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PSPICE 1 - Einführung
Aufgabenstellung
· Grundsätzliche Bedienung von PSpice ( Design Center Version 5.2 DOS Evaluation, bestehend aus: PSpice, Probe, the Stimulus Editor and Parts).
· Erstellung einer einfachen Schaltung (Transistorkennlinie) als Textdatei
· Analyse in Probe
1 Grundsätzliche Bedienung
Bei dem hier zugrundeliegenden Programm handelt es sich um das sog. DESIGN CENTER VERSION 5.2 DOS EVALUATION (auf 64 Knoten begrenzt), welches unter einer Oberfläche die Programmteile PSpice, Probe und den Stimulus Editor vereint sowie Bibliotheken enthält.
Es handelt sich um ein DOS-Programm, die Oberfläche kann mit PS.EXE gestartet werden.
Sollte das Programm nicht alle Symbolbibliotheken finden, muß die Variable PSPICELIB=<LIB-PFAD> gesetzt werden.
Das On-Line Manual kann fast jederzeit mit aufgerufen werden. Steht der Cursor auf einem Bauteil oder Kommando etc. wird das Thema im Index automatisch vormarkiert.
Bei einigen Benutzereingaben (wie etwa das Öffnen einer Datei, die Wahl der Variable in Probe bei add_trace, etc.) kann mit ein Auswahlfenster aufgerufen werden, in dem mit den Cursortasten die Auswahl durchgeführt werden kann.
1.1 Schematischer Aufbau einer Schaltungssimulation
1. Zuerst wird mit einem ASCII-Editor ein Circuit-File *.CIR angelegt. Dies enthält alle Informationen zur Schaltung, zur Art der Analyse sowie Kommentare etc. (die automatischen Backups heißen *.CBK).
2. Danach wird diese Datei zur Analyse an
PSPICE.EXE übergeben, wobei eventuell Bauteile aus
Symbolbibliotheken geladen werden. Es werden 2 Dateien ausgegeben:
w *.OUT: Dies ist eine Art
Logfile, in dem Informationen zur Schaltung, Analyse, Datum etc.
gespeichert sind.
w *.DAT: Diese Datei enthält
die berechneten Werte zur weiteren Verarbeitung, z.B. mit PROBE.
3. Zum Schluß wird eine Graphische Auswertung mit PROBE.EXE durchgeführt. Die mit [Display_control]-[Save] gesicherten Daten werden in der Datei probe.dsp gespeichert.
Möchte man eine Schaltungen weitergeben, sind im Prinzip nur die Dateien *.CIR sowie eventuell die Datei probe.dsp nötig.
2 Analyse einer einfachen Schaltung
2.1 Erstellung der CIR-Datei
Sie kann mit jedem ASCII-Editor erstellt werden.
Über die Bedienungsoberfläche PS.EXE (Design Center) ist dies ebenfalls möglich: Über [FILES]-[Curent File] kann der Dateiname eingegeben werden. Ist die Datei bereits vorhanden, wird sie geöffnet, ansonsten neu erstellt. Bei der Abfrage nach dem Dateinamen kann mit ein Auswahlfenster geöffnet werden, in dem die vorhandenen Dateien angezeigt werden. Mit [FILES]-[Edit] kann die Datei nun editiert werden.
2.1.1 Projektname, Kommentare, Potenzen
Jedes Circuit-File enthält in der ersten Zeile einen Projektnamen, der eingegeben werden muß.
Zeilen, die mit einem Stern * beginnen, werden als Kommentar gewertet.
Bei den Potenzen wird nicht zwischen Groß- und Kleinschreibung unterschieden.
meg, MEG... Mega
m, M............ milli
u, U............. Mikro
n, N............ Nano etc.
2.1.2 Bauteile
Nach dem Projektnamen folgt die eigentliche Schaltung mit den Bauteilen, wobei in einer Zeile ein Bauteil plaziert wird. Mehrere Zeilen können grundsätzlich mit einem + -Zeichen zu einer verbunden werden.
Jeder Bauteil wird bezüglich des Typs mit dem ersten Buchstaben in der Zeile festgelegt, z.B. V für Spannungsquelle, I für Stromquelle. Direkt an diesen Buchstaben folgt der Bauteilname z.B. VCE, IB, Q1. Danach folgen - durch mind. ein Leerzeichen getrennt - meist die Bauteilanschlüsse:
Hierzu müssen in der Schaltung alle Verbindungen mit einem Knotennamen bezeichnet werden z.B. 1 , IN , OUT . Die Zahl 0 ist für die Masse reserviert und muß in der Schaltung verwendet werden!
Wie ein Bauteil anzuschließen ist, kann über das On-Line Manuell mit schnell ermittelt werden.
Nach den Bauteilanschlüssen können je nach Bauteil noch andere Parameter angegeben werden wie Modelltyp oder Spannungserte etc.
2.1.3 Kommandos
Am Ende der Datei folgen meist noch Kommandos, welche grundsätzlich mit einem Punkt beginnen:
.DC bedeutet, daß eine DC-Analyse durchgeführt werden soll. Hierbei werden Startwert, Endwert und Inkrement einer oder mehrerer Größen angegeben, in dem Beispiel der Transistorkennlinien wird VCE von 0 bis 12V in 0.05V-Schritten und IB von 0.4 bis 3.2mA in 0.4mA Schritten variiert. Die Einheiten müssen nicht angegeben werden, da sie durch das Bauteil bereits festgelegt sind. Vorangestellte Nullen können weggelassen werden.
Durch die Eingabe von .PROBE wird nach der Analyse durch PSpice automatisch Probe gestartet.
Die letzte Zeile bildet immer ein .END .
2.1.4 Fehler
Ist eine Schaltung fehlerhaft, kann im Editor oder im Design Center mit ein Fenster mit dem aufgetretenen Fehler aufgerufen werden. Fehler sind etwa Knoten, an denen nur ein Bauteil angeschlossen ist, nicht gefundene Librarys etc.
2.1.5 Beispiel Transistorkennlinien
Schaltung:
Projektname
Kommentar
UCE <+> <->
Kommentar
IB <+> <->
Kommentar
Q1 <C> <B> <E>
DC-Analyse
Probe starten
Ende
Transistorkennlinien Ros 3-ea 25.04.1996
* Uce
VCE 2 0
* Basisstrom
IB 0 1
* Transistor CBE
Q1 2 1 0 Q2N2222
.lib
.DC VCE 0V 12V 0.05V
+ IB 0.4m 3.2m .4m
.probe
.end
2.2 Simulation mit PSpice
Der Editor kann mit ESC verlassen werden. Nach der Sicherheitsabfrage zum Speichern zeigt das Design Center an, ob Fehler vorhanden sind (Errors), oder ob die Schaltung korrekt geladen werden konnte (Loaded).
In dem Beispiel der Transistorkennlinien wurde die DC-Analyse bereits in CIR-File festgelegt, so daß PSPICE nur mehr über [Analysis]-[Run PSpice] aufgerufen werden braucht.
2.3 Auswertung mit Probe
Weil in der Circuit-Datei bereits .PROBE steht, wird Probe automatisch ausgeführt und lädt die ausgegeben Daten aus dem DAT-File.
Mit Add_trace kann nun eine Kurve hinzugefügt werden. Dies kann durch die direkte Eingabe der Gleichung - wie bei der Arbeitsgerade (10V-V(2))/40 oder der Leistungshyperbel .5/V(2) - geschehen oder durch das Drücken der Taste und Auswahl geschehen.
Mit Remove_trace können Kurven entfernt werden.
Mit Y_axis kann die Skallierung der Y-Achse verändert werden. Man muß hierbei Anfangswert, ein Leerzeichen und den Endwert eingeben.
Mit Label kann die Grafik beschriftet werden (Text, Move, Box etc.).
Mit Hard_copy ist die Ausgabe auf dem Drucker möglich.
Die Grafik kann mit Display_control und Save gespeichert werden (wird in der Datei probe.dsp abgelegt.
