Im Folgenden lernen Sie zwei Simulationswerkzeuge kennen. Mit diesen können Sie Schaltungen nachbauen und deren Spannungen und Ströme darstellen. Dies ist insbesondere wichtig, um Schaltungen mit Operationsverstärkern und Transitoren zu verstehen.
Erstere Werkzeuge sollten eine einfache Visualisierung ermöglichen. Letztere Tools sind meist etwas schwerer zu handhaben, aber erlauben komplexere Schaltungen und ausführlichere Messungen. Für die hochwertige Simulation werden Sie im Folgenden das kostenlose Programm TINA TI nutzen. Die Veranschaulichung der Konzepte ermöglicht die Online-Simulation von Falstad.
TINA ist ein SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) Programm, also eine Schaltungssimulation, von Texas Instruments. Mit diesem können Sie elektronische Schaltungen nachbauen und den zeitlichen Ablauf abbilden. Dies ist gerade für das Lernen und Ausprobieren sehr sinnvoll.
Bereits die freie Version des Programms ist sehr umfassend. Dieses können Sie wie folgt finden (empfohlen ist Link 1!):
Ein englisches Handbuch finden Sie hier im Wiki.
Ein Deutsches Handbuch ist nur von der Vollversion vorhanden.
Bitte installieren Sie TINA TI.
Folgende Tipps dazu:
Hinz&Kunz
, HHN
) eingegeben werden.European (DIN)
auswählen.Nach dieser Lektion sollten Sie:
Nach dieser Lektion sollten Sie:
- Bauen Sie die Schaltung aus dem Video in TINA TI nach
Lösung: Spannung der Batterie 2,97V, Batteriestrom bei Variante 1: 74,07mA, Batteriestrom bei Variante 2: 67,76mA
Nach dieser Lektion sollten Sie:
Die Vorlage-Datei finden Sie unter Tipps für TINA TI
- Übungsaufgaben zu diesem Video finden Sie im folgenden Kapitel
<Strg>+<R>
: Rechts-Drehung einer ausgewählten Komponente <Strg>+<L>
: Links-Drehung einer ausgewählten Komponente <Strg>+<Space>
: Wechseln zum Verbindungsmodus (wire)<Strg>+<C>
, <Strg>+<V>
: Kopieren, Einfügen<Strg>+<Z>
, <Strg>+<Y>
: Undo, Redo
Neben TINA TI wird in diesem Kurs ein weiteres Simulationswerkzeug genutzt: Der Online Circuit Simulator.
Dieser kann helfen, die Ströme und Spannungen bei unterschiedlichen Schaltungen besser zu verstehen. Das Programm gibt Stromfluss und anliegende Spannung animiert wieder. Unter „Schaltungen“ » „Operationsverstärker (OPVs)“ finden Sie diverse Schaltungen die für diesen Kurs sinnvoll sind.
Die Landesberufsschule Salzburg hat eine Kurzanleitung zum Online Circuit Simulator erstellt. Der Source Code des Simulators ist auf GitHub zu finden.
Machen Sie sich mit dem Online Circuit Simulator von Falstad vertraut
Bearbeiten
» Schaltung zentrieren
<Strg>+R
) oder eine Bearbeitung direkt auf der Online Circuit Simulator Homepage.RUN/Stop
gestartet werden.Schaltungen
» Grundlagen
» Thévenin-Theorem
Kombinieren
. Die Verläufe sollten nun direkt übereinander liegenNeben den bisher erklärten Werkzeugen gibt es weitere Simulationstools. Einige davon finden Sie hier mit ihren Limitierungen kurz zusammengefasst.
Name | Fokus | Limitierungen | kommerzielles Produkt |
---|---|---|---|
Tina TI | Simulation von analogen Schaltungen (z.B. Verstärkerschaltungen) | Funktion eingeschränkt im kommerziellen Produkt ist auch die Simulation von gemischt digital-analoge Schaltungen möglich | Designsoft Tina |
MPLab Mindi | Simulation von transienten Übergängen (z.B. DCDC-Wandler) | Anzahl der Knoten < 150 (ca.) | SIMETRIX / SIMPLIS |
LTSpice | breit aufgestellt | flache Lernkurve (ungewöhnliche Tastenbelegung) | - |
Zum Selbststudium empfehle ich folgende Literatur.
Titel | Autor | Kurzbeschreibung |
---|---|---|
Operationsverstärker | J. Federau | Lehrbuch mit anschaulichen Ansätzen. Über Hochschulnetz oder VPN einsehbar. |
OP Amp Applications Handbook | sehr schönes und ausführliches Lehrbuch des Herstellers Analog Devices, „Freeware“, Online einsehbar | |
Handbook of Operational Amplifiers Application | Ein ähnlich schönes Handbuch gibt es auf vom Wettbewerber Texas Instruments | |
Halbleiter-Schaltungstechnik | U. Tietze, Chr. Schenk, E. Gamm | sehr ausführliches Nachschlagewerk. Über Hochschulnetz oder VPN einsehbar. Zusätzlich gibt es eine Sammlung von Übungsaufgaben |