Einführung in PSPICE

Einführung in PSPICE
(Version 9.1 Feb. 2000)
Zur Verwendung in den Lehrveranstaltungen
Elektronik I /II / III
Fh Wiesbaden
Fachbereich 10 Phys. Technik
Prof. H. Starke
SS 2003/2
1
I
1.
Schaltplanentwurf
Öffnen Sie das Programm Schematics.
Es erscheint die Arbeitsfläche des Schaltplaneditors Schematics:
Kopfleiste
Menueleiste
Befehlsleiste (Icons)
Entwurfsfläche
2.
Geben Sie der Schaltung, die Sie entwerfen wollen, einen Namen:
z.B. Versuch 1. (Keine Umlaute verwenden !)
Clicken Sie dazu in der Menueleiste das Icon File an und dann
den Befehl Save As.
Es öffnet sich ein Fenster Speichern unter, geben Sie als Dateiname Versuch 1 ein und clicken Sie auf Speichern.
In der Kopfleiste der Arbeitsfläche erscheint der Dateiname.
2
3.
Schaltung zeichnen.
Z.B. Spannungsteiler, der aus einer 10 V Spannungsquelle und
zwei 1kΩ Widerständen besteht.
a)Holen Sie sich die zugehörigen Schaltungszeichen aus den
Bibliotheken.
Passive Bauelemente speichert Schematics in der analog. slb
Bibliothek (Library),
Spannungs- und Stromquellen in der source. slb,
Erdungszeichen in der port. slb
Clicken Sie auf
, es öffnet sich das Fenster
Clicken Sie den Button Libraries an, im Feld Library
erscheinen die verfügbaren Bibliotheken.
Clicken Sie nun die gewünschte Library an, z.B. analog. slb ,
es erscheinen im Feld Part die verfügbaren Bauelemente.
Clicken Sie z.B. R an, dann den Button OK , es erscheint das
Widerstandsymbol im Feld Library; nun clicken Sie auf den
Button Place , auf der Entwurfsfläche erscheint das Wid.Symbol an den Cursorpfeil angebunden. Fahren Sie den Cursor
an die gewünschte Stelle Ihres Schaltplans und plazieren
3
Sie das Symbol durch Mausclick mit der linken Taste. Weitere
Mausclicks plazieren weitere Wid.-Symbole auf der Fläche. Ein
Mausclick mit der rechten Taste beendet den Vorgang . Wie mit
den Widerständen verfahren Sie mit den anderen
Schaltsymbolen. Ihre Entwurfsfläche sieht nun u. U. wie folgt
aus:
Nun können Sie die endgültige Position und Lage der
Schaltsymbole festlegen.
Schaltsymbol mit linker Maustaste anclicken, es wechselt die
Farbe u. wird rot. Ein zweites Anclicken mit gedrückter linker
Maustaste ermöglicht die Verschiebung.
Betätigung der Tasten
Strg u. r dreht das Schaltsymbol,
Strg u. f spiegelt es an einer vertikalen Achse.
b) Verdrahten
Clicken Sie auf
, der Cursor wandelt sich in ein
Stiftsymbol. Fahren Sie den Stift auf den Anschluß des
Bauelementes, das Sie verdrahten wollen, clicken diesen mit der
linken Maustaste an und führen ihn längs einer geraden Linie bis
zum Anschluß eines zweiten Schaltungssymbols und clicken
diesen ebenfalls an. Betätigung der rechten Maustaste beendet
die Verdrahtung
4
4.
Zuordnung von Werten u. Namen zu Bauelementen und Qellen
(Attribute setzen)
Clicken Sie den gegenwärtigen Namen z.B. des Wid. R1 an, er
wird markiert und Sie können ihn mit gedrückter Maustaste
verschieben.
Doppelclick auf den Namen öffnet das Fenster
Edit Reference Designator , hier können sie den Namen ändern.
Bestätigen Sie mit OK.
Click auf den Wert, er wird markiert und Sie können ihn
verschieben.
Doppelclick auf den Wert öffnet das Fenster Set Attribute Value,
hier können Sie den Wert ändern.
Bestätigen Sie mit OK.
Bei den Quellen verfahren Sie in gleicher Weise.
Wird für die Quelle kein Wert angezeigt wie z.B. bei einer Sinusspannungsquelle VSIN, clicken Sie das Symbol doppelt an, es
öffnet sich das Fenster U Partname: VSIN
5
Hier können Sie die Werte eingeben bzw. ändern, die nicht
durch einen Stern gekennzeichnet sind. Clicken Sie die Zeile an,
die Sie bearbeiten wollen, sie erscheint in der
Bearbeitungszeile, clicken Sie das Valuefeld an, geben Sie den
gewünschten Wert ein und clicken Sie den Button Save Attr
an. Wenn alle Werte festgelegt sind, schließen Sie das Fenster
mit OK.
Hinweis:
Sie können zur Darstellung und zum Zeichnen Ihrer Schaltung
die Eigenschaften der Entwurfsfläche ändern.
Clicken Sie in der Menueleiste Options und dann
Display Options, es öffnet sich das Fenster Display Options
Sie legen hier fest, ob die Gitterpunkte sichtbar sein sollen,
6
Endpunkte einrasten, ob beim Verschieben eines Bauelementes
die Verdrahtung „mitgenommen“ werden soll (Rubberband )
usw.
II
Berechnung der Schaltung und Darstellung der Ergebnisse
Grundlage ist die mit Schematics gezeichnete und
dimensionierte Schaltung. Z.B.
A) Gleichspannung
1. Berechnung (Simulation)
Clicken Sie auf den Button
(Simulate) PSPICE startet die
Berechnung.
Es öffnet sich das Fenster Orcad Pspice A/D Demo, das Sie bei
Gleichspannungsanwendungen wieder schließen. Es erscheint
die Schematics-Oberfläche.
2. Darstellung der Ergebnisse
Clicken Sie nun auf den Button
(Enable Bias Voltage
Display), jetzt sehen Sie die bei der Simulation berechneten
Gleichspannungen, ein Click auf den Button
(Enable Bias Current Display) nun sehen Sie die
berechneten Gleichströme
7
B) Wechselspannung (Transienten-Analyse)
Grundlage ist die mit Schematics gezeichnete und
dimensionierte Schaltung. Z.B. folgende Tiefpaß-Schaltung,
1. Berechnung (Simulation)
a) Die Sinus-Spannungsquelle muß dimensioniert werden.
Z.B.
b) Es müssen im Analysis Setup einige Angaben gemacht
werden.
Clicken Sie auf den Button
(Setup Analysis), es
öffnet sich das Analysis Setup-Fenster
8
In diesem Fenster legen Sie fest, welche Analyse durchgeführt
werden soll, z.B. eine Transienten Analyse (Signal als Funktion
der Zeit).
Clicken Sie hierzu das Kästchen vor dem Button Transient...
an (Enabled), dann den Button selbst, es öffnet sich das Fenster
Transient
Geben Sie hier ein:
die Zeitspanne (Final Time)
und die Schrittweite der
Stützstellen (Print Step)
Schließen Sie das Fenster
mit Click auf OK .
Es erscheint die Schematics-Oberfläche. Nun müssen Sie die
Schaltungspunkte kennzeichnen, an denen Sie den
Spannungsverlauf sehen wollen.
Clicken Sie auf den Button
(Voltage/Level Marker), der
Cursor verändert sich in ein Pfeilsymbol
(Marker) und
plazieren Sie diesen Marker an der gewünschten Stelle
2) Darstellung der Ergebnisse
Clicken Sie auf den Button
9
PSpice berechnet die Schaltung und stellt die Ergebnisse
mit Hilfe des Programms “Probe“ dar.
C) Wechselspannung (AC Sweep/ Frequenzanalyse)
Grundlage sei die Tiefpaß-Schaltung wie unter B)
1. Berechnung (Simulation)
a) Dimensionierung der Sinus-Spannungsquelle wie unter B)
b) Angaben unter Analysis Setup
Clicken Sie auf den Button
(Setup Analysis), es
öffnet sich das Analysis Setup-Fenster
In diesem Fenster legen Sie fest, welche Analyse
durchgeführt werden soll, nun ein AC Sweep (Signal als
Funktion der Frequenz).
10
Clicken Sie hierzu das Kästchen vor dem Button
AC Sweep an (Enabled), dann den Button selbst, es
öffnet sich das Fenster
AC Sweep and Noise Analysis
Geben Sie hier ein:
den Typ des AC Sweeps
z.B. dekadisch,
die Startfrequenz
z.B. 10Hz,
die Endfrequenz
z.B. 1MHz
Punkte/Dekade
z.B. 100
Schließen Sie das Fenster
mit Click auf OK .
Es erscheint die Schematics-Oberfläche und die Marker
müssen plaziert werden.
2. Darstellung der Ergebnisse
Clicken Sie auf den Button
PSpice berechnet die Schaltung und stellt die Ergebnisse
mit Hilfe des Programms “Probe“ im Probe-Fenster dar.
a) Frequenzgang
11
b) Phasengang
Clicken Sie im Probe-Fenster in der Menueleiste auf Plot , es
öffnet sich ein Fenster , in dem Sie Add Plot to Window anclicken. Im Probefenster erscheint ein freies Feld. Clicken Sie in
der Menueleiste Trace an, es öffnet sich ein Fenster, in dem
Sie Add Trace anclicken. Es öffnet sich das Add Traces
Fenster, in dem Sie im Trace Expression Feld P( )-P( )
eintragen. In die Klammern werden die Spannungen geschrieben, zwischen denen die Phasenverschiebung berechnet
werden soll. Schließen Sie das Fenster mit OK
b) Digitalvoltmeter-Anzeige einblenden
Clicken Sie in der Befehlsleiste das Icon Toggle cursor
das Probe cursor Fenster öffnet sich
,
Clicken Sie mit linker Maustaste die Stelle des Signals an, das
gemessen werden soll, ein Fadenkreuz entsteht und die Werte
des Abzissen- und Ordinatenwertes werden angezeigt. Clicken
Sie mit rechter Maustaste eine andere Stelle an, wieder
entsteht ein Fadenkreuz, dessen Werte ebenfalls angezeigt
werden
Allgemeine Hinweise:
1.Übertragen von Schaltungen u. Probe-Plots in WordDokumente.
a) Schaltungen:
Erzeugen Sie mit gedrückter linker Maustaste ein
Ausschnittfenster um die Schaltung. Clicken Sie in der
Menueleiste auf Edit ,in dem sich öffnenden Fenster auf
Copy to Clipboard. Der Ausschnitt wird in die Zwischenablage
kopiert und kann in ein Word-Dokument mit Click auf das
Einfügen-Icon eingefügt werden
12
b) Probe-Plots
Clicken Sie in der Menueleiste auf Window und in dem sich
öffnenden Fenster auf Copy to Clipboard. Das DiagrammFenster wird in die Zwischenablage kopiert und kann in ein
Word-Dokument mit Click auf das Einfügen-Icon eingefügt
werden.
2. Ändern der Hintergrundfarbe des Probe-Fensters.
Gehen Sie in den Windows-Explorer.
Öffnen Sie den Windows-Ordner. Suchen Sie die Datei
PSPICEEV und öffnen Sie sie mit Doppelclick. Das
entsprechende Menue öffnet sich. Suchen Sie die
Programmzeile [Probe Display Colours] , ändern Sie die
Hintergrundfarbe indem Sie die eingetragene Farbe
überschreiben. Schließen Sie die Datei und bestätigen Sie die
Änderung.
13