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-[[:​Elektronische Schaltungstechnik]] 
- 
-~~NOTOC~~ ​ 
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-<affix offset-top="​100"​ position="​fixed"​ position-right="​10">​~~BARCODE~~</​affix>​ 
- 
-====== Hilfsmittel für den Kurs Elektronische Schaltungstechnik ====== 
- 
-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. ​ 
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-==Warum zwei Simulationstools?​== 
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-  * Zum Lernen und Verstehen ist es einerseits wichtig, dass Sie ein Gefühl erhalten, wie sich Ströme und Spannungen in Schaltungen einstellen. ​ 
-  * Andererseits sollen Sie den Umgang mit professionellen Werkzeugen üben, die qualitativ hochwertige Simulationen ermöglichen.  ​ 
- 
-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. 
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-===== Erste Schritte in TINA TI ===== 
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-<​accordion>​ 
-<panel type="​primary"​ title="​Einführung in TINA TI 0 - Erklärung zu TINA, Download und Installation">​ 
-<WRAP group> 
-<​WRAP>​ 
-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. 
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-Bereits die freie Version des Programms ist sehr umfassend. Dieses können Sie wie folgt finden (empfohlen ist Link 1!): 
-  - [[mexle:​TINA TI Download]] auf diesem Wiki (Login per Hochschulaccount) 
-  - im [[https://​ilias.hs-heilbronn.de/​goto.php?​target=fold_24013&​client_id=iliashhn|ILIAS Kurs]] ​ 
-  - Download (etwas umständlich) über die [[http://​www.ti.com/​tool/​TINA-TI|TI Seite]] 
-\\ 
-=== deutsche Anleitung der Vollversion === 
- 
-Ein englisches Handbuch finden Sie {{https://​wiki.mexle.hs-heilbronn.de/​_media/​tina_9.0_manual.pdf#​page=53|hier}} im Wiki. \\ 
-Ein Deutsches Handbuch ist nur von der [[http://​de.tina.com/​German/​tina/​TINA_9.0_manual.pdf#​page=53|Vollversion]] vorhanden. 
-</​WRAP>​ 
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-<WRAP help> 
-=== Aufgaben === 
-Bitte installieren Sie TINA TI. \\ Folgende Tipps dazu:  
-  * Für "User Name" und "​Company Name" können Pseudonyme (''​Hinz&​Kunz'',​ ''​HHN''​) eingegeben werden. 
-  * bei "​Select schematic symbol set you want to use" ''​European (DIN)''​ auswählen. 
-  * Alle Pfade sollten so wie empfohlen passen. 
-</​WRAP>​ 
-</​WRAP>​ 
-</​panel>​ 
- 
-<panel type="​primary"​ title="​Einführung in TINA TI 1 - Aufbau von TINA TI, erste Schaltung">​ 
-<WRAP group> 
-<WRAP half column> 
-=== Ziele === 
-Nach dieser Lektion sollten Sie: 
-  - in TINA TI die verschiedenen Komponentenleisten kennen, 
-  - Komponenten und deren Beschreibung einfügen und drehen können, ​ 
-  - Werte von Komponenten bearbeiten können, 
-  - Verbindungen ziehen können. 
- 
-</​WRAP>​ 
-<WRAP half column> 
-{{youtube>​c-08I51qbbA?​size=543x392}} 
- 
-</​WRAP>​ 
-<WRAP help> 
-=== Aufgaben === 
-  - Bauen Sie die Schaltung aus dem Video in TINA TI nach 
-  - Ändern Sie zusätzlich folgende Werte: 
-    - Ausgabewert der Spannungsquelle:​ 10 V 
-    - Größe des Widerstands R1: 20k 
-    - Größe des Widerstands R1: 30k 
-</​WRAP>​ 
-</​WRAP>​ 
-</​panel>​ 
- 
-<panel type="​primary"​ title="​Einführung in TINA TI 2 - Ausgabe von Werten und Debugging">​ 
-<WRAP group> 
-<WRAP half column> 
-=== Ziele === 
-Nach dieser Lektion sollten Sie: 
-  - den "​Electrical Rule Check" durchführen und zum Debugging verwenden können, 
-  - Ausgabewerte wie Spannungen und Ströme messen können, ​ 
-  - Multimeter in TINA TI nutzen können, um Spannungen und Ströme zu messen, 
-  - Strommesspunkte korrekt einfügen können, 
- 
- 
-</​WRAP>​ 
-<WRAP half column> 
-{{youtube>​L9eF64ZuLS0?​size=543x392}} 
-</​WRAP>​ 
-</​WRAP>​ 
-<WRAP help> 
-=== Aufgaben === 
-<WRAP group>  ​ 
-<WRAP column 70%> 
-- Bauen Sie die Schaltung aus dem Video in TINA TI nach 
-  - Nutzen Sie statt dem Current Arrow das Amperemeter und statt dem Voltmeter den Voltage Pin. \\ Gibt es Unterschiede,​ wenn Sie diese verwenden? 
-  - Stellen Sie sich von, Sie wollen eine kleine Schaltung mit 3 Leuchtdioden aufbauen und fragen sich, wie stark die Spannung der zwei 1,5V Batterien einbricht. ​ 
-    - Bauen Sie dazu die vereinfachte Parallelschaltung 1 nach (siehe Bild). \\ Dabei soll der Innenwiderstand der Batterie **500mOhm** betragen (Eigenschaft "​Internal Resistance"​). ​ 
-      - Welche Spannung / welcher Strom wird gemessen? ​ 
-      - Wie groß ist der Strom durch einen Strang? ​ 
-    - **__Optional__**:​ Bauen Sie dazu die Parallelschaltung 2 nach (siehe Bild). Der Innenwiderstand der Batterie soll beibehalten werden. ​ 
-      - Welche Spannung / welcher Strom wird gemessen? ​ 
-      - Wie groß ist der Strom durch einen Strang? 
-Lösung: <wrap spoiler>​Spannung der Batterie 2,97V, Batteriestrom bei Variante 1: 74,07mA, Batteriestrom bei Variante 2: 67,76mA </​wrap>​ 
-</​WRAP><​WRAP column 25%> 
-<​imgcaption pic1|Parallelschaltung 1>​{{elektronische_schaltungstechnik:​tina_parallelschaltung2.jpg?​200}}</​imgcaption>​ 
-<​imgcaption pic2|Parallelschaltung 2>​{{elektronische_schaltungstechnik:​tina_parallelschaltung1.jpg?​200}}</​imgcaption>​ 
-</​WRAP></​WRAP>​ 
- 
-</​WRAP>​ 
-</​panel>​ 
- 
-<panel type="​primary"​ title="​Einführung in TINA TI 3 - Noch mehr Fehler und viele Diagramme">​ 
-<WRAP group> 
-<WRAP half column> 
-=== Ziele === 
-Nach dieser Lektion sollten Sie: 
-  - die häufigsten Fehler in der Simulation selbst beheben können, 
-  - Zeitverläufe von Signalen darstellen können, ​ 
-  - bei Diagrammen mit dem Cursor arbeiten, Kurven separieren und eine Legende einfügen können, 
-  - Verläufe über Temperatur und über andere Größen erstellen und auswerten können, 
-  - eine strukturierte Simulation mit Titel anlegen zu können. 
- 
-Die Vorlage-Datei finden Sie unter <wrap tip>​Tipps für TINA TI</​wrap>​ 
-</​WRAP>​ 
-<WRAP half column> 
-{{youtube>​PJs9rDz5Dbs?​size=543x392}} 
-</​WRAP>​ 
-</​WRAP>​ 
-<WRAP help> 
-=== Aufgaben === 
- 
-- Übungsaufgaben zu diesem Video finden Sie im folgenden Kapitel 
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-</​WRAP>​ 
-</​panel>​ 
-</​accordion>​ 
- 
-<WRAP tip> 
--->Tipps für TINA TI # 
-  * Vermeiden Sie Knoten direkt an dem Ausgang einer Komponente. 
-  * Folgende Tastenkürzel erleichtern die Verwendung von Tina: 
-    * ''<​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 
-  * Bitte nutzen Sie die Vorlage-Datei {{ :​vorlage_est_v01.tsc |Vorlage_EST.TSC}},​ wenn sie mit einer Simulation beginnen. 
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-<-- 
- 
--->​Generelle Tipps # 
-  * Nutzen Sie vor bei Simulationstools vorhandene Rule Checks, wie dem "​Electrical Rule Check" (ERC). \\ Rule Checks zeigen Fehler und Warnungen an. Bei Fehlern wird die Simulation nicht laufen. Bei Warnungen wird sie laufen, aber es gibt unklare Bereiche in der Schalung. 
-  * Vermeiden Sie unsaubere Bezeichner und Texte. D.h. versuchen Sie Text so zu schreiben, dass er von leserlich ist (nicht überlappend,​ gleich ausgerichtet). 
-  * Geben Sie immer ein Bezugspotential (Ground) an. 
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-<-- 
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-</​WRAP>​ 
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-===== Online Circuit Simulator ===== 
-<WRAP info> 
---> Einführung in Online Circuit Simulator - Erklärung, Beispiel # 
-<WRAP group> 
-<WRAP third column> 
-Neben TINA TI wird in diesem Kurs ein weiteres Simulationswerkzeug genutzt: Der [[http://​www.falstad.com/​circuit/​|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 [[https://​www.lbs4.salzburg.at/​fileadmin/​user_upload/​lbs4/​Typo3_7.6/​News/​20170418_Falstad-Schaltungssimulator/​Falstad-Schaltungssimulator_Shortcard1_v2.1.5js_LBS4.pdf|Kurzanleitung zum Online Circuit Simulator]] erstellt. Der [[https://​github.com/​hausen/​circuit-simulator|Source Code]] des Simulators ist auf GitHub zu finden. 
-</​WRAP><​WRAP twothirds column> 
-{{url>​https://​www.falstad.com/​circuit/​circuitjs.html?​startCircuit=resistors.txt 750,500 noborder}} 
-</​WRAP>​ 
-  
-<WRAP help> 
-=== Aufgaben === 
- 
-Machen Sie sich mit dem Online Circuit Simulator von Falstad vertraut 
-  * zunächst mit dem eingebundenen Beispiel rechts 
-    * Falls die Schaltung zu klein ist, klicken Sie auf ''​Bearbeiten''​ >> ''​Schaltung zentrieren''​ \\ Falls danach nur ein Teil des verfügbaren Platz von der Schaltung eingenommen wird, hilft eine Aktualisierung des Browserfensters (''<​Strg>​+R''​) oder eine Bearbeitung direkt auf der [[http://​www.falstad.com/​circuit/​|Online Circuit Simulator Homepage]]. 
-    * Prüfen Sie welche Änderung sich im Stromfluss über verschiedene Schalterstellungen ergibt 
-    * Ändern Sie die Widerstandswerte über Doppelklick auf den jeweiligen Widerstand 
-  * mit weiteren Beispielen zur Ersatzspannungsquelle (Thévenin-Theorem) und Ersatzstromquelle (Norton-Theorem) 
-    * Suchen Sie unter ''​Schaltungen''​ >> ''​Grundlagen''​ >> ''​Thévenin-Theorem''​ 
-    * Unten links im Fenster Sehen Sie zwei laufende Diagramme der Ströme und Spannungen der beiden Schaltungen. \\ Klicken Sie mit der Rechten Maustaste auf eines der Diagramme und wählen Sie ''​Kombinieren''​. Die Verläufe sollten nun direkt übereinander liegen 
-    * Fahren sie mit der Maus über eine der beiden Spannungsquellen. \\ Der jeweilige Spannungs-/​Stromverlauf wird hervorgehoben. \\ Liegen beide Kurven übereinander?​ 
-    * Führen Sie das gleiche bei der Ersatzstromquelle (Norton-Theorem) durch 
-</​WRAP>​ 
-</​WRAP>​ 
-<-- 
-</​WRAP>​ 
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-===== Literaturempfehlungen ===== 
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-Zum Selbststudium empfehle ich folgende Literatur. 
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-^ Titel ^ Autor ^ Kurzbeschreibung ^ 
-| Operationsverstärker | J. Federau ​ | Lehrbuch mit anschaulichen Ansätzen. Über Hochschulnetz oder VPN [[https://​rd.springer.com/​book/​10.1007/​978-3-8348-2146-1|einsehbar]]. |  
-|OP Amp Applications Handbook||sehr schönes und ausführliches Lehrbuch des Herstellers Analog Devices, "​Freeware",​ Online [[http://​www.analog.com/​en/​education/​education-library/​op-amp-applications-handbook.html|einsehbar]]| 
-| Halbleiter-Schaltungstechnik | U. Tietze, Chr. Schenk, E. Gamm | sehr ausführliches Nachschlagewerk. Über Hochschulnetz oder VPN [[https://​link.springer.com/​book/​10.1007/​978-3-662-56569-8|einsehbar]]. \\ Zusätzlich gibt es eine [[https://​link.springer.com/​book/​10.1007/​978-3-662-56569-8|Sammlung von Übungsaufgaben]]| 
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-===== Weitere Simulationstools ===== 
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-Neben den bisher erklärten Werkzeugen gibt es weitere Simulationstools. Einige davon finden Sie hier mit ihren Limitierungen kurz zusammengefasst. 
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-{{tablelayout?​rowsHeaderSource=Auto}} 
-^ Name                                                                                                     ^ Fokus                                                             ^ Limitierungen ​                                   ^ kommerzielles Produkt ​                                       ^ 
-^ [[http://​www.ti.com/​tool/​TINA-TI|Tina TI]]                                                               | Simulation von analogen Schaltungen \\ (z.B. Verstärkerschaltungen) ​ | Funktion eingeschränkt \\ im kommerziellen Produkt ist auch die Simulation von gemischt digital-analoge Schaltungen möglich ​                        | [[https://​www.tina.com/​circuit-simulator/​|Designsoft Tina]] ​ | 
-^ [[https://​www.microchip.com/​mplab/​mplab-mindi|MPLab Mindi]] ​                                             | Simulation von transienten Übergängen \\ (z.B. DCDC-Wandler) ​        | Anzahl der Knoten < 150 (ca.)                    | [[https://​www.simplistechnologies.com/​|SIMETRIX / SIMPLIS]] ​ | 
-^ [[https://​www.analog.com/​en/​design-center/​design-tools-and-calculators/​ltspice-simulator.html|LTSpice]] ​ | breit aufgestellt | flache Lernkurve (ungewöhnliche Tastenbelegung) ​ |-  |