Rozsáhlé knihovny součástek včetně maker integrovaných obvodů má pouze demoverze programu Tinapro. Používám demoverzi TinaPro6, protože není časově neomezená. Bohužel simulace jednoduchého obvodu např. stabilizovaného zdroje skončí hláškou: This circuit is too big for this trial demo version, protože do omezení rozsahu obvodu se započítávají i vnitřní uzly a součástky makra integrovaného stabilizátoru. Pomůže okopírování (CTRL A, CTRL C) a po ukončení demoverze a spuštění TexasInstruments verze 7 (CTRL V). TinaPro6TI má totiž seškrtanou knihovnu diskrétních polovodičů. Starší verze TinaPro6TI je ale nutná pro případné uložení souboru v šestkovém formátu, pokud by se mělo zapojení znovu otevřít v demoverzi TinaPro6, protože není kompatibilita z vyšší na nižší verzi.
Graf typických průběhů: výstup stabilizátoru, napětí na vyhlazovacím kondenzátoru a napětí střídavého zdroje lze označit a přes schránku přenést ve vektorovém tvaru obrázku do jiného programu (např. Visio, nebo Word). Pro ilustraci a úsporu místa, byly průběhy okopírovány zpět do listu schématu zapojení. Makro (podobvod) integrovaného stabilizátoru je možné zařadit i do knihovny programu TinaPro7TI. Obvod 7805 se označí myší a v nabídce Tools se vybere Export Macro. Pak obvod pojmenujte 7805.TSM a uloží do adresáře MACROLIB. Do jiného zapojení je pak možné vložit 7805ku kdykoliv volbou Insert Macro.
Je možné vytvářet i úplně nové integrované obvody z dat získaných na internetu (NewMacrowizard). Při vytváření podobvodu se očekává, že si někam uložíte netlist ve formátu soubor.CIR. No a protože je to program pro simulaci obvodů firmy Texas Instruments, tak je zapotřebí přidat do hlavičky netlistu poznámku: *|(C) Copyright Texas Instruments Incorporated 2007. All rights reserved. |. Já pro jistotu kopíruji celou hlavičku, kterou si můžete zobrazit při vyvolání netlistu volbou EnterMacro některého SpiceMacro podobvodu programu Tinapro7TI.
Pokud celé zapojení převedeme do SPICE netlistu volbou: File/Export/Netlist/ForPspice, můžeme jej použít i v jiném programu např. v programu MicroCap. Při pokusu exportu našeho zapojení zjistíme, že nejde exportovat zkrácené kreslení usměrňovacího můstku a nezbude, než můstek překreslit pomocí jednotlivých diod.
Při prohlížení SPICE netlistu prohlížečem souborů je vidět, že program otrocky každé diodě vygeneroval model, takže by bylo možné zápis samozřejmě zjednodušit sloučením modelů. Pro otevření netlistu Microcap8 by bylo nutné změnit příponu na soubor.CKT, protože nestandardně používá soubor.CIR pro svá schémata. Poslední devátá verze MicroCapu už s tímto problémy nemá a pozná automaticky o jaký typ souboru se jedná a přizpůsobí se. Pro jednoduchost otevřeme tedy vytvořený netlist v demoverzi MicroCap9 a spustíme analýzu Transient. Výsledkem jsou kostrbaté průběhy napětí uzlů obvodu. Prohlédnutím netlistu, zjistíme, že nás zajímá napětí v uzlu 2 (kondenzátor), v uzlu 1 (výstup stabilizátoru) a napětí mezi uzly 3-4 (zdroj). V dialogovém okně zjemníme časový krok (Maximum Time Step) a tím vyhladíme křivky. Pro zajímavost ještě nastavíme krokování hodnoty zatěžovacího odporu R1.
Je samozřejmě důležité uvědomit si k čemu jsme vůbec simulaci potřebovali. V našem případě by přicházelo do úvahy např. simulování potřebné hodnoty kapacity vyhlazovacího kondenzátoru. Pak je ale, zapojení zbytečně složité a stačilo by zatížit výstup usměrňovače s kondenzátorem zdrojem konstantního proudu, protože stabilizované napětí na odporu spotřebiče se chová jako konstantní zdroj proudu (Ohmův zákon). Pokud bychom nastavili trojúhelníkový průběh rozmítání proudu, lze i Transient analýzu využít pro stejnosměrné posouzení zatížení stabilizovaného zdroje. A při vhodném měřítku bude časová osa číselně rovná proudovému zatížení stabilizovaného zdroje.
Jinak potřebnou velikost kapacity lze odvodit řešením nabíjení po sinusovce a vybíjením po přímce, přičemž funkce arcussinus (počítat v radiánech) bude mít menší vliv na výsledek než rozdíl úrovní na kondenzátoru, takže pro hrubý odhad lze vztah z obrázku zjednodušit do tvaru C = 8 I/(Umax-Umin) v milifaradech (dosazeno odhadem za arsin pi/3 a omega 314rad/s). Do vzorce se dosadí za Umax amplituda sekundárního vinutí a za Umin minimální napětí potřebné na vstupu stabilizátoru a tento hrubý odhad se následně doladí simulací s krokováním kapacity.
Pro zajímavost uvádím i textový popis obvodu, tzv. netlist SPICE, který se skládá z vlastního jednoduchého zapojení a podobvodu stabilizátoru:
stabilizator2 (PSpice format) ******************************************** .LIB .TEMP 27 .TRAN 60U 30M .OPTIONS ITL1=1K ITL2=40 ITL4=20 .PROBE V(1) V(2) VG1 3 4 DC 0 AC 1 0 + SIN( 0 20 50 0 0 0 ) D1 0 4 D_BY228 D1_2 0 3 D_BY228 D1_3 4 2 D_BY228 D1_4 3 2 D_BY228 R1 1 0 5 C1 2 0 1M IC=0 XU1 2 0 1 LM7805 .MODEL D_BY228 D( IS=1.864F BV=1.5K IBV=200U RS=116.2M CJO=10P + VJ=750M M=330M TT=100N ) *================================== *LM7805 NATIONAL SEMICONDUCTOR * CONNECTIONS: INPUT * | GND * | | OUTPUT * | | | .SUBCKT LM7805 1 2 3 QT6 23 10 2 Q_NPN 0.1 QT7 5 4 10 Q_NPN 0.1 QT5 7 6 5 Q_NPN 0.1 QT1 1 9 8 Q_NPN 0.1 QT3 11 8 7 Q_NPN 0.1 QT2 11 13 12 Q_NPN 0.1 QT17 1 15 14 Q_NPN 10 C2 10 23 4P R16 12 5 500 R12 16 2 12.1K QT18 17 23 16 Q_NPN 0.1 D1 18 19 D_D R11 20 21 850 R5 22 3 100 QT14 24 18 2 Q_NPN 0.1 R21 6 2 2.67K R20 3 6 640 DZ2 25 26 D_5V1 R19 1 26 16K R18 14 3 250M R17 25 14 380 R15 25 15 1.62K QT16 1 20 15 Q_NPN 1 QT15 2 24 21 Q_PNP 0.1 *OFF R14 21 24 4K C1 27 24 20P R13 19 2 4K QT13 24 27 18 Q_NPN 0.1 QT12 20 25 22 Q_NPN 1 *OFF QT11 20 28 2 Q_NPN 0.1 *OFF QT10 20 11 1 Q_PNP 0.1 R10 17 27 16.5K R9 5 4 1.9K R8 4 23 26 R7 10 2 1.2K R6 29 2 1K QT9 11 11 1 Q_PNP 0.1 QT8 27 16 29 Q_NPN 0.1 QT4 15 6 17 Q_NPN 0.1 DZ1 2 9 D_5V6 R4 1 9 80K R3 28 2 830 R2 13 28 4.97K R1 8 13 7K .MODEL D_5V1 D( IS=10F N=1.16 BV=5.1 IBV=0.5M CJ0 = 1P TT = 10P ) .MODEL D_5V6 D( IS=10F N=1.16 BV=5.6 IBV=5U CJ0 = 1P TT = 10P ) .MODEL Q_NPN NPN( IS=10F NF=1.16 NR=1.16 BF=80 CJC=1P CJE=2P + TF=10P TR=1N ) .MODEL Q_PNP PNP( IS=10F NF=1.16 NR=1.16 BF=80 CJC=1P CJE=2P + TF=10P TR=1N ) .MODEL D_D D( IS=1F N=1.16 CJ0 = 1P TT = 10P ) .ENDS LM7805C_0 .END
