PSPICE. Einführung in die Elektroniksimulation HANSER. Lehrgang Handbuch Kochbuch Simulationssoftware mit europäischen Schaltzeichen und Transistoren

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1 PSPICE Einführung in die Elektroniksimulation von Robert Heinemann 3., erweiterte Auflage Lehrgang Handbuch Kochbuch Simulationssoftware mit europäischen Schaltzeichen und Transistoren HANSER Mi

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 Installationsanleitung für die PSPICE-Studentenversion 12 Teil 1: Grundlagen 15 Bevor Sie beginnen: 16 Lektion 1:Zeichnen von Schaltplänen Bauteile finden und positionieren Einen Schaltplan zeichnen Attribute setzen Die Schaltflächen von SCHEMATICS Aufgaben 34 Kochbuch 35 Lektion 2: Gleichstrom-Simulation Spannungen und Ströme in Gleichstromkreisen Aufgaben Die Ausgabedatei von PSPICE Aufgaben 52 Kochbuch 53 Lektion 3: PSPICE als Software-Oszilloskop: Die Transienten-Analyse Die Simulation Probe-Diagramme darstellen Eine zweite y-achse einfügen Anwendung der Transienten-Analyse: RC-Reihenschaltung an Wechselspannung Aufgaben 75 Kochbuch 76 Lektion 4: Lineare Wechselstrom-Analyse: Die AC-Analyse Der Einpunkt-AC-Sweep Aufgaben 87 Kochbuch 88 Lektion 5: Frequenzgänge: Der AC-Sweep AC-Sweeps mit linearen und logarithmischen Achsenskalierungen Lineare und logarithmische Anordnung der Datenpunkte Ergebnisse aus früheren Simulationen wieder ins Probe-Fenster bringen Diagramme aus verschiedenen Simulationen gemeinsam darstellen Aufgaben 102 Kochbuch 103

3 Lektion 6: Digital-Simulation PSPICE als statischer Logik-Analysator Dynamische Digital-Simulation: Zeitablaufdiagramme Knotenbezeichnungen in der Mixed-Mode-Simulation und Darstellung digitaler Zustände im Probe-Fenster Die Behandlung unbestimmter Schaltzeitpunkte bei PSPICE Digital-Spannungsquellen 117 Beispiel 1. Erzeugungeines 1-Bit-Stimulussignals 118 Beispiel 2. Erzeugung eines periodischen Taktsignals Aufgaben 122 Kochbuch 124 Teil 2: Hohe Schule 125 Bevor Sie mit Teil 2 beginnen: 126 Lektion 7:PROBE-Feinheiten Beeinflussung der Erscheinung des Probe-Fensters Farbe und Linienbreite der Probe-Diagramme ändern Optionen des Menüs VIEW zur Beeinflussung des Bildschirmaufbaus Alternative Ansichten des Bildschirminhalts (ALTERNATE VIEW) Multi-Windows-Fähigkeit von PSPICE und SCHEMATICS Marker Die y-achse skalieren Mathematische Operationen auf Simulationsergebnisse anwenden Probe-Diagramme entflechten Skalierung derx-achse Ausschnittvergrößerungen Aufgaben Der PROBE-Cursor Aufgaben Die Schaltflächen des Probe-Fensters 158 Kochbuch 160 Lektion 8: Der DC-Sweep DC-Sweep: Spannungsquelle als Sweepvariable DC-Sweep: Gleichstromquelle als Sweepvariable DC-Sweep: Bauteiltemperatur als Sweepvariable DC-Sweep: Geschachtelter Sweep mit Temperatur und Modellparameter als Sweepvariablen DC-Sweep: Widerstandswert als Sweepvariable Aufgaben 187 Kochbuch 188

4 Lektion 9: Der Parametric-Sweep Der Parametric-Sweep als Nebensweep eines DC-Sweep Parametric-Sweep als Nebensweep eines AC-Sweep: Widerstand als Parameter Parametric-Sweep als Nebensweep eines AC-Sweep: Spannungsamplitude als Parameter Der Parametric-Sweep in der Transienten-Analyse Faktoren als sweepbare Global-Parameter Aufgaben 213 Kochbuch 214 Lektion 10: Spezielle Analysen Die Fourier-Analyse Das Frequenzspektrum einer Rechteckspannung Das Frequenzspektrum 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 251 Kochbuch 254 Lektion 11: Digital-Simulation 2: Feinheiten Zoom und Cursor in der Digital-Simulation Stimulierung eines Daten-Busses Anwendungen, Tipps und Tricks Asynchronzähler Asynchron-BCD-Zähler Asynchroner BCD-Zähler mit dezimaler Ausgabe Darstellung von Bit-Kombinationen in einem einzigen Probe- Diagramm Programmierung von Stimulusfolgen Aufgaben Voreinstellungen der Digital-Bausteine Initialisieren von Flipflops Laufzeittoleranzen Wahl des I/O-Levels Laufzeitdarstellung an analog-digitalen Knoten 284 Kochbuch 287

5 Lektion 12: Digitale Worst-Case-Analyse Der Ambiguity-Konvergenz-Hazard Kurzzeitige Fehlstellungen digitaler Zustände (Glitches) Die Aufdeckung von Ambiguity-Konvergenz-Hazards und ihrer Ursachen mit Hilfe der digitalen Worst-Case-Analyse Fehlermeldungen der digitalen Worst-Case-Analyse Der Cumulative-Ambiguity-Hazard Verletzung von Grenzwerten: Timing-Violations Der Persistent-Hazard Aufgaben 307 Kochbuch 308 Teil 3: Einblicke, Anwendungen, Aussichten 309 Bevor Sie mit Teil 3 beginnen 310 Einbinden der Schaltzeichenbibliothek MISC.SLB 312 Einbinden der Modellbibliothek SAMPLE.LIB 316 Kapitel 13 Grenzen der Evaluationssoftware 317 Kapitel 14 Simulation und Messung im Vergleich 321 Kapitel 15 Anwendungen Hochfrequente Störungen beim Betrieb von Thyristorbrücken Blindleistungskompensation im Dreiphasennetz Aktive Filter Minimierung des Verstärkerrauschens 335 Kapitel 16 Schaltpläne zeichnen mit CAPTURE Ein neues Projekt anlegen Bauteile finden, platzieren und verdrahten Bauteilwerte editieren 346 Kapitel 17 Simulieren unter CAPTURE Simulation mit Simulationsprofilen Marker und Simulationsprofile 355 Anhang 357 Einstellung der Farben des Probe-Bildschirms ändern 357 Probe: Verfügbare Funktionen und Operatoren 358 Verfügbare Bauteile 359 Die Spannungsquellen der Transienten-Analyse 364 Rezeptliste 368 Die ORCAD-Lite-Edition Literaturliste 374 Index 375