Il SIMULATORE CIRCUITALE
SPICE
DIEE
A.A. 2002-2003
Ing. Maria Katiuscia Zedda
Scopo della simulazione dei
circuiti elettrici
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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
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).
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Cenni storici
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Spice è il programma più utilizzato nella simulazione dei circuiti e
rappresenta di fatto lo standar della simulazione circuitale.
E’ il risultato del lavoro di molti studenti di ingegneria dell’Università
di Berkeley, da cui è stato sempre distribuito gratuitamente.
La prima versione risale al 1971.Risolveva circuiti con max 400
componenti e 100 nodi, l’input avveniva mediante schede perforate.
Nel corso degli anni sono state rilasciate nuove versioni del
programma caratterizzate dall’utilizzo di metodi numerici più efficienti,
da un linguaggio più potente e da modelli più completi dei dispositivi.
Oggi tutti i principali fornitori di software CAD/CAE offrono una
versione arricchita o supportata di SPICE. Faremo riferimento alla
versione Free for studens 9.1 Pspice.
Caratteristiche di Pspice
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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.).
Pspice student
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www.orcad.com
 Pspice student
version download.
Principio di funzionamento
Preprocessing
Processing
Text
Editor
*.cir
ASCII
Schematics
*.sch
BIN
Postprocessing
*.out
ASCII
Text
Editor
*.dat
BIN
Probe
Pspice
*.lib
ASCII
Applicazioni principali del
pacchetto Pspice student 9.1 I
 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 9.1 II
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
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
Schematics
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

Piazzamento delle parti

Selezionare Draw/Get new part per
aprire la finestra di dialogo
Part Browser advanced
Piazzamento delle parti

Usare la barra di scorrimento per
selezionare la parte, oppure scrivere il part
name (es. C per il condensatore)
Elementi circuitali
Part name
Attributi
Generatori indipendenti di corrente
Generatori indipendenti di tensione
Piazzamento delle parti

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
Collegamento delle parti
Si seleziona Draw/Wire oppure
<Ctrl-W>, se con il cursore si
collegano i due punti.
 Si aggiunge il collegamento di massa
AGND

Modifica degli attributi delle parti
Nome
Valore
Attributo
• Ciascun attributo consiste
di un nome e del suo
corrispondente valore
Modifica degli attributi delle parti

Cliccando sul nome attiviamo la
finestra di dialogo
Edit Reference Designator
Modifica degli attributi delle parti

Cliccando sul valore attiviamo la
finestra di dialogo Set Attribute Value
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 Amperometri


Inseriamo 2
voltmetri Viewpoint
Inseriamo 1
Amperometro Iprobe
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