Prima di realizzare un circuito si seguono
le seguenti fasi.
- Studio delle specifiche
- Progettazione col CAD e simulazione
- Realizzazione del prototipo
Per simulare un circuito esistono
moltissimi software , ma tutti quanti si
basano su Spice.
- SPICE è stato sviluppato dall'Electronics Research
Laboratory dell'Università della California di Berkeley
nel 1975 dal team di Ron Rohrer, tra cui in particolare
Larry Nagel e Donald Peterson. Come un software
open source primitivo, SPICE fu largamente utilizzato
e distribuito, al punto tale che nella lingua inglese,
l'espressione "to SPICE a circuit" assume lo stesso
significato di analizzarne il comportamento attraverso
simulazione.
- Spice nella sua versatilità consente di
effettuare vari tipi di simulazioni tra cui:
- Analisi statica;
- Analisi dinamica;
- Analisi parametrica;
- Analisi in frequenza.
- Nel metodo simbolico l’analisi della rete elettrica può essere semplificata passando
dal dominio del tempo a quello dei fasori. I fasori spostano l’analisi dal campo reale
a quello complesso.
- In questo contesto è facile vedere che la rete elettrica introduce un’abbattimento
dell’ampiezza del segnale d’ingresso, e uno sfasamento ( che può essere o un’
anticipo o un ritardo) del segnale pari all’angolo f. Nel caso dei componenti discreti
(resistenza, condensatore e induttore) tutto ciò è particolarmente vantaggioso.
- Il metodo simbolico viene utilizzato quando ad una rete elettrica viene applicato un
segnale sinusoidale con pulsazione w.
RESISTENZA: nel caso della resistenza vale la legge di ohm ( V = R x I ) dove però sia
V che I sono dei fasori. Il fasore della corrente è in fase con la tensione e non presenta
sfasamento.
CONDENSATORE: il condensatore necessita che venga introdotta una corrente
affinchè si possa avvertire una d.d.p. ai suoi capi. Ciò fa si che la tensione sia in ritardo
di 90° rispetto alla corrente. In formule V = I/jwC dove il termine 1/jwC si misura in Ohm
come le resistenze(reattanza capacitiva).
INDUTTORE: l’ induttore necessita invece di una variazione di tensione ai suoi capi per
innescare la corrente e per questo motivo la corrente è in ritardo di 90° rispetto alla
tensione. In formule V = jwL*I dove, anche in questo caso, il termine jwL viene misurato
in Ohm (reattanza induttiva).
- Nel dominio dei fasori R, 1/jwC e jwL vengono denominate impedenze. Il
simbolo delle impedenze e` la lettera Z. L’impedenza e` molto simile alla
resistenza nel dominio del tempo poichè esprime il rapporto tra tensione e
corrente. In caso di più componenti è possibile calcolare il valore dell`
impedenza equivalente.
- Il concetto di impedenza diventa piu` significativo se dal regime
permanente sinusoidale si passa al dominio della frequenza, ossia se
invece di considerare una sola pulsazione w consideriamo tutte le
frequenza dello spettro. Attraverso il calcolo di impedenze equivalenti o
l`uso dei teoremi sulle reti elettriche si puo` facilmente calcolare la funzione
di trasferimento.
- Il transistor è un dispositivo a semiconduttore e risulta il
componente fondamentale dell’elettronica moderna.
- I transitor più utilizzati sono I FET ed I BJT
- I transistor vengono impiegati per l realizzazione di
oscillatori,amplificatori,interruttori e circuiti integrati.
Germanio
Silicio
-Fisicamente il transistor e’ realizzato grazie ad
una particolare tecnica detta planare ed e’
asimmetrico.
EX : BJT NPN
- Il transistor si può trovare nelle seguenti regioni
di funzionamento:
N
B-E
B-C
FUNZ.NTO
1
D
D
SATURAZIONE
2
D
I
ATT.DIR
3
I
D
ATT.INDIR.
4
I
I
INTERDIZIONE
Con spice è possibile effettuare diversi tipi di
simulazione:
- BIAS POINT
- DC SWEEP;
- TIME DOMAIN (TRANSIENENT);
- AC SWEEP/NOISE;
Per ogni simulazione è possibile realizzarne una
parametrica con la quale possiamo avere piu grafici
sovrapposti al variare di un parametro.
- Questa analisi consente di visualizzare I
valori statici che i vari nodi del circuito
assumono.
- Questa analisi consente di analizzare il
circuito al variare di una sorgente DC
- Permette di visualizzare la curva
caratteristica di un bipolo o quadripolo
- In questo grafico viene rappresentata la curva
caratteristica di un diodo D1N4148
- In questo grafico realizzato con un analisi
parametrica vengono rappresentate le
curve caratteristiche di un transitor quando
alla sua base vengono applicati diversi
valori di tensione.
- Questa simulazione consente di fare
un`analisi dinamica del circuito nel dominio
del tempo.
- Permette di osservare il comportamento di
un qualsiasi circuito elettronico proprio
come farebbe un oscilloscopio.
- In questo grafico viene rappresentata la
variazione di corrente e di tensione nel
tempo in una configurazione switch del BJT
- Questo tipo di analisi elabora la risposta in
frequenza di un circuito elettrico costituito
da elementi lineari e non (resistenza,
condensatore etc.).
- La sorgente genera un segnale sinusoidale
la cui frequenza varia in un range
predefinito dall'utente
- In questo grafico viene rappresentata la
risposta in frequenza di un amplificatore
realizzato con un BJT.
- Stadio d'ingresso: alta impedenza
d'ingresso, disaccoppia l'ingresso
dall'uscita
- Stadio di guadagno: amplifica il segnale
- Stadio d'uscita: bassa impedenza d'uscita,
collegato all'altoparlante
- Layer TOP
- Layer BOTTOM
- FootPrint
- Sbroglio
- Tracciamento piste
- Piani di massa e alimentazione