• Перейти на главную страницу TINA и общую информацию 

В этой книге самый продаваемый автор Elektor, профессор доктор Доган Ибрагим, стремится научить проектированию и анализу электрических и электронных схем и разработке печатных плат с использованием как TINA, так и TINACloud. Книга предназначена для инженеров-электриков/электронщиков, студентов бакалавриата по специальности электротехника/электротехника технических колледжей и университетов, аспирантов и студентов-исследователей, преподавателей и любителей. Предоставляется множество проверенных и работающих примеров моделирования, охватывающих большинство областей аналоговой и цифровой электротехники/электроники. К ним относятся цепи переменного и постоянного тока, диоды, стабилитроны, транзисторные схемы, операционные усилители, лестничные схемы, трехфазные схемы, взаимная индуктивность, схемы выпрямителей, генераторы, схемы активных и пассивных фильтров, цифровая логика, VHDL, микроконтроллеры, переключаемый режим. источники питания, конструкция печатной платы, ряды Фурье и спектр. Читателям не нужно иметь никакого опыта программирования, если они не хотят моделировать сложные схемы MCU.

Содержание

Предисловие 3
Глава 1 Введение 13
Глава 2 Версии TINA 24
Глава 3 Процедура установки TINA 29
Глава 4. Начало работы – моделирование простых схем 38
Глава 5 Проектирование диодной схемы и моделирование 102
Глава 6 Проектирование и моделирование транзисторных схем 118
Глава 7 Проектирование и моделирование схемы операционного усилителя 161
Глава 8 Проектирование схемы фильтра и моделирование 199
Глава 9 Проектирование и моделирование цифровых логических схем 212
Глава 10 Инструмент логического проектирования 238
Глава 11 Моделирование микроконтроллеров 246
Глава 12. Схемы лестничной логики 278
Глава 13. Схемы импульсных источников питания (SMPS) 286
Глава 14 Проектирование печатной платы (PCB) 293
Глава 15 Методы проектирования печатных плат 307
Глава 16 Создание схемных символов и посадочных мест 328
Глава 17 Использование TINACloud 348
Глава 18. Другие полезные инструменты 359
Глава 19 Менеджер библиотеки 387
Глава 20 Программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) 391
Глава 21 Дополнительная информация 431
Эпилог 436
Place

Предисловие 3

Глава 1 Введение 13
1.1 Почему моделирование? 13
1.2 Электронное моделирование 14
1.3 SPICE моделирование электронных схем 15
1.4 Программа ТИНА 16
1.4.1 Схематический захват 17
1.4.2 Инструмент для создания макетов в реальном времени 3D 17
1.4.3 Конструкция печатной платы. 17
1.4.4 Проверка электрических правил (ERC) 17
1.4.5 Редактор схемных символов 18
1.4.6 Менеджер библиотеки 18
1.4.7 Поддержка модели IBIS 18
1.4.8 Экстрактор параметров 18
1.4.9 Редактор текста и формул 18
1.4.10 Анализ постоянного тока 19
1.4.11 Анализ переходных процессов 19
1.4.12 Автоматическая сходимость 19
1.4.13 Анализ переходного шума 19
1.4.14 Анализ Фурье 19
1.4.15 Цифровое моделирование 20
1.4.16 HDL-моделирование 20
1.4.17 Моделирование микроконтроллера (MCU) 20
1.4.18 Редактор блок-схем и отладчик 20
1.4.19 Анализ переменного тока 21
1.4.20 Сетевой анализ 21
1.4.21 Анализ линейного шума переменного тока 21
1.4.22 Символьный анализ 21
1.4.23 Монте-Карло и анализ наихудшего случая 21
1.4.24 Инструмент дизайна 21
1.4.25 Оптимизация 22
1.4.26 Постпроцессор 22
1.4.27 Представление 22
1.4.28 Интерактивный режим 22
1.4.29 Виртуальные инструменты 23
1.4.30 Тестирование и измерения в режиме реального времени 23
1.4.31 Обучение и экзамен 23
1.4.32 Расширение мехатроники 23

Глава 2 Версии TINA 24
2.1 Обзор 24
2.2 Возможности версии 24
2.3 Варианты 27
2.4 Дополнительное оборудование 27
2.4.1 LabXplorer: Многофункциональный прибор для обучения и обучения с возможностью локальных и удаленных измерений 27

Глава 3 Процедура установки TINA 29
3.1 Требования к оборудованию и программному обеспечению 29
3.2 Установка 29
3.3 Установка аппаратного ключа (донгла) версии TINA 36
3.4 Авторизация защищенной версии программного обеспечения TINA 37

Глава 4. Начало работы – моделирование простых схем 38
4.1 Редактор схем 38
4.2 Моделирование 1 – последовательные и параллельные резисторы 39
4.3 Моделирование 2 – Цепь резистор – конденсатор 49
4.4 Моделирование 3 – Резистор – индукторно-конденсаторная схема 61
4.5 Моделирование 4 – Потребляемая мощность – с использованием измерителя мощности 67
4.6 Моделирование 5 – Напряжение между компонентами – с использованием вольтметров 69
4.7 Моделирование 6 – Ток через компоненты с использованием амперметров 70
4.8 Моделирование 7 – Измерение импеданса с помощью измерителя импеданса 71
4.9 Моделирование 8 – Измерение сопротивления с помощью омметра 73
4.10 Моделирование 9. Отображение напряжения на компонентах с помощью осциллографа 74
4.11 Моделирование 10 – Измерение частоты частотомером 78
4.12 Моделирование 11 – Анализ цепи переменного тока I 79
4.13 Моделирование 12 – Анализ цепи переменного тока II 82
4.14 Моделирование 13 – Анализ цепи переменного тока III 84
4.15 Моделирование 14 – Теорема Тевенина – Анализ цепи переменного тока 86
4.16 Моделирование 15 – Теорема Нортона – Анализ цепи переменного тока 89
4.17 3-фазные цепи 92
4.17.1 Моделирование 16 – Анализ трехфазной цепи, соединенной звездой, с резистивной нагрузкой 3
4.17.2 Моделирование 17 – Анализ трехфазной цепи, соединенной звездой, с резистивной и индуктивной нагрузкой 3
4.18 Взаимная индуктивность 98
4.18.1 Моделирование 18 – Взаимная индуктивность 99

Глава 5 Проектирование диодной схемы и моделирование 102
5.1 Моделирование 1 – Простая диодная схема 102
5.2 Моделирование 2. Схема однополупериодного выпрямителя 103
5.3 Моделирование 3 – Схема однополупериодного выпрямителя с трансформатором 104
5.4 Моделирование 4. Схема двухполупериодного выпрямителя с трансформатором с отводом от средней точки 105
5.5 Моделирование 5 – Схема двухполупериодного мостового выпрямителя с трансформатором 107
5.6 Моделирование 6 – Схема диодного фиксатора 109
5.7 Моделирование 7 – Характеристики стабилитрона 110
5.8 Моделирование 8 – Регулятор напряжения на стабилитроне 112
5.9 Моделирование 9 – Симметричный ограничитель напряжения на стабилитроне 113
5.10 Моделирование 10 – Схема утроения напряжения 114

Глава 6 Проектирование и моделирование транзисторных схем 118
6.1 Моделирование 1 – Характеристики биполярного транзистора 118
6.2 Моделирование 2 – Усилитель на транзисторах с общим эмиттером – Анализ 119
6.3 Моделирование 3 – Усилитель на транзисторе с общим эмиттером – Проект 125
6.4 Моделирование 4 — Многокаскадный усилитель на транзисторах с общим эмиттером — Использование подсхем в TINA 127
6.5 Нетлист 131
6.6 Моделирование 5 – генератор Колпитца на биполярном транзисторе 132
6.7 Транзистор как двухпортовая сеть 136
6.7.1 Параметры транзистора h 139
6.8 Моделирование 6 — транзисторный усилитель с общим истоком на JFET 142
6.9 Моделирование 7 – Характеристические кривые транзистора JFET 146
6.10 Моделирование 8 — Транзисторный переключатель BJT 147
6.11 Тиристоры и симисторы 149
6.11.1 Моделирование 9 – Тиристорное управление фазой 149
6.11.2 Моделирование 10 – Симисторное управление фазой 151
6.12 Усилители мощности звука 153
6.12.1 Моделирование 11 – Усилитель мощности звука класса AB 154

Глава 7 Проектирование и моделирование схемы операционного усилителя 161
7.1 Основные характеристики 161
7.2 Схемы операционных усилителей 162
7.2.1 Инвертирующий усилитель 163
7.2.1 Инвертирующий усилитель 163
7.2.2 Неинвертирующий усилитель 163
7.2.3 Повторитель напряжения 164
7.2.4 Усилитель-сумматор напряжения 165
7.2.5 Вычитатель напряжения 166
7.2.6 Интегратор напряжения 167
7.2.7 Дифференциатор напряжения 168
7.2.8 Преобразователь тока в напряжение 169
7.3 Моделирование 1 – инвертирующий усилитель 171
7.4 Моделирование 2 – Суммирующий усилитель 174
7.5 Моделирование 3 – Интегрирующий усилитель напряжения 175
7.6 Моделирование 4. Схема однополупериодного выпрямителя 176
7.7 Инструмент дизайна 178
7.7.1 Моделирование 5. Пример проекта 178
7.8 Оптимизация 180
7.8.1 Моделирование 6 – Пример проекта – Цепь переменного тока 183
7.8.2 Моделирование 7 – Пример конструкции – Цепь постоянного тока 185
7.9 Синусоидальные генераторы 187
7.9.1 Моделирование 8 – Генератор фазового сдвига 187
7.9.2 Моделирование 9 – Генератор моста Вина 189
7.9.3 Моделирование 10 – Генератор Колпитца 192
7.10 Генераторы прямоугольных импульсов 194
7.10.1 Моделирование 11 – Генератор прямоугольных импульсов на операционном усилителе 194
7.10.2 Моделирование 12 – интегральная схема 555 196

Глава 8 Проектирование схемы фильтра и моделирование 199
8.1 Фильтры TINA 199
8.2 Моделирование 1. Разработка активного фильтра нижних частот 2-го порядка 201
8.3 Моделирование 2. Разработка активного фильтра нижних частот более высокого порядка 206
8.4 Моделирование 3. Разработка активного фильтра верхних частот 207
8.5 Моделирование 4. Разработка полосового активного фильтра 209
8.6 Моделирование 5. Проектирование пассивного фильтра нижних частот 210

Глава 9 Проектирование и моделирование цифровых логических схем 212
9.1 Моделирование цифровой логики с использованием TINA 212
9.2 Моделирование 1 – Простой логический элемент И 212
9.3 Моделирование 2 — полусумматор с использованием вентилей 215
9.4 Моделирование 3 – 2-битный синхронный счетчик 216
9.5 Моделирование 4 – 7-сегментный светодиодный индикатор 217
9.6 Моделирование 5 – 4-битный двоичный счетчик с логическими индикаторами 218
9.7 Моделирование 6 – 4-битный декадный счетчик с 7-сегментным дисплеем 219
9.8 Моделирование 7 – 8-битный декадный счетчик с двумя 7-сегментными дисплеями 220
9.9 Моделирование 8 – 4-битный декадный счетчик и 7-сегментный дисплей – Использование 4-битного генератора данных 221
9.10 Моделирование 9 – Создание полного сумматора – с помощью MACRO 223
9.11 Использование языков описания оборудования (HDL) 225
9.11.1 Использование моделирования VHDL в TINA для анализа цифровых схем 226
9.11.2 Моделирование 10 — Схема полусумматора — VHDL 226
9.11.3 Моделирование 11 — Схема счетчика — VHDL 230
9.11.4 Отладчик VHDL 233
9.12 Использование моделирования Verilog в TINA для анализа цифровых схем 235

Глава 10 Инструмент логического проектирования 238

Глава 11 Моделирование микроконтроллеров 246
11.1 Обзор 246
11.2 Использование редактора блок-схем 246
11.2.1 Моделирование 1 – Поочередно мигающие 2 светодиода – микроконтроллер серии PIC 246
11.2.2 Моделирование 2 – 4-битный счетчик прямого/обратного счета с шестнадцатеричным дисплеем – микроконтроллер серии PIC 249
11.2.3 Отладка блок-схемы 252
11.3 Использование ассемблерного программирования 253
11.3.1 Моделирование 3 – Счетчик – микроконтроллер серии PIC 253
11.3.2 Изменение ассемблерного кода 255
11.3.3 Отладка кода ASM 256
11.4 Использование программирования на C 257
11.4.1 Моделирование 4 – Счетчик – микроконтроллер ATTINY13 258
11.4.2 Моделирование 5 — Светофоры — микроконтроллер ATTINY13 261
11.4.3 Моделирование 6 — ЖК-счетчик — Arduino Uno 263
11.4.4 Моделирование 7 – Секвенсор светофора – микроконтроллер PIC 266
11.4.5 Моделирование 8 — Мигающая лампочка — микроконтроллер STM32 268
11.5 Устройства памяти 272
11.5.1 Моделирование 9 — 2-битный x 2-битный цифровой умножитель — ПЗУ 272
11.5.2 Моделирование 10 – 4-битный двоичный счетчик с двумя шестнадцатеричными дисплеями – память ПЗУ 275

Глава 12. Схемы лестничной логики 278
12.1 Обзор 278
12.2 Моделирование 1 – Лестничная логика со светом и мотором 278
12.3 Компоненты релейной логики как компоненты цифровой логики 279
12.4 Цепь фиксации 281
12.4.1 Моделирование 2 – Цепь фиксирующего двигателя 281
12.4.2 Моделирование 3 – Управление двигателем вперед/назад 283
12.4.3 Моделирование 4 – Контроллер конвейерной ленты 284

Глава 13. Схемы импульсных источников питания (SMPS) 286
13.1 Обзор 286
13.2 Моделирование 1 – схема SMPS TPS61031 286

Глава 14 Проектирование печатной платы (PCB) 293
14.1 Обзор 293
14.2 Схема мультивибратора на биполярных транзисторах проект 293
14.2.1 Дизайн 294
14.2.2 Моделирование 294
14.2.3 Проверка имен посадочных мест 295
14.2.4 Анализ напряжения 297
14.2.5 Сохранение схемы 297
14.2.6 Запустите программу TINA PCB. 298
14.2.7 Гербер-файл 302
14.2.8 Файл сверла GCode NC 302
14.2.9 Информация о печатной плате 303
14.2.10 Список компонентов 303
14.2.11 Список соединений 304

Глава 15 Методы проектирования печатных плат 307
15.1 Обзор 307
15.2 Создание шин в редакторе схем и конструкторе печатных плат TINA 307
15.3 Несколько единиц в одной упаковке 310
15.4 Питание логических компонентов 313
15.5 Повторяющиеся блоки цепей (с использованием функции копирования макросов) 316
15.6 Создание двухслойной двусторонней технологической платы для поверхностного монтажа 320
15.7 Создание компонентов платы 325

Глава 16 Создание схемных символов и посадочных мест 328
16.1 Обзор 328
16.2 Пример 328
16.3 Использование мастера ИС в редакторе схемных символов 332
16.4 Использование редактора посадочных мест 335
16.5 Мастер ИС в редакторе посадочных мест 339
16.5.1 Пример конструкции 340
16.6 Добавление общедоступных посадочных мест печатных плат в TINA 343
16.7 Добавление общедоступных 3D-моделей в TINA 346

Глава 17 Использование TINACloud 348
17.1 Обзор 348
17.2 Начало использования TINACloud 349
17.3 Пример имитации 350
17.4 Пример конструкции печатной платы 355
17.5 Совместное использование вашей схемы TINA 357

Глава 18. Другие полезные инструменты 359
18.1 Обзор 359
18.2 3D Макетная плата 359
18.3 Анализ стресса (дыма) 360
18.4 Проверка электрических правил (ERC) 362
18.5 Последовательный монитор 362
18.6 Проводник компонентов 362
18.7 Найти компонент 363
18.8 Защита цепи 364
18.9 Экспорт 365
18.10 Импорт 365
18.11 Ряд Фурье 365
18.12 Спектр Фурье 367
18.13 Анализ шума 367
18.14 Анализ рассеиваемой мощности 369
18.15 Переводчик 370
18.15.1 Пример 1 — RLC-цепь 371
18.15.2 Пример 2 — цепь постоянного тока 373
18.15.3 Пример 3 — Цепь переменного тока 374
18.15.4. Вычисление интегралов. 375
18.15.5 Решение линейной системы уравнений 375
18.15.6 Рисование диаграмм 376
18.15.7 Диаграммы Боде 377
18.15.8 Определение сигнала 379
18.15.9 Поддерживаемые функции 381
18.16 Анализ температуры постоянного тока 382
18.17 Экстрактор параметров 382
18.18 Редактор конечного автомата 384

Глава 19 Менеджер библиотеки 387

Глава 20 Программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) 391
20.1 Обзор 391
20.2 Программирование плат FPGA с вводом схемы с использованием TINA — пример 1 391
20.3 Программирование плат FPGA с вводом схемы с использованием TINA — пример 2 400
20.4 Программирование плат FPGA на VHDL с помощью TINA 404
20.5 Программирование плат FPGA в Verilog с помощью TINACloud 407
20.6 Сохранение программы в энергонезависимой памяти платы Basys 3 411
20.7-секундный счетчик на 7-сегментной 4-разрядной плате Basys 3 FPGA с использованием TINA с VHDL 415
20.8 Кнопочный счетчик на 7-сегментной 4-разрядной плате Basys 3 FPGA с использованием TINA с VHDL 428

Глава 21 Дополнительная информация 431
21.1 Веб-сайт ТИНА 431
21.2 ТИНА-ТИ 434
21.3 Другие полезные ссылки 434
21.4 Файлы справки TINA 435

Эпилог 436

Place