16
การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบื ้องตน มนตรี ศิริปรัชญานันท ภาควิชาครุศาสตรไฟฟา สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกลาพระนครเหนือ Email : [email protected] Homepage : http://www.teched.kmitnb.ac.th/~msn

การใช้งานโปรแกรม Pspice for windows เบื้องต้น ม

  • Upload
    jiraek

  • View
    8.610

  • Download
    16

Embed Size (px)

Citation preview

การใชงานโปรแกรมPspice for windows

เบ้ืองตน

มนตรี ศริิปรัชญานันทภาควิชาครุศาสตรไฟฟา สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกลาพระนครเหนือ

Email : [email protected] Homepage : http://www.teched.kmitnb.ac.th/~msn

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 2

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

โปรแกรม Pspice for windows

การวิเคราะหวงจรไฟฟา-อิเลคทรอนิคสที่ซับซอนมากขึ้น เชน การวิเคราะหผลการทํ างานเม่ืออุณหภูมิมีการเปล่ียนแปลง ซ่ึงไมสามารถทํ าไดบนโปรแกรม Electronics Workbench เพ่ือใหไดผลลัพธหรือคาของตัวอุปกรณตางๆ ไดแก ตัวตานทาน (Resistor) ตัวเก็บประจุ (Capacitor) ตัวเหน่ียวนํ าหรือขดลวด (Inductor) และอุปกรณอื่น จะมีสูตรการคํ านวณที่เปนมาตรฐาน เชน

)()(:tanRe tRitvcesis = RtVti )()( =

)(/)(:tan

tidtdiLtVceInduc = ∫= Vdt

Lti 1)(

∫= idtcitVceCapaci )(:tan

dtdvcti =)(

โปรแกรม Pspice เปนโปรแกรมที่สามารถจะวาดรูปวงจรเพื่อใชทดลอง และวิเคราะหวงจรไดเลยซึ่งคลายกับโปรแกรม Electronics Workbench แลวนํ าไปคํ านวณเพื่อนํ าผลลัพธท่ีไดมาวาดกราฟรูปคลื่นของกระแส(current) และแรงดัน (Voltage) โปรแกรม Pspice for windows จะทํ างานบน windows NT หรอื windows 95 สํ าหรับ windows 3.1 ก็สามารถจะใชงานไดเชนกันแตจะตองติดตั้งโปรแกรม Win 32s ลงไปกอน

โปรแกรม Pspice for windows จะประกอบดวยแผน CD-ROM 1แผน หรือในเวอรชั่นสํ าหรับแผนดิสก 3.5” จํ านวน 4 แผน (รวม Win 32s) เครื่องไมโครคอมพิวเตอรที่สามารถใชงาน Pspice for windows ประกอบดวย

ไมโครคอมพิวเตอร PC/AT 80486DX , Pentium หนวยความจํ า RAM 8เมกะไบต ฮารดดิสกมีพื้นที่วาง 30-50 เมกะไบต โปรแกรม MS Windows 3.1 (win32s) , Windows NT , Windows 95 ระบบปฎิบัติการ DOS 6.xx จอภาพ VGA , SVGA การด VGA 1024 , 2048 MB(S3 , ATI , CIRRUS , MPEG ฯลฯ) ดิสกไดรฟขนาด 3.5” CD ROM (ถาใชเวอรชั่นบน CD ROM)

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 3

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

การติดต้ังโปรแกรม Pspice for windowsสํ าหรับ windows 3.1 ใหทํ าการติดตั้งโปรแกรม win32s เวอรชั่น 1.25 ขึ้นไปกอนเสร็จ

แลวทํ าการบูตเครื่องใหมเขา windows แลวทํ าตามขั้นตอนตอไปนี้ ใสแผน Install DISK 1 ในไดรฟ A เขา File Manager เลือกไดรฟ A แลวดับเบิ้ลคลิ๊ก ท่ีคํ าส่ัง setup จะเขาสู Microsim software Installation โปรแกรมจะถามวาไดทํ าการติดต้ัง win32s หรือยัง เสร็จแลวจะกํ าหนดไดเรกทอรี่ของโปรแกรมคือ C:\MSIMEV53 หรือเปลี่ยนชื่อไดตามตองการ ก็ไดเสร็จแลวคลิกเมาสท่ีปุม OK จะเปนการติดตั้งโปรแกรม แลวเรียกใหใสแผน 2-4 ตามลํ าดับ หลังจากไดติดตั้งโปรแกรมเสร็จแลวจะสรางโปรแกรมกรุปของ Pspice for windows ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 โปรแกรมกรุปและไอคอนของ Pspice for windows

การออกแบบวงจรเริ่มดวยการเขียนวงจรที่ตองการวิเคราะหการทํ างาน โดยการเลือก Schemetics จะปรา

กฎ Schematic sheet ของ Pspice for windows ดังรูปที่ 2

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 4

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

รูปท่ี 2 Schematic sheet ของ Pspice for windows

รูปท่ี 3 วงจรตัวอยางในการวิเคราะหการทํ างาน

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 5

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

จากรูปที่ 2 กํ าหนดตัวอยาง ตองการวเิคราะหการทํ างานของวงจรตามรูปท่ี 3 การออกแบบวงจรแรก หากเราจะใชตัวเก็บประจุ (capacitor )และตัวตานทาน (Resistor) โดยทํ าตามขั้นตอนตอไปนี้

เลือกคํ าส่ัง Draw/Get New Part ตามรปูท่ี 4 จะปรากฎหนาตางยอยของ Add Part ดังรูปที่ 4 ใหเลือกคํ าส่ัง Browse เพื่อดูรายละเอียด หากทราบชื่ออุปกรณแลวสามารถพิมพลงไปไดเลย

รูปท่ี 4 การเริ่มตนวางตํ าแหนงอุปกรณของ Pspice for windows

รูปท่ี 5 หนาตาง Add Part ของ Pspice for windows

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 6

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

หลังจากเลือก Browse จะปรากฎหนาตางของ Get Part ดังรูปที่ 6 โดยที่ทางขวามือจะเปนรายชื่อของไลบราลี สวนทางซายคือรายชื่อตัวอุปกรณ ใหเลือกไลบราลี Source.slb เสร็จแลวใชเมาสเลือกที่ตัวอุปกรณชื่อ VSRC คล๊ิกที่ปุม OK ตัวอุปกรณจะมาอยูท่ีปลายเมาส แลวนํ าไปบริเวณท่ีเหมาะสมคล๊ิกเมาสปุมซายเพื่อวางตัวอุปกรณ เสร็จแลวคล๊ิกเมาสปุมขวาเพ่ือเลือกตัวอื่น เลือกไลบราลี analog.slb เพื่อเลือกตัวอุปกรณชื่อ C และ R ตามลํ าดับจัดวางตามรูปที่ 6 สวนตัวอุปกรณ GND (มี 2 แบบคือ AGND และ EGND) และ Bubble จะอยูในไลบราลี Port.slb เลือกออปแอมปเบอร LF351 ซ่ึงอยูใน ……………………… .slb

รูปท่ี 6 หนาตางของ Get Part

การลากเสนใหเลือกคํ าส่ัง Draw/wire เคล่ือนเมาสมาท่ีปลายขาของตัวอุปกรณ คล๊ิกปุมซาย 1 ครั้ง แลวลากเมาสมาที่ปลายขาของตัวอุปกรณอีกตัวหนึ่ง เสร็จแลวคลิ๊กปุมซายก็จะไดสายสัญญาณตามตองการ สํ าหรับการหมุนตัวอุปกรณทํ าไดโดยการกดคีย Ctrl+R ตัวอุปกรณจะหมุนครั้งละ 90 องศา การออกแบบวงจรทุกครั้งอยาลืมตอกราวดใหกับวงจร มิฉะนั้นการวิเคราะหวงจรดวย Simulate จะไมผาน ตอไปจะเปนการกํ าหนดคาใหกับ VSRC ชี้เมาสที่ตัวอุปกรณ V1. ดับคลิ๊กปุมซาย (ตัวอุปกรณจะเปลี่ยนเปนสีแดง) จะปรากฎหนาตางการกํ าหนดคา ดังรูปที่ 7

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 7

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

รูปท่ี 7 หนาตางการกํ าหนดคาของ V1

ใหกํ าหนดคาตางๆดังรูปท่ี 7เม่ือกํ าหนดเสร็จแลวตองเซฟดวยคํ าสั่ง Save Attr และ OK

กํ าหนดคาใหตัวอุปกรณ C และ R ตางดังรูปที่ 3 เสร็จแลวเซฟเก็บไวในไฟลชื่อ siggen.sch ทํ าการสรางไฟล Netlist ดวยคํ าส่ัง ANALYSIS/CREATE Netlist เสร็จแลวเลือกคํ าส่ัง Analysis/Examine Netlist เพื่อขอดูรายละเอียดของวงจรวามีโหนดอะไรบางเชน $N-00010 และคาคงตัวอุปกรณ ดังรูปที่ 8

รูปท่ี 8 รายละเอียดวงจร siggen.net

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 8

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

การวิเคราะหวงจรดวย Pspiceในการวิเคราะหวงจรจะตองทํ าการสรางไฟล Netlist กอน เมื่อการสราง Netlist ผานแลว

จึงสามารถจะวิเคราะหดวย Pspice การวิเคราะหทํ าได 3 วิธีคือ1. กดคีย F112. เลือกคํ าส่ัง Analysis/Simulate

ท้ัง 2 วิธีนี้ถาการวิเคราะหไมมีผิดพลาดใดๆก็จะเขาสูโปรแกรม Probe ทันที3. ออกมาที่โปรแกรมกรุปของ Pspice for windows แลวเลือกไอคอน…..ตามคํ าส่ังFile/Open

แลวเลือกช่ือไฟล Test.cir เสร็จแลวจะแสดงผลลัพธในการวิเคราะหดังรูปที่ 8

รูปท่ี 9 ผลการวิเคราะหวงจรดวย Pspice

การดูไฟลเอาตพุตของการรันโปรแกรม Pspice เลือกคํ าส่ัง Analysis/Examine Output จะปรากฎรายละเอียดใน Notepad ดังนี้

NAME X_U2.F1 X_U2.F6 X_U2.F5 X_U13.F1 X_U13.F6I-SOURCE 0.000E+00 1.000E-05 -1.000E-05 0.000E+00 -5.965E-13

NAME X_U13.F5I-SOURCE 1.000E-05

**** DIODES

NAME X_U2.D1 X_U2.D2 X_U2.D5 X_U2.D6 X_U2.D4MODEL X_U2.DX X_U2.DX X_U2.DX X_U2.DX X_U2.DXID -7.89E-12 -7.86E-12 1.00E-05 -5.97E-13 -1.01E-13VD -7.89E+00 -7.85E+00 5.96E-01 -5.96E-01 -9.97E-02

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 9

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

REQ 1.00E+12 1.00E+12 2.59E+03 1.00E+12 9.99E+11CAP 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00

NAME X_U2.D3 X_U13.D1 X_U13.D2 X_U13.D5 X_U13.D6MODEL X_U2.DX X_U13.DX X_U13.DX X_U13.DX X_U13.DXID -1.01E-13 -7.87E-12 -7.88E-12 -5.97E-13 1.00E-05VD -1.00E-01 -7.86E+00 -7.88E+00 -5.96E-01 5.96E-01REQ 9.99E+11 1.00E+12 1.00E+12 1.00E+12 2.59E+03CAP 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00

NAME X_U13.D4 X_U13.D3MODEL X_U13.DX X_U13.DXID -1.01E-13 -1.01E-13VD -1.00E-01 -9.97E-02REQ 9.99E+11 9.99E+11CAP 0.00E+00 0.00E+00

**** JFETS

NAME X_U2.J1 X_U2.J2 X_U13.J1 X_U13.J2MODEL X_U2.JX X_U2.JX X_U13.JX X_U13.JXID -5.00E-05 -5.00E-05 -5.00E-05 -5.00E-05VGS -4.84E-08 -2.02E-07 -1.52E-07 -9.85E-08VDS -9.01E+00 -9.01E+00 -9.00E+00 -9.00E+00GM 5.00E-05 5.00E-05 5.00E-05 5.00E-05GDS 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00CGS 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00CGD 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00

JOB CONCLUDED

TOTAL JOB TIME 11.12

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 10

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

ตอไปจะเปนการกํ าหนด รูปแบบการวิเคราะหใหโปรแกรม Pspice โดยกลับมาที่โปรแกรม Schematic แลวเลือกคํ าส่ัง Analysis/setup จะปรากฎหนาตางของ Analysis setup ดังรูปที่ 10(ก)

(ก)

(ข)รูปท่ี 10 การกํ าหนดรูปแบบการวิเคราะหของ Pspice

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 11

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

ใหเลือกคํ าส่ัง Transient จะปรากฎหนาตางของ Transient setup ดังรูปที่ 10(ข) ใสคา ตางๆตามรูปท่ี 10(ข) เสร็จแลวคลิ๊กปุม OK/close

การพล็อตกราฟรูปคล่ืนของกระแสและแรงดันดวย Probeการใชโปรแกรม Probe เพื่อวาดกราฟรูปคลื่นของกระแสและแรงดัน สามารถทํ าได 2 วิธี

ดวยกัน วิธีแรกเมื่อรันโปรแกรม Pspice เพื่อวิเคราะหวงจรและไมมีขอผิดพลาดใดๆก็จะเขาสูโปรแกรม Probe ทันที อีกวิธีคือการเขาสูโปรแกรม Probe จากโปรแกรมกรุปของ Pspice for windows แลวเลือกไอคอน Probe ตามดวยคํ าส่ัง File/Open แลวเลือกช่ือไฟล Test.dat จะปรากฎหนาจอของ Probe ดังรูปที่ 11

รูปท่ี 11 หนาจอของโปรแกรม Probe

ตอไปเปนการวาดกราฟใหเลือกคํ าส่ัง Trace/Add จะปรากฎหนาตางของ Add Traces รูปท่ี 12

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 12

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

รูปท่ี 12 หนาตางของ Add Trace

หลังจากน้ันใหคล๊ิกเมาสท่ี V(vt) แลวขอความจะมาปรากฎที่ชอง Trace Command เชนกัน เสร็จแลวคล๊ิกท่ีปุม OK ก็จะไดรปูคล่ืนสามเหล่ียม ตอไปเลือกคํ าส่ัง Trace/Add แลวคล๊ิกเมาสท่ี V(Vs) และปุม OK ก็จะไดรูปคล่ืนส่ีเหล่ียม ดังรูปที่ 13

รูปท่ี 13 กราฟรูปคล่ืนโดยโปรแกรม Probe

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 13

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

นอกจากนี้ หากตองการวิเคราะห สวนประกอบของความถี่ (Fundamental of frequency) สามารถใชการวิเคราะหทางฟูเรียร (Fourier Analysis) โดยเลือก Plot / X axis settings คลิกเมาสท่ี Fourier ในหนาตางรูปที่ 14

รูปท่ี 14 การเลือกวิเคราะหฟูเรียรบนหนาตาง X axis settings

หลังจากนั้น จะไดกราฟรูปคลื่นแบบ Fourier Analysis ดังรูปที่ 15

รูปท่ี 15 กราฟรูปคลื่นแบบ Fourier Analysis

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 14

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

แบบฝกหัดจงวิเคราะหวงจรตอไปนี้ เพ่ือใหไดผลของ Probe ตามท่ีแสดง1.

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 15

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

2.

การใชงานโปรแกรม Pspice for windows เบ้ืองตน 16

เอกสารนีจ้ดัท ําขึน้เพ่ือใชในการเรียนการสอนเทานั้น ไมมีจุดมุงหมายในเชิงพาณิชย [email protected]

3.