HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM TINA 8

HƯỚNG ĐẪN THÍ NGHIỆM CKĐT, CS ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ DÙNG PHẦN MỀM TINA MỞ ĐẦU Hiện khoa Điện tử - Viễn thông, Điện - Điện tử trường đại học học viện nước giảng dạy mơn Cấu kiện điện tử có thí nghiệm xây dựng kít thí nghiệm có sẵn Một số trường trọng đến việc xây dựng thí nghiệm mơ dựa phần mềm thiết kế điện tử tự động Đối với trường đại học nước ngoài, việc kết hợp thí nghiệm dựa kít thí nghiệm có sẵn thí nghiệm mô dựa phần mềm thiết kế điện tử tự động việc giảng dạy môn học thực tốt Qua sinh viên vừa nắm vững kiến thức lý thuyết để áp dụng vào thực tế, vừa nâng cao khả thiết kế mạch phần mềm Trong 10 năm gần đây, thị trường giới xuất nhiều phần mềm Thiết kế - Mô mạch điện tử phần mềm Vẽ mạch in Có thể kể phần mềm tên tuổi : Circuit Marker 2000, OrCard, Multisim, Proteus, Tina… Các phần mềm cơng cụ để giúp kỹ sư, nhà sản xuất tối ưu hóa cơng việc mình, từ tạo sản phẩm điện tử xác, đáng tin cậy giá thành thấp Trong phần mềm kể phần mềm TINA nhà sản xuất DesignSoft phát hành năm 2008 số phần mềm Thiết kế - Mô mạch điện tử Vẽ mạch in tiếng TINA gói phần mềm mạnh dùng để phân tích, thiết kế, mơ tín hiệu số, tín hiệu tương tự, VHDL kết hợp mạch điện tử hay mạch in chúng Do đề tài “Xây dựng thí nghiệm mô cho môn học Cấu kiện điện tử” dựa công cụ mô phần mềm TINA đưa nhằm mục đích giới thiệu cho sinh viên ngành ĐT-VT ngành Điện – Điện tử công cụ mô mạnh môi trường đào tạo Đồng thời đề tài giúp cho sinh viên bước đầu làm quen với việc thiết kế mạch điện, tìm hiểu hoạt động ứng dụng cấu kiện điện tử thơng qua thí nghiệm mô Tài liệu gồm chương : Chương 1: Giới thiệu phần mềm TINA Chương 2: Hướng dẫn sử dụng phần mềm Chương 3: Giới thiệu máy đo ảo Chương 4: Các thí nghiệm mơ Chúng tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp đóng góp ý kiến quý báu; xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Học viện, lãnh đạo Khoa Kỹ thuật Điện tử tạo điều kiện để chúng tơi hồn thành đề tài Hà Nội, ngày 18 tháng 12 năm 2010 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TINA 1.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm 1.2 Các đối tượng phần mềm 1.3 Cấu hình máy tính yêu cầu CHƯƠNG HƯỚNG DẪN CƠ BẢN SỬ DỤNG PHẦN MỀM 10 2.1 Giao diện phần mềm 10 2.2 Sử dụng chuột 15 2.2.1 Sử dụng chuột phải 15 2.2.2 Sử dụng chuột trái 16 2.3 Các đơn vị đo 16 2.4 Cách nối dây – Đặt linh kiện 17 2.4.1 Cách đặt linh kiện vào mạch 17 2.4.2 Cách nối dây 18 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CÁC MÁY ĐO ẢO 19 3.1 Giới thiệu loại máy đo ảo 19 3.1.1 Máy tạo sóng chức (Function Generator): 19 3.1.2 Máy đo đa số (Digital Multimeter - DMM) 20 3.1.3 Máy ghi dạng sóng XY (XY Recorder) 21 3.1.4 Máy sóng ảo ( Oscilloscope) 23 3.1.5 Máy phân tích tín hiệu (Signal Analyzer) 25 3.1.6 Máy phân tích phổ (Spectrum Analyzer) 27 3.1.7 Máy phân tích mạng (Network Analyzer) 28 3.1.8 Máy phân tích logic (Logic Analyzer) 29 3.1.9 Máy tạo tín hiệu số (Digital Signal Generator) 30 3.2 Nguồn tương tự nguồn số 32 3.2.1 Nguồn tương tự 32 3.2.2 Nguồn số 38 CHƯƠNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG 45 BÀI SỐ 1: ĐIỐT 45 BÀI SỐ 2: ĐIỐT BJT 50 BÀI SỐ 3: FET 56 KẾT LUẬN 71 CHƯƠNG GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TINA 1.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm Bộ thiết kế TINA (TINA Design Suite) gói phần mềm mạnh để phân tích, thiết kế, mơ tín hiệu số, tương tự, VHDL kết hợp mạch điện tử hay mạch in chúng Phần mềm TINA cung cấp chức phân tích RF, mạch quang điện, kiểm tra gỡ lỗi ứng dụng vi điều khiển vi xử lý Một tính đặc biệt phần mềm cho phép người sử dụng đưa mạch thực tế thông qua cổng USB điều khiển phần cứng TINALab II TINALab II biến máy tính thành thiết bị đo T&M đa mạnh, thay hồn tồn tổ hợp máy đo máy sóng, máy đo dịng điện, đo điện áp, đo điện trở; máy đo tần số, máy phân tích phổ, … (Hình 1.1) Các kỹ sư điện tử nhận thấy phần mềm TINA có nhiều ưu điểm như: dễ sử dụng công cụ hiệu cao, giảng viên đáng giá cao tính phần mềm mơi trường đào tạo Hình 1.1 – Phần cứng TINALab II TINA chia thành hai phiên TINA Bộ thiết kế TINA (TINA Design Suite) TINA có phần mơ mạch Bộ thiết kế TINA cịn có thêm tính thiết kế PCB tiên tiến Modun thiết kế mạch in tích hợp đầy đủ có tất đặc điểm cần thiết cho việc thiết kế PCB tiên tiến, bao gồm PCB linh hoạt nhiều lớp với nguồn tách rời, tự động đặt tự động dây mạnh, tách hết dây lại, đổi chân (pin) cổng (gate),… Phần mềm TINA xây dựng với nhiều Phần tương tác với nhau, người thiết kế vẽ mạch sơ đồ nguyên lý chuyển sang dạng mạch in, quan sát mạch in dạng 3D xuất tập tin hình ảnh để gửi đến nhà sản xuất…Ngồi ra, TINA cịn cung cấp cơng cụ phân tích khác như:  Phân tích DC: tính tốn điểm làm việc chiều đặc tuyến truyền đạt mạch tương tự Người sử dụng hiển thị điện áp đo tính tốn điện áp nút cách lựa chọn nút trỏ Đối với mạch số, chương trình giải phương trình trạng thái logic hiển thị kết nút theo bước  Phân tích độ (Transient analysis): chế độ transient chế độ hỗn hợp TINA, đáp ứng mạch theo dạng sóng đầu vào tính tốn Các dạng sóng đầu vào lựa chọn từ vài tùy chọn (xung, bước đơn vị, sóng hình sin, sóng tam giác, sóng vng, sóng hình thang, dạng sóng kích thích mà người dùng tự định nghĩa) tham số hóa theo yêu cầu Đối với mạch số, xung đồng hồ lập trình máy phát tín hiệu số có sẵn  Phân tích Fourier: Ngồi việc tính tốn hiển thị đáp ứng hệ số dãy Fourier, méo hài tín hiệu tuần hồn phổ Fourier tín hiệu khơng tuần hồn tính tốn  Mơ số: TINA bao gồm mô nhanh mạnh cho mạch số Ta theo dấu hoạt động mạch bước một, tiến phía trước lùi lại phía sau, xem sơ đồ thời gian hoàn chỉnh cửa sổ phân tích logic đặc biệt Ngồi cổng logic, thư viện linh kiện lớn TINA có IC phần tử số khác  Mô VHDL: TINA bao gồm mô VHDL để kiểm tra thiết kế VHDL mơi trường số mơi trường tín hiệu hỗn hợp tượng tự - số Nó hỗ trợ tiêu chuẩn ngôn ngữ IEEE 1076-1987 10761993 tiêu chuẩn IEEE 1164 (tiêu chuẩn logic) Các mạch chứa khối VHDL chỉnh sửa từ thư viện TINA, cấu kiện FPGAs & CPLDs, VHDL người dùng tự tạo tải từ Internet Người dùng chỉnh sửa nguồn VHDL cấu kiện VHDL xem kết Với tùy chọn mô VHDL tùy chọn, người dùng phát triển gỡ lỗi code VHDL bên bên ngồi TINA Bộ mơ VHDL bao gồm Hiển thị dạng sóng, Quản lý dự án Trình duyệt phân tầng  Mô vi điều khiển: TINA bao gồm phạm vi rộng vi điều khiển (PIC, AVR, 8051) cho phép người sử dụng kiểm tra, gỡ lỗi chạy cách tương tác Kết hợp với Trình biên dịch hợp ngữ (assembler) cho phép người dùng sửa đổi code hợp ngữ xem kết  Phân tích AC: cho phép tính tốn điện áp, dịng điện, trở kháng, cơng suất Thêm vào đó, phần mềm cho phép vẽ đồ thị biên độ, đồ thị pha Nyquist Bode đặc tính trễ nhóm mạch tương tự Đối với mạng phi tuyến việc tuyến tính điểm làm việc thực cách tự động  Ngồi TINA cịn cung cấp tính Biên tập gỡ lỗi theo biểu đồ tiến trình (flowchart), Phân tích mạng, Phân tích nhiễu, Phân tích ký hiệu, Phân tích “tình xấu nhất” Monte-Carlo, Tối ưu hóa, Tiền xử lý  Các thiết bị đo ảo: đặc điểm bật TINA mà phần mềm Thiết kế Mô mạch điện tử khác không có, hỗ trợ nhiều thiết bị đo ảo, bao gồm máy tạo sóng chức năng, máy đo đa số, máy ghi dạng sóng trục XY, máy sóng, máy phân tích tín hiệu, máy phân tích phổ, máy phân tích logic, máy phân tích mạng, …  Các đo lường kiểm tra thời gian thực: TINA xa việc mơ phần cứng phụ trợ lắp đặt máy chủ Với phần cứng này, công cụ mạnh TINA thực phép đo thời gian thực mạch thực hiển thị kết thiết bị đo ảo Một đặc điểm bật khác TINA chức bo mạch 3D thật, cho phép tự động xây dựng giống ảnh 3D sống động bo mạch mà hàn Khi TINA chạy chế độ tương tác, linh kiện chuyển mạch, LED, thiết bị,… trở thành “như thật” làm việc bo mạch ảo linh kiện thật mạch thực tế Chức TINA sử dụng để chuẩn bị xây dựng thí nghiệm Chú ý, điện dung cao tương đối tồn hàng chân kề Đối với mạch tần số cao (trên 100kHz), điện dung dẫn đến hoạt động khơng mong muốn Ta lắp ráp mạch bước cách tạo toàn mạch bo mạch Nhặt di chuyển phần bo mạch sử dụng chuột TINA tự động xếp lại việc dây cách tự động trì kết nối Cơng cụ bo mạch chủ yếu dành cho mục đích giáo dục để chuẩn bị thí nghiệm mơi trường 3D an tồn Cơng cụ bo mạch sử dụng để hướng dẫn cách dây thực tế bo mạch việc kiểm tra phịng thí nghiệm Cách sử dụng chức bo mạch 3D: từ menu View, chọn Live 3D Breadboard New Cửa sổ 3D Viewer xuất với bo mạch trống (chưa có cấu kiện) cửa sổ TINA Cửa sổ ln bên cho phép xem cửa sổ thiết kế mạch nguyên lý cửa sổ bo mạch lúc Sau người sử dụng lắp mạch theo sơ đồ nguyên lý thông thường hình ảnh linh kiện dây nối hiển thị cách đồng thời bo mạch (hình 1.2) Hình 1.2 - Chức bo mạch 3D thật Tóm lại, tương tác cao, đầy đủ tính dễ sử dụng làm cho phần mềm TINA chiếm ưu phần mềm Thiết kế mạch khác nay… 1.2 Các đối tượng phần mềm  Với ưu điểm trên, phần mềm TINA công cụ vô đắc lực hỗ trợ cho kỹ sư thiết kế mạch điện tử, nhà sản xuất mạch in  Phần mềm hỗ trợ mô tương tự mô số nên giảng viên đánh giá cao môi trường nghiên cứu trường đại học  Bên cạnh đó, phần mềm công cụ giúp cho sinh viên, nghiên cứu sinh ngành điện tử viễn thông tiếp cận với việc mô mạch điện tử, thiết kế mạch in cách trực quan dễ dàng  Hiện nay, nhà sản xuất DesignSoft thương mại hoá nhiều phiên TINA khác với giá thành khác để phục vụ cho đối tượng khác nhau… 1.3 Cấu hình máy tính yêu cầu Để sử dụng phần mềm TINA, người sử dụng phải có cấu hình máy tính tối thiểu sau:  CPU Pentium II cao  64 MB nhớ (RAM)  Ổ cứng cịn trống 100 MB  Ổ CD-ROM  Màn hình màu SVGA  Hệ điều hành: Windows 9x, Windows NT/ME/XP, Windows 2000 Để bắt đầu chương trình TINA, người dùng làm theo cách sau:  Từ Start chọn: Start -> Programs -> Tina -> Tina.exe  Bấm vào Biểu tượng Desktop: Lưu ý: Sử dụng phím F1 để xem Hướng dẫn theo chủ đề CHƯƠNG HƯỚNG DẪN CƠ BẢN SỬ DỤNG PHẦN MỀM Trong chương này, tìm hiểu Giao diện Cấu trúc tổ chức phần mềm Từ bước làm quen với việc sử dụng phần mềm 2.1 Giao diện phần mềm Sau khởi động, giao diện chương trình xuất hiện: Hình 2.1 – Giao diện chương trình 11 Menu Bar: Trình đơn hiển thị danh sách lệnh The Cursor or Pointer: Con trỏ - sử dụng để lựa chọn lệnh chỉnh sửa sơ đồ nguyên lý Ta di chuyển trỏ chuột máy tính Phụ thuộc vào chế độ hoạt động mà trỏ có dạng sau:  hình mũi tên cửa sổ chương trình  hình bút ta thực nối dây 10 Id EMOSFET-N W=10um L=0.35um Vds Vgs Chú ý: nguồn áp Vgs lấy giá trị thay đổi theo bước Thực việc cách: từ menu Analysis chọn Select Control Object (hoặc chọn nhanh cách nhấp chuột vào nút cơng cụ), sau kích chuột vào cấu kiện cần thay đổi giá trị (trong trường hợp nguồn áp Vgs) Cửa sổ Vgs-Battery xuất Gõ 3.5 vào phần trắng bên cạnh dịng Voltage [V] cửa sổ Nhấp chuột vào dấu bên cạnh dòng Voltage [V] cửa sổ Vgs-Battery, thấy xuất cửa sổ (hình bên phải), chọn Start value: 0; End value: 3.5; Number of cases: 8; sweep type: Linear; chọn OK Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Để xem đặc tuyến BJT, từ menu Analysis, chọn DC Analysis -> DC Transfer Characteristic Kết chạy mô hình vẽ Bước 4: So sánh kết chạy mơ với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp khơng? 57 7.00m Output Current (A) 6.00m 5.00m 4.00m 3.00m 2.00m 1.00m 0.00 0.00 1.00 2.00 Output voltage (V) 3.00 4.00 Sơ đồ khuếch đại dùng JFET kiểu source chung Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch khuếch đại dùng JFET mắc S chung hình vẽ sau Đặt thơng số cho mạch điện: Uin điện áp xoay chiều có giá trị cực đại =100mV & thành phần chiều 0V; R1= 110M; R2 = RD 1.8k R1 110M 5M; RD = 30k; RS = 150; RL= 100M; C1=C2=1F; điện áp VDD = 18V C5 1u VF5 C4 1u RS 150 R2 10M + Vin RL 100M T1 2N3369 VF1 VDD 18 Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Dùng thiết bị đo ảo (Multimeter-Máy đo đa số; Oscilloscopemáy sóng; Function Generator-Máy tạo sóng chức năng) để quan sát tín hiệu vào/ra mạch điện 58 - Chọn Multimeter từ menu T&M công cụ ấn nút ~V để đo điện áp - Chọn Oscilloscope từ menu T&M công cụ ấn nút Run để xem dạng sóng đầu (chú ý: đặt Time/Div = 5s ; sau chỉnh Volts/Div = 100mV 200mV, cho dạng sóng ơxilơ đủ lớn để quan sát) Kết chạy mô hình vẽ Bước 4: So sánh kết chạy mơ với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp khơng? 59 CÁC BÀI THÍ NGHIỆM 3+4 Mơn: Cấu kiện điện tử (dùng phần mềm TINA) PHẦN 1: ĐIỐT Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ dùng điốt sau: + D Bo tao dien ap + VG1 R - VM1 Nháy kép vào VG1, (Chọn … mục Signal để đến bảng thay đổi tham số Bộ tạo điện áp đầu vào tạo điện áp hình sin có biên độ cực đại Um = 5V; tần số = 50Hz; pha ban đầu = 0) Điện trở tải R = 1k Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Để xem dạng sóng đầu ra, chạy Transient từ menu Analysis công cụ (Chú ý: chế độ DC AC không thích hợp cho việc phân tích mạch nên SV nên sử dụng chế độ Transient sử dụng Ơxilơ) Kết chạy mơ hình vẽ Bước 4: So sánh kết chạy mô với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp khơng? giải thích? 5.00 Voltage (V) 2.50 0.00 -2.50 -5.00 0.00 10.00m 20.00m Time (s) 30.00m 40.00m Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ (dùng điốt): Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ dùng điốt sau: 60 D1 + + C N2 R N1 Bo tao dien ap - Out N3 D2 Bộ tạo điện áp đầu vào tạo điện áp hình sin có biên độ cực đại Um = 10V; tần số = 50Hz; pha ban đầu = Tụ điện có C = 47uF (47 F); điện trở tải R = 1k Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Để xem dạng sóng đầu ra, chạy Transient từ menu Analysis công cụ (Chú ý: chế độ DC AC khơng thích hợp cho việc phân tích mạch nên SV nên sử dụng chế độ Transient sử dụng Ơxilơ) Kết chạy mơ hình vẽ Bước 4: So sánh kết chạy mơ với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp khơng? 10.00 Voltage (V) 5.00 0.00 -5.00 -10.00 0.00 10.00m 20.00m Time (s) 30.00m 40.00m + Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ (dùng điốt mắc theo kiểu cầu): Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ dùng điốt mắc theo kiểu cầu sau: Vin BAS16 D1 BAS16 D2 BAS16 D4 BAS16 D3 C 10u + Out R 10k 61 Bộ tạo điện áp đầu vào tạo điện áp hình sin có biên độ cực đại Um = 10V; tần số = 50Hz; pha ban đầu = Tụ điện có C = 10 uF (10 F); điện trở tải R = 10k Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Để xem dạng sóng đầu ra, chạy Transient từ menu Analysis công cụ (Chú ý: chế độ DC AC khơng thích hợp cho việc phân tích mạch nên SV nên sử dụng chế độ Transient sử dụng Ơxilơ) Kết chạy mơ hình vẽ Bước 4: So sánh kết chạy mơ với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp khơng? giải thích? 10.00 Voltage (V) 5.00 0.00 -5.00 -10.00 0.00 20.00m 40.00m 60.00m Time (s) Mạch hạn chế biên độ phía Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch hạn chế biên độ phía sau: R1 + D1 Bo tao dien ap + VG1 V1 - VM1 Bộ tạo điện áp đầu vào tạo điện áp hình sin có biên độ cực đại Um = 10V; tần số = 50Hz; pha ban đầu = V1 = 6V Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Để xem dạng sóng đầu ra, chạy Transient từ menu Analysis công cụ (Chú ý: chế độ DC AC khơng thích hợp cho việc phân tích mạch 62 nên SV nên sử dụng chế độ Transient sử dụng Ơxilơ) Kết chạy mơ hình vẽ Bước 4: So sánh kết chạy mô với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp khơng? giải thích? 10.00 VG1 5.00 Voltage (V) VM1 0.00 -5.00 -10.00 0.00 10.00m 20.00m Time (s) 30.00m 40.00m Bước 5: Có thể thay dạng điện áp đầu vào xung tam giác, xung vuông với biên độ, tần số, pha ban đầu khác nhau; thay V1 giá trị khác (chú ý: V1< Um ) chạy mô để xem kết Mạch hạn chế biên độ phía Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch hạn chế biên độ hai phía sau: R1 + D1 Bo tao dien ap D2 + VG1 V1 - VM1 V2 Bộ tạo điện áp đầu vào tạo điện áp hình sin có biên độ cực đại Um = 10V; tần số = 50Hz; pha ban đầu = V1 = V; V2 = 5V Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Để xem dạng sóng đầu ra, chạy Transient từ menu Analysis công cụ (Chú ý: chế độ DC AC khơng thích hợp cho việc phân tích mạch nên SV nên sử dụng chế độ Transient sử dụng Ơxilơ) Kết chạy mơ hình vẽ 63 Bước 4: So sánh kết chạy mô với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp khơng? Bước 5: Có thể thay dạng điện áp đầu vào xung tam giác, xung vuông với biên độ, tần số, pha ban đầu khác nhau; thay V1, V2 giá trị khác (chú ý: V1< Um ; V2< Um ) chạy mô để xem kết 10.00 Voltage (V) 5.00 0.00 -5.00 -10.00 0.00 10.00m 20.00m Time (s) 30.00m 40.00m 10 Mạch ổn áp dùng điốt Zener Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch ổn áp đơn giản dùng điốt Zener sau: + R1 Bo tao dien ap VG1 Z1 + - VM1 Lần 1: Bộ tạo điện áp đầu vào tạo điện áp hình sin có biên độ cực đại Um = V; tần số = 50Hz; pha ban đầu = 0, thành phần chiều DC: 10V Chọn điốt Zener loại 1N2805 (Type: 1N2805) Lần 1: Bộ tạo điện áp đầu vào tạo điện áp hình sin có biên độ cực đại Um = 2V; tần số = 50Hz; pha ban đầu = 0, thành phần chiều DC: 2V Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Để xem dạng sóng đầu ra, chạy Transient từ menu Analysis công cụ (Chú ý: chế độ DC AC khơng thích hợp cho việc phân tích mạch nên SV nên sử dụng chế độ Transient sử dụng Ơxilơ) Kết chạy mơ hình vẽ Bước 4: So sánh kết chạy mơ với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp khơng? 64 Bước 5: Có thể thay dạng điện áp đầu vào xung tam giác, xung vuông với biên độ, tần số, pha ban đầu khác chạy mô để xem kết 65 PHẦN - BJT Vẽ đặc tuyến BJT Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch điện sau: + IC + A VC IB Chú ý: nguồn dòng IB lấy giá trị thay đổi theo bước Thực việc cách: từ menu Analysis chọn Select Control Object (hoặc chọn nhanh cách nhấp chuột vào nút công cụ), sau kích chuột vào cấu kiện cần thay đổi giá trị (trong trường hợp nguồn dòng IB) Cửa sổ IB-Current Generator xuất Gõ 100u vào phần ô trắng bên cạnh dòng *DC Level [A] cửa sổ Nhấp chuột vào dấu bên cạnh dịng *DC Level [A] cửa sổ IB-Current Generator, thấy xuất cửa sổ (hình bên phải), chọn Start value: 0; End value: 120u; Number of cases: 13; sweep type: Linear; chọn OK Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Để xem đặc tuyến BJT, từ menu Analysis, chọn DC Analysis -> DC Transfer Characteristic Kết chạy mơ hình vẽ Bước 4: So sánh kết chạy mô với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp khơng? 66 30.00m Current (A) 20.00m 10.00m 0.00 -10.00m 0.00 5.00 10.00 Input voltage (V) 15.00 20.00 Rc 480 Mạch khuếch đại dùng BJT Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch khuếch đại dùng BJT mắc E chung hình vẽ sau Đặt thông số cho mạch điện: Ui điện áp dạng hình sin có biên độ =1mV & thành phần chiều 1V; Ec = 12V R1 620 C2 1u Uo C1 1u R2 120 C3 1u Ui RE 120 + K R3 1k Ec 12 Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Phân tích chế độ DC để xác định điểm làm việc : chạy Analysic->DC Analysic->Table of DC result, bảng giá trị dòng, áp chiều điểm mạch lên, xác định điểm làm việc BJT BJT làm việc chế độ nào? Bước 4: Phân tích chế độ AC: Thực lần Lần 1; K đóng Lần 2: K mở 67 Id Để xem dạng sóng đầu ra, chạy Transient từ menu Analysis công cụ (Chú ý: chế độ DC AC khơng thích hợp cho việc phân tích mạch nên SV nên sử dụng chế độ Transient sử dụng Ơxilơ) Kết chạy mơ hình vẽ Bước 4: So sánh kết chạy mô với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp không? PHẦN – FET Vẽ đặc tuyến NMOSFET Bước 1: Dùng phần mềm TINA xây dựng mạch điện sau: EMOSFET-N W=10um L=0.35um Vds Vgs Chú ý: nguồn áp Vgs lấy giá trị thay đổi theo bước Thực việc cách: từ menu Analysis chọn Select Control Object (hoặc chọn nhanh cách nhấp chuột vào nút công cụ), sau kích chuột vào cấu kiện cần thay đổi giá trị (trong trường hợp nguồn áp Vgs) Cửa sổ Vgs-Battery xuất Gõ 3.5 vào phần ô trắng bên cạnh dòng Voltage [V] cửa sổ Nhấp chuột vào dấu bên cạnh dịng Voltage [V] cửa sổ Vgs-Battery, thấy xuất cửa sổ (hình bên phải), chọn Start value: 0; End value: 3.5; Number of cases: 8; sweep type: Linear; chọn OK Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Để xem đặc tuyến BJT, từ menu Analysis, chọn DC Analysis -> DC Transfer Characteristic Kết chạy mơ hình vẽ 68 Bước 4: So sánh kết chạy mô với phân tích lý thuyết bước xem có phù hợp không? 7.00m Output Current (A) 6.00m 5.00m 4.00m 3.00m 2.00m 1.00m 0.00 0.00 1.00 2.00 Output voltage (V) 3.00 4.00 PHẦN – PHÂN TÍCH BJT, FET TRONG CHẾ ĐỘ CHUYỂN MẠCH BJT chế độ chuyển mạch Chỉ sử dụng điện áp điều khiển 5V để điều khiển đóng mở bóng đèn sợi đốt Light điện áp cao (220V) Bước 1: Vẽ mạch điều khiển sử dụng Relay RL1 12V kiểu thường mở Nháy đúp vào linh kiện để đặt giá trị mạch cho Ec 12 K + RL1 SPNO-Default R1 1k + Light1 220 Udk Votl Meter Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Chọn chế độ mô tương tác: Interactive->DC Bước 4: Chạy chế độ mơ tương tác: Interactive->Start Bước 5: Kích vào công tác K để thay đổi trạng thái nó, nhận xét UCE, chế độ làm việc BJT, trạng thái đóng mở Rơ le, Sự sáng tối bóng đèn trường hợp K đóng/mở E_MOSFET chế độ chuyển mạch 69 VS1 220 Chỉ sử dụng điện áp điều khiển 5V để điều khiển đóng mở bóng đèn sợi đốt Light điện áp cao (220V) Bước 1: Vẽ mạch điều khiển sử dụng Relay RL1 12V kiểu thường mở Nháy đúp vào linh kiện để đặt giá trị mạch cho Xác định điện áp ngưỡng E_MOSFET ID 119.84mA SW-SPDT1 I light 454.45mA RL1 SPNO-Default Ec 12 + T1 2N6755 VS1 220 + Udk Votl Meter 27.77mV Light1 220 Pow er 100 Bước 2: Phân tích hoạt động mạch (lý thuyết) Bước 3: Chọn chế độ mô tương tác: Interactive->DC Bước 4: Chạy chế độ mô tương tác: Interactive->Start Bước 5: Kích vào cơng tác K để thay đổi trạng thái nó, nhận xét UDS, chế độ làm việc E_MOSFET, trạng thái đóng mở Rơ le, Sự sáng tối bóng đèn trường hợp K đóng/mở Thiết kế mơ mạch có chức giống mạch sử dụng pJFET pD_MOSFET 70 KẾT LUẬN Tài liệu giới thiệu công cụ mô mạnh nay, phần mềm thiết kế TINA với đầy đủ tính từ thiết kế mạch, chạy mô đến thiết kế mạch in Phần mềm hỗ trợ cho thiết kế mạch điện tương tự, mạch số mạch hỗn hợp (kết hợp số tương tự) Ngoài phần mềm thiết kế TINA có số ưu điểm bật so với phần mềm thiết kế khác hỗ trợ tính bo mạch 3D mạch thật, cung cấp máy đo ảo, hỗ trợ thêm phần cứng TINALab II Đề tài đưa thí nghiệm gồm 03 thí nghiệm hồn chỉnh cho mơn học Cấu kiện điện tử Tài liệu thí nghiệm thử nghiệm cho lớp D08DT1, D08DT2, D08DT3, D09VT4, D09VT5, C09VT2 nhận phản hồi tích cực Dự kiến thời gian tới đưa thí nghiệm vào chương trình thức Các thí nghiệm mơ kết hợp với thí nghiệm kít thí nghiệm góp phần giúp sinh viên củng cố kiến thức lý thuyết, có thêm kỹ thiết kế mạch phần mềm trước đưa mạch thiết kế thực tế 71 ... cầu CHƯƠNG HƯỚNG DẪN CƠ BẢN SỬ DỤNG PHẦN MỀM 10 2.1 Giao diện phần mềm 10 2.2 Sử dụng chuột 15 2.2.1 Sử dụng chuột phải 15 2.2.2 Sử dụng chuột trái ... lại, tương tác cao, đầy đủ tính dễ sử dụng làm cho phần mềm TINA chiếm ưu phần mềm Thiết kế mạch khác nay… 1.2 Các đối tượng phần mềm  Với ưu điểm trên, phần mềm TINA công cụ vô đắc lực hỗ trợ cho... CHƯƠNG HƯỚNG DẪN CƠ BẢN SỬ DỤNG PHẦN MỀM Trong chương này, tìm hiểu Giao diện Cấu trúc tổ chức phần mềm Từ bước làm quen với việc sử dụng phần mềm 2.1 Giao diện phần mềm Sau khởi động, giao diện