Simulering med simulatorn TINA version 1.0 Denna gratissimulator kan köras på operativsystemen Windows XP eller Windows 7. Det är en simulator som det går ganska lätt att lära sig använda. I denna korta handledning kommer jag att visa hur man kan använda den för att göra resistanssimuleringar, likströmssimuleringar och simuleringar på växelströmskretsar. Ladda hem simulatorn från denna länk: http://www.ti.com/tool/tina-ti (Europeiska symboler) Resistanssimulering I detta exempel skall vi simulera totala resistansen hos en koppling med tre resistorer. 1. Resistorerna hittar du under knappen Basic. Lyft ner dem på arbetsytan. Om du har komponenten markerad (röd) och högerklickar ser du hur du kan rotera komponenten. Dubbelklickar du på komponenten kan du ändra dess resistans. Här är M= mega, k = kilo, m = milli, u = mikro. Decimaltecknet är i denna simulator ett kommatecken. 2. Det är oftast nödvändigt att ansluta kopplingen till jord (som ovan). Annars kan man råka ut för att få konstiga felmedelanden. 3. Ohmmetern finns under knappen Meters. ( 1k som står bredvid ohmmetern betyder att mätningen sker vid frekvensen 1 khz). 4. Förbind komponenternas anslutningspunkter med hjälp av markören. 5. Simulera med: Analysis/DC Alalysis/Calculate nodal voltages 6. Nu ser du resultatet av resistanssimuleringen bredvid ohmmetern. 1
Simulering av likströmskrets 1. Bygg upp ditt likströmsnät. Kom ihåg att lägga in en jordpunkt för att få potentialen 0 V. Likspänningskällan hittar du under Sources. Ändra spänningen till 12 V. Amperemetrar och voltmetrar finns under Meters. 2. Simulera med: Analysis/DC analysis/calculate nodal voltages 3. Amperemetrarna och voltmetrarna visar nu aktuella strömmar och spänningar. Dessutom finns en flyttbar probe så att du kan se de olika nodernas potential samt strömmar och spänningar för komponenterna. I exemplet nedan har jag med proben klickat på komponenten R1. Då ser jag i rutan till höger att spänningen är 4 V över R1 och strömmen är 2 ma genom R1. Så här ser det ut efter simulering: 2
Simulering av växelströmskrets Impedans Som exempel tar vi denna krets. Du bygger upp kretsen som tidigare. Vi skall ta reda på kretsens impedans vid 20 khz. 1. Dubbelklicka på ohmmetern och ställ om frekvensen till 20 khz. 2. Simulera med Analysis/AC Analysis/Calculate nodal voltages 3. Impedansens ser man nu bredvid ohmmetern. 3
Ström och spänning VG1 är en signalgenerator som kan ge olika kurvformer, spänningar och frekvenser. För att ställa in spänning och frekvens på spänningsgeneratorn VG1 gör du så här: 1. Klicka på VG1 2. Klicka på ordet Signal 3. Klicka på de tre punkterna till höger 4. Klicka på sinuskurvan (i alla övningar använder vi sinusformad signal) 5. Ange nu spänningens amplitud och frekvens. Har man spänningens effektivvärde måste man alltså räkna om till amplitud (=toppvärde). Decimaltecknet är här ett kommatecken. Generatorn visar inte automatiskt spänning och frekvens. Därför har jag lagt in en textruta som anger detta. Textruta läggs in med: Insert/Text Du simulerar nu med: Analysis/AC analysis/calculate nodal voltages Då får du upp denna bild. I schemat anges strömmar och spänningar som toppvärden. Klickar man på mätinstrumenten med proben får man upp en ruta som även visar effektivvärdet (rms värde). Vi ser att strömmens effektivvärde blir 0,00553/1,414 = 3,91 ma. Kretsens impedans blir då Z = 5/0,00391 ohm = 1,28 kohm. Detta stämmer med den impedanssimuleringen. 4
Kurvform och fas Vill man se kurvform och hur spänningar ligger i fas i förhållande till varandra kan man göra en så kallad transientanalys. Det innebär att man kan se hur olika storheter beror av tiden. I detta fall kan vi jämföra inspänningen (VG1) och spänningen över kondensatorn (VM1). Då gör du så här: 1. Simulera med: Analysis/Transient 2. Då får du upp en ruta där du kan ställa in start och sluttid för simuleringen. Eftersom vi har frekvensen 20 khz är periodtiden 50 µs. Om vi vill ha med två perioder sätter vi starttiden till 100 µs och sluttiden till 200 µs. Hade vi satt starttiden till 0 µs hade kurvan sett konstig ut vid starten på grund av att alla spänningar startar från noll volt. 3. Om du nu klickar på OK får du upp en bild med alla kurvor i samma diagram. 4. Separera kurvorna med: View/Separate curves Vi ser här att spänningen över kondensatorn VM1 ligger efter spänningen som generatorn ger VG1. Det skall den göra eftersom kondensatorn fasvrider negativt. 5