03_PSpice Teil 1

3. Einführung, Simulation einfacher Schaltungen
Ɣ Wichtige Dateien von PSpice
Ɣ Symbolleisten und Menüs
Ɣ Erstellen von Schaltplänen
Ɣ Gleichstromsimulation
Ɣ Wechselstromsimulation
Ɣ Ergebnisse mit Probe darstellen
Ɣ Ergebnisse mit Druckern erzeugen
Dipl.-Ing. Thomas Müller, Dipl.-Ing. (FH) Kris Rohrmann
Grundlagen der Schaltungssimulation
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Wichtige Dateien in PSpice (1)
Ɣ Das Programmpaket von PSpice besteht aus mehreren Teilen
– Schematics:
Zur Schaltungseingabe
– PSpice:
Zur Berechnung der Ergebnisse
– Probe:
Zur grafischen Anzeige der Ergebnisse
Ɣ Jedes Paket kann auch für sich allein verwendet werden
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Wichtige Dateien in PSpice (2)
Ɣ Schaltplan
*.sch
(Schaltplan und Simulationsparameter)
Ɣ Netzliste
*.net
(Bauteile und Knoten)
Ɣ Output-Datei
*.out
(Netzliste, Alias-Liste, Art und Parameter
der Analyse, Ergebnisse, Rechenzeit,
Fehlermeldungen)
Ɣ Datendatei
*.dat
(Daten zur grafischen Darstellung)
Ɣ Probdatei
*.prb
(Konfiguration für die grafische Darstellung)
Dateinamen mit Umlauten kann das Programm nicht verarbeiten
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Grundlagen der Schaltungssimulation
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Wichtige Dateien in PSpice (3)
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Einige Symbolleisten
Ɣ Standard Schematics
Ɣ Drawing
Ɣ Simulation
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Ɣ Annotation Graphics
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Grundlagen der Schaltungssimulation
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Wichtige Menüs
Ɣ Edit
– Copy, Paste
– Copy to Clipboard
Ɣ Analysis
– Probe Setup
– Examine Output
Ɣ Markers
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Erstellen von Schaltplänen
Ɣ Neues Arbeitsblatt öffnen über File/New
Ɣ Arbeitsblatt speichern über File/Save as …
– Name wird mit *.sch ergänzt (z.B. Aufgabe1.sch)
– Kein Ä, ä, Ö, ö, Ü oder ü verwenden!
Ɣ Bauteile heraussuchen und positionieren über Draw/get new part
Ɣ Verbindungsleitungen zeichnen Draw/Wire
Ɣ Grafik neu zeichnen View/redraw
– Überbleibsel vorhergegangener Aktionen werden gelöscht
Ɣ Alle Schritte können auch über Symbole durchgeführt werden
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Wichtige Bibliotheken
Ɣ Analog.SLB
Widerstand, Kondensator, Spule
Ɣ Source.SLB
Strom- und Spannungsquellen
Ɣ Port.SLB
Masse, „Bubble“
Ɣ Eval.SLB
Transistoren, Dioden, Digitalbausteine
Ɣ Special.SLB
Strom- und Spannungsdrucker
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Attribute/Eigenschaften setzen (1)
Ɣ Verändern der Werte und der Anzeige:
– Doppelklick auf zu verändernden Wert
– Doppelklick auf Bauteil
– Markieren des Bauteils -> Symbolleiste Drawing -> Edit Attributs
– Markieren des Bauteils -> Menü Edit -> Attributs
– Dezimalzeichen ist der Punkt (statt 3,5 Eingabe von 3.5)
Ɣ Anzeige von Attributen festlegen
– Doppelklick auf Bauteil -> Change Display -> What to Display
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Attribute/Eigenschaften setzen (2)
Ɣ Zulässige Maßvorsätze in PSpice sind:
– t = Tera
g = Giga
meg = Mega
k = Kilo
– m = milli
u = mikro
n = nano
p = pico
f = femto
Ɣ Die Groß- oder Kleinschreibung spielt keine Rolle!
Ɣ Alle anderen Zeichen sowie weitere Zeichen nach obigen
Maßvorsätzen werden als Kommentar behandelt.
Ɣ Beispiele: 3.2n
220u
3.3k
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3m
3Meg
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Bauteile aus kommenden Beispielen
Ɣ
Ɣ
Ɣ
Ɣ
Ɣ
Ɣ
Ɣ
Ɣ
Ɣ
Ɣ
Ɣ
R
C
L
VDC
VAC
VSRC
AGND
POT
IPRINT
BUBBLE
VPRINT1 / VPRINT2
Widerstand
Kondensator
Induktivität
Gleichspannungsquelle
Wechselspannungsquelle
Kombinierte Quelle
Analog Ground
Potentiometer
Stromdrucker
Messpunkt
Spannungsdrucker 1-polig / 2-polig
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Gleichstromsimulation: Schaltungserstellung
Ɣ Für die Gleichstromsimulation ist eine DC-Quelle erforderlich
– Gleichquellen sind u.a. VDC oder VSRC
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Gleichstromsimulation: Simulationen
Ɣ Simulation von Gleichgrößen
– DC-Sweep variiert die Amplitude
– Ein Punkt-DC-Sweep
– Mehrere Punkte DC-Sweep
Ɣ Simulation starten:
– Menüpunkt Analysis -> Simulate
– Symbolschaltfläche
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Gleichstromsimulation: Ergebnisse
Ɣ Ergebnisse des Ein Punkt-DC-Sweep
– Symbolleiste Simulation -> Button
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Wechselstromsimulation: Aufgabenstellung
Ɣ Für die Wechselstromsimulation ist eine AC-Quelle erforderlich
– Wechselquellen sind u.a. VSRC oder VAC
Ɣ Ein RC-Glied (R1=100,
C1=2 µF) soll an einer
Wechselspannungsquelle
von 1 V bei einer Frequenz
von 2000 Hz simuliert
werden.
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Wechselstromsimulation: Simulationen
Ɣ Simulation von Wechselgrößen
– AC-Sweep variiert die Frequenz
– Ein Punkt-AC-Sweep
– Mehrere Punkte-AC-Sweep
Ɣ Simulation starten:
– Symbolschaltfläche
– Menüpunkt Analysis -> Simulate
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Wechselstromsimulation: Ergebnisse
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Ergebnisse mit Probe darstellen (1)
Ɣ Verläufe zum Probe hinzufügen
– Marker in die Schaltung einsetzen
– Probe Fenster -> Trace -> Add Trace
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(automatische Anzeige)
(manuelles Nachtragen)
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Ergebnisse mit Probe darstellen (2)
20V
Mehrere Punkte DC-Sweep
15V
10V
1.2V
Ein Punkt AC-Sweep
5V
1.0V
0V
0V
5V
V(R2:1)
10V
0.8V
15V
20V
V(V2:+)
V_V2
1.2V
0.6V
1.0V
0.8V
0.4V
1.0KHz
V(C1:1)
2.0KHz
3.0KHz
0.6V
V(V3:+)
Frequency
0.4V
0.2V
Mehrere Punkte AC-Sweep
0V
0Hz
V(C1:1)
2KHz
V(V3:+)
4KHz
6KHz
8KHz
10KHz
Frequency
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Ergebnisse über Drucker erzeugen (1)
Ɣ Ergebnisse in Output-Datei schreiben
– Drucker in Schaltung einfügen
– Attribute der Drucker setzen ggf. anzeigen
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Ergebnisse über Drucker erzeugen (2)
Ɣ Drucker (aus Special.SLB):
– VPRINT1 für Potential an einem Punkt
– VPRINT2 für Potential zwischen zwei Punkten (Potentialdifferenz)
– IPRINT für Strom an einem Punkt (in den Strompfad)
Ɣ Attribute für alle Drucker setzen!
– AC = yes Mag = yes PHASE = yes
– DC = yes
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(Mag = Amplitude)
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Ergebnisse über Drucker erzeugen (3)
Ɣ grafische Darstellung deaktivieren (Probe)
– PSpice Schematics -> Analysis
-> Probe Setup
Ɣ Output-Datei öffnen
– PSpice Schematics -> Analysis
-> Examine Output
– OrCAD PSpice A/D Demo -> View
-> Output File
– OrCAD PSpice A/D Demo
-> View Simulation Output File
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Messbrücke: Schaltungen
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Messbrücke: Aufgaben
Ɣ Stellen Sie am Pot den Wert für SET so ein, dass die Spannungen
an P1 und P2 gleich groß sind.
Man spricht in diesem Fall von abgeglichenen Brücken
Ɣ Wählen Sie den Wert für SET so, dass die Brückenschaltung bei
einem R1 = 200 ȍ abgeglichen ist.
Ɣ Formeln:
ܴଵ ܴହ ή ͳ െ ܵ‫ܶܧ‬
ܴଶ
ൌ
֜ ܵ‫ ܶܧ‬ൌ
ܴହ ή ܵ‫ܶܧ‬
ܴଶ
ܴଵ ൅ ܴଶ
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Messbrücke: Anmerkungen zum Potentiometer
Ɣ SET = Schleiferstellung des Potentiometers
– Wertebereich von 0 bis 1
– Wert bei Platzierung 0,5
Schleiferstellung 0
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