Simulatore Circuitale Spice
Corso di Elettrotecnica
Prof. Ing. Francesco Carlo Morabito
Ing. Pellicanò Diego
Scopo della simulazione dei circuiti
elettrici #1
• Per conoscere il comportamento di un circuito elettrico è
necessario risolvere un insieme di equazioni derivate dalle
LKT, dalle LKC e dalle LL.
• Al crescere delle dimensioni del circuito diventa impossibile
risolvere il circuito manualmente.
• Per molti anni l’unica soluzione è stata la realizzazione fisica
del circuito su cui eseguire i test necessari a verificarne il
funzionamento.
Scopo della simulazione dei circuiti
elettrici #2
• Questa tecnica divenne inadeguata con l’avvento dei circuiti
integrati a causa degli elevati costi (sia in termini di tempo che
di denaro) necessari a realizzare il circuito campione su cui
effettuare i test.
• Ciò, assieme all’aumento della diffusione e della potenze dei
computer, è alla base della nascita e dello sviluppo dei
simulatori circuitali, programmi capaci di risolvere qualunque
circuito senza fare ipotesi semplificative.
• Per questo motivo alla fine degli anni sessanta, nell’Università
della California- Berkeley, nasce il progetto “SPICE” (Simulation
Program with Integrated Circuit Emphasis).
Caratteristiche di Pspice
• Pspice, versione di Spice per personal computer, sviluppato dalla Microsim Corporation e
•
•
•
commercializzato a partire dal 1984, è attualmente distribuito dalla CADENCE.
Pspice è disponibile in numerose versioni per i diversi sistemi operativi (DOS, Windows,
Unix, etc.)
Pspice è in grado di analizzare circuiti contenenti fino a 130 elementi e 100 nodi.
Può eseguire tre classi principali di analisi sui circuiti
 Analisi DC (in regime stazionario o in continua)
 Analisi in transitori
 Analisi AC
• E’ inoltre in grado di calcolare funzioni di trasferimento, di eseguire analisi di rumore, di
•
sensibilità, analisi di Fourier ed altro.
I circuiti possono contenere resistori, induttori, condensatori, generatori dipendenti e
indipendenti, amplificatori operazionali, trasformatori, linee di trasmissione e dispositivi a
semiconduttore (diodi, BJT, Mosfet, etc.)
Principio di funzionamento
•Preprocessing
•Processing
•Text
•
•Editor
•Postprocessing
•Text
•
•Editor
• Pspice
•
Probe
•Schematics
•*.lib
•
ASCII
Applicazioni principali del pacchetto
Pspice student #1
• Schematics: Un editor grafico, usato per
disegnare sullo schermo il circuito da
simulare. Consente di posizionare i
componenti , collegarli assieme per
formare il circuito e inoltre di specificare il
tipo di analisi da eseguire.
Applicazioni principali del pacchetto
Pspice student #2
• Pspice A D: Il programma che simula il circuito creato con
Schematics. Simulare un circuito significa costruire un
modello matematico del circuito a partire dai modelli dei
componenti e risolverne le equazioni risultanti.
• Probe:Programma che fornisce una visualizzazione grafica
dei risultati generati da Pspice. Può essere utilizzato per
tracciare il grafico di una qualunque tensione o corrente del
circuito.
• Text Edit: semplice editor di test.
Fasi per l’analisi di un circuito
• Creazione di un circuito
•Schematics
• Simulazione
•Pspice AD
• Stampa dei risultati
•Probe
Schematics #1
Schematics #2
• Per selezionare un oggetto: click sul
pulsante sinistro una sola volta.
• Per eseguire un’azione: doppio click sul
pulsante sinistro.
• Per annullare una qualunque operazione:
premere <Esc>
Creazione dei circuiti con
Schematics
• Piazzamento delle parti o componenti del
circuito
• Collegamento delle parti tra loro per
formare il circuito
• Modifica degli attributi delle parti
Elementi circuitali
•Part
name
•Attributi
Generatori indipendenti di tensione
Generatori indipendenti di corrente
Amplificatori Operazionali
Posizionamento delle parti #1
• Selezionare Draw/Get new part per
aprire la finestra di dialogo
Browser advanced
Part
Posizionamento delle parti #2
• Usare la barra di scorrimento per selezionare la
parte, oppure scrivere il part name (es. C per il
condensatore)
Posizionamento delle parti #3
• Click su Place & Close
• Spostare il mouse fino alla posizione desiderata sullo
schermo
• Doppio click con il pulsante sinistro per terminare la
modalità piazzamento
•Per ruotare: <Ctrl R> oppure Edit/Rotate
•Per cancellare: <Ctrl X> oppure Edit/Cut
Posizionamento delle parti #4
Collegamento delle parti
• Si seleziona Draw/Wire oppure
<CtrlW>, se con il cursore si collegano i due
punti.
• Si aggiunge il collegamento di massa
AGND
Modifica degli attributi delle parti #1
•Nome
•Valore
•Attributo
• Ciascun attributo consiste
di un nome e del suo
corrispondente valore
Modifica degli attributi delle parti #2
• Cliccando sul nome attiviamo la finestra di
dialogo Edit Reference Designator
Modifica degli attributi delle parti #3
• Cliccando sul valore attiviamo la finestra di
dialogo Set Attribute Value
•Modifica degli attributi delle parti #4
Fattori di scala
• Per maggior comodità è possibile esprimere i valori numerici per
mezzo di fattori di scala riportati in tabella
Simbolo
T
G
MEG
K
M
U
N
P
F
Valore
1012
109
106
103
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
Nome del suffisso
tera
giga
mega
kilo
milli
micro
nano
pico
femto
Voltmetri e Amperometri #1
• Inseriamo 2 voltmetri
Viewpoint

Inseriamo 1 Amperometro
Iprobe
•Voltmetri e Amperometri #2
Simulazione
• Salvare lo schematico (file *.sch)
• Si esegue Pspice selezionando Analisis/Simulate
•
 Viene attivata la fase di electric rule check (ERC), nella quale
viene generata la netlist (*.cir)
 Se ci sono errori, viene creata la error list
 Se non ci sono errori, il sistema avvia automaticamente Pspice
ed esegue la simulazione (analisi nodale)
Quando l’analisi è terminata, il programma visulizza Bias point
calculeted , e genera un file risultati/uscita (*.out)
Risultati