最終更新 2024.04.01
アイコンをクリックし、回路図フィールドでクリックすると、 その場所に配置される。 向きの変え方 Ctrl + L 左回転 Ctrl + R 右回転 ツールバーの回転ボタン 右クリック → 左(右)に回転 削除 右クリック→「削除」 Del キー 素子の表示を「回路記号」→「実物」に変更するには、 「表示」→「オプション」で「3D形状を可能にする」に チェックを入れる。
素子の両端に赤い印がある。その場所にマウスカーソルを持って行くと 鉛筆マークになる。クリックして始点を定め、次のクリックで終点を定める。 素子を上書きするように線をひくと、その素子が挿入される。 ツールバーの「ワイヤー(鉛筆マーク)」をクリックするとカーソルが 鉛筆マークになる。 右クリック→「削除」で削除 「挿入」→「自動ワイヤー」にチェックを入れておくと、 素子を移動させたときワイヤーもそれに応じて移動する。 本来の終点から 1 ブロック離れた場所で、終点を決める クリックをすると、1 ブロック分の枝(先が接続されていない線) が発生し、不必要な黒丸が発生する。 解析に支障はないが、見苦しい。結線時は拡大率を上げておき、 クリックの場所をミスらないようにするとよい。
黒丸がついていない場所は線が接していても接続されていない。 従って、T字型の場所でも黒丸が付いていない場所は、接続されていない。 線をクリックすると、一つの線要素が赤色で表示されるので確認できる。 「右クリック」して「自動ワイヤ」にチェックを入れる(トグル)と、 素子を移動させると配線も自動的に変更される。
素子をダブルクリックする。 あるいは、素子を右クリックして「プロパティ」。 1 マイクロは 1u と入力する。 1 ミリ は 1m (小文字) と入力する。 1 メガ は 1M (大文字) と入力する。
アースを設定する ← 忘れないように!!! 電圧は「計器」→「電圧ピン」or「電圧計」 電流は「計器」→「電流ピン」or「電流計」 電圧源は計器を接続する必要はない。 IO ステートが Output に設定されている グラフに表示したくないときはダブルクリックして 「IOステート」を None に設定する。 アースを含まない 2 点間の電圧を測定するには 「電圧計」を使う。
電圧源と電池は直流電源を表すときに使う。 電圧ジェネレータは信号発生器として使う。 電圧ジェネレータは「直流+交流」を表せる。 交流の振幅を 0 とすると、直流電源としても使える。 周波数や振幅の設定は「ダブルクリック」→「シグナル」で行う。 オフセットは「DCレベル」である。
電源を接続するのを忘れないようににする。 オペアンプ電源の配線は、ジャンパを使うと便利である。 ラベル名が同じジャンパは接続される。
シミュレートしようとすると、以下のエラーが出ることがある。 (1) 警告:ワイヤーが接続していません (2) 回路が違反です エラーの原因となる部分が、画面外に存在することがある。 ヘルプの下にある「ズーム」のリストボックスの拡大率を 「全て」をクリックすると、全ての素子を表示するように 拡大率が設定され、孤立した素子が出現する。 「表示」→「ページレイアウト表示」で回路図全体を見ても よい。 (1) への対処 エラーの行をクリックすると、問題のある箇所がハイライト 表示される。回路図のウィンドウを active にして 削除アイコンをクリックすると、問題のある箇所を 削除することができる。 ある素子が正しく接続されているか確認するには、 「右クリック」→「自動ワイヤー」にチェックを入れて、 その素子をドラッグする。 (2) への対処 「電圧源のショート」「電流源の開放」 「コンデンサの端子がどこにも接続されていない」 などが原因である。
回路中の直流電圧・電流を求める。 パラメータステッピングモードになっているときは、 「解析」→「モード」→「シングル」でシングルモードに戻す。 「解析」→「DC 解析」→「節点電圧を計算」 ---> 電圧ピン、電流矢印、電圧計、電流計の場所の電圧・電流を表示 「解析」→「DC 解析」→「DC 結果の表」 ---> 表形式で表示 「キャンセル」を押すまではマウスカーソルが オシロのプローブのマークになっている。 素子をクリックすると、その素子にかかる電圧、 その素子を流れる電流を表示する。 DC 結果の表 の場合は赤字になる。 「解析」→「DC 解析」→「DC 電圧特性」 ---> 回路中のパラメータ(電圧 or 電流 or 抵抗)を変化させたいとき
横軸を周波数、縦軸を電圧/位相としたグラフを作成する。 「解析」→「AC 解析」→「AC 伝達特性」 入力(電圧ジェネレータあるいは電圧ピン)の IO ステートを Input に設定する。 波形を設定する必要はない。 出力箇所に電圧ピンを設定し IO ステートを Output に設定する。 Output は複数あっても良い。Input を複数設定すると、エラーになる。
入力波形を設定し、各場所の電圧電流を表示する。 電圧ピン、電圧ジェネレータなどの IO ステートが None に なっていない端子の電圧波形が表示される。 コンデンサにあらかじめ電荷が貯まっているときは「初期条件の使用」 を選択する。
座標軸の範囲を指定したい場合は、「右クリック」→「プロパティ」 で「スケール」の「下限:」「上限:」を指定する。 100m と指定すると、100×10^{-3} と解釈してくれ、座標軸には 100m のように表示される。u は 10^{-6} 「表示」→「曲線の分離」で個別のグラフを書く 書籍「デジタル回路の「しくみ」と「基本」」に付属する ver.7 は デジタル IC を一個でも使うと、最初から曲線を分離したグラフを書く。 第二座標軸を使いたい場合は、曲線を右クリック→「新しい Y 軸の追加」 「表示」→「曲線の表示/非表示」で各種測定点の表示/非表示を 切り替えられる。 「オートラベル」のアイコンをクリックし、ラインの上で クリックすると、ラベルが付く。 「注釈」のアイコンをクリックし、グラフ上でクリックすると、各線に 対する注釈が入るので便利。 軸をダブルクリックして「軸スケールをきりの良い数に設定」にチェックを 入れると次に書くグラフにも反映される。 美しいグラフを書くには、「ファイル」→「エクスポート」→「テキスト」 として書き出し、Excel でグラフを描く。 このとき、電圧ジェネレータの数値は、それ以外のデータの後に 書き出され、時間軸の刻み幅が異なる。 エクスポートするときは、電圧ジェネレータのステータスを Input --> None に変更し、電圧ピンを設定すべきである。
パラメータ(抵抗の値など)を複数の値に設定し そのときのグラフを描く。 「解析」→「コントロールオブジェクトの選択」 で変化させたい素子を選択する。 パラメータステッピングに指定された素子は、* マークが付く。 同時に、自動的にパラメータステッピングモードになる。 モードは「解析」→「モード」→「パラメータステッピング」 で確認できる。 パラメータステッピングウィンドウで設定する。 「リスト」を選ぶと設定する値を手動で指定することができる。 パラメータステップの設定を削除したいときは、 パラメータステッピングのウィンドウで「消去」のボタンを押す。 設定はそのままで、一時的にパラメータステッピングを解除 したいときは、「解析」→「モード」→「シングル」 DC 解析の場合は「DC 伝達特性」に加えて 「パラメーターステッピング」で 2 つのパラメーターを 変化させることができる。
過渡解析をするとき、デフォルトの計算条件では発振しないことがある。 弛緩発振回路のシミュレーションでは以下の条件が必要であった。 ・「0 初期値」を選ぶ ・積分オーダーを 3 にする(2, 4, 5, 6 ではうまくいかない) 過渡解析時に「動作点の計算」ではなく「初期条件の使用」 を選ぶ。
回路図を書きアースを設定 ベースに電圧ピンを設定し、IOステートを「output」 ベース電流用の電流計を設定し、IOステートを「output」 上の 2 つの計器以外は「non」 「解析」→「DC 解析」→「DC 伝達特性」にて入力を ベースを駆動する電源に設定し、開始値、終了値、点の数を設定。 グラフが得られる。 「ファイル」→「エクスポート」→「テキスト」で 入力電圧, V_b, I_b のテキストファイルが出力される。 Excel で読み込んでグラフ表示する。
ベース電流とコレクタ電流の電流計の IOステートを「Output」 他は「none」 「解析」→「コントロールオブジェクト」でコレクタ用電源の 電圧値のスキャン範囲を設定する。 「解析」→「DC 解析」→「DC 伝達特性」にて入力をベースを駆動する 電源に設定し、開始値、終了値、点の数を設定。
信号がないときにベース電流として定常電流を流す必要がある。 固定バイアス回路を組む。信号をコンデンサで結合させ、加える。 電源電圧は 5V、交流信号が 1kHz, ±10mV の正弦波のときを考える。 1μF のコンデンサで結合してベースに加える。 定常電流は、ツールバーで「DC インタラクティブモード」を選択し、 インタラクティブ On にすると分かる。 振幅変化は過渡解析し、グラフウィンドウで「表示」→「曲線の分離」 で分かる。 交流信号電圧がベース電流をどの程度変化させるかは、 ベース電流の定常値によって異なる(固定バイアスの抵抗値によって 異なる)ことなる。なぜなら、ベース電圧 ←→ ベース電流 の関係は 曲線であり、場所によって接線の傾きは異なる。これは 場所によって等価的な抵抗値が異なることを表している。 また、カプリングコンデンサは 1kHz なので 159Ωの抵抗値となる。 100kΩのときベース電流の定常値は 43uA であり ±15uA 程度の 変化になる。 50kΩのときベース電流の定常値は 85uA であり ±25uA 程度の 変化になる。
トランジスタの増幅特性は 200 倍程度であり、 1815 の場合線形が維持されるのはベース電流が 300μA 以下である。 例えばバイアス電流の直流値を ベース電流 50μA ----> コレクタ電流 10mA として、信号によって ±30μA 変化させたい場合、 ベース電流 50μA のときのベース抵抗が 500Ωくらい(Tina シミュレータ による)なので、30μA × 500Ω = 15 mV 程度の振幅が交流入力信号 として必要である。 コレクタ電流は 6mA 変化するので、200Ωの抵抗を接続すると、 無信号時の電圧降下は 2V, 振幅は ±1.2V となる。
「基本」→「ジャンパ」で VCC と GND のジャンパピンを設定する。 7400 などの論理素子を配置し、Ground と Vcc に先程の ジャンパ名を入れる。 デフォルトでは TTL であり、5V の電源電圧で H のときの出力が 3.4V 程度 になる。Catalog で CMOS, High Speed CMOS などに変更する。 CMOS インバータを使った無安定マルチバイブレータを構成するとき、 電流制限抵抗として 10kオーム以上の抵抗が必要である。