ELEN0075: Electronique Analogique 2009 Introduction à PSPICE ELEN0075: Electronique Analogique 2009

Sommaire Introduction Dessiner un circuit dans Schematics Simuler – Analyser le circuit Exploiter les résultats – manipuler les graphes ORCAD Capture PSPICE AD

1. Introduction Télécharger la version étudiant Installation Différents modules Qu’est-ce que Pspice? Dessiner des circuits analogiques et numériques et simuler - calculer leur caractéristiques : facile d’utilisation car interface simple et l’utilisateur n’intervient pas dans la partie calcul numérique. Permet de tenir compte des nombreux paramètres que nous négligeons d’habitude (température par exemple) Tout est accessible via l’interface de Schematics (ou Capture), module de dessin . spice en lui même est le module de calcul du circuit Probe est celui de visualisation des résultats accessible via le menu analysis – run probe si il ne se lance pas automatiquement après la simulation du circuit (modifier cela dans probe setup) Design manager (le laisser allumer! – permet de gérer les fichiers des simulations, « file manager ») Message Viewer: éditeur de texte qui permet de visualiser les fichiers output (utile pour localiser les erreurs lorsque la simulation n’a pas fonctionné, nous y reviendrons plus loin…) Ce sont les seuls modules qui interviendront lors de la réalisation du labo 3.

2. Dessin Choix de composant (DRAW  GET NEW PART ) Lancer schematics : on est directement sur une page où l’on peut commencerà dessiner le circuit. - Draw – get new part (ou CTRL G) passer en mode advanced pour visualiser les éléments Possibilité de choisir via la librairie Clic sur place Dans la zone de dessin: clic gauche autant de fois qu’il faut de composants de la sorte Clic droit pour arrêter et le dernier élément placé est sélectionné CTRL-R (rotation) ou CTRL-F (flip) pour orienter le composant (ou via le menu edit)

2. Dessin Connecter les éléments: DRAW– WIRE (Ctrl W) ou icône « crayon » Attention: ne pas « traverser » les éléments de part en part avec un fil (un click gauche sur le nœud origine et un sur le point de destination suffisent.) Si bien connectés: apparition d’un petit point Attention: toujours mettre un potentiel de référence : terre (sinon Analyse du circuit impossible)  GND_ANALOG Remarque: faire tourner les éléments Ctrl-r Ctrl-f (ou via le menu EDIT) Modification des noms: double click sur le nom et changer le champs « package reference designator » Lancer schematics : on est directement sur une page où l’on peut commencerà dessiner le circuit. - Draw – get new part (ou CTRL G) passer en mode advanced pour visualiser les éléments Possibilité de choisir via la librairie Clic sur place Dans la zone de dessin: clic gauche autant de fois qu’il faut de composants de la sorte Clic droit pour arrêter et le dernier élément placé est sélectionné CTRL-R (rotation) ou CTRL-F (flip) pour orienter le composant (ou via le menu edit)

2. Dessin Exemple: Lancer schematics : on est directement sur une page où l’on peut commencerà dessiner le circuit. - Draw – get new part (ou CTRL G) passer en mode advanced pour visualiser les éléments Possibilité de choisir via la librairie Clic sur place Dans la zone de dessin: clic gauche autant de fois qu’il faut de composants de la sorte Clic droit pour arrêter et le dernier élément placé est sélectionné CTRL-R (rotation) ou CTRL-F (flip) pour orienter le composant (ou via le menu edit)

2. Dessin Modifier les caractéristiques des éléments (EDIT  ATTRIBUTES) Lancer schematics : on est directement sur une page où l’on peut commencerà dessiner le circuit. - Draw – get new part (ou CTRL G) passer en mode advanced pour visualiser les éléments Possibilité de choisir via la librairie Clic sur place Dans la zone de dessin: clic gauche autant de fois qu’il faut de composants de la sorte Clic droit pour arrêter et le dernier élément placé est sélectionné CTRL-R (rotation) ou CTRL-F (flip) pour orienter le composant (ou via le menu edit)

2. Dessin Mesure de tension ou/et de courant Utiliser ces « Markers » pour définir les tensions et les courants à visualiser dans PROBE après la simulation Si cette barre d’outils n’est pas à l’écran VIEW  TOOLBARS  SIMULATION Lancer schematics : on est directement sur une page où l’on peut commencerà dessiner le circuit. - Draw – get new part (ou CTRL G) passer en mode advanced pour visualiser les éléments Possibilité de choisir via la librairie Clic sur place Dans la zone de dessin: clic gauche autant de fois qu’il faut de composants de la sorte Clic droit pour arrêter et le dernier élément placé est sélectionné CTRL-R (rotation) ou CTRL-F (flip) pour orienter le composant (ou via le menu edit)

Dernières vérifications avant la Simulation Aucune partie non connectée, pas d’éléments isolés, pas de fils en trop… ? Potentiel de référence – terre ? Sauver le fichier .sch Reste à définir le type d’analyse…

3. Différentes analyses Menu ANALYSIS – Setup Transient…

3. Différentes analyses Analyse temporelle - TRANSIENT Print step : delai entre deux impressions dans output file si des composants print ou plot sont utilisés Final Time : t max affiché Print delay: délai avant mémorisation des résultats, ôter les phénomènes transitoires… Step-ceiling: durée minimale entre deux calculs pour probe (ou pas de calcul)

3. Différentes analyses Analyse DC – Polarisation Polarisation: « bias point detailed » ANALYSIS SETUP DC SWEEP analyse DC pour les variations d’un paramètre donné Bias point detailed: coché tout seul il n’ouvre pas Probe mais permet de visualiser les courants et potentiels directement sur le circuit. -possible de cocher bias point detailed dans analyse temporelle (transient) mais dans ce cas il faut faire attention qu’il se base sur la valeur des tensions appliquées en t=0 pour calculer la polarisation. Exemple de DC SWEEP: (connaître le nom du paramètre variable: cliquer sur l’élément source et cocher « include system defined attributes », repérer la valeur du champ PKGREF) Entrer le nom du paramètre variable dans le champ name Définir un plage de variation via Start value et End value ainsi qu’un incrément. (Même pas nécessaire de placer une source vdc…)

3. Différentes analyses AC SWEEP Analyse le comportement fréquentiel du circuit (fait varier la fréquence d’une source AC dans une plage donnée)

Ex. Circuit RC (AC SWEEP)

Ex. Circuit RC (AC SWEEP)

EX. Circuit avec Diode (BIAS POINT)

3. Différentes analyses Paramétrique Faire varier un (ou plusieurs) paramètre(s) (résistance, T…) pendant un autre type d’analyse (cocher global PARAMETER) Ecrire un nom de variable dans le champ (set attribute value ) entre {}  { nom de variable } Pour la visualisation des résultats: menu VIEW – simulation result et choisir le fichier output correspondant à une valeur du paramètre. Exemple idiot: diode_param

3. Différentes analyses Autres types d’analyse Fonction de transfert Autres types d’analyse TEMPERATURE: réaliser plusieurs fois la simulation pour les T° spécifiées (séparées d’un espace) (en degré)  même résultat entre analyse température et analyse paramétrique Nested SWEEP: analyse DC mais où l’on peut faire varier deux sources en même temps

Fichiers output Si il y avait une erreur dans la simulation: aller lire le fichier output: Dans Probe : VIEW – output file Si l’erreur se situe à l’étape de dessin du circuit (CREATE NETLIST) l’erreur est affichée dans le module PSPICE message VIEWER Ex. circuit ouvert: Floating Pin <nom de l’élément> pin <numéro du noeud>

4. Visualisation des résultats Curseurs Add Trace Dans l’exemple pour la fréquence de coupure 20*LOG10(V(Q1:c)/ V(VS:+)) Et repérer ensuite –3db avec les curseurs TRACE – Cursor : Deux curseurs qui se déplacent le long de la courbe: clic gauche ou clic droit pour déplacer l’un ou l’autre Si plusieurs courbes, en sélectionner une en cliquant sur son nom, double click pour modifier sa définition Bare de menu cursor: positionner le curseur à un maximum, minimum… Possibilité intéressante de faire des directement des opérations sur les résultats

5. ORCAD Capture Schematics n'est plus suivi par ORCAD. ORCAD Capture en est le successeur. - new Project - analog or mixed A/D - définir le profil de simulation - lancer la simulation

6. PSPICE AD Ouvrir PSPICE AD  File  New  Save AS (*.cir) Simulation  RUN ****************************************************************************************** * BIBLIOTEQUE Circuit Alimentation VERSION 1.0 * * * Bibliothèque développée au service de Microélectronique * * de l'Institut Montefiore à l'université de Liège * * par Juliana Fonseca Paim * * le 21/05/2007 * * Voltage Source Vs 1 0 SIN(0 10V 50Hz) * Circuit Components R 1 0 1k .tran 100u 0.5s 0 0.1m UIC --- UIC = Use Initial Conditions .probe V(R) .END

6. PSPICE AD

Unités de mesures et préfixes Symboles Unités V Volt A Ampère Hz Hertz Ohm H Henry F Farad Degree Degré Puissances de 10 Préfixe 10x T tera 12 G Giga 9 Meg Mega 6 K Kilo 3 M Milli -3 U Micro -6 N Nano -9 P Pico -12 Femto -15 Peut-être à l’origine d’erreurs … insensible aux majuscules et minuscules Préciser les unités n’est pas toujours nécessaire, surtout quand il n’y pas d’équivoque posssible.