PSpice fur Windows. 2., vollstandig aktualisierte und erweiterte Auflage

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1 PSpice fur Windows Von Dipl.-Ing. (FH) Harun Duyan, MOnchen, Dipl.-Ing. (FH) Guido Hahnloser, Esslingen, und Dipl.-Ing. (FH) Dirk H. Traeger, Stuttgart 2., vollstandig aktualisierte und erweiterte Auflage B. G. Teubner Stuttgart 1996

2 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dab solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden dorfen. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z. B. DIN, VOl) Bezug genom men oder aus ihnen zitiert worden sein, so konnen weder der Verlag noch die Verfasser eine Gewahr for die Richtigkeit, Volistandigkeit oder Aktualitat dafor Obemehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls for die eigenen Arbeiten die vollstandigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils guitigen Fassung hinzuzuziehen. ISBN-13: e-isbn-13: : / Duyan, Harun: PSpice for Windows I von Harun Duyan, Guido Hahnloser und Dirk H. Traeger. - 2., volls!. aktualisierte und erw. Autl. - Stuttgart: Teubner, 1996) (Teubner-Studienskripten; 146 : Software, Elektrotechnik) 1. Aufl. u.d.t.: Duyan, Harun: Design-Center NE: Hahnloser, Guido:; Traeger, Dirk H.:; GT Das Werk einschlieblich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschotzt. Jede Verwertung auberhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulassig und strafbar. Das gilt besonders for VervielHiltigungen, Obersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. B. G. Teubner Stuttgart 1996

3 Niemand ist weiter von der Wahrheit entfernt als derjenige, der alle Antworten weib. Chuang Tsu

4 Vorwort Das Netzwerkanalyseprogramm PSpice ist seit vielen Jahren in der Industrie und an Hochschulen zur schnellen und eflektiven Berechnung fast aller relevanten GrOBen in elektronischen Schaltungen geschatzt und verbreitet. In diesem Buch wird die Windows-Version von PSpice behandelt. Der Konzeption dieses Buches lagen wie bei unseren fiilheren Werken PSpice - Eine Einfuhrnng und Design Center (beide ebenfalls bei B.G. Teubner erschienen) zwei Gedanken zugrunde: Einem unerfahrenen Benutzer soli die Moglichkeit gegeben werden, sich ohne groben Zeitaufwand schnell in die wichtigsten MOglichkeiten von MicroSim PSpice einzuarbeiten; gleichsam "an der Hand genommen" wird er durch leicht verstilndliche Erklarungen gefuhrt, unterstfitzt durch zahlreiche leicht nachvollziehbare Beispiele. Dem erfahrenen Benutzer soli dieses Buch helfen, auf gesuchte Informationen schnell zuzugreifen und diese problemlos auszuwerten. Dabei wurde auf die Darstellung des mathematisch-physikalischen Hintergrundes, der den Berechnungen und Modellen von PSpice zugrunde liegt, verzichtet; ebenso wurden nur diejenigen Befehle und Optionen behandelt, die zu einem praktischen Arbeiten notig sind. Eine Beschreibung aller Moglichkeiten, die PSpice bietet, hiitte den Rahmen dieses Buches bei weitem gesprengt. Der interessierte und erfahrene Leser sei hier auf die englischsprachigen Handbucher der MicroSim Corporation verwiesen oder auf "learning by doing", was beim Arbeiten am PC wohl immer noch die wirkungsvollste Lernmethode darstellt.

5 VI PSpice ist in der Lage, gute und filigrane Ausdrucke von Schaltpliinen zu liefem. Bei den abgebildeten Schaltplanen handelt es sich jedoch urn Kopien aus der Schematics-Benutzeroberfliiche von PSpice, urn genau das abbilden zu k6nnen, was der Benutzer auf dem Monitor sieht. Eine gewisse QualitatseinbuBe gegenl1ber gedruckten Planen wurde dabei bewubt hingenommen. Wir hoff en, auch mit dies em Buch dem Leser einen Schll1ssel zum effektiven Arbeiten an, die Hand gegeben zu haben. Unser besonderer Dank gilt Herm Santen von der Firma Hoschar in Karlsruhe, dem Distributor von PSpice in Deutschland, filr die grobzugige Unterst11tzung dieses Buchprojektes. Der interessierte Leser kann mit dem Vordruck am Ende des Buches die neueste und iiuberst leistungsfiihige Demoversion von dort kostenlos beziehen. Weiterhin m6chten wir uns bei Herm Dr. Schlembach vom Verlag B.G. Teubner filr die l1beraus gute und produktive Zusammenarbeit bedanken sowie (im voraus) bei allen Lesem, die es uns durch Resonanz, Anregungen oder Kritik erm6glichen, die niichste Auflage noch ein bibchen besser zu gestalten.

6 InhaltsvelZeichnis 1 Einleitung Installation Schematics Aufruf der Bauteile Zeichnen der Bauteile Positionieren und Andem der Bauteilbezeichnungen und Bauteilwerte Das Statusdialogfenster der Bauteile Verbinden der Bauteile miteinander Vergabe von Knotenpunkten Hotkeys und Funktionstasten Schematics Hotkeys Symbol Editor Hotkeys Die verschiedenen Spannungs- und Stromquellen Urquellen Gleichspannungsquellen Gleichstromquellen Sinusquellen Spannungsquellen mit sinusfbnniger Ausgangsspannung Stromquellen mit sinusfonnigem Ausgangsstrom Pulsquellen Spannungspulsquellen Strompulsquellen... 43

7 VIII Sprungfunktionen Der Dirac-StoB (8-Impuls) Der Einheitssprung (cr-funktion) Sonstige Quellen Unabhiingige Spannungs- bzw. Stromquellen mit exponentiellem Spannungs- bzw. Stromverlauf Unabhangige Spannungs- bzw. Stromquellen mit smckweise linearem Verlauf Unabhangige Spannungs- bzw. Stromquellen mit frequenzmoduliertem Ausgang Unabhangige Spannungs- bzw. Stromquellen mit abklingendem sinusformigen Verlauf Gesteuerte Quellen (linear) Spannungsgesteuerte Spannungsquellen Spannungsgesteuerte Stromquellen Stromgesteuerte Spannungsquellen Stromgesteuerte Stromquellen Passive Bauelemente Ohmsche Widerstande Kondensatoren Spulen Ubertrager Leitungen Verlustfreie Leitungen Verlustbehaftete Leitungen Halbleiterbauelemente Dioden Transistoren Bipolartransistoren Sperrschicht-Feldeffekttransistoren MOSFET... 94

8 GaAsFET les Eingabe veriinderlicher Bauteile Analysearten Die Frequenz- und Rauschanalyse Die Zeitanalyse (transient analysis) und die Fourier- Analyse Gleichstrom-Arbeitspunkt-Analyse VelWendung iiterer Bauteilhibliotbeken 119 IX 4 Praktisches Arbeiten mit PSpice Eingabe des Schaltplanes Berechoung Gratische DarsteUung der Berechoungsergebnisse - Probe Ausdrucken der Gratik Ausdrucken des Schaltplanes Ausdrucken einer Stiickliste VelWendung iitererpspice-netzlisten Hiutige Febler

9 x 5 Darstellungsarten der Ergeboisausgabe Ausgabe der Rechenwerte als Tabelle und als Diagramm Symbole:fur.PRINT und.plot Bauteil PRINTl Bauteil VPRINTl Bauteil VPRINT Bauteile VPLOTl und VPLOT Bauteile lprint und IPLOT Ausgabeformat im Ausgabedatensatz <Schaltungsname>.OUT Ausgabe als Grafik mit dem Programm Probe Starten von Probe Das Probe-Fenster Das File-Menu Das Edit-Menu Das Trace-Menu Das Plot-Menu Das View-Menu Das Tools-Menu Das Window-Menu Das Help-Menu Probe Hotkeys Probe-Symbolleiste Anmerkung zum Drucken mit Schwarzweill-Druckem Beispiele fur die grafische Ausgabe mit Probe Beispiel 1: Reihenschwingkreis I Beispiel 2: Reihenschwingkreis II Beispiel 3: Differenzverstarker-Schaltung

10 6 Eigene Bauteilbibliotheken ElStellen und Andem einer eigenen Bauteilbiblio1hek Einbinden einer bestehenden Bauteilbibliotbek in Schematics XI literaturllinweise Stichwortverzeichnis