Tina Pro 实验讲义
Tina Pro 实验讲义
《电路分析》软件实习等用
河南机电高等专科学校
概述
Tina Pro是用于电子线路仿真的软件,它属于EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化),EDA是伴随着计算机技术,特别是将计算机作为电子设计辅助工具的
技术日益成熟而形成的一门新兴科学。
现今较常见的EDA软件除了我们常见的Protel、EWB、MAX+PLUSⅡ以外,还有Pspice、Multisim、Tina Pro、ORCAD、VISIO、PowerPCB 等许多。其中Pspice、EWB、Multisim、Tina Pro等都是主要用于电子线路仿真的软件。
PROTEL软件是PORTEL公司在20世纪80年代末推出的电路行业的CAD软件,它当之
无愧地排在众多EDA软件的前面,是电路设计者的首选软件。它较早在国内使用,普及率
也最高,许多高校都专门开设了课程来学习它。几乎所有的电路公司都要用到它。早期的PROTEL主要作为印刷板自动布线工具使用,运行在DOS环境,对硬件的要求很低。它的功能较少,只有电原理图绘制与印刷板设计功能,印刷板自动布线的布通率也低。现在的PROTEL已发展到PROTEL99,它工作在Windows环境下,是个完整的全方位电路设计系统,它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计(包含
印刷电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等
功能,并具有Client\\Server (客户\\服务器)体系结构,同时还兼容一些其它设计软
件的文件格式,如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。使用多层印制线路板的自动布线,可实现
高密度PCB的100%布通率。
image pro plusORCAD是由ORCAD公司于20世纪80年代末推出的EDA软件。它是世界上使用最广的EDA软件,每天都有上百万的电路工程师在使用它,相对于其它EDA软件而言,它的功能
也是最强大的,由于ORCAD软件使用了软件狗防盗版,因此在国内它并不普及,知名度也
比不上PROTEL,只有少数的电路设计者使用它。早在工作于DOS环境的ORCAD 4.0,它就
集成了电原理图绘制、印制电路板设计、数字电路仿真、可编程逻辑器件设计等功能,而
且它的界面友好且直观。它的元器件库也是所有EDA软件中最丰富的,在世界上它一直是EAD软件中的首选。ORCAD公司在与CADENCE公司合并后,更成为世界上最强大的开发EDA
软件的公司,它的产品ORCAD世纪集成版工作于Windows环境下,集成了电原理图绘制,
印刷电路板设计、模拟与数字电路混合仿真等功能。它的电路仿真的元器件库更达到了8500个,收入了几乎所有的通用型电路元器件模块。它的强大功能导致了它的售价不菲,在北美地区它的世纪加强版就卖到了7995美元,当然这对它的普及应用也起到了一定的
负面作用。
PSPICE是较早出现的EDA软件之一,1985年就由MICROSIM公司推出。在电路仿真方面,它的功能可以说是最为强大,在国内被普遍使用,工作于Windows环境,整个软件由
原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成,使用时是一
个整体,但各个部分各有各的窗口。PSPICE发展至
今,已被并入ORCAD,成为ORCAD-PSPICE,但PSPICE仍然单独销售和使用,新推出
的版本是功能强大的模拟电路和数字电路混合仿真EDA软件,它可以进行各种各样的电路
仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一个窗口内
同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真,包括IGBT、脉宽调制电路、模/数转换、数/模转换等,都可以得到精确的仿真结果。对于库中没有的元器
件模块,还可以自已编辑。
EWB(ELECTRONICS WORKBENCH EDA)软件是交互图像技术有限公司(INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES Ltd)在20世纪90年代初推出的EDA软件,但在国内开始使用却是
近几年的事。相对其它EDA软件而言,它是个较小巧的软件,功能也比较单一,就是进行
模拟电路和数字电路的混合仿真,但你绝对不可小瞧它,它的仿真功能十分强大,几乎100%地仿真出真实电路的结果,而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、
扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具,它的器件库中则包含了许多
大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片,器件库中没有的元器件,还可以由
外部模块导入。在众多的电路仿真软件中,EWB是最容易上手的,它的工作界面非常直观,原理图和各种工具都在同一个窗口内,未接触过它的人稍加学习就可以很熟练地使用该软件。对于电路设计工作者来说,它是个极好的EDA工具,许多电路你无须动用烙铁就可得
知它的结果,而且若想更换元器件或改变元器件参数,只须点点鼠标即可,它也可以作为
电学知识的辅助教学软件使用,利用它可以直接从屏幕上看到各种电路的输出波形。EWB
的兼容性也较好,其文件格式可以导出成能被ORCAD或PROTEL读取的格式,该软件只有
英文版,在中文版的Windows 下它的一些图标会偏移两个位置,但不影响它的使用。
VISIO是VISIO公司在1991年推出的用于制作图表的软件。在早期它主要用作商业图表制作,后来随着版本的不断提高,新增了许多功能。VISIO 4.0已是个多功能的流程图
制作软件,进入国内后很受软件工作者的欢迎。它的界面很友好,操作也很简单,但却具
有强大的功能,可以绘出各种各样的流程图,它不仅仅局限在商业、软件业和电路设计领域,也是所有软件设计者必不可少的工具,可以用它制作的流程图包括电路流程图、工艺
流程图、程序流程图、组织结构图、商业行销图、办公室布局图、方位图??在微软公司的OFFICE 中就集成了VISIO 4.0的组成部分。VISIO 2000被宣称为是世界上最快捷、最容
易使用的流程图软件,并比以前的版本增加了更多的功能。VISIO只有英文版,但由于它
的直观界面,即使英文不好的人也可以较快学会使用它。
Tina Pro是重要的现代化EDA(Electronic Design Automation,即电子电路设计自
动化)软件之一,用于模拟及数字电路的仿真分析。其研发者是欧洲(匈牙利)Designsoft Inc.公司,目前大约流行四十多个国家,并有二十余种不同语言的版本,其中包
括中文版,大约含有两万多个分立或集成电路元器件。
学习Tina Pro,要求会较熟练地应用软件,能理解及掌握其具有的电路仿真分析功能,对给定的电路所实现的功能进行仿真分析;同时能在今后的工作实
践中,当从科技书刊或资料中查阅相关的原始电路图后,会用软件对电路所能实现的
功能进行全面仿真分析、对原始电路结构进行修改或设计、对电路参数进行优化设计,以
达到对实际电路进行仿真分析与设计的目标。
该软件的具体功能包括:在模拟电路分析方面,Tina Pro除了具有一般电路仿真软件通常所具备的直流分析、瞬态分析、正弦稳态分析、傅立叶分析、温度扫描、参数扫描、
最坏情况及蒙特卡罗统计等仿真分析功能之外,还能先对输出电量进行指标设计,然后对
电路元件的参数进行优化计算。此外,它具有符号分析功能,即能给出时域过渡过程表达
式或频域传递函数表达式;具有RF仿真分析功能;具有绘制零、极点图、相量图、Nyquist图等重要的仿真分析功能。在数字电路分析方面,Tina Pro支持VHDL语言;
并具有BUS总线及虚拟连线等功能,这避免了电路图中元件之间连线过密,使得电路绘图
界面看起来更清晰、简洁。
Tina Pro具有八种虚拟测量仪器,各仪器与元件之间采用虚拟连线。其虚拟测试仪器(如多踪示波器)的动态演示功能,是极好的电类教学辅助工具。Tina Pro的仿真分析结果,如波形图可方便地与电路图粘贴在界面中,对输出打印及分析资料的完整保存十分便利。
Tina Pro可以与其硬件设备Tina-Lab,即实时信号发生器、数据采集器相连接,故
能将实时测量与虚拟仿真结果相比对。这是目前所知能实现该项功能的少数实用技术产品
之一。
Tina Pro具有较高的性能价格比。它是目前所知为数不多的具有简体中文界面的成熟软件(在Help索引文件中,也用中文对于电路器件模型参数进行详细解释)。
总结起来Tina Pro具有如下特点:
(1)数字电路分析:数字电路分析是TINA最出的地方,以互动的方式使使用者亲
自参与分析,不再是由方程式自己说话。
(2)元器件封装:元器件封装理想化,更适合使用者,特别是初学者,理想化的元
器件封装与书本的一样,既免除了按实际元器件封装图连线易错的烦恼,又切合书本的教学。
(3)实例演示:在TINA中提供了一个演示帮助,在里面提供了33种使用演示,使
使用者更快地掌握TINA及各元器件的使用。
(4)图图联系:当你把电路完成后,不用每次打开仪表分析波形与失真等,在TINA
中能直接把仪表中的图粘贴过来,放在电路旁边,对应电路图进行分析。
(5)虚拟-现实:这是TINA独到之处,提供一个与外界连接的功能,只要连接的试
验箱上,就能将在箱上的电路直接显示在电脑的屏幕上,使虚拟的电路不再虚拟。
(6)提供了各种分析手段,有静态分析、动态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析、离散付理叶分析、温度分析等各种分析方法。
(7)与SPICE软件兼容,可相互转换。TINA产生的电路文件还可以直接输出至常见
的Protel、Tango、Orcad等印制电路板排版软件。
(8)全中文:全中文界面,本土化,使初学者们更容易掌握,缩短教与学的距离,
提高了效率。
(9)缩短了电子设计工作的周期。
Tina Pro是一种功能强大的电路仿真软件,不仅在工程实践中,对于电子产品的开发与研制能够发挥高效率、高精度的作用,而且将其引入各类学校电类课程的教学,会带来
意想不到的教学效果。
2021年4月6日,由劳动和社会保障部培训就业司组织EDA技术域和职业培训的部分专家,对电路仿真软件Tina Pro在“电路仿真软件应用设计师远程职业培训”项目中的
应用进行了评审,审定组对Tina Pro电路仿真软件的技术功能、特点、工程实际应用及
在相关行业中开展电路仿真软件应用培训的意义进行审定,进行了全面、深入、细致的讨论,现将审定意见部分归纳如下:
1.电路仿真技术作为EDA的重要组成部分,在完成电气原理图的分析和设计中,不
仅可以有效地降低设计成本,缩短产品的研制周期,而且,它自身所具有的模拟各种分析
功能,为提高电路分析和设计的精度创造了重要条件。因此,在相关行业中开展电路仿真
软件应用的培训是符合工程实际需要的,将其纳入劳动保障部“国家高技能人才培训工程”具有重要的意义。
2.Tina Pro电路仿真软件的特点是:具有中文界面、库存元器件模型较充实、仿真
功能较全面、性能价格比较高,易于学习和掌握,因此在工程实践中推广使用Tina Pro
是适宜的。
3.通过电路仿真软件,有效地将理论与实际结合,相关行业的技术人员可以借助计算机自行学习电子应用领域内的新器件、新电路、新技术。并在工程实践中收到实际的效果。
作为高等工科学校的在校生,特别是尚不熟悉模拟电子技术和数字电子技术的同学,要想系统的学习Tina Pro的确有一定的难度。因此我们不能寄希望于一段短暂时间的学习,就能进行各种电子线路的各项功能的仿真。我们对“电路仿真分析”及“Tina Pro软件”的理解,是伴随着自身电子线路及其相关知识的逐渐积累而不断加深的。但我们现在必须达到以下几个目的:
熟悉Tina Pro的工作界面,会用它对我们已经学习过的部分电路进行仿真分析。
将Tina Pro作为电类专业学生学习的辅助工具。让电子线路在我们面前更直观、更形象
了解Tina Pro的各项功能,能将我们在今后的学习过程中所遇到的电路,用Tina Pro来进行仿真分析。
在今后,掌握了一定的电路基础知识,并能熟练运用Tina Pro对其进行仿真分析之后,能申请获得“电路仿真软件应用设计师”证书。
希望,Tina Pro这一电路仿真软件能更好的为我们的学习和工作服务。
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
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