizsga 23
1.4.32 Mechatronika 23. bővítmény

2. fejezet TINA verziók 24
2.1 Áttekintés 24
2.2 A verzió jellemzői 24
2.3 Lehetőségek 27
2.4 Kiegészítő hardver 27
2.4.1 LabXplorer: Többfunkciós eszköz oktatáshoz és képzéshez helyi és távoli mérési képességekkel 27

3. fejezet A TINA telepítési eljárása 29
3.1 Hardver- és szoftverkövetelmények 29
3.2 Telepítés 29
3.3 A TINA 36 hardverkulcs (dongle) verziójának telepítése
3.4 A TINA 37 szoftverrel védett verziójának engedélyezése

4. fejezet Kezdő lépések – Egyszerű áramkörök szimulálása 38
4.1 A sematikus szerkesztő 38
4.2 1. szimuláció – Soros és párhuzamos ellenállások 39
4.3 2. szimuláció – Ellenállás – kondenzátor áramkör 49
4.4 3. szimuláció – Ellenállás – induktor-kondenzátor áramkör 61
4.5 4. szimuláció – Energiafogyasztás – teljesítménymérővel 67
4.6 5. szimuláció – Feszültség az alkatrészek között – voltmérőkkel 69
4.7 6. szimuláció – Áram az alkatrészeken keresztül Ampere Meters 70 segítségével
4.8 7. szimuláció – Impedanciamérés az impedanciamérővel 71
4.9 8. szimuláció – Ellenállásmérés Ohmmeter 73 segítségével
4.10 9. szimuláció – A komponensek közötti feszültség ábrázolása oszcilloszkóp komponenssel 74
4.11 10. szimuláció – Frekvencia mérése frekvenciamérővel 78
4.12 11. szimuláció – AC áramkör elemzése I 79
4.13 12. szimuláció – AC áramkör elemzés II 82
4.14 13. szimuláció – AC áramkör elemzés III 84
4.15 14. szimuláció – Thevenin-tétel – AC áramkör elemzés 86
4.16 15. szimuláció – Norton-tétel – AC áramkör elemzése 89
4.17 Háromfázisú áramkörök 3
4.17.1 16. szimuláció – 3 fázisú csillag csatlakoztatott áramkör elemzés ellenállásos terheléssel 93
4.17.2 17. szimuláció – háromfázisú csillagkapcsolt áramkör elemzés rezisztív és induktív terheléssel 3
4.18 Kölcsönös induktivitás 98
4.18.1 18. szimuláció – Kölcsönös induktivitás 99

5. fejezet Dióda áramkör tervezése és szimulációja 102
5.1 1. szimuláció – Egyszerű 102-es dióda áramkör
5.2 2. szimuláció – 103. félhullámú egyenirányító áramkör
5.3 3. szimuláció – Félhullámú egyenirányító áramkör 104-es transzformátorral
5.4 4. szimuláció – Teljes hullámú egyenirányító áramkör középső 105-ös transzformátorral
5.5 5. szimuláció – Teljes hullámú híd egyenirányító áramkör 107-es transzformátorral
5.6 6. szimuláció – 109. dióda szorító áramkör
5.7 7. szimuláció – Zener-dióda jellemzői 110
5.8 8. szimuláció – Zener-dióda feszültségszabályozó 112
5.9 9. szimuláció – Zener-dióda szimmetrikus feszültségkorlátozó 113
5.10 10. szimuláció – 114. feszültséghármas áramkör

6. fejezet Tranzisztoráramkörök tervezése és szimulációja 118
6.1 1. szimuláció – Bipoláris tranzisztor jellemzői 118
6.2 2. szimuláció – Közös emitteres tranzisztoros erősítő – Elemzés 119
6.3 3. szimuláció – Közös emitteres tranzisztoros erősítő – 125. kivitel
6.4 4. szimuláció – Többfokozatú közös emitteres tranzisztoros erősítő – Aláramkörök használata a TINA 127-ben
6.5 A Netlista 131
6.6 5. szimuláció – BJT tranzisztor, Colpitts oszcillátor 132
6.7 Tranzisztor, mint kétportos hálózat 136
6.7.1 A tranzisztor h paraméterei 139
6.8 6. szimuláció – JFET tranzisztoros közös forráserősítő 142
6.9 7. szimuláció – JFET tranzisztor jelleggörbéi 146
6.10 8. szimuláció – BJT tranzisztoros kapcsoló 147
6.11 Tirisztorok és triacok 149
6.11.1 9. szimuláció – Tirisztor fázisvezérlés 149
6.11.2 10. szimuláció – Triac fázisvezérlés 151
6.12 Audio teljesítményerősítők 153
6.12.1 11. szimuláció – 154. AB osztályú hangteljesítmény-erősítő

7. fejezet Műveleti erősítő áramkör tervezése és szimulációja 161
7.1 Főbb jellemzők 161
7.2 Műveleti erősítő áramkörök 162
7.2.1 Invertáló erősítő 163
7.2.1 Invertáló erősítő 163
7.2.2 Nem invertáló erősítő 163
7.2.3 Feszültségkövető 164
7.2.4 Feszültségnövelő erősítő 165
7.2.5 Feszültségkivonó 166
7.2.6 Feszültségintegrátor 167
7.2.7 Feszültségkülönbség 168
7.2.8 Áram-feszültség átalakító 169
7.3 1. szimuláció – Invertáló erősítő 171
7.4 2. szimuláció – Összegző erősítő 174
7.5 3. szimuláció – 175. feszültség integráló erősítő
7.6 4. szimuláció – 176. félhullámú egyenirányító áramkör
7.7 A tervezőeszköz 178
7.7.1 5. szimuláció – 178. tervminta
7.8 Optimalizálás 180
7.8.1 6. szimuláció – Tervezési példa – AC áramkör 183
7.8.2 7. szimuláció – Tervezési példa – 185. egyenáramú áramkör
7.9 Szinuszos oszcillátorok 187
7.9.1 8. szimuláció – 187. fáziseltolásos oszcillátor
7.9.2 9. szimuláció – A Wien Bridge oszcillátora 189
7.9.3 10. szimuláció – A Colpitts oszcillátor 192
7.10 Négyszögletű generátorok 194
7.10.1 11. szimuláció – Műveleti erősítő négyszöghullám-generátor 194
7.10.2 12. szimuláció – 555. integrált áramkör 196

8. fejezet Szűrőáramkör tervezése és szimulációja 199
8.1 TINA szűrők 199
8.2 1. szimuláció – Másodrendű aluláteresztő aktív szűrő tervezése 2
8.3 2. szimuláció – Magasabb rendű aluláteresztő aktív szűrő tervezése 206
8.4 3. szimuláció – Felüláteresztő aktív szűrő tervezése 207
8.5 4. szimuláció – Sáváteresztő aktív szűrő tervezése 209
8.6 5. szimuláció – Aluláteresztő passzív szűrő tervezése 210

9. fejezet Digitális logikai áramkörök tervezése és szimulációja 212
9.1 Digitális logikai szimuláció TINA 212 segítségével
9.2 1. szimuláció – Egyszerű ÉS 212-es kapu
9.3 2. szimuláció – Félösszeadó a 215-ös kapukkal
9.4 3. szimuláció – 2 bites szinkron számláló 216
9.5 4. szimuláció – 7 szegmenses LED kijelző 217
9.6 5. szimuláció – 4 bites bináris számláló logikai jelzőkkel 218
9.7 Szimuláció 6 – 4 bites évtizedszámláló 7 szegmenses kijelzővel 219
9.8 Szimuláció 7 – 8 bites évtizedszámláló két 7 szegmenses kijelzővel 220
9.9 Szimuláció 8 – 4 bites évtizedszámláló és 7 szegmenses kijelző – 4 bites adatgenerátor 221 használata
9.10 9. szimuláció – Teljes összeadó létrehozása – MACRO 223 használatával
9.11 Hardverleíró nyelvek (HDL) használata 225
9.11.1 VHDL szimuláció használata TINA-ban a digitális áramkörök elemzéséhez 226
9.11.2 10. szimuláció – Félösszeadó áramkör – VHDL 226
9.11.3 11. szimuláció – Számláló áramkör – VHDL 230
9.11.4 A VHDL Debugger 233
9.12 Verilog szimuláció használata TINA-ban a digitális áramkörök elemzéséhez 235

10. fejezet Logikai tervezőeszköz 238

11. fejezet Mikrokontrollerek szimulálása 246
11.1 Áttekintés 246
11.2 A folyamatábra szerkesztő használata 246
11.2.1 1. szimuláció – felváltva villogó 2 LED – PIC sorozatú mikrokontroller 246
11.2.2 2. szimuláció – 4 bites fel/le számláló hexadecimális kijelzővel – PIC sorozatú mikrokontroller 249
11.2.3 Folyamatábra hibakeresés 252
11.3 Az összeállítási programozás használata 253
11.3.1 3. szimuláció – Számláló – PIC sorozatú mikrokontroller 253
11.3.2 A 255-ös asm kód módosítása
11.3.3 A 256-os ASM-kód hibakeresése
11.4 C programozás használata 257
11.4.1 4. szimuláció – Számláló – ATTINY13 mikrokontroller 258
11.4.2 5. szimuláció – Közlekedési lámpák – ATTINY13 mikrokontroller 261
11.4.3 6. szimuláció – LCD számláló – Arduino Uno 263
11.4.4 7. szimuláció – Közlekedési lámpa szekvenszer – PIC mikrokontroller 266
11.4.5 8. szimuláció – Villogó fény – STM32 mikrokontroller 268
11.5 Memóriaeszközök 272
11.5.1 Szimuláció 9 – 2 bites x 2 bites digitális szorzó – ROM memória 272
11.5.2 Szimulációs 10 – 4 bites bináris számláló két hexadecimális kijelzővel – ROM memória 275

12. fejezet Létra logikai áramkörök 278
12.1 Áttekintés 278
12.2 1. szimuláció – Létralogika lámpával és motorral 278
12.3 Létralogikai összetevők, mint digitális logikai összetevők 279
12.4 Reteszelő áramkör 281
12.4.1 2. szimuláció – Reteszelő motor áramkör 281
12.4.2 3. szimuláció – Előre/hátra motorvezérlés 283
12.4.3 4. szimuláció – Szállítószalag-vezérlő 284

13. fejezet Kapcsolóüzemű tápegység áramkörök (SMPS) 286
13.1 Áttekintés 286
13.2 1. szimuláció – TPS61031 SMPS áramkör 286

14. fejezet Nyomtatott áramköri lap (NYÁK) tervezése 293
14.1 Áttekintés 293
14.2 Bipoláris tranzisztoros multivibrátor áramkör projekt 293
14.2.1 A kialakítás 294
14.2.2 Szimuláció 294
14.2.3 A lábnyom-nevek ellenőrzése 295
14.2.4 Stresszelemzés 297
14.2.5 Mentse el a kapcsolási rajzot 297
14.2.6 Indítsa el a TINA PCB programot . 298
14.2.7 Gerber 302-es fájl
14.2.8 GCode NC fúrófájl 302
14.2.9 PCB-információ 303
14.2.10 Alkatrészlista 303
14.2.11 Netlist 304

15. fejezet PCB tervezési technikák 307
15.1 Áttekintés 307
15.2 Buszok létrehozása a TINA 307 sematikus szerkesztőjében és PCB tervezőjében
15.3 Több egység ugyanabban a csomagban 310
15.4 Logikai komponensek tápellátása 313
15.5 Áramköri blokkok ismétlése (a Makró másolása funkcióval) 316
15.6 Kétrétegű, kétoldalas, felületre szerelhető technológiai tábla 320 létrehozása
15.7 PCB-komponensek létrehozása 325

16. fejezet Sematikus szimbólumok és lábnyomok készítése 328
16.1 Áttekintés 328
16.2 328. példa
16.3 Az IC varázsló használata a Sematikus Szimbólumszerkesztőben 332
16.4 A Footprint szerkesztő használata 335
16.5 IC varázsló a Footprint Editor 339-ben
16.5.1 340. tervminta
16.6 Nyilvános PCB lábnyomok hozzáadása a TINA 343-hoz
16.7 Nyilvános 3D lábnyom-modellek hozzáadása a TINA 346-hoz

17. fejezet A TINACloud 348 használata
17.1 Áttekintés 348
17.2 A TINACloud 349 használatának megkezdése
17.3 Példa szimuláció 350
17.4 Példa 355 nyomtatott áramköri lapra
17.5 A TINA kapcsolási rajz megosztása 357

18. fejezet Egyéb hasznos eszközök 359
18.1 Áttekintés 359
18.2 3D Breadboard 359
18.3 Stressz (füst) elemzés 360
18.4 Elektromos szabályok ellenőrzése (ERC) 362
18.5 Soros monitor 362
18.6 Alkatrészböngésző 362
18.7 Keresse meg a 363-as komponenst
18.8 A 364-es áramkör védelme
18.9 Exportálás 365
18.10 Import 365
18.11 Fourier-sorozat 365
18.12 Fourier-spektrum 367
18.13 Zajelemzés 367
18.14 Teljesítménydisszipáció elemzése 369
18.15 Tolmács 370
18.15.1 1. példa – RLC áramkör 371
18.15.2 2. példa – 373. egyenáramú áramkör
18.15.3 3. példa – AC 374. áramkör
18.15.4 Integrálok kiértékelése . 375
18.15.5 Lineáris egyenletrendszer megoldása 375
18.15.6 Ábrák rajza 376
18.15.7 Bode diagramok 377
18.15.8 Jeldefiníció 379
18.15.9 Támogatott funkciók 381
18.16 DC hőmérséklet-elemzés 382
18.17 A 382-es paraméterkivonó
18.18 Véges állapotú gép szerkesztő 384

19. fejezet A könyvtárkezelő 387

20. fejezet Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) 391
20.1 Áttekintés 391
20.2 FPGA kártyák programozása sematikus tervezési bejegyzéssel TINA használatával – 1. példa 391
20.3 FPGA kártyák programozása sematikus tervezési bejegyzéssel TINA használatával – 2. példa 400
20.4 FPGA kártyák programozása VHDL-ben TINA 404-gyel
20.5 FPGA kártyák programozása a Verilogban a TINACloud 407 segítségével
20.6 A program tárolása a Basys 3 411-es kártya nem felejtő memóriájában
20.7 másodperces számláló a 7 szegmenses 4 számjegyű Basys 3 FPGA kártyán TINA és VHDL 415 használatával
20.8 Nyomógombos számláló a 7 szegmenses 4 számjegyű Basys 3 FPGA kártyán TINA és VHDL 428 használatával

21. fejezet További információk 431
21.1 A TINA weboldala 431
21.2 TINA-TI 434
21.3 Egyéb hasznos linkek 434
21.4 TINA Súgó fájlok 435

Epilógus 436

Index 437