Pspice3

ยนดตอนรบ

Login administrator

Password ee-microlab

เกบขอมลไวท drive D:\

OrCAD Booncharoen 1

ในวงจร linear และ

วงจร อเลกทรอนกส

การใช PSpice®

ความเปนมา

• Spice เปน program สาหรบ การคานวณทางตวเลขของวงจร

ทางไฟฟา เปนชอยอของ Simulation Program with

Integrated Circuit Emphasis ซงถกพฒนาขนในป 1970 ท

มหาวทยาลย Berkley California และ PSpice กเปน version

หนงของ Spice ทใชกบ คอมพวเตอรสวนบคคล ซงพฒนา

โดย MicroSim Corporation ในป 1984 Spice เปน text base

โปรแกรม ผใชตองกาหนดวงจรดวยตวหนงสอ และผลของ

การ simulation กแสดงผลเปนตวหนงสอ

OrCAD Booncharoen 3

ความเปนมา• และ MicroSim กไดทาใหผลการจาลองแสดงผลเปนกราฟ

ดวย graphical postprocessor (Probe) เพอทจะพลอตผลของ

การ simulation ตอมา MicroSim กไดเสนอรปแบบการ

กาหนดวงจรจากเดมทเปนตวหนงสอมาเปน graphical

interface ทเรยกวา Schematic เพอใหผใชงานสามารถ

กาหนดวงจรดวยภาพแทนทจะเปนตวหนงสอ ซงทาใหงาย

ตอการตรวจสอบการกาหนดวงจรวาถกตองตามทออกแบบ

ไวหรอไม และชอของ Pspice ไดถกเปลยนเปน OrCAD

PSpice A/D

OrCAD Booncharoen 4

ความเปนมา

• การ Simulate วงจรสมารถจาลองการทางานไดทง

analog และ digital บรษท MicroSim ไดพฒนาจนถง

Version ท 8 ถกควบกจการและเปลยนชอเปน OrCAD

ใน Version 9 OrCAD ไดมการปรบปรง Schematic

และเรยกชอใหมวา Schematic Capture และยงคงชอ

OrCAD ใน version 10 ลาสดเปน Cadence OrCAD

15.7

OrCAD Booncharoen 5

หนวยทใชใน PSpice

OrCAD Booncharoen 6

V VoltsA AmpsHz HertzOhm OhmsH HenryF FaradDegree Degree

Spice Suffix Unit

Scale Suffixesทใชใน PSpice

OrCAD Booncharoen 7

• F 1E-15 femto-

• P 1E-12 pico-

• N 1E-9 nano-

• U 1E-6 micro-

Spice Suffix Scale Name

(ตวพมพใหญหรอเลกกได)

Scale Suffixes ทใชใน PSpice

OrCAD Booncharoen 8

• M 1E-3 milli-

• K 1E+3 kilo-

• MEG 1E+6 mega-

• G 1E+9 giga-

• T 1E+12 Tera

Spice Suffix Scale Name

(ตวพมพใหญหรอเลกกได)

ตวอยาง C คา 220 picofarad• เราสามารถเขยนไดหลายแบบดงน

– 220P– 200p– 220pF– 220pFarad– 220E-12– 0.22N– 0.22n– 0.22nF

OrCAD Booncharoen 9

ตวอยาง ความตานทาน 15 Meg

• 15MEG

• 15MEGohm

• 15meg

• 15E6

• ขอควรระวง M จะไมใช Meg แตจะเปน

milli

OrCAD Booncharoen 10

• 15Mohm หรอ 15M


คอ 15 milliohm

1kΩ1000

1E3 1K

1k


15Mohm หรอ 15M

คอ 15 milliohm

1kΩ1000

1E3 1K

1k

ความตานทาน• เราสามารถเขยน

– 500, 500V, 500000MN, 500000ms,

– 500Hz, 500A

– ทกแบบคาถกตองหมด PSpice จะ assign คา ohms

ใหกบความตานทานโดยอตโนมต และจะไมสนใจ

ตวอกษร V, N, s, Hz หรอ A ทตอทาย

– สาหรบคาของ 500000MN และ 500000ms ใชไดเพราะ

Spice จดจาเฉพาะ M และ m โดยไมสนใจ N และ s


500Ωตย.bridge unbalance

การตงชออปกรณ

• ชอของความตานทานตองขนตนดวย R เทานน

• ชอของตวเกบประจตองขนตนดวย C เทานน

• ชอของตวเหนยวนาตองขนตนดวย L เทานน

• ชอของ independent voltage source ตองขนตนดวย V เทานน

• ชอของ independent current source ตองขนตนดวย I เทานน

• ชอของอปกรณตองไมมเวนวรรค

• หามใชชอซ า ตวพมพใหญหรอพมพเลกถอวาเหมอนกน เชน RTOT

กบ rtot คอตวเดยวกน


ตวอยางชอทใชได

• R1, r2, resistor3, Rout, Rin, RLoad

• C1, c2, cap3, cpi

• V1, Vin, Vout, Voltage2

• I1, Ir, I_Load


ตวอยางชอทใชไมได

• R_#1 (#หามใชทชอ)

• C 2 (หามมเวนวรรค)

• Ten_Ohm_Resistor (ความตานทานตองขนตน

ดวย R เทานน)

• _Vin (หามขนตนดวย Underscore)


หาวาชอใดบางทใชไมได• Inductor1

• L1

• CAP12

• C 5

• 3V

• RESA

• R LOAD

• R#2

• IS

• Value1

• Five Amps

• R_E4

ใชไดแตเปนชอของ

current source

OrCAD 17Booncharoen

ใหบอกวาชอใดเปนอปกรณใด• Current3

• LOAD

• R2

• I8

• VAR

• INDUCTOR

• C_R

• Capacitor

• Inductor

• Resistor

• Current source

• Voltage source

• Current source

• CapacitorOrCAD Booncharoen 18

First letter of source name


Type of source First letter

Voltage-controlled voltage source (VCVS) E

Current-controlled current source (CCCS) F

voltage-controlled current source (VCCS) G

Current-controlled voltage source (CCVS) H

Independent current source I

Independent voltage source V

Type of source outputs• Source output Pspice description

• Alternating current AC

• Direct current DC

• Exponential EXP

• Piecewise linear PWL

• Polynomial POLY(n)

• Pulse PULSE

• Single-frequency modulation SFFM

• Sinusoid SINOrCAD Booncharoen 20

First letter of element names for PSpice


Element First letter of Pspice nameCapacitor C

Inductor L

Mutual inductance(transformer) K

Resistor R

Mosfet M

Diode D

Transistor Q

OrCAD demo• ขอจากดของ OrCAD demo

• สาหรบ PSpice A/D:

• การจาลองวงจร ไดมาเกน 64 nodes

• 10 transistors, 2 operational amplifiers หรอ 65

• digital primitive devices, and 10 transmission lines

• (ทงideal หรอ non-ideal)

• device characterization ดวยการใช Model Editor

• ใชไดเฉพาะอปกรณ diodesOrCAD Booncharoen 22

ขอจากดสาหรบ OrCAD demo• stimulus generation ใชไดเฉพาะ sine waves

(analog) และ clocks (digital)

• library ทมให 39 analog และ 134 digital parts

• การแสดงผล simulation data ถกจากดคอ

• PSpice Optimizer จากดทหนง goal, หนง parameter และหนง constraint

• วงจรทออกแบบไวดวย Capture สามารถ saved ไดถาอปกรณ มไมเกน 15 part


ความหมายของคาทใชกบ mouse

• CLICKL click ซายหนงครงเพอเลอก item

• DCLICK click ซายสองครงตดกนเพอใหเกดการทางาน

• CLICKR click ขวาหนงครงเพอยกเลกการทางานในmode นนหรอทาการ rotate component นนๆ


ความหมายของคาทใชกบ mouse

• CLICKH click ซายคางไวแลวเคลอน mouse เปนการ

ยาย item เมอถงตาแหนงทตองการ ปลอยปมซายของ

mouse


ประโยชนของ Spice

OrCAD® สามารถทจะชวยในการออกแบบวงจรและ

สงเคราะหวงจรดวย: schematic และ VHDL-based

วงจร FPGA, CPLD

วงจร linear analog, digital หรอ วงจร mixed-signal

จาลองการทางานของวงจร ชวยในการออกแบบวงจร

พมพ


ประโยชนของ Spice

• ใชในการพสจน กฏเกณทตางๆ เชน กฎของโอหม กฎ

ของเคอรชอฟฟ ศกษาคณลกษณะของอปกรณตางๆ

เชน ไดโอด ทรานซสเตอร Op amp และไอซเกตเบอร

ตางๆ นอกจากนยงใชไดกบ วงจรไฟฟากระแสตรง

และวงจรกระแสสลบ ทสาคญใชจาลองการทางาน

วงจรทไดออกแบบไววาทางานไดหรอไม


PSpice A/D

OrCAD PSpice A/D เปน program จาลอง

พฤตกรรมการทางานของ models ของวงจรทง

อปกรณ analog และอปกรณ digital หรอรวมกน

ทงสองอยางได คอ PSpice A/D เปน software-

based breadboard สาหรบวงจรทเราออกแบบ

และทดสอบแทนทจะประกอบวงจรจรง


PSpice A/D สามารถทจะจาลอง• DC, AC, and transient analyses, สามารถทจะทดสอบ response ของวงจร.

• Parametric, Monte Carlo และ sensitivity/worst-case analyses ทาใหเราสามารถทราบถงพฤตกรรมของวงจรไดดวยการเปลยนคาตางๆในวงจร

• Digital worst-case timing analysis ชวยใหเราทราบถง timing problems ทเกดขนได.


การใช Pspice รน 10.5Demo


เรมจากการ run โปรแกรม OrCAD Capture ดงรป

Demo limitation


การใช Pspice

Program จะขน popup ดงรป


เลอก OrCAD Unison Ultra

OrCAD capture


สราง New Project

• Project manager window จะแสดง

Design resources, Outputs และ PSpice

Resources เราจะใช window นในการ

Organize ทกอยางสาหรบ project

design ของเรา


Create New Project


CLICKL เพอสราง

New Project

Create New Project


Enter project name

เลอก folder

สาหรบเกบ file

Create New Project


Create New Project


หรอ เลอก Create a

blank project

สรางจาก existing project


สรางเปน template ของเราเอง

Create New Project


DCLICKL

Project Manager Window

สราง New Project

• สาหรบ Capture window หรอ

Schematic windows จะเปรยบเสมอน

protoboard สาหรบเขยน วงจร และ

หลงจาการ analysis วงจร ยงเปนท

แสดงผลดวย


Create New Project


Capture window

เปลยนชอ SCHEMATIC1


RCLICK ท

SCHEMATIC1



เลอก Rename



พมพชอใหมลงไป



หลงจากเปลยนชอ

Schematic1 แลว

Rename Page1


RCLICK เปลยนชอหรอ

แกไข คณสมบตของ

PAGE1 ไดเชนกน

Capture


DCLICK ท title bar

เพอให schematic

window เตมจอ

Icon function


Place Part

Place Wire

Place Net Label

Place BusPlace Junction

Place Bus Entry

Place Power

Place Ground

Select

Icon function


View Simulation Result

Run Pspice

Edit Simulation Setting

New Simulation Profile

ถาไมม icon ชดน ไมสามารถ Run Simulation ได


Menu barTitle Bar

File name และ Page number

History Parts list

Status line

Scroll bars

Toolbar

Symbol และ Attribute


Value attribute

Package Reference

Designator attribute

Connection

Symbols

Part VDC

(DC voltage source)

การวางอปกรณ


หรอใช menu

place part

Add Library


ถาไมเคยใชมากอน จะไมม

อปกรณใดๆ อยเลยใน library

ตองทาการ Add Library กอน

Add Library


เลอก Library ใน sub directory ของ Pspice เทานน

Add Library สาหรบ version Demo


Add Library

• Analog• Source• Special• Breakout• Sourest• evil


Pspice Part และ library


Symbol Description Pspice Name LibraryLibrary

Resistor R Analog

DC voltage source VDC Source

DC current source IDC Source

วาง Component


วาง Component


ถารชอ part name พมพ ดวย

upper หรอ lowercase กได

หรอ search หาจาก

part name กได

สญลกษณของ

component ท

highlight

การวาง DC VOLTAGE SOURCE


เลอก source

พมพ VDC หรอ

เลอก VDC

ดวา Part

ถกตองหรอไม

LCLICK OK

การวาง DC VOLTAGE SOURCE


LCLICK เปนการวาง

Part component หลงจากวางแลว

การยกเลกการวางอปกรณ


RCLICK เลอก End Mode

เปนการยกเลกการวาง

อปกรณใดๆททาการวางอย

DC Voltage Source


Value attribute ซงคา

Default จะมคาเปน ศนย

Part Vdc

(DC Voltage source)

การวาง Multiple Component


• CLICKL แตละครงจะเปนการวาง component แต

ละตว

• ยกเลกการวาง Component CLICKR

• เลอก End Mode

• เลอก component จาก Place part

ยกเลกการวาง component

• ยกเลกการวาง component CLICKR เลอก

End Mode


Place Component R


Component/Library


คาเรมตนสาหรบความตานทานคอ 1k

และสาหรบ voltage source คอ 0V

สาหรบอปกรณ R L C จะเรมตน

วางในแนวนอน แต voltage และ

current source จะวางในแนวตง

การ Rotate และ move component


เพอ rotate component ใดๆ CLICKL เพอ

highlight ท menu Edit, Rotate หรอ กดkey R

เพอเคลอนยายตาแหนงให

CLICLLH และ เลอน mouse

การ Flip และ Rotate component


CLICKR

Component Ground


ใช 0 source เทานนถง

จะ simulation ได

Part

0/SOURCE

Ground


ท name ตองม 0 ถาไมม

Simulate จะ error floating

node

การ wire สาย


1

23

CLICKL ท icon Draw Wire

ยกเลกการ Wire


ยกเลกการ Place wire

ให CLICKR เลอก

End Wire

การ Move และเปลยนคาของ default attributes


จะมกรอบไขปลาแสดงใหทราบวา

เปน attributes ของ componentใด

CLICKLH ท attributes และลาก

ไปวางในตาแหนงทตองการ

การMove และเปลยนคาของ default attributes


DCLICKL ท attributes เพอ

แกคา default attributes

แก attributes ของ component


แกจาก 1k

เปน 9k

Create New Simulation


CLICKL เพอ create new

simulation profile

Edit simulation

setting

RUN Simulation

Create New Simulation Profile


ตงชอ Simulation name

Simulation Analysis Setup


เลอก bias point

Run Simulation


เพอ RUN Simulation และตรวจสอบดวาม

error หรอไม จาก Message Viewer

CLICKL ท icon

Display node voltage


CLICKL ท icon

Node voltage ทแสดง จะเปนคา

voltage ทเทยบกบ ground เทานน

Display branch current


ท markไวนนคอทศทางการไหล

เขาของกระแสสตว component

CLICKL ท icon

Display power ของแตละ component


แสดง power ทเกดขน

ในแตละ component

(บวก) เปนการรบพลงงาน

(ลบ) เปนการจายพลงงาน

CLICKL

แบบฝกหด


จากวงจรทกาหนดให หาคาของ ทตกครอม

ความตานทาน 6

( )v t

( )v t

Ω

Solution


แบบฝกหดหาศกยไฟฟาและกระแส


แบบฝกหดหาศกยไฟฟาและกระแส


Analysis Setup

Solution


หาศกยไฟฟาตกครอม R5 และกระแส


ตวอยางคาของความตานทาน


Displayed Precision


แสดงผลเปนตวเลข 4 หลก

Displayed Precision


Displayed Precision


แกจาก 4 เปน

6 หลก

Displayed Precision


View Simulation Output File


Simulation Output file


แสดงผลทศนยมเพยง

4 หลก (default)



แกจาก 4 เปน 6 หลก



แสดงผลเปน 6 หลก

หา V และ I ทก component


Solution


Voltage- controlled current source


Part name G

Library Analog

Voltage - controlled current source


Current - controlled voltage source


Part name H

Library Analog

Current - controlled voltage source


Voltage - controlled voltage source


Part name E

Library Analog

Voltage - controlled voltage source


Current - controlled current source


Part name F

Library Analog

Current- controlled current source


วงจรทม Dependent sources


1i 1v− +

1 12cv i=

1 1.5 AsI =

1 14ci v=

2 6VSV =

1Ω

2Ω

3Ω

1 1VSV =

1Ω

วงจรทม Dependent sources


การ set gain


DCLICKL ท

Component นน

จะขนหนา

Property Editor

การตอสาย wire ดวย net label


หากระแสท R 8 ohm


Thevenin’s Theorem


หา Thevenin’s equivalent ของวงจร



Open load เพอหา V open circuit

Set R4 ใหมความตานทานสงๆ ในทน 1000 Meg



ปลด RL ออก หา Voc ในทน

แทนคา RL ดวย 1000Meg

View Simulation output file


View

Simulation

output file

View Simulation output file


Output resistance คอ

R Thevenin =216.7 โอหม



Thevenin’s

equivalent

Thevenin’s ของ Bridge Unbalance




View Simulation Output File

เปรยบเทยบผล


Thevenin’s equivalent

หา Rin และ Rout ของวงจร ladder


inR outR

หาความตานทานรวมของวงจร


หาความตานทานรวมของวงจร


ปอนกระแส 1 Amp ม voltage ตกครอม 10 volt

แสดงวามความตานทาน 10 ohms

การสรางSignal Source


การสรางและใช signal source


• การสรางสญญาณ pulse ท duty cycle ตางๆ

• การสรางสญญาณ สามเหลยม

• การสรางสญญาณ sine พรอมการกาหนด มม

phase

• การสรางสญญาณ piecewise linear

• การสรางสญญาณ Damped sinusoidal wave

Ideal pulse


200

200−

PeriodinV

t

dt Delay time

Practical pulse


220−

220+

inV Period

rt pw

ftdt

t

Vpulse Source


Pulse Generator


dt

rtft

Periodpw

Delay time

Rise time

Fall time

Width of the pulse

Period of the pulse

( )PW

สราง voltage source ใหม waveform ดงรป


1020

r

f

t st s

μμ

==

pw 30peroid80

ss

μμ

=

Vpulse 1


Vpulse 1 Analysis setup


Vpulse 1


สราง voltage source ใหม waveform ดงรป


10080 180 ( )t sμ

10V

0

, 1r ft t nS=

Vpulse Source 2


0V10V0s1ns1ns80us100us

Square wave


Square wave


80us

สราง voltage source ใหมwaveform ดงรป


1 2 3 4 ( )t ms

10V

0

Triangle Gen


Analysis Setup


Display 2 cycle

Triangle Gen




10.5 1.5 ( )t ms

10V

0 2

Saw Gen1

Saw Gen 1




10.5 1.5 ( )t ms

10V

0

Saw Gen2

Saw Gen2




t

10V+

10V−10sin(2 1000 )tπ

Sine wave voltage source (Vsin)


พมพ Vsin

Sine Gen


VOFF= Offset Voltage

VAMPL =10 หมายถง+/- 10V

Sine Gen


Piecewise Linear Source


• แตละจดของคาเวลาและคาของ voltage ถก

กาหนดเปนคๆ คาของ voltage ทอย

ระหวางเวลาทกาหนดจะถกกาหนดโดย PSpice

เปนแบบ liner interpolation

( ),i iT V

iT Time at a point

Voltage at a pointiV

Piecewise Linear SourceT1 0 0VT2 10us 3VT3 20us 3VT4 25us 6VT5 45us 6VT6 50us 4VT7 60us 4VT8 70us 0V


Damped sinusoidal wave( ) sin[2 ( ) ]dt t

O A dV V V e f t tα π θ− −= + − −

OV

AV

α


Offset voltage

Peak voltage

Frequency

Delay time

Damping factor

Phase delay

dt

θ

f

Damped sinusoidal wave




te α−

Offset voltage

ให generate voltage

4 wire amplitude

+/-220Vpeak

3φ

3 phase Generator


Generator


Vsin คา default จะ

ไมแสดงคาของ

Phase ให DCLICK

เพอแกไข Properties

3φ

Set Phase ของ Sine source


CLICLR



CLICKR

เลอก display



CLICKL ทเลข 0 หลงจากนน

CLICKL ท icon Display

3 phase Gen


3 phase Generator


3 Phase Rectifier


Analysis Setup


3 Phase Rectifier


การใชงาน

DC Sweep Mode

เรยนรเกยวกบ

การใช DC Sweep mode สาหรบ วงจร DC

การหา maximum power transfer.

การใช Probe ในการแสดง graph


เขยนวงจรดงรป


การ Set DC Sweep mode

• เพอทาการ set DC Sweep สาหรบ voltage source V1 จาก 0 ถง 10 V

• CLICKL ท icon New simulation profile เพอใสชอ New Simulation Name




CLICKL ท New

Simulation Profile



ใสชอ

Simulation name


เปน sweep variable

Sweep type เลอกแบบ

linear เพราะเราตองการ

ใหเพมคาของ voltage

แบบเปนเชงเสน

Analysis type

เลอก DC Sweep

Sweep variable เลอกท

Voltage source เพราะ

เราจะ sweep V1

CLICKL OK เพอ

Save setup

Start value เรมท 0V

End value สนสดท 10V

Increment ครงละ0.1V

RUN DC Sweep mode

ทาการ RUN Simulation วงจร โดย

CLICKL ท ICON simulate


CLICKL to Simulate

ผลของการ Run DC Sweep Mode


สวนแกน Y ยงไม

มการกาหนด

ทางแกน Xจะ set อตโนมตโดยคา

default ของ DC sweep variable

และชวง range ของการ sweep

การวาง Current marker


การวาง current marker

ตองวางท junction ของ

component กบสาย wire

เทานน

การวาง current marker

• ตองวางใหตรงรอยตอระหวาง component กบสาย wire จะไปวางทสาย wire ไมได

• ในกรณทเกด error


DC sweep result


Range ของแกน Y ถก

set โดยอตโนมต

สของ waveform

ถกกาหนดโดย

default

Current marker จะใส

เครองหมายลบใหเพอให

การ display graphยงคง

เดมไมตองหมน graph

ไป 180 องศาเมอเทยบ

กบ graph รปทแลว

Ohm’s law

• จาก graph จะเหนวาเปนไปตามกฏของ

โอหม คอเมอ voltage เพมขนแบบเชง

เสน กระแสในวงจรกจะเพมขนอยาง

เปนเชงเสนดวย เชนกน


หาคาของ R2 ททาใหเกด maximum power transfer

• เขยนวงจรใหม โดยให voltage source มคาคงท10 V

• เพอทจะ plot graph ระหวาง power กบ ความตานทานของ load

• เปลยนคาคงทของ R2 ใหเปนคาตวแปร โดย DCLICKL ทคาของ R2 (8k)


Set R2 ใหเปนตวแปร


DCLICKL ท 8k

จะม dialog box เพอให key คาตวแปร ชออะไรกได ไม

จาเปนตองชอ “OTOP” โดยเปนไปตามกฏการตงชอ

ของ การเขยน Program แตชอตวแปรตองอยในวงเลบ

ปกกา จะเปนตวพมพเลกหรอใหญกได เชน

PPP,RVAR ,nanthida,Mai ,Pokin เปนตนOrCAD Booncharoen 208

Display หลงจากการตงชอ ตวแปร


เปลยนคา8k ของ R2 ใหเปนตวแปร

PARAMETER


PARAMETER อย LIBRARY Special

ถา library ยงไมได add กใหทาการ add กอน

การ กาหนด Rvar เปน variable

• พมพ PARAM ท part name box

• เลอก OK button

• หลงจากวางอปกรณ PARAM ซงเปน

text แลว DCLCKL เพอทาการ setup

parameter ของ part name น


CLICKL ท icon get new part

Place PARAMETERS


Symbol

part name

ท highlight

พมพชอ part

name หรอ

เลอกจาก

Part list

Setup PARAMATERS


DCLICKL ท

PARAMETER

เพอทาการ setup

จาก dialog box

Setup Parameters Dialog Box


CLICKL ท

New Row..

Setup New Column Dialog Box


ใสชอตวแปร

ใหตรงกบชอ

ทเราไดตงชอ

ไวกอนหนาน

แลวไมตองม

วงเลบปกกา

Setup New Column Dialog Box


ใสคาดวยในกรณท

ไมใชตวแปร

ถา bias point analysis ถกเลอก

ความตานทาน R2 จะถก set =8k

ใสชอตวแปร โดยไม

ตองใสวงเลบ

Setup Display Property


CLICKL ทตวแปร OTOP

แลวกดปม Display..

Setup Display Property

Booncharoen 218

แสดงทงชอ

และคา

OrCAD

การ display


แสดงทงชอและคา

จากการ set

display property

OTOP เปน variable สาหรบ Sweep analysis

OTOP ถก set เปน 8k ถาเลอก Bias Point

New simulation


ใสชอ Simulation name

Simulation setup


ชอของ parameter

เลอก enable ท Global

parameter sweep สาหรบ resistor หาม

เรมตนดวยศนย

Display Result


CLICKL icon

Add Trace

แกน X defaults เปน

OTOP ตามตวแปร

Power ทเกดขนท R2


Check out



Power เกดขนท R2



แกน Y จะแสดงหนวย

เปน watts โดยอตโนมต

Net label


ตงชอ Net Label

เพอใหงายตอการ

อางอง node

Net label


ใหวางบนเสน

Node นจะมชอ VR2

ใสเปนสมการVnode คณกบกระแส


เครองหมายคณ

CLICKL ท node หรอ function

จะปรากฏทชองสมการดวย

ผลของ power ท R2 เมอ R2 แปรคา


Add Cursor


Add Cursor เพออานคา

Max power ท R =2K , 12.5 mWatts


เปลยน Resolution ของ cursor


DC sweep


หาคากระแสทไหลผาน R =8 โอหม ในชวงท V1

มคาตงแต 5V ถง 10V

DC sweep


ตอง Setup analysis กอน ถง

จะวาง current probe ได

DC sweep


DC Sweep


Step response RLC circuit


Plot response voltage ตกครอม C เมอ R1มคา 1, 2, 5, 8โอหม



DCLICKL เพอ

แก property



พมพ 1 เวนวรรค

2 เวนวรรค



CLICKL OK

RUN Simulation



1 2 4 8 Ω

การ plot ความถ resonance

ของวงจร RLC และด

ผลตอบสนองเมอความ

ตานทานของวงจรเปลยน

Plot ความถ Resonance


เมอ R1 มคา = 470, 1k และ 2.2k

Plot ความถ Resonance

• สาหรบวงจร RLC อนกรม เราสามารถหา resonance

ไดจาก

• Voltage ตกครอมความตานทานจะสงทสดทความถ

resonance

• หรอจาก Admittance ของวงจรจะมคาสงสดทความถ

resonance


Plot จาก Voltage ตกครอม R สงสด


เพมตวแปร(New Row หรอ New Col)


หลงจาก Add


AC sweep setup


Parametric setup


Voltage ตกครอม R


470 1k 2.2k

Plot Admittance ของวงจร


ขณะ resonance ท R

1k กระแสไหล 1 mA

มเฉพาะคา R เทานน

AC CircuitIn the Transient Mode

OrCAD 260Booncharoen

Objective• To analyze steady-state sinusoidal AC

circuit ใน time domain

• To generate Probe graph ใน transient

mode สาหรบหาคา phase voltage และ

phase current


AC Circuit


DCLICKL

Display Phase Properties


CLICKR

Set Display Phase Properties


Set Time Delay


AC circuit


ผลการ simulate


OFF SET 4V

Phase 0

สญญาณ Vsin Phase 45


เรมท phase 45 องศา


AC circuit ใน time domain


วงจร liner time invariant เปนวงจรทม source

เปน sinusoidal การแสดงผลของวงจร AC ใน

time domain ใน Pspice เรยก transient mode

RC Transient


Simulation Setting


หลง RUN Simulate Program จะ RUN Probe อตโนมต


จานวน trace ขนอยกบจานวน marker

Markerวางใกล R1 ชอของ

trace จะเปน V(R1)

Marker วางใกล C ชอของ

traceจะเปน V(C1)

การใส cursor


CLICKL ท Iconหลงจาก CLICKL

CURSOR Marker


Cursor มให 2 แบบ โดย

การ CLICKL และ

CLICKR ทชอของ trace

การ Plot คากระแสทไหลในวงจร


โดยการเพม Current marker เขาท ขาของ C

Current Marker ตองวางตรงรอยตอ

ระหวาง component กบสาย wire

ทาการ Simulate จะได graph ดงรป


I(C1)


ซง trace ของ current I (C1) จะเปนเสนตรง

มองไมเหนรปคลนเลย ซงจากทเราทราบกระแส

ในวงจรจะตองไมเปนศนยอยางแนนอน ทเปน

เชนนเพราะวา ขนาดของกระแสมขนาดเลกกวา

ขนาดของ voltage มาก และโดยปกต Pspice จะ

display scale ของขนาดทใหญทสดเสมอ ปญหา

นจะพบบอยเมอเรา display หลายๆ trace บน

graph เดยวกน


แกไขโดยการ delete trace ของ current ออกไปกอน

โดย CLICKL ท I(C1) กด key delete

Add Y Axis


ทาการ add Y Axis กอน เพอทจะไมใช scale เดยว

กบ ของ voltage CLICKL ท menu PLOT


เราจะได Y Axis เพมขนมาแตไมมหนวย scale ซายสด

(1) จะเปนของ Voltage ดทดานลางของ graph จะบอก

วา trace ใด ใช scale ใหน สวน scale ถดมายงไมมหนวย


ท windows Schematic ให DCLICKL ท

current marker แลว กลบมาดท windows

ของ Probe จะเหนวาม trace ของกระแส

เพมขนมา และ scale (2) ซงครงแรกยงไม

มหนวย ตอนนมหนวย และ scale (2) น

จะเปน scale ของกระแส ดทดานลางสด

ของ graph


Plot graph ของ Power ทความตานทานและด

วาเปนคา real (เปนบวกเสมอ) จรงหรอไม

Power ท Capacitor เปน Imaginary (คอ

average แลว=0 หรอไม)

แลว Power ท resistor รวมกบ Power ท

Capacitor แลวเทากบ Source (apparent) Power

หรอไม

AC CircuitAC Sweep Mode

(for sinusoidal steady-state condition)


Advance Marker


AC circuit Advance Marker


AC circuit

• ในการหา phase voltage และ phase current นนเราจะทาการ simulate แบบ ac sweep โดยใหชวงความถทจะ sweep นนคลอบคลมความถทเราตองการทราบเชน source frequency ทเราตองการทราบอยท 1000 Hz

• เรากให sweep ตงแต 999 ถง 1001 Hz


AC circuit Simulation Setting


ท 1kHz กระแส phase 57.8 องศา


Phase ของกระแส

57.8 องศา(d=degree)

กระแสในวงจรทความถ 1 kHz


กระแสใน

วงจร532uA

Real part of current


กระแส Real part


การใช VPrint และ IPrint


Library SPECIAL


Series AC circuit with R and L


ท 60 Hz หากระแส

ในวงจร และ phase

ของกระแส

Property ของ IPrint


Enable AC

I Imaginary

I Magnitude

I Phase

I Real

1

หรอ

y กได

Property ของ VPrint


Enable AC

V Imaginary

V Magnitude

V Phase

V Real

Analysis setup


ท tab options


เอา Page break

และ banner ออก

Simulation output


Simulation output file


Voltage ตกครอม L

Phasor diagram วงจร RL


1 0V = ∠

0.4 53.1I = ∠−

หา impedance ของ AC circuit

inZOrCAD Booncharoen 307

ทความถ 1 kHz

การหา impedance ของวงจร


วงจรV

I

VZ=I

ในการหาคาของกระแส I เรา

จะใชความตานทานคานอยๆ

เปน R sense เชน 1R μ= Ω



inZ


inVZI

=

( ) 100inR Z = Ω1Im( )

2 1000 1.989480

inZj F

jπ μ

=× × × ×

=−


100 80 128.06 38.6inZ j= − = ∠− °



Add trace

IMG(V(vin)/I(V1))

R(V(vin)/I(V1))



Imaginary part of ZinReal part of Zin


128Ω


128


• การพมพผลของ cursor

ในรายงาน

• ท หนา Schematic1 เลอก

File, Page Setup…




แสดง คาของ

Cursor ไวท

ดานลางของ

กราฟท plot



Phase ของ

impedance คอ

-38.66 องศา

Input Impedance Two-Branch Network


หา Z, I, I(Real), I(Img), I(phase)


ทความถ 1 kHz

เพม R sense เพอวดกระแสของวงจร


เพม R sense

เพอใชวด

คากระแสของ

วงจร

Analysis setup


Impedance ของวงจร


เพมกราฟการ plot


Add Plot


Z =


181.3 9.3∠

Z =


178.9 29.3j+

Power factor

Improvement


Improve power factor

• มอเตอรมคณสมบตดงรปใชกบไฟ 110V

• 60Hz



• เพมความตานทานคานอยๆอนกรมกบวงจรเพอวด

กระแสของวงจรและหา power factor ขณะทยงไม

ปรบปรง

• สวนความตานทานตวทสองทตออนกรมเพอวด

กระแสและ power factor เมอมการปรบปรง power

factor แลว


Simulation Setting


Sweep เฉพาะท

ความถ 60Hz

กอนปรบปรง power factor


มม -40 องศา

กระแส 50A

Pf = (-40) = 0.76

ปรบปรงโดยการเพม capacitor


วดกระแสและ phase ท Rs1

หลงปรบปรง power factor


มม -23 องศา

กระแส41.4 A

Pf = (-23) = 0.92

จะเหนวากระแสลดลง

power factor ดขน

การแสดงผลMeasurement


Measurement


Analysis setup


View measurement Results




สวนของ measuring result

ผลการ measurement


ถาตองการวดคาอนเพม ให CLICKL

ท click here to evaluate a new measurement

ผลการ measurement


100 80 128.06 38.6inZ j= − = ∠− °

ถาไมตองการแสดงผล

ให เอา check list ออก

Plot locusของ impedance

หรอ ของ admittance


Admittance locus สาหรบ RLC อนกรม



• Admittance

• เนองจาก

• นนคอ

• เราจะทาการ Plot คาของAdmittanceดวยการ plot

คากระแสแทน

• ชงเปนการ plot ระหวาง Real(Y) กบ Im(Y)


V =1V

IY =V

Y = I



การ set คา Analysis setup



DCLICKL ตวเลขทแกน X

เพอเปลยนคาของแกน X

จากความถเปน กระแส Real



DCLICKL



R(I(R1)) 1

2

Real

part ของ

กระแส

ท R1



Add trace เพอ plot คาของกระแส

Imaginary ซงกคอ Imaginary part

ของ Admittance

ผลของการเปลยนแกนตวแปร



IMG(I(R1))



0f

Switch


Sw_tClose Sw_tOpen

Library ANA_MISC

Sw_tOpen


tOpen = เวลาท switch เรม Open

ttran = เวลาทใชในการเปลยนจาก

close เปน open

Rclosed = ความตานทานของ

switch ขณะ Close switch

Ropen = ความตานทานของ

switch ขณะ Open switch

Sw_tClose


tClose = เวลาท switch เรม Close

ttran = เวลาทใชในการเปลยนจาก

open เปน close

Rclosed = ความตานทานของ

switch ขณะ Close switch

Ropen = ความตานทานของ

switch ขณะ Open switch

Plot Voltage ทตกครอม C และกระแสท

ไหลผาน C กาหนดให Vc0=0V


Set Display properties ของ Switch


ใหแสดงทง name และ value

Set Display properties


Edit Capacitor property


Set voltage

เรมตนให

เทากบศนย

หลง set display properties


Voltage เรมตน setใหเปนศนย

Analysis setup เปนแบบ Transient


เวลาทใชในการ plot ให

ใชประมาณ 5-6 เทาของ

Time Constance

Response ของ voltage ท C


Add Plot


เพมอก 1 แกน

Y เพอ plot คา

ของกระแสท

ไหลผาน

Capacitor

หลง Add Y Axis


หลงทาการ add แกน

2 จะยงไมมหนวย

จนกวาจะมการ plot

Response ของ Vc และ Ic


การใส label บนแกน Y


DCLICKL บนแกน

Y หมายเลข 1



ใหคงหมายเลข

ไวดวย

ผลของ Time Constance เมอแปรคา R


ท R = 470, 1k, 2.2k

ตย โจทย Switch


Solution


Voltage ตกครอม C


RL transient circuit No source


วงจรอยในภาวะคงตว และ switch เปด

ทเวลา t = 0 plot กระแส I(L1) ท t > 0

ท


iT iL

6 107 3027

iL

A

= ×

=

0t −=

ท


(0)

2 1007

RtLi i e

te A

−=

−=

0t +=

ท t = 0+


285mA

8570i mAt −

การเลอกใช source ทเปนAC

ในการ Analysis

แบบ Transient เราจะ

เลอกใช Vsine

ในการ Analysis

แบบ AC Sweep เรา

จะเลอกใช Vac


ขอแนะนาการใช DC Supply Voltage


DC Supply Voltage

• ปญหาหนงในการใช Pspice สาหรบจาลองการทางาน

ในmode ของ Transient (Time domain) การวเคราะจะ

เรมทเวลา t = 0 ซงเราจะเหนวา Voltage ของ Power

Supply นนจะ stable เชน VDC=5V ท t = 0 Supply

Voltage กจะมคาคงทเทากบ 5 Volt ตงแตเวลา t = 0

เปนตนไป


DC Supply Voltage

แตในความเปนจรงแลว Voltage ของ Power Supply

จะเรมตนจากศนย แลวคอยๆเพมขนจนกระทงคงท

เทากบ Voltage ทกาหนด ในระหวางท Voltage

คอยๆเพมขนนน มบางวงจรเกด latch up หรอมผล

ตอการทางานของวงจรซงไมสามารถคาดเดาไดวา

จะเกดขน ซงเปนปญหาบอยครงในการเกด

glitches ท output ของวงจร


DC Supply Voltage• เพอใหการจาลองคลอบคลมปญหาทเกดขนใน

สภาพการใชงานจรง วงจร DC Supply ควรจะม

ลกษณะดงรป


DC Supply Voltage


Supply rise time 90%

ในเวลา 0.21 ms

DC Supply Voltage

• การใชวงจร RC รวมกบ DC Supply นมขอดถง 2

ประการ

• 1 วงจรจะมการจากดการจายพลงงานทสามารถจายได

ซงในสภาพการใชงานจรงกเปนอยางนน เราไม

สามารถทจะม DC source ทจายพลงงานโดยไมม

ขดจากด


DC Supply Voltage

• 2 วงจรมการ charge capacitor ท t = 0 แลวvoltage

คอยๆเพมขนจนถง voltage สดทาย ซงระยะเวลาใน

การ Charge เราสามารถทจะกาหนดไดจาก RC time

constant ซงความตานทานนจะมผลตอ Impedance

ของวงจร supply นดวย


DC Supply Voltage

• นอกจากนแลวเรายงสามารถประยกตวงจรนคกบวงจร

switch ในกรณทม voltage source หลายแหลง

• ในทานองเดยวกนเราใชวงจร switch t open เพอด

พฤตกรรมของวงจรในกรณทเกด power loss หรอ

กรณท power supply ถกตดออกจากวงจร


Test Power loss


Test Power loss


Supply voltage

ลดลงเหลอ 50%

ในเวลา 5 ms

Diode


Device models(1N4148)

Parameter Description Value

Is Saturation current 0.1pA

Rs Parasitic resistance 16 ohm

CJO PN capacitance 2pF

Tt Transis time 12ns

Bv Breakdown voltage 100V

Ibv Reverse knee current 0.1A


Diode


Diode VI Curve


Analysis setup


เปลยนตวแปรของแกน X


แกน X เราจะตองปลยนเปน

Vanode ของ diode คอเปน

voltage ตกครอม diode

DCLICKL ทตวเลขบนแกน X

Change Axis Variable


CLICKL



เลอก V(Vanode)



แกน X จะถกเปลยน

เปน Vanode

Add Trace กระแส diode I(D1)


ชวง reverse –100 V


ขยายดชวงของ forward bias


ชวงของ forward bias


Edit model ให breakdown เหลอ 80V


Edit model

Edit Pspice Model


CLICKR เลอก

Edit Pspice Model

Edit Spice model


หรอเลอกจาก

Menu, Edit,

PSpice Model

Edit PSpice Model


แก break down voltage

จาก 100V เปน 80V

Edit Spice model


Save file ททาการแกไข

Edit PSpice Model แสดงแบบตาราง


V-I curve ของ diode


Diode break down ท

-80 V

Half Wave Rectifier


ตระกล 1N4000 เปน

ประเภท rectifier diode

Half Wave Rectifier


Full wave Bridge Rectifier


Simulation Setting Full wave rectifier


Full wave rectified


Capacitor filter ในวงจร rectified

การใช parametric sweep

ดผลของ capacitor filter


Plot ผลของ capacitor filter


Plot Voltage ตกครอม C1 เมอ C1 มคา 0 ,22 ,47F F Fμ μ μ

ผลของ capacitor filter


ผลของ capacitor filter ท


0 ,22 ,47F F Fμ μ μ

เพมขนาดของ C Filter


Simulation Setting


ผลการเพมขนาดของ C filter


ชวง cycle แรกๆเปนการ

charge filter Capacitor

เพม low pass filter


RF ไมควรมคามากเกนไป เพราะมผลตอ

การเพม impedance ของ supply source

เพม low pass filter


Ripple voltage นอยลงเนองจาก

วงจร filter ทเพมเขามา

เพมวงจร voltage regulator

• เพอรกษาแรงดนทจายใหกบ load คงท

• โดยใช zener diode D1N750 เปนตว regulator

• D1N750 เปน zener 4.7 V สมมตวาตองการจาย

load ท 20 mA

• การออกแบบเพอเอาไวอก 5 mA ฉนนกระแส

รวมทงหมดทตองจายคอ 25 mA

• คานวณหา ความตานทานทจะใชกบ zener


Zener regulator

• จากกราฟ voltage ของ Vout อยท 13 volt ท load 1k

• ท full load ใหม voltage drop 3 V

• Zener voltage 4.7 V

• Voltage drop ความตานทาน zener 13 -3- 4.7= 5.3V

• ประมาณวา drop 5 volt

5 20025Z

VRmA

≅ = Ω


Zener regulator


Surge current

• ใหหากระแส surge ขณะเรมเปด power

supply วามกระแสท diode สงสดเทาใด

เกนขอจากดของตว diode rectifier หรอไม

• โดยใช Current Probe ไปวดท diode

rectifier D1


เพมแกนAxis เพอวดกระแสของ diode


Peak currentของ diode D1 270 mA


Plot Vout เมอ Rload เปลยนแปลง

• Plot คา Vout เมอ load RLoad มคา

ตงแต 200 โอหมถง 800 โอหม เพม

ครงละ 200 โอหม


Plot Vout เมอ Rload เปลยนแปลง


PARAMETERS Property


Add New Row (or New Column)

Add New Row (or Column)


Simulation Setting


เรมท 200 ถง 800

เพมครงละ 200

ผลของ Vout ท RLoad คาตางๆ


หา Rload มคาตาสดเทาใด


ทยงคงคาแรงดน output ไวได

Simulation Setting


จากกราฟ Rload Min 100 ohm


หมอแปลง• เปลยนจาก voltage source จายไฟใหกบวงจร

bridge โดยตรง กใหจายไฟผานหมอแปลงกอน

โดยใชหมอแปลง K3019PL_3C8 ม turn ratio

ดงน

• ขด primary 1000 รอบ

• ขด secondary 100 รอบ

• ประสทธภาพในการ coupling 99%OrCAD Booncharoen 445

หมอแปลง


Library EVAL

Edit Property


Rectifier with transformer


Vsin 220V 50Hz

Simulation setting


With Transformer


วงจร Clipper


Clipper


Simulation Setting


Add New windows


จดเรยงเปน 2 Colum

Plot 2 windows เพอเปรยบเทยบ


การพมพรายงานผลการ Simulate

• ให 2 plot อยใน

หนาเดยวกน

• ท page setup เลอก

2 plot/page


2 Plot ใน 1 page


Transistor


Transistor (Library/EVAL)


Transistor as a switch




Tr เรม on เมอ Vbase

มากกวา 0.6V และ on เตมท

เมอ Vbase มากกวา 1.5V

Transistor characteristic


Simulation Setting Primary Sweep


Secondary Sweep


Secondary Sweep ให

กระแส Ib เรมจาก 0

จนถง 1 milliamp เพม

ครงละ 200 micro amp

เปลยนตวแปรของแกน X เปน V_VCE


แกน X จะเปนแกนของ V_VCE


Add trace ของ Ic(Q1)


Trace Transistor Characteristic


Transistor DC Load Line


15 0

01

CE C

CCCE C

V V IVV V IR

= =

= =

15 151C

VI mAK

= =

Setup DC sweep


DC Load Line Line


เปลยนแกน X จาก Vbase

เปน VCEหรอ Vc

เปลยนตวแปรแกน X


DC Load Line


AC Load Line


JFET


JFET Library/EVAL


JFET


Simulation Setting Primary sweep


Secondary sweep


JFET Characteristic


n-channel JFETVGS=0

VGS= -1V

VGS= -2V

VGS= -3V

JFET Amplifier


Simulation setting


JFET Amplifier


ผลของ Temperature

ตอ zener diode


Secondary Sweep


Secondary sweep

เลอกเปน temperature

เรมจาก -50 ถง+50

เพมครงละ25 องศา



แกน x จะเปนตวแปรของ

sweep voltage ตองเปลยนเปน

v ของ zener diode



ตวแปรแกน x จะเปน Vout

หรอ voltage ของ Zener diode

Plot กระแสของZener diode



แกน y เปนแกนกระแส

ของ zener diode

แสดงผลเฉพาะชวง 4.4 -4.7 V


ดผลเฉพาะชวง 4.4-4.7V


Amplifierการนา current amplifier มา

ทา negative resistance


Negative resistance


Thyristorsอปกรณ semiconductor ทม

ชนสาร 4 ชนขนไป


Thyristors

• Silicon-Controlled Rectifier (SCR)

• Triac

• Silicon-Controlled switch

• Diac

• Unijunction Transistor


SCR


Anode (A)

Gate (G)

Cathode (K)

Anode (A)

Gate (G)

Cathode (K)

Schematic Symbol

Q1

Q2

Turn on the SCR


Anode (A)

Gate (G)

Cathode (K)

Q2

Q1

Forward bias

RL

V

Forward bias between gate to cathode lead turns on transistor Q1. Transistor Q1 conducts, turning on Q2. Transistor Q2 drives Q1 further into conduction.

Turn on the SCR


Gate turn on voltage คอ

voltage ท gate กบ cathode ททาใหSCR on จะอยในชวง 1 ถง 3V

GTV

GTI ปรมาณของกระแสทใชในการ on SCR (gate turn on current) จะอยในชวง1 ถง 150 mA

Latching


การ ON ของ transistor ทงสองจนเขาส

saturation ซง process นใชเวลาเพยง micro

second เทานน และขบวนการนทาให transistor

ทงสอง on คาง ถงแมวา forward bias ท gate

กบ cathode จะไมมแลวกตาม การ on คางน เรา

เรยกวา latching มนจะ on ตลอดไปจนกวาจะ

ทาใหมน off

การทาให SCR off


• ปอน reverse voltage ท anode กบ

cathode

• ลดกระแสทไหลผาน SCR ใหตากวา

holding current

SCR current voltage characteristic curve


VF(ON) V(BO)

V(BR)R

Reverse blockingregion

Avalancheconduction

region

Forward blockingregion

ARI

ARI

HI

AKFVAKRV

วงจรหรไฟ


Setup transient


Set Parametric sweep


Plot Vanode


เราจะได Graph

รวมทง 3 เสน

Add Plot to windows จาก menu Plot


Add Plot to windows


V(Vanode)@1


การ ON ของSCR ทมมตางๆ


ใช 2 transistor

Astable


RC time Constan


RC time Constan


0S R CV V V− − =KVL

R iRV =

จากdVi Cdt

=

0S CdVV C R Vdt

⎛ ⎞− − =⎜ ⎟⎝ ⎠

RC time Constant


CC S

dVV V RCdt

= − ∗

CS C

dVV V RCdt

− = ∗

C

S C

dV dtV V RC

=−

Integrate ทงสองขาง

RC time Constant


C

S C

dV dtV V RC

=−∫ ∫

( )ln S CtV V k

RC− =− +

ท t=0 ให Vc0 = 0 และให ln Vs = k

( )ln lnS C StV V V

RC− =− +

RC time Constant


ln S C

S

V V tV RC

⎛ ⎞−=−⎜ ⎟

⎝ ⎠t

S C RC

S

V V eV

−−=

tRC

S C SV V V e−

− = ∗

1t

RCC SV V e

−⎛ ⎞= −⎜ ⎟

⎝ ⎠

RC time Constant


ในกรณท เรมตน ไมเทากบศนย สมการ

ทวไปของ เปนดงน

( )0

tRC

C S S CV V V V e−

= − −

0 0CV ≠CV

โดยท คอศกยไฟฟาทตวเกบตวประจท0CV 0t=

ในทน สดทายคอ 0.7 Volt คอทาให transistor

อกตวหนง ON ซงเมอเทยบกบ แลวตางกนมาก

เราถอวา สดทายคอ 0 volt

CVSV

CV

RC time Constant

( )0

tRC

C S S CV V V V e−

= − −

0

0.7 0C

S CC

C CC

VV VV V

= ≈

=

= −


Voltage สดทายกอน tr อกตว

จะ ON

RC time Constant

0 ( ( ))

2

12

ln 2

tRC

CC CC CC

tRC

CC CC

tRC

V V V e

V V e

e

t RC

−

−

−

= − − −

=

=

=


วงจร Astable


Transformer Circuit


Transformer mutual inductors

1L 2L1V 2V

M

1i 2i

1L 2L1V 2V

M

1i 2i


Positive coupled

Negative coupled



1 2M k L L=

1 211 di diV L M

dt dt= +

1 222 di diV M L

dt dt= +



ตงชอ L1และ L2 ใหมชอ

ตรงกบชอของ inductor

ใน schematic diagram

Coupling factor

การ isolate วงจร โดยใชหมอแปลง

• บอยครงเราตองการแยกวงจร 2 วงจรออกจากกนโดย

ใชหมอแปลง แตวาในการ simulate โดยใช Pspice นน

จาเปนตองมเพยง ground reference เพยง ground เดยว

เราสามารถทาไดโดยใหวงจรทางดาน secondary ไม

ตองตอ ground โดยตรงแตใหอนกรมกบความ

ตานทานหลายๆ meg แทน

Orcad Booncharoen 556

Transformer properties


Analysis Setup


Nonlinear Magnetic Plot B-H


BH curve

Piecewise current source

Transformer

note

• ถาเราใช K linear เวลาเรา simulate แลว เราไมสามารถ

set แกน X ใหเปนตวแปร H ได

• ใหใช K break ใน library ของ breakout

ตงชอ L ใหตรงกบใน schematic

Set current source

เปลยนตวแปรแกน X


เปลยนตวแปรของแกน X

จากเวลา เปนตวแปร H โดย

DCLCKL ทแกนเวลา

Change Axis variable

เลอก H(K1)

ผลการเปลยนตวแปรแกน X


ถกเปลยนเปน

ตวแปร H

แกน Y จะเปน H

Add Trace B(K1)

Plot คาของ B


B-H curve ของ transformer

Window comparator

Inverting amplifier


ไฟเลยงใช +/- 15V

Inverting amplifier


Plot waveform 3 cycle

Inverting amplifier


Input 0.1 V output 1 V

Non-inverting amplifier




Input 0.1 V Output 1 V

Buffer amp


Buffer amp View simulation output file


Buffer amp มาเปนภาค input ของ sample & hold


Library

Breakout

Buffer amp มาเปนภาค input ของ sample & hold


• Break 15


Sample & hold


Summing amp


Non-inverting summer


Non-inverting sum


The difference amplifier


1v

2v

1R2R

3R

4R

outv

Common mode


Differential mode


Gain 10 เทา

Differential mode


Diff amp ทมสญญาณ noise


วงจร diff amp สญญาณ input diff mode 20mV

และสญญาณ common mode มขนาด 15V



Simulation setup



วงจรขยายเฉพาะสญญาณ 100Hz แตจะมสญญาณ 4kHz

ปนออกมาดวยเนองจากกาจดไมหมด

High gain inverting Amplifier



4 2 3 2

1 3 1

( )

99 (10 1 ) 101 1 1

1099

vR R R RA

R R R

K K K KK K K

⎛ ⎞+= − +⎜ ⎟•⎝ ⎠

+⎛ ⎞= − +⎜ ⎟•⎝ ⎠= −

10 ( 1099) 10.99outv mV V= × − =


Simulation Setting


Integrator


Integrator


Set voltage เรมตน

ของ capacitor

Integrator


0 0CV =


Integrator

Integrator 0 1CV V=+


Volt C เรมตน

ท +1 volt

0 1CV V=+


Integrator

Volt C เรมตน

ท +1 volt

0 1CV V=−


IntegratorVolt C เรมตน

ท -1 volt

0 1CV V=−


IntegratorVolt ท C เรมตนท

-1 volt

Differentiator


Differentiator


input output

20% duty cycle


Current source


กระแสคงทจนถง R =2.8K


Voltage to Current


Plot กระแสท RL

เมอ V4 sweep

ตงแต 0-10V

Setup DC sweep


กระแสท Rload แปรผนตาม V in


2inVI

R=

Part Tr Q2N2907A


Current source แบบ Ground load


Setup DC sweep


กระแสคงทจนถง 2.8K แบบ ground load


Voltage regulator


RL มคาตาสดเทาใดโดยท Vload ยงคงท

Voltage regulator


SET RL ใหเปนตวแปร

อยในชวง1 – 20 โอหม

Parametric setup


Analysis setup


Voltage output เมอเทยบกบ Rload


Voltage จะคงทเมอ

ความตานทาน load มคา

สงกวา 3 โอหม

Current Amplifier


วงจรขยายสญญาณแบบกระแส

• Current Amplifier สามารถแบงไดเปน 2 แบบ

– Inverting Current Mode Amplifier

– Non inverting Current Mode Amplifier


Inverting Current Mode Amplifier


1VVout

LoadV

dV

1d LoadV V V= −

Iout

0dV ≈1 1 1

( 2)1 ( 2) 1 1

1 12

Load

Load

V Vout I RVout Iout R VV V Iout R I R

RIout IR

− = ×= × +

− − × = ×

= − ×

7 117

kIout mAkmA

= − ×

= −

Analysis Setup


ผลการ simulate


7 117

kIout mAkmA

= − ×

= −

• จะเหนวาวงจรจะขยายกระแส input จาก 1mA เปน 7mA

• หาวา R3 มคาสงสดเทาใดสมการ Iout ถงจะไมเปนจรง

• เมอ

• ถา


max( 2 3 ) SATIout R R V+ =

14SATV V=

max143 171

VR KmAK

= − Ω

= Ω


R สงสดไดมากกวา 1K

เปนเพราะวา Vsat มคา

มากกวา 14 V เลกนอย

Non inverting Current Mode Amplifier


dV

1VVout

LoadV


dV

1VVout

LoadV

10

1

d

d

V V VoutVV Vout

= −

=

=

1I

2I

1

2

1 2

1 R Load

R Load

R R

V V VVout V VV V

= += +

=

LoadI

1 21(1

1 1 2 2

) 12

12 12

LoadI I I

I R I RRI

R IR

IR

= +

= +

= ×

×

×

×

=


1 21(1 ) 12

LoadI I IR IR

= +

= + ×

71 11

8

LoadKI mAK

mA

⎛ ⎞= + ×⎜ ⎟⎝ ⎠

=

ผลการ Simulation


• เนองจากวา Opamp ไมสามารถจายกระแสสงๆได

โดยมากไมควรเกน 20 mA แตถาตองการกระแส Load

ทมากกวาน กตองใช Transistor ชวยในการขบกระแส

ใหมากขน ดงตวอยางของ inverting Current amplifier



LoadI

12

710070

LOadRIR

K

mA

=

=

=

AM modlation

• การ generate สญญาณ AM ใน Pspice เราใช function

คณ ซงอยใน library ABM ตวอยาง schematic

diagram ดงรป

วงจร generate สญญาณ AM

Fourier spectrum

Mono satble

Mono stable

Precision Rectifier


Analysis setup


Voltage characteristic plot


Half wave Rectifier


Full wave rectifier


Voltage Characteristic


การพมพรายงาน


พมพรายงาน


โดย default จะพมพ

ใหเตมหนา sheet

ของวงจรทาใหวงจร

ทนาเสนอมขนาดเลก

เกนไป

กาหนด print area


Print area


ขอบเขต

ของ

print

area

ตวอยาง Printout บน pdf file


Monte Carlo Analysis


• ตวอยางเชนความตานทาน 1k แบบ 5% เราสามารถท

จะบอกไดวาคาของความตานทานจะอยระหวาง 950

ถง 1050 โอหม คาทไดกจะขนอยกบความนาจะเปน

ซงถาเราทราบถงคาทเบยงเบนออกไปเปนอยางไร สง

ทเราออกแบบมานอยนอก specification หรอไม

product ทออกแบบมามความ


• นาเชอถอหรอไม เชนเรานา R 1k 5% 2ตวมาทาเปนตว

แบงแรงดนเพอใชเปนแรงดนอางองแลวแรงดนนจะม

การเบยงเบนไปจากเดมเทาใด อยนอกเหนอ

specification หรอไม


Monte Carlo


Edit Properties ของ R


5%

Monte Carlo

• ในระหวางการ RUN Monte Carlo Analysis Pspice จะ

ทาการ RUN Analysis (DC, AC หรอ Transient) ใน

แตละรอบของการ RUN จะทาการเปลยนแปลงคาของ

component ตามชวงของ tolerance ทกาหนดแบบ

random และการ RUN ในรอบแรกจะเปนคาตามท

กาหนดโดยไมมคา tolerance


Monte Carlo



Random number seed

ท 1 run 60 รอบ save

data ทกรอบ

Data generate output file

สาหรบ variable Vo

More Setting


เลอกคาเบยงเบน

สงสดจากคากลาง

ปลอยใหวางไว

Monte Carlo Output waveform


Monte Carlo


Max 512mV

Min 477mV

Histogramสราง histogram จากผล analysis

ของ Monte Carlo


จากvoltage divider เพมจาก 10 เปน 50


Histogram


เลอก performance

Plot MAX(VO)


Histogram ของคา Vout


DC 15 V 10% tolerance

• สรางแหลงจายไฟตรง 15V ทม tolerance 10%

• แตเนองจากวา Pspice ไมมแหลงจายไฟตรงชนด

independence voltage sourceทสามารถกาหนดคา

tolerance ของ Voltage output ไดโดยตรง จาเปนตอง

กาหนดโดยทางออม

• ดวยการใช dependence voltage source แทน


Monte Carlo

• เราจะใช Monte Carlo สาหรบดพฤตกรรมของกระแส

Ic ของวงจร transistor amplifier เมอ component ความ

ตานทานม tolerance 5% และ hfe ม tolerance 50%

และม supply voltage เปลยนแปลง 10% เราจะ

ประยกตใช monte carlo ในการดการเปลยนแปลงของ

คากระแส Ic ของ transistor วามการกระจายเปน

อยางไร คาpercentile 10 ถง 90 อยในชวงใด

706Boon

Monte Carlo

707Boon

708Boon

709Boon

710Boon

711Boon

• การเปลยนแปลงจานวนแกนในการ plot histogram

• ท menu tool เลอก option

712Boon

713Boon

714Boon

• กาหนดใหวงจรดงรป transistor ม hfe variation 50%

ความตานทานทใชเปนแบบ 5% ไฟเลยงม

variation 10%

• ใหหาวา variation อตราขยายของวงจรนเปนอยางไร

• หาอตราขยายในชวง 10-90 percentile

AC sweep setup

Monte Carlo setup

Pspice reference book

• Analog Electronics: An Integrated PSpice Approach by T.E. PricePrentice-Hall, 1996, ISBN 0-13-242843-1

• The Art of Simulation Using PSpice Analog and Digital by Bashir Al-HashimiCRC Press, Inc.,1995, ISBN 0-8493-7895-8

• Basic Circuit Analysis (textbook) and Introduction to PSpice by Jack F. Morris(With accompanying manual and Student Exercise Disk)Houghton Mifflin, 1991, ISBN 0-395-57107-3

• Basic Circuit Analysis (2nd Edition) and Introduction to PSpice set by John A. StullerJohn Wiley and Sons, 1995, ISBN 0-47-112733-7



• Computer-Aided Analysis and Design of Switch-Mode Power Supplies by Yim-Shu LeeMarcel Dekker, Inc., 1993, ISBN 0-8247-8803-6

• Computer-Aided Circuit Analysis Using PSpice by Walter BanzhafPrentice-Hall, 1992, ISBN 0-13-159534-2

• Computerized Circuit Analysis with SPICE by Thomas W. ThorpeWiley Interscience, ISBN 0-471-55164-3

• Electronic Devices and Circuits (5th edition) by Theodore F. Bogart, Jr.Merrill, 1993, ISBN 0-13-08517870130851787

• Engineering Circuit Analysis with PSpice and Probe by Roger ConantMcGraw-Hill, 1993, ISBN 0-07-911608-6



• The Illustrated Guide to PSpice for Windows by Robert LameyDelmar Publishers Inc., 1995, ISBN 0-8273-7068-7

• Introduction to Electric Circuits (3rd Edition) and Hands on PSpice with 3.5 Exercise Diskette Set by James Gottling and Richard C. Dorf

• Introduction to PSpice (A supplement to Electric Circuits, 4th Edition) by James W. Nilsson and Susan A. RiedelAddison-Wesley Publishing Company, 1993, ISBN 0-201-51318-8


Pspice3

Documents

Transcript of Pspice3