TINA Design Suite va TINACloud bilan sxema simulyatsiyasi

By Prof. Dr. Dogan Ibrahim

bunda e-kitob, eng ko'p sotilgan Elektor muallifi, professor Dog'an Ibrohim elektr va elektron sxemalarni loyihalash va tahlil qilishni o'rgatish hamda TINA va TINACloud-dan foydalangan holda PCB platalarini ishlab chiqishni maqsad qilgan. Kitob elektrotexnika/elektron muhandislari, texnik kollejlar va universitetlarning elektron/elektrotexnika bo'yicha bakalavriat talabalari, aspirantura va tadqiqotchilar, o'qituvchilar va havaskorlar uchun mo'ljallangan. Analog va raqamli elektrotexnika/elektron muhandislikning ko'pgina sohalarini qamrab oluvchi ko'plab sinovdan o'tgan va ishlaydigan simulyatsiya misollari keltirilgan. Bularga AC va doimiy oqim zanjirlari, diodlar, zener diodlari, tranzistorli sxemalar, operatsion kuchaytirgichlar, narvon diagrammalari, 3 fazali sxemalar, o'zaro indüktans, rektifikator sxemalari, osilatorlar, faol va passiv filtr sxemalari, raqamli mantiq, VHDL, MCU'lar, kommutatorlar kiradi. quvvat manbalari, PCB dizayni, Furye seriyasi va spektr. O'quvchilar murakkab MCU sxemalarini simulyatsiya qilishni xohlamasalar, dasturlash tajribasiga ega bo'lishlari shart emas.

Mundarija:

bob 1 ● Kirish

1.1 ● Why simulation? 13
1.2 ● Elektron simulyatsiya 14
1.3 ● SPICE modelling of electronic circuits 15
1.4 ● TINA dasturi 16
1.4.1 ● Schematic capture 17
1.4.2 ● Jonli 3D Breadboard Tool 17
1.4.3 ● PCB dizayni 17
1.4.4 ● Elektr qoidalarini tekshirish (ERC) 17
1.4.5 ● Sxematik belgilar muharriri 18
1.4.6 ● Kutubxona menejeri 18
1.4.7 ● IBIS model support 18
1.4.8 ● Parameter Extractor 18
1.4.9 ● Matn va tenglamalar muharriri 18
1.4.10 ● DC analysis 19
1.4.11 ● Vaqtinchalik tahlil 19
1.4.12 ● Avtomatik yaqinlashuv 19
1.4.13 ● Vaqtinchalik shovqin tahlili 19
1.4.14 ● Fourier analysis 19
1.4.15 ● Digital simulation 20
1.4.16 ● HDL simulyatsiyasi 20
1.4.17 ● Mikrokontroller (MCU) simulyatsiyasi 20
1.4.18 ● Flowchart Editor and 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 tahlil 21
1.4.23 ● Monte-Karlo va eng yomon holatlar tahlili 21
1.4.24 ● Dizayn vositasi 21
1.4.25 ● Optimisation 22
1.4.26 ● Post-protsessor 22
1.4.27 ● Taqdimot 22
1.4.28 ● Interaktiv rejim 22
1.4.29 ● Virtual asboblar 23
1.4.30 ● Real-time Test & Measurements 23
1.4.31 ● Trening va imtihon 23
1.4.32 ● Mexatronika kengaytmasi 23

2-bob ● TINA versiyalari

2.1 ● Overview 24
2.2 ● Versiya xususiyatlari 24
2.3 ● Options 27
2.4 ● Supplementary hardware 27
2.4.1 ● LabXplorer: Ta'lim va ta'lim uchun mahalliy va
masofaviy o'lchash imkoniyatlari 27

3-bob ● TINA o'rnatish tartibi

3.1 ● Hardware and software requirements 29
3.2 ● O‘rnatish 29
3.3 ● TINA 36 apparat kaliti (dongle) versiyasini o'rnatish
3.4 ● TINA 37 ning dasturiy ta'minot bilan himoyalangan versiyasini avtorizatsiya qilish

4-bob ● Ishga kirishish – oddiy sxemalarni simulyatsiya qilish

4.1 ● Sxematik muharrir 38
4.2 ● Simulyatsiya 1 – Seriya va parallel rezistorlar 39
4.3 ● Simulation 2 – Resistor – capacitor circuit 49
4.4 ● Simulyatsiya 3 – Qarshilik – induktor-kondensator sxemasi 61
4.5 ● Simulation 4 – Power consumption – using a power meter 67
4.6 ● Simulyatsiya 5 - Komponentlar bo'ylab kuchlanish - voltmetrlar yordamida 69
4.7 ● Simulyatsiya 6 - Amper metrlari 70 yordamida komponentlar orqali oqim
4.8 ● Simulyatsiya 7 - Empedans o'lchagich 71 yordamida impedans o'lchovi
4.9 ● Simulyatsiya 8 - Ohmmetr 73 yordamida qarshilikni o'lchash
4.10 ● Simulyatsiya 9 – Osiloskop komponenti yordamida komponentlar orasidagi kuchlanish grafigi 74
4.11 ● Simulation 10 – Measuring frequency using a frequency meter 78
4.12 ● Simulation 11 – AC circuit analysis I 79
4.13 ● Simulyatsiya 12 – AC sxemasini tahlil qilish II 82
4.14 ● Simulyatsiya 13 – AC sxemasi tahlili III 84
4.15 ● Simulyatsiya 14 – Tevenin teoremasi – AC zanjirini tahlil qilish 86
4.16 ● Simulation 15 – Norton’s Theorem – AC circuit analysis 89
4.17 ● 3-fazali sxemalar 92
4.17.1 ● Simulyatsiya 16 – qarshilik yuki 3 bo‘lgan 93 fazali yulduz ulangan sxema tahlili
4.17.2 ● Simulyatsiya 17 – rezistorli va 3 fazali yulduzga ulangan sxema tahlili
induktiv yuk 95
4.18 ● Mutual inductance 98
4.18.1 ● Simulyatsiya 18 - O'zaro indüktans 99

5-bob ● Diodli sxemani loyihalash va simulyatsiya qilish

5.1 ● Simulyatsiya 1 – Oddiy diodli sxema 102
5.2 ● Simulyatsiya 2 - Yarim to'lqinli rektifikator sxemasi 103
5.3 ● Simulyatsiya 3 – 104 transformatorli yarim to‘lqinli rektifikator sxemasi
5.4 ● Simulyatsiya 4 – Markazga ulangan transformator 105 bilan to‘liq to‘lqinli rektifikator sxemasi
5.5 ● Simulyatsiya 5 – 107 transformatorli to‘liq to‘lqinli ko‘prik rektifikator sxemasi
5.6 ● Simulyatsiya 6 – 109-diodli siqish sxemasi
5.7 ● Simulyatsiya 7 – Zener diyotining xarakteristikalari 110
5.8 ● Simulation 8 – Zener diode voltage regulator 112
5.9 ● Simulation 9 – Zener diode symmetrical voltage limiter 113
5.10 ● Simulyatsiya 10 – 114-sonli kuchlanish uchlashtiruvchi sxemasi

6-bob ● Transistorlar sxemasini loyihalash va simulyatsiya qilish

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 ● Simulyatsiya 4 – Ko‘p bosqichli umumiy emitentli tranzistor kuchaytirgich – TINA 127 da kichik sxemalardan foydalanish
6.5 ● The Netlist 131
6.6 ● Simulyatsiya 5 – BJT tranzistorli Colpitts osilatori 132
6.7 ● Transistor as a two port network 136
6.7.1 ● Transistor h parameters 139
6.8 ● Simulyatsiya 6 – JFET tranzistorli umumiy manba kuchaytirgichi 142
6.9 ● Simulyatsiya 7 – JFET tranzistor xarakteristikasi egri chiziqlari 146
6.10 ● Simulyatsiya 8 – BJT tranzistorli kalit 147
6.11 ● Tiristorlar va triyaklar 149
6.11.1 ● Simulyatsiya 9 – Tiristor fazasini boshqarish 149
6.11.2 ● Simulyatsiya 10 – Triak fazasini boshqarish 151
6.12 ● Audio quvvat kuchaytirgichlari 153
6.12.1 ● Simulyatsiya 11 – AB sinfidagi audio quvvat kuchaytirgichi 154

7-bob ● Operatsion kuchaytirgich sxemasini loyihalash va simulyatsiya qilish

7.1 ● Asosiy xarakteristikalar 161
7.2 ● Operatsion kuchaytirgich sxemalari 162
7.2.1 ● Inverting kuchaytirgich 163
7.2.1 ● Inverting amplifier 163
7.2.2 ● Inverting bo'lmagan kuchaytirgich 163
7.2.3 ● Voltaj kuzatuvchisi 164
7.2.4 ● Kuchlanish kuchaytirgichi 165
7.2.5 ● 166 kuchlanishni ayiruvchi
7.2.6 ● Voltaj integratori 167
7.2.7 ● Kuchlanish farqlovchisi 168
7.2.8 ● Current to voltage converter 169
7.3 ● Simulyatsiya 1 – teskari kuchaytirgich 171
7.4 ● Simulation 2 – Summing amplifier 174
7.5 ● Simulyatsiya 3 – 175 kuchlanishni birlashtiruvchi kuchaytirgich
7.6 ● Simulation 4 – Half-wave rectifier circuit 176
7.7 ● Dizayn vositasi 178
7.7.1 ● Simulyatsiya 5 – dizayn namunasi 178
7.8 ● Optimallashtirish 180
7.8.1 ● Simulyatsiya 6 – Dizayn namunasi – AC sxemasi 183
7.8.2 ● Simulyatsiya 7 – Dizayn namunasi – 185-sonli shahar davri
7.9 ● Sinusoidal osilatorlar. 187
7.9.1 ● Simulyatsiya 8 – Fazani almashtirish osilatori 187
7.9.2 ● Simulyatsiya 9 – Wien Bridge osilatori 189
7.9.3 ● Simulyatsiya 10 – Colpitts osilatori 192
7.10 ● Kvadrat to‘lqin generatorlari 194
7.10.1 ● Simulyatsiya 11 – Operatsion kuchaytirgich kvadrat to‘lqin generatori 194
7.10.2 ● Simulyatsiya 12 – 555 integral sxemasi 196

8-bob ● Filtr sxemasini loyihalash va simulyatsiya qilish

8.1 ● TINA filtrlari 199
8.2 ● Simulyatsiya 1 – 2-darajali past chastotali faol filtrni loyihalash 201
8.3 ● Simulyatsiya 2 – Yuqori tartibli past chastotali faol filtrni loyihalash 206
8.4 ● Simulation 3 – Designing a high-pass active filter 207
8.5 ● Simulyatsiya 4 – tarmoqli o‘tkazuvchi faol filtrni loyihalash 209
8.6 ● Simulyatsiya 5 – Past chastotali passiv filtrni loyihalash 210

9-bob ● Raqamli mantiqiy sxemani loyihalash va simulyatsiya qilish

9.1 ● TINA 212 yordamida raqamli mantiqiy simulyatsiya
9.2 ● Simulyatsiya 1 – Oddiy VA darvoza 212
9.3 ● Simulyatsiya 2 – 215-shlyuzlardan foydalangan holda yarim qo'shimcha
9.4 ● Simulyatsiya 3 – 2 bitli sinxron hisoblagich 216
9.5 ● Simulyatsiya 4 – 7-segmentli LED displey 217
9.6 ● Simulyatsiya 5 – mantiqiy ko‘rsatkichlar 4 bo‘lgan 218 bitli ikkilik hisoblagich
9.7 ● Simulyatsiya 6 – 4 segmentli displeyli 7 bitli dekada hisoblagichi 219
9.8 ● Simulation 7 – 8-bit decade counter with two 7-segment displays 220
9.9 ● Simulyatsiya 8 – 4 bitli dekada hisoblagichi va 7 segmentli displey – 4 bitli ma’lumotlar generatoridan foydalanish 221
9.10 ● Simulation 9 – Creating a full adder – using a MACRO 223
9.11 ● Uskuna tavsifi tillaridan (HDL) foydalanish 225
9.11.1 ● Raqamli sxemalarni tahlil qilish uchun TINA da VHDL simulyatsiyasidan foydalanish 226
9.11.2 ● Simulyatsiya 10 – Yarim yig‘uvchi sxema – VHDL 226
9.11.3 ● Simulyatsiya 11 – Hisoblagich sxemasi – VHDL 230
9.11.4 ● The VHDL Debugger 233
9.12 ● Raqamli sxemalarni tahlil qilish uchun TINA da Verilog simulyatsiyasidan foydalanish 235

10-bob ● Mantiqiy dizayn vositasi

11-bob ● Mikrokontrollerlarni simulyatsiya qilish

11.1 ● Umumiy ko‘rinish 246
11.2 ● Flowchart muharriridan foydalanish 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 disk raskadrovka 252
11.3 ● Using assembly programming 253
11.3.1 ● Simulation 3 – Counter – PIC series microcontroller 253
11.3.2 ● 255 asm kodini o'zgartirish
11.3.3 ● ASM kodini 256 disk raskadrovka qilish
11.4 ● C dasturlashdan foydalanish 257
11.4.1 ● Simulyatsiya 4 – Hisoblagich – ATTINY13 mikrokontrolleri 258
11.4.2 ● Simulyatsiya 5 – Svetoforlar – ATTINY13 mikrokontrolleri 261
11.4.3 ● Simulyatsiya 6 – LCD hisoblagich – Arduino Uno 263
11.4.4 ● Simulyatsiya 7 – Svetofor sekvenseri – PIC mikrokontrolleri 266
11.4.5 ● Simulyatsiya 8 – Miltillovchi chiroq – STM32 mikrokontrolleri 268
11.5 ● Xotira qurilmalari 272
11.5.1 ● Simulyatsiya 9 – 2 bitli x 2 bitli raqamli multiplikator – ROM xotirasi. 272
11.5.2 ● Simulyatsiya 10 – ikkita olti burchakli displeyli 4 bitli ikkilik hisoblagich – ROM xotirasi. 275

12-bob ● Narvonning mantiqiy sxemalari

12.1 ● Umumiy ko'rinish. 278
12.2 ● Simulyatsiya 1 – Chiroq va dvigatel 278 bilan narvon mantig'i
12.3 ● Ladder mantiqiy komponentlari raqamli mantiqiy komponentlar sifatida 279
12.4 ● Latching circuit 281
12.4.1 ● Simulyatsiya 2 – 281-motor sxemasini qulflash
12.4.2 ● Simulyatsiya 3 – Dvigatelni oldinga/teskari boshqarish 283
12.4.3 ● Simulation 4 – Conveyor belt controller 284

13-bob ● Kommutatsiya rejimidagi quvvat manbai zanjirlari (SMPS)

13.1 ● Umumiy ko'rinish. 286
13.2 ● Simulyatsiya 1 – TPS61031 SMPS sxemasi 286

14-bob ● Chop etilgan elektron plata (PCB) dizayni

14.1 ● Umumiy ko‘rinish 293
14.2 ● Bipolyar tranzistorli multivibrator sxemasi loyihasi 293
14.2.1 ● Dizayn 294
14.2.2 ● Simulyatsiya 294
14.2.3 ● Oyoq izlari nomlarini tekshiring 295
14.2.4 ● Stress tahlili 297
14.2.5 ● Sxemani saqlang 297
14.2.6 ● TINA PCB dasturini ishga tushiring. 298
14.2.7 ● Gerber fayli 302
14.2.8 ● GCode NC matkap fayli 302
14.2.9 ● PCB ma'lumotlari 303
14.2.10 ● Komponentlar ro‘yxati 303
14.2.11 ● Netlist 304

15-bob ● PCB loyihalash usullari

15.1 ● Umumiy ko‘rinish 307
15.2 ● TINA 307 sxematik muharriri va PCB dizaynerida avtobuslarni yaratish
15.3 ● Bir xil paketdagi bir nechta birliklar 310
15.4 ● Mantiqiy komponentlarning quvvat manbai 313
15.5 ● Takrorlanuvchi elektron bloklar (Makroni nusxalash funksiyasidan foydalanish) 316
15.6 ● Ikki qavatli, ikki tomonlama, sirtga o‘rnatiladigan texnologiya taxtasini yaratish 320
15.7 ● PCB komponentlarini yaratish 325

16-bob ● Sxematik belgilar va izlarni yasash

16.1 ● Umumiy ko‘rinish 328
16.2 ● 328-misol
16.3 ● Schematic Symbol muharriri 332 da IC ustasidan foydalanish
16.4 ● Footprint muharriri 335 dan foydalanish
16.5 ● Footprint Editor 339 da IC ustasi
16.5.1 ● Dizayn namunasi 340
16.6 ● TINA 343 ga umumiy PCB izlarini qo‘shish
16.7 ● TINA 3 ga ommaviy 346D Footprint modellarini qo‘shish

17-bob ● TINACloud-dan foydalanish

17.1 ● Umumiy ko‘rinish 348
17.2 ● TINACloud 349 dan foydalanishni boshlash
17.3 ● 350-simulyatsiyaga misol
17.4 ● PCB dizayni namunasi 355
17.5 ● TINA sxemasini ulashish 357

18-bob ● Boshqa foydali vositalar

18.1 ● Umumiy ko‘rinish 359
18.2 ● 3D Breadboard 359
18.3 ● Stress (tutun) tahlili 360
18.4 ● Elektr qoidalarini tekshirish (ERC) 362
18.5 ● Seriyali monitor 362
18.6 ● Komponent tadqiqotchisi 362
18.7 ● 363-komponentni toping
18.8 ● Himoya sxemasi 364
18.9 ● Eksport 365
18.10 ● Import 365
18.11 ● Furye seriyasi 365
18.12 ● Furye spektri 367
18.13 ● Shovqin tahlili 367
18.14 ● Quvvat sarfini tahlil qilish 369
18.15 ● Tarjimon 370
18.15.1 ● 1-misol – RLC sxemasi 371
18.15.2 ● 2-misol – shahar davri 373
18.15.3 ● 3-misol – AC sxemasi 374
18.15.4 ● Integrallarni baholash 375
18.15.5 ● 375-chiziqli tenglamalar tizimini yechish
18.15.6 ● Diagrammalarni chizish 376
18.15.7 ● Bode diagrammalar 377
18.15.8 ● Signal ta'rifi 379
18.15.9 ● Qo‘llab-quvvatlanadigan funksiyalar 381
18.16 ● DC harorat tahlili 382
18.17 ● Parametr ekstraktori 382
18.18 ● Cheklangan holat mashinasi muharriri 384

19-bob ● Kutubxona menejeri

20-bob ● Maydonda dasturlashtiriladigan darvoza massivlari (FPGA)

20.1 ● Umumiy ko‘rinish 391
20.2 ● TINA yordamida FPGA platalarini sxematik dizayn yozuvi bilan dasturlash – 1-misol
391
20.3 ● TINA yordamida FPGA platalarini sxematik dizayn yozuvi bilan dasturlash – 2-misol
400
20.4 ● TINA 404 bilan VHDL formatida FPGA platalarini dasturlash
20.5 ● TINACloud 407 bilan Verilogda FPGA platalarini dasturlash
20.6 ● Dasturni Basys 3 platasining 411 doimiy xotirasida saqlash
20.7 ● TINA yordamida 7-segmentli 4-raqamli Basys 3 FPGA platasida soniya hisoblagichi
VHDL 415
20.8 ● TINA yordamida 7-segmentli 4-raqamli Basys 3 FPGA platasidagi tugma hisoblagichi
VHDL 428

21-bob ● Qo'shimcha ma'lumotlar

21.1 ● TINA veb-sayti 431
21.2 ● TINA-TI 434
21.3 ● Boshqa foydali havolalar 434
21.4 ● TINA yordam fayllari 435
● Epilog 436
● Indeks 437