Программа TINA-TI

April 24, 2014 by admin Комментировать »

Приложение А

718

Я не очень активно отслеживаю появление и исчезновение программ, обходясь в своих рассказах тем, что у меня есть Но время от времени мои знакомые дают мне ссылки на какие-то программы, о которых я не знал Так и в этот раз

Программа TINA-TI – это бесплатная версия более мощного пакета программ TINA фирмы DesignSoft Хотя, конечно, программа сильно урезана в своих возможностях, она вполне может заменить всё, о чём я упоминал, используя программу Multisim Хотя, возможно, мне только кажется, что это так В этом приложении я хочу проверить, таки ли это, попутно рассказав, как и что я делаю, используя программу TINA-TI В Интернете вы можете найти перевод введения в работу с этой программой Загрузить её можно на сайте:

http://wwwticom/tool/tina-ti&ampDCMP=hpa_amp_general&ampHQS=Other+OT+tina-ti

Рис А1 Сайт загрузки программы TINA-TI

К сожалению, мне не удалось установить программу в Linux, но я не исключаю, что  был не слишком настойчив (при повторном чтении этого приложения я повторил установку)

После запуска программы вы имеете стандартный набор любой среды разработки схем:

Рис А2 Первый запуск программы

Обращаясь к началу рассказа, я нахожу первую схему, для которой я применил программу Multisim Это схема измерения тока через резистор Повторим эту схему На закладке Основные есть батарейка Подцепим её мышкой и перенесём на рабочее поле, где и отпустим левую клавишу мышки Двойным щелчком левой клавиши мышки по батарейке открываем окно её параметров, где меняем напряжение:

Рис А3 Окно свойств (параметров) элемента

Заметьте, что десятичный знак отделяется в программе запятой

Аналогично можно открывать окно свойств (параметров) других компонентов В той же группе компонентов (на той же закладке) есть резистор, который добавим к схеме эксперимента, изменив его значение на 100 Ом Соединим батарейку с резистором Для этого подводим курсор мышки к выводу батарейки курсор меняет свой вид, превращаясь в «маленький паяльник» щёлкаем левой клавишей мышки, и ведём курсор к резистору Точки соединения для каждого компонента обозначены маленькими крестиками Подведя курсор к точке соединения резистора,

ещё раз щёлкаем левой клавишей мышки, закончив тем самым соединение Когда вы ведёте соединение, используя режим автопроводки, соединение перемещается строго по сетке рабочего поля Если вы «промахнулись», поворачивая, то можно вернуться назад (след в след) и повернуть в нужном месте Для измерения тока добавим амперметр, который можно найти в компонентах закладки «Измерительные приборы» Амперметр, добавленный к схеме, не в том положении, которое было бы удобно Чтобы это изменить, достаточно щёлкнуть правой клавишей мышки по нему и выбрать из выпадающего меню Повернуть влево

Закончив соединение схемы, выберем в основном меню нужный нам вид анализа:

Рис А4 Выбор вида анализа для схемы измерения

По завершении анализа вы получите исчерпывающую таблицу результов

Рис А5 Таблица результатов анализа

Но я говорил о замене программы Multisim, где проведение этого эксперимента выглядело иначе, ближе к реальному измерению тока в цепи Что ж, выбрав в основном меню пункт T&ampM, где есть мультиметр:

Рис А6 Выбор виртуального мультиметра

Вы можете повторить то, что  получили в программе Multisim, достаточно  в разделе функций нажать кнопку измерения тока:

Рис А7 Измерение тока виртуальным мультиметром

Из всей серии экспериментов на постоянном токе я хочу повторить измерение напряжений на резисторах делителя напряжения Схема измерения проста, удалим из предыдущей схемы амперметр, вместо него добавим второй резистор, изменив величину сопротивления у обоих резисторов, чтобы их значения соответствовали схеме ранее проведённых измерений

Добавим два вольтметра Добавим мультиметр из набора виртуальных измерительных приборов Выберем измерение постоянного напряжения в функциях мультиметра Мультиметр сразу покажет падение напряжения на втором резисторе:

Рис А8 Измерение напряжения на делителе напряжения

Теперь в меню мультиметра щёлкнем по кнопке первой точки измерения в разделе Input:

Рис А9 Выбор точек изменения мультиметром

Выбрав измерение вольтметром VM1, мы получим напряжение, показанное этим вольтметром Вторая точка подключения вольтметра изменится автоматически

Посмотрим, как выглядит эксперимент по выпрямлению переменного тока Из доступных источников на закладке Источники выбираем источник напряжения В его свойствах, открыв их двойным щелчком по компоненту, выбираем пункт Сигнал, затем в новом окне выбираем форму сигнала (доступных сигналов много) и задаём напряжение и частоту

Рис А10 Выбор источника синусоидального напряжения

Теперь можно поступить двояко: можно добавить вольтметр, а можно добавить метку Последняя называется «Внешний вывод для измерения напряжения» и находится среди компонентов закладки Измерительные приборы (крайняя слева) Теперь остаётся только добавить виртуальный осциллограф (основное меню T&ampM) и запустить его, нажав кнопку Run на панельке Storage этого осциллографа Конечно, как и любой осциллограф, этот следует настроить, выбрав параметры развёртки, чувствительность Кроме того, полезно выбрать режим работы триггера В результате мы получим:

Рис А11 Опыт по выпрямлению переменного напряжения

В  программе  Multisim  есть  прибор,  который  позволяет  снять  вольтамперную  характеристику диода Можно ли это сделать в программе TINA-TI

Соберём схему, состоящую из батарейки, диода и амерметра

Рис А12 Схема опыта по получению вольтамперной характеристике диода Выберем тип анализа:

Рис А13 Выбор анализа для получения результата

В  окне  параметров  эксперимента  зададим  источник  напряжения  V1  и  начальное  и  конечное значения напряжения

Рис А14 Задание параметров анализа

Я не уверен, что подобное испытание выдержал бы реальный диод, но характеристику для диода 1N1183 мы получим:

Рис А15 Вольтамперная характеристика диода 1N1183

Откроем окно свойств диода двойным щелчком мышки по этому элементу схемы Отмеченная мною на рисунке ниже кнопка позволяет изменить тип диода Я выбрал 1N4004:

Рис А16 Меняем диод для снятия его характеристики

Завершив этот процесс нажатием на кнопки ОК, повторим анализ

Рис А17 Характеристика диода 1N4004

Поскольку условия проведения эксперимента не менялись, мы можем видеть, как по-разному реагируют диоды на изменение напряжения

Диоды 1N4004 хорошо подойдут для повторения виртуального эксперимента со схемой сетевого адаптера, который был проделан несколько позже

Рис А18 Проверка работы сетевого адаптера

Располагая диоды в рабочем поле чертежа, можно столкнуться с тем, что их этикетки мешают проведению соединительных линий Выделив эти этикетки, их можно повернуть, как и компоненты, затем перенести так, как их удобно расположить на схеме В свойствах трансформатора (двойной щелчок левой клавишей мышки) можно изменить коэффициент трансформации И останется воспользоваться осциллографом, чтобы увидеть результат

Ещё  одну  схему, которую  я  разбирал в  Multisim, я  повторю  в  TINA-TI Для  выбора  основного элемента схемы воспользуемся закладкой «Макроэлементы Spice»

Рис А19 Выбор стабилизатора напряжения

Из окна выбора элементов выберем один, который разместим в рабочем поле чертежа Добавим источник напряжения (батарейку), резисторы для создания делителя напряжения и резистор нагрузки, добавим вольтметр В итоге мы получим схему, подобную той, что использовали ранее в программе Multisim, с которой можно провести те же эксперименты:

Рис А20 Эксперименты со стабилизатором напряжения

Для следующего эксперимента можно использовать и осциллограф, и анализ переходного процесса, что, на мой взгляд, удобнее Источник – это генератор «ступеньки» Эксперимент – заряд конденсатора

Рис А21 Заряд конденсатора через резистор

Наглядно видно на следующей схеме фазовые соотношения между током и напряжением для конденсатора

Рис А22 Напряжение на конденсаторе и ток через конденсатор

И, конечно, можно посмотреть появление колебаний в параллельном колебательном контуре

Рис А23 Появление колебаний в LC контуре

Для разных экспериментов используются разные источники напряжения В одном случае это генератор ступенчатого напряжения, в другом генератор синусоидального или импульсного напряжения При этом вид сигнала генератора, как у функционального генератора, выбирается в свойствах компонента «Генератор напряжения» Там же задаётся амплитуда и частота синусоидального сигнала и параметры импульсного

В    программе    TINA-TI    очень    удобно    получать    амплитудно-частотную    и    фазо-частотную характеристики усилителей Собрав схему, легко предварительно проверить напряжения и токи

Рис А24 Начало работы с усилительным каскадом

Выбрав анализ на постоянном токе, мы получим таблицу всех токов и напряжений в схеме

Рис А25 Результат анализа на постоянном токе

Курсор мышки при этом превращается в пробник, который можно поставить в любую точку схемы и, щёлкнув левой клавишей мышки, получить подсвеченную строку в таблице с интересующим вас напряжением, как это  показано  на  рисунке  Полученную  таблицу  можно  сохранить  (кнопка  с

«указующим перстом»)

Переходя к анализу на переменном токе:

Рис А26 Анализ цепи на переменном токе

Мы и получим в результате требуемые характеристики:

Рис А27 АЧХ и ФЧХ однокаскадного усилителя

Используя маркеры, можно найти частоту среза и фазовый сдвиг на этой частоте

Очень познавательным мне  показался  виртуальный эксперимент с индуктивной нагрузкой транзистора: результаты эксперимента показывают, почему реле, включаемые обычно  в цепь коллектора транзистора, шунтируют диодами Повторим этот эксперимент в TINI-TI:

Рис А28 Эксперимент с индуктивной нагрузкой

Выбросы напряжения на коллекторе в несколько киловольт (не думаю, что достижимые реально) должны убедить любого в необходимости шунтирования реле Попутно отмечу, что после анализа переходного процесса полученный результат можно скопировать в окне результата анализа Затем, переходя в рабочее поле чертежа, можно с помощью раздела Правка основного меню вставить диаграмму в любое место чертежа Можно изменять размеры диаграммы, используя маркеры изменения размеров Если в окне редактора результатов анализа зайти в раздел Вид, то можно обнаружить такой пункт, как Разделять кривые На рисунке выше кривые разделены, что иногда гораздо нагляднее

Часто разочарование в программах симуляции вызывает неработающая схема генератора, например, классическая схема мультивибратора Проблема в данном случае

в полной симметрии схемы Конечно, в реальной конструкции полной симметрии нет, но программа работает с идеальными компонентами, хотя и приближенными к реальности Чтобы нарушить эту расчётную симметрию, можно применить дополнительное воздействие на схему Например, так:

Рис А29 Схема симметричного мультивибратора

В этой схеме VG1 – это источник короткого импульса Он отмечен на диаграмме Этот импульс нарушает «спокойствие» схемы, порождая устойчивые колебания в дальнейшем, поскольку эмиттер транзистора Т2 после завершения импульса соединён с общим проводом

Рассмотрим ещё одну схему генератора переменного напряжения

Рис А30 Схема генератора синусоидального напряжения

И в этом случае добавление «нарушителя спокойствия» приводит к тому, что схема симулируется правильно

Радиолюбителей программа Multisim порой привлекает тем, что можно использовать много микросхем, на базе которых строятся современные электронные устройства Хотя версия TINA-TI и сильно ограничена, но ряд популярных микросхем есть, и их можно использовать Например, рассмотрим схему генератора на базе таймера 555

Рис А31 Генератор с таймером 555

В базе компонентов есть базовая модель этого таймера Но представленная модель работает лучше Её можно найти в группе компонентов Макроэлементы Spice, в подгруппе Другие компоненты С этой моделью таймера лучше работает схема регулировки скважности импульсов

Сколько-то лет назад мой знакомый обратил моё внимание на симуляцию одной из схем преобразователей Далеко не все программы могли симулировать схему Или делали это с большим трудом Вспомнив эту историю, я попробовал, как это работает в программе TINA-TI

Не буду вас уверять, что я убеждён в том, результаты правильные, это следует проверить отдельно, но симуляция проходит, проходит довольно быстро Вот эта схема и результат симуляции:

Рис А32 Симуляция схемы преобразователя Чука Попутно отмечу, что кроме разделения всех графиков:

Рис А33 Разделение графиков в редакторе диаграмм

Можно скрыть некоторые графики Например, на диаграммах отображаются все генераторы Мне не нужен генератор сетевого напряжения ~120В, 60 Гц Обратимся в основном меню редактора диаграмм к разделу Вид, где есть пункт Показать/скрыть кривые:

Рис А34 Как скрывать графики

В диалоговом окне снимем галочку с той кривой, которую хотим скрыть:

Рис А35 Диалоговое окно отображения/скрывания кривых

Закрыв окно с помощью кнопки Закрыть, вы не увидите сигнал генератора VG1

Кроме возможности не отображать ненужных графиков есть возможность настроить любой из графиков на свой вкус Двойной щелчок левой клавиши мышки по имени графика VF1 открывает диалоговое окно его настройки

Рис А36 Диалоговое окно настройки графика

Мне удобнее изменить в первую очередь верхнюю и нижнюю границы, что я и делаю, удалив прежние пределы и вписав новые В результате вид кривой изменится Аналогично я проделываю всё это с остальными кривыми и получаю результат:

Рис А37 Вид графиков после их настройки

В таком виде графики мне нравятся больше Я могу их скопировать и вставить в рабочее поле чертежа, сохранив всё вместе

Программа позволяет добавить надписи Кнопкой на инструментальной панели с буквой Т открывается текстовый редактор

Рис А38 Текстовый редактор для добавления текста

Закрыв редактор кнопкой, отмеченной на рисунке, вы получаете текст примечания в виде контура рамки, который можете перемещать в рабочем поле, выбирая место для добавления его к схеме, а щелчком левой клавиши мышки можете оставить его там, где вы сочли уместным

Насколько сложные и интересные схемы можно рассмотреть (или создать) в этой программе, вы можете убедиться, заглянув в раздел примеров (Файл->Открыть примеры) А тот факт, что программой можно пользоваться свободно, делает её ещё привлекательнее

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты