Pspice Tutorial2

‫در شماره ی قبل از سری مقالت آموزشش ‪ PSPICE‬با نحوه‬ ‫ی توصیف المان های مدار آشنا شدیم ‪ .‬در این شماره قصد داریم‬ ‫تا بیشتر به روش های مختلف تحلیل مدار و دستورات کنترلی آن‬ ‫ها بپردازیم‪.‬‬ ‫تحلیل مدار توسط ‪PSPICE‬‬ ‫بعد از وارد کردن اطلعات اجزای مدار درش ‪ PSPICE‬شتحلیل‬ ‫های مختلفی توسط این نرم افزار بر روی مدار‪ ،‬قابل انجام است‬ ‫‪ .‬از آن جمله می توان به تحلیل های ‪ ، DC،AC‬تحلیل فوریه ‪،‬تحلیل‬ ‫نویز ‪ ،‬تحلیلش ‪ Monte Carlo‬شو ‪ ...‬اشاره کرد ‪ .‬در این مقاله سعی‬ ‫می کنیم تا به معرفی چند تحلیل مهم و کاربردی درش ‪ PSPICE‬شو‬ ‫نحوه ی به کارگیری آن ها بپردازیم‪.‬‬ ‫تحلیل نقطه ی بایاس‬ ‫این تحلیل برای یافتن نقطه ی کار ‪ DC‬مدار به کار می رود‪.‬‬ ‫اگرچهش شلزمهش شتحلیلش شهایش شدیگریش شنظیرش شتحلیلش شحالتش شگذراش ش(برای‬ ‫مشخص کردن شرایط اولیه) و تحلیل سیگنال کوچکش ‪ AC‬ش(برای‬ ‫مشخص کردن مدل های سیگنال کوچک ابزار غیر خطی) بدست‬ ‫آوردن نقطه ی کار ‪ DC‬مدار است ‪ ،‬اما با انتخاب این نوع از تحلیل‬ ‫‪،‬اطلعات بیشتری از نقطه ی کار مدار در دسترس قرار می گیرد‪.‬‬ ‫توجهش شداشتهش شباشیدش شکهش شاگرش شهیچش شنوعش شدیگریش شازش شتحلیلش شبرای‬ ‫‪ PSPICE‬مشخص نشده باشد‪ ،‬این برنامه به انجام تحلیل نقطه ی‬ ‫بایاس مدار می پردازد‪.‬‬ ‫شکل کلی‪:‬‬ ‫‪.OP‬‬

‫تحلیل ‪DC‬‬ ‫این تحلیل برای بدست آوردن نقطه ی کار مدار‪ ،‬در رنجی از‬ ‫مقادیر مشخص شده برای یک متغیر مدار‪ ،‬به کار گرفته می شود‪.‬‬ ‫این رنج می تواند خطی یا لگاریتمی (‪ octave‬یا ‪ )decade‬تغییر کند و‬ ‫یا شامل لیستی از مقادیر باشد ‪.‬‬ ‫شکل کلی (با تغییر خطی)‪:‬‬ ‫‪.DC [LIN] <sweep variable name> <start value> <end value> [nested sweep specification]1‬‬ ‫‪1‬‬

‫در این قسمت اختیاری‪ ،‬می توان لیستی از مقادیر را ‪،‬علوه بررنج ذکر شده‪ ،‬برای تحلیل مشخص کرد‪.‬‬

‫که در آنش >‪ <start value‬شمقدار اولیه ی متغیر ‪،‬ش‬ ‫نهایی آن و>‪ ‪<end value‬‬

‫مقدار‬

‫‪.DC LIN I2 5mA -2mA 0.1mA‬‬

‫شکل کلی (با تغییر لگاریتمی)‪:‬‬ ‫که‬

‫>‪.DC <sweep variable name> <start value‬‬ ‫]‪<end value> <points value> [nested sweep specification‬‬ ‫در آنش >‪
‫‪ )OCT‬و>‪<points value‬‬

‫تعداد نقاط در هر دهه یا اکتاو را مشخص می‬

‫کند‪.‬‬ ‫مثال‪:‬‬ ‫‪.DC DEC NPN 1E-18 1E-14 5‬‬

‫شکل کلی (با لیستی از مقادیر)‪:‬‬ ‫]‪.DC <sweep variable name> LIST [nested sweep specification‬‬

‫مثال‪:‬‬ ‫‪.DC TEMP LIST 0 20 27 50 80 100‬‬

‫توجه داشته باشید که در تحلیل‬ ‫یکی از متغیر های زیر باشد‪:1‬‬

‫‪<sweep variable name‬‬

‫‪
‫توضیحات‬

‫م‬ ‫تغی‬ ‫ر‬ ‫منبع می تواند هر یک از منابع ولتاژ یا جریان نابسته ی مدار باشد‬ ‫دما برای استفاده از دما به عنوان متغیر در تحلیل ‪ DC‬می توان از واژه ی ‪ Temp‬به‬ ‫جای <‪ >sweep variable name‬استفاده کرد‪.‬‬

‫تحلیل ‪AC‬‬ ‫این تحلیل برای بدست آوردن پاسخ فرکانسی مدار در یک‬ ‫رنج فرکانس مشخص به کار می رود‪ .‬توجه داشته باشید که‬ ‫تحلیل ‪ AC‬یک تحلیل خطی است و ‪ SPICE‬پاسخ فرکانسی را با‬ ‫خطی کردن مدار در اطراف نقطه ی بایاس‪ ،‬محاسبه می کند‪.‬‬ ‫در این نوع تحلیل تنها منابع جریان و ولتاژ نابسته ای که‬ ‫مقدار ‪ AC‬دارند ورودی محسوب می شوند‪ .‬منابعی نظیر منابع‬ ‫‪1‬‬

‫در تحلیل ‪ DC‬متغیر همچنین می تواند یکی از پارامترهای مدل یا یکی از پارامترهای ‪ global‬باشد‪.‬‬

‫‪ SIN‬در تحلیل ‪ AC‬لحاظ نمی شوند بلکه برای دیدن تأثیر چنین‬ ‫منابعی باید از تحلیل ‪ Transient‬استفاده کرد‪.‬‬ ‫شکل کلی‬ ‫‪.AC <sweep type> <points value> <start frequency value> <end‬‬ ‫>‪frequency value‬‬

‫که در آن نوع تغییر فرکانس را نشان می دهد و می تواند‬ ‫یکی از مقادیر زیر باشد‪:‬‬ ‫‪Sweep Type‬‬ ‫‪LIN‬‬ ‫‪OCT‬‬ ‫‪DEC‬‬

‫توضیحات‬ ‫عنوان‬ ‫در این نوع تغییر‪ ،‬فرکانس از مقدار اولیه تا مقدار‬ ‫تغییر خطی‬ ‫نهایی به صورت خطی تغییر می کند‪ .‬در این جا <‪points‬‬ ‫‪ >value‬تعداد کل نقاط در رنج تغییر را مشخص می کند‪.‬‬ ‫در این نوع تغییر‪ ،‬فرکانس به صورت لگاریتمی و اکتاو‪-‬‬ ‫تغییر به‬ ‫صورت اکتاو‪ -‬اکتاو تغییر می کند‪ .‬در این جا <‪ >points value‬تعداد نقاط‬ ‫در هر اکتاو را مشخص می کند‪.‬‬ ‫اکتاو‬ ‫در این نوع تغییر‪ ،‬فرکانس به صورت لگاریتمی و دهه‬ ‫تغییر به‬ ‫ای تغییر می کند‪ .‬در این جا <‪ >points value‬تعداد نقاط‬ ‫صورت دهه‬ ‫در هر دهه را مشخص می کند‪.‬‬ ‫ای‬

‫مثال‪:‬‬ ‫‪.AC LIN 101 100Hz 200Hz‬‬ ‫‪.AC OCT 10 1kHz 16kHz‬‬ ‫‪.AC DEC 20 1MEG 100MEG‬‬

‫برای مشاهده ی نتایج این نوع تحلیل‪ ،‬باید از یکی از دستورات ‪.‬‬ ‫‪ PRINT‬یا ‪ PLOT.‬و یا ‪ PROB.‬به همراه آن استفاده کرد‪.‬‬ ‫مثال‪ -‬تحلیل ‪ AC‬مدار‬

‫‪Circuit‬‬ ‫‪AC 120V 0‬‬ ‫‪0.5‬‬ ‫‪3.183mH‬‬

‫‪60 Hz AC‬‬ ‫‪Vs 1 0‬‬ ‫‪Rg 1 2‬‬ ‫‪Lg 2 3‬‬

Rm 3 4 16.0 Lm 4 0 31.83mH Cx 3 0 132.8uF .AC LIN 1 60 60 .PRINT AC VM(3) VP(3) IM(Rm) IP(Rm) IM(Cx) IP(Cx) .END ‫ تحلیل می کنیم و بوسیله ی‬60Hz ‫ مدار را در فرکان س‬،‫در مثال بال‬ ‫ و اندازه و فاز جریان عبوری از‬3 ‫ اندازه و فاز ولتاژ در گره‬PRINT. ‫دستور‬ ‫ را در خروجی چاپ‬Cx ‫ و اندازه و فاز جریان عبوری از خازن‬Rm ‫مقاومت‬ :‫ خروجی تحلیل فوق به قرار زیر است‬.‫می کنیم‬ Hz AC Circuit 60 CIRCUIT DESCRIPTION **** Vs 1 0 AC 120 0 Rg 1 2 0.5 Lg 2 3 3.183mH Rm 3 4 16.0 Lm 4 0 31.83mH Cx 3 0 132.6uF AC LIN 1 60 60. (PRINT AC VM(3) VP(3) IM(Rm) IP(Rm) IM(Cx) IP(Cx. Hz AC Circuit 60 SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION **** TEMPERATURE = 27.000 DEG C NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE 0.0000 (3 ) 0.0000 (2 ) 0.0000 (1 ) NODE VOLTAGE ( 4) 0.0000 VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT Vs 0.000E+00 TOTAL POWER DISSIPATION 0.00E+00 WATTS Hz AC Circuit 60 AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG C **** (FREQ VM(3) VP(3) IM(Rm) IP(Rm 6.000E+01 1.203E+02 -3.332E+00 6.014E+00 -4.020E+01

(FREQ IM(Cx) IP(Cx 6.000E+01 6.013E+00 8.667E+01 JOB CONCLUDED TOTAL JOB TIME .26