Robert Heinemann PSPICE. Einführung in die Elektroniksimulation. 6., neu bearbeitete Auflage. Lehrgang Handbuch Kochbuch HANSER

Transkript

1 Robert Heinemann PSPICE Einführung in die Elektroniksimulation 6., neu bearbeitete Auflage Lehrgang Handbuch Kochbuch HANSER

2 8 Inhaltsverzeichnis Installation der PSPICE-Demoversion PSPICE-Lehrgang Teil 1: Grundlagen 15 Bevor Sie mit Teil 1 beginnen: 16 Lektion 1 Zeichnen von Schaltplänen CAPTURE Starten Ein neues Projekt anlegen Bauteile finden und positionieren Schaltpläne zeichnen Bauteilattribute editieren Die Schaltflächen von CAPTURE Aufgaben 40 Kochbuch 41 Lektion 2 Gleichstrom-Simulation Spannungen und Ströme in Gleichstromkreisen Aufgaben Die Ausgabedatei von PSPICE (Output-File) und die Alias-Datei Aufgaben 58 Kochbuch 59 Lektion 3 PSPICE als Software-Oszilloskop: Die Transienten-Analyse Die Simulation Probe-Diagramme darstellen Eine zweite y-achse einfügen Nutzung von Probe-Funktionen und -Operatoren Label setzen Mittelwerte Effektivwert, arithmetischer Mittelwert, Gleichrichtwert Leistungen Schaltvorgänge Aufgaben 85 Kochbuch 87 Lektion 4 Lineare Wechselstrom-Analyse: Die AC-Analyse AC-Analyse bei einer einzigen Frequenz Aufgaben 95 Kochbuch 96 Lektion 5 Frequenzgänge: Der AC-Sweep AC-Sweeps mit linearen und logarithmischen Achsenskalierungen Lineare und logarithmische Verteilung der Datenpunkte Ergebnisse aus früheren Simulationen wieder ins Probe-Fenster bringen Diagramme aus verschiedenen Simulationen gemeinsam darstellen Aufgaben 110 Kochbuch 111

3 Lektion 6 Simulation in der Digitaltechnik PSPICE als statischer Logik-Analysator Dynamische Digitalsimulation: Zeitablaufdiagramme Knotenbezeichnungen in der Digitalsimulation Darstellung unbestimmter Schaltzeitpunkte im Probe-Fenster Digital-Spannungsquellen Aufgaben 128 Kochbuch 130 PSPICE-Lehrgang Teil 2: Hohe Schule 131 Lektion 7 PROBE-Feinheiten Beeinflussung der äußeren Erscheinung des Probe-Fensters Farbe und Linienbreite der Probe-Diagramme ändern Das Menü VIEW zur Beeinflussung des Bildschirmaufbaus Alternative Ansichten des Bildschirminhalts (ALTERNATE DISPLAY) Multi-Windows-Fähigkeit von PSPICE und CAPTURE Marker Die y-achse skalieren Operatoren und Funktionen im Probe-Fenster anwenden Probe-Diagramme entflechten Skalierung der x-achse Ausschnittvergrößerungen Aufgaben Der Probe-Cursor Aufgaben Die wichtigsten Schaltflächen des Probe-Fensters 162 Kochbuch 164 Lektion 8 Der DC-Sweep DC-Sweeps mit einer Sweepvariablen DC-Sweep: Gleichspannungsquelle als Sweepvariable DC-Sweep: Gleichstromquelle als Sweepvariable DC-Sweep: Bauteiltemperatur als Sweepvariable DC-Sweep: Modellparameter als Sweepvariable DC-Sweep: Global Parameter als Sweepvariable Geschachtelte DC-Sweeps (zwei Sweepvariablen) Geschachtelter DC-Sweep von zwei Global-Parametern Geschachtelter DC-Seep: Temperatur und Modellparameter als Sweepvariable Aufgaben 193 Kochbuch 194 Lektion 9 Der Parametric-Sweep Parametric-Sweep im Rahmen eines DC-Sweep Brückenspannung U Br einer Temperaturmessbrücke: Die Kurvenschar U Br = f(9) mit Temperaturkoeffizient TC1 als Parameter Parametric-Sweep im Rahmen eines AC-Sweep Beispiel 1: Die Kurvenschar U c = f(f) mit R als Parameter 204 9

4 Beispiel 2: RC-Tiefpass: Erzeugen der Kurvenschar U c = f(r) mit der Amplitude der Eingangsspannung als Parameter Der Parametric-Sweep in der Transienten-Analyse Faktoren als sweepbare Global-Parameter Aufgaben 217 Kochbuch 218 Lektion 10 Spezielle Analysen Die Fourier-Analyse Das Frequenzspektrum einer Rechteckspannung Frequenzspektrum der Ausgangsspannung eines Verstärkers Rauschen Performance-Analyse Hilfsmittel zur Festlegung des Arbeitspunktes Die Bias-Point-Detail-Analyse Die Transfer-Analyse Die DC-Sensitivity-Analyse Die Monte-Carlo-Analyse Die Worst-Case-Analyse Überblick über den Aufbau der Worst-Case-Analyse Ermittlung des Worst-Case eines aktiven Filters 255 Kochbuch 258 Lektion 11 Simulation in der Digitaltechnik Zoom und Cursor in der Digitalsimulation Stimulierung eines Daten-Busses Anwendungen, Tipps und Tricks Asynchronzähler Asynchroner BCD-Zähler Asynchroner BCD-Zähler mit dezimaler Ausgabe Hexadezimale Darstellung von Bitkombinationen Programmierung von Stimulusfolgen Aufgaben Voreinstellungen der Digital-Bausteine Initialisieren von Flipflops Laufzeittoleranzen Wahl des I/O-Levels 284 Kochbuch 287 Lektion 12 Die Worst-Case-Analyse in der Digitaltechnik Überlappen von Ambiguity: Ambiguity-Konvergenz-Hazard Kurzzeitige Fehlstellungen digitaler Zustände (Glitches) Aufdeckung von Ambiguity-Konvergenz-Hazards Fehlermeldungen der digitalen Worst-Case-Analyse Überlappen von Ambiguity: Cumulative-Ambiguity-Hazard Nichteinhalten von Grenzwerten: Timing-Violations Der Hazard von Dauer: Persistent-Hazard 305 Kochbuch 308

5 Teil 3: Einblicke, Anwendungen, Aussichten 309 Kapitel 13 Simulation vs. Mesung Leistungsbandbreite Anstiegsgeschwindigkeit Rauschabstand Harmonische Verzerrungen 316 Kapitel 14 Anwendungen 1: Analogtechnik Gesteuerte Thyristorbrücken Der gesteuerte Gleichrichter B2H Der gesteuerte Gleichrichter B2C Blindleistungskompensation im Dreiphasennetz Aktive Filter 323 Kapitel 15 Anwendungen 2: AD-DA-Umsetzung DA-Umsetzer mit gewichteten Widerstandswerten Digital-Analog-Umsetzer mit R-2R-Netzwerk Der Digital-Analog-Umsetzer DAC8break Analog-Digital-Umsetzung nach dem Zählverfahren AD-Umsetzung nach dem Dual-Slope-Verfahren AD-Umsetzung nach dem Wägeverfahren (SAR) AD-Umsetzung mit den Bausteinen ADCbreak 335 Kapitel 16 Modelle einbinden Grundsätzliches über SPICE/PSPICE-Modelle Modellbibliotheken an- und abmelden Schaltzeichenbibliotheken an- und abmelden Modelle an Schaltzeichen anbinden Ein Modell aus dem Internet laden discretes2005.olb: Schaltzeichen für importierte Modelle Aufgaben 357 Anhang 359 Handbücher 359 Die Farben des Probe-Bildschirms ändern 359 PROBE: Verfügbare Funktionen und Operatoren 360 In der Bibliothek eeval.olb vorhandene Bauteile 360 In der Bibliothek misc.olb vorhandene Bauteile 364 Die Spannungsquellen der Transienten-Analyse 365 Die Messgeräte aus misc.olb 368 Die Schalter aus misc.olb 369 Die Drehstromquelle aus misc.olb 370 Zusatzmodelle 371 Rezeptliste 381 Literaturliste 383 Antworten auf häufig gestellte Fragen 384 Index