PresentacióndePSPICE

PSPICE(Programa de Simulación con

Énfasis en Circuitos Integrados)

Simulación de circuitos eléctricos y electrónicos

Herman FernándezDepartamento Ingeniería Electrónica

Centro de Electrónica de Potenciahfernandez@poz.unexpo.edu.ve

Antecedentes

Ideado por el Laboratorio de Investigación en Electrónica y el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de la Universidad de California en Berkeley. Tesis doctoral de Lawrence Nigel escrito en Fortran. Luego se escribió en lenguaje C (Spice3) para corregir problemas de convergencia.

Antecedentes

Pspice fue desarrollado por MicroSim en California. Esta empresa fue adquirida por ORCAD de Cadence en Oregon, la que a su vez fue comprada por Cadenceel año 2000.

PSPICEDurante el proceso de diseñar un circuito un paso necesario posterior a su fabricación, es la verificación de su comportamiento de acuerdo a las especificaciones deseadas.

Las pruebas realizadas son la verificación del funcionamiento ante las variaciones de la fuente de alimentación, los efectos por los cambios de temperatura, comportamiento ante señales de ruido, etc. El tiempo y el costo de los ensayos es considerable.

Gracias al Pspice se pueden simular las distintas pruebas con el fin de realizar las modificaciones antes de su fabricación en circuito impreso

PSPICE• Observar el funcionamiento del circuito antes de su fabricación,

• Usar los componentes ideales para aislar efectos limitantes en el diseño,

• Realizar pruebas difíciles (ruido eléctrico), no factibles (carencia de equipos) y no apropiadas (simulación ante fallos provocados),

• Simular un circuito con variaciones en sus componentes,

• Cambiar parámetros de los modelos de los dispositivos semiconductores para analizar la respuesta del diseño,

• Observar la dependencia del ruido, la temperatura, capacitanciasintrínsecas, de las propiedades físicas, etc.

ORCAD• Capture: Permite definir un diseño o un proyecto (diseño en Pspice). Se puede diseñar el circuito esquemático y especificar el tipo de análisis.

• Pspice: Programa de análisis del circuito. Acepta el circuito escrito en Capture o desde un editor con formato tipo Netlist. Integra interfase gráfica para visualización de señales de voltaje, corriente , potencia, diagramas de bode y procesamiento matemático. No depende del Capture para analizar circuitos.

• Optimizer: Permite modificar automáticamente los valores de los componentes de un circuito para satisfacer ciertos valores del circuito analizando su respuesta.

• Layout: Plataforma para fabricación del circuito impreso. No depende del Pspice. Genera archivos de rutas o pistas en una, dos o múltiples caras, así como también, el formato entendible en los equipos de control numérico.

PSPICE

El editor de esquemas del entorno gráfico asistido es el “Schematics”, el cual se puede ejecutar desde el módulo de proyectos del ORCAD o desde el menúde programas de Windows.

PSPICE• Análisis de AC (dominio de la frecuencia),• Análisis DC,• Análisis estadístico Montecarlo y Peor Caso,• Polarización del circuito,• Análisis paramétrico,• Análisis de sensibilidad,• Análisis de ruido,• Análisis de comportamiento en función a los cambios de temperatura,• Función de transferencia,• Análisis transitorio (dominio del tiempo).

APLICACIONES

•Circuitos eléctricos I,II: divisor de voltaje, redes con fuentes dependientes, circuito RC análisis de carga y descarga, circuito RL con fuente alterna,•Electrónica I: rectificador media onda y onda completa, recortador y sujetador, derivador, rectificador con filtro capacitivo, curva carácterísticadel transistor bipolar, amplificador discreto, •Electrónica II: amplificador con JFET, amplificadores operacionales en modo inversor, integrador, filtro pasa bajos, rectificador de precisión y oscilador,•Electrónica III: oscilador básico con el temporizador 555, oscilador con fuente espejo, generador PWM, convertidores c.c. a c.c.,•Electrónica de Potencia I,II: controlador básico de corriente alterna, controlador AC trifásico con TRIAC, rectificador de media onda controlado, rectificador controlado de onda completa, inversor monofásico de onda cuadrada y con modulación por ancho del pulso, PWM.

PSPICE

PSPICE

File: crear nuevo circuito, abrir archivo, salvar, guardar con nuevo nombre, editar librería, ver mensajes, últimos archivos mostrados y salida.

PSPICE

Edit: repetir comando, deshacer, cortar, copiar, enviar al portapapeles, borrar, seleccionar todo, rotar (Ctrl+R), espejo o flip (Ctrl+F), reemplazar y buscar.

PSPICE

Draw: repetir, colocar elemento de la librería, conductor, bus, marcar bloque, colocar arco, polígonos, círculos, textos, insertar gráficos, etc.

PSPICE

View: fijar, ampliar o reducir, ver página completa, dibujar nuevamente, etc.

PSPICE

Options: opciones de la pantalla del pspice, tamaño de la página de trabajo, habilita repetición automática del nombre del componente, etc.

PSPICE

Analysis: revisión de conexionado, creación del “Netlist”, simular, configuración del “Probe”, visualización de resultados (osciloscopio virtual), selección y configuración del tipo de análisis.

PSPICE

Tools: herramienta para el diseño de circuitos impresos.

PSPICE

Markers: puntos de medida se señales básicas y avanzadas. Medición de voltaje respecto al terminal común, corriente de entrada o salida de un nodo, medición de voltaje diferencial. Marcadores especiales: magnitud en dB del voltaje y la corriente, medición de la componente real e imaginaria, etc.

PSPICE

Windows: despliegue de pantallas del Pspice

PSPICE

Help: Ayuda y acerca del Pspice.

PSPICE

Comandos Rápidos: abrir, guardar, zoom, conexión, bus, bloque jerárquico, acceso a librería, ventana de acceso rápido a componentes, tipo de análisis, visualización, color de marcadores, marcadores de voltaje y corriente, visualización de voltaje y corriente en análisis del punto de operación en DC. Acceso a dibujos, texto e imágenes.

PSPICE

Primera letra de elementos básicos del Pspice:

Elemento Primera letra en Pspice

Condensador C

Inductor L

Inductancia Mutua K

Resistencia R

PSPICE

Escalamiento de números en Pspice:

Múltiplo Prefijo Abreviación Exponente SímboloPspice

1012 Tera T 1E12 T, t109 Giga G 1E9 G, g106 Mega M 1E6 MEG, meg103 Kilo K 1E3 K, k10-3 Mili M 1E-3 M, m10-6 Micro µ 1E-6 U, u10-9 Nano n 1E-9 N, n10-12 Pico p 1E-12 P, p10-15 Femto f 1E-15 F, f

PSPICE

Fuentes dependientes e independientes básicas en el Pspice:

E: Fuente de voltaje controlada por voltaje (VCVS),F: Fuente de corriente controlada por corriente (CCCS),G: Fuente de corriente controlada por voltaje (VCCS),H: Fuente de voltaje controlada por corriente (CCVS),

PSPICE

Símbolos de las fuentes en Pspice: E, F, G y H

PSPICE

Dispositivos empleados en la simulación

PSPICEFuentes de Salida del Pspice:

Fuente de salida Descripción en PspiceCorriente alterna ACCorriente directa DCExponencial EXPLineal por trozos (PiecewiseLinear)

PWL

Polinómica (Polynomial) POLY (n)Pulso (Pulse) PULSESenoidal Modulada en frecuencia (Single-frequency modulation)

SFFM

Sinusoide SIN

PSPICE

Símbolos de fuentes independientes de voltaje y corriente: IDC, IAC, VDC, VAC, VSRC

PSPICE

Fuentes de Salida en Pspice:

Tipo Abreviación

Exponencial VEXP, IEXP

Pulso VPULSE, IPULSE

Por trozos o secciones VPWL, IPWL

Senoidal VSIN, ISIN

Senoidal modulada en frecuencia

VSFFM, ISFFM

Fuente de Salida EXP

Amplitud

Tiempo

V2

V1

TD1

TD2

TC1

TC2

Parámetros Valor Nominal Unidades

V1: Voltaje inicial Ninguno Volt

V2: Voltaje máximo Ninguno Volt

TD1: Tiempo de retraso 0 Seg

TC1: Constante de tiempo de subida Tiempo de impresión Seg

TD2: Tiempo duración de la subida TD1+Tiempo impresión Seg

TC2: Constante de tiempo de caída Tiempo de impresión Seg

Fuente de Salida PULSE

Parámetros Valor Nominal UnidadesV1: Voltaje inicial Ninguno Volt

V2: Voltaje del pulso Ninguno Volt

TD: Tiempo de retraso 0 Seg

TR: tiempo de subida Tiempo de impresión Seg

TF: tiempo de caída Tiempo impresión Seg

PW: Ancho del pulso Tiempo Final Seg

PER: Período Tiempo Final Seg

Fuente de Salida PULSE

tDF e α−=

Parámetros Valor Nominal UnidadesVOFF: Voltaje cruce por cero Ninguno Volt

VAMPL: Amplitud máxima Ninguno Volt

FREQ: Frecuencia 1/tiempo final Hertz

TD: tiempo de retardo 0 Seg

DF: tiempo de amortiguamiento 0 1/Seg

PHASE: Retardo en grados 0 Grado

Fuente de Salida PWL

Parámetros Valor Nominal UnidadesVN: Voltaje en un punto Ninguno Volt

TN: Tiempo en un punto Ninguno Seg

Fuente de Salida SFFM

Parámetros Valor Nominal UnidadesVOFF: Voltaje cruce por cero Ninguno Volt

VAMPL: Amplitud máxima Ninguno Volt

FC: Frecuencia de la portadora 1/tiempo final Hertz

MOD: Indice de modulación 0

FM: Frecuencia de la modulante 1/tiempo final Hertz

Análisis Punto de Trabajo (Bias Point)

Se puede determinar el punto de trabajo del circuito diseñado almacenando los resultados en un archivo con extensión: nombre del circuito.”OUT”. Para la visualización de mediciones de voltaje y corriente se dispone de los iconos V e I en la pantalla principal.

Obviamente se debe habilitar el tipo de análisis “Bias Point”.

Este tipo de análisis es conveniente cuando deseamos conocer los valores de corriente y voltaje de base, colector y emisor de un amplificador lineal con BJT.

Análisis Transitorio

Nos permite determinar la respuesta del circuito diseñado en función del tiempo. Es el tipo de análisis más empleado debido a que permite la visualización de señales en el osciloscopio virtual. El Pspice calcula previamente el punto de operación del circuito y posteriormente aplica las fuentes de excitación a los modelos de componentes para obtener las magnitudes en cada nodo y rama del diseño. Los parámetros más usados son:

Print Step: paso de iteración (generalmente 0ns)Final Time: tiempo final del análisis (depende del diseño)No Print Delay: tiempo no presentado en el análisis (se puede eliminar la presentación de la transición inicial del circuito. Ejemplo: carga inicial de un condensador de un oscilador).

Análisis Transitorio

Análisis DC

Permite obtener el comportamiento del circuito ante el barrido de una variable. El Pspice sustituye los condensadores por circuitos abiertos y las inductancias por cortocircuitos. Las fuentes de alimentación adoptan el valor del parámetro DC definido en sus atributos.

Variable de Barrido: Fuente de voltaje, temperatura, fuente de corriente, parámetro de un modelo o parámetro global.Tipo de Barrido: Lineal, octavas, décadas y lista.Nombre, valor inicial, valor final e incremento.

Barrido DC

Análisis AC

Permite obtener calcular la respuesta del circuito linealizado en las proximidades del punto de trabajo a pequeña señal para un determinado rango de frecuencias. Este análisis permite estudiar el comportamiento de un circuito en el dominio de la frecuencia (diagrama de Bode), el cual de es gran utilidad para visualizar la respuesta de amplificadores y filtros.Para el análisis del circuito el Pspice calcula el punto de trabajo del circuito, coloca en cortocircuito las fuentes de excitación DC y asume el resto de fuentes con el atributo AC asignado.Es conveniente asignar amplitud AC unitaria y fase cero, así como también emplear los marcadores avanzados dB y fase.

Barrido AC: Lineal, Octavas y Décadas.Parámetros: Total de puntos, frecuencia inicial y frecuencia final.Otros: análisis de ruido.

Análisis Fourier

Permite obtener el espectro de armónicas y el nivel continuo de una forma de onda obtenida mediante el análisis transitorio. Este estudio se puede habilitar en la ventana del Análisis Transitorio o directamente en el programa de visualización “Probe”, mediante el icono FFT. Cuando se procede desde el módulo de visualización, se obtiene el espectro de todas las señales mostradas. Es preferible usarlo de eswtamanera cuando se desean realizar estudios comparativos de dos o más señales de un circuito.

Cuando en paralelo al análisis transitorio los datos son:

Enable FourierFrecuencia centralNúmero de armónicasVariables de salida

Análisis Fourier

Análisis Paramétrico

Se puede asignar distintos valores a una variable que puede ser una fuente de voltaje, de corriente, un parámetro de un modelo, la posición de un potenciómetro, etc. Después de seleccionar la variable, se debe habilitar otro tipo de análisis bien sea Transitorio, DC o AC. Los parámetros del análisis son:

Tipo de variable: fuente de voltaje, temperatura, fuente de corriente, parámetro de un modelo o parámetro global.Tipo de barrido: lineal, octavas, décadas o lista de valores del componente.Nombre,Tipo del modelo,Nombre del modelo,Nombre del parámetro,Valor inicia, valor final y puntos por octavas.

Análisis Paramétrico

Análisis Función de Transferencia

Análisis cuando se requiere obtener la ganancia de una variable de salida respecto a la fuente de entrada, la impedancia de entrada observada desde la fuente de excitación y la impedancia vista de la salida.

El cálculo de la impedancia de entrada se puede realizar con fuentes excitación de voltaje o de corriente. Para activar el análisis debe habilitarse otro en paralelo.

Los resultados obtenidos se almacenan en el archivo de salida con extensión “Out”.

Análisis de Temperatura

Análisis de la respuesta del diseño para distintos valores de temperatura. El Pspice analiza los circuitos a 27°C, sin embargo, cuando se activa el análisis por temperatura es posible asignar varios valores para estudiar el comportamiento del circuito.Activar otro tipo de análisis (DC, AC, transitorio, etc.)Se puede especificar el análisis de temperatura directamente o a través de un análisis paramétrico.

Análisis de Sensibilidad

Análisis que genera un archivo de salida donde se especifican el listado de variables voltajes o intensidades, en función a los parámetros característicos de cada uno de los componentes del circuito.

Los componentes para los que se puede obtener la sensibilidad del circuito son: resistencias, fuentes de alimentación independientes, diodos, transistores y los interruptores controlados por voltaje o corriente.

Análisis de Estadístico

Análisis para obtener la respuesta del circuito ante las tolerancias de los componentes.

Tipos de análisis:

Monte Carlo: Análisis donde el valor de la tolerancia es aleatorio. El mismo se repite tantas veces lo indique el diseñador.

Peor Caso (Worst Case): Se simula el circuito para cada parámetro que tenga asignado tolerancia en valores extremos. Además el Pspice calcula la sensibilidad de la señal que asignemos como salida en función a cada uno de estos parámetros.

Para estudiar el efecto de las tolerancias de un circuito se debe activar el análisis AC, DC o Transitorio.

Análisis de Estadístico

Algunos parámetros configurables que determinan la precisión de cálculo

Parámetro Significado

ABSTOL Precisión máxima para las corrientes

CHGTOL Precisión máxima para cargas

CPTIME Tiempo permitido a la CPU para realizar la simulación

GMIN Conductancia mínima para cualquier malla

ITL1 Límite de iteraciones del análisis DC

ITL2 Límite de iteraciones del análisis DC con aproximaciones iniciales

ITL4 Límite de iteraciones para el cálculo de un punto del análisis transitorio

Algunos parámetros configurables que determinan la precisión de cálculo

Parámetro Significado

ITL5 Límite total de iteraciones para el cálculo de un punto del análisis transitorio

LIMPTS Máximo valor de puntos permitido para una tabla de valores

NUMDGT Número de dígitos en tablas de archivos para circuitos digitales

RELTOL Precisión relativa para voltajes y corrientes (0.001)

TNOM Temperatura por defecto de operación del circuito y temperatura de medición de parámetros de los dispositivos

VNTOL Máxima precisión de voltajes (1µV)

Errores generados en los análisis

Tipo de error: Comentario:

Nodos flotantes o menos de dos conexiones

Falta de conexión a tierra o punto común. Etapa del circuito aislada al resto o con impedancia infinita respecto al punto común. Conexión de componentes sin retorno a tierra.

Lazo o malla de un circuito con resistencia nula

Debido a una malla con resistencia cero. El error se produce al dividir por cero. Especialmente se observa cuando se conecta una inductancia directamente a una fuente de alimentación. En dicho caso se solventa insertando una resistencia serie de muy bajo valor.

Problemas de convergencia Error debido a la falta de convergencia durante el análisis transitorio o en DC. Puede ser provocado por una respuesta de transitoria impulsiva la cual no puede ser determinada con precisión. Para solventarla se pueden modificar la precisión de cálculo en la ventana de análisis.

Errores generados en los análisis

Circuitos que generan errores de simulación (izquierda) y su solución (derecha)

Circuito divisor de voltaje

Análisis polarización

Archivo de salida�

**** 03/24/05 17:18:28 ********* PSpice 9.2 (Mar 2000) ******** ID# 1 ********

* C:\Program Files\Orcad\PSpice\Schematics_Samples\Freedomat\Simulaciones\Curso Pspice\Divisor.sch

**** CIRCUIT DESCRIPTION

******************************************************************************

* Schematics Version 9.2* Thu Mar 24 17:18:28 2005

** Analysis setup **.OP

* From [PSPICE NETLIST] section of C:\Program Files\Orcad\PSpice\PSpice.ini:.lib "nom.lib"

.INC "Divisor.net"

**** INCLUDING Divisor.net ***** Schematics Netlist *

V_V1 $N_0001 0 20VR_R2 0 $N_0002 20k R_R1 $N_0001 $N_0002 20k

**** RESUMING Divisor.cir ****.PROBE V(*) I(*) W(*) D(*) NOISE(*)

.END�**** 03/24/05 17:18:28 ********* PSpice 9.2 (Mar 2000) ******** ID# 1 ********

* C:\Program Files\Orcad\PSpice\Schematics_Samples\Freedomat\Simulaciones\Curso Pspice\Divisor.sch

**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C

******************************************************************************

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

($N_0001) 20.0000 ($N_0002) 10.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTSNAME CURRENT

V_V1 -5.000E-04

TOTAL POWER DISSIPATION 1.00E-02 WATTS

�**** 03/24/05 17:18:28 ********* PSpice 9.2 (Mar 2000) ******** ID# 1 ********

* C:\Program Files\Orcad\PSpice\Schematics_Samples\Freedomat\Simulaciones\Curso Pspice\Divisor.sch

**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG C

******************************************************************************

JOB CONCLUDED

TOTAL JOB TIME .02�

Barrido DC

V_V1

0V 2V 4V 6V 8V 10V 12V 14V 16V 18V 20VV(R2:2) V(V1:+)

0V

10V

20VI(R1)

0A

250uA

500uA

SEL>>

RED VCVS

Análisis polarización

GAIN : 7

E1: 7 V2

Red VCVS

Barrido DC

V_V1

0V 5V 10V 15V 20V 25V 30V 35V 40V 45V 50VV(R3:2) V(R2:2) V(V1:+)

-50V

0V

50V

100V

150V

Red CCCS

GAIN : -3

Transitorio Red RC

Time

0s 0.1s 0.2s 0.3s 0.4s 0.5s 0.6s 0.7s 0.8s 0.9s 1.0sV(C1:1) V(V1:+)

-50V

0V

50VI(C1)

0A

4.0mA

8.0mA

SEL>>

Análisis Transitorio:Print Step: 0nsFinal Time: 1s

Red RCSW

Uso del interruptor Sw_tclosetclose: 0.3sttran: 10uRclosed: 0.01Ropen: 1MEG

Análisis Transitorio:Print Step: 0nsFinal Time: 1s

Red RCSW

Se puede apreciar como se carga el condensador antes de cerrar el interruptor debido a la resistencia en estado abierto.

Time

0s 0.1s 0.2s 0.3s 0.4s 0.5s 0.6s 0.7s 0.8s 0.9s 1.0sV(R1:1) V(C1:1)

-20V

0V

20V

40V

60V

Red RCSWUso del interruptor Sw_tclosetclose: 0.3sttran: 10uRclosed: 0.01Ropen: 10MEG

Time

0s 0.1s 0.2s 0.3s 0.4s 0.5s 0.6s 0.7s 0.8s 0.9s 1.0sV(R1:1) V(C1:1)

-20V

0V

20V

40V

60V

Red Descarga RCSWUso del interruptor Sw_tclosetclose: 0.3sttran: 10uRclosed: 0.01Ropen: 10MEG

Time

0s 0.1s 0.2s 0.3s 0.4s 0.5s 0.6s 0.7s 0.8s 0.9s 1.0sV(C1:1)

0V

10V

20V-I(R1)

0A

1.0mA

2.0mA

SEL>>

Red RLAC

Nota: El marcador de corriente debe colocarse en el terminal por donde entra la corriente de la fuente.

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(I1:+) -I(I1)

-40

-20

0

20

40

1tan 45LRωθ− = = o

Red RLAC

2cos5000i t=

Nota: Debido a la disponibilidad de fuente de corriente senoidal, se debe corregir la fase de la fuente seno a -90 grados eléctricos

Nota: Error de flotación. Solución convertir fuente de corriente en real con una impedancia en paralelo muy alta para no afectar el circuito original

Red RLAC

Time

0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0msV(R1:1) -I(I1)

-40

-20

0

20

40

1tan 63.4LRω− = o

Media Onda

1 10sin 377V t=

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(R1:1) V(V1:+)

-10V

-5V

0V

5V

10V

Análisis Transitorio: PS: 0nsFT: 33.33ms

Media Onda

Análisis de Fourier

Frequency

0Hz 0.1KHz 0.2KHz 0.3KHz 0.4KHz 0.5KHz 0.6KHz 0.7KHz 0.8KHz 0.9KHz 1.0KHzV(R1:1) V(V1:+)

0V

4V

8V

12V

1 10sin377V t=

( ) 2 2 21 sin cos 2 cos 4 cos 6 ..........2 3 15 35

Vv t t t t tπ ω ω ω ωπ⎧ ⎫= + − − − −⎨ ⎬⎩ ⎭

dcVVπ

=Voltaje DC ubicado a 0Hz

Recortador SPN (Serie Polarizado Negativo)

Análisis Transitorio: PS: 0nsFT: 33.33ms

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(V1:+) V(R1:1)

-40V

-20V

0V

20V

40V

1 30sin377V t=

Recortador SPNOC (Serie Polarizado Negativo Onda Cuadrada)

Análisis Transitorio: PS: 0nsFT: 33.33ms

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(V1:+) V(R1:1)

-40V

-20V

0V

20V

Recorta PPP (Paralelo Polarizado Positivo)

1 30sin377V t=

Análisis Transitorio: PS: 0nsFT: 33.33ms

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(V2:+)

0V

10V

20V

30V

SEL>>

V(R1:1)-40V

0V

40V

Sujetador RCD100K

Análisis Transitorio: PS: 0nsFT: 3ms

Time

0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(D1:1)

-20V

-10V

0V

10VV(V1:+)

-10V

-5V

0V

5V

SEL>>

Sujetador RCD1K

Análisis Transitorio: PS: 0nsFT: 3ms

Time

0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(D1:1)

-20V

-10V

0V

10VV(V1:+)

-10V

-5V

0V

5V

SEL>>

Rectifica TC

Problema: Error de Flotación

Medición tensión primaria: Marcador diferencial

Reducir el valor de la inductancia secundaria para disminuir el voltaje de salida: 10mH a 0.5 mH.Medición voltaje inverso del diodo.

Rectifica TC

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(R1:2)

0V

10V

20VV(V1:+,R2:2)

-200V

0V

200V

SEL>>

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(R1:2) V(D1:1,D1:2)

-40V

-20V

0V

20V

Rectifica OC1 10sin377V t=

Análisis Transitorio: PS: 0nsFT: 33.33ms

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(R1:2) V(V1:+,R2:2)

-10V

-5V

0V

5V

10V

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(D1:1,D1:2)

-10V

-5V

0V

5V

El voltaje inverso en el diodo es Vmrespecto a 2 Vm en el rectificador de onda completa con toma central.

Rectifica OCCF

Análisis Paramétrico:Name: xStart Value: 5End Value: 35Increment: 5

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 33.33ms

1 10sin 377V t=

Nuevos componentes: R_var:VALUE: 100SET:{x}PARAM:NAME: xVALUE1: 5VALUE2: 35

Rectifica OCCF

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(RL:1) V(V1:+,R2:2)

-10V

-5V

0V

5V

10V

Se aprecia como el condensador se carga desde cero voltios.

Rectifica OCCF

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(RL:1) V(V1:+,R2:2)

-10V

-5V

0V

5V

10V

Onda de salida considerando carga inicial del condensador, IC: 8V

Curva BipolarAnálisis Barrido DC Anidado:

Barrido Primario: VCCStart Value: 0End Value: 10 Increment: 0.1

Nested Sweep

Barrido Secundario: VBBStart Value: 0End Value: 10 Increment: 2

Enable Nested Sweep

Barrido Anidado el cual consiste en variar una fuente en todo su rango manteniendo la segunda a un valor inicial, al terminar el barrido, se incrementa el valor de la segunda fuente y se varía otra vez la primera en todo su espectro.

Nota: Para el análisis de barrido DC no importa el valor de la fuente nominal de las fuentes VBB y VCC.

Curva Bipolar

V_VCC

0V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10VIc(Q1)

0A

5mA

10mA

15mA

20mA

Amplificador Bipolar

Análisis Transitorio:

PT: 0nsFT: 3ms

Time

0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(Q2:c) V(V2:+)

-5V

0V

5V

10V

15V

Desfasaje de 180° eléctricos entre la señal de salida y la señal de entrada

Amplificador JFET

Análisis Transitorio:

PT: 0nsFT: 3ms

Desfasaje de 180° eléctricos entre la señal de salida y la señal de entrada

Time

0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(RL:1) V(V2:+)

-5.0V

0V

5.0V

OpampinvAnálisis Transitorio:

PT: 0nsFT: 3ms

Desfasaje de 180° eléctricos entre la señal de salida y la señal de entrada

Time

0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(Vi:+) V(IC1A:OUT)

-10V

-5V

0V

5V

10V

f

i

RVo Vi

R= −

Opampinv

Función de transferencia:

SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS:

V($N_0002)/V_Vi = -9.999E+00INPUT RESISTANCE AT V_Vi = 1.000E+04OUTPUT RESISTANCE AT V($N_0002) = 2.897E-03

OpampninvAnálisis Transitorio:

PT: 0nsFT: 3ms

Desfasaje de 0° eléctricos entre la señal de salida y la señal de entrada

1 f

i

RVo Vi

R⎛ ⎞

= +⎜ ⎟⎝ ⎠

Time

0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(Vi:+) V(IC1A:OUT)

-20V

-10V

0V

10V

20V

Opampninv

Función de transferencia:

1 f

i

RVo Vi

R⎛ ⎞

= +⎜ ⎟⎝ ⎠

Zi Zopamp>

SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS:

V($N_0002)/V_Vi = 1.100E+01INPUT RESISTANCE AT V_Vi = 2.049E+09OUTPUT RESISTANCE AT V($N_0002) = 2.897E-03

OpampintAnálisis Transitorio:

PT: 0nsFT: 3s

Time

0s 0.5s 1.0s 1.5s 2.0s 2.5s 3.0sV(V4:+) V(IC1A:OUT)

-8.0V

-4.0V

0V

4.0V

8.0V

0

1 ( 0)t

Vo Vi dt Vc tRC

= − + =∫

OpampfilFiltro Activo Segundo Orden

Análisis Transitorio:

PT: 0nsFT: 33.33ms

Vi: 5V, 60HzVruido: 0.2V, 2K

T i m e

0 s 5 m s 1 0 m s 1 5 m s 2 0 m s 2 5 m s 3 0 m s 3 5 m sV ( I C 1 : O U T ) V ( Z 1 : 2 )

- 8 . 0 V

- 4 . 0 V

0 V

4 . 0 V

8 . 0 V

Opampfil BodeFiltro Activo Segundo Orden

Análisis Barrido AC:Total Points: 101Start Frequency: 10End Frequency: 600

Vi: AC de 1V

Frequency

0Hz 100Hz 200Hz 300Hz 400Hz 500Hz 600Hz 700HzVP(IC1:OUT)

-200d

-100d

0dVDB(IC1:OUT)

-40

-20

0

20

SEL>>

Opamprec

Rectificador de Precisión

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 33.33ms

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(D1:2)

-4.0V

0V

4.0V

8.0VV(RI:2)

-5.0V

0V

5.0V

SEL>>

Opamposc

Oscilador de Relajación

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 10ms

Tensión inicial:10V

Time

0s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10msV(R1:1) V(IC13A:OUT)

-20V

-10V

0V

10V

20V

Osc555

Oscilador de Relajación

Análisis Transitorio1:PS: 0nsFT: 10ms

Tensión inicial en cada condensador:0V

Time

0s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10msV(R3:1) V(R2:1)

-5V

0V

5V

10V

15V

1 2 1

1 2

1 2

1 .443( 2 )

100%2

ofR R C

R RD

R R

=+

⎛ ⎞+= ⎜ ⎟+⎝ ⎠

Osc555

Oscilador de Relajación

Análisis Transitorio2:PS: 0nsFT: 15msNPD: 3ms

Time

3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10ms 11ms 12ms 13ms 14ms 15msV(R3:1) V(R2:1)

-5V

0V

5V

10V

15V

Espejo555

Oscilador Tipo Espejo

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 6msNPD: 5ms

T i m e

5 . 0 m s 5 . 1 m s 5 . 2 m s 5 . 3 m s 5 . 4 m s 5 . 5 m s 5 . 6 m s 5 . 7 m s 5 . 8 m s 5 . 9 m s 6 . 0 m sV ( Q 1 : c ) V ( R 3 : 1 )

0 V

5 V

1 0 V

1 5 V

( ) 1 113

CCC

CC EB

VT R C

V V=

−

PWM555

PWM con el 555

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 20msNPD: 5ms

1 2 1

1

1 2

0.69 ( )( )

( )

dc

a

dc

T R R R CR R

DCR R R

= + +

+=

+ +

PWM555

T i m e

4 m s 6 m s 8 m s 1 0 m s 1 2 m s 1 4 m s 1 6 m s 1 8 m s 2 0 m sV ( U 1 : O U T P U T ) V ( C 1 : 1 )

0 V

5 V

1 0 V

1 5 V

T i m e

4 m s 6 m s 8 m s 1 0 m s 1 2 m s 1 4 m s 1 6 m s 1 8 m s 2 0 m sV ( U 1 : O U T P U T ) V ( C 1 : 1 )

0 V

5 V

1 0 V

1 5 V

Chopreduc

Time

9.90ms 9.91ms 9.92ms 9.93ms 9.94ms 9.95ms 9.96ms 9.97ms 9.98ms 9.99ms 10.00msV(S2:1) I(L1)

0

2.5

5.0V(RL:1)

11.75V

11.80V

11.85V

11.90V

SEL>>

Convertidor c.c. a c.c. reductor de voltaje

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 10msNPD: 9.9ms

VPWM:V1:0V2:5TD:0TR:10nsTF:10nsPW:10usPER:20us

o inTonV VT

=

Chopreleva

Convertidor c.c. a c.c. reductor de voltaje

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 10msNPD: 9.95ms

VPWM:V1:0V2:5TD:0TR:10nsTF:10nsPW:8usPER:20us

1

(1 )o in

onV V

TT

=−

Time

9. 950ms 9.955 ms 9 .960ms 9.96 5ms 9.970ms 9.9 75ms 9.980m s 9. 985ms 9.990 ms 9.995ms10.0 00msV(RL:1)

38 .0V

39 .0V

37 .5V

39 .5V

SEL> >

I(L1) V(S2: 1)0

5

10

15

Simple OR

Compuerta ORAnálisis Transitorio:PS: 20nsFT: 50us

DigClock:Delay: 10usOntime: 5usOfftime: 5usStartVal:0

Time Time

0s 5us 10us 15us 20us 25us 30us 35us 40us 45us 50us

U6A:Y DSTM1:1

ControlTriacControlador AC con TRIAC:VG (pulsos de disparo):V1: 0V2:+ - 10vTD: 2msTR: 20nsTF: 20nsPW: 0.2msPER: 8.33ms

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(RL:1)

-200V

0V

200VV(V2:+)

-10V

-5V

0V

SEL>>

V(V1:+)-200V

0V

200V

ControlTriac

Frequency

0Hz 0.2KHz 0.4KHz 0.6KHz 0.8KHz 1.0KHz 1.2KHz 1.4KHz 1.6KHz 1.8KHz 2.0KHzV(RL:1)

0V

50V

100V

SEL>>

V(V1:+)0V

40V

80V

120V

Armónicas de Voltaje

ControlTriac

Controlador AC Trifásico Bidireccional: α = 30° eléctricosAnálisis Transitorio:PS: 0nsFT: 66.66msNPD: 16.66ms

ControlTriac

Time

15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms 45ms 50ms 55ms 60ms 65ms 70msV(T2:G,VG2:-) V(RL2:1,RL2:2)

-200V

0V

200V

SEL>>

V(RL1:1,RL1:2) V(VG1:+,VG1:-)-200V

0V

200V

ACBi120Snu

Controlador AC Trifásico Bidireccional: α = 120° eléctricosAnálisis Transitorio:PS: 0nsFT: 33.33msNPD: 0

Voltaje en la carga α:120° eléctricos

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(T1:A) V(RL1:1,RL1:2) V(VG31:+,VG31:-)

-200V

-100V

0V

100V

200V

Red Snubber integrada

ACDCbasico

Rectificador monofásico simpleα = 60° eléctricosAnálisis Transitorio:PS: 0nsFT: 35msNPD: 0

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35msV(T1:K)

0V

50V

100V

150V

200VV(T1:G,VG:-)

0V

5V

10V

SEL>>

V(T1:A)-200V

0V

200V

ACDCSemiMonoI

Rectificador monofásico totalmente controladoα = 90° eléctricos

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 35msNPD: 0

T i m e

0 s 5 m s 1 0 m s 1 5 m s 2 0 m s 2 5 m s 3 0 m s 3 5 m sV ( R L : 2 )

0 V

1 0 0 V

2 0 0 VV ( V G 1 : + , V G 1 : - ) V ( V G 4 : + , V G 4 : - )

0 V

5 V

1 0 VV ( V 1 : + , V 1 : - )

- 2 0 0 V

0 V

2 0 0 V

S E L > >

ACDCSemiMonoII

Rectificador monofásico totalmente controlado carga inductiva y fuenteα = 90° eléctricos

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 35msNPD: 0

T i m e

0 s 5 m s 1 0 m s 1 5 m s 2 0 m s 2 5 m s 3 0 m s 3 5 m sV ( R L : 2 )

0 V

1 0 0 V

2 0 0 V

S E L > >

I ( L 1 )- 2 0 A

0 A

2 0 AV ( V 1 : + , V 1 : - ) V ( V G 1 : + , V G 1 : - ) V ( V G 4 : + , V G 4 : - )

- 2 0 0 V

0 V

2 0 0 V

InvMono

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 36msNPD: 0

InvMono

Time

0s 4ms 8ms 12ms 16ms 20ms 24ms 28ms 32ms 36msI(R1)

-2.0A

0A

2.0AV(R1:1,L1:2)

-400V

0V

400V

SEL>>

InvMonoSPWM

Análisis Transitorio:PS: 0nsFT: 18msNPD: 0

InvMonoSPWM

F r e q u e n c y

0 H z 2 K H z 4 K H z 6 K H z 8 K H z 1 0 K H z 1 2 K H z 1 4 K H z 1 6 K H z 1 8 K H z 2 0 K H zI ( R 1 )

0 A

0 . 5 A

1 . 0 A

1 . 5 A

Time

0s 2ms 4ms 6ms 8ms 10ms 12ms 14ms 16ms 18msI(R1)

-2.0A

0A

2.0AV(R1:1,L1:2)

-200V

0V

200V

SEL>>