PSPICE Einführung in die Elektroniksimulation von Robert Heinemann 3., erweiterte Auflage Lehrgang Handbuch Kochbuch Simulationssoftware mit europäischen Schaltzeichen und Transistoren HANSER Mi
Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 Installationsanleitung für die PSPICE-Studentenversion 12 Teil 1: Grundlagen 15 Bevor Sie beginnen: 16 Lektion 1:Zeichnen von Schaltplänen 17 1.1 Bauteile finden und positionieren 17 1.2 Einen Schaltplan zeichnen 24 1.3 Attribute setzen 27 1.4 Die Schaltflächen von SCHEMATICS 32 1.5 Aufgaben 34 Kochbuch 35 Lektion 2: Gleichstrom-Simulation 39 2.1 Spannungen und Ströme in Gleichstromkreisen 39 2.2 Aufgaben 44 2.3 Die Ausgabedatei von PSPICE 47 2.4 Aufgaben 52 Kochbuch 53 Lektion 3: PSPICE als Software-Oszilloskop: Die Transienten-Analyse 55 3.1 Die Simulation 55 3.2 Probe-Diagramme darstellen 61 3.3 Eine zweite y-achse einfügen 66 3.4 Anwendung der Transienten-Analyse: RC-Reihenschaltung an Wechselspannung 68 3.5 Aufgaben 75 Kochbuch 76 Lektion 4: Lineare Wechselstrom-Analyse: Die AC-Analyse 79 4.1 Der Einpunkt-AC-Sweep 79 4.2 Aufgaben 87 Kochbuch 88 Lektion 5: Frequenzgänge: Der AC-Sweep 89 5.1 AC-Sweeps mit linearen und logarithmischen Achsenskalierungen 89 5.2 Lineare und logarithmische Anordnung der Datenpunkte 94 5.3 Ergebnisse aus früheren Simulationen wieder ins Probe-Fenster bringen 98 5.4 Diagramme aus verschiedenen Simulationen gemeinsam darstellen 99 5.5 Aufgaben 102 Kochbuch 103
Lektion 6: Digital-Simulation 105 6.1 PSPICE als statischer Logik-Analysator 105 6.2 Dynamische Digital-Simulation: Zeitablaufdiagramme 110 6.2.1 Knotenbezeichnungen in der Mixed-Mode-Simulation und Darstellung digitaler Zustände im Probe-Fenster 110 6.2.2 Die Behandlung unbestimmter Schaltzeitpunkte bei PSPICE..115 6.2.3 Digital-Spannungsquellen 117 Beispiel 1. Erzeugungeines 1-Bit-Stimulussignals 118 Beispiel 2. Erzeugung eines periodischen Taktsignals 121 6.3 Aufgaben 122 Kochbuch 124 Teil 2: Hohe Schule 125 Bevor Sie mit Teil 2 beginnen: 126 Lektion 7:PROBE-Feinheiten 127 7.1 Beeinflussung der Erscheinung des Probe-Fensters 127 7.1.1 Farbe und Linienbreite der Probe-Diagramme ändern 128 7.1.2 Optionen des Menüs VIEW zur Beeinflussung des Bildschirmaufbaus 129 7.1.3 Alternative Ansichten des Bildschirminhalts (ALTERNATE VIEW).. 130 7.1.4 Multi-Windows-Fähigkeit von PSPICE und SCHEMATICS 132 7.1.5 Marker 133 7.2 Die y-achse skalieren 136 7.3 Mathematische Operationen auf Simulationsergebnisse anwenden 138 7.4 Probe-Diagramme entflechten 143 7.5 Skalierung derx-achse 148 7.6 Ausschnittvergrößerungen 150 7.7 Aufgaben 151 7.8 Der PROBE-Cursor 152 7.9 Aufgaben 157 7.10 Die Schaltflächen des Probe-Fensters 158 Kochbuch 160 Lektion 8: Der DC-Sweep 163 8.1 DC-Sweep: Spannungsquelle als Sweepvariable 164 8.2 DC-Sweep: Gleichstromquelle als Sweepvariable 167 8.3 DC-Sweep: Bauteiltemperatur als Sweepvariable 172 8.4 DC-Sweep: Geschachtelter Sweep mit Temperatur und Modellparameter als Sweepvariablen 177 8.5 DC-Sweep: Widerstandswert als Sweepvariable 180 8.6 Aufgaben 187 Kochbuch 188
Lektion 9: Der Parametric-Sweep 193 9.1 Der Parametric-Sweep als Nebensweep eines DC-Sweep... 193 9.2 Parametric-Sweep als Nebensweep eines AC-Sweep: Widerstand als Parameter 198 9.3 Parametric-Sweep als Nebensweep eines AC-Sweep: Spannungsamplitude als Parameter 202 9.4 Der Parametric-Sweep in der Transienten-Analyse 206 9.5 Faktoren als sweepbare Global-Parameter 211 9.6 Aufgaben 213 Kochbuch 214 Lektion 10: Spezielle Analysen 215 10.1 Die Fourier-Analyse 215 10.1.1 Das Frequenzspektrum einer Rechteckspannung 215 10.1.2 Das Frequenzspektrum eines Verstärkers 221 10.2 Rauschen 226 10.3 Performance-Analyse 231 10.4 Hilfsmittel zur Festlegung des Arbeitspunktes 238 10.4.1 Die Bias-Point-Detail-Analyse 238 10.4.2 Die Transfer-Analyse 238 10.4.3 Die DC-Sensitivity-Analyse 239 10.5 Die Monte-Carlo-Analyse 240 10.6 Die Worst-Case-Analyse 249 10.6.1 Überblick über den Aufbau der Worst-Case-Analyse 249 10.6.2 Ermittlung des Worst-Case eines aktiven Filters 251 Kochbuch 254 Lektion 11: Digital-Simulation 2: Feinheiten 259 11.1 Zoom und Cursor in der Digital-Simulation 259 11.2 Stimulierung eines Daten-Busses 262 11.3 Anwendungen, Tipps und Tricks 265 11.3.1 Asynchronzähler 265 11.3.2 Asynchron-BCD-Zähler 267 11.3.3 Asynchroner BCD-Zähler mit dezimaler Ausgabe 268 11.3.4 Darstellung von Bit-Kombinationen in einem einzigen Probe- Diagramm 269 11.3.5 Programmierung von Stimulusfolgen 272 11.3.6 Aufgaben 273 11.4 Voreinstellungen der Digital-Bausteine 276 11.4.1 Initialisieren von Flipflops 276 11.4.2 Laufzeittoleranzen 277 11.4.3 Wahl des I/O-Levels 281 11.5 Laufzeitdarstellung an analog-digitalen Knoten 284 Kochbuch 287
Lektion 12: Digitale Worst-Case-Analyse 289 12.1 Der Ambiguity-Konvergenz-Hazard 290 12.1.1 Kurzzeitige Fehlstellungen digitaler Zustände (Glitches) 290 12.1.2 Die Aufdeckung von Ambiguity-Konvergenz-Hazards und ihrer Ursachen mit Hilfe der digitalen Worst-Case-Analyse... 294 12.1.3 Fehlermeldungen der digitalen Worst-Case-Analyse 296 12.2 Der Cumulative-Ambiguity-Hazard 298 12.3 Verletzung von Grenzwerten: Timing-Violations 300 12.4 Der Persistent-Hazard 305 12.5 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 327 15.1 Hochfrequente Störungen beim Betrieb von Thyristorbrücken 327 15.2 Blindleistungskompensation im Dreiphasennetz 330 15.3 Aktive Filter 333 15.4 Minimierung des Verstärkerrauschens 335 Kapitel 16 Schaltpläne zeichnen mit CAPTURE 337 16.1 Ein neues Projekt anlegen 337 16.2 Bauteile finden, platzieren und verdrahten 342 16.3 Bauteilwerte editieren 346 Kapitel 17 Simulieren unter CAPTURE 349 17.1 Simulation mit Simulationsprofilen 349 17.2 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 9.2 371 Literaturliste 374 Index 375