TINA Design Suite жана TINACloud менен схема симуляциясы

By Prof. Dr. Dogan Ibrahim

бул электрондук китеп, эң көп сатылган Elektor автору, профессор Доган Ибрахим электрдик жана электрондук схемаларды долбоорлоону жана талдоону үйрөтүүнү жана TINA жана TINACloud экөөнү тең колдонуп PCB такталарын иштеп чыгууну максат кылат. Китеп электр/электрондук инженерлерге, техникалык колледждердин жана университеттердин электрондук/электротехника факультетинин студенттерине, аспиранттарга жана илимий студенттерге, мугалимдерге жана хоббиге багытталган. Аналогдук жана санариптик электр/электрондук инженериянын көпчүлүк тармактарын камтыган көптөгөн сыналган жана иштеген симуляция мисалдары берилген. Аларга AC жана DC чынжырлары, диоддор, стабилдик диоддор, транзистордук схемалар, операциялык күчөткүчтөр, тепкич диаграммалары, 3 фазалуу схемалар, өз ара индуктивдүүлүк, түзөтүүчү схемалар, осцилляторлор, активдүү жана пассивдүү фильтр схемалары, санариптик логика, VHDL, MCUs, коммутаторлор кирет. энергия булактары, PCB дизайны, Фурье сериясы жана спектр. Окурмандар татаал MCU схемаларын имитациялоону каалабаса, эч кандай программалоо тажрыйбасына ээ болбошу керек.

Мазмуну:

бөлүм 1 ● Киришүү

1.1 ● Why simulation? 13
1.2 ● Электрондук симуляция 14
1.3 ● SPICE modelling of electronic circuits 15
1.4 ● TINA программасы 16
1.4.1 ● Schematic capture 17
1.4.2 ● Live 3D Breadboard Tool 17
1.4.3 ● PCB дизайны 17
1.4.4 ● Электр эрежелерин текшерүү (ERC) 17
1.4.5 ● Схематикалык символдук редактор 18
1.4.6 ● Китепкана менеджери 18
1.4.7 ● IBIS model support 18
1.4.8 ● Parameter Extractor 18
1.4.9 ● Текст жана теңдеме редактору 18
1.4.10 ● DC analysis 19
1.4.11 ● Убактылуу анализ 19
1.4.12 ● Автоматтык конвергенция 19
1.4.13 ● Убактылуу ызы-чууну талдоо 19
1.4.14 ● Fourier analysis 19
1.4.15 ● Digital simulation 20
1.4.16 ● HDL симуляциясы 20
1.4.17 ● Микроконтроллер (MCU) симуляциясы 20
1.4.18 ● Блок-схема редактору жана мүчүлүштүктөрдү оңдоочу 20
1.4.19 ● AC analysis 21
1.4.20 ● Network analysis 21
1.4.21 ● Linear AC Noise analysis 21
1.4.22 ● Символикалык талдоо 21
1.4.23 ● Монте-Карло жана эң начар анализ 21
1.4.24 ● Дизайн куралы 21
1.4.25 ● Optimisation 22
1.4.26 ● Пост-процессор 22
1.4.27 ● Презентация 22
1.4.28 ● Интерактивдүү режим 22
1.4.29 ● Виртуалдык аспаптар 23
1.4.30 ● Real-time Test & Measurements 23
1.4.31 ● Окутуу жана сынак 23
1.4.32 ● Мехатроника кеңейтүүсү 23

2-бөлүм ● TINA версиялары

2.1 ● Overview 24
2.2 ● Версия функциялары 24
2.3 ● Options 27
2.4 ● Supplementary hardware 27
2.4.1 ● LabXplorer: Билим берүү жана окутуу үчүн көп функциялуу инструмент жергиликтүү жана
аралыктан өлчөө мүмкүнчүлүктөрү 27

3-бөлүм ● TINA орнотуу процедурасы

3.1 ● Hardware and software requirements 29
3.2 ● Орнотуу 29
3.3 ● TINA 36 аппараттык ачкычын (донгле) орнотуу
3.4 ● TINA 37 программасынын корголгон версиясынын авторизациясы

4-бөлүм ● Баштоо – Жөнөкөй схемаларды симуляциялоо

4.1 ● Схематикалык редактор 38
4.2 ● Симуляция 1 – Сериялуу жана параллелдүү резисторлор 39
4.3 ● Simulation 2 – Resistor – capacitor circuit 49
4.4 ● Симуляция 3 – Резистор – индуктор-конденсатор схемасы 61
4.5 ● Simulation 4 – Power consumption – using a power meter 67
4.6 ● Симуляция 5 – Компоненттердеги чыңалуу – вольтметрлерди колдонуу менен 69
4.7 ● Симуляция 6 – Ампер метр 70 аркылуу компоненттер аркылуу ток
4.8 ● Симуляция 7 – Импеданс өлчөгүч 71 аркылуу импедансты өлчөө
4.9 ● Симуляция 8 – Омметр 73 менен каршылыкты өлчөө
4.10 ● Симуляция 9 – Осциллограф компонентин колдонуу менен компоненттердин ортосундагы чыңалуу графигин түзүү 74
4.11 ● Simulation 10 – Measuring frequency using a frequency meter 78
4.12 ● Simulation 11 – AC circuit analysis I 79
4.13 ● Симуляция 12 – AC чынжырын анализдөө II 82
4.14 ● Симуляция 13 – AC чынжырын талдоо III 84
4.15 ● Симуляция 14 – Тевенин теоремасы – AC чынжырчасын талдоо 86
4.16 ● Simulation 15 – Norton’s Theorem – AC circuit analysis 89
4.17 ● 3-фазалуу схемалар 92
4.17.1 ● Simulation 16 – каршылык жүктөмү менен 3 фазалуу жылдыз туташкан схеманын анализи 93
4.17.2 ● Симуляция 17 – резистивдүү жана 3 фазалуу жылдыз туташкан чынжыр анализи
индуктивдүү жүк 95
4.18 ● Mutual inductance 98
4.18.1 ● Симуляция 18 – Өз ара индуктивдүүлүк 99

5-бөлүм ● Диоддук схемаларды долбоорлоо жана симуляциялоо

5.1 ● Симуляция 1 – Жөнөкөй диод схемасы 102
5.2 ● Симуляция 2 – Жарым толкундуу түзөткүч схемасы 103
5.3 ● Симуляция 3 – Трансформатор 104 менен жарым толкундуу түзөткүч схемасы
5.4 ● Модельдеу 4 – Толук толкундуу түзөткүч схемасы 105-борбору бар трансформатор менен
5.5 ● Симуляция 5 – 107 трансформатору менен толук толкундуу көпүрө түзүүчү схема
5.6 ● Симуляция 6 – Диод кысуучу схемасы 109
5.7 ● Симуляция 7 – Стабилдик диоддун мүнөздөмөлөрү 110
5.8 ● Simulation 8 – Zener diode voltage regulator 112
5.9 ● Simulation 9 – Zener diode symmetrical voltage limiter 113
5.10 ● Симуляция 10 – Чыңалуу үч эселенген чынжыр 114

6-бөлүм ● Транзистордук схемаларды долбоорлоо жана симуляциялоо

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 ● Симуляция 4 – Көп баскычтуу жалпы эмитенттик транзистордук күчөткүч – TINA 127деги подсхеманы колдонуу
6.5 ● The Netlist 131
6.6 ● Симуляция 5 – BJT транзистору Colpitts осциллятору 132
6.7 ● Transistor as a two port network 136
6.7.1 ● Transistor h parameters 139
6.8 ● Симуляция 6 – JFET транзисторунун жалпы булагы күчөткүч 142
6.9 ● Симуляция 7 – JFET транзисторунун мүнөздүү ийри сызыгы 146
6.10 ● Simulation 8 – BJT Transistor switch 147
6.11 ● Тиристорлор жана триактар ​​149
6.11.1 ● Симуляция 9 – Тиристордук фазаны башкаруу 149
6.11.2 ● Симуляция 10 – Триак фазасын башкаруу 151
6.12 ● Аудио кубаттуулугун күчөткүчтөр 153
6.12.1 ● Симуляция 11 – AB классындагы аудио күч күчөткүч 154

7-бөлүм ● Операциялык күчөткүч схемасын долбоорлоо жана симуляциялоо

7.1 ● Негизги мүнөздөмөлөр 161
7.2 ● Операциялык күчөткүч схемалары 162
7.2.1 ● Инвертирлөөчү күчөткүч 163
7.2.1 ● Inverting amplifier 163
7.2.2 ● Инвертивдүү эмес күчөткүч 163
7.2.3 ● Чыңалуу ээрчигич 164
7.2.4 ● Чыңалууну кошуучу күчөткүч 165
7.2.5 ● Чыңалууну кемитүүчү 166
7.2.6 ● Чыңалуу интегратору 167
7.2.7 ● Чыңалуу дифференциатору 168
7.2.8 ● Current to voltage converter 169
7.3 ● Симуляция 1 – Инвертирлөөчү күчөткүч 171
7.4 ● Simulation 2 – Summing amplifier 174
7.5 ● Симуляция 3 – Чыңалуу интегралдоочу күчөткүч 175
7.6 ● Simulation 4 – Half-wave rectifier circuit 176
7.7 ● Дизайн куралы 178
7.7.1 ● Симуляция 5 – Дизайн үлгүсү 178
7.8 ● Оптимизация 180
7.8.1 ● Симуляция 6 – Дизайн үлгүсү – AC схемасы 183
7.8.2 ● Симуляция 7 – Дизайн үлгүсү – DC чынжыр 185
7.9 ● Синусоидалдык осцилляторлор. 187
7.9.1 ● Симуляция 8 – Фазалык жылыш осциллятору 187
7.9.2 ● Симуляция 9 – Wien Bridge осциллятору 189
7.9.3 ● Симуляция 10 – Колпиттс осциллятору 192
7.10 ● Чарчы толкун генераторлору 194
7.10.1 ● Simulation 11 – Операциялык күчөткүч квадрат толкун генератору 194
7.10.2 ● Симуляция 12 – 555 интегралдык схема 196

8-бөлүм ● Фильтр схемасын долбоорлоо жана симуляциялоо

8.1 ● TINA чыпкалары 199
8.2 ● Симуляция 1 – 2-даражадагы төмөнкү өтүү активдүү чыпкасын долбоорлоо 201
8.3 ● Симуляция 2 – Жогору даражадагы төмөн өткөрүүчү активдүү чыпканы долбоорлоо 206
8.4 ● Simulation 3 – Designing a high-pass active filter 207
8.5 ● Модельдеу 4 – Диапазондуу активдүү чыпканы долбоорлоо 209
8.6 ● Симуляция 5 – Төмөн өткөрүүчү пассивдүү чыпканы долбоорлоо 210

9-бөлүм ● Санариптик логикалык схемаларды долбоорлоо жана симуляциялоо

9.1 ● TINA 212 менен санариптик логикалык симуляция
9.2 ● Симуляция 1 – Жөнөкөй ЖАНА 212 дарбазасы
9.3 ● Симуляция 2 – 215 дарбазаларды колдонуу менен жарым сомдоочу
9.4 ● Simulation 3 – 2-бит синхрондук эсептегич 216
9.5 ● Симуляция 4 – 7 сегменттүү LED дисплей 217
9.6 ● Simulation 5 – логикалык көрсөткүчтөрү 4 менен 218 биттик экилик эсептегич
9.7 ● Симуляция 6 – 4 сегменттүү дисплей менен 7 биттик декада эсептегич 219
9.8 ● Simulation 7 – 8-bit decade counter with two 7-segment displays 220
9.9 ● Симуляция 8 – 4 биттик декадалык эсептегич жана 7 сегменттүү дисплей – 4 биттик маалымат генераторун колдонуу 221
9.10 ● Simulation 9 – Creating a full adder – using a MACRO 223
9.11 ● Аппараттык камсыздоонун сүрөттөмө тилдерин (HDLs) колдонуу 225
9.11.1 ● санариптик схемаларды талдоо үчүн TINAда VHDL симуляциясын колдонуу 226
9.11.2 ● Simulation 10 – Жарым кошуучу чынжыр – VHDL 226
9.11.3 ● Simulation 11 – Эсептөөчү схема – VHDL 230
9.11.4 ● The VHDL Debugger 233
9.12 ● TINAда Verilog симуляциясын колдонуу 235 санариптик схемаларды талдоо

10-бөлүм ● Логикалык долбоорлоо куралы

11-бөлүм ● Микроконтроллерлерди имитациялоо

11.1 ● Обзор 246
11.2 ● Блок-схема редакторун колдонуу 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 ● Блок диаграммасын оңдоо 252
11.3 ● Using assembly programming 253
11.3.1 ● Simulation 3 – Counter – PIC series microcontroller 253
11.3.2 ● 255 asm кодун өзгөртүү
11.3.3 ● ASM кодун оңдоо 256
11.4 ● C программалоону колдонуу 257
11.4.1 ● Simulation 4 – Counter – ATTINY13 микроконтроллери 258
11.4.2 ● Симуляция 5 – Светофор – ATTINY13 микроконтроллери 261
11.4.3 ● Simulation 6 – LCD эсептегич – Arduino Uno 263
11.4.4 ● Симуляция 7 – Светофор секвенсери – PIC микроконтроллери 266
11.4.5 ● Симуляция 8 – Жаркыраган жарык – STM32 микроконтроллери 268
11.5 ● Эстутум түзүлүштөрү 272
11.5.1 ● Simulation 9 – 2-бит x 2-бит санариптик мультипликатор – ROM эс тутуму. 272
11.5.2 ● Simulation 10 – эки алты тараптуу дисплейлери бар 4 биттик экилик эсептегич – ROM эс тутуму. 275

12-бөлүм ● Леддердин логикалык схемалары

12.1 ● Обзор. 278
12.2 ● Симуляция 1 – Жарык жана мотор 278 менен тепкич логикасы
12.3 ● Ladder логикалык компоненттери санариптик логикалык компоненттер катары 279
12.4 ● Latching circuit 281
12.4.1 ● Симуляция 2 – 281 кыймылдаткычтын чынжырчасын бекитүү
12.4.2 ● Симуляция 3 – Моторду алдыга/артка башкаруу 283
12.4.3 ● Simulation 4 – Conveyor belt controller 284

13-бөлүм ● Которуу режиминин электр менен жабдуу чынжырлары (SMPS)

13.1 ● Обзор. 286
13.2 ● Симуляция 1 – TPS61031 SMPS схемасы 286

14-глава ● Басма схеманын (ПКБ) дизайны

14.1 ● Обзор 293
14.2 ● Биполярдык транзистордук мультивибратордун схемасы 293 долбоору
14.2.1 ● Дизайн 294
14.2.2 ● Симуляция 294
14.2.3 ● Издердин аталыштарын текшерүү 295
14.2.4 ● Стресс анализи 297
14.2.5 ● Схемаңызды сактаңыз 297
14.2.6 ● TINA PCB программасын баштаңыз. 298
14.2.7 ● Gerber файлы 302
14.2.8 ● GCode NC бургулоо файлы 302
14.2.9 ● PCB маалыматы 303
14.2.10 ● Компоненттик тизме 303
14.2.11 ● Netlist 304

15-бөлүм ● PCB долбоорлоо ыкмалары

15.1 ● Обзор 307
15.2 ● TINA 307 схемалык редакторунда жана PCB дизайнеринде автобустарды түзүү
15.3 ● Бир пакетте бир нече бирдиктер 310
15.4 ● Логикалык компоненттерди электр менен камсыздоо 313
15.5 ● Кайталануучу схема блоктору (Макрону көчүрүү функциясын колдонуу менен) 316
15.6 ● Эки катмарлуу, эки тараптуу, үстүнкү технологиялык тактаны түзүү 320
15.7 ● PCB компоненттерин түзүү 325

16-глава ● Схематикалык символдорду жана издерди жасоо

16.1 ● Обзор 328
16.2 ● Мисал 328
16.3 ● Schematic Symbol редакторунда IC устасын колдонуу 332
16.4 ● Footprint редакторун колдонуу 335
16.5 ● Footprint Editor 339дагы IC чебери
16.5.1 ● Дизайн үлгүсү 340
16.6 ● TINA 343 үчүн Коомдук PCB Издерин кошуу
16.7 ● TINA 3га коомдук 346D изинин моделдерин кошуу

17-бөлүм ● TINACloud колдонуу

17.1 ● Обзор 348
17.2 ● TINACloud 349 колдоно баштоо
17.3 ● Үлгү симуляциясы 350
17.4 ● Мисал PCB дизайны 355
17.5 ● TINA схемаңызды бөлүшүү 357

18-бөлүм ● Башка пайдалуу куралдар

18.1 ● Обзор 359
18.2 ● 3D Breadboard 359
18.3 ● Стресс (Түтүн) анализи 360
18.4 ● Электр эрежелерин текшерүү (ERC) 362
18.5 ● Сериялык монитор 362
18.6 ● Компонент изилдөөчүсү 362
18.7 ● 363-компонентти табыңыз
18.8 ● Коргоо схемасы 364
18.9 ● Экспорт 365
18.10 ● Импорт 365
18.11 ● Фурье 365 сериясы
18.12 ● Фурье спектри 367
18.13 ● Ызы-чуу анализи 367
18.14 ● Энергияны сарптоо анализи 369
18.15 ● Котормочу 370
18.15.1 ● Мисал 1 – RLC схемасы 371
18.15.2 ● Мисал 2 – DC чынжыр 373
18.15.3 ● Мисал 3 – AC чынжыр 374
18.15.4 ● Интегралдарды баалоо 375
18.15.5 ● 375-тендемелердин сызыктуу системасын чечүү
18.15.6 ● Диаграммаларды тартуу 376
18.15.7 ● Түпкү диаграммалар 377
18.15.8 ● Сигналдын аныктамасы 379
18.15.9 ● Колдоого алынган функциялар 381
18.16 ● DC температурасынын анализи 382
18.17 ● Параметр чыгаруучу 382
18.18 ● Чектүү мамлекеттик машина редактору 384

19-бөлүм ● Китепкана менеджери

20-бөлүм ● Талаада программалануучу дарбаза массивдери (FPGA)

20.1 ● Обзор 391
20.2 ● TINA аркылуу схемалык дизайн жазуусу менен FPGA такталарын программалоо – 1-мисал
391
20.3 ● TINA аркылуу схемалык дизайн жазуусу менен FPGA такталарын программалоо – 2-мисал
400
20.4 ● TINA 404 менен VHDLде FPGA такталарын программалоо
20.5 ● TINACloud 407 менен Verilogдо FPGA такталарын программалоо
20.6 ● Программаны Basys 3 тактасынын туруктуу эс тутумунда сактоо 411
20.7 ● TINA менен 7 сегменттүү 4 орундуу Basys 3 FPGA тактасында секунданын эсептегичи
VHDL 415
20.8 ● TINA менен 7 сегменттүү 4 орундуу Basys 3 FPGA тактасындагы баскыч эсептегич
VHDL 428

21-глава ● Кошумча маалымат

21.1 ● TINA веб-сайты 431
21.2 ● TINA-TI 434
21.3 ● Башка пайдалуу шилтемелер 434
21.4 ● TINA Жардам файлдары 435
● Эпилог 436
● Индекс 437