Analysen von Tina Spice

  Analoge Simulation

DC-Analyse errechnet den Arbeitspunkt und die Übertragungscharakteristik von nichtlinearen analogen Schaltungen. Mittels des Features OPTIMIERUNG optimiert TINA eine Schaltkreisreaktion auf einen vorzugebenden Zielwert durch das Anpassen des Wertes eines Schaltungsparameters. Bei der AC-Analyse können komplexe Spannungen, Ströme, Impedanzen und Leistungen errechnet und Bode-Diagramme, Nyquist-Diagramme und Eigenschaften von Gruppenverzögerungen geplottet werden. Mit der Transientenanalyse kann die Transienten-Reaktion sowohl von analogen als auch von analog / digital gemischten Schaltkreisen geplottet werden. In allen Analysemodi können Parameterwerte sowohl stufig ( STEPT ) als auch kontinuierlich ( SWEPT ) verändert werden; auch die Umgebungstemperatur kann variiert werden.

 

Digitale Simulation

TINAs Analysefähigkeiten enden nicht bei analogen Schaltkreisen, sondern beinhalten auch einen mächtigen Simulator für digitale Schaltkreise. TINA löst logische Zustandsgleichungen an jedem Knoten und zeigt das Er-gebnis. Verfolgen Sie die Funktion des Schaltkreises Schritt für Schritt, vorwärts und rückwärts oder verwenden Sie TINAs Funktion für einen automatischen Ablauf. Die ereignisgesteuerte digitale Einheit registriert auch interne Zustände, sodaß es möglich ist, digitale Risiken zu untersuchen. Digitale Signale werden im speziellen Stil eines Logik-Analysators im Analysefenster dargestellt, wo jedem Signal sein eigenes Koordinatensystem zugeordnet wird.

Mixed-Mode Simulation

Ein anderes mächtiges Feature des Spice Simulators TINA ist die Fähigkeit, Schaltungen zu analysieren, die sowohl analoge als auch digitale Komponenten enthalten. In der analog und digital gemischten Simulation werden die tatsächlichen Spannungen und Ströme an allen Knoten bestimmt als eine kontinuierliche, zeitabhängige Funktion anstatt als abrupte Wechsel logischer Pegel. Verwenden Sie diese MIXED-MODE-Simulation für digitale Schaltungen mit wichtigen analogen Teilen oder für analoge Schaltkreise mit zusätzlichen digitalen Komponenten. Sogar bei reinen digitalen Schaltungen hilft TINAs MIXED-MODE- Analyse, komplizierte Zeitprobleme zu lösen, welche beim Ein-satz des digitalen Analysators sich nicht erklären lassen.

VHDL-Simulation

VHDL (Virtual Hardware Description Language) ist eine Hardware-Beschreibungssprache nach IEEE- Standard, die von Elektronikentwicklern benutzt wird, um ihre Chips und Systeme vor der Herstellung zu beschreiben und zu simulieren.

TINA v7 und höhere Versionen enthalten nun auch eine leistungsfähige digitale VHDL-Simulations-Engine. Jeder digitale Schaltkreis in TINA kann automatisch in VHDL-Code umgewandelt und als VHDL-Design analysiert werden. Zusätzlich dazu können Sie einen weiten Bereich an Hardware analysieren, der in VHDL zur Verfügung steht und Ihre eigenen digitalen Komponenten und Hardware in VHDL definieren. Der große Vorteil von VHDL ist nicht nur, dass es eine Hardware-Beschreibungssprache nach IEEE-Standard ist, sondern auch dass es automatisch in programmierbaren Logik-Bauelementen, wie FPGAs und CPLDs, realisiert werden kann.

TINA kann synthetisierbaren VHDL-Code zusammen mit der entsprechenden UCF-Datei erzeugen, wenn das Kontrollkästchen Synthetisierbaren Code erzeugen im Menü Analyse/Optionen markiert ist. Sie können die erzeugten VHD- und UCF-Dateien mit dem Befehl "VHD- & UCF-Datei erzeugen" im Menü T&M speichern. Sie können die Dateien mit dem kostenlosen Xilinx Webpack lesen und die Bitstream-Datei erzeugen, welche die Implementation des Designs beschreibt, und sie dann in Xilinx FPGA-Chips laden.

 

Mikrocontroller-Schaltungen

TINA v7 und höhere Versionen unterstützen PIC- Mikrocontroller; Unterstützung für weitere MCUs wird ständig zu TINA hinzugefügt. Obwohl Sie Ihre eigenen Mikrocontroller, die durch VHDL beschrieben werden, hinzufügen können, sind die in TINA eingebauten Mikrocontroller für eine höhere Leistung vorcompiliert. Ihr VHDL-Code ist für den Anwender nicht sichtbar. In jedem Fall können Sie das Programm, das in jedem der unterstützten Prozessoren läuft, sehen, ändern und in ihm Fehler suchen, und natürlich können Sie eigenen Code erstellen und ausführen lassen.

Es gibt zwei Möglichkeiten, das Programm für Mikrocontroller in TINA bereitzustellen. Sie können die Binärcode- und Debug-Datei benutzen, die von einem beliebigen Standard- Compiler (z.B. MPLAB für PICs) erstellt wurde, oder Sie können einfach Ihren Assembler-Code laden, um ihn mit dem eingebauten Assembler-Debugger direkt in TINA ausführen zu lassen und Fehler zu suchen.

Interaktiver Modus

Wenn alles in Ordnung ist, ist der letzte Test Ihres Schaltkreises, ihn im “tatsächlichen Einsatz” zu testen, wobei seine interaktiven Bedienelemente (wie Tastatur und Schalter) benutzt und Displays oder andere Anzeigen beobachtet werden. Einen solchen Test können Sie unter Verwendung des interaktiven Modus von TINA ausführen. Sie können nicht nur mit den Bedienelementen spielen, sondern Sie können auch Komponenten-Werte ändern und sogar Komponenten hinzufügen oder herausnehmen, während die Analyse läuft.

Der interaktive Modus ist auch sehr nützlich für Ausbildungs- und Demonstrationszwecke, zur interaktiven Abstimmung von Schaltkreisen, sowie für interaktive Schaltkreise, die anders nicht getestet werden können, z.B. Schaltkreise mit Schaltern, Relais oder Mikrocontrollern.

Symbolische Analyse analoger Schaltkreise mit TINA

Die symbolische Analyse erstellt einen vollständigen, formelmäßigen Ausdruck der Übertragungsfunktion, von Wirk- und Scheinwiderständen oder des Ergebnisses analoger linearer Netzwerke. Im DC- und AC-Analysemodus leitet TINA Formeln her in vollsymbolischer oder halbsymbolischer Form. Bei der Transientenanalyse wird die Antwort als Funktion der Zeit ermittelt. Schaltkreisvariable können angegeben werden mittels symbolischer Namen oder mittels Werte, welche den einzelnen Komponenten zugeordnet sind. Durch die symbolische Analyse können Pole und Nullstellen linearer Schaltkreise berechnet und ausgedruckt werden. So können Klassenzimmer oder Büchermaterial vorbereitet werden durch Ausdrucke und Kopien und durch Anhängen von Darstellungen an Windows-Programme.

Spice Simulation und Benutzerdefinierte Komponenten

Neue Schaltungskomponenten können aus jedem Spice-Subcircuit (selbst geschrieben, vom Internet heruntergeladen, von der CD eines Herstellers) oder von Teilen einer Schaltung, die in ein Subcircuit umgewandelt wurden, erstellt werden. TINA wählt zur Darstellung dieser Subcircuits automatisch ein Rechteck-Symbol; man kann aber mit Hilfe des Symbol-Editors jederzeit ein Symbol nach eigenen Wünschen zeichnen. Der TINA Parameter-Extraktor erlaubt Modellparameter aus Messwerten oder Datenblattangaben zu extrahieren und das neue Element in die Bibliothek einzufügen.

TINA verfügt über große Bibliotheken mit Spice-Modellen, die von Halbleiterherstellern wie etwa Analog Devices, Texas Instruments, National Semiconductors und anderen bereitgestellt werden. Mit Hilfe des intelligenten Library Managers von TINA können Sie diesen Bibliotheken weitere Modelle hinzufügen, die Sie beispielsweise von der CD eines Herstellers kopiert, aus dem Internet heruntergeladen oder selbst erstellt haben.

Spice-Modell in einem Grafikmodul von TINA

Mit Hilfe des Netlist-Editors von TINA können Sie auch Netzlisten im Spice-Format bearbeiten und analysieren.

Rausch-Analyse

TINAs Rausch-Analyse bestimmt das Rauschspektrum eines Schaltkreises und kann dabei das Rauschen sowohl auf den Eingang als auf den Ausgang beziehen. Die Rauschleistung und das Signal / Rausch - Verhältnis können ebenso berechnet werden.

 

Toleranz-Analyse

Den Schaltkreiselementen können Toleranzen zugeordnet werden für den Einsatz in Monte-Carlo- und Worst-Case- Analysen. Die Ergebnisse können statistisch ausgewertet werden mit erwarteten Meinungen, Standardabweichungen und Erträgen. Wenn der Cursor auf eine einzelne Kurve bewegt wird, werden der damit zusammenhängende Komponente Werte zugeordnet, so daß Extremwerte interpretiert werden können. Die Toleranzmodelle, welche für jede Komponente zur Verfügung stehen, erlauben einheitliche, Gaussche oder allgemeine Verteilung. Verwenden Sie die allgemeine Verteilung, können Sie genauso gut eine asymmetrische Toleranz als eine Gruppentoleranz definieren. Mit einer Gruppentoleranz können Sie sogar ein Modell mit negativer Tendenz einrichten, wo die Komponentenwerte einer Gruppe verändert werden in die entgegengesetzte Richtung einer anderen Gruppe.

Monte-Carlo Analysis

HF-Komponenten mit S-Parameter Modellen

HF-Komponenten können im Programm durch ihre S-Parameter-Darstellung beschrieben werden.

 

Netzwerk-Analyse

Network Analyzer & Spectrum Analyzer