Lezione PSPICE n.1. Università degli Studi di Napoli Federico II CdL Ing. Elettrica Corso di Laboratorio di Circuiti Elettrici

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1 Università degli Studi di Napoli Federico II CdL Ing. Elettrica Corso di Laboratorio di Circuiti Elettrici Dr. Carlo Petrarca Dipartimento di Ingegneria Elettrica Università di Napoli FEDERICO II 1

2 Lezione 1 Cosa impareremo. 1. Avviare il programma 2. Disegnare il circuito 3. Simulare il circuito (DC) 4. Visualizzare i risultati 2

3 Avviare il programma Start Programmi Pspice Student Pspice Design Manager FileNew Workspace (Per definire la directory di lavoro) Run Schematics (Per disegnare il circuito) 3

4 Disegnare il circuito con Schematics Per disegnare il circuito dobbiamo compiere 5 passi: 1) Inserire i componenti 2) Collegare i componenti 3) Assegnare i valori ai componenti 4) Salvare il file con il circuito 5) Verificare il circuito 4

5 1a) Inserire il resistore: a) DrawGet New Part b) Part Namer Place 5

6 Ad ogni inserimento il morsetto di sinistra del bipolo è sempre il morsetto + (n.b. il morsetto non è contrassegnato) L intensità di corrente elettrica nel resistore R1 è indicata da Spice come I(R1) (n.b il verso di riferimento non è contrassegnato) I(R1) è sempre valutata con verso di riferimento entrante nel morsetto + (convenzione dell utilizzatore) I R1 6

7 Per ruotare il componente: Edit Rotate <CTRL> <R> La rotazione avviene sempre in senso antiorario I R1 I R1 I R1 n.b. Poiché i morsetti e il verso di riferimento per la corrente non sono contrassegnati, è opportuno ricordare se il componente è stato ruotato o meno. 7

8 1b) Inserire il generatore di tensione continua a) DrawGet New Part b) Part NameVDC Place 8

9 I V1 L intensità di corrente elettrica nel generatore di tensione continua V1 è indicata da Spice come I(V1) I(V1) è sempre valutata con verso di riferimento entrante nel morsetto + (convenzione dell utilizzatore) 9

10 1c) Inserire il nodo a potenziale zero a) Draw Get New Part b) Part Name GND_EARTH Place 10

11 Il riferimento a potenziale zero (riferimento di terra) è indispensabile. Se non è presente, PSpice invia un segnale di errore. Il componente GND_ANALOG ha la medesima funzione di GND_EARTH e può essere usato in sua vece 11

12 2) Collegare i componenti a) DrawWire a) In alternativa si può cliccare sull icona che riproduce una matita 12

13 Posizionare il puntatore del mouse sul primo morsetto, left-clic, portarsi sul secondo morsetto, eseguire nuovamente left-clic 13

14 3) Assegnare i valori ai componenti Per default a ogni resistore è assegnato il valore di 1 kω Per cambiare valore: Fare doppio clic sul simbolo del resistore Selezionare Value Inserire il nuovo valore Es.: 10 ohm ( 10 ) 30 kohm ( 30k ) 5 mohm ( 5m ) 14

15 Attenzione! Non inserire uno spazio tra valore e unità di misura. In alternativa: Fare doppio clic sul valore del resistore In Set Attribute Value inserire il nuovo valore In modo analogo si procede anche per VDC 15

16 La sintassi di Spice... simbolo forma esp. valore f (femto) 1e p (pico) 1e n (nano) 1e u (micro) 1e m (milli) 1e k (chilo) 1e meg (mega) 1e g (giga) 1e t (tera) 1e

17 4) Salvare il circuito Per avviare una simulazione si deve salvare in un file il circuito. a) File Save AS b) Assegnare il nome Il file ha estensione sch 17

18 5) Verificare il circuito Verificare il circuito è indispensabile per avere informazioni su eventuali errori, sul collegamento dei componenti e sul valore ad essi assegnato a) Analysis Create Netlist b) Analysis Examine Netlist crea il file con le informazioni consente di vedere le informazioni 18

19 Tipiche informazioni che si ricavano dall analisi della netlist: componenti * Schematics Netlist * nodi valore V_V1 $N_ V R_R1 $N_ Il generatore di tensione V1 è collegato al nodo 1 e al nodo 0. La tensione ai morsetti è 100V Il resistore R1 è collegato al nodo 1 e al nodo 0. La resistenza ai morsetti è 2 ohm 19

20 Simulare il circuito Per simulare il circuito dobbiamo compiere 2 passi: 1) Scegliere il tipo di soluzione (AC, DC, ecc.) 2) Avviare la simulazione 20

21 1) Scegliere il tipo di soluzione E innanzitutto necessario decidere quale tipo di soluzione si vuol trovare a) Analysis Setup b) Selezionare la soluzione L analisi del tipo Bias Point Detail consente di trovare la soluzione in regime stazionario 21

22 2) Avviare la simulazione a) Analysis Simulate in alternativa: clic sull icona Simulate in alternativa: premere tasto F11 sulla tastiera 22

23 Visualizzare i risultati In Pspice esistono varie possibilità di visualizzare i risultati di una simulazione 1) Visualizzare i risultati in Schematics 2) Visualizzare i risultati nel file.out 23

24 1) Visualizzare i risultati in Schematics Selezionare le icone V e I a video sono visualizzati i valori dei potenziali nodali e le intensità di corrente nei bipoli 24

25 Se con il tasto sinistro del mouse si clicca sul valore dell intensità di corrente elettrica, viene anche visualizzato il verso di riferimento utilizzato. 25

26 2) Visualizzare i risultati nel file.out AnalysisExamine output * SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.0 DEG C *************************************************************** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ($N_0001) VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_V E+01 TOTAL POWER DISSIPATION 5.00E+03 WATTS I risultati sono mostrati in formato testo 26

27 Nel file di testo.out sono indicati i potenziali dei nodi, le intensità di corrente assorbite dai generatori di tensione, La potenza erogata dai soli generatori di tensione **** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ($N_0001) VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_V E+01 TOTAL POWER DISSIPATION 5.00E+03 WATTS 27

28 Messaggi di errore Pspice segnala la presenza di un errore. Nel caso di figura, non è stato inserito il riferimento di terra per assegnare il morsetto a potenziale zero 28

29 Messaggi di errore E possibile verificare la tipologia di errore commesso. AnalysisExamine Output Nel file di output è visibile il messaggio: ERROR -- Node $N_0002 is floating ERROR -- Node $N_0001 is floating Il potenziale dei nodi 1 e 2 non può essere definito (è flottante) perché non è stato fissato il nodo di riferimento per i potenziali 29

30 Esercizi Nella rete di figura verificare le leggi di Kirchhoff e le regole sui partitori (Es 1-1). Verificare il teorema di Tellegen 30

31 Esamina la netlist Schematics Netlist * R_R3 $N_0002 $N_ R_R1 0 $N_ R_R2 0 $N_ V_V1 $N_

32 Risultato in Schematics 32

33 Risultato nel file.out **** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = DEG C **************************************************************** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ($N_0001) ($N_0002) VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_V E+00 TOTAL POWER DISSIPATION 3.75E+02 WATTS 33

34 Esercizi Nella rete di figura verificare la sovrapposizione degli effetti (Es. 1-2). Verificare il teorema di Tellegen 34

35 Nel circuito agiscono entrambi i generatori 35

36 Nel circuito è spento il generatore di corrente 36

37 Nel circuito è spento il generatore di tensione 37