Додаток А

718

Я не дуже активно відстежую поява і зникнення програм, обходячись у своїх розповідях тим, що у мене є Але час від часу мої знайомі дають мені посилання на якісь програми, про які я не знав Так і цього разу

Програма TINA-TI – це безкоштовна версія більш потужного пакету програм TINA фірми DesignSoft Хоча, звичайно, програма сильно урізана у своїх можливостях, вона цілком може замінити все, про що я згадував, використовуючи програму Multisim Хоча, можливо, мені тільки здається, що це так У цьому додатку я хочу перевірити, чи таки це, попутно розповівши, як і що я роблю, використовуючи програму TINA-TI В Інтернеті ви можете знайти переклад введення в роботу з цією програмою Завантажити її можна на сайті:

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

Рис А1 Сайт завантаження програми TINA-TI

На жаль, мені не вдалося встановити програму в Linux, але я не виключаю, що був не надто наполегливий (при повторному читанні цього додатка я повторив установку)

Після запуску програми ви маєте стандартний набір будь-якого середовища розробки схем:

Рис А2 Перший запуск програми

Звертаючись до початку оповідання, я знаходжу першу схему, для якої я застосував програму Multisim Це схема вимірювання струму через резистор Повторимо цю схему На закладці Основні є батарейка Підчепити її мишкою і перенесемо на робоче поле, де і відпустимо ліву клавішу мишки Подвійним клацанням лівої клавіші мишки по батарейці відкриваємо вікно її параметрів, де міняємо напруга:

Рис А3 Вікно властивостей (параметрів) елемента

Зауважте, що десятковий знак відділяється в програмі коми

Аналогічно можна відкривати вікно властивостей (параметрів) інших компонентів У тій же групі компонентів (на тій же закладці) є резистор, який додамо до схеми експерименту, змінивши його значення на 100 Ом Зєднаємо батарейку з резистором Для цього підводимо курсор мишки до висновку батарейки курсор змінює свій вигляд, перетворюючись на «маленький паяльник» клацаємо лівою клавішею мишки, і ведемо курсор до резистори Точки зєднання для кожного компонента позначені маленькими хрестиками Підвівши курсор до точки зєднання резистора,

ще раз клацаємо лівою клавішею мишки, закінчивши тим самим зєднання Коли ви ведете зєднання, використовуючи режим автопроводкі, зєднання переміщається строго по сітці робочого поля Якщо ви «промахнулися», повертаючи, то можна повернутися назад (слід у слід) і повернути в потрібному місці Для вимірювання струму додамо амперметр, який можна знайти в компонентах закладки «Вимірювальні прилади» Амперметр, доданий до схеми, не в тому положенні, яке було б зручно Щоб це змінити, достатньо натиснути правою клавішею мишки по ньому і вибрати з меню, що випадає Повернути вліво

Закінчивши зєднання схеми, виберемо в основному меню потрібний нам вид аналізу:

Рис А4 Вибір виду аналізу для схеми вимірювання

По завершенні аналізу ви отримаєте вичерпну таблицю результов

Рис А5 Таблиця результатів аналізу

Але я говорив про заміну програми Multisim, де проведення цього експерименту виглядало інакше, ближче до реального виміру струму в ланцюзі Що ж, вибравши в основному меню пункт T & M, де є мультиметр:

Рис А6 Вибір віртуального мультиметра

Ви можете повторити те, що отримали в програмі Multisim, достатньо в розділі функцій натиснути кнопку вимірювання струму:

Рис А7 Вимірювання струму віртуальним мультіметром

З усієї серії експериментів на постійному струмі я хочу повторити вимірювання напруг на резисторах подільника напруги Схема виміру проста, видалимо з попередньої схеми амперметр, замість нього додамо другий резистор, змінивши величину опору у обох резисторів, щоб їх значення відповідали схемі раніше проведених вимірювань

Додамо два вольтметра Додамо мультиметр з набору віртуальних вимірювальних приладів Виберемо вимірювання постійної напруги у функціях мультиметра Мультиметр відразу покаже падіння напруги на другому резистори:

Рис А8 Вимірювання напруги на дільнику напруги

Тепер в меню мультиметра клацнемо по кнопці першої точки вимірювання в розділі Input:

Рис А9 Вибір точок зміни мультіметром

Вибравши вимір вольтметром VM1, ми отримаємо напругу, показане цим вольтметром Друга точка підключення вольтметра зміниться автоматично

Подивимося, як виглядає експеримент по випрямленню змінного струму З доступних джерел на закладці Джерела вибираємо джерело напруги У його властивостях, відкривши їх подвійним клацанням по компоненту, вибираємо пункт Сигнал, Потім в новому вікні вибираємо форму сигналу (доступних сигналів багато) і задаємо напругу і частоту

Рис А10 Вибір джерела синусоїдальної напруги

Тепер можна вступити двояко: можна додати вольтметр, а можна додати мітку Остання називається «Зовнішній висновок для вимірювання напруги»І знаходиться серед компонентів закладки Вимірювальні прилади (крайня ліворуч) Тепер залишається тільки додати віртуальний осцилограф (основне меню T&ampM) І запустити його, натиснувши кнопку Run на панельці Storage цього осцилографа Звичайно, як і будь осцилограф, цей слід налаштувати, вибравши параметри розгортки, чутливість Крім того, корисно вибрати режим роботи тригера У результаті ми отримаємо:

Рис А11 Досвід по випрямленню змінної напруги

У програмі Multisim є прилад, який дозволяє зняти вольтамперних характеристику діода Чи можна це зробити в програмі TINA-TI

Зберемо схему, що складається з батарейки, діода і амерметра

Рис А12 Схема досвіду одержання вольтамперної характеристиці діода Виберемо тип аналізу:

Рис А13 Вибір аналізу для отримання результату

У вікні параметрів експерименту задамо джерело напруги V1 і початкове і кінцеве значення напруги

Рис А14 Завдання параметрів аналізу

Я не впевнений, що подібне випробування витримав би реальний діод, але характеристику для діода 1N1183 ми отримаємо:

Рис А15 Вольтамперная характеристика діода 1N1183

Відкриємо вікно властивостей діода подвійним клацанням мишки по цьому елементу схеми Зазначена мною на малюнку нижче кнопка дозволяє змінити тип діода Я вибрав 1N4004:

Рис А16 Міняємо діод для зняття його характеристики

Завершивши цей процес натисканням на кнопки ОК, Повторимо аналіз

Рис А17 Характеристика діода 1N4004

Оскільки умови проведення експерименту не змінювалися, ми можемо бачити, як по-різному реагують діоди на зміну напруги

Діоди 1N4004 добре підійдуть для повторення віртуального експерименту зі схемою мережевого адаптера, який був пророблений дещо пізніше

Рис А18 Перевірка роботи мережевого адаптера

Маючи в своєму розпорядженні діоди в робочому полі креслення, можна зіткнутися з тим, що їх етикетки заважають проведенню зєднувальних ліній Виділивши ці етикетки, їх можна повернути, як і компоненти, потім перенести так, як їх зручно розташувати на схемі У властивостях трансформатора (подвійне клацання лівою клавішею мишки) можна змінити коефіцієнт трансформації І залишиться скористатися осцилографом, щоб побачити результат

Ще одну схему, яку я розбирав в Multisim, я повторю в TINA-TI Для вибору основного елемента схеми скористаємося закладкою «Макроелементи Spice»

Рис А19 Вибір стабілізатора напруги

З вікна вибору елементів виберемо один, який розмістимо в робочому полі креслення Додамо джерело напруги (батарейку), резистори для створення подільника напруги і резистор навантаження, додамо вольтметр У результаті ми отримаємо схему, подібну до тієї, що використовували раніше в програмі Multisim, з якою можна провести ті ж експерименти:

Рис А20 Експерименти зі стабілізатором напруги

Для наступного експерименту можна використовувати і осцилограф, і аналіз перехідного процесу, що, на мій погляд, зручніше Джерело – це генератор «сходинки» Експеримент – заряд конденсатора

Рис А21 Заряд конденсатора через резистор

Наочно видно на наступною схемою фазові співвідношення між струмом і напругою для конденсатора

Рис А22 Напруга на конденсаторі і струм через конденсатор

І, звичайно, можна подивитися поява коливань в паралельному коливальному контурі

Рис А23 Поява коливань в LC контурі

Для різних експериментів використовуються різні джерела напруги В одному випадку це генератор ступеневої напруги, в іншому генератор синусоїдального або імпульсного напруги При цьому вид сигналу генератора, як у функціонального генератора, вибирається у властивостях компонента «Генератор напруги» Там же задається амплітуда і частота синусоїдального сигналу і параметри імпульсного

У програмі TINA-TI дуже зручно отримувати амплітудно-частотну і фазо-частотну характеристики підсилювачів Зібравши схему, легко попередньо перевірити напруги і струми

Рис А24 Початок роботи з підсилювальним каскадом

Вибравши аналіз на постійному струмі, ми отримаємо таблицю всіх струмів і напруг в схемі

Рис А25 Результат аналізу на постійному струмі

Курсор мишки при цьому перетворюється в пробник, який можна поставити в будь-яку точку схеми і, клацнувши лівою клавішею мишки, отримати підсвічується рядок у таблиці з цікавлять вас напругою, як це показано на малюнку Отриману таблицю можна зберегти (кнопка з

«Вказівним перстом»)

Переходячи до аналізу на змінному струмі:

Рис А26 Аналіз ланцюга на змінному струмі

Ми і отримаємо в результаті необхідні характеристики:

Рис А27 АЧХ і ФЧХ однокаскадного підсилювача

Використовуючи маркери, можна знайти частоту зрізу і фазовий зсув на цій частоті

Дуже пізнавальним мені здався віртуальний експеримент з індуктивним навантаженням транзистора: результати експерименту показують, чому реле, що включаються звичайно в ланцюг колектора транзистора, шунтируют діодами Повторимо цей експеримент в TINI-TI:

Рис А28 Експеримент з індуктивним навантаженням

Викиди напруги на колекторі в кілька кіловольт (не думаю, що досяжні реально) повинні переконати будь-кого в необхідності шунтування реле Попутно зазначу, що після аналізу перехідного процесу отриманий результат можна скопіювати у вікні результату аналізу Потім, переходячи в робоче поле креслення, можна за допомогою розділу Правка основного меню вставити діаграму в будь-яке місце креслення Можна змінювати розміри діаграми, використовуючи маркери зміни розмірів Якщо у вікні редактора результатів аналізу зайти в розділ Вид, То можна виявити такий пункт, як Розділяти криві На малюнку вище криві розділені, що іноді набагато наочніше

Часто розчарування в програмах симуляції викликає непрацююча схема, наприклад, класична схема мультивібратора на двох транзисторах Проблема в даному випадку

в повної симетрії схеми Звичайно, в реальному конструкції повної симетрії немає, але програма працює з ідеальними компонентами, хоча і наближеними до реальності Щоб порушити цю розрахункову симетрію, можна застосувати додатковий вплив на схему Наприклад, так:

Рис А29 Схема симетричного мультивібратора

У цій схемі VG1 – це джерело короткого імпульсу Він відзначений на діаграмі Цей імпульс порушує «спокій» схеми, породжуючи стійкі коливання надалі, оскільки емітер транзистора Т2 після завершення імпульсу зєднаний із загальним проводом

Розглянемо ще одну схему генератора змінної напруги

Рис А30 Схема синусоїдальної напруги

І в цьому випадку додавання «порушника спокою» призводить до того, що схема симулюється правильно

Радіоаматорів програма Multisim часом приваблює тим, що можна використовувати багато мікросхем, на базі яких будуються сучасні електронні пристрої Хоча версія TINA-TI і сильно обмежена, але ряд популярних мікросхем є, і їх можна використовувати Наприклад, розглянемо схему генератора на базі таймера 555

Рис А31 Генератор з таймером 555

У базі компонентів є базова модель цього таймера Але представлена ​​модель працює краще Її можна знайти в групі компонентів Макроелементи Spice, В підгрупі Інші компоненти З цією моделлю таймера краще працює схема регулювання шпаруватості імпульсів

Скільки-то років тому мій знайомий звернув мою увагу на симуляцію однією зі схем перетворювачів Далеко не всі програми могли симулювати схему Або робили це з великим трудом Згадавши цю історію, я спробував, як це працює в програмі TINA-TI

Не буду вас запевняти, що я переконаний в тому, результати правильні, це слід перевірити окремо, але симуляція проходить, проходить досить швидко Ось ця схема і результат симуляції:

Рис А32 Симуляція схеми перетворювача Чука Попутно зазначу, що окрім поділу всіх графіків:

Рис А33 Поділ графіків в редакторі діаграм

Можна приховати деякі графіки Наприклад, на діаграмах відображаються всі генератори Мені не потрібен генератор мережевої напруги ~ 120В, 60 Гц Звернемося в основному меню редактора діаграм до розділу Вид, Де є пункт Показати / приховати криві:

Рис А34 Як приховувати графіки

У діалоговому вікні знімемо галочку з тією кривої, яку хочемо приховати:

Рис А35 Діалогове вікно відображення / приховування кривих

Закривши вікно за допомогою кнопки Закрити, Ви не побачите сигнал генератора VG1

Окрім можливості не відображати непотрібних графіків є можливість налаштувати будь-який з графіків на свій смак Подвійне клацання лівої клавіші мишки по імені графіка VF1 відкриває діалогове вікно його налаштування

Рис А36 Діалогове вікно настройки графіка

Мені зручніше змінити в першу чергу верхню і нижню межі, що я і роблю, видаливши колишні межі і вписавши нові У результаті вигляд кривої зміниться Аналогічно я проробляю все це з іншими кривими і отримую результат:

Рис А37 Вид графіків після їх налаштування

У такому вигляді графіки мені подобаються більше Я можу їх скопіювати і вставити в робочий полі креслення, зберігши всі разом

Програма дозволяє додати написи Кнопкою на інструментальній панелі з буквою Т відкривається текстовий редактор

Рис А38 Текстовий редактор для додавання тексту

Закривши редактор кнопкою, зазначеної на малюнку, ви отримуєте текст примітки у вигляді контура рамки, який можете переміщати в робочому полі, вибираючи місце для додавання його до схеми, а клацанням лівої клавіші мишки можете залишити його там, де ви визнали доречним

Наскільки складні і цікаві схеми можна розглянути (або створити) в цій програмі, ви можете переконатися, заглянувши в розділ прикладів (Файл-> Відкрити приклади) А той факт, що програмою можна користуватися вільно, робить її ще привабливішою

Джерело: Гололобов ВН, – Самовчитель гри на паяльнику (Про електроніці для школярів і не тільки), – Москва 2012