9 1Tutorial SPICE

5/24/2018 9 1Tutorial SPICE

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1M a n u a l : OrCAD Pspice I.

OrCAD Pspice: Mens, componentes y diseo.

OrCAD Pspice: Mens, componentes y diseo. ------------------------------------------------------- 1

1. PRLOGO. ---------------------------------------------------------------------------------- 22. INTRODUCCIN. --------------------------------------------------------------------------- 23. ORCAD CAPTURE CIS. --------------------------------------------------------------------- 33.1. DESCRIPCIN.-------------------------------------------------------------------------------------- 33.2. MEN FILE (Fichero). ------------------------------------------------------------------------------43.3. MEN EDIT (Edicin). ------------------------------------------------------------------------------ 53.4. MEN VIEW (Visualizacin). --------------------------------------------------------------------- 63.5. MEN PLACE (Insertar). --------------------------------------------------------------------------- 63.6. MEN PSPICE (Pspice). ---------------------------------------------------------------------------- 83.7. MEN OPTIONS (Opciones). -------------------------------------------------------------------- 13

3.8. MEN WINDOW (Ventana). --------------------------------------------------------------------- 153.9. MEN HELP (Ayuda). ----------------------------------------------------------------------------- 153.10. USO DEL RATN.--------------------------------------------------------------------------------- 153.11. COMANDOS DEL TECLADO. ------------------------------------------------------------------- 164. CONSTRUYENDO UN CIRCUITO.---------------------------------------------------------164.1. INTRODUCCIN. --------------------------------------------------------------------------------- 164.2. SITUANDOCOMPONENTES. ------------------------------------------------------------------- 164.3. LIBRERAS.---------------------------------------------------------------------------------------- 184.4. FUENTES MAS COMUNES. ---------------------------------------------------------------------- 18

4.4.1. Fuentes controladas. ------------------------------------------------------------------------------------ 18

4.4.2. Fuentes independientes. -------------------------------------------------------------------------------- 194.4.2.1. Generador de tensin continua, VDC. ------------------------------------------------------------------ 194.4.2.2. Generador de tensin alterna, VAC. -------------------------------------------------------------------- 194.4.2.3. Generador mixto, VSRC. --------------------------------------------------------------------------------- 194.4.2.4. Generador de seales sinusoidales, VSIN. ------------------------------------------------------------ 204.4.2.5. Generador de pulsos, VPULSE. ------------------------------------------------------------------------- 204.4.2.6. Generador de seales exponenciales, VEXP. ---------------------------------------------------------- 214.4.2.7. Generador de seales definidas por tramos, VPWL.-------------------------------------------------- 214.4.2.8. Generador de seales sinusoidales moduladas en frecuencia, VSFFM. ---------------------------- 22

4.5. ANLISIS DE LAS CORRIENTES Y TENSIONES DE UN CIRCUITO. ------------------- 234.6. TIPOS DE ANLISIS. ---------------------------------------------------------------------------- 23

4.6.1. Anlisis Bias Point. --------------------------------------------------------------------------------------234.6.2. Anlisis DC Sweep. --------------------------------------------------------------------------------------244.6.3. Anlisis AC Sweep / Noise.------------------------------------------------------------------------------ 244.6.4. Anlisis Transient. ---------------------------------------------------------------------------------------254.6.5. Opcin Monte Carlo y Worst Case. --------------------------------------------------------------------- 264.6.6. Opcin Save Bias Point. --------------------------------------------------------------------------------- 264.6.7. Opcin Load Bias Point. --------------------------------------------------------------------------------- 274.6.8. Opcin de Anlisis de Temperatura.-------------------------------------------------------------------- 274.6.9. Anlisis de Fourier. --------------------------------------------------------------------------------------284.6.10. Anlisis Parametric. ------------------------------------------------------------------------------------ 28

5. PSPICE. ------------------------------------------------------------------------------------29


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Manual: OrCAD Pspice I. 2

1. PRLOGO.

La simulacin de un circuito precisa dar al computador un conjunto de datos referentes al comportamiento desus componentes respecto de ciertos parmetros fsicos, tipo de simulaciones que desean realizarse, seales de estmulo,etc. Adems se puede expresar eficazmente de forma grfica la topologa de las conexiones.

Es importante resaltar que el uso de los programas de simulacin nunca debe sustituir al proceso de montaje y

experimentacin en los laboratorios, sino que deben utilizarse como herramienta complementaria para determinar lasposibles variaciones entre el comportamiento terico y el comportamiento real de los circuitos.

2. INTRODUCCIN.

El programa SPICE, Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis, proporciona una herramienta muytil e interesante para poder determinar el funcionamiento de circuitos elctricos y electrnicos tanto analgicos comodigitales, sin necesidad de tener que recurrir a su montaje en laboratorio.

Desarrollado en la Universidad de California-Berkeley, en los aos setenta, fue mejorndose hasta aparecer en1984 el programa PSpice, versin disponible para PC.

La absorcin de la empresa Microsim Corporation, propietario del programa PSpice, por parte de OrCAD, hasupuesto lograr la unin en una sola aplicacin de uno de los programas ms potentes de simulacin analgica y digital.El resultado es el programa llamado OrCAD PSpice release 9.1 Demo versin, que se adjunta en un CD-ROM de

difusin gratuita y en ingls, que permitir el diseo y simulacin de circuitos analgicos, digitales y mixtos. Haynuevas versiones ya desarrolladas, como la 10.0, puesto que los equipos de las empresas nunca cesan en su trabajo.Todo ello se puede encontrar en Internet, en la direccin www.orcad.com.

Las versiones modernas de incluyen varias partes, cada cual con su misin especfica, si bien son tres las quese considerarn imprescindibles dentro del manejo del programa: Capture, PSpice A/D y Layout.

1. Mdulo Capture / Capture Cis. Es un capturador de esquemas que permite dibujar circuitos o modificar losya creados. Adems, dar la posibilidad de editar componentes, seleccionar el tipo de anlisis, realizarchequeos elctricos, etc. Puede considerarse que Capturees el entorno principal de trabajo, porque desde elmismo pueden ejecutarse otros programas auxiliares para configurar seales de estmulos, mdulo Editoro

procesar grficamente los resultados de la simulacin, mdulo PSpice.2. Mdulo PSpice A/D. Es la parte del paquete OrCAD PSpice, encargada de realizar al simulacin del

comportamiento del circuito para el anlisis seleccionado. Cuenta con un capturador de ondas que posibilita

visualizar los resultados de la simulacin de un modo grfico a travs del monitor del ordenador. Posee comoprincipal herramienta el uso de cursores que determinarn el valor exacto de las coordenadas de un puntocualquiera de la seal representada.

3. Mdulo Pspice Model Editor. Es un programa que permitir modelar cualquier elemento de una librera oincluso disear elementos propios a partir de sus caractersticas fsicas.

4. Mdulo Pspice Stimulus Editor. Permitir generar diferentes tipos de seales, con la posibilidad devisualizarlas a la vez que se estn diseando.

5. Mdulo Layout Plus. Permite el diseo PCB ayudndose de los mdulos anteriores o ficheros de otrosprogramas: creacin del circuito con sus componentes, su ubicacin o emplazamiento sobre la placa, lainterconexin, la generacin de mscaras y finalmente la documentacin.

Los lmites de esta versin son:Para OrCAD Capture CIS:

1) Los diseos no deben exceder de 30 casos. Eso significa que se puede colocar 1 elemento 30 veces, 30componentes distintos 1 vez o cualquier combinacin entre ellas.

2) Quince componentes por librera. No se podr modificar o grabar un componente de esa librera si contienems de 15 elementos.

3) No podr realizarse exportacin de EDIF.4) El asistente a travs de Internet no est habilitado.

Para OrCAD PSpiceA/D:1) Para la simulacin existen los siguientes lmites:

- 64 nudos- 10 transistores- 65 dispositivos digitales- 10 transmisin lnea en total, ideal o no ideal.

2) La librera simple contiene 39 componentes analgicos y 134 digitales.

3) No soporta la creacin de ficheros de datos en formato CSDF.4) Slo se podrn visualizar datos de la simulacin realizadas con la versin Demo.

Para OrCAD Pspice Stmulus Editor:1) La generacin del estmulo se limita a las seales sinusoidales, analgico, y relojes, digital.


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Para OrCAD Pspice Model Editor:1) Slo se permiten crear, editar y guardar libreras de diodos.

Para OrCADLayout Plus:1) Slo se permiten crear, editar y guardar pequeos diseos y libreras.2) Un mximo de 15 componentes.3) Un mximo de 100 conexiones.

A continuacin se describen brevemente cada uno de los dos programas que se utilizan, primero OrCADCapture CISpara dibujar los esquemas electrnicos y OrCADPspiceA/Dpara realizar las simulaciones. Finalmente, enotro manual se profundizar en el manejo de OrCADLayout Plus.

3. ORCADCAPTURE CIS.

3.1. DESCRIPCIN.

La opcin OrCAD Capture CIS es la aplicacin del programa que permite la creacin de circuitos elctrico-electrnicos bajo un entorno grfico, tanto analgicos como digitales, o bien mixtos.

El acceso a esta aplicacin se realiza directamente desde el icono correspondiente a la aplicacin, situado en elgrupo de programas OrCADDemobajo el nombre OrCAD CISDemo.

De inicio se abre la pantalla principal de la aplicacin que contiene los distintos mens disponibles as como labarra de herramientas de la aplicacin.

Figura 1: Pantalla principal de OrCAD CAPTURE CIS.

El inicio de una sesin de trabajo se lleva a cabo mediante el men FILE, seleccionando la opcin NEWparacrear un nuevo trabajo, o bien OPENpara abrir un fichero ya creado. Estas dos opciones, darn paso a la pgina deOrCAD CAPTURE, donde se procede al diseo del circuito. Trabajando, la pantalla tomara una aspecto parecido al quea continuacin se describe en la Figura 2.

Se muestran a continuacin los mens que contienen las herramientas y operaciones necesarias para trabajar enla aplicacin. Los iconos que dan acceso a las mismas se dejan como ejercicio e investigacin al lector puesto que

dichas funciones se explicarn detalladamente.


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3.2. MEN FILE (FICHERO).

Este men contiene aquellos comandos que operan con los ficheros, tales como abrir, guardar, cerrar, nuevo,importary exportararchivos, etc, iniciando as lasesinde trabajo.

Tanto el men New como el Open muestran el mismo men desplegable. Se estudia en el caso de New. Estformado por:

Figura 2: Pantalla principal de Orcad CIS con un proyecto abierto.

- Project... (proyecto).Abre una ventana de dilogo a travs de la cual se define el proyecto de trabajo, as como lasesin a iniciar (Schematics, PC Boards...).En l se encuentran todos los ficheros utilizados tanto como para el diseodel circuito como los obtenidos en simulacin. La forma recomendada de comenzar es Analog or Mixed-Signal CircuitWizardpara el diseo y simulacin de circuitos.

- Design(Ficheros de diseo). Se accede slo a los ficheros bsicos de diseo de un circuito determinado tales comonetlist, schematics, libreras, etc.

- Library(Librera).Permite aadir libreras ya creadas al circuito.

- VHDLfile(fichero VHDL).

- Text File(Fichero de texto).Crea un fichero de texto en el que se realizarn todo tipo de anotaciones de inters sobreel proyecto que se est implantando.

- Pspice Library(Librera de Pspice). Crea una librera de componentes para Pspice. En primer lugar pide el nombredel proyecto al que se le aadir la librera, y seguidamente enlaza directamente con la aplicacin OrCADModel Editor,donde se procede a crear dicha librera.

Los archivos una vez creados mostrarn las siguientes extensiones:- Archivos de tipo Project: tienen extensin *.opj.- Archivos de tipoDesign: tienen extensin *.dsn.

- Archivos de tipoLibrary: tienen extensin *.olb.- Archivos de tipo VHDL: tienen extensin *.vhd.- Archivos de tipo Text File: tienen extensin *.txt.- Archivos de tipo Pspice Library: tienen extensin *.lib.El resto de comandos permite guardar, cerrar, exportar, etc, las pginas con las que se est trabajando.


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3.3. MEN EDIT (EDICIN).

Este men ofrece una serie de posibilidades acerca de la edicin del circuito con el que se trabaja en la pantalla. Laversin Demo tiene las siguientes:

- Undo Place (Deshacer). Este comando permite deshacer una operacin realizada previamente. Los puntossuspensivos harn referencia a dicha operacin, como por ejemplo Undo Place que dar a entender el deshacer la

colocacin previa de algn componente.- Redo(Rehacer). Permite rehacer una operacin realizada previamente.- Repeat Place(Repetir). Reitera una operacin realizada previamente.

- Cut (Cortar). Permite cortar la seal seleccionada y la guarda en memoria para disponer de ella en posterioresacciones de pegar.- Copy(Copiar). Copia en memoria la seal seleccionada para tenerla disponible en posteriores acciones de pegar.- Paste(Pegar). Este comando coloca en la ventana deseada la seal que haya sido copiada o cortada previamente.

- Delete(Borrar). Borra la seal que se encuentre seleccionada en ese momento.

- Select All(Seleccionar todo). Selecciona todos los elementos y componentes presentes en la pgina.

- Properties(Propiedades). Este comando abre una ventana de dilogo distinta segn sea el elemento seleccionado. Enella, se configuran las propiedades del mismo, tales como valor, referencia, etc. Ver la Figura 3. En la Figura 4 semuestra el botnDisplayque da paso a una ventana donde se procede a la modificacin del parmetro seleccionado.

Figura 3:Ventana de dilogo de Properties correspondiente a un componente.

Figura 4: Ventana de propiedades visuales de un componente.


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- Link Database. Incluye base de datos.

- Part(Componente). Este comando abre la aplicacin PARTSpara la edicin de componentes.

- Mirror(Espejo). Muestra un men desplegable en el que existen distintas opciones acerca del efecto espejo.

- Rotate(Rotar). Permite rotar 90 el componente seleccionado.- Group (Agrupar). Agrupa varios componentes en un mismo bloque. Para estar activa deben haberse seleccionado

previamente dos o ms componentes.

- Ungroup(Desagrupar). Desagrupa un bloque seleccionado previamente con la opcin Group.

- Find(Encontrar). Mediante una ventana de dilogo se podr realizar al bsqueda de cualquier tipo de componente oelemento del circuito

3.4. MEN VIEW (VISUALIZACIN).

Este men corresponde a las opciones referentes a la visualizacin del programa. Aqu se configura lo que interesaver y cmo se desea ver. Se describen a continuacin las distintas opciones.

- Ascend Hierarchy(Ascender en la jerarqua). Permite ascender en el orden jerquico de tal forma, que si se halladentro de un subcircuito esta opcin abrir la pgina del circuito que contiene dicho subcircuito como componente.

- Descend Hierarchy (Descender en la jerarqua). Como el anterior pero descendente permitindo abrir la pginacorrespondiente al subcircuito.

- Go To...(Ir a ...). Muestra una ventana de dilogo mediante la cual se desplaza la pantalla hacia el punto o referenciaque se indique en dicha ventana.

- Zoom(Enfocar). Abre un men desplegable con distintas posibilidades acerca de la configuracin del aspecto de lapantalla. Por ejemplo:

In(Ampliar). Amplia la pantalla tomando como centro el punto indicado con el botn izquierdo del ratn.Out(Reducir).Reduce la pantalla utilizando el ratn como se ha descrito anteriormente. Scale (Escala). Abre una ventana de dilogo en la que seleccionar la escala del dibujo para unos valores

predefinidos, o un valor personalizado.Area(Ampliar rea). Amplia la pantalla en el rea seleccionada con el botn izquierdo del ratn.All(Ajustar). Ajusta automticamente el zoom al tamao del circuito actual. Selection (Ampliar seleccin). Ajusta automticamente el zoom al tamao de la seleccin de componentesrealizada. Redraw(Redibujar). Redibuja la pgina eliminado trazos residuales intiles.

- Tool Palette (Barra de componentes). Permite ver u ocultar la barra de operaciones referentes la insercin decomponentes o elementos al circuito.

- Toolbars(Barra de herramientas). Posibilita ver u ocultar la barra de herramientas correspondiente a la aplicacin.- Status Bars(Barra de estado). Permite ver la barra de estado donde se obtiene informacin acerca de la aplicacin,como son: posicin del cursor, nmero de elementos seleccionados, escala, etc.

- Grid(Rejilla). Activa o desactiva la rejilla.

- Grid References(Referencias de la rejilla). Oculta o visualiza el marco de referencia de la rejilla.

3.5. MEN PLACE (INSERTAR).

Este men corresponde a las opciones acerca de insertar-colocar componentes o elementos en el circuito, as comodiversas posibilidades grficas como dibujos de lneas, crculos..., o bien la insercin de imgenes de formato *.bmp.


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Figura 5:Ventana de dilogo Part.

- Part(Componente). Este comando muestra una ventana de dilogo a travs de la cual se selecciona un componente ainsertar que pertenezca a cualquiera de las libreras asociadas al circuito. Se pueden aadir o borrar dichas libreras.

Ser una de las rdenes ms usadas para buscar y situar los componentes de los circuitos, como resistencias,condensadores, transistores, etc. Se pueden buscar en cada librera o bien encontrarlos todos en la librera EVAL. VerFigura 5.

- Wire(Conexin). Permite la realizacin de las conexiones correspondientes al circuito.

- Bus(Bus). Este comando crea lneas para bus, muy til en circuitos digitales.

- Junction (Nudo). Crea nudos en el circuito, aunque al situar los Wires adecuadamente el programa los colocaautomticamente.

- Bus Entry(Entrada a Bus). Creacin de entradas para lneas de bus.

- Net Alias(Nombrar Conexin). Abre una ventana de dilogo a travs de la cual se asignan a las lneas de conexin delcircuito un nombre personalizado de referencia.

-Power (Alimentacin). Este comando muestra la misma ventana de dilogo que la opcin PART, no obstante, loscomponentes estn restringidos a fuentes de alimentacin o niveles digitales.

- Ground (Masa). Da la posibilidad de acceder a la misma ventana de dilogo que la opcin PART, pero loscomponentes estn restringidos a terminales o derivaciones a masa.

- Off-Page Conector(Conectores fuera de pgina). Seleccin para la conexin entre circuitos realizados en diferentespginas.

- Hierarchical Block (Bloque jerrquico). Este comando muestra una ventana de dilogo en la que definir laspropiedades del subcircuito a crear. Una vez pulsado OK, mediante el cursor se define un marco que har las veces deencapsulado.

- Hierarchical Port(Puertos jerrquicos). Muestra la misma ventana de dilogo que al opcin PART, no obstante, loscomponentes estn restringidos a los terminales de conexin de subcircuitos.

- No Connect (No conexin). Este comando establece no conexiones en el circuito, til para indicar terminales decomponentes que quedan sueltos.

- Title Block (Bloque Ttulo). Permite seleccionar los bloques de ttulo, lo que equivale a los cajetines de dibujo, deforma que se puedan etiquetar las pginas de circuitos.


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- Bookmark(Marca de texto). Este comando crea marcas de texto en la pgina del circuito.

- Text (Texto). Abre una ventana de dilogo en la que se escribir el texto a insertar, en el que se definen suspropiedades tales como: orientacin, fuente, color, etc.

- Line(Lnea). Dibuja lneas de diversos tamaos y tipos.

- Rectangle(Rectngulo). Dibuja rectngulos.

- Ellipse(Elipse). Dibujo de elipses.

- Arc(Arco). Dibujo de arcos.

- Polyline(Polilnea). Dibuja polilneas.

- Picture(Imagen). Inserta un fichero de formato *.bmpen la pgina activa.

Para deseleccionar todas las opciones anteriores se pulsa el botn derecho del ratn haciendo clic sobre END.

3.6. MEN PSPICE (PSPICE).Este men corresponde a las opciones relacionadas con la simulacin del circuito. Una vez terminado el esquema

electrnico-elctrico, se configura la simulacin dependiendo de los resultados que se deseen obtener. Contieneherramientas que verifican y preparan el circuito para su correcta simulacin.

- New Simulation Profile(Nuevo fichero de simulacin). Este comando crea un nuevo fichero de simulacin, es decir,donde se configura y establece el tipo de simulacin a realizar. Muestra una ventana de dilogo donde se indica elnombre del fichero a crear. VerFigura 6.

Figura 6:Ventana de dilogo New Simulation Profile.

Seguidamente, da paso a la ventana de dilogo de propiedades de simulacin (Simulation Settings), donde sefijan todos los parmetros de configuracin correspondientes a la simulacin.

- Edit Simulation Settings (Editar propiedades de simulacin). Posibilita la definicin de la configuracin para lasimulacin posterior. En ella se establecen todos los parmetros correspondientes a sta tales como: anlisis a realizar,libreras a incluir, directorios de trabajo, etc. Es de gran importancia, pues depende de estos valores la obtencin de unacorrecta representacin de resultados. A continuacin se explican brevemente las ocho ventanas de las que dispone.

General. Aqu se configuran los parmetros generales de la simulacin como son:+ Nombre del archivo de simulacin.+ Se recoge en el marco Input(Entradas)el directorio donde se encuentran los datos del proyectoque se esta ejecutando, el diseo con el que se trabaja y el nombre del mismo, aunque eso locompleta el programa por defecto.+ Se rellena el directorio de trabajo para el fichero de salida as como el fichero de forma de ondassi lo hubiera, marco Output(Salidas).

+ Existe adems un espacio reservado para las notas que se deseen realizar. VerFigura 7.


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Figura 7: Ventana General,(Edit Simulation Settings).

Anlisis. Aqu se configura el tipo de anlisis, que puede ser Time Domain (Transient), para eltransitorio;DC Sweep, para representar funciones de transferencia;AC Sweep, para la respuesta en frecuenciay Bias Point para el punto de trabajo. Ver Figura 8. En el apartado 4.6 se dichos anlisis tratarn en

profundidad.

Figura 8: Ventana Analisis, (Edit Simulation Settings).

Cada uno de los anlisis tiene sus opciones as como otras variables que afectan a los ejes de representacin delas funciones que se deseen simular.


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Include Files. Permite incluir circuitos que sern ledos antes del principal, que contienen a su vezfunciones, variables paramtricas, etc. Los ficheros aadidos quedarn listados en la ventana.

Figura 9: Ventana Include Files, (Edit Simulation Settings).

Libraries. En esta ventana se seleccionan las libreras que, se supone, emplear el circuito y aparecern listadasen ella.

Figura 10:Ventana Libraries, (Edit Simulation Settings).

Stimulus.Aqu se pueden aadir ficheros ya creados del tipo stymulusque podrn ser empleados en el

circuito. As se tiene una forma de introducir la seales que el diseador considere oportunas.


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Figura 11: Ventana Stymulus, (Edit Simulation Settings).

Options. En esta ventana se configuran opciones adicionales a la simulacin dentro de trescategoras. Dentro de las analgicas se encuentran: precisin en corrientes e intensidades, (RELTOL),temperatura por defecto, nmero de iteraciones matemticas, etc. Ello influir en la rapidez, la presentacin y

precisin de las grficas. VerFigura 12.

Figura 12: Ventana Options, (Edit Simulation Settings).

Data Collection. Se tiene la opcin de escoger y guardar opcionalmente en un fichero *.cds unaserie de datos seleccionables: corrientes e intensidades, marcadores, subcircuitos, etc.


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Figura 13: Ventana Data Collection, (Edit Simulation Settings).

Probe Windows. Aqu se configura el instante en el que mostrar la ventana de OrCAD Pspice A/D,as como los marcadores de Schematics,(esquemtico dibujado en Capture).

Figura 14: Ventana Probe Window, (Edit Simulation Settings).

- Run(Ejecutar). Este comando inicia el proceso de simulacin.

- View Simulation Results (Ver resultados de simulacin). Este comando enlaza directamente con OrCADPspiceA/Dabriendo el fichero de forma de ondas correspondiente a la ltima simulacin realizada. En dicha aplicacinse pueden representar todas las formas de onda del circuito.


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- View Output File(Ver fichero de salida). Vincula directamente con el editor de texto, abriendo el fichero desalida *.outcorrespondiente a la ltima simulacin realizada. Dicho fichero contiene la informacin acerca del circuitosimulado as como el resultado de algunos anlisis de la simulacin: esquema del circuito, componentes, punto detrabajo.

- Create Netlist (Creacin del fichero de conexin). Genera el fichero de conexionado del circuito de

extensin *.net, verificando a su vez el mismo e indicando los posibles errores que pueda tener ste.- View Netlist(Ver fichero de conexin). Enlaza con el bloc de notas abriendo el fichero de conexin creadopreviamente.

- Place Optimizer Parameters(Establecer parmetros ptimos).

- Markers (Marcadores). Abre un men desplegable con una lista de distintos marcadores para incluir en elcircuito. Estos marcadores permiten conocer tensiones, corrientes, diferencias de tensin, as como la posibilidad deverlos u ocultarlos.

3.7. MEN OPTIONS (OPCIONES).

En este men se contienen diversas opciones a nivel general de la aplicacin como se muestra a continuacin.

Figura 15: Ventana Colors/Print,( Preferences).

- Preferences(Preferencias). Muestra una ventana de dilogo, ver Figura 15, en la cual personalizar al gustodel diseador los parmetros de la aplicacin que a continuacin se detallan:

Colors/Print. En esta ventana se configura el color de todos los elementos de la aplicacin: cables,componentes, texto, etc.

Grid Display. Se oculta o muestra la rejilla, as como se establece el estilo de sta. Pan and Zoom. En esta ventana se configura el factor de escala del zoom tanto en el capturador de

esquemas como en el editor de smbolos. Select. Configura la forma de selecciones de componentes con el cursor, tanto en el capturador como

en el editor de smbolos. Miscellaneous. Se dispone de diversas opciones de configuracin como el estilo de lneas, formato

de texto en Sesion Log, etc, tanto en el capturador como en el editor de smbolos.Text Editor. En la ventana Text Editor se configura el formato de texto para la aplicacin de forma

general.

- Design Template(Designacin general). Muestra una ventana de dilogo, ver Figura 16, a travs de la cualconfigurar parmetros a nivel general del proyecto que se est realizando, tales como:


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Figura 16: Ventana Page Size,( Design Template).

Fonts.En esta ventana se establece la fuente de texto de forma individual para cada elemento. Title Block.Esta ventana es una ficha de identificacin del proyecto, donde especificar el ttulo,

nombre, empresa, etc. Page Size.Configura el tamao de la pgina en el capturador, as como las unidades a emplear, que

se utilizarn durante todo el proyecto. Grid Reference.Es la ventana para configurar una serie de referencias adicionales que se aaden a

la rejilla. Hierarchy.En esta ventana se establece la forma de jerarquizacin de los subcircuitos. SDT Compatibility. Se fijan los campos en los que salvar los ficheros para que estos sean

compatibles con SDT, programa existente anteriormente a ste con capturador de esquemas.

Figura 17: Ventana Grid Reference,(Schematic Page Properties).


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Page Size. Ventana en la que configurar el tamao de la pgina donde se dibujar el esquema.Ofrece una serie de valores estndar o bien la posibilidad de personalizar dichos valores.

Grid Reference.Aqu se establecen las referencias adicionales de la rejilla. Miscellaneous. La ventana ofrece el nmero de pgina, la fecha de creacin y la fecha de

modificacin.

3.8. MEN WINDOW (VENTANA).Este men ofrece varias opciones acerca de las ventanas, como crear, modificar, clasificary borrarventanas.

- New Window (Ventana nueva). Permite crear una nueva ventana..

- Cascade(Cascada). Visualiza todas las ventanas abiertas en forma de cascada.

- Tile Horizontally (Mosaico horizontal). Visualiza todas las ventanas abiertas en forma de mosaicohorizontal.

- Tile Vertically(Mosaico vertical). Presenta todas las ventanas abiertas en forma de mosaico vertical.

- Arrange Icons(Colocar iconos).

- Session Log (Anotaciones de la sesin). Este comando muestra la ventana Session Log que contieneanotaciones acerca de la sesin de trabajo que se ha llevado a cabo. A continuacin se muestran algunas de lasanotaciones ms comunes:

Checking for Unconnected Wires Indica un chequeo para posibles cables sueltos.

Checking Off-Page Connections Indica un chequeo acerca de los terminales fuerza de pgina.

Checking Pin to Port Connections Indica un chequeo acerca de los pins de conexin.

Creating Pspice Netlist Indica la creacin del fichero de conexin.

Pspice netlist generation complete Indica la correcta creacin del fichero NETLIST.

- Lista de archivos.En la parte inferior del men se encuentran numeradas las distintas ventanas que estn abiertas,sealando la ventana activa en ese momento.

3.9. MEN HELP (AYUDA).

Este men contiene distintas opciones a travs de las cuales obtener ayuda acerca de la aplicacin.

- Help Topics (Temas de ayuda ms necesarios). Muestra una ventana de dilogo en la que solicitar ayudasobre cualquiera de los temas que se proponen.

- Learning Capture(Tutorial de OrCAD Capture). Ayuda a iniciarnos en la aplicacin.

- About Capture(Acerca de Capture). Este comando muestra un recuadro de dilogo con informacin acercade la versin de la aplicacin.

- Web Resources (Recursos de Red). Este comando muestra una lista desplegable que contiene accesosdirectos a pginas de OrCAD en Internet.

3.10. USO DEL RATN.

Como ya se ha mencionado, el entorno Windowsintroduce la facilidad de manejo que implica el uso del ratn,y que permitir acceder a los diferentes mens de un modo ms rpido. Su uso no difiere en absoluto del que se puedahacer en otros programas, si bien es oportuno explicar ciertos conceptos.

1. Para seleccionar un elemento o un atributo, se hace clic con el botn izquierdo del ratn sobre l mismo.Se usa el mismo mtodo para acceder a los diferentes mens del programa.

2. Una vez seleccionado un elemento o un atributo, un doble clic con el botn izquierdo permite entrar enlas diferentes pantallas de edicin de los elementos.3. Haciendo clic con el botn derecho a continuacin de seleccionar, aparece un men flotante que muestralas principales opciones que se pueden realizar con el elemento seleccionado previamente con el botnizquierdo.


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4. Se seleccionan varios elementos a la vez realizando el mismo procedimiento descrito anteriormente, peromanteniendo pulsada la tecla Ctrlo bien creando un recuadro alrededor de estos elementos, lo cual se harmanteniendo pulsado el botn izquierdo del ratn y arrastrando ste hasta crearlo.5. Si se pulsa el botn derecho del ratn sin haber seleccionado previamente ningn elemento se acceder almen flotante delzoom.

3.11. COMANDOS DEL TECLADO.A continuacin se muestran las funciones del programa que se ejecutan desde el teclado, bien con las teclas de

funciones o bien con las teclas normales:

Teclas de funciones:F1 Ayuda en lnea.F4 RepetirF7 Grabar Macros.F8 Play Macros.F9 Configurar Macros

Teclas normales:Ctrl+A View/Ascend Hierarchy

Shift+B Place/BusCtrl+C Edit/CopyCtrl+D View/Descend HierarchyShift+E Place/Bus entryCtrl+E Edit/PropertiesShift+F Place/PowerCtrl+F Edit/FindShift+G Place/GroundCtrl+G View/Go toShift+J Place/JunctionShift+N Place/Net aliasShift+P Place/Part

Ctrl+P File/Print

Ctrl+R Edit/RotateCtrl+S File/SaveShift+T Place/TextCtrl+U Edit/UngruopCtrl+V Edit/PasteShift+W Place/WireShift+X Place/No connetCtrl+X Edit/CutShift+Y Place/PoylineCtrl+Z Edit/UndoSupr Edit/Delete

4. CONSTRUYENDOUNCIRCUITO.

Se explicarn una serie de conceptos sobre los elementos disponibles en el programa y luego se iniciar alaprendizaje de la elaboracin y anlisis de los circuitos.

4.1. INTRODUCCIN.

Todos los elementos constan de un smbolo, unpart referencey un value, que es el nombre o combinacin decaracteres con que se puede encontrar un determinado componente en las libreras del programa.

Simbolo

PartReference

ValueD1

D1N4148

Figura 18: Atributos, Smbolos y Part Name.

Por ejemplo en el caso de una resistencia, su smboloes una lnea en zigzag, su value incluye su valor en . Supart referencees simplemente R acompaado de un nmero que la diferencia del resto de las resistencias. Para un diodoo un transistor valueser el modelo concreto que se utilice.

Tambin hay que indicar que en el esquema un elemento estar seleccionado cuando su smboloaparezca encolor rojo. Del mismo modo, sus atributosestarn seleccionados cuando alrededor de ellos aparezca un recuadro delmismo color. Slo as se realizarn sobre ellos las diferentes opciones de edicin, borrado, etc.

4.2. SITUANDOCOMPONENTES.

1.El primer paso en la construccin de un circuito ser situar los componentes, para lo cual se toma la opcin Partdel men Place o se pulsa SHIFT+P. En la pantalla aparecer la ventana de laFigura 5, en la cual se debe especificarel part reference del elemento que se desee colocar. Si son resistencias ser R, librera ANALOG.OLB, pero si se

R1

1k

C10

1n


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desconoce elpart reference, debe buscarse en las distintas libreras, botn Part Search, ver Figura 19, que muestra laslibreras donde se encuentra el elemento en cuestin. A continuacin se puede aadir la librera, si no lo est ya,mediante el botnAdd Library.

Figura 19: Bsqueda de componentes mediante Part Search.

2.Una vez encontrado el elemento se pulsa OK. En ese momento los componentes aparecen enganchados delpuntero del ratn y se sueltan pulsando el botn izquierdo en la posicin donde se deban situar. Se abandona el procesomediante el botn derecho del ratn que despliega un men flotante donde seleccionar End Comand. Para borrarcualquier componente bastar con seleccionarlo y pulsar SUPR.

3.El siguiente paso ser alimentar al circuito mediante una fuente de alimentacin, por ejemplo de continua, ysituar el terminal de referencia o de masa. Para ello se repite el proceso anterior sabiendo que el part name o partreference de la fuente de continua es VDC y se encuentra en la librera SOURCE.OLB y la masa tiene un part nameO/SOURCEalmacenada en CAPSYM.OLB. Con los comandos ya estudiados, se pueden rotar y mover los componentes a la

posicin que se desee. Tambin se pueden utilizar los botones del lateral derecho para acceder a estos componentes de

forma ms rpida y fluida.4.A continuacin se conectan los diferentes elementos mediante la opcin Wiredel men Placehaciendo clic

con el ratn sobre los terminales de los componentes para unirlos. Dos conductores pueden cruzarse sin establecer unaconexin entre si, a menos que se ubique un nudo en el punto de cruce, opcin que se realiza pulsando el botnizquierdo del ratn en la posicin de cruce, o situando posteriormente unjunction.

5.Para ajustar los valores de cada componente se usan dos formas distintas. O bien haciendo un doble clic con elbotn izquierdo sobre el atributocorrespondiente, con lo cual aparece una ventana para escribir el valor deseado, cosaque no siempre es posible por no estar activada dicha opcin, o bien haciendo doble clic sobre el smbolo de loscomponentes con lo cual aparece una ventana como la reflejada en laFigura 20.

Figura 20: Ventana que permite cambiar los atributos de los componentes seleccionados.


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6.Llegando a este punto, se puede seleccionar el tipo de anlisis, grabar el circuito y realizar la simulacin delmismo. Los ficheros resultado de la simulacin se grabarn en varios archivos. Uno de ellos es de texto con extensin*.outque se visualiza desde cualquier editor de textos.

7. Para medir la tensin continua en un punto se pueden utilizar marcadores, el de tensin del men Pspice,Markers, Voltage Level, o el de diferencia de tensiones, Voltage Differential. Para medir la intensidad continuapor unarama se usa Current into pindel mismo men anterior.

Sealar, por ltimo, que para introducir los valores de los distintos componentes, el programa usa una serie desufijos yprefijospara simplificar y evitar errores. Son los siguientes:

Sufijos: FEMTO(F) 10E-15PICO(P) 10E-12NANO(N) 10E-9MICRO(U) 10E-6

Prefijos: MILI(M) 10E-3KILO(K) 10E+3MEGA(MEG) 10E+6GIGA(G) 10E+9TERA(T) 10E+12

4.3. LIBRERAS.Los elementos disponibles en el programa se encuentran divididos en varias libreras incluidas en el directorio

\LIBRARY\PSPICE\con extensin *.OLB. A estas libreras se tiene acceso desde la opcinPartdel men Place.

1. ABM.OLB. Esta librera est constituida por bloques que poseen entradas y salidas y que realizan operacionesespecficas, tales como el coseno, valor absoluto, derivadas, logaritmos, transformadas, etc. Estos elementossern los que se utilicen para construir diagramas de bloques que simulen el comportamiento de sistemasfsicos reales.

2. ANALOG.OLB. Constituida por componentes pasivos, como resistencias, bobinas, condensadores y fuentesdependientes.

3. BREAKOUT.OLB. Est constituida esencialmente por elementos activos, diodos y transistores; ms algunoselementos pasivos: potencimetro, condensador, interruptor; siendo el valor de sus parmetros internos losasignados por defecto por PSpice, siendo posible la modificacin por parte de los usuarios, como ya secoment anteriormente.

4. CONNECT.OLB.Librera en la que se hallan varios tipos de conectores con un determinado nmero de terminalespara ser usados generalmente en circuitos digitales.

5. EVAL.OLB. Librera formada por todo tipo de elementos activos especficos, es decir, con nombre determinado yparmetros internos asignados. Se encuentran en esta librera tiristores, triacs, transistores bipolares y fets,diodos, amplificadores operacionales, circuitos integrados digitales como puertas, biestables, multiplexores,decodificadores, etc.

6. PORT.OLB. Contiene elementos como las conexiones a tierra, as como algunos conectores para unir varioselementos sin necesidad de hilos de conexin.

7. SOURCE.OLB. Librera que encierra todas las fuentes de alimentacin, tanto de corriente como de tensindisponibles: continua, alterna, sinusoidal, exponencial, etc., sin las cuales no se alimentaran los circuitos.

8. SPECIAL.OLB. Contiene elementos especiales que no se pueden considerar como componentes electrnicos, peroque ayudan a etiquetar partes del circuito que deseemos, por ejemplo, imprimir, indicar el tipo de anlisis,variar el valor de un componente, asignar una posible polaridad a un nudo, etc.

9. MARKER.SLB. Librera que contiene los marcadores que se sitan sobre las distintas partes del circuito y quepermiten visualizar directamente al entrar en el mdulo de representacin PROBE,la forma de onda marcada.

4.4. FUENTES MAS COMUNES.

El programa dispone en sus libreras dos tipos de fuentes: las controladas y las independientes, ambas con lamisin de producir o generar energa.

4.4.1. Fuentes controladas.

Este tipo de fuentes pueden generar funciones lineales o polinmicas, y suelen ser modeladas segn la relacinentre sus entradas y salidas. Aunque no se entrar en su estudio de forma detallada, las cuatro fuentes controladas

disponibles se encuentran en la libreraANALOG.OLB

, y son:a. Fuentes de tensin controlada por tensin,E.b. Fuente de tensin controlada por corriente,H.c. Fuente de corriente controlada por tensin, G.d. Fuente de corriente controlada corriente,F.


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4.4.2. Fuentes independientes.

Las fuentes independientes se encuentran en una librera especfica llamada SOURCE.SLB, y suelen ser utilizadascomo generadores de energa, como seales de entradadel circuito para realizaranlisis transitorioso derespuesta enfrecuenciay tambin como ampermetros, fuente de valor cero, para saber la intensidad que recorre una rama, si bienpara esta funcin existe un elemento especfico en las libreras del programa.

Como ya se estudi, las fuentes independientes pueden ser de tensin, V, o de corriente, I. Como criterio de

signos, el programa considera positiva la intensidad cuando entra por el terminal positivo de la fuente. Por tanto lasintensidades reflejadas en los archivos de salida de los anlisis vendrn siempre precedidas del signo -.

Para todas las fuentes existentes en el programa siempre se designar primero el terminal positivo (%+) ydespus el negativo (%-). Las fuentes que se describen a continuacin sern todas generadoras de seales de tensin,existiendo las mismas fuentes generadoras de corriente, cuyo manejo ser idntico al mostrado con la diferencia decambiar los parmetros que reflejan valores de tensin por parmetros de corriente.

4.4.2.1. Generador de tensin continua, VDC.

Este tipo de generador suele ser utilizado cuando el programa ha de calcular el punto de trabajo del circuito encontinua, para calcular los circuitos equivalentes de pequea seal o como fuente de seal continua. Es obligatorioespecificar en el atributo DCel nivel de tensin continua requerida en el circuito con que se trabaja.

4.4.2.2. Generador de tensin alterna, VAC.Esta fuente proporciona al circuito una seal sinusoidalde frecuencia variable, y suele ser utilizada cuando se

desea determinar el comportamiento en frecuencia del circuito. En la ventana de edicin de sus atributos seespecificarn los siguientes parmetros:

1. En el atributo ACMAGse asigna el valor de la amplitud en voltios de la seal.2. En el atributo ACPHASEse especifica la fase en grados de la seal de la fuente.3. El atributo DCsirve para especificar un valor de tensin continua en el caso de que sobre el mismo circuito

se realicen varios tipos de anlisis que requieran los dos tipos de seales, (semejante a un offset).

4.4.2.3. Generador mixto, VSRC.

En este tipo de generador se ajustarn valores en continua, DC, valores en alterna, AC, y adems, asignar

especificaciones transitorias aunque el programa posee una serie de fuentes especficas para este tipo de seales. En elatributo TEMPLATE, (si se definiesen simultneamente los tres tipos de seales que puede proporcionar esta fuente), alsimular un circuito el programa considerar en primer lugar la seal continua, despus la seal alterna y por ltimo lasespecificaciones transitorias, que pueden ser exponenciales, sinusoidales, pulsatorias, etc.

ime

0s 10ms 20ms 30ms 40msV(V1:+)

-20V

0V

20V

40V

=1/FREQVOFF

DVAMPL PHASE=0DF=0

D=3mFREQ=5OHVAMPL=20VOFF=5V

Figura 21: Parmetros de la fuente VSIN.


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4.4.2.4. Generador de seales sinusoidales, VSIN.

Es utilizada para estudiar el comportamiento transitorio del circuito, no siendo considerada para el anlisis derespuesta en frecuencia, para el que se utiliza el generador VAC.

En la ventana de edicin de sus atributos se ajusta el generador para que proporcione una seal continua o

alterna mediante los atributos DC y AC, respectivamente, aunque para crear una sinusoide caracterstica de estegenerador hay que definir los siguientes parmetros, verFigura 21:

1. VOFF: Tensin de offset.2. VAMPL: Tensin de pico o amplitud de la seal.3. FREQ: Frecuencia de la seal.4. TD: Tiempo de retardo.5. DF: Factor de amortiguamiento.6. PHASE: Desfase de la seal.

4.4.2.5. Generador de pulsos, VPULSE.

Esta fuente genera seales tipo escaln utilizadas para estudiar el comportamiento transitoriode los circuitos.En la ventana de edicin de sus atributos dispone tambin de los parmetros DCy ACexplicados anteriormente,pero los parmetros realmente importantes que constituyen este tipo de seal son, verFigura 22:

1. V1: Nivel mnimo de tensin del pulso.2. V2: Nivel mximo de tensin del pulso.3. TD: Tiempo de retardo.4. TR: Tiempo de subida.5. TF: Tiempo de bajada.6. PW: Duracin del pulso, durante el nivel mximo.7. PER: Perodo de la seal.

ime

0s 10ms 20ms 30ms 40msV(V1:+)

-2.0V

0V

2.0V

4.0V

6.0V

PERFPWR

V1

V2

PER=20mF=2msR=2m

V2=5VV1=0

Figura 22: Parmetro de la fuente VPULSE.


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VPWL

VDC VSIN

V4

FREQ =

VAMPL =

VOFF =

VPULSE

V1

0Vdc

V6

TD1 =

V1 =

TD2 =

TC1 =

V2 =

TC2 =

VSRC

V8

FM =

VAMPL =

VOFF =

FC =

MOD =

VEXP VSFFM

V3

1Vac

TRAN =

0Vdc

V2

1Vac

0Vdc

V5

TD =

TF =

PW =

PER =

V1 =

TR =

V2 =

VAC

V7

Figura 23: Resumen de fuentes disponibles.

4.4.2.6. Generador de seales exponenciales, VEXP.

Se utiliza para generar seales que sern aplicadas para determinar el comportamiento a lo largo del tiempo de

un circuito. La tensin permanece constante en el valor V1durante el tiempo TD1, momento en que empieza a aumentarexponencialmente con una constante de tiempo TC1hacia el valor V2durante el tiempo TD2. Llegados a este punto, laseal comenzar a decaer exponencialmente hacia el valor V1 con una constante de tiempo TC2. Siendo cada uno deestos parmetros, verFigura 24:

1. V1: Valor de tensin inicial.2. V2: Valor mximo de tensin.3. TD1: Tiempo de retardo de subida.4. TC1: Constante de tiempo de subida.5. TD2: Tiempo de retardo de bajada.6. TC2: Constante de tiempo de bajada.

ime

0s 1.0s 2.0s 3.0s 4.0s 5.0sV(V1:+)

0V

5V

10V

C2

C1

V2

D2V1D1

C2=0.4D2=3sC1=0.5D1=1s

V2=10VV1=2V

Figura 24: Parmetro de la fuente VEXP.

4.4.2.7. Generador de seales definidas por tramos, VPWL.

Mediante este tipo de generador se construye cualquier tipo de seal, por ejemplo, una seal triangular,

aproximndola mediante tramos rectos. Cada uno de estos tramos se define especificando los pares de valores, tiempo-tensin, correspondientes a cada uno de sus extremos. En la ventana de edicin de sus atributos se pueden especificarhasta diez pares de valores, verFigura 25: (T1,V1), (T2,V2),....(T10,V10).


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ime

0s 1.0ms 2.0ms 3.0ms 4.0msV(V1:+)

0V

2.0V

4.0V

6.0V

-1.0V

9=T10=4mV9=V10=

V8=5V8=3.5ms

V7=07=3ms

V6=5V6=2.5ms

V5=05=2ms

V4=5V4=1.5ms

V3=03=1ms

V2=5V2=0.5ms

V1=01=0

Figura 25: Parmetro de la fuente VPWL.

4.4.2.8. Generador de seales sinusoidales moduladas en frecuencia, VSFFM.

Con este tipo de generador se crean seales moduladas en frecuencia, para lo cual se especifican en la ventanade edicin de sus atributos los siguientes parmetros, verFigura 26:

1. VOFF: Tensin de offset.2. VAMPL: Amplitud de la seal portadora.3. FC: Frecuencia de la seal portadora.

4. MOD: ndice de modulacin.5. FM: Frecuencia de modulacin.

ime

0s 0.5s 1.0s 1.5s 2.0s 2.5s 3.0sV(V1:+)

-2.0V

0V

2.0V

4.0V

FC

VOFF

VAMPL

FM

MOD=GM=1HFC=10Hz

VAMPL=2VOFF=1V

Figura 26: Parmetros de la fuente VSFFM.


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4.5. ANLISIS DE LAS CORRIENTES Y TENSIONES DE UN CIRCUITO.

Para simular el circuito, se guarda el circuito previamente, opcin del men File, y en el men Pspice, se tomala opcin New Simulation Profiledonde se puede denominar a dicho fichero con el mismo nombre que se le dio alfichero del Capture, para tenerlos localizados, y un ndice que diferencie este anlisis de otros posteriores.Seguidamente se toma la opcin del mismo menEdit Simulation Settingspara realizar el anlisis deseado.

Se pueden situar Markersde tensin o intensidad previamente o hacerlo despus de tomar el anlisis, peronunca ambos Markersa la vez ya que no se pueden representar tensiones e intensidades con el mismo eje. Al hablardel entorno grfico del programa en el siguiente manual se har mayor inciso sobre el modus operandi de escogerseales.

A continuacin se tratar con profundidad la forma de elegir el anlisis y sus parmetros antes de realizar lasimulacin mediante la opcinRundel men Pspice.

4.6. TIPOS DE ANLISIS.

A todos los anlisis disponibles en el programa se accede desde el men Pspice, opcin Edit SimulationSettings. En la ventana que aparece se pueden tomar varios tipos de anlisis y cada uno de ellos con sus opciones:temperatura, worst case,parametric, etc. Los cuatro anlisis fundamentales son:

- Time domain(transient),

- DC Sweep,- AC Sweep / Noise,- Bias Point,

Para que el programa realice un anlisis determinado, se debe habilitar el casillero que se encuentra al lado delnombre del anlisis haciendo clic con el botn izquierdo del ratn sobre el mismo.

4.6.1. Anlisis Bias Point .

Este tipo de anlisis realiza el clculo del punto de trabajo del circuito, lo que implica que proporcioneinformacin acerca de la tensin en los nudos del circuito, intensidad a travs de las fuentes, potencia total disipada ytodos los parmetros de pequea seal de las fuentes controladas no lineales y elementos semiconductores.

Por defecto, el anlisis del punto de trabajo se realizar siempre, ya que la informacin obtenida ser utilizadapara realizar otros tipos de anlisis. La habilitacin o no del casillero correspondiente permitir que los resultados deeste anlisis aparezcan o no en el archivo de salida. VerFigura 27.

La opcin Perform Sensitivity Analysisrealiza un anlisis de sensibilidad en continua. El programa linealizarel circuito en torno a su punto de trabajo, calculando la sensibilidad de las variables de salida especificadas conrespecto a las resistencias, fuentes independientes, interruptores controlados, diodos y transistores bipolares presentesen el circuito.

Figura 27: Anlisis Bias Point.


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El anlisis Calculate small-signal DC gain linealiza el circuito en torno a su punto de trabajo y calcula sufuncin de transferencia para pequea seal. Para ello, se especifica la variable de salida y la fuente de entrada.

Este anlisis implica el clculo de los siguientes parmetros del circuito:1. Razn entre la variable de salida y la variable de entrada.2. Impedancia de entrada con respecto a la fuente de entrada.3. Impedancia de salida con respecto a los terminales del elemento de salida.

4.6.2. Anlisis DC Sweep.

Este anlisis permite hacer un barrido en torno a una serie de valores de una fuente de entrada independiente,(de intensidad o voltaje), de la temperatura, de un parmetro interno de un modelo, (la Beta de un transistor), o de un

parmetro global, (una resistencia), calculando elpunto de trabajopara cada uno de los valores que tome la variable encuestin.

La ventana de edicin para seleccionar los parmetros especficos de este anlisis se muestra en laFigura 28.

Figura 28: Anlisis DC Sweep.

Segn el tipo de variable que reciba el barrido, hay que especificar el nombre,Name, el tipo de modelo,ModelType, el nombre del modelo,Model Name, o el parmetro del modelo a variar,Parameter Name.

El tipo de barrido puede ser lineal, por octavas, por dcadas o bien especificar una lista de valores. Segn eltipo de barrido, se asignar el valor inicial, Start Value, el valor final, End Value, el incremento, Increment, para un

barrido lineal, puntos por octava, Pts/Octave, para un barrido por octavas, puntos por dcada, Pts/Decade, para unbarrido por dcadas o especificar una serie de valores, Values, en el caso de elegir la opcin Value List.

La opcin Secondary Sweep situada a la izquierda, da la posibilidad de hacer el barrido de una segundavariable. Para esta segunda variable se ajustan los mismos parmetros que en primera.

Para cada valor que tome la segunda variable, se evala la primera en el rango de valores que se haya asignado.

4.6.3. Anlisis AC Sweep / Noise.

Este tipo de anlisis se utiliza para calcular la respuesta en frecuencia del circuito para un rango de frecuenciasdeterminado. Por ello se consideran como seales de entrada todas aquellas fuentes independientes que tenganespecificaciones AC, considerndose nulas las restantes.

En la ventana de edicin se deben especificar los siguientes parmetros:1. Frecuencia inicial, Start Freq.2. Frecuencia final,End Freq.

3. Tipo de barrido,AC Sweep Type: lineal, logartmico por octavas o logartmico por dcadas.4. Nmero de puntos por octava o por dcada, segn el barrido logartmico elegido, o totales si el barrido es

lineal.


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Figura 29: Anlisis AC Sweep/Noise.

El anlisis del ruido, NOISE, debe ser hecho en conjuncin con un anlisis de respuesta en frecuencia, portanto se accede a l desde la misma ventana que el anlisis AC Sweep, ver Figura 29. En esta ventana, adems dehabilitar el casilleroNoise Enabled, se especifica la seal de salida, Output Voltage, la fuente independiente de entrada,

I/V Source, y el intervalo,Interval.Los elementos generadores de ruido son las resistencias y los semiconductores. Este anlisis calcular el ruido

de cada elemento generador para el rango de frecuencias especificado en el anlisis AC Sweep, determinando el ruido

equivalente en torno a la fuente de entrada especificada y su influencia sobre la seal de salida. El valor especificado enel parmetroIntervaldeterminar el intervalo de presentacin de los resultados del anlisis.

4.6.4. Anlisis Transient .

Se utilizar este tipo de anlisis cada vez que se estudie el comportamiento del circuito a lo largo del tiempo.

Figura 30: Anlisis Transient.


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En la ventana de edicin se especifican los siguientes valores:

1. Run to Time. Este parmetro determina el intervalo de tiempo para la presentacin de los resultados delanlisis.

2. Start saving data after: Tiempo inicial para la realizacin del anlisis. Si no se especifica, el valor pordefecto ser cero.

3. Maximun step size. Intervalo de tiempo entre los clculos del anlisis. Si no se especifica, el valor por

defecto ser (Run to time)/50, si bien hay que indicar que este tiempo variar internamente, siendo mayoren los puntos donde el anlisis es ms superficial y menor en el intervalo donde el anlisis adquiere mayorimportancia.

Con anterioridad a la realizacin del anlisis transitorio, el programa calcular el punto de trabajo del circuito.Si habilitamos el casillero Detail Bias Point, se reflejar en el fichero de salida los resultados del anlisis del punto detrabajo.

La habilitacin del casillero Skip the initial transient bias point calculation permitir que se usen lascondiciones iniciales de los condensadores y bobinas en la simulacin del circuito, aunque no se calcular el punto detrabajo.

4.6.5. Opcin Monte Carlo y Worst Case.

Aparece habilitado en los cuatro anlisis descritos anteriormente. Este tipo de anlisis permitir determinar queefectos tiene sobre la seal de salida la variacin que se produce en el valor de los componentes debido a su tolerancia.El programa realizar la simulacin primero con el valor nominal del componente sujeto a tolerancia, y luego, tomandovalores aleatorios de este elemento.

En el Worst Case realiza un anlisis de sensibilidad y peores condiciones del circuito, pero a diferencia delanlisisMonte Carlose variar un solo parmetro en cada ejecucin.

Figura 31: Anlisis Monte-Carlo y Worst Case.

4.6.6. Opcin Save Bias Point .

Esta opcin permitir almacenar la informacin del punto de trabajo calculado en el circuito en un ficherodistinto del fichero tpico de salida de extensin *.OUT y con el nombre que se desee asignar. Est habilitada para elanlisis Transient,DC SweepyBias Point.

En la ventana se especificar debajo de la columna apropiada, en funcin del tipo de anlisis realizado, el

nombre que tomar el fichero y otras caractersticas que se corresponden con otros anlisis, como pueden ser, porejemplo la temperatura a la cual se ha realizado el anlisis del punto de trabajo, en el caso de que se hayan seleccionadovarias, el nmero de ejecucin para la cual se tome el anlisis en el supuesto de que se hayan hecho varias en un anlisis

Monte Carlo, etc. VerFigura 32.


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Figura 32: Ventana Save Bias Point.

4.6.7. Opcin Load Bias Point .

Da la posibilidad de introducir en el fichero de salida del anlisis de un determinado circuito cualquier otrofichero que se guardase previamente mediante la opcin Save Bias Point, para lo cual se especificar en su ventana deedicin el lugar del disco duro donde se encuentra el archivo deseado.

4.6.8. Opcin de Anli sis de Temperatura.

Realizar los anlisis especificados para las distintas temperaturas establecidas. Si no se especifica ninguna, latemperatura por defecto ser de 27C. Aparece habilitado en los cuatro anlisis principales descritos anteriormente.

Figura 33: Anlisis de la temperatura.


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4.6.9. Anli sis de Fourier.

Se accede a l desde la ventana correspondiente al anlisis Transient, pulsando el botn Output file options,ver Figura 30, ya que para poder realizarlo es imprescindible que exista con anterioridad una serie de datos que sederivan del anlisis en funcin del tiempo. A partir de estos datos se determinarn los coeficientes de la serie de Fourier

para un ciclo completo de la forma de onda.

Figura 34: Anlisis de Fourier.

Adems de habilitar el casillero Perform Fourier Analysis, se especificar la frecuencia del fundamental,Center Frecuency, el nmero de armnicos a calcular, Number of Harmonicsy las variables de salida sobre las quedeseen realizar el anlisis, Output Variables.

4.6.10. Anlisis Parametric.

Este anlisis permitir realizar el barrido de una variable en torno a un rango de valores. Posteriormente, elprograma realizar la simulacin del circuito para todos y cada uno de los valores que adquiera la variable especificada,la cual puede ser una fuente, la temperatura, un parmetro de un modelo o un parmetro global.

Para una resistencia, p.ej.,parmetro global, hay que definir un nuevo parmetro, SET, situando un nombre en

el mismo, (SETresis) y de la librera Special tomar el componente PARAMdefiniendo un nuevo parmetro con elnombre dado anteriormente en SET, (resis0). As se podr observar el resultado para varios valores.

Para una fuente de voltaje o de corriente no es necesario utilizar el componente PARAM.

Figura 35: Anlisis Parametric.


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Se puede comprobar que su ventana de edicin es similar a la del anlisisDC Sweep, por tanto se especificarnlos mismos parmetros especificados en este anlisis. La opcin est habilitada para el anlisis Transient,DC Sweepy

AC sweep.

5. PSPICE.

El programa PSpice es la parte del paquete de software encargada de realizar la simulacin delcomportamiento del circuito para el anlisis seleccionado. El programa es llamado cuando se realiza la simulacin altomar la opcinRundel men Pspice, (opcin configurable desdeEdit Simulation Settings, Probe Window).

Para un circuito sencillo con un anlisis Transienty el clculo del punto de trabajo el aspecto que presenta laventana, despus de realizar la simulacin y llamar al mdulo PROBE, podra ser el siguiente:

Figura 36: Pantalla de presentacin de Pspice y mdulo grfico Probe.

En la parte superior aparece el nombre del circuito que se simula y en la inferior el pathdel fichero, el FinalTime y el porcentaje de simulacin realizada. Arriba se muestra un men junto con varias barras de botones queservirn para presentar y trabajar con las seales previamente simuladas. En el centro de la pantalla aparecen las sealesque se estn analizando y en la parte inferior aparece informacin de los anlisis realizados, el tiempo y los erroresencontrados.

En el siguiente manual se explicar ampliamente la funcin de cada uno de estos mens y botones. El objeto deeste manual es dibujar correctamente los circuitos en el mdulo Capturey fijar los parmetros del anlisis a realizar

posteriormente con Pspice. En el siguiente se tratarn los resultados, tanto grficamente como en modo de texto,ayudando a su interpretacin.

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9 1Tutorial SPICE

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