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Lezione PSPICE n.1
Università degli Studi di Napoli Federico II
CdL Ing. Elettrica
Corso di Laboratorio di Circuiti Elettrici
Dr. Carlo Petrarca
Dipartimento di Ingegneria Elettrica
Università di Napoli FEDERICO II
1
Lezione 1
Cosa impareremo ….
1. Avviare il programma
2. Disegnare il circuito
3. Simulare il circuito (DC)
4. Visualizzare i risultati
2
Avviare il programma
• Start Programmi Pspice Student
Pspice Design Manager
• File New Workspace
(Per definire la directory di lavoro)
• Run Schematics
(Per disegnare il circuito)
3
4
Disegnare il circuito con Schematics
Per disegnare il circuito dobbiamo compiere 5 passi:
1) Inserire i componenti
2) Collegare i componenti
3) Assegnare i valori ai componenti
4) Salvare il file con il circuito
5) Verificare il circuito
b) Part Name r Placea) Draw Get New Part
5
1a) Inserire il resistore:
Ad ogni inserimento il morsetto di sinistra del bipolo è sempre il morsetto + (n.b. il morsetto non è contrassegnato)
L’intensità di corrente elettrica nel resistore R1 è indicata da Spice come I(R1) (n.b il verso di riferimento non è contrassegnato)
I(R1) è sempre valutata con verso di riferimento entrante nel morsetto + (convenzione dell’utilizzatore)
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IR1
7
IR1
V(R1:1) potenziale del morsetto 1 di R1
Sintassi in PSpice
1 2
V(R1:2) potenziale del morsetto 2 di R1
I(V1) intensità di corrente in R1,
n.b. la corrente è valutata con convenzione utilizzatore
V($N_0001) potenziale del nodo n.1
V($N_0002) potenziale del nodo n.2
• Per ruotare il componente:
Edit Rotate
<CTRL> <R>
La rotazione avviene sempre in senso antiorario
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IR1
IR1
IR1
• n.b. Poiché i morsetti e il verso di riferimento per la corrente non
sono contrassegnati, è opportuno ricordare se il componente è
stato ruotato o meno.
a) Draw Get New Part
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1b) Inserire il generatore di tensione continua
b) Part Name VDC Place
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L’intensità di corrente elettrica nel generatore di tensione
continua V1 è indicata da Spice come I(V1)
I(V1) è sempre valutata con verso di riferimento entrante
nel morsetto + (convenzione dell’utilizzatore)
IV1
b) Part Name GND_EARTH Placea) Draw Get New Part
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1c) Inserire il nodo a potenziale zero
Il riferimento a potenziale zero (riferimento di terra) è
indispensabile. Se non è presente, PSpice invia un
segnale di errore.
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Il componente GND_ANALOG ha la
medesima funzione di GND_EARTH e
può essere usato in sua vece
a) Draw Wire
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2) Collegare i componenti
a) In alternativa si può cliccare
sull’icona che riproduce una matita
Posizionare il puntatore del mouse sul primo morsetto,
left-clic, portarsi sul secondo morsetto, eseguire
nuovamente left-clic
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15
3) Assegnare i valori ai componenti
Per default a ogni resistore è assegnato il valore di 1 k
Per cambiare valore:
Fare doppio clic sul simbolo del resistore
Selezionare “Value”
Inserire il nuovo valore
Es.: 10 ohm (’10’)
30 kohm (’30k’)
5 mohm (‘5m’)
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In alternativa:
Fare doppio clic sul valore del resistore
In Set Attribute Value” inserire il nuovo valore
Attenzione! Non inserire uno spazio tra valore e unità di misura.
In modo analogo si procede anche per VDC
La sintassi di Spice ...
simbolo forma esp. valore
f (femto) 1e-15 10-15
p (pico) 1e-12 10-12
n (nano) 1e-9 10-9
u (micro) 1e-6 10-6
m (milli) 1e-3 10-3
k (chilo) 1e+3 10+3
meg (mega) 1e+6 10+6
g (giga) 1e+9 10+9
t (tera) 1e+12 10+12
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a) File Save AS …
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4) Salvare il circuito
Per avviare una simulazione si deve salvare in un file il circuito.
b) Assegnare il nome
Il file ha estensione sch
a) Analysis Create Netlist
crea il file con le informazioni
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5) Verificare il circuito
Verificare il circuito è indispensabile per avere
informazioni su eventuali errori, sul collegamento dei
componenti e sul valore ad essi assegnato
b) Analysis Examine Netlist
consente di vedere le informazioni
* Schematics Netlist *
V_V1 $N_0001 0 100V
R_R1 $N_0001 0 2
Il generatore di tensione V1 è collegato al nodo 1 e al nodo 0.
La tensione ai morsetti è 100V
Il resistore R1 è collegato al nodo 1 e al nodo 0.
La resistenza ai morsetti è 2 ohm
nodi
valore
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Tipiche informazioni che si ricavano dall’analisi della netlist:
componenti
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Simulare il circuito
Per simulare il circuito dobbiamo compiere 2 passi:
1) Scegliere il tipo di soluzione (AC, DC, ecc.)
2) Avviare la simulazione
b) Selezionare la soluzione
L’analisi del tipo Bias Point Detail
consente di trovare la soluzione in regime
stazionario
a) Analysis Setup
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1) Scegliere il tipo di soluzione
E’ innanzitutto necessario decidere quale tipo di soluzione
si vuol trovare
in alternativa: clic sull’icona
Simulate
in alternativa: premere tasto F11
sulla tastiera
a) Analysis Simulate
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2) Avviare la simulazione
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Visualizzare i risultati
In Pspice esistono varie possibilità di visualizzare i
risultati di una simulazione
1) Visualizzare i risultati in Schematics
2) Visualizzare i risultati nel file .out
Selezionare le icone V e I
a video sono visualizzati i valori
dei potenziali nodali e le
intensità di corrente nei
bipoli
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1) Visualizzare i risultati in Schematics
Se con il tasto sinistro del mouse si clicca sul valore dell’intensità
di corrente elettrica, viene anche visualizzato il verso di riferimento
utilizzato.
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Analysis Examine output
I risultati sono mostrati in
formato testo
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2) Visualizzare i risultati nel file .out
* SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.0 DEG C
***************************************************************
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
($N_0001) 100.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V_V1 -5.000E+01
TOTAL POWER DISSIPATION 5.00E+03 WATTS
Nel file di testo .out sono indicati i potenziali dei nodi,
le intensità di corrente assorbite dai generatori di tensione,
La potenza erogata dai soli generatori di tensione
**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C
***************************************************************
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
($N_0001) 100.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V_V1 -5.000E+01
TOTAL POWER DISSIPATION 5.00E+03 WATTS
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Messaggi di errore
Pspice segnala la presenza di un errore.
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Nel caso di figura, non è stato inserito il riferimento di terra
per assegnare il morsetto a potenziale zero
Messaggi di errore
E’ possibile verificare la tipologia di errore commesso.
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ERROR -- Node $N_0002 is floating
ERROR -- Node $N_0001 is floating
Analysis Examine Output
Nel file di output è visibile il messaggio:
Il potenziale dei nodi 1 e 2 non può essere definito (è flottante) perché
non è stato fissato il nodo di riferimento per i potenziali
EserciziNella rete di figura verificare le leggi di Kirchhoff e le regole
sui partitori (Es 1-1). Verificare il teorema di Tellegen
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Esamina la netlist
•Schematics Netlist *
R_R3 $N_0002 $N_0001 10
R_R1 0 $N_0001 50
R_R2 0 $N_0001 25
V_V1 $N_0002 0 100
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Risultato in Schematics
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Digitare l'equazione qui.
Risultato nel file .out
**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C
****************************************************************
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
($N_0001) 62.5000 ($N_0002) 100.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V_V1 -3.750E+00
TOTAL POWER DISSIPATION 3.75E+02 WATTS
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n.b. I calcoli per la verifica del teorema di Tellegen devono
essere svolti a mano.
𝑃𝑅1 + 𝑃𝑅2 + 𝑃𝑅3 = 62.5 × 1.25 + 62.5 × 2.5+ 100 − 62.5 × 3.75=375 W
𝑃𝐸1 = 100 × 3.75=375 W
EserciziNella rete di figura verificare la sovrapposizione degli
effetti (Es. 1-2). Verificare il teorema di Tellegen
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Nel circuito agiscono entrambi i generatori
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Nel circuito è spento il generatore di corrente (I1=0)
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Nel circuito è spento il generatore di tensione (V1=0)
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Verifichiamo se è rispettato il principio di sovrapposizione degli effetti
Caso (I1=0) Caso (V1=0) Circuito completo
I(R1)=1.220 A I(R1)=731.71 mA I(R1)=1.951 A
I(R2)= 3.659 A I(R2)=2.195 A I(R2)=5.854 A
I(R3)= 2.439 A I(R3)=1.463 A I(R3)=3.902 A
…………………………………………………………
Suggerimento: svolgere lo stesso esercizio con Matlab e verificare i
risultati