Curs de simulació en PSpice

Curs de simulació en PSpice1/61

Curs de simulació en PSpice

Departament d’Electrònica

Enginyeria La Salle


Índex

1. Necessitat d'un simulador

2. Entorn

3. Tipus de dispositius

4. Models

5. Subcircuits

6. Paraules reservades

7. Tipus d’anàlisis

8. Exemples

9. Tractaments gràfics

10. Utilitats de PSpice

11. Bibliografia


1. Necessitat d'un simulador

Spice (Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis) neix a mitjants dels anys 70 a Berkeley (Universitat de California) com un programa d’anàlisi de circuits que es defineix amb un llenguatge específic. Aquest llenguatge s’ha convertit en un estándar de facto en l’actualitat i com que el seu desenvolupament va ser subvencionat amb fons públics és de lliure distirbució i ús. La primera versió del programa la desenvolupà l’empresa MicroSim en col.laboració amb l’esmentada universitat i s’anomenà PSPICE.

El programa PSPICE ens permet simular i realitzar diverses proves a circuits analògics i digitals, sense la necessitat de muntar-los, mitjançant un ordinador. Podrem conéixer la resposta del circuit enfront diferents senyals d’entrada al llarg del temps, respostes en freqüència, soroll i altres dades d'interès, simular circuits integrats abans de la seva construcció, etc.


2. Entorn

2.1 Accés, execució, etc.Accedir a la carpeta on està instal·lat el PSPICE 5. C:\Dosapps\PS50Executar el fitxer pson.bat que inicialitza l’entorn de treball així com les llibreries que el PSPICE carregarà per defecte.


2. Entorn• Les diverses opcions es distribueixen en un entorn de menús.

D isp lay / P rn S e tu p ...

R - E xte rn a l B row ser

X - E xte rn a l E d ito r

S ave F ile

C u rren t F ile ...

B row se O u tp u t

E d it

F ile

E rro rs

P aram ete rs .. .

M od e ls .. .

D evices ...

C ircu it

L og to F ile

C om m an d F ile

E d it

S tm E d

C h an g e O p tion s ...

M on te C arlo .. .

S p ec ify Tem p era tu re .. .

P aram etric

Tran s ien t .. .

D C S w eep ...

A C & N o ise ...

R u n P S p ice

A n a lys is ...


2. Entorn

P rin t . . .

D isp lay

F orm at ...

L og to F ile .. .

C om m an d F ile ...

N on e / S om e / A ll . . .

A u to -ru n ...

R u n P rob e

P rob e

D os C om m an d

E xit to D O S

Q u it...


2. Entorn• Les que més s’utilitzen solen ser:

• Editar el circuit: File Edit• Seleccionar el fitxer de treball: File Current File• Llegir el fitxer de sortida: File Browse Output• Guardar el fitxer: File Save File• Realitzar un anàlisi: Analisi Run analisi• Sortir del programa : Quit Exit to DOS

• Totes les altres opcions permeten des del shell Control del PSPICE poder modificar valors dels components, fonts, tipus d’anàlisi,... En comptes de incloure la comanda en el fitxer del circuit


2. Entorn

2.2 Sintaxi dels fitxers .CIR• La primera línia serà el TITOL que li assignarem al circuit.• L’última línia ha de ser la sentencia .END. Darrera de l’END NO posar res.• Les línies que comencen amb un asterisc seran considerades per PSPICE com un comentari.• Per incloure un comentari al final d’una sentència ho indicarem amb un punt i coma abans del comentari.• Les línies que comencen amb el signe + son considerades continuació de la sentencia de la línia anterior.• L'ordre de les línies que descriuen el circuit és indiferent.• Seran considerades per igual les lletres majúscules i minúscules.• Els espais, tabuladors i comes son equivalents i no importa el seu nombre.• Es permet l’ús de sufixos per components o especificacions temporals:

F=10-15 P=10-12 N=10-9 U=10-6 M=10-3

K=103 MEG=106 G=109 T=1012


2. Entorn• Per qualsevol dubte de sintaxi es pot recórrer a l’ajuda de l’editor o

manual en els que s’ha de tenir en compte la següent nomenclatura:• Sempre que apareix un terme entre els signes menor i major vol dir

que s’ha de especificar obligatòriament. Els signes menor i major no apareixeran en la sentència.

• Si el terme apareix entre corxets vol dir que es opcional incloure’l. Els corxets no s'inclouran en la sentència.

• Quan apareix un asterisc darrera d’un terme vol dir que podem especificar diversos termes semblants. L’asterisc no s’inclourà en la sentència.



• 3.1 Passius• 3.1.1 Resistors

R<nom> <node+> <node-> [model] <valor> [TC=<tc1>[<tc2>] ]TC1 coeficient de temperatura linealTC2 coeficient de temperatura quadràtic

R=R nominal (1+Tc1(T-Tnom) + TC2(T-Tnom) ²)

Exemples: RLOAD 15 0 2KR2 1 2 2.4E4 TC=.015,-.003RFDBCK 3 33 RMOD 10K

A l’igual que altres components algunes de les seves especificacions es poden definir dins d’un model (MODEL) de tal manera que després es poden aplicar a diferents resistors alhora.



• 3.1.2 CondensadorsC<nom> <node+> <node-> [model] <valor> [IC=<valor inicial>]Exemples:

CLOAD 15 0 20pFC2 1 2 .2E-12 IC=1.5vCPP 33 3 CMOD 10pF

• 3.1.3 BobinesL<nom> <node+> <node-> [model] <valor> [IC=<valor inicial>]

Exemples: LLOAD 15 0 20mH

L2 1 2 .2E-12 IC=1.5mA

LPP 33 3 LMOD 10uH



• 3.1.4 Bobines acobladesK<nom> L<nom d’una bobina> <L<nom d’una bobina>>

+ <coeficient d’acoblament>

K<nom> <L<nom d’una bobina>> <coeficient d’acoblament >

+ <model> [valor del tamany]

Exemples: KTUNED L3OUT L4IN .8

KXFRM L1 L2 L3 L4 .98 KPOT_3C8

• 3.1.5 Línies de transmissióT<nom> <node port A +> <node port A ->

+ <node port B +> <node port B ->

+ Z0=<valor> [TD=<valor>] [F=<valor> [NL=<valor>] ]

Exemples: T11 2 3 4 Z0=220 TD=115ns

T31 2 3 4 Z0=220 F=4.5MHz NL=0.5



• 3.2 Semiconductors• 3.2.1 Díode

D<nom> <node+> <node-> <model> [valor de l’àrea]

Exemples: DCLAMP 15 0 DMOD

D13 14 2 SWITCH 1.5

• 3.2.2 Transistor bipolar (BJT)Q<nom> <node col·lector> <node base> <node emissor>

+ [node del substrat] <model> [valor de l’àrea]

Exemples: Q1 14 2 13 PNPNOM

Q13 15 3 0 1 NPNSTRONG 1.5

Q7 VC 5 12 [SUB] LATPNP



• 3.2.3 Transistor d’efecte de camp de junció (JFET)J<nom> <node drenador> <node porta> <node sortidor>

+ <model> [valor de l’àrea]

Exemples: JIN 100 1 0 JFAST

J13 22 14 23 JNOM 2.0

• 3.2.4 Transistor d’efecte de camp de metall-òxid-semiconductor (MOSFET)

M<nom> <node drenador> <node porta> <node sortidor>

+ <node substrat> <model> [valor de l’àrea ] [L=<valor>]

+ [W=<valor>] [AD=<valor>] [AS=<valor>] [PD=<valor>]

+ [NRD=<valor>] [NRS=<valor>] [NRG=<valor>]

+ [NRB=<valor>] [M=<valor>]


3. Tipus de dispositiusL = Longitud del canalW = Amplada del canalAD = Àrea de difusió del drenador AS = Àrea de difusió del sortidorPD = Perímetre de difusió del drenadorPS = Perímetre de difusió del sortidorNRD = Resistivitat relativa del drenadorNRS = Resistivitat relativa del sortidorNRG = Resistivitat relativa de la portaNRB = Resistivitat relativa del substratM = Factor de multiplicació. (Per defecte val 1)

Exemples: M1 100 1 0 0 PNOM L=25u W=12uM13 22 14 23 0 PSTRONGM16 28 17 26 0 PSTRONG M=2M28 0 2 100 100 NWEAK L=33u W=12u

AD=288p+ AS=288p PD=60u NRD=14 NRS=24 NRG=10



• 3.2.5 Transistor d’efecte de camp de d’arseniur de gal.li (GaAsFET)

B<nom> <node drenador> <node porta> <node sortidor>

+ <model> [valor de l’àrea]

Exemples: BIN 100 1 0 GFAST

B13 22 14 23 GNOM 2.0

Els models dels semiconductors normalment es carreguen de llibreries.



• 3.3 Fonts de corrent i tensió• 3.3.1 Font independent de tensió

V<nom> <node +> <node -> [ [ DC ] < valor > ]

+ [AC <valor amplitud> [valor fase en graus] [especificacions transitòries]

Exemples: VBIAS 1 0 2.3mV

VAC 3 2 AC 1E-3

VACFAS 3 2 AC 1E-3 90

VPULSE 1 0 PULSE ( -1mV 1mV 2ns 2ns2ns 50ns 100ns)

V3 26 27 DC .002 AC 1 SIN (.002.002 1.5MEG)



ESPECIFICACIONS TRANSITORI EXP . Per una forma d’ona exponencial.

EXP ( < tensió inicial > < pic de tensió > < retard de l’atac >+ <constant d'atac > < retard de decaïment > < constant de decaïment > )Exemple

VRAMP 10 5 EXP ( 1 5 1 .2 2 .5 )

0s 1.0s 2.0s 3.0s 4.0s 5.0sTimeV(1)

6.0V

5.0V

4.0V

3.0V

2.0V

1.0V

0V

Formes d'ona



ESPECIFICACIONS TRANSITORI PULSE . Per una forma d’ona polsant.

PULSE ( < tensió inicial > < pic de tensió > < retard > < temps de pujada >+ < temps de baixada > <amplada del pols > < període >)

Exemple

VSW 10 5 PULSE ( 1 5 1 .1 .4 .5 2 )

0s 1.0s 2.0s 3.0s 4.0s 5.0sTimeV(1)

6.0V

5.0V

4.0V

3.0V

2.0V

1.0V

0V

Formes d'ona



ESPECIFICACIONS TRANSITORI PWL . Per una forma d’ona lineal en un interval de temps.

PWL (<temps 1> <tensió 1> <temps 2> <tensió 2>...

+ <temps n> <tensió n>

ExempleVLIN 10 5 PWL ( 0 0 1 0 1.2 5 1.4 2 2 4 3 1 )

0s 1.0s 2.0s 3.0s 4.0s 5.0sTimeV(1)

6.0V

5.0V

4.0V

3.0V

2.0V

1.0V

0V

Formes d'ona



ESPECIFICACIONS TRANSITORI SIN . Per una forma d’ona sinusoïdal.

SIN ( < component contínua > < amplitud > < freqüència > < retard >

+ < factor d’esmorteïment > < fase inicial > )

ExempleVSIN 10 5 SIN (2 2 5Hz1 1 30 )

VAC 3 0 AC 1V => Implica una amplitud de 1V durantl’anàlisi de AC i una amplitud de zero en l’anàlisi de transitoris.

VTRAN 3 0 SIN ( 0 1V 1KHz ) => Implica una amplitud de 1V durant l’anàlisi transitori i una amplitud zero en l’anàlisi AC.

0s 1.0s 2.0s 3.0s 4.0s 5.0sTime

V(1)

4.0V

3.0V

2.0V

1.0V

0V

Formes d'ona



ESPECIFICACIONS TRANSITORI SFFM . Per una forma d’ona modulada en freqüència.

SFFM ( < component contínua > < amplitud > < freqüència portadora >

+ < índex de modulació > < freqüència moduladora > )

ExempleVMOD 10 5 SFFM ( 2 1 8Hz 4 1Hz )

0s 1.0s 2.0s 3.0s 4.0s 5.0sTimeVRAMP

4.0V

3.0V

2.0V

1.0V

0V



• 3.3.2 Font independent de correntI< nom > < node + > < node - > [ [ DC ] < valor > ]

+[ AC < valor amplitud > [valor fase en graus] [especificacions transitòries ]

Exemples: IBIAS 1 0 2.3mA

IAC 3 2 AC 1E-3

IACFAS 3 2 AC 1E-3 90

IPULSE 1 0 PULSE ( -1mV 1mV 2ns 2ns 2ns50ns 100ns)

I3 26 27 DC .002 AC 1uA SIN (.002.0021.5MEG)

Les especificacions transitòries són iguals que les de les fonts independents de tensió



• 3.3.3 Font de tensió controlada per tensióE<nom> <node +> <node -> <node control +> <node control - > <guany>

E<nom> <node +> <node -> POLY (<valor>)

+ << node control +> < node control - >>

+ <valor dels coeficients del polinomi>*

Vfinal = a + b·x + c·x² + d·x³ + ...

Exemples: EBUFF 1 2 11 12 1.95

V(1) - V(2) = 1+3 [ V(3) - V(4) ] ³

EPP 1 2 POLY(1) ( 3 ,4 ) 1 0 0 3

EPP 1 2 POLY(1) 3 4 1 0 0 3

V(1) = 4 – V(4,5) + 0.1·V(2,3)³

Epolinom 1 0 POLY(2) ( 2 , 3 )( 4 , 5 ) 4 0 -1 00 0 .1



• 3.3.4 Font de corrent controlada per correntF<nom> <node +> <nom de la tensió de control> <guany>

F<nom> <node +> <node -> POLY (< valor >)

+ <nom de la tensió de control>*


Exemples: FSENSE 1 2 VSENSE 10.5

FAMP 13 0 POLY(1) VIN 500

FNOLIN 1 0 POLY(2) VCTRL1 VCTRL2 0.01.5 2 .01 .05

Fpp 1 2 POLY(1) Va 1 0 0 3

I(1,2) = 1+3·[ I(Va)]^3



• 3.3.5 Font de corrent controlada per tensióG<nom> <node +> <node control +> <node control ->

+ <transconductància>

G<nom> <node +> <node -> POLY (< valor >)

+ < < node control + > < node control - > >*


Exemples: GAMP 14 0 POLY(1) 3 4 500

GNOLIN 1 0 POLY(2) 3 0 4 0 0.01.5 2.01 .05

GBUFF 1 2 11 12 1.95

I(1,2) = [V(11)-V(12)]·1.95



• 3.3.6 Font de tensió controlada per correntH<nom> <node +> <nom de la tensió de control>

+ <transresistència>

H<nom> <node +> <node -> POLY (< valor >)

+ <nom de la tensió de control>*


Exemples: HSENSE 1 2 Vsense 10.5

HAMP 13 0 POLY(1) VIN 500

HNOLIN 1 0 POLY(2) VCTRL1 VCTRL2 0.01.5 2 .01 .05

HPP 3 4 POLY(1) Va 1 0 0 3

V(1,2) = I(Vsense)·10.5

V(3,4) = 1+3·[I(Va)]^3



• 3.4 Interruptors• 3.4.1 Controlats per tensió

S< nom > < node commutació + > < node commutació - >

+ < node control + > < node control - > < nom model >

Exemples: S12 15 17 2 0 SMOD

SRESET 1 2 15 3 RELE

• 3.4.2 Controlats per correntW< nom > < node commutació + > < node commutació - >

+ < tensió de l’element de control > < nom model >

Exemples: W 12 15 VC WMOD

WRESET 1 2 VRESET RELE



Al definir el model del interruptor, cal defnir els següents paràmetres.

Paràmetre Descripció Unitats Valor per defecte

• RON Resistència si esta circuit tancat Ohm 1.0

• ROFF Resistència si esta circuit obert Ohm 1E+6

• VON Nivell tensió per l’estat ON Volt 1.0

• VOFF Nivell tensió d’estat OFF Volt 0.0

Si VON>VOFF

Si Vc>VON

Rs=RON

Si Vc < VOFF

Rs=ROFF

Si VOFF< VC < VON

Rs = exp (Lm + 3 ·Lr ( Vc-Vm ) / ( 2·Vd ) - 2·Lr·( Vc-Vm ) ³ / Vd ³ )



Si VON < VOFF

Si Vc<VON

Rs=RON

Si Vc > VOFF

Rs=ROFF

Si VOFF> VC > VON

Rs = exp (Lm - 3 ·Lr ( Vc-Vm ) / ( 2·Vd ) - 2·Lr·( Vc-Vm ) ³ / Vd ³ )

On:

Vc : Tensió a traves dels nodes de control

Lm = ( RON · ROFF )^1/2

Lr = ( RON / ROFF )

Vm = ( VON + VOFF ) / 2

Vd = VON - VOFF


4. Models

• .MODEL Model d’un element .MODEL < nom del model > [ AKO: < nom del model de referència >]

+ < tipus de component >

+ ( [ < nom del paràmetre > = < valor > [ ( tolerància ) ]* )

El nom del model és el nom que s’utilitza el component per referenciar-se a un model determinat.

AKO: <nom model de referència > permet aprofitar tots els paràmetres d’aquest model i modificar només els que indiquem.

Les toleràncies segueixen la sintaxi:

DEV / GAUSS : Dirtribució gaussiana del paràmetre determinat.

DEV / UNIFORM : Distribució uniforme del paràmetre determinat.

LOT / GAUSS : Distribució gaussiana de tots els paràmetres

LOT / UNIFORM : Distribució uniforme de tots els paràmetres.

El valor de tolerància pot estar expressat en % o en unitats pròpies, si no s’indica amb el símbol %


4. Models

• TipusNom del tipus Nom del component ComponentCAP Cxxx CondensadorIND Lxxx BobinaRES Rxxx ResistorD Dxxx DíodeNPN Qxxx Transistor bipolar NPNPNP Qxxx Transistor bipolar PNPLPNP Qxxx Transistor Bipolar PNP

LateralNJF Jxxx FET d’unió de canal NPJF Jxxx FET d’unió de canal PNMOS Mxxx MOSFET de canal NPMOS Mxxx MOSFET de canal PGASFET Bxxx GaAs MOSFET de canal NCORE Kxxx TransformadorVSWITCH Sxxx Interruptor controlat per VISWICTH Wxxx Interruptor controlat per I


4. Models

Exemples:.MODEL RMAX RES ( R=1.5 TC1=.02 TC2=.005 )

.MODEL DNOM D ( IS=1E-9)

.MODEL QDRIV NPN ( IS=1E-7 BF=30 )

.MODEL CMOD CAP ( C =1 DEV 5% )

.MODEL DLOAD D (IS=1E-9 DEV .5%

.MODEL QDR2 AKO:QDRIV NPN ( BF=50 IKF=50m)

La majoria de models que s’inclouen en la definició de circuits s’extreuen de les llibreries que incorpora el mateix programa o bé que faciliten els fabricants de components.


5. Subcircuits

• 5.1 Definició del subcircuit.SUBCKT < nom > [node]*

+ [ OPTIONAL: <<node d’interconnexió> = < valor per defecte >* ]

+ [ PARAMS: < < nom > = < valor > >* ]

+ [ TEXT: < < nom > = < “ text ” >

La definició del subcircuit acaba en .ENDS

L’opció optional permet definir uns nodes del subcircuit que estan connectats per defecte a on s’indica. Si un d’aquest nodes no s’especifica en la crida a un subcircuit es pren la connexió per defecte.

Un subcircuit pot cridar a un altre subcircuit, però un subcircuit no pot estar definit dins d’un altre subcircuit.


5. Subcircuits

• 5.2 Crida a un subcircuitX< nom > [node]* < nom del subcircuit >

Ha de haver el mateix nombre de nodes en el moment de la crida que en el moment de la definició.

Un subcircuit pot cridar a un altre subcircuit, però no pot ser mai cíclic, de manera que si el subcircuit A crida a B, el subcircuit B mai no podrà cridar a A

El nom dels nodes interns del subcircuit no tenen obligació de coincidir amb el nom dels nodes que li asignem quan es crida.

Exemples: X12 100 101 200 201

DIFFAMP

XBUFF 13 15 UNITAMP


5. Subcircuits

• 5.3 Exemple.SUBCKT Etapa in 2 3 4 5 out Param: Rb1=1k Rb2=100k Rc=1k

.LIB BIPOLAR.LIB

Resb1 2 1 {Rb1}

Resb2 1 4 {Rb2}

Resc 3 out {Rbc}

Cin in 1 100u

Q1 out 1 5 Q2N2222

.ENDS

2 3

Q3

Q2N2222

RCResb1

Resb2

Cin

100u

5

1

4

in

out


5. Subcircuits

• 5.3 ExempleAmplificador

.LIB BIPOLAR.LIB

Vin 1 0 AC 10m

Vcc alim 0 15V

Cout out Load 100u

Rload Load 0 10K

X1 1 alim alim 0 0 out Etapa

+ PARAMS: Rb1=470k Rb2=100k

.END

Vin

Vcc

Q1Q2N2222

RC

1k

Rb2

100k

rb1

470k

RLOAD

10k

Cout

100u

C2

1n

LOAD

ALIM

1



• 6.1 .FUNC.FUNC < nom > ( [ < variable > ]* ) < cos de la funció >

El cos de la funció no pot excedir d’una línia. Podem utilitzar funcions prèviament definides, mai posteriorment.

No es poden passar mai més de deu variables en una definició. Es poden definir funcions sense variables.

Es pot crear un fitxer amb les funcions més utilitzades i accedir a ell amb la paraula reservada .INC

Exemples:.FUNC E ( x ) exp ( x )

.FUNC sinh ( x ) ( ( E ( x ) – E ( - x ) ) / 2

.FUNC MIN ( a , b ) ( a + b – ABS ( a – b ) ) / 2

.FUNC MAX ( a , b ) ( a + b + ABS ( a – b ) ) / 2

.FUNC F( ) 1/(6.28*SQRT(L*C))



• 6.2 .IC.IC < V ( < node > [,< node > ] ) = < valor >*

Serveix per fixar les condicions inicials a l’hora de calcular el punt de treball, realitzar un anàlisi de Transitoris, o un anàlisi en petit senyal. No afecta a l’anàlisi en continua DC.

Fixa el valor de tensió d’un node respecte a massa, o el valor de tensió entre dos nodes.

Exemples:.IC V ( 2 ) = 2.3

.IC V ( 6 , 8 ) = 5.0V

• 6.3 .INC.INC < “nom del fitxer” >

Serveix per incloure un fitxer

Exemples:.INC “Setup.cir”

.INC “C:\LIB\VCO.cir”



• 6.4 .PLOT.PLOT [ DC ] [ AC ] [ NOISE ] [ TRAN ] [ ( variable de sortida ) ] *+ ( [ < límit inferior > , < límit superior > ] ) ”Agafa els resultats dels anàlisi que genera el PSPICE i els treu pel fitxer

de sortida .OUTExemples:

.PLOT DC V (3 ) V (2 , 3) V(R1 ) I (VIN ) IB (Q1 ) VBE(Q3 )

.PLOT AC VM(2) VP(2) VG(5) VDB(5) IR(D4)

.PLOT TRAN V( 3 ) V (2 , 3) (0 , 5) ID( M2 ) I (VCC) (-50mA,50mA)

• 6.5 .OPTIONS.OPTIONS [ nom de l’opció ]* [ < nom de l’opció > = < valor > ]*Serveix per fixar les possibles opcions de que disposa el PSPICEExemples:

.OPTIONS NOECHO NOMOD DEFL=12u DEFW=8u

.OPTIONS ACCT RELTOL=.01:OPTIONS DISTRIBUTION=GAUSS



• 6.6 .TEMP.TEMP < valor de la temperatura >*

Serveix per indicar la temperatura a la que es realitzarà el anàlisi

La temperatura s’indica en graus centígrads.

Per defecte cal 27ºC

Exemples:.TEMP 125

.TEMP 0 27 125

• 6.7 .PARAM.PARAM < < nom > = < valor > >*

.PARAM < < nom > = { expressió } >*

Permet assignar a una cadena de caràcters un valor determinat

Exemples:.PARAM VSUPPLY = 5V

.PARAM VCC=12V



• 7.1 Anàlisi en contínua .DC.DC [ LIN ] < variables a incrementar > < valor inicial >

+ < valor final > < increment > [ la següent especificació ]

.DC [ OCT ] [ DEC ] < variables a incrementar > < valor inicial >

+ < valor final > < número de punts > [ la següent especificació ]

.DC < variables a incrementar > LIST < valor >*

+ [ la següent especificació ]

Per calcular la resposta del circuit a la variació d’un paràmetre

El valor final pot ser menor que el valor inicial, però el de l’increment sempre més gran que 0

Es poden barrejar dos escombrats



Tipus d’anàlisisLIN :Escombrat Lineal. L’increment serà lineal des

de l’inici fins al final. El numero de punts

OCT:Escombrat en octaves. L’increment de la variable serà de forma logarítmica i per octaves. El numero de punts indica els punts per octava.

DEC:Escombrat en dècades. L’increment de la variable serà de forma logarítmica i per dècades. El numero de punts indica els punts per dècada.

LIST:Utilitza una llista de valors. Realitza l’anàlisi per als valors que s’indiquen



La variable a incrementar ha de ser del tipus:• FONT: Font independent, tant de tensió com de corrent.

Proporciona una rampa.

• PARAMETRE D’UN MODEL:

• TEMPERATURA:

• PARAMETRES GLOBALS

Exemples:.DC VIN -.25 .25 .05

.DC LIN I2 5mA -2mA .1mA

.DC VCE 0 10 .5 IB 0 150u

.DC RES RMOD(R) 0.9 1.1 .001

.DC DEC NPN QFAST(IS) 1E-18 1E-145

.DC TEMP LIST 0 20 27 50 80100

.DC PARAM Vsupply 7.5 15 .5



• 7.2 Anàlisi freqüencial .AC.AC [ LIN ] [ OCT ] [ DEC ] < número de punts >

+ < freqüència inicial > < freqüència fina >

Determina la resposta freqüencial del circuit en un marge de freqüències determinat

El tipus d’anàlisi es igual que en DC. Sempre s’ha d’indicar un tipus.

Durant aquest anàlisi les úniques fonts que es tenen en compte son les fonts independents que no tenen amplitud zero en les especificacions d’AC

Exemples:.AC LIN 101 100Hz 200Hz

.AC OCT 10 1khz 16khz

.AC DEC 20 1MEG 100MEG



• 7.3 Anàlisi de transitoris .TRAN.TRAN [ /OP ] < increment de visualització > < valor final >

+ < temps sense visualitzar [ límit màxim entre anàlisi] ] [ UIC ]

Genera un anàlisi transitori des del temps=0 fins al temps = valor final

< increment de visualització > marca el temps de mostreig

Si afegim /OP ens donarà una informació detallada del punt de treball.

Si afegim UIC, indica que tindrà en compte les condicions inicials.

Exemples:.TRAN 1ns 100ns

.TRAN 1ns 100ns 20ns UIC

.TRAN 1ns 100ns 0ns .1ns



• 7.4 Anàlisi estadístic Monte Carlo .MC.MC < # número d’execucions > < anàlisi > <variables de sortida >

+ < funció > [opció]* [SEED = valor ]

Es realitzen diverses execucions de l’anàlisi. La primera execució es realitza amb els valors nominals, les següents es realitzen variacions del valor dels model segons els paràmetres LOT i DEV

L’anàlisi pot ser : DC, AC, TRAN

Funció pot ser:

• YMAX: Busca la màxima desviació en cada forma d’ona respecte de l’ona resultant de l’anàlisi amb els valors nominals.

• MAX: Busca el valor màxim de cada forma d’ona.

• MIN: Busca el valor mínim de cada forma d’ona.

• RISE_EDGE: < valor >: Busca la primera vegada que la forma d’ona pren un valor més alt que no pas el marcat per <valor>

• FALL_EDGE_ < valor >: Busca la primera vegada que la forma d’ona pren un valor més baix que no pas el marcat per <valor>



Opció pot ser:• LIST: Imprimirà al principi de cada execució el valor del paràmetre

utilitzat per a cada component.• OUTPUT (Tipus de sortida): Genera sortida de dades. Les sortides

venen de les paraules reservades .PRINT, .PLOT i .PROBE• ALL: Fa que totes els anàlisis es generin una sortida de dades.• FIRST n Generen sortida de dades les n primeres vegades.• EVERY n Genera la sortida cada n vegades• RUNS <n>* Fa l’anàlisi i genera sortida de dades només en les

execucions indicades per la llista.• RANGE (<valor mínim>,<valor màxim>) Limita el marge de valors de

la funció.• El símbol * utilitzat com a valor màxim o mínim indica “per tots els valors”

[SEED=valor] defineix el valor inicial per generar números aleatoris.Per l’anàlisi de Monte Carlo valor ha de ser SENCER, SENAR, i entre

(1 i 32767 ). Per defecte val 17533



Exemples:.MC 10 TRAN V(5) YMAX

.MC 50 DC IC(Q7) YMAX LIST

.MC 20 AC VP (13,5) YMAX LIST OUTPUT ALL

.MC 10 TRAN V(3) YMAX SEED = 9321

El LIST sempre el posarem amb OUTPUT ALL, per així poder observar tota informació

• 7.5 Anàlisi de Fourier .FOUR.FOUR < valor de freqüència > <variable de sortida >

Genera una descomposició en les components de Fourier, dels resultats de l’anàlisi de transitoris.L’anàlisi .FOUR necessita anàlisi .TRAN

Exemples:.FOUR 10Khz V( 5 ) V( 6 , 7 ) I ( VSENS3 )



• 7.6 Punt de treball .OP.OP

Dóna un estudi detallat del punt de treball.

Dóna informació de tota la potència que dissipen les fonts

Exemples:.OP

• 7.7 Funció de transferència .TF.TF < Variable de sortida > < nom de la font d’entrada >

Dóna una relació entre la sortida i l’entrada linealitzant el circuit al voltant del punt de treball

Exemples:.TF V(5) VIN

.TF I ( VDRIV ) ICNTRL


8. Exemples

Exemple

VS 1 0 12V R1 1 2 10 R2 2 0 1K R3 2 3 300 R4 3 0 500 .END


8. Exemples

TRT.CIR.MODEL RES2 RES (R=1 DEV / GAUSS = 5% TC1=5000uppm)

.MODEL COND CAP (C=1 DEV / GAUSS = 10% TC=2000uppm)

.LIB BIPOLAR.LIB

VBB 1 0 2V

VCC 4 0 15V

RB 1 2 RES2 10K

RC 3 4 RES2 2K

QT1 3 2 0 Q2N2222

.DC VBB 0 4 100M

.END

Vcc=7,5V Vbb VBB

15 V

Q1

Q2N2222

RC

2KRB

10K


9. Tractament de gràfics

• El tractament gràfic es fa mitjançant el PROBE. Aquest programa permet obtenir les formes d’ona i els resultats de la simulació.

• Menú Principal.• Aquí seleccionem quin son els resultats que volem visualitzar. Si

son de l’anàlisi DC,AC o TRAN• Si hi ha algun anàlisi que no s’hagi realitzat no apareixerà en les

opcions possibles.



• Menú Analògic• És el menú que apareix després del principal, a la part inferior. En

aquest menú hi tenim totes les possibles funcions a realitzar.



E xit A d d _ trace R em ove_ trace

F ou rie r

X _ variab le

R es tric t_ d a ta

S et_ ran g e

L og

E xit

X _ axis

co lo r_ O p tion

C h an g e_ tit le

ad d _ aX is

S et_ ran g e

L og

E xit

Y _ axis

M ark_ d atap o in ts

N ever_ u sesym b o ls

a lways_ U sesym b o ls

A d d _ p lo t

E xit

P lo t_ con to l S e lec t_ d ig ita l

Sistema de menus del PROBE

...



A ll_ d e le te

O n e_ d e le te

V iew _ d isp layd e ta il

L is t_ d isp lays

S ave

R es to re

E xit

D isp lay C on tro l

D e fin e_ m ac ro

E xit

M ac ros H ard _ cop y

L ab e lp o in t

S earchcom m an d s

M ax

M in

S lop e

Trou g h

P eak

H ard _ cop y

E xit

C u rsor

A u to_ ran g e

P an

Z oom _ ou t

Y _ zoom _ in

X _ zoom _ in

S p ec ify_ reg ion

Z oom

R efresh

Tit le

e llip se

C irc le

B ox

A rrow

P o ly_ lin e

L in e

Text

E xit

L ab e l

D e fau lt

L oad

S ave

F ew er traceco lo rs

M ore traceco lo rs

S e t_ co lo r

E xit

C on fig _ co lo rs...



• Add_trace: Afegeix una o més ones a la pantalla. Per visualitzar la llista de variables cal prémer F4• Les tensions i corrents es poden operar com si es tractes

d’expressions amb • OPERADORS: +, -, *, /

• FUNCIONS: • ABS(X) Valor absolut d’x• SGN(x) +1 si x>0; 0 si x=0; -1 si x<0• SQRT(x) Arrel quadrada d’x• EXP(x) e elevat a x• LOG(x) Logaritme neperià d’x• LOG10(x) Logaritme d’x• M(x) Mòdul d’x• P(x) Fase d’x en graus



• R(x) Part real d’x• IMG(x) Part imaginaria d’x• G(x) Retard de grup d’x en segons• PWR(x,y) x elevat a y• SIN(x) Sinus d’x en radiants• COS(x) Cosinus d’x en radiants• TAN(x) Tangent d’x en radiants• ATAN(x) En radiants , l’arctangent d’x• ARCTAN(x) En radiants , l’arctangent d’x• d(x) Derivada d’x respecte de la variable de l’eix X• s(x) Integral d’x sobre la variables de l’eix X• RMS(x) Mitja d’x sobre la variable de l’eix X• MIN(x) Mínim de la part real d’x• MAX(x) Màxim de la part real d’x



• Remove_trace: Esborra una o totes les gràfiques que s’estan representant.

• X_axis: Entra dins del menú de control de l’eix X.

• Y_axis: Entra dins del menú de control de l’eix Y.

• Plot_control: Entra dins del menú de control de gràfiques• Exit: Tornar endarrera

• Add_plot: Afegeix una nova zona gràfica.

• Remove_plot: Elimina una nova zona gràfica.

• Selec_plot: Selecciona una zona de gràfica.

• Hard_copy: Copia una gràfica a la impressora o a un fitxer.

• Cursor: Activa dos cursors que ens donen en tot moment els valors dels punts de la gràfica.• Per canviar de cursor <shift> + dreta o esquerra

• Per canviar d’ona <ctrl> + dreta o esquerra


10. Utilitats de PSpice

• Stmed• Editor d’estímuls, és a dir, permet la creació de fonts de

tensió o corrent en un entorn gràfic per posteriorment insertar-les dins del fitxer .CIR.

• Parts• Permet la creació de models de components per

posteriorment inclou-re’ls en el fitxer .CIR.


11. Bibliografia• SPICE, A Guide to Circuit Simulation & Analysis using PSpice; Tuinenga;

Prentice Hall, 1992

• SPICE for Circuits & Electronics using PSpice; Rashid; Prentice Hall, 1990.

• PSpice and Circuit Analysis; J. Keown: Merrill, 1991.

• Electronic Circuits and Devices, T. Bogart; Merrill, 1993.

• Linear Electronics, T. Bogart; Merrill, 1994.

• Schematic Capture with PSpice, M.E. Herniter; Merrill, 1996.

Documents

Curs de simulació en PSpice