Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
Рис. В.1. Вид окна File Manager при создании папки Spice
Выберите нужную папку, щелкнув на ней мышью, затем используйте поле в правой или левой части экрана, чтобы выбрать корневой каталог или папку, щелкните на ней мышью. Затем из меню (включающем поля File, Disk, Tree, View и другие) выберите File, Create Directory…, затем перед именем введите
Spice
что приведет к созданию главной директории или папки в корневом каталоге. В этой директории будут содержаться все файлы, созданные вами в процессе моделирования. Наличие отдельной папки позволит вам быстро находить эти файлы, не смешивая их с файлами, являющимися частью программного обеспечения OrCAD.
Несколько полезных замечаний
При создании входного файла для схемы, которую вы хотите исследовать, всегда начинайте с полного эскиза схемы. Разметьте узлы, используя для этого маркировку, отличающуюся по цвету от остального текста, например красные или голубые чернила. В схеме всегда должен присутствовать нулевой узел (0), который является опорным узлом. Остальные узлы должны иметь цифровую или буквенную маркировку (проще, обычно работать с числами). Выберите имя входного файла, например dctwo.cir. Расширение *.cir указывает на схемный (или входной) файл. Включите во входной файл команду для каждого компонента схемы. Команды для компонентов могут идти в произвольной последовательности, однако первой командой входного файла должно идти название или описание. Если на первой строке будет описание компонента, оно будет проигнорировано (воспринято как название). Последней должна быть команда .END (набранная в нижнем или верхнем регистре).
Обычно буквы верхнего или нижнего регистра могут быть использованы в равной степени. Например, можно использовать буквы верхнего регистра для цепей постоянного тока, а нижнего — для переменного.
Если вы используете очень малые или очень большие числовые значения, учтите следующие соответствия, принятые в Spice:
Значение Буквенное обозначение Экспоненциальная форма 10-15 F 1Е-15 10-12 Р 1Е-12 10-9 N 1Е-9 10-6 U 1Е-6 10-3 М 1Е-3 25,4×10-6 MIL 25,4Е-6 10³ K 1Е3 106 MEG 1Е6 109 G 1Е9 1012 Т 1Е12Буквы в символическом представлении могут быть набраны в верхнем или нижнем регистре. Например, для обозначения milli в равной степени можно использовать буквы М или m.
Для описания конденсатора используется строка вида:
С 4 5 25NF
Это означает, что конденсатор подсоединен к узлам 4 и 5 и емкость его составляет 25 нФ (нанофарад). Можно упростить запись, представив единицы в оптимальной форме:
С 4 5 25n
Обратите особое внимание на то, что префикс в символической форме следует непосредственно за числовым значением. Не должно быть пробела между числовым значением и префиксом. Это справедливо и для экспоненциального представления префикса:
С 4 5 25Е-9
Другой пример:
R3 2 3 3 3kiloohms
очевидно, описывает резистор сопротивлением 33 кОм (килоома), включенный между узлами 2 и 3. Правильной является при этом и следующая запись:
R3 2 3 33k
Независимый источник напряжения может быть представлен в форме:
V 1 0 40V
Символ V после значения 40 указывает обычно на источник постоянного напряжения. Другая форма записи:
V 1 0 40
Некоторые читатели прошлых изданий просили о более подробном введении в методику создания входных (схемных) файлов для PSpice на ПК. Прежде чем вы начнете работать с материалами главы 1, можете рассмотреть приведенный конкретный пример или прочитать материал в разделе «Обзор PSpice».
Как это делать
На рис. В.2 приведена схема на постоянном токе, содержащая источник напряжения и четыре резистора. Узлы помечены номерами от 0 до 3. Для моделирования в Spice все узлы должны быть помечены номерами (или буквами). Должен присутствовать также опорный (нулевой) узел, помеченный цифрой 0.
Рис. В.2. Первая схема для исследования на PSpice
Создание входного файла
Откройте программу pspice.exe (рис. В.3) и выберите позиции меню File, New, Text File, как показано на рис. В.4.
Рис. B.3. Пиктограммы на рабочем столе PSpice
Рис. В.4. Создание текстового файла на PSpice
Появится пустое окно с мигающим курсором, позволяющее ввести текст. Наберите следующий текст (позаботьтесь о точности ввода):
First Circuit for Pspice
VS 1 0 24V
R1 1 2 10
R2 2 0 1k
R3 2 3 300
R4 3 0 500
.OPT nopage
.OP
.END
Важное замечание: не нажимайте ENTER после ввода последней строки (.END)! Если сделать это, то программа решит, что вы хотите приступить к следующему анализу.
Используйте поля меню File, Save, чтобы сохранить входной файл. Программа OrCAD Demo может не содержать поля Save in. Раскройте нужное поле, щелкнув мышью по стрелке в правой части поля и выберите папку SPICE.
Наберите в поле File name имя ex1.cir. При желании вы можете также раскрыть поле Save as type выбрать Circuit Files (*.cir), чтобы не забыть набрать расширение *.cir. Затем щелкните мышью на Save (рис. В.5).
Рис. В.5. Создание и сохранение схемного файла на PSpice
Не закрывая файл, используйте комбинацию клавиш Alt+F+C, затем снова откройте файл с помощью комбинации Alt+F+O. Выберите Simulation, Run ех1, как показано на рис. В.6.
Рис. В.6. Запуск моделирования на PSpice
В нижнем правом поле PSpice должно появится сообщение «100% (completion)».
Просмотр выходного файла
Выберите View, Output File, чтобы увидеть результаты моделирования на экране. Они должны соответствовать рис. В.7.
Рис. В.7. Выходной файл PSpice с результатами моделирования
Чтобы были видны важные элементы выходного файла, на экране были удалены пустые строки. Хотя вы можете теперь распечатать выходной файл, выбрав File, Print, мы не будем пока делать этого.
Обычный анализ цепи показывает, что напряжение V20=23,472 V (В), a V30=14,67 V (В).
Ток I (отрицательный) показан в выходном файле как ток источника питания, равный 52,81 mA (мА). Полная рассеиваемая мощность, равная произведению I и VS, составляет 1,27 W (Вт).
Рассмотрим содержимое входного файла. Прежде всего, в него включены входные данные компонентов схемы. Для каждого компонента они показаны в отдельной строке, содержащей достаточные для анализа на PSpice данные: тип элемента, пару узлов, к которой он подсоединен, и значение основного параметра (сопротивление, напряжение и другие). Обозначение .ОРТ (сокращение от .OPTIONS) no page предотвращает прерывание моделирования после окончания страницы выходного файла. Команда .ОР вводится обычно, чтобы показать напряжения смещения в транзисторных цепях. Для цепей постоянного тока эта команда может быть опущена. Команда .END обязательна для любого входного файла.
Изменение входного файла
Чтобы извлечь больше информации из анализа на PSpice, изменим входной файл (с расширением *.cir), добавив две следующие строки.
.DC VS 24V 24V 24V
.PRINT DC I(R1) I(R2) I(R3)
и снова запустим процесс моделирования.
**** 09/08/99 10:48:54 ******* Evaluation PSpice (Nov 1998) *******
First Circuit for PSpice
**** CIRCUIT DESCRIPTION
VS 1 0 24V R1 1 2 10
R2 2 0 1k
R3 2 3 300
R4 3 0 500
.DC VS 24V 24V 24V
.PRINT DC I(R1) I(R2) I(R3)
.OPT nopage
.OP
.END
**** DC TRANSFER CURVES TEMPERATURE = 27.000 DEG С
VS I(R1) I(R2) I(R3)
2.400E+01 5.281E-02 2.347E-02 2.934E-02
**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
( 1) 24.0000 ( 2) 23.4720 ( 3) 14.6700
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
VS -5.281E-02
TOTAL POWER DISSIPATION 1.27E+00 WATTS
**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG С
JOB CONCLUDED
TOTAL JOB TIME .10
Рис. B.8. Результаты моделирования при изменении входного файла
Выходной файл на рис. В.8 обогатится новой информацией. Будут показаны значения токов, указанных в строке .PRINT. Проверка с помощью обычного расчета подтверждает полученные результаты IR1=52,81 мА, IR2=23,47 мА, IR3=29,34 мА. Появление двух новых строк во входном файле будет пояснено в главе 1.
