TINA-TI analogový simulátor zdarma

TINA-TI je SPICE simulátor, který lze zdarma stáhnout z webové stránky firmy Texas Instruments [1].Program sám je založený na komerční verzi programu TINA firmy DesignSoft [2], který je k dispozici již řadu let a který byl v poslední době rozšířen také o návrh desek plošných spojů.

Skutečnost, že je tento simulátor poskytován firmou Texas Instruments, má samozřejmě svůj důvod. Program je totiž k dispozici včetně knihovny modelů součástek této firmy, což může být pro uživatele přínosem, protože Texas Instruments je výrobcem součástek s velmi širokým sortimentem, zejména v analogové části.

TINA-TI je plně funkční program bez časového omezení. Je velmi intuitivní a k jeho ovládání rozhodně není potřeba být expertem na práci s EDA programy. Umožňuje provádět klasická měření napětí a proudů v nakresleném schematickém zapojení a analýzy typu DC, AC, Transient a Frequency Domain. Navíc má i virtuální přístroje, jako jsou multimetr, osciloskop, funkční generátor, XY zapisovač a analyzátor signálu.

Nad kreslicí plochou jsou umístěné zásobníky schematických symbolů součástek, napájecích zdrojů, kontaktních spínačů a měřicích přístrojů. Jejich přetažením do kreslicí plochy a vzájemným propojením vznikne potřebné schematické zapojení. Konkrétní typy součástek a jejich hodnoty se přiřadí vloženým symbolům z nabídky dostupné u každého symbolu. Způsob propojení je velmi jednoduchý a současně účinný – najetím kurzoru na vývod symbolu je program připraven táhnout spoj. Držením levého tlačítka myši a pohybem kurzoru se spoj automaticky kreslí až do dalšího vývodu, přičemž se kreslená čára automaticky lomí podle směru tažení kurzoru. Žádné klikání v rozích, žádné dodatečné napojování. Snadné jsou i editace zapojení – kliknutím na segment spoje a tažením kurzoru se segment přemisťuje podle potřeby, nově vzniklé rohy se automaticky zarovnávají s navazujícími spoji atd. Přesunutím symbolu se připojené spoje samy protahují či zkracují.

Obr. 1 Uživatelské prostředí programu TINA-TI

Na obr. 1 je uživatelské prostředí programu s již nakresleným schematickým zapojením (jedním z mnoha již připravených zapojení, která jsou dodávána s programem).

Pohledem do nabídky možných analýz lze zjistit, že jsou k dispozici analýzy DC a AC, Transient, Fourier, Noise a Steady State Solver.

Obr. 2 Tabulka napětí a proudů v zapojení

Při analýzách DC a AC lze měřit napětí v libovolných uzlech zapojení pomocí sondy u kurzoru povelem Calculate Nodal Voltages, stejně jako získat tabulku napětí a proudů v jednotlivých bodech zapojení povelem Table of Results. Tento případ je na obr. 2, včetně žlutě označených uzlů zapojení, které si program sám při tomto způsobu měření vytvoří (a které opět samy zmizí po ukončení měření).

U analýz DC lze navíc zjistit převodovou charakteristiku (DC Transfer Characteristic) a vliv teploty na vybrané parametry zapojení (Temperature Analysis).

Analýzy AC zahrnují navíc zjištění průběhu závislosti napěťového přenosu, fázového posunu, Nyquistové charakteristiky a skupinového zpoždění na frekvenci (AC Transfer Characteristic).

Obr. 3 Přenosová charakteristika DC analýzy

Výsledky analýz jsou zobrazeny v podobě grafu tak, jak je vidět na obr. 3.

Obr. 4 Doplněný výsledek AC analýzy

V zobrazovači grafů je možné upravit vzhled naměřených výsledků podle potřeby (obr. 4). Tak lze doplnit text, legendu, dva kurzory pro odměřování, automatické hodnoty atd. Výsledek lze exportovat do několika formátů, např. JPEG, bitmapy, wmf atd.

Obr. 5 Měření multimetrem

Virtuální přístroje mají podobu skutečných přístrojů, takže jejich nastavení a práce s nimi je jednoduchá a rychlá. Na obr. 5 je multimetr nastavený pro měření stejnosměrného napětí. Po jeho aktivování odměřuje napětí v místech přiložení sondy u kurzoru, přičemž informuje, mezi kterými uzly se dané napětí v tu chvíli měří.

Schémata, která jsou dodávána s programem, obsahují i popisy zapojení a některé výsledky simulací, takže velmi zrychlují seznámení se jak s možnostmi simulací v tomto programu, tak i se simulacemi jako takovými vůbec. K dispozici je mnoho schematických zapojení s různým zaměřením – např. audio, komparátory, měření proudu, oscilátory, filtry, operační zesilovače, různé převodníky a další.

Simulátor TINA-TI není dovoleno používat pro účely výuky. Zřejmě z důvodu, aby nekonkuroval školní verzi programu TINA přímo od výrobce programu [2]. Na druhé straně může uživatel programu TINA-TI provést upgrade na komerční verzi TINA za zvýhodněných podmínek [3].