4. Seminar Grundlagen der Schaltungstechnik: PSpice...

Grundlagen der Schaltungstechnik:

PSpice Rechnerübung

21.11.2010Grundlagen der Schaltungstechnik: PSpice Rechnerübung

1

4. Seminar

Pspice Analysearten


2

Analyseart Bezeichner in der Netzliste

Bezugsvariable

Gleichstrom-/ Arbeitspunktanalyse

.DC

.OP

U, I

Bauelemente-/Modellparameter

Frequenzbereichsanalyse .AC Frequenz

Transientenanalyse .TRAN Zeit

Starten von Pspice


3

StartProgramme

CAD, SimulationDesignLab Eval8

Schematics

PSpice Oberfläche

Leitungen ziehen

Bauteil History

Analyseart einstellen

Simulieren

Bauelement platzieren

Hier können die Bauelemente platziert werden

Bauelemente platzieren

1. Bauelementebrowser öffnen

3. Bauelement platzieren

2. Bauelement auswählen

Bauelemente verbinden / drehen / spiegeln

Leitungen ziehen

Bauelement drehen - STRG + RBauelement spiegeln - STRG + F

Analyseart einstellen

1.) Analysesetup öffnen

2.) Analyseartauswählen

3.) Parameter für Analysearten

Simulieren

1. Voltage / Current Marker platzieren

2.) Simulieren

Probefenster

Spannungen und Ströme auswählbar& mathematische Funktionen

Cursor zum messen

Traces

1. Traces Button

3. Spannungen und Ströme

2. mathematischeFunktionen

momentan gewählter Ausdruck

Plots

mit Maus markieren und Entf-Taste drücken löscht einen Plot

Plot Menü mit verschieden Funktionen

Aufgabe 2b) Spice: OPV DC Simulation

Nichtinvertierender Verstärker

eU 1R

2R

aU


12

OPV Ersatzschaltungen

Endliche Verstärkung

Unendliche Verstärkung

v du dvu


13


Nichtinvertierender Verstärker mit unendlicher Verstärkung

¶

eU 1R

2R

aU

eU 1R

2R

aU


14




15

1 2 1eV U V V1 2 2 2 3

1 2 3

1 2 23

2 1

( 0) ( ) 0( 0) ( ) 0

( ) (1 )

e e

ea e

G V G V VG U G U V

G G U RV U UG R

Superknotenanalyse

1.) Potentiale einzeichnenV1, V2, V3

2.) Superknoten einzeichnenSN0

3.) Referenzpotential Masse

4.) Zwangsbedingungen

5.) Steuergrößen entfällt

6.) Auswerten von V2

eU 1R

2R

aUeU 1R aU

2R2V1V 3V

eU 1R

2R

SN0

1V 3V2V

aU




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Nichtinvertierender Verstärker mit endlicher Verstärkung

eU 1R

2R

aU

v

eU 1R

2RaU

du dvu


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3 1d eV vu V U

1 2du V V

Superknotenanalyse1.) Potentiale einzeichnen

V1, V2, V32.) Superknoten einzeichnen

SN0

3.) ReferenzpotentialMasse

4.) Zwangsbedingungen

5.) Steuergrößen

1 2 2 2 3

1 2 2 2 2

22

2 12

23 1 2

2 1

1 2 2 1

2 1 1 2

( 0) ( ) 0( 0) ( ( ) 0

(1 )

( )(1 )

( ) (1 ) (1 )(1 )

e

e

ea d e

ea a e e

G V G V VG V G V v U V

G vUVG v G

G v UV U vu v V V vUG v G

vU G G G RU v U U UG v G G R

6.) Auswerten von V2

eU 1R

2RaUdu

dvu

eU 1R

2RaU

1V

3V

2Vdudvu

eU 1R

2RaU

1V

SN0

2V

3V

dudvu


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19

II.PSpice und Analog Insydes

Übung


20

Wiederholung

Analysearten: Gleichstrom-/ Arbeitspunktanalyse (.DC, .OP)

lineare Frequenzbereichsanalyse (.AC)

Transientenanalyse (.TRAN)

weitere Analysearten (Unterarten): Temperaturanalyse

Parametrische Analyse

Rauschanalyse u.a.


21

Was wäre wenn…

…hier keine Transistoren zu sehen sind?

Antwort: 1. Es fehlt die Symbolbibliothek *.slb2. Es fehlt die Library mit den Modellkarten *.lib


22

Symbole einbinden

Menü „Options“ Punkt „Editor Configurations“auswählen


23

Symbole einbinden

„Library Settings“ auswählen

Symbollibrary (.slb) eintragen oder mit „Browse“ auswählen.Mit „Add“ oder „Add Local“ hinzufügen


24

Library hinzufügen (Modellkarten)

Menü „Analysis“ Punkt „Library and …“auswählen


25

Library hinzufügen

„Add Library“ auswählenund entsprechende Modellkarte (.lib) hinzufügen


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Modellkarte anzeigen lassen

Menü „Edit“ „Model“ „Edit Instance Model“ Modellkartenparameter für den BJT Q2N2222


27

AC Analyse des CD Verstärkers mit AI

Menü „Analysis“ wählen

„Probe Setup“ wählen


28


Haken setzen für CSDF File Ausgabe

Daten, die gespeichert werden sollen


29

Erzeugung eines .DXF Bildes

Im Menü „Options“ den Punkt „Display Preferences“ auswählen


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„Page Boundary“ auswählen

beide Haken entfernen,um die Ränder des Schematics zu entfernen


31


Im Menü „File“ den Punkt „Export“ auswählen um die Schaltung als .DXF File zu speichern


32


mit „OK“ bestätigen


33


im Menü „Analysis“ den Punkt „Create Netlist“ auswählen – es wird eine neue Netzliste erzeugt (mit CSDF Option)


34


Simulieren

mit „OK“ bestätigen,Achtung jetzt wird kein Plot erzeugt, da die Eval Version keine CSDF Daten lesen kann


35

AI GUI starten

im Verzeichnis O:\cad\designlab\Projects\den Ordner AIGUI_XT nach C:\Eigene Dateien kopieren

dann nach C:\Eigene Dateien\ AIGUI_XT \wechseln

AI GUI mit startWindows.bat starten


36

AI GUI starten und konfigurieren

im Menü „Configuration“ den Punkt Settings auswählen und den Pfad zum Mathematica Kernel festlegen


37

AI GUI starten und konfigurieren

Pfad festlegen:O:\mathematics\mathematica5.2\MathKernel.exe


38

Los geht’s !

Doppelklick auf das „Initialization“ Symbol

Arbeitsverzeichnis einstellen, hier:O:\cad\designlab\Projects\MTR07\<login_name>

<<AnalogInsydes‘IFX‘ und IFXFullMOSFETModels‘entfernen


39

Netzliste von PSpice einlesen

1. Klick auf das „ReadNetlist“ Symbol

2. Doppelklick auf Symbol3. Simulator auswählen

4. .cir, .out, .dxfFiles angeben

5. Netzliste und Schematic anzeigen lassen

Gleichung aufstellen

1. Modelle auswählen

3. Zweigspannung(V$R$RL) auswählen, nach der aufgelöst werden soll„Set signal for computation“

2. Sparse Tableau Matrix

Simulationsdaten einlesen

1. Simulator auswählen

2. CSDF File einlesen

3. Variablen anzeigen

4. Referenzsignal auswählen

Bodeplot des Simulationsdaten

Bodeplot anzeigen


43

AC Analyse von Analog Insydes

1. Variablen des Lösungsvektors aufrufen

2. AC Analyse und Vergleich mit Simulationsdaten

AC Analyse von Analog Insydes


45

SBG-ApproximateMatrixEquation

1. Bodeplot aufrufen

2. Bereich markieren, der approximiert werden soll(Hier DC Verstärkung)

Komplexität abschätzen und Lösen des Systems

3. Lösen der Gleichungsymbolisch oder numerisch

2. Komplexität der Lösung abschätzen

1. mit AC Analyse Fehler überprüfen

SAG- ApproximateTransferFunction

1. Fehler für SAG eintragen

2. genäherte symbolische Formel

Achtung: SAG macht keine Ordnungsreduktion!!

Was macht die Formel so komplex?

Aufgabe


50

Zeichnen Sie einen Emitterverstärker mit Stromgegenkopplung und BasisSpannungsteiler und bestimmen Sie:

1. Die Übertragungsfunktion genähert und ungenähert2. Die Polstellen, die für das Tiefpassverhalten verantwortlich sind.

Wählen Sie geeignete Fehlerkriterien aus und verwenden Sie SparseTableau.

Gegeben:

R1=75k, R2=18k , RC=1k , RE=200 , RGK=10 ,Ck1=10uF, Ck2=10uF, Ce=100uF,RL=10k ,VCC=10V, Vin(ac)=1V, Transistor: Q2N2222

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