HƯỚNG ĐẪN
THÍ NGHIỆM CKĐT, CS ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ
DÙNG PHẦN MỀM TINA 8
NGUYEN DUC HIEP
1
MỞ ĐẦU
Hiện nay các khoa Điện tử - Viễn thông, Điện - Điện tử của các trường đại
học và học viện trong nước giảng dạy môn Cấu kiện điện tử đều có các bài thí
nghiệm xây dựng trên các kít thí nghiệm có sẵn. Một số trường cũng đã chú
trọng đến việc xây dựng các bài thí nghiệm mô phỏng dựa trên các phần mềm
thiết kế điện tử tự động.
Đối với các trường đại học ở nước ngoài, việc kết hợp các bài thí nghiệm
dựa trên các kít thí nghiệm có sẵn và các bài thí nghiệm mô phỏng dựa trên các
phần mềm thiết kế điện tử tự động trong việc giảng dạy một môn học được thực
hiện rất tốt. Qua đó các sinh viên vừa có thể nắm vững được các kiến thức lý
thuyết để có thể áp dụng được vào thực tế, vừa nâng cao được khả năng thiết kế
mạch bằng phần mềm.
Trong 10 năm gần đây, trên thị trường thế giới cũng đã xuất hiện rất nhiều
phần mềm Thiết kế - Mô phỏng mạch điện tử và các phần mềm Vẽ mạch in. Có
thể kể ra các phần mềm tên tuổi như : Circuit Marker 2000, OrCard, Multisim,
Proteus, Tina… Các phần mềm này chính là công cụ để giúp các kỹ sư, các nhà
sản xuất tối ưu hóa công việc của mình, từ đó tạo ra những sản phẩm điện tử
chính xác, đáng tin cậy và giá thành thấp.
Trong các phần mềm kể trên thì phần mềm TINA 8 do nhà sản xuất
DesignSoft phát hành năm 2008 là một trong số các phần mềm Thiết kế - Mô
phỏng mạch điện tử và Vẽ mạch in nổi tiếng nhất hiện nay. TINA 8 là một
trong những gói phần mềm mạnh nhất hiện nay dùng để phân tích, thiết kế, mô
phỏng tín hiệu số, tín hiệu tương tự, VHDL và kết hợp các mạch điện tử hay
các mạch in của chúng.
Do đó đề tài “Xây dựng bộ bài thí nghiệm mô phỏng cho môn học Cấu
kiện điện tử” dựa trên công cụ mô phỏng là phần mềm TINA được đưa ra nhằm

2.4.2. Cách nối dây..................................................................................18
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU CÁC MÁY ĐO ẢO..........................................19
3.1. Giới thiệu các loại máy đo ảo...............................................................19
3.1.1 Máy tạo sóng chức năng (Function Generator):.............................19
3.1.2. Máy đo đa năng số (Digital Multimeter - DMM).........................20
3.1.3. Máy ghi dạng sóng XY (XY Recorder)........................................21
3.1.4. Máy hiện sóng ảo ( Oscilloscope).................................................23
3.1.5. Máy phân tích tín hiệu (Signal Analyzer).....................................25
3.1.6. Máy phân tích phổ (Spectrum Analyzer)......................................28
3.1.7. Máy phân tích mạng (Network Analyzer).....................................29
3.1.8. Máy phân tích logic (Logic Analyzer)..........................................30
3.1.9. Máy tạo tín hiệu số (Digital Signal Generator).............................32
3.2. Nguồn tương tự và nguồn số ...............................................................33
3.2.1. Nguồn tương tự.............................................................................33
3.2.2 Nguồn số.........................................................................................40
........................................................................................................................47
CHƯƠNG 4. CÁC BÀI THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG ..................................47
BÀI SỐ 1: ĐIỐT ........................................................................................47
BÀI SỐ 2: ĐIỐT và BJT.............................................................................52
BÀI SỐ 3: FET............................................................................................58
KẾT LUẬN.....................................................................................................73

4
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TINA 8
1.1. Giới thiệu tổng quan phần mềm
Bộ thiết kế TINA 8 (TINA Design Suite) là một trong những gói phần mềm
mạnh nhất hiện nay để phân tích, thiết kế, mô phỏng tín hiệu số, tương tự, VHDL và
kết hợp các mạch điện tử hay các mạch in của chúng. Phần mềm TINA cũng cung
cấp các chức năng phân tích RF, các mạch quang điện, kiểm tra và gỡ lỗi các ứng
dụng vi điều khiển và vi xử lý. Một tính năng đặc biệt của phần mềm là cho phép

hiệu số đều có sẵn.
• Phân tích Fourier: Ngoài việc tính toán và hiển thị đáp ứng thì các hệ số của
dãy Fourier, méo hài đối với các tín hiệu tuần hoàn và phổ Fourier của các tín
hiệu không tuần hoàn cũng có thể được tính toán.
• Mô phỏng số: TINA cũng bao gồm mô phỏng rất nhanh và mạnh cho các
mạch số. Ta có thể theo dấu hoạt động của mạch từng bước một, tiến về phía
trước hoặc lùi lại phía sau, hoặc xem sơ đồ thời gian hoàn chỉnh trong một cửa
sổ phân tích logic đặc biệt. Ngoài các cổng logic, thư viện linh kiện lớn của
TINA còn có các IC và các phần tử số khác.
• Mô phỏng VHDL: TINA cũng bao gồm một bộ mô phỏng VHDL để kiểm
tra các thiết kế VHDL cả trong môi trường số và môi trường tín hiệu hỗn hợp
tượng tự - số. Nó hỗ trợ các tiêu chuẩn ngôn ngữ IEEE 1076-1987 và 1076-
1993 và các tiêu chuẩn IEEE 1164 (tiêu chuẩn logic). Các mạch có thể chứa các
khối VHDL có thể chỉnh sửa được từ thư viện của TINA, các cấu kiện FPGAs
& CPLDs, hoặc VHDL do người dùng tự tạo ra hoặc tải về từ Internet. Người
dùng có thể chỉnh sửa các nguồn VHDL của bất cứ cấu kiện VHDL nào và xem
kết quả ngay. Với tùy chọn bộ mô phỏng VHDL tùy chọn, người dùng có thể
phát triển và gỡ lỗi code VHDL cả ở bên trong và bên ngoài TINA. Bộ mô
phỏng VHDL bao gồm Hiển thị dạng sóng, Quản lý dự án và Trình duyệt phân
tầng.
6
• Mô phỏng vi điều khiển: TINA bao gồm một phạm vi rộng các vi điều
khiển (PIC, AVR, 8051) cho phép người sử dụng kiểm tra, gỡ lỗi và chạy một
cách tương tác. Kết hợp với Trình biên dịch hợp ngữ (assembler) cho phép
người dùng sửa đổi code hợp ngữ và xem kết quả ngay lập tức.
• Phân tích AC: cho phép tính toán điện áp, dòng điện, trở kháng, và công
suất. Thêm vào đó, phần mềm cho phép vẽ các đồ thị biên độ, đồ thị pha
Nyquist và Bode và các đặc tính trễ nhóm của các mạch tương tự. Đối với các
mạng phi tuyến thì việc tuyến tính điểm làm việc được thực hiện một cách tự
động.

kiện) trong cửa sổ chính của TINA. Cửa sổ này luôn ở bên trên do đó cho phép xem
cả cửa sổ thiết kế mạch nguyên lý và cửa sổ bo mạch cùng một lúc. Sau đó người
sử dụng có thể lắp mạch theo sơ đồ nguyên lý như thông thường và hình ảnh của
linh kiện cùng các dây nối sẽ được hiển thị một cách đồng thời trên bo mạch. (hình
1.2)
Hình 1.2 - Chức năng bo mạch 3D như thật
Tóm lại, sự tương tác cao, đầy đủ tính năng và dễ sử dụng đã làm cho phần
mềm TINA 8 chiếm ưu thế hơn các phần mềm Thiết kế mạch khác hiện nay…
1.2. Các đối tượng của phần mềm
• Với những ưu điểm trên, phần mềm TINA 8 là một công cụ vô cùng đắc
lực hỗ trợ cho các kỹ sư thiết kế mạch điện tử, và các nhà sản xuất mạch in.
• Phần mềm hỗ trợ mô phỏng tương tự và mô phỏng số nên được các giảng
viên đánh giá cao trong môi trường nghiên cứu ở các trường đại học.
• Bên cạnh đó, phần mềm cũng là công cụ giúp cho sinh viên, nghiên cứu
sinh ngành điện tử viễn thông tiếp cận với việc mô phỏng mạch điện tử,
thiết kế mạch in một cách trực quan và dễ dàng.
• Hiện nay, nhà sản xuất DesignSoft cũng đã thương mại hoá nhiều phiên
bản TINA khác nhau với giá thành khác nhau để phục vụ cho các đối tượng
khác nhau…
8
1.3. Cấu hình máy tính yêu cầu
Để sử dụng được phần mềm TINA, người sử dụng phải có cấu hình máy tính tối
thiểu như sau:
 CPU Pentium II hoặc cao hơn.
 64 MB bộ nhớ (RAM).
 Ổ cứng còn trống ít nhất 100 MB.
 Ổ CD-ROM.
 Màn hình màu SVGA.
 Hệ điều hành: Windows 9x, Windows NT/ME/XP, Windows 2000.
• Để bắt đầu chương trình TINA, người dùng có thể làm theo các cách sau:

3. The Schematic window: cửa sổ làm việc chính của chương trình, cho phép
chỉnh sửa, mô phỏng sơ đồ nguyên lý của mạch trực tiếp. Cửa sổ này thực
tế là một bản vẽ lớn. Ta có thể di chuyển thanh cuộn nếu vùng soạn thảo
vượt quá màn hình chính.
4. The Toolbar: Thanh công cụ.
Người dùng có thể chọn hầu hết các lệnh để chỉnh sửa mạch trên Thanh
công cụ này. Lưu ý rằng các lệnh trên Thanh công cụ cũng nằm trong Trình
đơn hoặc có thể sử dụng bằng các phím tắt. Sau đây là chi tiết các lệnh trên
Thanh công cụ.
Mở một tập tin sơ đồ nguyên lý sẵn có trong máy tính (.TSC hoặc
.SCH), mở một Marco (.TSM)
Lưu sơ đồ nguyên lý đang sử dụng. Người dùng sẽ thuận lợi hơn
nếu thường xuyên lưu trữ lại mạch đang làm nhằm tránh tình trạng
mất dữ liệu khi máy tính tắt đột xuất.
Đóng sơ đồ nguyên lý đang sử dụng.
Sao chép các linh kiện hoặc các chữ được lựa chọn.
Dán các linh kiện hoặc chữ đã sao chép vào nơi cần dùng.
Khi nút này được nhấn vào, người dùng có thể sử dụng con trỏ để di
chuyển các linh kiện, dây nối hoặc các chữ, thuận lợi trong việc sắp
xếp lại sơ đồ nguyên lý theo ý muốn.
Lấy thêm 1 bản sao của linh kiện trước đó mà bạn đã chọn với cùng
các tham số.
11
3
4
Sử dụng nút lệnh này để vẽ dây nối cho sơ đồ nguyên lý
Thêm các chú thích vào sơ đồ nguyên lý hay kết quả phân tích.
Cho phép cắt 2 dây dẫn chéo qua hoặc nối với nhau.
Đảo chiều một góc 90
0

13
Hình 2.3 – Cửa sổ tìm kiếm các linh kiện
Người dùng cũng có thể lựa chọn các linh kiện
trong danh sách này. Đây là danh sách các linh kiện đầy đủ nhất của
chương trình.
5. The Component Bar - Thanh Linh kiện: Các linh kiện được sắp xếp thành
các nhóm. Mỗi khi 1 nhóm được lựa chọn, các linh kiện trong nhóm đó sẽ
xuất hiện trên thanh công cụ. Khi nhấn chuột trái vào linh kiện mong
muốn, con trỏ đổi sang hình bàn tay và ta có thể bỏ linh kiện đó vào mạch.
Các linh kiện có thể được quay hoặc đảo chiều trước khi đưa vào mạch
bằng cách sử dụng các phím [+/-] : quay 90
o
và phím [*]: lấy đối xứng. Khi
đã hiệu chỉnh xong vị trí cũng như hướng của linh kiện, nhấn chuột trái 1
lần nữa để đặt linh kiện vào mạch.
6. Find component Tool – Công cụ tìm kiếm linh kiện: hỗ trợ tìm kiếm nhanh
các linh kiện theo tên có trong cơ sở dữ liệu của phần mềm.
7. Open files tab - Thẻ mở các tập tin: hỗ trợ mở nhiều mạch hoặc nhiều phần
của một mạch điện (Macro) cùng một lúc, và công cụ này dùng để chuyển
14
7
5
6
đổi giữa các tập tin đã được mở. Chỉ cần nhấn chuột vào Thẻ để chuyển
đến mạch ta cần.
8. The TINA Task bar - Thanh tác vụ: nằm ở phía dưới của màn hình, có
chức năng cung cấp nút tắt cho các dụng cụ đo khác nhau hay các máy ảo
sử dụng trong chương trình. Khi các máy ảo được kích hoạt (trong phần
T&M) thì sẽ xuất hiện 1 cửa sổ mới tương ứng với mỗi loại. Người sử
dụng chọn nút LOCK (Khóa) để đặt cửa sổ chính của chương trình luôn

• Multiple selection (Lựa chọn nhiều linh kiện): để lựa chọn 1 lúc nhiều linh
kiện thì giữ phím SHIFT trong khi bấm chuột và các linh kiện mong muốn.
Nếu linh kiện đã được lựa chọn, khi ta bấm chuột vào nó 1 lần nữa thì nó
sẽ không lựa chọn linh kiện đó nữa. Việc lựa chọn nhiều linh kiện 1 lúc sẽ
thuận lợi trong việc nhóm các linh kiện và di chuyển chúng…
• Selection of all objects: Dùng tổ hợp phím CTRL-A để lựa chọn tất cả các
linh kiện trong mạch.
• Moving objects: các linh kiện có thể được di chuyển bằng cách nhấn chuột
trái vào linh kiện đó và kéo thả đến nơi mong muốn.
• Parameter modification: Khi bấm 2 lần vào linh kiện hộp thoại thay đổi
thông số của linh kiện sẽ xuất hiện, cho phép thay đổi các thông số mong
muốn.
• Crossing wires: Nối các dây chéo nhau.
• Block : Đặt linh kiện vào mạch.
2.3. Các đơn vị đo
Khi thay đổi các tham số hay các giá trị cho một linh kiện, các chữ viết tắt có
định dạng như sau có thể sử dụng:
16
Ví dụ: người sử dụng có thể nhập giá trị 1 điện trở là: 1M (ohm) thay vì phải nhập
1.000.000 (ohm).
Lưu ý: khi nhập giá trị sử dụng các chữ viết tắt cần phải phân biệt chữ hoa và chữ
thường, đồng thời không có khoảng trống giữa chữ và số trước đó.
2.4. Cách nối dây – Đặt các linh kiện
2.4.1. Cách đặt các linh kiện vào mạch
Các linh kiện được lấy ra từ Thanh Linh kiện và biểu tượng của chúng được di
chuyển bởi con trỏ đến nơi cần đặt. Khi nhấn chuột trái, chương trình sẽ tự động đặt
linh kiện vào bản mạch chính.
Các linh kiện có thể được định vị thẳng đứng hoặc nằm ngang hoặc có thể quay
một góc 90
0

18
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU CÁC MÁY ĐO ẢO
VÀ CÁC LOẠI NGUỒN MÔ PHỎNG
3.1. Giới thiệu các loại máy đo ảo
3.1.1 Máy tạo sóng chức năng (Function Generator):
Hình 3.1 – Máy tạo sóng chức năng
Máy tạo sóng chức năng (function generator): là một máy đa năng và có thể
được sử dụng làm:
• Một nguồn tham chiếu: tạo ra một sóng hình sin có biên độ, tần số, pha
và điện áp một chiều (DC offset ) cụ thể.
• Một máy tạo sóng chức năng: tạo ra nhiều dạng sóng với biên độ, tần số,
pha, và điện áp một chiều (DC offset ) nào đó.
• Một máy quét (sweep generator): tạo ra sự quét tần số lôga và tuyến tính.
: Nút tăng, giảm
:Nút chọn lựa hàng giá trị
: Nút này cho phép xác lập những giá trị, dạng sóng đã chọn lựa cho
nguồn (source).
19
: Chọn dạng sóng (since ,cosine, xung…)
: Bật hoặc tắt chế độ sweep.
: Những phím này cho phép xem, hay thay đổi tần số bắt
đầu, tần số kết thúc, thời gian quét …
: Thiết lập mode quét là đơn hay liên tục.
: Chọn lựa mode quét là tuyến tính hay logarithmic.
Parameters: Các phím này cho phép xem, thay đổi các thông số của nguồn.
: Tần số, biên độ, DC, pha của nguồn.
: Nút start và stop.
: Nút chọn lựa kênh ra (output channel).
3.1.2. Máy đo đa năng số (Digital Multimeter - DMM)
Chức năng: cho phép đo điện áp và dòng điện DC, AC, điện trở, hoặc tần số

: bắt đầu hiển thị
: ngừng hiển thị
: xóa màng hình hiển thị
: tự động thiết lập tỷ lệ trục XY để hiển thị tốt nhất tín hiệu vào
3.1.4. Máy hiện sóng ảo ( Oscilloscope)
Chức năng: dùng để hiển thị dạng sóng trên màn hình.
23
Hình 3.4 – Máy hiện sóng Oscilloscope
• Các thiết lập cho trục X:

• Các thiết lập cho trục Y:

24
 HORIZONTAL: tăng, giảm thời gian
theo các hệ số 1-2-5.
 POSITION: dịch trái, phải tín hiệu theo
trục X.
 Mode: chọn lựa mode hiển thị cho tín
hiệu ra.
 X source: chọn lựa kênh nguồn X theo
mode X-Y.
: chọn lựa kênh đầu vào (input channel), bật hoặc tắt.

• Các phím chức năng:
: bắt đầu hiển thị dạng tín hiệu.
: ngừng hiển thị.
: thu thập dữ liệu và dạng sóng ở thời điểm gần nhất.
: xoá màng hình hiển thị.
: chức năng tự động chọn tỷ lệ hiển thị, giúp
cho tín hiệu đầu vào máy hiện sóng (oscilloscope) được tốt nhất.