weiterführende Tipps für TINA TI

  • Eine interessante Möglichkeit mehrere gleiche Schaltungskonfigurationen mit unterschiedlichen Komponentenwerten durchzuspielen bieten „Kontrollobjekte“: Diese ermöglicht das automatische Variieren von Komponentenwerten. Für die Verwendung ist wiefolgt vorzugehen:
    • Auswählen der Kontrollobjekte: Analysis » Select Control Object und Klick auf die gewünschte Komponente.
      Es öffnet sich ein Menu, in welchem die Eigenschaften geändert werden können. Dieses ähnelt dem klassischen Eigenschaftenmenü.
    • Ändern der Eigenschaftswerte: Beachten Sie, dass die Komponentenwerte hier nicht direkt eingegeben werden können. Die Konfiguration geschieht über das Drücken des Buttons rechts neben der Werteeingabe. Hier kann das „Parameter Stepping“ durch Start- und Endwert, sowie Anzahl der Werte (Summe aus Zwischenwerte plus Start- und Endwert) eingegeben werden.
      Beispiel: Sollen die Widerstandswerte von 50 k$\Omega$, 100 k$\Omega$, 150 k$\Omega$, 200 k$\Omega$ durchsimuliert werden, so wäre der Startwert: 50 k$\Omega$, der Endwert: 200 k$\Omega$ und die Anzahl der Werte: 4.
    • Simulation: Die Simulation geschieht wie bisher. Der Simulationsmodus wird automatisch auf die Nutzung der Parameter eingestellt. Manuell kann dies zurückgestellt, oder geändert werden. Dies geschieht durch Analysis » Mode. Hier kann durch die Auswahl Single die Verwendung der Parametrisierung bei der Simulation wieder deaktiviert werden.

Von vielen Komponenten sind im Netz SPICE Modelle verfügbar. Diese liegen meist als *.cir Datei vor.

Der Code in dieser Datei beginnt mit der Definition des Subcircuit mittels .SUBCKT <Name der Schaltung> <Pin_Liste> PARAMS: <Parameterliste> und endet mit .ENDS <Name der Schaltung>.

Alle Kommentare werden mit * oder ; eingeleitet. Bei Zeilen die mit . beginnen, können Kommentare zu Fehlern führen.

Die Einzelkomponenten haben einen ähnliche Benennung:

Komponente allg. Nomenklatur Beispiel Beschreibung
Widerstand Rxxxx <Knoten1> <Knoten2> <Widerstandswert> Rtest 1 Node2 10k Widerstand namens Rtest zwischen Knoten
1 und Node2 mit dem Wert $10k\Omega$
Kondensator Cxxxx <Knoten1> <Knoten2> <Kapazitätswert> C_1 Node2 Node3 10p Kondensator namens C_1 zwischen Knoten
Node2 und Node3 mit dem Wert $10pF$
Induktivität Lxxxx <Knoten1> <Knoten2> <Induktivitätswert> Lpar Node2 1 {L} Induktivität namens Lpar zwischen Knoten
Node1 und 1 mit dem Wert $L$;
dieser Wert muss von extern vorgegeben werden
Diode Dxxxx <Knoten1> <Knoten2> <Name des Modells> Dfw Node2 1 D_1N1183_temp Diode namens Dfw zwischen Knoten
Node2 und 1 mit dem Modell D_1N1183_temp;
diese Funktion muss von nachträglich in der Datei stehen

Komponentennamen können frei gewählt werden.

Knoten können Namen (z.B. Knoten_Eins) oder Zahlen (z.B. 1) sein.

tina_cirexport.jpg Abb. 1: Darstellung des CIR-Exports in TINA TI

Für die Beschreibung der weiteren Details (wie z.B. models) sei auf den SPICE UserGuide von Berkeley verwiesen. Eine einfachere Variante zur Erstellung ist der Export einer TINA TI Schaltung als *.CIR Datei. Diese muss dann noch in einem Texteditor angepasst werden, sodass die ersten Zeilen incl. .TRAN … entfernt und durch .SUBCKT <Name der Schaltung> <Pin_Liste> PARAMS: <Parameterliste> ersetzt wird. Am Ende sollte statt .END die Zeile .ENDS <Name der Schaltung> stehen.

Abb. 2: Ersatzschaltbild für Elektrolytkondensatoren elektronische_schaltungstechnik:ersatzschaltbild_fuer_elektrolytkondensatoren.png

In dieser Anleitung soll ein Ersatzmodell für Elektrolytkondensatoren abgebildet (vgl. Abbildung 2) und in TINA TI eingebunden werden.

Parallel zur eigentlichen Kapazität $C_{pri}$ liegt ein hochohmiger Widerstand $R_{par}$, über dem ein geringer Leckstrom fließen kann und eine Diode $D_{dmy}$. Vor dieser Schaltung ist der äquivalente Reihenwiderstand $R_{ESR}$ und die äquivalente Reiheninduktivität $L_{ESL}$. Dies ist ein einfaches Ersatzmodell; kompliziertere Modelle enthalten unter anderem weitere Kondensatoren für physikalische Effekte des Dielektrikums.

Der unten stehende Code zeigt das SPICE Modell, welches durch einen Texteditor in eine Datei C_electrolytic.CIR gespeichert werden muss.

.SUBCKT C_el Pin_pos Pin_neg PARAMS: C = 10U

* Author: 	Tim Fischer (03.06.2020)
* Explanation: 	simple electrolytic capacitor

* Circuit: 
*                                 +-- R_par ---+
*                                 |            |
*                                 +-- C_pri ---+
*                                 |            |
*   ------ L_ESL ---+--- R_ESR ---+-- D_dmy ---+----
*  Pin_pos         Node1         Node2         Pin_neg
*
*
*

* Code:

	L_ESL	Pin_pos	Node1	1n			* Equivalent Series Inductance of the capacitor
	R_ESR   Node1 	Node2 	1m			* Equivalent Series Resistance of the capacitor
	R_par	Node2 	Pin_neg 1G			* Resistance parallel to capacitance
	C_pri	Node2 	Pin_neg {C}			* primary capacitance
	D_dmy	Pin_neg	Node2  	dummyDiode 		* diode 

* Model for Diode
.MODEL 	dummyDiode D  VJ = 0.2 				 

.ENDS C_el

Durch folgende Schritte kann die Datei importiert werden:

  1. Menü: Tools » New Macro Wizard… (oder <Strg> + <Umsch> + M)
  2. Im Macro Wizard - Dateiauswahl (Abbildung 3)
    1. Einfügen des Macro Namens. Im Beispiel: C_electrolytic oder Elko
    2. Öffnen einer *.CIR Datei. Im Beispiel: Die in 1.2 erstellte Datei
  3. Im Macro Wizard - Symbolauswahl (Abbildung 4)
    1. Über diesen Dialog kann das Symbol automatisch erstellt werden. Dieses ist jedoch meist etwas klobig.
    2. Besser ist die Suche in der Bibliothek über Load shape from library
    3. Zusätzlich sollte Show suggested shapes only deaktiviert werden, damit alle Symbole angezeigt werden.
    4. Über Number of pins können die Symbole auf diejenigen mit der richtigen Pinanzahl eingeschränkt werden.
  4. Im Macro Wizard - Pinauswahl (Abbildung 5)
    1. Bei der Pinauswahl sind die unconnected pins (rot blinkende Boxen), per Drag-and-Drop auf die Enden des Symbols fallen zu lassen
    2. In dem Beispiel bedeutet dies: Pin_pos auf +, Pin_neg auf -
  5. Abspeichern des Macro
    1. Speichern Sie das Macro in einem sinnvollen Ordner ab. Dazu empfiehlt sich ein Projektordner o.ä. Der vorgeschlagene Unterordner von TINA TI sollte vermieden werden
  6. Verwendung
    1. Nach dem Erstellen kann das Macro direkt als Komponenten eingebunden werden.
    2. Falls die Komponente nochmals verwendet werden soll, so ist dies über Copy&Paste oder über Menü: Insert » Macro… möglich
    3. Zu beachten ist, dass von der Simulation die Parameter des Makros gesetzt werden müssen.
      Doppelklick » SubCkt-Parameters » … » Eingabe

tina_macrowiz01.jpg Abb. 3: Macro Wizard: Dateiauswahl

tina_macrowiz02.jpg Abb. 4: Macro Wizard: Symbolauswahl

tina_macrowiz03.jpg Abb. 5: Macro Wizard: Pinauswahl