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qui - Target 3001

1. 1 lt unnamed gt Please select 19 Segment 3 U 128 4 mm Please select 19 Segment 6 U 261 8 mm Please select Generate front panel Questions T 31 4 CREARE UN NUOVO COMPONENTE La procedura per la creazione di un nuovo componente si svolge in tre fasi 1 prima si disegna lorma del componente sul foglio del circuito stampato dotata delle piazzole a cui si collegheranno le tracce 2 poi si disegna lo schema elettrico con i piedini numerati che verranno riferiti alle piazzole precedenti 3 Infine si concatena lo schema elettrico del componente con la sua orma sul circuito stampato e si immette nella libreria 4 1 Disegno del componente sul circuito stampato 1 Aprire un nuovo progetto File gt New Project Scegliere Single sided PCB with schematic 2 A foglio aperto selezionare la modalit PCB e scegliere le dimensioni della pagina ove rappresentare il componente Impostare una quadrettatura del foglio in mils per esempio 50 mils per quadretto con griglia a linee 3 Disegnare icona della matita con misure esatte in mils l ingombro massimo che rappresenta lorma del componente sul PCB Conviene disegnare l oggetto centrato sulla croce tratteggiata nel centro del foglio Ci render pi facile la misura dei lati met a destra e met a sinistra della croce met sopra e met sotto 4 Inserimento delle piazzole Premere il tasto 1
2. Change lines Premere OK Poi appare una seconda finestra es Change toruses da modificare ecc 1 29 La funzione REO Reorganization La funzione REO svolge funzioni di riordino e di pulizia sia nello schema elettrico che nel PCB E accessibile e facendo M1 sull icona della bacchetta magica sulla barra orizzontale e con M1 su Action gt Reorganization Rinumerazione dei componenti Succede spesso che un componente venga eliminato in fase di progetto Ad esempio in un progetto con 30 resistenze viene eliminata la settima Tutte le resistenze successive a questa debbono essere rinumerate scalando un passo indietro Per evitare un lungo lavoro manuale il procedimento automatizzato dalla funzione REO Nella finestra Reorganization si seleziona nel riquadro di sinistra con M1 prima il simbolo della 14 resistenza R Poi si sceglie con M1 su According to schematic se questa numerazione si riferisce allo schema o al PCB Infine si seleziona una delle caselle e Only fill gaps Se in una successione manca un numero la successione viene rinumerata eliminando il vuoto Es R1 R2 R4 R5 gt R1 R2 R3 R4 e Sort by X coordinates i prefissi verranno rinumerati ordinati da sinistra a destra e Sort by Y coordinates i prefissi verranno rinumerati ordinati dall alto al basso A questo punto siamo pronti per lanciare la riorganizzazione M1 su Start prefix reo Riorganizzazione del progetto A
3. Libreria personale o altro M1 su mport Export gt Export Database gt Component and packages from the list gt Libreria Personale gt Appare una finestra in cui poter memorizzare il nuovo file della Libreria personale Assegnare un nome al file e salvare Se tutto ha funzionato appare il messaggio Export was successful 6 6 Esportare USER My components and packages Tradotto Utente Miei componenti e involucri Serve per esportare precisamente la lista User o My Components che stata creata precedentemente quando abbiamo prescelto dalla lista dei componenti di Target quelli che ci interessavano e li abbiamo etichettati My Components oppure quando abbiamo creato noi stessi nuovi componenti e li abbiamo inseriti nella lista My Components M1 su mport Export gt Export Database gt USER My components and packages gt Appare subito una finestra in cui poter memorizzare il nuovo file della Libreria personale Assegnare un nome al file e salvare Se tutto ha funzionato appare il messaggio Export was successful 6 7 Importazione Per importare data base si va nella finestra dei componenti e si fa M1 sulla barra orizzontale alta su Import Export Selezionare Import Appare una finestra ad esempio dei Documenti ove precedentemente sono stati copiati i database dei componenti o comunque possibile scegliere la cartella dove si trovano i database da importare Fare M1 su Apre Appare un
4. circa 88 5 mA come calcolato Possiamo ora assegnare a R1 un valore diverso ad es 470 Q Otterremo una caduta di tensione di circa 9 55V mentre la corrente che leggeremo 20 5 mA che potrebbe essere quella di un circuito da noi progettato ove questa batteria stata inserita Edit View Graph calculator Fig 12 6 90 13 APPENDICE E Modelli di simulazione complessi Capitolo riservato a chi ha gi acquisito le nozioni precedenti 13 1 Introduzione Ci proponiamo in questo capitolo di scrivere noi stessi un listato complesso per simulare non un singolo componente ma un intero circuito comprendente elementi passivi e amplificatori operazionali Vorremmo a titolo di esempio scrivere il listato di un intero filtro audio attivo del secondo ordine contenente al suo interno alcune resistenze capacit e un amplificatore operazionale tipo LM358 Dapprima eseguiremo una simulazione tradizionale su un circuito con componenti discreti Poi considereremo lo stesso circuito racchiuso in un perimetro e tenteremo di scrivere il listato che lo rappresenta come se fosse un modulo integrato di filtro passa basso con un ingresso ed una uscita e con la possibilit di programmarlo cio di cambiare i parametri caratteristici quali la frequenza di taglio e il guadagno dello stadio 13 2 Filtro audio passa basso del 2 ordine Lo schema che vorremmo simulare il seguente GND fig 13 1 Si tratta di un filtro audio attivo pass
5. mport Export Appare Export Database Import Database Import libreries 6 2 Esportazione Export Database permette di creare un file con estensione db che pu essere salvato in qualche supporto di memoria per esempio una memoria rimovibile per poterlo poi importare in altro computer o semplicemente conservarlo in altra posizione nel computer stesso M1 su Export Database consente di aprire una lista di opzioni e Selected components and packages e All components from the current search e Component and packages from the list gt Libreria personale Nuova lista e USER My components and packages 6 3 Esportare singoli componenti Selected components and packages Tradotto Componenti Schema e Packages Involucri di componenti selezionati Permette di esportare singoli componenti sia lo schema elettrico che l involucro fisico Occorre prima selezionare nella finestra dei Componenti quello che si intende esportare Poi M1 su Import Export della barra orizzontale alta gt Export Database gt Selected components and packages gt M1 gt Appare una finestra su cui salvare il Database di solito in Documenti Scegliere una cartella di proprio gradimento e salvare indicando il nome del componente nella apposita casella Il componente salvato con quel nome in un file con estensione db quindi non apribile per leggerlo Occorre importarlo in Target per poterlo esaminare
6. 11 APPENDICE C SIMULAZIONE DEI TRASFORMATORI 11 1 La simulazione dei trasformatori in SPICE 3F5 11 2 Esempio di simulazione trasformatore di alimentazione 11 3 Disegno dello schema elettrico iii pag 70 11 4 Ricerca dei parametri di simulazione i pag71 11 5 Modello di trasformatore di alimentazione ui pag 72 11 6 Inserimento del modello nel componente IEEE cdl pag 73 11 8 Analisi della simulazione RA pag 74 11 9 Simulazione di trasformatore di alimentazione con due secondari pag 76 11 10 Il trasformatore ideale 11 11 Circuito equivalente del trasformatore reale pag 79 11 12 Simulazione del trasformatore ideale con il sub circuito pag 80 11 13 Simulazione di trasformatore reale in bassa frequenza pag 82 11 14 Simulazione di trasformatore reale in alta frequenza _ pag 84 12 APPENDICE D Simulazione di una batteria 12 1 Creazione di un nuovo simbolo Batteria 12 2 Limiti del modello di simulazione adottato pag 86 12 3 Scrittura del modello dialmalazione 0 rane pag 87 12 4 Assegnazione del modello al simbolo enrernesrnrererrre nen pag 88 ESME pag 89 13 APPENDICE E Modelli di simulazione complessi
7. 8 8 Analisi DC 8 9 Rilevare la caratteristica di un diodo zener con l analisi DC pag 54 8 10 Rilevare la caratteristica dei transistori roert erneer ernen pag 55 9 APPENDICE A UE RENE pag 58 10 APPENDICE B SPICE 3F5 e TARGET 10 1 Introduzione 10 2 Il modello di simulazione 10 3 Scrittura dei numeri e fattori distale ili sierra pag 59 10 4 Convergenza 10S Modelli 4 Re e pag 60 10 6 Componenti passivi 10 7 Diodi e componenti attivi a stato solido ter rerer rreren pag 61 10 8 Assegnare un modello a un componente primitivo in Target pag 62 10 9 Sorgenti di tensione e corrente 10 10 Esempio di assegnazione dei parametri ad una sorgente 10 11 Scrittura delle istruzioni di una sorgente err ers rrrrre rnrn pag 63 10 12 Sorgenti indipendenti in continua e periodiche 10 13 Sorgenti dipendenti lineari clap si pag 64 10 14 _Sorgente non linearmente dipendente B 10 15 La funzione URAMP 10 16 Sub circuti i il riapro onere pag 65 10 17 Regole per la scrittura delle istruzioni renner nesre pag66 10 18 Esempio di sub circuito simulazione di trasformatore 10 19 Esempio di modello di diodo Zener__ nn pag 67 10 20 Esempio di simulazione di pentodo EL84_ pag 68
8. MODELLI PRIMITIVI gi contenutl nel programma sono modelli che descrivono con loro parametri iniziali di default il comportamento di una tipologia di componente passivo o attivo resistenza condensatore induttanza diodi transistori bipolari Jfet ecc Per effettuare la simulazione a detti parametri di default dovranno essere assegnati i valori reali specifici del componente Appena trovato il modello SPICE di un componente da simulare per esempio tramite ricerca nel web TARGET si impossessa immediatamente dei suoi parametri specifici e li sostituisce automaticamente a quelli di default del modello primitivo rappresentati in una lista detta MODELCARD Si ottiene cos un modello di componente che rispecchia le caratteristiche di quello da simulare Vedere un esempio di modelcard Icona ampl operazionale gt BC547 gt Search gt M2 su BC547 a sinistra gt Symbol Package 3D Simulation gt Show simulation model gt Edit Appare la modelcard con i valori specifici del transistore NPN BC547 Quando si tratta di un componente non compreso nella lista dei primitivi ad es un trasformatore un diodo Zener un diodo Varicap un Triac un SCR una valvola termoionica ecc esso pu essere rappresentato con un sub circuito I SUB CIRCUITI sono modelli realizzati con componenti primitivi che formano un circuito che si collega all esterno con terminali di ingresso e uscita Al loro interno i componenti sono collegati tra loro con nodi
9. Secondario E n4 S2 n2 P2 Ns Np Tensione al second comandata si dalla tensione fra n2 P2 e con coeffic proporz Ns Np Vms n4 n5 0 Tensione nulla serve per misurare la corrente che scorre da n4 a n5 F n2 P2 Vms Ns Np Corrente nel primario comandata x da corrente nel secondario coeff proporz Ns Np Rss n6 S1 Rss Resist serie secondario Lss n5 n6 Lss Indutt in serie secondario per flusso disperso generato X dal secondario ENDS Lsp l induttanza che simula il flusso disperso dall avvolgimento primario Rsp la resistenza galvanica del conduttore primario Rfe la resistenza che simula le perdite nel ferro che valgono Pfe Vp Rfe con Vp valore efficace della tensione primaria Lm l induttanza di magnetizzazione misurabile con un induttanzimetro collegato al primario tenendo il secondario aperto Lss l induttanza dovuta la flusso disperso dall avvolgimento secondario Rss la resistenza galvanica del conduttore secondario Vms l amperometro che comanda F Ep Es rappresentano le tensioni presenti nel circuito equivalente ideale Il grado di accoppiamento qui non si esprime con il coefficiente k ma viene definito dal valore delle induttanze Lsp Lss pi alte sono pi basso il coefficiente di accoppiamento Le perdite nel rame sono rappresentate da Rsp Rss resistenze misurabili con un ohmetro 83 11 14 Simulazione di tr
10. ottava sopra cio a 20KHZ cade a 0 25V 13 3 Net list per modulo di filtro passa basso programmabile In alternativa al metodo tradizionale sopra esposto potremmo scrivere la net list listato dell intero circuito con lo scopo di creare un modulo integrato di filtro p basso programmabile cio una scatola chiusa con ingressi e uscite e con la possibilit di impostare i parametri desiderati Il listato inizia con l assegnazione di un nome poi con la dichiarazione dei componenti passivi e dei loro nodi dovremmo quindi inserire l amplificatore operazionale il cui listato rappresentato da un sub circuito che dovremo poi alimentare con tensione duale Infine scriveremo l istruzione ENDS per il sub circuito e END per terminare l intero listato Dovremmo poi far acquisire a TARGET il listato che abbiamo scritto 92 E a questo punto che ci accorgiamo che il programma accetta solo modelli di componenti primitivi sub circuiti o insiemi di sub circuiti Device List ma non prevede la possibilit di acquisire un intero listato Non sapremmo come farglielo accettare e se ci proviamo inserendolo come sub circuito il programma lo taglia facendo apparire solo la parte di listato del sub circuito Se siamo determinati e vogliamo comunque realizzare questo modulo integrato di filtro dobbiamo aggirare il problema e seguire le regole di TARGET Separeremo lo schema in due parti ciascuna delle quali rappresentata da un sub circuito Andremo
11. rappresentato compiutamente 2 15 Formatore di stimoli digitali personalizzati Per la simulazione digitale possibile costruire dei segnali digitali contenenti un codice personalizzato a piacere Si pu cio creare un generatore virtuale che genera segnali validi solo per la simulazione costituiti da treni di impulsi secondo un codice programmato da noi e che si ripetono nel tempo con un periodo anch esso da impostare Il primo passo quello di cercare nella libreria dei componenti di Target il formatore di impulsi gi presente col nome STIM Aprire la finestra dei componenti e selezionare la casella Components types and groups gt Generic simulation and modeling gt Digital stimulus Se si in precedenza creato una Libreria personale conviene inserirvi questo componente M2 sulla casella Component name gt STIM M2 su Import component in my component list gt Nome della libreria personale gi creata in precedenza A questo punto possiamo assegnare al componente un nome in italiano facilmente riconoscibile ad es Formatore impulsi M2 nella casella STIM gt Edit component properties gt Nella casella Name gt English inserire il nome es Format Imp Nella casella sottostante Description scrivere Formatore virtuale di impulsi Abbiamo creato in questo modo un generatore adatto per la sola simulazione che genera un segnale digitale ancora da impostare 2 16 Impostazione di uno stimolo digitale Per pro
12. Elettro Magnetica EMC Target contiene integrata la possibilit di effettuare una analisi approssimativa preventiva di tipo EMC sul circuito stampato prima che sia realizzato Le funzioni svolte dal programma sono 1 Calcolo dell accoppiamento galvanico cio l effetto della corrente che scorre nel conduttore di ritorno della traccia sotto esame 2 Calcolo dell accoppiamento induttivo dovuto alle variazioni di flusso magnetico generato dalla corrente che scorre in una traccia ed al loro effetto sugli elementi elettrici circostanti Legge di Faraday e dP dt 3 Calcolo dell accoppiamento capacitivo dovuto alle variazioni di campi elettrici sulle capacit parassite distribuite fra tracce C dQ dV 4 Calcolo del fattore di accoppiamento consideriamo una traccia del PCB come elemento trasmittente ed un altra come ricevente Il fattore di accoppiamento il rapporto fra il flusso magnetico concatenato con la traccia ricevente rispetto a quello totale generato dalla traccia trasmittente Il suo valore un numero puro compreso nell intervallo da 0 a 1 Uno rappresenta il limite teorico del massimo accoppiamento tutta l energia generata viene ricevuta 5 Calcolo dell accoppiamento per energia irradiata dovuto alla irradiazione di energia elettro magnetica generata da ogni traccia Caso ricorrente ad es in presenza di segnali digitali con ripidi fronti di salita discesa 6 Calcolo della lunghezza massima della
13. della tastiera poi M11 per impostare le opzioni delle piazzole da disegnare Consiglio disegnare piazzole ragionevolmente grandi per un miglior sostegno meccanico dei componenti Attenzione Il layer per le piazzole il n 100 che si collega a tutti i layers Se si imposta un numero diverso il programma non accetter i collegamenti Per componenti polarizzati creare una piazzola di riferimento con forma diversa dalle altre per es quadrata e le altre tonde 5 Assegnazione della sigla e del numero progressivo del componente Posizionare il puntatore nel punto pi adatto per inserire il codice progressivo Digitare sulla tastiera le virgolette Appare la finestra Text Options Scegliere Component Name Chiudere la finestra Con questa operazione nel disegno del PCB su ogni componente sar indicata la sua sigla e il numero progressivo 6 Racchiudere in un rettangolo M1h tutto il disegno Poi posizionare il puntatore del mouse nel centro del disegno e premere il tasto x E x port Col tasto x abbiamo creato un nuovo package e aperto la finestra Export Package Inoltre nel punto ove posizionata la freccetta del puntatore viene posizionata la crocetta di manipolazione del componente 7 Ora dobbiamo caratterizzare il nuovo package assegnandogli un nome ed altre caratteristiche Nella casella Package Type scegliere il tipo Per es Transformer Assegnare un nome al package Poi OK Appare
14. rimanda per la lettura Qui si riportano solo alcuni esempi di scrittura che ci serviranno nel seguito Le sorgenti sono suddivise in indipendenti dipendenti linearmente e dipendenti non linearmente 63 10 12 Sorgenti indipendenti in continua e periodiche Di seguito riportata la sintassi di scrittura delle sorgenti indipendenti di tensione e corrente sia continue DC che alternate AC e periodiche Sintassi Esempio Vxx n n DC valore Vcc 3 0 DC 12 Vxx n n AC ampiezza fase Vin n1 n2 AC 1 45 SIN 0 1 1K0 0 Vmis 12 4 Nel primo esempio dopo Vcc e l indicazione dei nodi il primo positivo il secondo negativo DC sta ad indicare che trattasi di una sorgente continua 12 rappresenta il valore in volt L espressione DC opzionale e si usa quando la tensione costante nel tempo come nel caso di un alimentatore DC Se il valore della tensione zero si pu omettere 0 vedi terzo esempio Vmis Una tensione di valore nullo utile in quanto si pu usare come amperometro Infatti SPICE calcola sia la tensione che la corrente che scorre in ogni componente Se nella sorgente la tensione posta nulla la sua introduzione nel circuito non lo perturba non ha effetto mentre SPICE calcola comunque la corrente che scorre nella sorgente Nel secondo esempio si vede che trattasi di una tensione alternata AC di ampiezza 1 di fase 45 di forma sinusoidale Fra parentesi indicato prima una eventuale componente contin
15. scritto a destra 10 3 Scrittura dei numeri e dei fattori di scala numeri possono essere interi e decimali se necessario seguiti da un elevatore a potenza Modi di scrittura ammessi Esempio 1000 1000 0 1000Hz 1e3 1 0e3 1KHz 1K Tutti rappresentano lo stesso numero che nell esempio 1000 Hz Notare che la lettera e qui usata per indicare l elevazione a potenza e non va confusa con il numero di Nepero e 2 718 Notare anche che non riconosciuta l espressione 10 perch SPICE non capisce che 3 l esponente Per farglielo capire occorre scrivere 1043 ove informa che il numero che segue la potenza Cos sono validi 1042 3 3 n142 alb Fattori di scala ammessi T 10 tera G 10 giga Meg 10 mega K 10 kilo m 10 milli u 10 micro n 10 nano p 10 pico f 10 femto 59 Attenzione per indicare Mega usare l espressione meg Se si usa M come siamo abituati a scrivere il programma dato che non riconosce la differenza tra maiuscole e minuscole lo interpreta come m milli 10 4 Convergenza Abbiamo appreso fino qui che per simulare un circuito reale SPICE interpreta i collegamenti fra nodo e nodo dei componenti inizialmente dotati di valori di default costruendo una rete che rispecchia il circuito reale Una volta che avremo assegnato i valori reali a quelli di default di ciascun componente il programma calcola tutti i valori di tensione applicata ad ogni n
16. 84 ENDS x Non compare la capacit al secondario Cs in quanto di solito ha valori trascurabili trasformatori con Vs lt lt Vp Nota modelli di trasformatori reali sin qui considerati simulano le perdite e il funzionamento in alta frequenza Tuttavia se si richiede una simulazione completa occorrerebbe valutare anche il comportamento non lineare delle caratteristiche magnetiche del nucleo in particolare la possibilit della sua saturazione Gli esempi sopra riportati suppongono che il nucleo lavori solo nella zona lineare del ciclo di isteresi del resto come deve avvenire in funzionamento normale Se il funzionamento del circuito in cui inserito il trasformatore presupponesse la sua entrata in saturazione es Inverter a saturazione di nucleo allora i modelli precedenti non sarebbero pi utilizzabili Se vogliamo simulare tali circuiti occorre introdurre nella simulazione un apposito sub circuito che simula il comportamento del nucleo 85 12 APPENDICE D Simulazione di una batteria 12 1 Creazione di un nuovo simbolo Batteria Pu tornare utile quando si esegue una simulazione disporre del simbolo di una batteria per assicurarci che almeno a batteria ragionevolmente carica la tensione fornita sotto carico sia sufficiente ad alimentare il circuito che intendiamo realizzare senza che si creino abbassamenti di tensione tali da rendere irregolare il funzionamento Si tenga presente che creeremo solo il simbolo e non
17. Vn alimentazione Out 5 5 gt 5 Uscita Vn 6 GND 7 Salvare e chiudere la finestra della simulazione Il modulo ora dotato di modello di simulazione Filtro P basso integrato Fig 13 5 13 8 Collegamento del modulo e collaudo Il modulo creato come nuovo componente integrato dovr essere collegato al mondo esterno come da schema precedente fig 13 5 che eseguiremo dopo aver aperto un nuovo progetto La resistenza R1 necessaria solo per disporre del collegamento di uscita ma il suo valore non influenza il funzionamento Abbiamo inserito le due sorgenti di tensione continua duali che vanno collegate ai piedini corrispondenti del modello e forniscono l alimentazione all operazionale in esso racchiuso 96 E giunto finalmente il momento di eseguire il collaudo Alla tensione sinusoidale in ingresso assegnare 1 V sia ad AC magnitude che a VA Frequenza F 1KHz Sostituire il nome del collegamento di uscita con out e quello di ingresso con in Aprire la simulazione tipo Standard In Extended settings assegnare 10m 5m 5u 50u e deselezionare le condizioni iniziali M1 su Edit selection gt M2 su Add gt M1 su Voltage against ground gt out M1 su Start simulation Deve apparire una sinusoide con ampiezza di 1V Si passa ora alla simulazione della banda passante Extended gt AC analysis gt Edit gt Start frequency 0 gt End frequency 20KHz gt N freq points 100 Se tutto andato bene dovrebbe
18. a creare un nuovo componente complesso realizzato da un rettangolo con terminali di ingressi e uscite In questo nuovo componente inseriremo come modello di simulazione non un sub circuito ma due sub circuiti possibilit gi prevista in Select gt Device List 13 4 Scrittura del sub circuito della rete di componenti passivi Nella figura seguente rappresentato lo schema di fig 13 1 in cui i componenti passivi sono stati separati dall ampl operazionale e inseriti in un rettangolo tratteggiato mentre il solo oprazionale in un altro Suberkt rete Suberkt operaz Fig 13 3 Ciascun rettangolo sar rappresentato da un sub circuito Nello schema sono riportati anche i nodi che impiegheremo nella scrittura dei sub circuiti e i reciproci collegamenti La net list della rete di componenti passivi la seguente REwaRERRKliltri attivi del 2 ordine kaxeK KKKXXXXX XX XEFiltro passa baSsso KKKKKKKKAAAA AAA VETET0CERELO dei COmMPOnenti passivi EEXREANTA SUBCKT RetePbasso in GND out b PARAMS 10K A 1 0 0 714 C2 1nF R3 a out 1 4 p1l f 0 C2 R2 ab 1 4 p1 0 C2 4 1 R1 ina 1 A pi f 0 C3 A 93 C1 a GND 4 C2 0 2 A 1 C2 b out C2 ENDS Spiegazione Come si vede dallo schema il sub circuito ha 4 nodi in GND out b parametri che imposteremo sono la frequenza di taglio f il guadagno dello stadio A la cifra di merito Q e la capacit C2 che fisseremo con valore
19. arbitrario eventualmente da correggere successivamente La cifra di merito Q 0 714 il valore ottimale per una risposta piatta senza picco di oscillazione sul finale vicino alla frequenza di taglio Seguono le dichiarazioni degli altri componenti con il valore ottenibile dalle formule sopra menzionate Pi greco TT si scrive pi 13 5 Sub circuito dell amplificatore operazionale TARGET contiene tra i suoi componenti l operazionale LM358 gi completo di modello di simulazione Potremmo utilizzare questo gi disponibile oppure cercare sul web il modello pi completo della National o un diverso tipo Per ora useremo il modello gi contenuto in TARGET il cui listato riportato di seguito solo per evidenza SUBCKT LM358 1 2 3 4 5 Cl 11 12 S5 544E 12 C2 6 7 20 00E 12 DC 5 53 DX DE 54 5 DX DLP 90 91 DX DLN 92 90 DX DP 4 3 DX BEGND 99 O V 5 V 3 5 V 4 BFE 7 99 I 15 91E6 I VB 20E6 I VC 20E6 I VE 20E6 I VLP 20E6 I VLN GA 6 O 11 12 125 7E 6 GCH 0 6 10 99 067E 9 IEE 3 10 DC 10 04E 6 HLIM 90 0 VLIM 1K Ql ll 2 13 QX Q2 12 1 14 QX R2 6 9 100 0E3 RCl 4 11 7 957E3 RCZ 4 12 7 957E3 REl 13 10 2 773E3 REZ 14 10 2 773E3 REE 10 99 19 92E6 ROL 8 5 50 ROZ 7 99 SO RP 3 4 30 31E3 VB SODCO VC 3 53 DC 2 100 VE 54 4 DC 6 VLIM 7 8 DC 0 VLP 91 0 DC 40 VLN 0 92 DC 40 MODEL DX D IS 800 0E 18 MODEL QX PNP i BF 250 IS 800 0E 18 ENDS Dopo il nome LM 358 vengono forniti i nodi del modell
20. automaticamente da appositi programmi che catturano il disegno della curva caratteristica rilevata nei data sheet riproducono una loro copia della curva la convertono in lista di numeri infine forniscono le istruzioni in linguaggio SPICE 3F5 PSPICE o altri Nota importante Spesso si trovano in internet modelli in cui la tensione fra due punti 1 2 rappresentata con V 1 2 Ad esempio la tensione fra anodo e catodo scritta V A K Il programma di simulazione in Target rifiuta questa sintassi Occorre al posto di V A K scrivere V A V K facendo dopo molta attenzione alle parentesi V A V K che dobbiamo aggiungere per non modificare l espressione matematica della funzione 69 11 APPENDICE C SIMULAZIONE DEI TRASFORMATORI 11 1 La simulazione dei trasformatori in SPICE 3F5 Spice non contiene fra i suoi componenti il modello del trasformatore tutt al pi contiene il modello di due o pi induttanze accoppiate con fattore di accoppiamento K Per simulare un trasformatore abbiamo due possibilit 1 Utilizzare il modello primitivo delle induttanze accoppiate 2 Creare un sub circuito che simula il comportamento del trasformatore ideale cio senza perdite e aggiungervi i componenti che simulano dette perdite Questo secondo metodo nettamente pi adatto del precedente per la possibilit di valutare le perdite nel rame nel ferro e quelle per flusso disperso primi due esempi che seguono utilizzano il fattore di accop
21. del conduttore che costituisce ogni singolo avvolgimento Si simula introducendo una resistenza Rp in serie al primario e una Rs al secondario A frequenze pi elevate compaiono anche le perdite per effetto pelle e per prossimit da conglobare nella Rp Le perdite per flusso disperso sono dovute alla parte del flusso magnetico prodotto dall avvolgimento primario che si disperde in aria senza concatenarsi con l avvolgimento secondario Le variazioni di questo flusso magnetico disperso creano per la legge di Faraday Neumann delle tensioni di autoinduzione al pari di quelle create da quello 79 concatenato col nucleo tali tensioni si aggiungono in serie all avvolgimento primario Anche il secondario quando percorso da corrente produce un flusso magnetico che si concatena col primario ma anche qui in piccola parte si disperde in aria Le tensioni di autoinduzione per flusso disperso al primario e al secondario si simulano introducendo in serie agli avvolgimenti le induttanze simboliche Lp Ls Perdite nel ferro Si distinguono in Perdite per correnti di Foucault eddy currents correnti vaganti che si disperdono nel nucleo magnetico Perdite nel nucleo durante il ciclo di isteresi dovute all attrito del movimento alternato di allineamento dei dipoli magnetici elementari Di entrambe le perdite se ne tiene conto inserendo una resistenza complessiva Rfe in parallelo alla induttanza di magnetizzazione Si pu ora disegnare il circu
22. di destra gt Reload from gt Clipboard A questo punto avviene il miracolo Target si copia tutti i parametri e sono tanti Inoltre appare una casellina grigia col nome del componente come indicato nel listato ad es QBC337 Per vedere la lista dei parametri M2 gt Edit Show Appare la lunga fila di parametri M2 di nuovo gt mport Con questo passo importiamo a sinistra il nuovo modello Rispondere Si alla eventuale richiesta di Refresh A questo punto abbiamo inserito in Target il modello di simulazione del BC337 Tornare alla finestra Components e fare M2 nella finestra di BC337 a sinistra gt Symbols Packages 3D Simulation gt Edit simulation model Nella finestra Models for BC337 M1 su Select Appare la lista dei primitivi Scorrere fino a trovare il simbolo del transistore Nella casella Modelcards in alto a destra scegliere il nome nel nostro caso QBC337 Immediatamente Target sostituisce ai valori di default i parametri propri del BC337 Nella casella Pinassignment trascinare il numero 1 da sinistra a destra nella casella gialla collettore 2 in quella della base 3 in quella dell emettitore OK Chiudere tutte le finestre non importa inserire Level Ora abbiamo un transistore dotato di modello di simulazione e pronto per essere importato in un circuito 62 10 9 Sorgenti di tensione e corrente SPICE contiene anche i modelli primitivi di sorgenti di tensione e corrente sia indipendenti cio autonome che dipendenti da
23. di trasformazione stato fornito senza accorgersene quando abbiamo indicato Lp ed Ls Infatti Ls Lp n ed per questa relazione che il programma in grado di fornire la tensione di uscita Nel caso precedente Ls Lp 0 154 28 2 5 46 10 n V 5 46 10 0 074 Se pi comodo in alternativa possiamo indicare nel listato il valore di Lp e di n Simulazione di un piccolo trasformatore di alimentazione con indicazione del rapporto di trasformazione n SUBCKT TRASFISEC 1 2 3 4 PARAMS Lp 28 2H n 0 074 Rp 412 Rs 2 K 0 999 Avvolgimento primario Rp 1 np Rp Lp np 2 Lp Avvolgimento secondario Rs 3 ns Rs Ls ns 4 Lp n 2 Coefficiente di accoppiamento K Lp Ls K ENDS Se inseriamo questo listato nel trasformatore vedremo che il risultato della simulazione lo stesso Nota comunque necessario anche se non pi riportato tra i parametri continuare a inserire l induttanza Ls e il suo valore verr espresso con la formula Ls Lp n 2 75 11 9 Simulazione di trasformatore di alimentazione con due secondari Si prende ora in considerazione un trasformatore di alimentazione con due avvolgimenti secondari Nell esempio stato simulato uno da 6 VA Seguendo il percorso di quanto gi fatto con il trasformatore a singolo secondario si parte col disegno dello schema elettrico Per il trasformatore si utilizza uno qualunque della libreria di Target purch abbia d
24. digitale si comporta come una fonte di disturbo molto fastidiosa perch genera uno spettro di frequenze continuo esteso che aumenta con il diminuire del tempo del fronte di salita e discesa rise fall time Nella figura sottostante riportato invece il caso in cui la sorgente un segnale analogico la frequenza fissa ed quella impostata nel campo di sinistra della finestra di dialogo RadiationCoupling Limits for the electrical field intensity E Limits for the magnetical field intensity H Electrical field intensity E Magnetical field intensity H Electrical field intensity dB pU m Magnetical field intensity AB pA m 49 Frequency Hz Pertanto otterremo non pi una curva continua ma un punto che rappresenta il massimo disturbo alla frequenza fissa impostata L esempio riportato in figura mostra una situazione in cui sono state violate le normative perch sia il campo elettrico crocetta rossa che quello magnetico crocetta verde superano i limiti rispettivi dettati dalla normativa Accoppiamento galvanico Due conduttori uno di andata ed uno di ritorno della stessa corrente si accoppiano sia per il campo magnetico generato dalla corrente che scorre in uno e che induce una corrente di disturbo nell altro sia per le capacit distribuite fra le tracce che generano passaggi di corrente alternata Il calcolo fornisce e la resistenza DC della traccia di rame e la sua induttanza e Dis
25. diventa trasparente e si vedono solo i lati Sintassi SX1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 L H colore raggio di curvatura S informa il programma che si vuole disegnare un parallelepipedo Seguono le coordinate dei due punti P1 e P2 sull asse mediano centro delle due superfici laterali di dimensioni L x H Esempio S0 0 15 25 0 15 20 10 0000FF 0 2 Parallelelepipedo di superfici laterali 20 x 10 e distanti 25 mm Colore rosso con spigoli arrotondati con raggio 0 2mm 5 3 Cilindro C Cilindro dotato di superfici laterali circolari L asse mediano di cui sopra passa per i loro centri La distanza dei centri rappresenta l altezza del cilindro Occorre poi indicarne il diametro D Sintassi CX1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 D colore Esempio C5 0 10 5 0 40 7 6888888 cilindro verticale di diametro 7mm sollevato 10mm dal piano XY alto 40 10 30mm 5 4 Toro T Volume ottenuto dalla rotazione di un cerchio di diametro d intorno ad un asse con centro di rotazione distante R dall asse Sintassi TZ ha un asse di rotazione parallelo all asse Z Pm Xm Ym Zm il centro di rotazione per cui passa l asse di rotazione parallelo a Z R il raggio di rotazione intorno all asse d il diametro del cerchio che ruota Sintassi TZXm Ym Zm R d angolo iniziale angolo finale colore Esempio TZ8 5 10 6 4 0 180 0000FF Toro sollevato 10 mm dal piano XY con centro di rotazione X 8 Y 5 raggio di rotazione R 6 diametro del cerchio 4 inizia a ruotare a 0
26. e termina a 180 Colore rosso TX ha un asse di rotazione parallelo all asse X Pm Xm Ym Zm il centro di rotazione per cui passa l asse di rotazione parrallelo a X R il raggio di rotazione intorno all asse d il diametro del cerchio che ruota Sintassi TXXm Ym Zm R d angolo iniziale angolo finale colore Esempio TX10 10 10 6 4 0 18 888888 TY ha un asse di rotazione parallelo all asse Y Pm Xm Ym Zm il centro di rotazione per cui passa l asse di rotazione parrallelo a Y R il raggio di rotazione intorno all asse d il diametro del cerchio che ruota Sintassi TYXm Ym Zm R d angolo iniziale angolo finale colore Esempio TY10 10 10 6 4 0 18 888888 39 Disegnare una sfera basta mettere R 0 d diametro della sfera TZXm Ym Zm 0 d angolo iniziale angolo finale colore X Y Z dopo T indifferente non ha pi senso l asse di rotazione come pure l angolo iniziale e finale 5 5 Poligono estruso E Si tratta di realizzare un solido con base poligonale nel piano XY e altezza h Z2 Z1 L estrusione del poligono si svolge solo nella direzione dell asse Z partendo dalla base a quota Z1 alla copertura a quota Z2 La sintassi EN X1 Y1 X2 Y2 X3 Y3 Z1 Z2 colore Con N numero dei vertici del poligono Xn Yn coordinate degli n vertici Z1 quota della base e Z2 l altezza del poligono estruso e non la quota partendo da zero All apertura del programma si richiede Shell an extruded poly
27. ed inizieremo a modificarla scegliendo nella lista che appare il tipo di modifica che ci interessa Altrimenti potremo utilizzarlo come importandolo dalla libreria di Target nello schema elettrico Torniamo adesso alle liste di componenti riportate in Component list e Recently used components Raccoglie tutti i componenti che sono stati usati di recente a qualunque lista appartengano Serve per velocizzare la ricerca di un componente grazie alla nostra memoria e USER components Contiene tutti i componenti che abbiamo inserito in precedenza nella lista USER o facendo copia e modificandoli dalla lista di Target o che abbiamo creato noi di sana pianta e li abbiamo inseriti nella lista USER Quando si copia un componente da Target automaticamente il componente viene assegnato alla lista USER e New components E la lista dei componenti che sono stati di recente creati o modificati Serve a velocizzare la ricerca e Recently edited components Analoga alla precedente con la differenza che si riferisce ai soli componenti modificati e Libreria personale Questa libreria 0 con nome diverso a nostra scelta la abbiamo creata noi in precedenza e le abbiamo assegnato quel nome Raccoglie tutti i componenti di nostro interesse ricorrente che abbiamo o prelevato da Target e modificato o creato ex novo da noi stessi E simile alla lista USER ma non la stessa Infatti pu non contenere tutti i componenti che sono stati assegnati a USER ma solo u
28. elettrico oppure senza schema cio direttamente il disegno del circuito stampato Entrambe le possibilit prevedono la scelta singola o doppia faccia Una volta fatta la scelta iniziale non si pu pi cambiare durante il proseguo del lavoro Il progetto aperto deve essere successivamente salvato File gt Save project as in una apposita cartella Suggerimento salvare in una cartella contenuta all interno del programma Target Seguire il percorso C gt Documents and settings gt Proprio nome personale gi impostato nel computer gt Dati Applicazioni gt ibf gt TarV16 gt arrivati qui creare la cartella Progetti Aprirla e salvare il nuovo progetto Lo scopo di salvare i progetti all interno del programma Target che se vengono salvati altrove durante la simulazione apparir un fastidioso messaggio di errore giallo che non ci leveremo pi di torno Il messaggio dice Hint Some signal names or component names could cause problems for external simulators Viceversa se salveremo il progetto nella cartella di target e se il nuovo progetto corretto quando apriremo la simulazione apparir un messaggio Assistant incorniciato di verde e un circoletto verde OK che informa che non ci sono errori Tutta questa operazione di salvataggio all interno di Target pu essere semplificata semplicemente con File gt Save project as template 1 3 Griglia M1 su simbolo dell occhio sulla barra di dialogo orizzontale M1 s
29. formule che seguono nelle istruzioni successive e Se una riga non sufficiente per accoglierli tutti i parametri continuano in righe successive anteponendo all inizio di ogni riga e Tutti i componenti racchiusi nel sub circuito debbono essere dichiarati affinch il programma li possa utilizzare e possa interpretare lo schema dei collegamenti Perci necessario scrivere una riga per ciascuno che contenga la sigla R1 Ra C1 Ct D1 Q1 ecc cui seguono espressi con caratteri alfanumerici i nodi di collegamento e infine il valore del componente Il primo nodo scritto quello positivo in cui entra la corrente Tutte queste indicazioni sono separate da spazi bianchi uno o pi di uno indifferentemente Quei componenti cio elementi dotati di nodi gi inseriti nella lista dei parametri dovranno anch essi essere dichiarati al pari degli altri componenti per indicare al programma i loro nodi e il valore anche se gi attribuito in Params Es R1 n1 n2 R1 Spiegazione n1 n2 sono i nodi Racchiuso tra parentesi graffe la sigla stessa R1 il cui valore gi stato assegnato precedentemente tra i parametri e Seilvalore un numero si pu scrivere tale e quale Se un valore letterale o una formula occorre racchiudere l espressione fra parentesi graffe Es C3 Lp nA2 e L impostazione dei parametri si effettua con M11 sul sub circuito gt Change Symbols gt Simulation value gt Edit gt Parameter Se un v
30. fra una situazione di disturbo massima in cui il disturbo uguale al segnale e la situazione reale attuale disturbo segnale Praticamente i valori bassi del grado percentuale fornito dal calcolo sono quelli da evitare in quanto rappresentano una situazione prossima a quella proibita 7 3 Procedura impostazione dei dati Apertura si va nel foglio di disegno del PCB e Action gt Start EMC Check oppure e Icona della bacchetta magica gt Icona del grafico Si apre una finestra di dialogo divisa in due colonne Quella di sinistra nella prima linguetta Signals contiene elencati tutte le tracce dello schema signals Si pu selezionare una di loro e confrontarla con una delle stesse rappresentate anche nella colonna di destra M11 sul nome del segnale traccia apre una finestra Set the EMC properties of the signal Occorre rispondere alle voci di questa finestra Type fine Elenca il tipo di circuito che stiamo analizzando TTL CMOS Analog switching ecc Type rough Livello di potenza in gioco Current Picco massimo di corrente Voltage Picco di tensione Analog Circuito analogico Inserire la frequenza di lavoro Digital Inserire il tempo di salita del fronte dell onda la durata dell impulso 47 il periodo Inner resist Resistenza interna equivalente della linea Allowed dist volt Massima tensione ammessa del disturbo Back conductor Nome del conduttore di ritorno Importante specificare il nome del conduttore di ri
31. informare che si sta scrivendo il modello segue il nome del componente che pu coincidere con la sigla del dispositivo o altro infine la lettera identificativa del tipo di componente D per diodo NPN PNP per transistore npn pnp J per fet M per mosfet Segue fra parentesi la serie di parametri che pu essere molto lunga Se un parametro non riportato il programma assegna il valore di default Per informarsi sul significato di ogni parametro riferirsi al manuale originale SPICE Si avvisa comunque che detti parametri non sono quelli che siamo abituati a leggere nei data sheet come ad esempio a o R o i parametri ibridi hFE hfe hie ecc dei transistori Solo pochi parametri coincidono con quelli a noi familiari Ad esempio per i diodi IS rappresenta la corrente inversa di saturazione ma tutti gli altri non li troveremo mai specificati nei data sheet Per fugare ogni delusione o scoraggiamento il problema non sussiste perch i valori dei parametri si trovano riportati sul web per ogni componente e una volta copiato il modello Target lo elabora immediatamente e assegna automaticamente la lunga lista di valori ai rispettivi parametri Vedere l esempio successivo Scrittura del modello di un diodo MODEL 1N4148 D IS 0 1P RS 16 CJO 2P TT 12N BV 100 IBV 3 867E 10 61 Scrittura del modello per transistore npn e pnp MODEL BCXXX NPN IF NS ISE NF BF lunghissima serie di parametri MODEL BCYYY PNP IF NS ISE NF BF lunghissima
32. lista di sub circuiti uno per ogni stadio contenuto nell integrato Gli stadi possono anche non essere uguali Vedi Cap 13 Device list gt Model as a list of submodels gt Add gt Device subcircuit Cercare in Subcircuit il modulo dello stadio del componente multiplo che abbiamo precedentemente importato nella lista dei modelli e selezionarlo Poi eseguire il Pinassignment cio collegare i terminali del modello ai piedini del componente OK Di nuovo selezionare Add e ripetere il procedimento di Pinassignment per il secondo modulo assegnando i terminali dello stesso modello ai corrispondenti piedini degli altri stadi contenuti nell integrato e OK Ad esempio per un amplificatore operazionale multiplo il cui modulo composto da uno stadio con due ingressi e una uscita questi terminali verranno collegati ciascuno ai rispettivi piedini di ogni stadio identico racchiuso nel circuito integrato 2 9 Modifiche gt Edit 3 fase eventuale Questa casella serve per modificare i valori assegnati al componente Serve soprattutto nel caso dei sub circuiti quando in un nuovo progetto occorre assegnare nuovi parametri al modello oppure quando occorre correggere un listato errato Per cambiare i parametri su un componente primitivo M11 gt Change symbols gt Simulation value gt Edit gt modificare Per cambiare i parametri di un sub circuito M11 gt Change symbols gt Simulation value gt Edit gt Parameter gt modificare
33. maggiore di quanto impostato M1 su Absolute Infine nella casellina identificata da inserire lo stato logico 0 oppure 1 Il lavoro di creazione si ripete fino al completamento del treno di impulsi desiderato Per impostare il periodo di ripetizione ci posizioniamo col cursore nella barra nera bassa dei tempi circa in corrispondenza del termine del treno di impulsi creato quindi faremo M1 in Edit Add Goto Nella finestra che appare nella casella Goto Label inserire il nome assegnato all inizio dello stimolo Nella casella Repetitions inserire il numero di volte che il treno di impulsi deve essere ripetuto Per infinito si imposta 1 Nella casella Time si mette il tempo in cui termina la serie di impulsi che dovr essere ripetuta Questo punto rappresenta quindi il periodo T del treno di impulsi Per vedere la serie di impulsi che si ripete con periodo T fare M1 sull icona dell occhio ed eventualmente usare i tasti dello Zoom per adattare l immagine Prima di uscire salvare con M1 sulla icona del floppy disk Si ritorna cos alla finestra Stimulus Il lavoro non finito perch dobbiamo ancora impostare il Pinassignment cio assegnare il modello di simulazione ai piedini del generatore M1 sulla casella Pinassignment Trascinare il nome del nodo G_DPWR a sinistra in basso che rappresenta l alimentazione digitale DPWR nella casella gialla a destra digital power Allo stesso modo trascinare nella casella digital ground il nodo G_
34. poi ribaltare sul rame Si comincia con il disegno delle piazzole prima quella di sinistra cui verr assegnato il n 1 poi quella di destra Sul lato rame verranno rappresentati invertiti da destra a sinistra perch il lato rame visto in trasparenza dal lato componenti Con M11 su una piazzola si apre la finestra Change Pads e si modificano le caselle Le dimensioni delle piazzole per 1206 per es 70 x 70 mils La forma rettangolare Arrotondamento 0 Layer 16 lato componenti Rotazione 0 Foro del trapano Drill hole 0 Poi se si vuole si memorizzano questi dati nella finestra Change pads sulla colonna di destra click sulla freccetta della prima casella libera scegliere il nome SMD e OK Ora premendo semplicemente il tasto di quella casella si richiamano i dati impostati che si applicano alle piazzole successive senza doverli riscrivere per ciascuna AURON Disegno dell orma del componente Prima si imposta il layer n 21 andando sulla barra orizzontale sull icona dei layers Nella finestra che si apre nella casella in basso a destra intitolata For other drawing elements impostare il layer 21 Si seleziona il simbolo della matita sulla barra alta orizzontale e si esegue il disegno A disegno ultimato racchiudere il tutto con un rettangolo M11 e posizionare il cursore ove si vuole la crocetta Quindi premere x Alla fine le piazzole devono apparire blu il disegno dell orm
35. schema elettrico preliminare occorre avere fatto la scelta all inizio del progetto dopo New project Se si scelto con schema elettrico una volta disegnato il circuito e provato per passare al disegno PCB si usa il tasto sulla barra orizzontale con un poligono e una freccia arancione 3 2 Disegno del bordo del PCB Actions gt PCB Outline wizard Si apre la finestra con le opzioni per disegnare il bordo Scegliere la misura in mils o in mm per disegnare un rettangolo Per altre forme utilizzare il tasto con l icona del lapis In ogni caso il bordo pu essere rivisto nel corso del lavoro Il colore di default per il perimetro del PCB il rosa Se il disegno del perimetro venisse di un colore diverso dopo averlo disegnato premere M11 sopra e scegliere il layer 23 nella finestra che appare 3 3 Cambio di unit di misura Premere il tab F4 Si vede il risultato nella casella in basso a sinistra dove rappresentata la posizione del cursore nel foglio 3 4 Scelta del Layer Facce del circuito stampato Copper bottom la superficie del rame ove vengono stese le tracce Copper Top la superficie della basetta ove sono inseriti i componenti Nella rappresentazione PCB il circuito stampato appare come se fosse trasparente e i componenti saldati sul lato rame appaiono visti da sopra attraverso la basetta Cos le tracce appaiono visibili dal sopra e i componenti SMD disposti sul lato rame come se la basetta fosse trasparente Cos
36. serie di parametri Per i modelli degli altri componenti riferirsi al manuale di SPICE 3F5 Di seguito riportato un esempio di listato per un diodo 1N4148 Dl nl n3 IN4148 riga per assegnare i nodi nl n3 al diodo ste ri T ET il primo nodo sempre l anodo segue la riga che assegna i parametri del 1N4148 al modello MODEL 1N4148 D IS 0 1P RS 16 CJO 2P TT 12N BV 100 IBV 3 867E 10 10 8 Assegnare un modello a un componente primitivo in Target Con l esempio che segue si spiega come assegnare in Target il modello del transistore BC337 40 inizialmente non dotato di modello di simulazione Apriamo la finestra Components facendo M1 sull icona dell amplificatore operazionale In Target components cercare BC337 Nella casella a sinistra accanto alla sigla BC337 fare M2 gt Symbol Package 3D Simulation gt Edit simulation model Alla richiesta di creare una copia USER rispondere Si Nella casella a sinistra accanto a USER fare M2 Si apre la finestra Models for BC337 M1 su Search Si apre una finestra in due sezioni destra e sinistra Nella sezione di destra fare M1 sulla freccia blu e scegliere la ricerca su Google Nella pagina di internet scrivere BC337 nella casella Model Spice e cercarsi il modello es quello fornito da Philips Copiare il listato in un file di testo e salvarlo col nome BC337 Copiare di nuovo il listato tornare nella finestra Simulation model browser e M1 di nuovo sulla freccia blu
37. si modifica solo il nome del componente e nel disegno dello schema elettrico si sostituisce la scritta in alto con Filtro P alto integrato Si sostituisce il sub circuito solo per la rete dei componenti passivi perch quello dell operazionale identico La net list la seguente X Filtri attivi del 2 ordine xXXXXX Rete passa alto XXXXX SUBCKT RetePalto in GND out b PARAMS 10K A 1 0 0 714 Cl 1nF C2 1nF C1 ina C1 98 C2 a Db C1 C3 a out C1 A R1 a GND 1 2 pi f 0 2 1 A C1 R2 b out O A 2 1 A 2 pi C1 ENDS La simulazione AC fornisce il seguente grafico della banda passante TARGET 6 Oscilloscope C Docume A File view Graph calculator 100K Simulation finished X 50K f 993 55m Fig 13 7 La frequenza di taglio a 3dB 0 707 vi accade a 10KHz come da richiesta e il guadagno unitario Per vedere la pendenza della banda passante per bassi valori della frequenza impostare nella analisi AC i seguenti valori Extended gt AC analysis gt Edit gt Start frequency 0 gt End frequency 10KHz gt N freq points 100 Si vede fig 13 8 che a 10KHz il segnale cade a 3dB 0 707 vi e ad una ottava sotto cio a 5KHZ il segnale cade a 0 25 vi essendo un filtro del 2 ordine 99 800m 700m 600m 500m 400m 300m 200m 100m Simulation finished X 4 2K Y 6 7E2m Fig 13 8 I due modul
38. sul conduttore Se non si vuole il collegamento basta passarlo senza click Per inserire un nodo dimenticato scegliere la freccetta accanto alla icona dei collegamenti e selezionare in basso il disegno del nodo 1 14 Simboli di riferimento massa terra Vcc 12V ecc scegliere Components gt Place reference symbol Oppure tasto r Attenzione 5V 12V 12V ecc sono riferimenti che non forniscono una vera tensione al circuito durante una simulazione ma servono solo in disegni complessi per indicare che 12 in quel punto va applicata quella tensione senza stare a effettuare il collegamento con la sorgente di tensione 1 15 Etichette di riferimento per collegamenti Servono a semplificare il disegno sostituendo collegamenti quali alimentazioni ripetitive ed altro con etichette di uscita e di ingresso Esempio uscita di una tensione di alimentazione e ingressi della stessa in vari punti dello schema Selezionare sulla barra alta orizzontale Components gt Place reference symbol Oppure tasto r Scegliere fra Sign IN e Sign out Si apre una finestra in cui sono elencate tutte le possibilit di collegamento Scegliere quella che interessa Ad esempio Vcc Il nome Vcc viene riportato dentro il rettangolo del simbolo Attenzione le etichette di riferimento al pari dei simboli di riferimento non effettuano dei veri collegamenti riconosciuti dalla simulazione Infatti non hanno un modello di simulazione e quindi non sono
39. un componente reale dotato di Package da disegnare sul circuito stampato lo scopo quello di utilizzare il simbolo solo per effettuare la simulazione del progetto cos che a progetto realizzato saremo sicuri che potr essere collegato a quel tipo di batteria senza che nascano problemi di funzionamento Per creare il nuovo simbolo si apre un nuovo progetto M1 su New project gt Project file name gt Batteria M1 su Single sided PCB with schematic gt OK Utilizzando l icona del lapis sulla barra orizzontale disegnare un simbolo come quello di figura e aggiungere i piedini j All IVALUE Fig 12 1 Scrivere l espressione IVALUE richiamando sulla tastiera le virgolette che aprono la finestra del testo Poi nella casella Function al centro in basso scegliere Component value OK Racchiudere con M11 tutto il disegno in un rettangolo Posizionare il puntatore esattamente sulla crocetta del piedino 1 e premere y Ripetere e premere x Si apre la finestra Export Symbol nella colonna di sinistra scegliere Battery Nella sottostante casella Insert component name gt English gt Batteria La casella Package lasciare bianco in quanto vogliamo solo creare un simbolo Component prefix Br Save component Il simbolo stato importato nella libreria My Components Aprendo la finestra dei componenti si dovrebbe ritrovare la voce Batteria Nella finestra a sinistra fare M2 nella riga di Batteria Nella finestra che si apre
40. 13 1 Introduzione 13 2 Filtro audio passa basso del 2 ordine il ri pag 91 13 3 Netlist per modulo di filtro passa basso programmabile pag 92 13 4 Scrittura del sub circuito della rete di componenti passivi pag 93 13 5 Sub circuito dell amplificatore operazionale rerne ee erene pag 94 13 6 Creazione di un nuovo componente Filtro P basso integrato 13 7 Inserimento dei modelli di simulazione nel modulo pag 95 13 8 Collegamento del modulo e collaudo ili iii pag 96 ROMA passa Alto Lila rai pag 98 1 DISEGNO DELLO SCHEMA ELETTRICO 1 1 Abbreviazione del mouse e note preliminari M1 Click sul tasto sinistro M1h Click sul tasto sinistro e mantenere premuto M2 M2h lo stesso ma sul tasto destro M12 entrambi premuti M11 e M22 doppio click Simbologia usata in questo testo per indicare una sequenza di istruzioni Es File gt New Project gt Immettere il nome Significa fare click sulla casella File poi su New Project quindi scrivere il nome nella apposita casella che appare Nota In Target 3001 i decimali sono separati da una virgola Nella simulazione richiesto il punto Per non cadere in confusione usare sempre il punto accettato in entrambi i casi 1 2 Apertura di un nuovo progetto File gt New Project gt Immettere il nome Poi scegliere il tipo di progetto con schema
41. 19 Per effettuare delle correzioni al listato che non funziona M11 gt Change symbols gt Simulation value gt Edit gt Edit gt Edit Show as text Appare il listato precedentemente importato Dei messaggi rossi ci informeranno che il listato errato e in fondo c una sezione Errors che riporta la lista degli errori di sintassi Con M11 su ciascuna appare un quadretto nero sulla riga in cui si trova l errore Possiamo correggere l errore e vedere subito se la correzione giusta SPICE gt Reload Se le correzioni effettuate hanno avuto successo il programma lo segnala In tal caso fare M1 gt SPICE gt Save Il nuovo listato corretto diventa ora operante 2 10 Assegnazione del Livello gt Level 4 Fase Il livello casella Level serve al programma per eseguire la simulazione secondo quanto interessa analizzare del comportamento del componente ad es se si vuole in bassa frequenza LOWFREQ oppure in alta frequenza HIGHFREQ oppure semplicemente in DC se trattasi di un componente attivo ACTIVE ecc Tuttavia ai fini del funzionamento iniziale e in prima istanza si pu lasciare in bianco Con questo passo il procedimento terminato e si chiudono tutte le finestre Il componente stato finalmente dotato del suo modello e pu essere eseguita e provata la simulazione 2 11 Attribuire un modello a un componente di libreria La procedura sopra descritta serve ad attribuire un modello di simulazione ad uno
42. 2 11 0 9 0 36 888888 S5 08 7 62 2 11 5 08 6 99 2 11 0 9 0 36 888888 C4 63 7 62 2 11 5 53 7 62 2 11 0 36 888888 S2 54 7 62 0 1 2 54 7 62 2 0 53 0 36 888888 S2 54 7 62 0 1 2 54 7 62 2 11 0 9 0 36 888888 S2 54 7 62 2 11 2 54 6 99 2 11 0 9 0 36 888888 C2 09 7 62 2 11 2 99 7 62 2 11 0 36 888888 S0 7 62 0 1 0 7 62 2 0 53 0 36 888888 S0 7 62 0 1 0 7 62 2 11 0 9 0 36 888888 0 7 62 2 11 0 6 99 2 11 0 9 0 36 888888 C 0 45 7 62 2 11 0 45 7 62 2 11 0 36 888888 TT0 7 3 3 75 1 5 1 0 TARGET DIL8 123456 42 6 ESPORTARE IMPORTARE LIBRERIE 6 1 Finestra di gestione E possibile esportare librerie personali contenenti componenti creati personalmente o importarli da altre fonti Ad esempio se si cambia computer pu essere utile esportare la Libreria Personale faticosamente creata e importarla nel nuovo computer Oppure pu essere prudente salvare il file di tale libreria e custodirlo da qualche parte sicura Pu essere anche necessario esportare importare solo determinati componenti e non tutti oppure esportare importare alcuni componenti di cui interessa solo il package o solo il disegno dello schema o occorre importare solo alcune caratteristiche di un componente Per queste operazioni esiste una apposita finestra che gestisce l operazione Per accedere a questa finestra occorre aver aperto un progetto Entrare nella finestra dei componenti premendo il tasto Ins della tastiera Nella barra orizzontale in alto selezionare
43. 300 pagine e all inizio manca la voglia di sorbirseli Queste note iniziali scritte per mio uso personale non hanno certo l ambizione di essere esaustive ma servono solo per iniziare a saper leggere i modelli di simulazione scritti da altri e questo gi molto utile Inoltre ci permettono anche di scrivere nostri modelli personali magari semplici e allora queste note diventano sicuramente interessanti Il terzo vantaggio che rendono appassionante il programma di simulazione e stimolano a saperne di pi E a questo punto che ci assale la voglia di sorbirsi il manuale in inglese di cui prima ci mancava lo stimolo 10 2 Il modello di simulazione Il modello di simulazione un listato di istruzioni netlist che vengono interpretate dal programma per simulare lo schema elettrico che ci interessa La prima riga contiene necessariamente il titolo L ultima riga sempre END punto end e informa il programma che la descrizione finita Fra queste due righe ci sono le altre che descrivono chi sono e come sono collegati i componenti dello schema da simulare e assegnano loro un valore Ciascun componente del circuito rappresentato in una sua riga nella quale sono indicati il codice di individuazione i nodi di collegamento e il valore Un asterisco all inizio di una riga indica che trattasi di un commento e non avr effetto sul programma di calcolo Il punto e virgola in una riga rende invisibile al programma tutto quello che
44. DGND Infine trascinare nella casella gialla di destra nodes1 il Pin num 1 di sinistra Quindi si apre la linguetta O e nella finestrella O Model si imserisce O_Default Si raccomanda di seguire alla lettera queste indicazioni Chiudere tutte le finestre e tornare allo schema Inserire una resistenza di carico all uscita del Formatore e provare la simulazione Dovrebbe apparire in uscita la serie di impulsi con la tempistica come programmata 22 2 17 Significato dei tasti del formatore di impulsi La figura seguente quella della finestra del formatore di stimolo nella modalit Visione del segnale tasto dell occhio SPICE STIM editor A ELTE RAAKA out 0 000 2 000m 4 000m 6 000m 8 000m 10 000m Time 455 172u Period 1 Pulse 0 000 Pulse width 1 000m Timegrid Info fig 2 2 Descrizione completa dei tasti e Il primo tasto da sinistra New Delete all signals serve per cancellare una impostazione precedente e iniziarne una nuova e Il tasto del floppy disk serve per salvare la programmazione appena terminata e tornare alla simulazione e Il tasto dell occhio serve per visualizzare lo stimolo generato senza disegnarlo e Il tasto del lapis serve per disegnare lo stimolo Edit e Il tasto del testo attivo solo quando in modalit di impostazione Edit serve a scrivere in formato testo il treno di impulsi da rappresentare Codice di facile intuizione utile ad es per modificare a mano una
45. H Electrical field intensity dB pU m Magnetical field intensity dB pA m Frequency Hz Il grafico riporta in ascisse X la frequenza in scala logaritmica In ordinate Y riporta a sinistra l intensit di campo elettrico E generato dalla traccia espresso in AB uV m 48 a destra l intensit di campo magnetico H espresso in dB uA m Nello stesso grafico sono riportate le linee limite ammesse dalla normativa per i due campi quella verde rappresenta il limite per il campo magnetico e quella marrone il limite per il campo elettrico A seguito del calcolo vengono generate due curve rappresentanti il campo elettrico e quello magnetico generato Per il rispetto delle normative le curve non possono superare i limiti segnati Nell esempio sottostante la curva rossa che rappresenta il campo elettrico generato per ogni valore della frequenza sfiora in un punto a circa 300 MHZ il limite ammesso Il campo magnetico si mantiene sempre al disotto dei limiti massimi RadiationCoupling Limits for the electrical field intensity E Limits for the magnetical field intensity H Electrical field intensity E Magnetical field intensity H Electrical field intensity dB yU m Magnetical field intensity dB pA m Frequency Hz L esempio si riferisce a un segnale di tipo digitale in cui lo spettro di emissione continuo copre un ampio campo di frequenze Infatti un segnale
46. Il programma ora richiede di creare una copia per l utente User del componente scelto Rispondere si e poi ancora si per fare una copia anche del simbolo Si richiede ora se il programma deve disegnare automaticamente un modello estruso dell orma del componente prima disegnata Se non interessa gt No Appare la finestra con in basso lo spazio per scrivere il codice Le coordinate sono espresse in mm decimali sono separati da un punto L asse X rosso rappresenta le ascisse e positivo punta a est negativo a ovest L asse Y verde rappresenta le ordinate Positivo a nord e negativo a sud L asse Z blu positivo punta verso l alto e negativo verso il basso E ortogonale al piano XY Ogni coordinata espressa separata da una virgola in successione x y z Esempi 0 0 0 il puto di origine degli assi sulla superficie superiore della basetta 0 0 0 5 un punto 0 5 mm sopra l origine Gli angoli sono espressi in gradi 0 0 360 Sul piano della basetta gli angoli positivi sono antiorari cio girano dall asse X a Y e nel piano XZ dall asse X all asse Z nel piano YZ dall asse Y allo Z I colori sono definiti da tre byte esadecimali da 0 a FF preceduti da e ciascuno rappresentante l intensit di uno dei tre colori in ordine blu verde rosso A numero maggiore corrisponde intensit di colore minore Esempi FFFFFF bianco 0000FF rosso 00FF00 verde FF0000 blu 000000 nero 888888 colore stagno La si
47. Se tutto ha funzionato appare il messaggio Export was successful 6 4 Esportare tutti i componenti di un gruppo All components from the current search Tradotto Tutti i componenti della attuale ricerca Consente di creare un file in estensione db contenente tutti i componenti di un gruppo per esempio tutti i diodi o tutti i condensatori Occorre selezionare una casella nella finestra dei componenti ad es Components types and groups o Component list ecc e cliccare M1 Poi Import Export gt Export Database gt All components from the current search gt M1 gt Appare una finestra su cui salvare il Database di solito in Documenti Scegliere una cartella di proprio gradimento e salvare indicando il nome della lista nella apposita 43 casella La lista salvata con quel nome in un file con estensione db quindi non apribile per leggerla Se tutto ha funzionato appare il messaggio Export was successful 6 5 Esportare una libreria Component and packages from the list gt Tradotto Componenti e involucri dalla lista gt ad es Libreria personale o altro nome E questa forse l opzione pi ricorrente in quanto serve a esportare ad es su un supporto di memoria estraibile una intera libreria che abbiamo precedentemente creato per poterla poi esportare ad es in un altro computer o conservarla in un supporto di memoria sicuro Supponiamo di aver chiamato questa libreria col nome
48. Sim1 Start value 0 End value 1000 Increment 100 Significa che all interno del campo di variazione della Vce come impostato prima vogliamo far variare la tensione Sim1 da 0 a 1000 V con incrementi di 100 V In questo modo la corrente di base varier da 0 a 1mA con incrementi di 0 1mA OK gt Create Target Cir gt Start simulation Quello che otterremo l immagine di Fig 8 4 Appaiono le note caratteristiche del transistore BJT Partendo dall alto si legge la curva per Ib 1mA poi quella per Ib 0 9 per Ib 0 8 fino alb 0 La funzione Nested letteralmente contenuto l uno dentro l altro ci ha fornito un grado di libert in pi che ci ha consentito di variare anche il parametro Ib inner interno durante la variazione di Vce 56 Gi UN t e n LI x FA Edig View Graph calculator Simulation finished X 1 45 Y 119m Fig 8 4 E possibile anche vedere in uno stesso grafico le caratteristiche di trasferimento Ic Ib e quelle di ingresso Vbe Ib entrambe con Vce come parametro Nella stessa finestra di DC Analysis fare M11 su Probe e selezionare oltre alla corrente di collettore I Q1 1 gi presente anche la Vbe con M2 gt Add gt Voltage against ground Per impostare i nuovi valori gt M1 su DC Analysis gt Edit A sinistra impostare Source VSim1 Start value 0 End value 1000 Increment 100 A destra impostare Source Vsim2 Start value 0 End value 5 Increment 1 Si ottien
49. Sullo schema appare la scritta COMPONENT Poi selezionare Component Value e OK Ora appare la scritta IVALUE A queste due variabili verr poi assegnato durante il lavoro la sigla reale col numero progressivo e il valore del componente 3 Raggruppare tutte le parti disegnate Racchiudere con M1h tutte le parti da raggruppare Poi posizionare il cursore sul punto dove si vuole la crocetta di manipolazione e premere y da sYmbol Le parti sono ora raggruppate 5 Inserimento nella libreria e associazione al package Tasto x da eXport e Racchiudere il simbolo completamente con M1h e premere x Appare la finestra Export Symbol e Selezionare Only own components per assegnarlo alla libreria personale e Scegliere il tipo di componente es Transformer e Inserire i parametri del componente n spire tensione corrente potenza e Inserire il nome del package realizzato prima nel PCB Es EE42x15x12 e Selezionare Manufacturer not clear e Inserire la sigla che si desidera per individuare il componente es Trf e Save component A questo punto la procedura terminata e si pu andare a cercare il componente in libreria Attenzione Per far accettare IComponent name e Value ad un componente ricavato da un altro occorre sempre 1 Nello schema cancellare le parti e le scritte non necessarie del componente origine 2 Racchiudere l intero disegno e premere y per indicare al programma che d
50. Symbol Assegnare alla casella C Default il valore di tensione applicata al condensatore all inizio della simulazione Initial Conditions in genere 0 Completare il pinassignment trascinando i rispettivi valori da sinistra a destra Nella finestra precedente Models for CT inserire il level ANALOG Chiudere tutto 20 2 14 Rappresentazione di segnali digitali Nel caso in cui vengano generati in uscita di circuiti integrati dei segnali digitali la rappresentazione della simulazione si sdoppia automaticamente in due riquadri uno superiore in cui viene rappresentata in un quadro molto stretto la sola uscita digitale il cui nome preceduto dalla lettera D Un riquadro inferiore molto pi alto in cui si rappresentano gli altri segnali Questa rappresentazione pu apparire poco utile in quanto si perdono alcune caratteristiche del segnale digitale quale la sua ampiezza e la sua forma le quali nella rappresentazione digitale appaiono come stilizzate Per evitare questa rappresentazione sdoppiata e vedere il segnale digitale di uscita come realmente basta inserire una resistenza di carico di valore adeguato es TTL 1K C Mos 10K sull uscita digitale Occorre poi ri controllare i nomi dei collegamenti nello schema elettrico e riadattarli nella casella Edit Selection della finestra di Simulazione Quindi far ripartire la simulazione Il quadro ora non pi sdoppiato e il segnale
51. TARGET 3001 V16 Software integrato di progettazione Manuale 400 Autore Paolo Pacini 2 Edizione Settembre 2013 PREFAZIONE Questo manuale la seconda edizione di uno precedente scritto inizialmente per uso personale dal sottoscritto un utente come tanti che poi vista la buona riuscita ha deciso di divulgarlo in modo che altri ne possano usufruire E infatti esperienza comune che specialmente all inizio chi si avvicina a un nuovo programma di una certa complessit come questo trovi difficolt a proseguire nello studio specialmente se scritto in altra lingua e spesso abbandona per insufficiente perseveranza Un manuale gi scritto nella propria lingua poco prolisso ma diretto al punto pu essere senz altro un valido aiuto per non abbandonare la prosecuzione dell apprendimento ed arrivare al termine con la soddisfazione di essersi impadroniti di un nuovo potente strumento di lavoro Il manuale inoltre offre la possibilit di rinfrescare con una immediata consultazione quello che appreso in precedenza si nel frattempo gi dimenticato Il manuale suddiviso in 13 capitoli di cui 7 si riferiscono ciascuno ad una specifica funzione che TARGET 3001 in grado di svolgere Disegno dello schema Simulazione Disegno dl PCB ecc Gli altri capitoli sono complementi e Appendici L accesso ad ogni argomento immediato basta selezionarlo nell indice all interno del capitolo di appartenenza e c
52. VA In questo modo il programma assegna automaticamente a VA quanto scritto nella precedente finestra Value 2 4 Iniziare la simulazione e Selezionare l icona con la bacchetta magica sulla barra orizzontale poi scegliere l icona con le sinusoidi Oppure e Selezionare l opzione Actions sulla barra orizzontale e scegliere Start simulation Oppure e Premere semplicemente il tasto F9 Si apre la finestra della simulazione Scegliere prima la durata della simulazione nella casella seconds es 10m cio 10 ms poi premere il tasto di start Appaiono tutte le forme d onda del circuito Premere il tasto View gt Show none per oscurarle tutte per poi selezionare con una spunta sul quadratino solo quelle che interessano Per modificare i valori degli assi sia verticale che orizzontale del grafico andare su View gt Zoom e selezionare Per una selezione preventiva dei soli segnali che interessa vedere nella finestra iniziale Simulation scegliere Select particolar voltages and currents a destra della finestra Nella parte inferiore della finestra bianca che appare fare click destro M2 e premere add Appare la finestra Simulation probe Scegliere Voltage against ground tensione riferita a massa Sul disegno dello schema elettrico appare il simbolo della tensione V che va posizionato sul conduttore che interessa Fare click M1 Infine Back to the probe per continuare click sul quadratino del sim
53. a Se si vuole un ponte sul lato componenti Top layer 16 fare doppio click M11 sopra la traccia del ponte e scegliere il layer nella finestra che appare Change track 3 14 Funzione Autorouter Usarlo per uno sbroglio iniziale poi modificare al meglio dopo l auto stesura Occorre che prima siano stati piazzati i componenti Percorso Actions gt Hybrid autorouter Si apre una finestra di dialogo con tre linguette Per scegliere la larghezza delle tracce linguetta Signals e Click su Minimum track width Nella casella inserire la larghezza minima delle tracce in mils Per scegliere su quali layers lato faccia o strato stendere le tracce fare M1 sulla linguetta Route Layers A sinistra si sceglie il lato a destra si seleziona Se non si vuole tracce su quello strato M1 su s blocked for all signals Per cancellare tutte le trace auto disegnate prima fare M1 su Actions gt Autorouter gt Delete all tracks routed automatically Durante l operazione di Autorouter si apre una finestra ove un recipiente a sinistra si colora di verde e uno a destra si svuota di rosso Solo se il recipiente si completamente svuotato di rosso l operazione ha avuto buon esito Se rimane del rosso vi qualche traccia non eseguita ed necessario o modificare la posizione di alcuni componenti o usare due layers anzich uno solo cio PCB doppia faccia anzich monofaccia oppure anche pi layers Attenzione E possibile che alcune trac
54. a massa direttamente o tramite resistenza di alto valore 11 13 Simulazione di trasformatore reale in bassa frequenza La simulazione di cui sopra rappresenta il trasformatore ideale con accoppiamento perfetto cio senza flusso disperso Per realizzare un modello che tiene conto del flusso disperso e delle perdite occorre riferirsi al circuito equivalente completo che introduce i componenti dissipativi rappresentativi di dette perdite e le reattanze induttive per simulare l effetto del flusso magnetico disperso Si fa riferimento al circuito equivalente di fig 11 8 che qui si riporta per comodit e con i nodi che serviranno nel sub circuito Fig 11 10 Il listato del modello che simula il circuito equivalente di fig 11 10 il seguente KKKKXKXXXXXXXXXX Trasformatore reale XKKKKKK Xx con flusso disperso perdite nel nucleo SUBCKT Xfrm P1 P2 S1 S2 PARAMS Np 300 Ns 30 Rsp 100 Resistenza in serie a prim E dovuta alla res del conduttore Lsp 30n Induttanza in serie a prim ji dovuta al flusso disperso primario Lm 20H Induttanza di magnetizzazione Rfe 50K Resist in parall dovuta X a perdite nel ferro Rss 1 Resist in serie a second Lss 20n Indutt in serie a secondario Gi dovuta a flusso disperso secondario KKKAKKKAKAKAx Primario Lsp P1 nl Lsp 82 Rsp nl n2 Rsp Lm n2 P2 Lm Rfe n2 P2 Rfe XXXXX X
55. a basso del secondo ordine cio con frequenza di taglio a 3 dB e decadimento di 12 dB per ottava Ci vuol dire che salendo di una ottava dalla frequenza di taglio cio salendo al doppio della frequenza di taglio 1 ottava 2 volte la frequenza di riferimento il segnale di uscita si attenua a 12 dB cio se in ingresso applicato 1V e il guadagno dello stadio 1 in uscita dopo una ottava il segnale cade a 0 25V Con i valori assegnati ai componenti passivi dello schema si ottiene un filtro passa basso del 2 ordine con frequenza di taglio ft 10 KHz e guadagno dello stadio A 1 Brevemente con il seguente esempio si forniscono la procedura e le formule di progetto Si fissa la frequenza di taglio ft 10KHz il guadagno A 1 il fattore di merito Q 0 714 e imponiamo C2 1nF 91 Si calcolano R3 R2 R1 C1 con le seguenti formule ove le resistenze sono in KQ e le capacit i nF 3 10 R3 R3 A Rie R2 RI 1 402 0 A 1 107 4 7 ft Q C2 A 1 A i Eseguendo i calcoli si ottengono i valori assegnati nello schema Se disegnamo questo circuito e lo simuliamo in Extended gt AC Analysis otterremo una risposta in frequenza come in fig 13 2 05 GET LAT ane T Noci x NS Edit view Graph calculator Simulation finished X 9 1K Y 980 65m Fig 13 2 Come richiesto il guadagno per frequenze basse unitario la frequenza di taglio misurata a 3 dB cio ove il segnale cade a 0 707 10KHz e il segnale un
56. a blu di destra gt Reload from gt Clipboard Deve apparire il nome RetePbasso preceduta da una casellina grigia Se fosse rossa ci sarebbero degli errori M1 gt mport Il modello viene acquisito in libreria e passa nel riquadro di sinistra Vi saranno messaggi vari di refresh da accettare Il primo sub circuito stato sistemato Per quello dello LM358 controllare che sia presente scorrendo la lista nello stesso riquadro di sinistra L inserimento dei due sub circuiti nel modulo avviene con M1 su Select gt Device list gt Add gt icona del sub circuito Device sub circuit della lista dei Modelcards Cercare nella casella Subcircuit il nome RetePbasso e fare M1 Poi M1 su Pinassignment e si eseguono i collegamenti tra i piedini numerati del modulo e i nodi della rete per trascinamento da sinistra a destra La corrispondenza la seguente Piedini del modulo gt Nodi del listato in GND out b SUMDIN Salvare gt OK 95 E giunto il momento di inserire il modello dell operazionale LM358 Tornare nella finestra Model as a list of submodels gt Add gt Device subcircuit gt cercare LM358 e fare M1 Poi M1 su pinassignment Eseguire i collegamenti come fatto prima seguendo la corrispondenza seguente Nodi dello schema elettrico Assegnazione Nome N pin schema Nodi gt Modello LM358 b 1 7 gt 1 Ingresso non invertente In 2 1 gt 2 Ingresso invertente Inv 3 4 gt 3 Vp alimentazione Vp 4 6 gt 4
57. a loro Se si apre la finestra Components si trovano in alto a sinistra tre linguette Search Component types and groups e Component list Apriamo Component list e troviamo varie liste di componenti Recently used components User components New components ecc Queste liste di componenti che selezionano e distinguono separatamente la totalit dei componenti sono state create per facilitare e velocizzare la ricerca di un componente ma servono anche per comprendere il significato e riconoscere ciascuna di queste liste Se ad es ci occorre un componente che ci ricordiamo di aver utilizzato di recente invece di andarlo a cercare di nuovo nelle librerie generali con grande dispendio di tempo ci conviene aprire la sola lista Recently used components scorrerla e trovare subito quel componente Tornando alla descrizione delle liste parliamo subito della spunta My component che spesso mettiamo su un componente della libreria di Target per evidenziarlo Questa spunta non crea nessuna lista serve soltanto per indicare che abbiamo identificato nella lista di Target un componente di nostro interesse che potremo ritrovare in seguito Su questo componente non potremo fare nessuna modifica o personalizzazione in quanto proibito modificare i componenti di Target Se vogliamo modificarlo e in qualche modo farlo nostro occorre prima crearne una copia facendo M2 sulla casella del componente e selezionando Create copy of XXX Poi faremo M2 sulla copia
58. a nero e la crocetta nera Successivamente disegnare la figura in 3D del componente e salvare Vedi cap 5 Per trasferire sul lato rame il nuovo componente SMD fare click sulla crocetta Selezionare Edit sulla barra orizzontale alta Click su Mirror flip horizzontally oppure 34 click sulla crocetta e tasto m Il componente passa sul lato rame Verificare con l immagine del PCB finito in 3D che tutto sia a posto 4 5 Creazione di un nuovo circuito integrato ancora non presente in libreria RU PUNLA 10 Procurarsi un campione fisico o il data sheet del circuito integrato Aprire un nuovo progetto PCB with schematic Selezionare la griglia pi adatta es 25 mils a punti Selezionare il layer 21 click sulla casella 21 nella barra verticale Nel caso di componente SMD il layer il n 7 Disegnare un rettangolo centrato sulla croce tratteggiata del foglio seguendo le misure del package del data sheet del CI Sul lato verticale sinistro inserire la chiave del package cio un semicircoletto o una V orizzontale selezionare il lato sinistro verticale fare M2 e Insert corner Piazzare le piazzole Selezionare il simbolo della matita sulla barra orizzontale e poi quello della piazzola Premere o per le opzioni e selezionare Fra queste scegliere il layer 100 che comprende tutti i layers Per gli SMD scegliere il layer di deposizione 2 Posizionare le piazzole premendo il tasto 1 Una volta depos
59. ale alcuni componenti dissipativi che simulano le perdite esistenti in quello reale Il simbolo del trasformatore ideale il seguente I o 8 l gt Fig 11 7 due semicerchi che si intersecano rappresentano il simbolo che svolge la funzione di trasformazione delle tensioni e delle correnti L induttore L1 simula l induttanza di magnetizzazione cio l induttanza offerta dall avvolgimento primario a secondario aperto In questa situazione il trasformatore richiama solo la corrente im in quadratura con la tensione al primario quindi senza assorbimento di potenza Quando al secondario viene collegata una resistenza di carico circola in essa una corrente i che viene trasferita dal trasformatore ideale al primario con ampiezza i e in fase con la tensione al primario Si definisce rapporto di trasformazione il rapporto n Ns Np Il trasformatore ideale svolge due funzioni e la tensione trasformata al secondario e2 n e e nel primario indotta una corrente i n iz 11 11 Circuito equivalente del trasformatore reale Per tener conto delle perdite che inevitabilmente riguardano un trasformatore reale occorre inserire nello schema equivalente di quello ideale gli elementi dissipativi che simulano tali perdite Le perdite si suddividono in perdite nel rame perdite per flusso disperso e perdite nel ferro Le perdite nel rame sono quelle dovute alla resistenza galvanica misurabile con un ohmetro
60. alore di default va bene come lasciare la scritta Default e Oltre alle righe di dichiarazione dei componenti nel listato di un sub circuito seguono le dichiarazioni delle sorgenti e le istruzioni come ad es MODEL descrittive delle caratteristiche di componenti primitivi a stato solido precedentemente gi dichiarati Per altre istruzioni si rimanda al manuale originale e L ordine con cui vengono inserite le righe dopo PARAMS libero 66 e ENDS obbligatoriamente l ultima riga e informa il programma che la descrizione del sub circuito terminata Quando il sub circuito inserito in un altro sub circuito occorre far seguire a ENDS il nome del sub circuito che finito Se non inserito in altro sub circuito non necessario aggiungere il nome dopo ends 10 18 Esempio di sub circuito simulazione di un trasformatore SUBCKT TRASFALIM 1 2 3 4 PARAMS Np 300 Ns 30 Rp 100K Rs 1 E 5 4 1 2 Ns Np F 1 2 VM Ns Np VM 5 6 0 Rp 1 2 Rp Rs 6 3 Rs ENDS Spiegazione Dopo SUBCKT segue il nome TRASFALIM e i 4 terminali 1 2 3 4 PARAMS senza il punto iniziale ma con dopo informa che vengono dichiarati i parametri Np Ns Rp Rs e viene loro assegnato un valore provvisorio di default Nelle righe successive sono riportate tre sorgenti le prime due E F dipendenti e la terza Vm indipendente E 5 4 1 2 Ns Np tensione ai terminali 5 4 al secondario proporzionale a quella ai nodi 1 2 al primario I
61. altre tensioni e correnti pilota La dipendenza pu essere lineare ma prevista anche una dipendenza non lineare Tutte queste sorgenti sono gi riportate nella lista dei modelli primitivi di Target menzionata prima ed interessante andarla a scorrere voce per voce modelli in Target permettono all utente di importarli nello schema da simulare e di assegnare loro i valori richiesti 10 10 Esempio di assegnazione dei parametri ad una sorgente Ad es per importare una sorgente sinusoidale M11 sull icona delle sorgenti nella barra verticale a destra nella lista Components Si apre la finestra Components e a sinistra appare la finestrella Components name che riporta vari tipi di sorgenti Scegliere quella sinusoidale e importarla Per assegnarle i valori che ci interessano M11 gt Simulation Value gt Edit Appaiono tutti i parametri da personalizzare La lista verticale di sinistra riservata ai parametri necessari per fare una simulazione AC Questa simulazione riporta in un grafico l ampiezza in funzione della frequenza dell uscita del circuito sotto esame Il segnale sinusoidale in entrata ha una ampiezza come specificata nella casella AC magnitude vedi 8 7 Per tutti gli altri casi lasciare a zero Nella colonna centrale si richiede il valore di VO che rappresenta una eventuale componente continua della sinusoide Se si vuole una sinusoide simmetrica all asse delle ascisse inserire 0 Nella casella VA viene riportata l am
62. apparire l immagine sottostante fig 13 6 identica alla 13 2 a conferma che abbiamo realizzato un modulo corretto TARGET 300 cun E 313 Edit view Graph calculator Fig 13 6 Possiamo anche provare a cambiare i parametri che lo governano quali la banda passante e il guadagno Fare M11 sul modello poi Simulation value gt Edit gt M11 su Device subcircuit ModPbasso Impostare i nuovi valori sostituendo quelli di default 97 13 9 Modulo di filtro passa alto Se siamo soddisfatti di quanto fatto finora possiamo anche realizzare facilmente un modulo di filtro passa alto Sono forniti di seguito lo schema elettrico e le formule di progetto out ss 69 lla J 0E SH _k Sim2 1 IC1p in 4 C2 blin rogzcn cor VOC po S de t AE D i Do 1nF 1nF E ea e TL082CN we n AS MI a HS NA da Be 12 GND GND GND i P si Fig 13 6 3 10 DIA CI RI QA 2 C2 C1 C3 1 poso A 403 i det 2refci Capacit espresse in nF e resistenze in Kohm Per il progetto si fissa la frequenza di taglio f 10K il guadagno A 1 la cifra di merito Q 0 714 e si fissa arbitrariamente C1 1nF Possiamo quindi passare alla simulazione prima di tipo standard poi Extended e visualizzare la risposta in funzione della frequenza Per creare un modulo di filtro passa alto come nel caso precedente si fa copia del componente Filtro Pbasso integrato e
63. artono tutte le operazioni della procedura per l assegnazione del modello di simulazione che si svolge nelle seguenti fasi 2 7 Ricerca gt Search 1 Fase ricerca del modello Click su Search Appare la finestra Simulation model Browser divisa in due pannelli A destra appare un cartello giallo che dice che si pu importare un modello o cercandolo su Google o cercandolo su file gi creati appositamente o testi copiati in clipboard Scegliamo ad esempio di cercare tramite Google Fare click sulla freccia blu del pannello di destra si presenta l alternativa Reload from e Search by Google Scegliamo la seconda opzione Veniamo automaticamente messi in collegamento su Internet La pagina che appare Search a Spice model by Google Nella finestra model Spice aggiungere la sigla del componente es 1N4007 Questo serve a restringere la ricerca al solo componente e non ad un tipo generico Premere Search Entriamo in Google e qui tocca a noi trovare il modello Se si trova consiglio di copiare i dati originali in un file txt che avremo appositamente creato col nome del componente e salvarlo nella cartella superiore che chiameremo ad es Spice Models o nella nostra bella lingua Modelli di simulazione Si torna alla finestra Simulation model browers con i due riquadri destro e sinistro Nel riquadro destro fare click sulla freccia blu e scegliere Reload from gt Files with Pspice models gt C
64. asformatore reale in alta frequenza Il circuito equivalente sopra esaminato valido quando il trasformatore utilizzato con frequenze basse Quando si vuole utilizzare con frequenze elevate oltre a aumentare le resistenze galvaniche del conduttore per l effetto pelle e per quello di prossimit occorre valutare anche le capacit distribuite tra le spire del conduttore sia primario Cp che secondario Cs e quelle tra avvolgimento e avvolgimento Cps Il circuito equivalente per alte frequenze il seguente fig 11 11 La differenza dello schema rispetto al circuito equivalente per bassa frequenza sta solo nella introduzione delle tre capacit Cpp Cps Css Cps Vp P2 Fig 11 1 Il relativo modello di simulazione XKKXXXXXX Modello di Trasformatore per HP XXXXX con flusso disperso perdite nel nucleo xX SUBCKT Xfrmcompleto P1 P2 S1 S2 PARAMS Np 300 Ns 30 Rsp 100 Lsp 30n Lm 20H Rm 50K Rss 1 Lss 20n Cp 2pF Capacit parassite primario Cps 10pF Capacit parass prim second KKAKKAKKAAKAKA Primario Lsp P1 nl Lsp Rsp nl n2 Rsp Lm n2 P2 Lm Rm n2 P2 Rm Cp n2 P2 Cpp Cps n2 n3 Cps F n2 P2 Vms Ns Np Corrente nel primario XXXXXXX Secondario E n4 S2 n2 P2 Ns Np Tensione al second comandata Vms n4 n3 0 Tensione nulla serve per misurare la corrente Rss n3 n5 Rss Resist serie secondario T i Lss S1 n5 Lss Indutt in serie secondario
65. ati dagli audiofili Quando l argomento x negativo la funzione nulla Quando positivo la funzione uguale al valore dell argomento In un diagramma cartesiano per x negativo zero mentre per x gt 0 rappresentato da una retta uscente dall origine e inclinata di 45 rispetto alle ascisse Questa funzione opportunamente modificata serve egregiamente per rappresentare la caratteristica ad es di un diodo a vuoto di un triodo di un pentodo ed altri dispositivi pi moderni Funzione u gradino unitario Il valore della funzione uno per t gt to E zero per t lt to 10 16 Sub circuiti Fino ad ora abbiamo conosciuto solo i componenti primitivi Esistono per molti altri componenti che non sono compresi tra i primitivi Per simularli occorre creare dei circuiti appositi realizzati con pi componenti primitivi racchiusi in un contenitore ideale con terminali di ingresso e uscita che andranno collegati allo schema elettrico esterno Creeremo cos una macro che verr letta dal programma come un nuovo componente e sar eseguita secondo le istruzioni riportate nel modello Le istruzioni iniziano con SUBCKT punto subckt che informa il programma che iniziano le istruzioni del sub circuito Segue il nome che abbiamo assegnato al sub circuito 65 Seguono i numeri o lettere che indicano i nodi assegnati al sub circuito che andranno collegati ai terminali dello schema elettrico PARAMS informa il progra
66. bolo Per attivare la selezione M2 e click nella casellina rispettiva di Show immediately 17 2 5 Possibili cause di mancato funzionamento Assicurarsi che tutti i componenti siano effettivamente collegati Provare a spostarli con il mouse gli elastici dovrebbero seguire gli estremi del componente Se dopo aver lanciato la simulazione all oscilloscopio appare uno schermo nero controllare la base dei tempi e le unit di misura ad es s invece di m oppure se in View vi sono dei segnali pre selezionati cancellarli e visualizzare quelli che interessano Quando si imposta la tensione della sorgente sinusoidale non selezionare Value che non ha effetto ma scegliere Simulation value gt Edit gt e impostare VA 2 6 Assegnare ad un componente un modello di simulazione La maggior parte dei componenti non ha un modello di simulazione gi assegnato in libreria Per assegnare ad un componente un modello di simulazione operare come segue Fare due volte click M11 sul simbolo del componente gi riportato nello schema appare la finestra Change symbol e a volte una finestra sovrapposta con un messaggio di warning che ci avvisa che la libreria non dispone di un modello per quel componente Click su OK I understand the message Click su Simulation values Appare la finestra Models for X1 2 numerazione progressiva di quel componente Questa la finestra base di smistamento da cui p
67. ca del modello Segue un gruppo Circuit di tre icone corto circuito insiemi di sub circuiti e sub circuiti Infine segue il gruppo dei Primitive models cio la lista di tutti i modelli primitivi disponibili Se il componente appartiene a questa lista scorrerla e fare M1 sull icona corrispondente Appare la lista dei parametri di default Nella casella Modelcard cercare il nome del modello che abbiamo precedentemente importato e selezionarlo Immediatamente i valori di default vengono sostituiti da quelli specifici Poi occorre passare alla casella Pinassignment che consente di collegare i terminali del modello a quelli del componente Per un Subcircuit si fa M1 sull icona Device subcircuit e si seleziona il nome assegnato al subcircuito fra quelli riportati nella casella Subcircuit dati vengono ora automaticamente caricati Poi occorre passare alla casella Pinassignment che consente di collegare i terminali del componente rappresentato nello schema elettrico agli ingressi uscite del sub circuito Nel listato del modello in alto spiegata la chiave di collegamento a volte non molto chiaramente Per circuiti integrati multipli o componenti attivi multipli Es operazionale multiplo circuito integrato digitale contenente 6 inverter o 4 AND o valvola doppio triodo ECC81 tutti contengono al loro interno pi stadi uguali Per questi si usa il modello Device List terzo dall alto che contiene al suo interno una
68. ce non vengano disegnate specialmente in zone anguste perch la loro aura troppo larga e non lo consente Ridurre laura della traccia selezionare la traccia con M11 premere o e ridurre l aura 3 15 Groundplanes E il riempimento di massa steso sul lato rame del PCB Si usa come schermo nelle realizzazioni in alta frequenza e Actions gt Groundplanes gt Generate PCB groundplane oppure e Icona della bacchetta magica e poi quella rossa con la traccia Per riempire le piazzole di terra selezionare pad con una crocetta nel pannello che definisce le caratteristiche del groundplane 28 3 16 Inserire un testo sul PCB Premere sulla tastiera il tasto delle doppie virgolette Appare una finestra con tutte le opzioni Se interessano simboli speciali scegliere un numero ANSI corrispondente nella finestrella Ansi extra character Accanto appare in chiaro il simbolo e la freccetta permette di inserirlo nel testo che si sta scrivendo Per scegliere il layer ove scrivere selezionare la finestrella Layer e selezionare il numero corrispondente Es lato rame 2 3 17 Evidenziare il percorso di una traccia Highlight Questa funzione utile quando a lavoro finito occorre controllare la correttezza dei collegamenti Occorre premettere che se il progetto prevede uno schema elettrico e un PCB le tracce nel PCB corrispondono automaticamente a quelle dello schema senza possibilit di errore Tuttavia per controllare personalme
69. che le alimentazioni Con M1h Premere x per esportare il simbolo in libreria Appare Export component into library Selezionare New library per creare la libreria personale Aggiungere la sigla del nuovo circuito integrato e OK Appare Prefix and proposal for the package Selezionare IC nella casella Prefix e assegnare la proposta es DIL8 Premere OK La creazione del nuovo IC finita Controllare nella libreria il risultato Per circuiti integrati logici con vari ingressi occorre una procedura particolare da leggere nel sito apposito 4 7 Circuito integrato contenente pi stadi uguali l Aprire la pagina dello schema in un nuovo progetto Disegnare con l icona della matita tante figure geometriche rappresentanti ciascuno uno stadio Per esempio per un amplificatore operazionale con 4 stadi uguali disegnare 4 triangoli Per velocizzare loperazione e disegnare i triangoli con le stesse misure disegnare il primo e poi copiare da questo Edit gt Copy tutti gli altri Edit Paste Con il tasto1 deporre tutti i terminali pin degli stadi eccezion fatta per i terminali della alimentazione comune Se si vuole si pu sostituire alle scritte Pin1 Pin2 dei terminali le sigle delle singole funzioni ad es in in out oppure cancellare Pin1 Pin2 Per questa operazione fare M11 sulla scritta del pin poi Change text gt Content gt scrivere la sigla es in in out Poi OK Inserire la croce
70. ciascuno nella giusta posizione sul simbolo Assegnare un nome e un valore al componente posizionare il cursore ove si vuole la scritta Click su Selezionare ITIOMPONENT NAME poi OK e di nuovo COMPONENT VALUE Cancellare provvisoriamente i piedini di alimentazione Vcc e GND che verranno assegnati a parte Racchiudere completamente il disegno con un rettangolo tramite M1h posizionare il cursore nel punto ove si vuole la crocetta Premere il tasto y Ora tutti gli elementi del disegno sono assemblati per permettere di esportarli in libreria 35 10 Piedini di alimentazione Disporre i due piedini come riportato in figura uno sopra e uno sotto Premere il tasto per assegnare un nome al componente come fatto per il circuito 1 COMPONENT 11 12 13 14 15 16 17 18 19 II nome dei piedini Vcc e GND pu essere cancellato con la funzione Delete Racchiudere in un rettangolo i piedini tramite M1h Poi posizionare il puntatore nel centro Premere il tasto y per piazzare la crocetta M11 sulla crocetta per aprire la finestra di dialogo Change Symbol Nella finestra Symbol number mettere 2 per significare due liste una per le funzioni logiche del C I e una per l alimentazione Suffix p per power supply Insert Extra insert as Rest vuol dire inserimento a parte con la funzione Rest of the component Ora raccogliere con un rettangolo sia lo schema del circuito integrato
71. de una serie di controlli da attivare con una spunta poi gt Check Comunque prima di eseguire questa funzione bene aver effettuato il controllo REO 3 24 Disegno di pannelli di alluminio Una volta disegnato il circuito stampato possibile disegnare pannelli di alluminio per frontalini di armadietti o in genere di contenitori del progetto che si sta realizzando Si apre un nuovo progetto New project gt Aluminium front panel gt OK Appare una finestra che richiede larghezza altezza spessore del pannello gt Generate Front Panel Appare il pannello con le misure richieste A sinistra c una colonna con tutte le icone rappresentanti disegni di forature consuete e altre possibilit tutte facilmente intuibili Le scritte possono essere stampate T sopra Imprinted o incise T sotto Engraved con ampia scelta di caratteri 30 TARGET 3001 V16 professional 1 Front Panel NEW T3001 Settings Hel Generate front panel The following layers are created Layer for front panel milling Layer for front panel documentation Layer for front panel lettering Layer for front panel engraving OD0O0 kE The front panel shall have the following dimensions Width Height 3937 01 mil x 314961 mil 9 Thickness 2 mm O e e T T sa 1 mil 1thou 1 1000 0 0254 mm a 72 The contour of the frontpanel can be edited freely later on 19 Frontpanel 483 mm
72. del componente SMD saldato sul lato rame si vede la superficie di sotto Pertanto attenzione alle polarit Controllare dopo con l utile visione 3D che il componente sia collegato nel modo giusto Per la scelta del layer ove stendere le tracce sulla barra verticale a destra selezionare Layers gt Layer for tracks e nella finestra che appare selezionare il layer Layer 2 per il lato rame o layer 16 per il lato componenti Sulla barra orizzontale al centro circa ci sono dei rettangolini colorati col numero dentro il primo che appare un p distanziato dagli altri verso sinistra il layer selezionato Quelli a destra sono quelli usati di recente Inoltre sempre sulla barra orizzontale c un icona col simbolo dei layers sovrapposti M1 Apre una finestra con tutte le opzioni esposte in modo chiaro 3 5 Posizionamento dei componenti Packages sul PCB Autoplacer Posizionamento a mano Soluzione preferibile perch i componenti vengono disposti con un ordine razionale scelto dall operatore motivi di questa scelta sono 1 problemi di spazio e conseguente ottimale posizionamento dei componenti ingombranti 2 rispecchiare lo schema elettrico per facilitare la localizzazione delle funzioni 3 criteri che evitino reciproche influenze e accoppiamenti EMC 4 Criteri per un miglior smaltimento del calore e per evitare di concentrare componenti che sviluppano calore e creare zone in cui vi accumulo di calore e conseg
73. densatore e di corrente per l induttanza al momento dell inizio della simulazione Di default vale zero Se si lascia in bianco vale 0 Di seguito sono riportate le tabelle esplicative con esempi di scrittura di ogni riga 60 10 6 Componenti passivi Componente _ Sigla Sintassi di scrittura Esempi Resistenza R_ RX n1 n2 valore R1 1 i Condensatore C CX al b2 valore c Cps a 25p IC 3V Induttore L fLx 1 2 Valore Ton IC 11mA nor KE Kx Ly Lz Valore a coeff i L2 0 999 accoppiato di accoppiamento 0 lt K lt 1 Con X si intende uno o pi caratteri alfanumerici maiuscoli o minuscoli 10 7 Diodi e componenti attivi a stato solido Componente Sigla Sintassi di scrittura Esempi _________ Fi ee Dr n2 n3 Drev Qa n1 n2 n3 BC547 e e Nd RS Ns Nome RE n1 n3 J310 e a L d s JM1 iaa Lie Nd Ng Ns Nb Nome M13 2 3 5 2 IRF830 Nb il terminale del substrato Di solito coincide con il drain La scrittura del listato di cui sono stati dati alcuni esempi ha solo lo scopo di informare il programma che i dispositivi D Q J ecc sono collegati ai nodi indicati ma non sono ancora stati assegnati i parametri specifici di ogni dispositivo Per i componenti passivi basta assegnare loro il valore numerico Per quelli attivi dopo aver scritto le righe informative dei nodi bisogna aggiungere le righe dei parametri Quindi nel listato vengono aggiunte le righe seguenti Cominciano sempre con MODEL punto model per
74. e il grafico di fig 8 5 in cui in ascisse riportata la corrente di base che varia nel campo da 0 a 1K ovvero da 0 a 1MA ove 1K corrisponde a 1mA In ordinate sono rappresentate in verde la tensione Vbe nel campo 0 900mvV e in rosso la lc nel campo 0 900mA M1 su View ed escludere o luna o l altra per vederne una sola Editg View Graph calculator 900m 800m 700m Simulation finished X 517 24 7 5E2m Fig 8 5 57 9 APPENDICE A Funzione dei caratteri della tastiera in li io fogli imi i 0 Circle fit Disegna un cerchio pieno O Cntr 3 4 Cntr 4 Poligon Disegna un poligono S c Displace move M1 su oggetto e d gt Muove l oggetto M1 su linea curva arco poi g gt Piega stretta trascina L m Shift m n y Merge to symbol____ Raggruppa gli elementi selezionati con M1h in un unico simbolo Enter Text Apre la finestra delle opzioni del testo e inserisce M1 su OK Node _________ Nelloschemametteunnodo Nel PCB gt traccia gt via cambia layer___ 58 10 APPENDICE B SPICE 3F5 e TARGET 10 1 Introduzione Il programma di simulazione adottato da Target SPICE 3F5 che rappresenta l ultima versione del programma originale edito dalla Universit di Berkeleys in California TARGET legge anche simulazione scritta in PSPICE Esistono nel web i manuali 3F5 solo in lingua inglese per quanto di mia conoscenza ma necessariamente sono lunghi almeno
75. e misurare una distanza e Icona della bacchetta magica gt Icona del righello oppure e Posizionarsi sul punto di partenza Tasto u della tastiera M1 sulla destinazione spostare il mouse e M1 Appare una finestrella con la misura 3 21 Calcolo delle spaziature e delle geometrie dei conduttori e max correnti ammesse Premendo Help nella barra alta orizzontale le prime 4 righe aprono una finestra Tools che calcola e fornisce come risultato le seguenti utili risposte e Codice dei colori di resistenze condensatori di varie fogge e dimensioni e La distanza di isolamento tra le tracce in funzione della tensione applicata per evitare archi e La resistenza delle tracce in base alle loro geometrie 29 e La corrente massima consigliata in funzione dello spessore dei conduttori sia tracce del PCB che conduttori di rame tondi pieni risultati calcolati dal programma si riferiscono a correnti continue o lentamente variabili nel tempo non viene cio considerato l effetto pelle le capacit e le induttanze distribuite nelle tracce Note Engineering s esprime le grandezze nel sistema MKS metro kilo secondo Ad es per le capacit se la casella selezionata sono espresse in Farad Se non selezionata in pF L espressione with without solder stop significa con o senza vernice protettiva Si noti l importanza dell effetto 3 22 Visione in 3D del PCB finito Premere il tasto 3D nell icona in alto a destra sulla ba
76. el PCB M1 e tasto m funzione specchio mirror 3 6 Copiare un oggetto M1 sul componente Icona del taccuino con la freccia che entra sulla barra orizzontale alta Per rilasciare la copia usare il taccuino con la freccia uscente 3 7 Piazzole pads Per posizionare le piazzole scegliere Elements sulla barra orizzontale e poi Place pad Oppure premere semplicemente il tasto 1 della tastiera Per cambiare la forma e le dimensioni M11 sulla piazzola e rispondere alla domande della finestra che si apre 3 8 Scelta del layer per disegnare una traccia Sulla barra orizzontale al centro destra ci sono una fila di quadratini colorati con un numero interno rappresentante un layer Per disegnare una traccia in un dato layer selezionarlo con un click Il simbolo si sposta all inizio della fila Si pu ora deporre una traccia in quel layer Per passare con una traccia da un lato all altro del PCB tramite un via metallizzazione passante in un foro da un lato all altro premere il tasto del punto poi M1 Si pu cambiare il layer su cui si vuole stendere una traccia tramite due punti Si apre una finestrella che offre tre possibilit cambiare layer senza via con apertura di finestra di dialogo e scelta oppure con traccia su tutti i layers 3 9 Tracce e tasto 2 della tastiera oppure e icona sulla barra orizzontale col disegno in rosso e blu delle tracce oppure e Elements gt Draw track 3 10 Cambiare larghe
77. elle caselle di destra il colore preferito e lo spessore 11 8 Analisi della simulazione La simulazione si riferisce a un piccolo trasformatore da 10 VA 230 15V La resistenza di carico di 10Kohm molto elevata ed come se il secondario fosse aperto Pertanto quello che vediamo una situazione a vuoto Proviamo ora a cambiare la resistenza con una che assorba 10 W dal trasformatore Operiamo per tentativi e supponiamo che sotto carico il valore di picco della tensione scenda a 20 V La resistenza da inserire 20 V 2x10 W 20 ohm Poich Rs 2 ohm dovremo inserire una resistenza di 18 ohm Quello che vedremo 50m 60m 70m 100m fig 11 4 Ci siamo andati vicino perch il valore di picco sceso a 19 5V e la potenza erogata 19 52 2x20 9 5W La corrente che scorre nella resistenza di carico sar 19 5V 180hm 1 08 A 74 Detta corrente volendo pu essere visualizzata Simulation gt Edit selection gt Add gt Current M1 col cursore su una estremit della resistenza di carico Poi Show immediately e deselezionare la tensione di carico in modo da vedere solo la corrente Torniamo ora ad esaminare il listato del modello di simulazione Nasce una domanda tra i parametri forniti al programma si nota che manca il rapporto di trasformazione n Ns Np che definisce la tensione al secondario data quella al primario Come fa il programma a fornire la tensione di uscita richiesta La risposta che il rapporto
78. ello di simulazione come ad es R_MET_10K_0207 Non importa se la potenza di targa non quella appropriata ad un funzionamento reale La sorgente di alimentazione V_SINUS anch essa dotata di modello ma che dovremo impostare a 230Veff M11 sul simbolo della sorgente Nella casella value si mette 230 Veff Poi M1 su Simulation values gt Edit Nella casella AC magnitude si mette 0 Nella casella VA si mette l ampiezza 230 x 1 42 325 V Nella casella FREQ si mette 50 Hz Chiudere tutte le finestre Poi occorre importare il simbolo della massa Si effettuano i collegamenti Il modello di simulazione utilizzato richiede che entrambi gli avvolgimenti siano collegati galvanicamente a massa 11 4 Ricerca dei parametri di simulazione Nella figura seguente rappresentato a sinistra lo schema elettrico e a destra il circuito equivalente del trasformatore semplificato con funzionamento a frequenza di rete e utilizzato dal modello di simulazione in oggetto 1 3 TESNE 03 Np Ns me Lp 4 K ELs 2 4 2 a n Ns Np Fig 11 2 e Lp rappresenta l induttanza al primario ottenibile dal calcolo a progetto oppure con grossolana approssimazione misurando con un adatto induttanzimetro su un trasformatore simile l induttanza ai morsetti primari con secondario aperto e Rp rappresenta la resistenza DC del conduttore primario ottenibile dai calcoli o dalla misura su realizzazione simile con ohmetro applicato ai morsetti primari e L
79. emi di polarizzazione Andiamo a simulare il circuito prima in modalit Standard Assegnamo nomi intuibili ai collegamenti Andiamo in Extended setting e impostiamo 1 0 1m 50m Poi in Edit selection gt M2 gt Add gt Current e selezioniamo la corrente di collettore I Q1 2 Poi M2 gt Show immediately Infatti quello che vogliamo vedere la corrente di collettore in funzione della Vce fissato un valore della corrente di base Ib Passando alla simulazione standard con i valori impostati leggiamo una corrente Ic 103 mA a Vce 5V e per Ib 1mA Gi da qui possiamo trovare il guadagno di corrente continua ad emettitore comune rappresentato dal parametro ibrido hFE Ic Ib 103 per Vce 5V Per rappresentare la caratteristica andiamo in modalit Extended e selezioniamo Probe e DC Analysis Poi Edit gt Source Vsim2 gt Start value 0 End value Increment 0 1V Per avviare la simulazione Create Target Cir gt Start simulation Vedremo una singola curva quella per corrente di base Ib 1mA Noi per vorremmo vedere nello stesso piano anche le altre curve relative ad altri valori di Ib Vogliamo cio che per ogni incremento della Vce vi sia la possibilit di variare la corrente di base ad esempio con passi di 0 1 mA da zero a 1 mA L analisi DC offre anche questa possibilit Mettere una spunta alla casella Nested DC analysiss inner a destra della finestra DC Analysis Poi riempire le caselle come segue Source V
80. engono poi forniti con l istruzione MODEL i parametri caratteristici dei due diodi 10 20 Esempio di simulazione di pentodo EL84 E per finire un tuffo nel passato romantico dei tubi elettronici K Piedinatura Zoccolo gt Modello xX 7 Anodo A x 9 Schermo S 3 2 Griglia G 3 Catodo K inutilit ia ni SUBCKT EL84 A S G K Corrente di catodo Bat at 0 vV 0 636 ATAN V A V K 15 Bgs gs 0 V URAMP V S V K 19 V G V K V A V K 1400 Bgs2 gs2 0 V V gs 1 5 Bcath cc 0 V V gs2 V at Corrente Anodica Ba A K I 3 2E 3 V cc 68 Corrente di schermo Bscrn sc 0 V V gs2 1 1 V at Bs S K I 2 0E 3 V sc Corrente di griglia approssimazione non modella bassi va vs k Bg G K I URAMP V G V K 1 1 5 50E 6 Capacit Cgl G K 10 8p Cak A K 6 5p Cgla G A 0 5p ENDS Spiegazione Dopo SUBCKT e il nome segue la lista dei nodi del subckt A S G K che andranno collegati ai rispettivi piedini dello zoccolo della valvola come rappresentato nello schema elettrico Le righe successive servono a rappresentare le caratteristiche del tubo elettronico tramite sorgenti dipendenti non lineari B Cxy sono le tre capacita interelettrodiche Si vede come la funzione URAMP venga utilizzata per adattarsi il pi possibile alla curva caratteristica da rappresentare In genere queste funzioni vengono ricavate
81. ercare il nome del file in estensione txt che abbiamo in precedenza scritto parametri di simulazione del modello vengono automaticamente caricati e nel riquadro appare scritta la sigla del componente Se ci sono errori o incompatibilit Target lo comunica con un quadratino rosso seguendo le istruzioni possibile trovare la causa Per la correzione e la modifica del listato del modello leggere Cap 10 Appendice B Per visualizzare il modello importato M11 sul nome del componente appena caricato e scegliere Edit show Controllare Ora si deve importare il componente nella finestra di sinistra per inserirlo nella libreria di modelli di Target M2 sul nome del componente nella finestra di destra e selezionare Import Nella finestra di sinistra appare la sigla del componente Inoltre appare una 18 finestra che dice The view of the Model Browser is not updated Now refresh Rispondere yes Con questa azione i parametri del modello vengono trasferiti nella finestra di sinistra Si possono rivedere i parametri a sinistra facendo M2 sul nome del componente e poi scegliendo Edit Show A questo punto si chiude la doppia finestra 2 8 Assegnazione del modello gt Select 2 Fase Assegnazione del modello primitivo o sub circuito Nella finestra Models for xx fare M1 nella casella Select Appare la finestra New models for che mostra una lista di modelli Partendo dall alto il primo ci riconduce alla ricer
82. ere alle domande tipo del componente nome Manufacturer not clear Package e sigla Prefix del componente IC Save Per assegnare il componente alla libreria personale andare nella grande finestra Components M2 nella casella del componente Import component in my component list gt Libreria personale La creazione del nuovo IC finita Controllare nella libreria il risultato 4 8 Modifiche successive Per effettuare modifiche su componenti gi creati package o schematic si va nella finestra dei componenti si seleziona il componente e si fa M2 nella casella a sinistra Component name poi Edit component properties o Symbol Package 3D Simulation a seconda di cosa si deve cambiare Per assegnare un nuovo Package alla Libreria Personale click sulla linguetta Package click sul componente nella colonna di destra poi Package nella barra orizzontale gt Enter package in list 37 5 COSTRUIRE IMMAGINI IN 3D DEI COMPONENTI 5 1 La creazione di immagini di componenti in 3D Per dotare un componente dell immagine in 3D del suo involucro si deve avere prima disegnato il package e salvato nella libreria personale Altrimenti se si vuole dotare di immagine 3D un componente gi pronto di Target andare nella finestra Components selezionare il componente fra quelli di Target e fare M2 nella sua casella sinistra Simbol package 3D simulation gt Edit 3D Nel riquadro in basso con gli assi che ruotano fare M2 su Edit poi M1
83. estra Change Symbols M1 su Simulation value gt OK understand the message gt Search Si apre la finestra Simulation model browser composta da due sezioni Nella sezione di destra M1 sulla freccia blu M1 su Reload from gt Files with P spice models Cercare il file txt che abbiamo precedentemente creato e aprirlo Immediatamente appare nel pannello di destra il nome del modello caricato TRASF1SEC M1 sulla casellina accanto gt Import Il modello ora importato e appare nel pannello di sinistra Chiudere M1 su Select e poi M1 sull icona del subcircuito rappresentata da un quadratino nero con freccette rosse Si apre la finestra Subcircuit M1 sulla freccetta della casella Subcircuit e selezionare il nome TRASF1SEC Ora per curiosit possiamo aprire la casella Edit ed andare a controllare il listato del modello che abbiamo importato Tornati in Subcircuit andare nella casella Parameter Qui sono elencati i parametri del trasformatore con accanto la scritta DEFAULT Vuol dire che vengono adottati dal programma quelli del listato Quando dovremo cambiare trasformatore al posto di DEFAULT scriveremo i nuovi valori M1 nella casella Pinassignment E giunto il momento di assegnare ai nodi del circuito equivalente del modello rappresentati nel quadro giallo a destra quelli del simbolo del trasformatore come disegnato nello schema elettrico e riportati nel riquadro di sinistra Per trascinamento si sposta ogni numero da sinistra a de
84. fare M1 in Import component in my component list gt Libreria personale Libreria personale quella che avevamo creato in precedenza e dove avevamo inserito tutti i componenti di nostro abituale interesse 12 2 Limiti del modello di simulazione adottato Assegneremo al simbolo appena creato un suo modello di simulazione da noi stessi scritto Tale modello molto semplice ed ha uno schema equivalente costituito solo da una resistenza interna fissa Rint e da una sorgente di tensione costante Vi che rappresenta la tensione a vuoto cio a batteria scollegata La resistenza immaginaria interna Rint responsabile della caduta di tensione della batteria quando collegata al carico In realt tale resistenza tutt altro che fissa ma dipende almeno dalle seguenti condizioni 86 e daltipo di batteria al piombo a zinco carbone alcalina agli ioni di litio ecc e dal modello e dalla capacit in A h della batteria e dallo stato di carica attuale e dalla temperatura Tuttavia possiamo notare che ad es le batteria alcaline che sono le pi usate nei piccoli progetti mantengono abbastanza costante la loro tensione e resistenza interna durante la scarica per poi crollare bruscamente a fine vita per quanto riguarda la tensione e impennarsi per quanto riguarda il valore della resistenza Inoltre potremmo trovare un modo per misurarla su un campione reale carico cos da ottenere un valore aderente alla realt almeno a batteria rag
85. finestrone di dialogo 6 8 Quando una finestra appare pi grande dello schermo Pu succedere che questa finestra sia pi grande del riquadro dello schermo e se ne perda l intestazione e o la parte bassa Se ci avviene il motivo il basso numero di pixels del nostro computer rispetto a quanto richiesto da TARGET V16 che dato per funzionare con almeno 1024 x 800 pixels Ad ogni modo anche se siamo in questa situazione possibile trascinare la finestra e visualizzare anche quanto non visibile Per questo M1 sul quadro ridotto icona in alto a destra Premere Alt barra spaziatrice Appare un popup con varie scelte M1 su Sposta Quindi usare Freccie su gi per spostare la finestra oppure anche il mouse 6 9 Selezione delle caratteristiche non volute Come si vede la finestra divisa in tre ampie colonne La colonna di destra riporta in testata il nome del database del componente i che si vuole importare e contiene tutte le caratteristiche appartenenti al componente stesso simbolo elettrico package immagine in 3D se presente e in basso la descrizione delle altre caratteristiche Tutti questi dati possono essere importati eccetto quelli che selezioneremo nella colonna centrale Infatti questa colonna che rappresenta quella delle proposte appare identica a 44 quella di destra ma permette di escludere quello che non interessa importare Fare M1 nelle caselline della barra verticale gialla nel mezzo su quelle carat
86. gon be created Infatti il programma in grado di creare automaticamente una estrusione dell orma del componente come disegnata precedentemente nel package Basta solo assegnare una quota per la base ed una per la copertura Ovviamente si crea un corpo monolitico di altezza h senza differenziazione delle varie parti componenti Altrimenti si rifiuta la proposta e si scrive il programma da soli Per creare un solido con varie altezze come ad esempio un trasformatore tipo a mantello occorre suddividere il volume in parti di solidi che hanno uguale altezza e costruirli utilizzando pi volte la funzione E 5 6 Testo TT o Text E posizionato sempre parallelo alla superficie XY La sintassi TTX Y Z altezza del carattere larghezza del carattere angolo tipo di font testo colore XYZ sono le coordinate di partenza del testo Segue altezza larghezza del carattere angolo carattere usato testo colore Le variabili Component Value Symbol nel testo da scrivere sono variabili che rappresenteranno i valori assunti volta volta dal componente Altrimenti si pu inserire un testo fisso Esempio TT0 0 16 4 4 45 TARGET TARGET 3001 0FFFFF scrive la parola TARGET con font TARGET 5 7 RC Fascette dei colori di identificazione Fascette colorate identificative del valore del componente es resistenza e tolleranza secondo il codice delle resistenze Due punti P1 e P2 rappresentano i centri destro e sinistro delle basi del cilind
87. gramma come un nuovo componente e sar eseguita secondo le istruzioni riportate nel modello TRASF1SEC il nome che abbiamo assegnato al subcircuito Possiamo sostituirlo a piacere con altro 1234 sono i nodi assegnati ai terminali del sub circuito rappresentato nello schema equivalente a destra in fig 11 2 e che andranno collegati a quelli dello schema elettrico del trasformatore PARAMS informa il programma che segue la lista dei valori dei parametri del sub circuito di Fig 11 2 Quelli assegnati sono valori iniziali ma potranno essere modificati per ogni progetto inserendoli a mano nelle apposite caselle dei valori di default quando avremo assegnato il modello vedi 11 5 Se la riga non basta si va a capo e si mette Segue la lista dei componenti Prima viene indicata la sigla di ciascuno es Rp poi i due numeri rappresentativi dei nodi del circuito equivalente 1 np infine il valore 100 ohm Quando il valore un parametro cio pu variare a seconda di quanto gli verr assegnato di volta in volta ad ogni nuovo progetto allora si scrive il valore letterale racchiuso tra parentesi graffe Rp Fra parentesi graffe potremo anche inserirvi una formula Lp Ls sono le induttanze del primario e secondario legate dal fattore di accoppiamento K ENDS informa il programma che la descrizione del sub circuito completa 72 11 6 Inserimento del modello nel componente Fare M11 sul disegno del trasformatore Si apre la fin
88. grammare il formatore si va nello schema nel quale occorre tale generatore e si importa dalla libreria dei componenti facendo M1 sul simbolo Form Imp M11 sul simbolo importato Si apre la finestra Change symbol gt Simulation Values gt Edit gt Stimulus editor Si apre la seguente immagine 21 SPICE STIM editor FAAA 200 000m 400 000m 600 000m 800 000m Time 611 034m Period e Pulse width Timegrid fig 2 1 Sulla barra orizzontale si nota l immagine dell occhio che consente la visione del segnale digitale che andremo a costruire Segue l immagine del lapis che permette la costruzione del segnale Fare M1 su questa icona Posizionare il puntatore all interno della striscia nera in basso che rappresenta l asse del tempo e facciamo M2 in corrispondenza approssimata del tempo in cui intendiamo iniziare il treno di onde dello stimolo Poi M1 nella finestrella alla scritta Edit Add state La casella Label richiede un nome a nostra scelta che identifichi onda La casella sottostante richiede di impostare esattamente il tempo di inizio ad es 0 m Segue la spunta Absolute o Relative che significa tempo assoluto o relativo al precedente stato impostato Attenzione la scelta Absolute oppure relative deve essere mantenuta per tutta la programmazione non ammessa una combinazione di entrambi altrimenti possiamo incorrere in simulazione non corrispondente ai tempi programmati il periodo dell onda simulata apparirebbe
89. i alto e basso possono essere collegati in cascata e programmati per formare un filtro passa banda programmabile 100
90. i immagini di componenti in 3D 5 2 Solido S parallelepipedo cic iaia pag 38 5 3 Cilindro C aE 00 A pag 39 5 5 Poligono estruso E 5 6 Testo TT o Text 5 7 RC Fascette colori di identificazione 5 8 Copiare l immagine 3D di un componente per assegnarla ad un altro pag 40 5 9 Copiare un oggetto 3D n volte nello Spazio i pag 41 5 10 Immagine 3D di un package tipo DIL8 i pag 42 6 ESPORTARE IMPORTARE LIBRERIE 6 1 Finestra di gestione 6 2 Esportazione 6 3 Esportare singoli componenti 6 4 Esportare tutti i componenti di un gruppo ciiiiiirii pag 43 6 5 Esportare una libreria 6 6 Esportare USERS My components and Packages 6 7 Importazione 6 8 Quando una finestra appare pi grande dello schermo 6 9 Selezione delle caratteristiche non volute n pag 44 6 10 Esportare importare propri progetti uiuii pag 45 7 ANALISI EMC Ae 1 ER pag 46 7 2 Principio su cui si basa il programma 7 3 Procedura impostazione dei Gall ra agri aero pag 47 74 Calcolo degli accoppiamenti lille pag 48 8 COMPLEMENTI SULLA SIMULAZIONE 8 1 Modalit di analisi disponibili 8 2 Modalit standard REI clelia pag 52 8 4 Calcolo di curve 8 5 Modalit extended 8 6 Analisi dei transitori 8 7 Analisi AC banda passshi lille pag 53
91. i intervenire sui colori degli elementi dello schema quali il colore dello sfondo background della griglia grid dei piedini pins dei collegamenti signal e dei componenti In particolare per intensificare il tratto dei componenti scegliere un colore pi intenso di quello di default Per es si pu scegliere il colore nero 000000 oppure 006600 che un verde scuro piacevole nel disegno Altrettanto si pu intervenire sul disegno del PCB come riportato nella parte pi bassa della finestra di dialogo 1 9 Finestra del Package Components gt Packages Nella colonna di destra sono elencati tutti i packages cio il disegno delle orme degli involucri dei componenti sul piano del circuito stampato Per la loro selezione sono filtrabili tramite la scelta effettuabile nelle caselle sottostanti Name contains seleziona il componente in base alle prime lettere del nome inserite nella casella La casella sottostante A package types seleziona il tipo di componente appare la lista dei tipi La casella sottostante seleziona la libreria From all package list cio da tutte le liste disponibili o appartenenti ad una specifica libreria ad es alla sola Libreria Personale che avremo precedentemente creato 10 1 10 Le liste dei componenti Durante il lavoro incontreremo varie liste di componenti come My Component User component Libreia personale ecc Cerchiamo di capire che cosa sono e come si distinguono tr
92. il valore a un componente 1 25 Interrompere un azione non voluta 1 26 Undo Redo 1 27 Zoom sul disegno 1 28 Selezione di un gruppo di elementi del disegno t29 La Unzaone REU BBER pag 14 2 LA SIMULAZIONE URI secsi inie e a aa e a ES E pag 16 2 2 Fornire una tensione di alimentazione 2 3 Fornire un segnale esterno di stimolo 2A Mizara la simulazione lele pag 17 2 5 Possibili cause di mancato funzionamento 2 6 Assegnare ad un componente un modello di simulazione CIELI aaa pag 18 2 8 Assegnazione del modello gt Select 29 Nodiche gt 0 IRR RA pag 19 2 10 Assegnazione del livello gt Level 2 11 Attribuire un modello a un componente di libreria 2 12 Esempi Resistenza CRE la elet AG20 2 14 Rappresentazione di segnali digitali 2 15 Formatore di stimoli digitali personalizzati 2 16 Impostazione di uno stimolo digitale err rere reren eee pag 21 2 17 Significato dei tasti del formatore di IMpulSi i pag 23 2 18 Elementi interattivi per simulazione 219 4 7 1 1 RR aE a EA AA EEn an RES aiai pag 24 3 DISEGNO DEL CIRCUITO STAMPATO 3 1 Apertura 3 2 Disegno del bordo del PCB 3 3 Cambio di unit di misura 3 4 Scelta del Layer 3 5 Posizionamento dei componenti sul PCB Autoplacer pag 26 3 6 Copiare un oggetto 3 7 Piazzole pads 3 8 Scelta del layer per diseg
93. impostazione gi attuata e l tasto della griglia serve ad impostare i decimali del passo nella casella Time della finestra Add new state Ad es se si vuole il tempo rappresentato comprendendo i decimi di millisecondo 3 1m 3 2m ecc occorre impostare un passo di 0 1 ms e Il tasto Zoom ingrandisce l immagine M1 sul tasto e fare M1h sulla parte di immagine che si vuole ingrandire e tasto Zoom serve per scalare in diminuzione tutta l immagine dello stimolo e l tasto col rettangolino azzurro serve per visualizzare un solo periodo dello stimolo a riempimento di schermo e tasti a forma di Z verde Time scroll bar statewise Time scroll bar transitionwise servono per ingrandire una zona racchiusa con M1h 23 2 18 Elementi interattivi per simulazione TARGET contiene anche alcuni strumenti solo per simulazione quali amperometri voltmetri Wattmetri LED e lampade interattivi cio che possibile introdurre nello schema e vederli funzionare Gli strumenti hanno un display in cui appare il valore misurato mentre i led e le lampade cambiano colore quando percorse da corrente Per trovarli aprire la finestra generale Components selezionare la linguetta Parametrical search gt Generic simulation and modelling gt Measuring instruments gt M1 sulla spunta Simulation model Search Appare nella finestra di sinistra la lista degli strumenti disponibili che possibile importare nello schema e collegare nei punti di intere
94. interni e formano una rete che intende riprodurre il comportamento del componente non primitivo In alcuni casi la rete di componenti interni riproduce il circuito equivalente del componente trasformatori in altri casi vengono usate sorgenti non linearmente dipendenti per simulare le caratteristiche del componente valvole termoioniche La rete di componenti viene vista dal programma come una macro governata dagli algoritmi di SPICE secondo le istruzioni fornite nel listato Net list parametri dei subcircuiti verranno sostituiti manualmente a quelli di default in una apposita tabella Tutti i componenti dello schema che vogliamo simulare debbono avere registrato in libreria un modello Se manca un modello la simulazione non funziona Per vedere se un componente ha gi un modello selezionare la linguetta Quick select della finestra della libreria dei componenti Components Nella casella a sinistra del componente in questione procedere cos M2 sulla fascetta nera User gt Symbol package 3D simulation gt Show simulation model Verificare in Edit che siano impostati i parametri di simulazione Attenzione Show simulation permette solo di vedere il modello di simulazione ma non di modificarne i valori Per modificare i valori e renderli permanenti occorre selezionare Edit simulation model e non Show 16 2 2 Fornire una tensione di alimentazione Prima di iniziare la simulazione occorre dare tensione al circuito e applica
95. ionevolmente carica Con queste premesse il circuito equivalente che si propone il seguente Vr gt Rint X Fig 12 2 Alla resistenza fissa Rint assegneremo un valore misurato nel seguente modo Misuriamo prima la tensione a vuoto Vv di un esemplare carico Poi collegheremo una resistenza Rc di valore noto alla batteria Misureremo la caduta di tensione a carico Vc quindi scollegheremo subito per non scaricare la batteria La tensione a vuoto meno quella a carico Vr Vv Vc rappresenta la caduta di tensione sulla resistenza interna mentre la corrente che circolava era lc Vc Rc Il valore della resistenza interna Rint Vr Ic Il valore di Rint trovato verr inserito nel modello di simulazione e la caduta di tensione della batteria che si avr quando collegata al circuito di progetto simuler molto bene quella reale almeno finch la batteria si mantiene sufficientemente carica Esempio Pila alcalina marca Duracell da 9V in condizione carica Tensione a vuoto Vv 9 66V Res carico impiegata Rc 105 Q Tensione a carico Vc 9 30V Corrente Ic Vc Rc lc 88 5MA Rint Vv Vc lc Rint 9 66 9 30 0 0885 4 067 Q 12 3 Scrittura del modello di simulazione Scriviamo noi stessi il modello di simulazione che quello riportato di seguito da copiare in un file di testo per poi importarlo nel simbolo della batteria 87 Intanto notiamo che nel programma di simulazione di Target non esiste un modello primiti
96. isegniamo un nuovo componente 3 Inserire le scritte come al punto 4 33 4 Selezionare di nuovo l intero simbolo e premere y sulla crocetta per assegnare le scritte al simbolo 5 Infine racchiudere di nuovo e premere x alle domande per inserirlo in libreria rispondendo prima Nota Quando a operazioni finite le precedenti scritte ICOMPONENT e VALUE nello schema elettrico rimangono mentre scompare solo il simbolo significa che non sono state acquisite In tal caso premere il tasto di ritorno indietro per far apparire di nuovo il disegno del simbolo senza doverlo ridisegnare daccapo racchiudere tutto il disegno compreso le scritte e premere y di nuovo Poi ancora racchiudere e premere x Riempire nuovamente le caselle e salvare Ricordarsi che la procedura ora esposta si riferisce solo al foglio dello schema elettrico e non a quello del PCB Nel PCB occorre racchiudere il disegno e premere solo x 4 3 Assegnare un componente alla Libreria personale Si va sulla finestra del Package Click M2 nella colonna di destra sulla casella nera User del componente interessato gt Import component in My list gt Scegliere la lista interessata Per deselezionare da una lista fare click sulla lista stessa 4 4 Disegno di un nuovo componente SMD Di solito un componente SMD e la sua orma vengono disegnati sul lato rame del PCB per per evitare errori conviene prima disegnare tutto sul lato componenti e
97. ispondere si al messaggio Now refresh e chiudere Nella finestra principale Models for batteria selezionare Select gt Device Subcircuit icona con quadretto nero e ingressi rossi ai lati Nella casella Subcircuit cercare il nome Batteria e selezionarlo Con questo si importato il modello batteria nel simbolo Pinassignment trascinare 1 da sinistra nella casella gialla a destra davanti a p e 2 davanti a n Il modello ora perfettamente operante Chiudere tutte le schede 88 12 5 Simulazione Disegnare lo schema elettrico seguente Per la resistenza ne occorre una gi dotata di modello di simulazione come la R_carbon_100 ohm_0207cui modificheremo il valore in 105 ohm GND Fig 12 3 Assegnare un nome intuibile al conduttore che va da batteria a resistenza facendo M11 su di esso Aprire la simulazione Assegnare 10s nella casella Simulation for seconds M1 sulla casella Edit selection M2 gt Add gt Voltage against ground Selezionare la tensione della batteria Poi per la corrente che scorre in R1 selezionare current M2 su tensione e corrente e M1 su Show immediately M1 su Start simulation Deve apparire la seguente immagine Fig 12 4 Si osserva la tensione a carico di 9 30V come da aspettativa e una corrente non leggibile 89 Per leggerla occorre fare M1 su View gt Graph e deselezionare la tensione Quindi View gt Zoom e inserire il campo 80m 100m 10m Fig 12 5 La corrente che appare
98. itate controllare bene le misure con quelle del data sheet Salvataggio del package Racchiudere in un rettangolo M1h tutto il disegno Poi posizionare il puntatore del mouse nel centro del disegno in quel punto verr posizionata la crocetta del componente Premere x per aprire la finestra Export package Nella casella Package Type scegliere il tipo Per es THT Through Hole Technology Assegnare un nome al package ad es DIP14 Poi OK Appare ora la finestra della libreria dei componenti Premere Edit Il package ora realizzato e esportato nella libreria Per completare il lavoro occorre ore creare uno schema elettrico del componente con i relativi piedini di collegamento che dovranno essere associati alle rispettive piazzole del package 4 6 Disegno del circuito integrato sullo schema elettrico l Zi 3 4 Aprire un nuovo progetto e richiamare il foglio dello schema elettrico Disegnare il simbolo elettrico del componente Poi si debbono inserire i pin per i collegamenti esterni e che dovranno corrispondere ai relativi pad piazzole nel PCB Tasto 1 Place free pins OK Appare una lista di pin numerati con accanto le scritte Pin1 Pin2 Pin3 ecc Fare doppio click M11 sul pin rosso n 1 Appare la finestra Change pins Selezionare Edit pin name e inserire la sigla della funzione del pin GND IN VCC CLK ecc Ripetere per tutti i pins Click M1 su ogni pin e poi con M1h spostare
99. ito equivalente completo del trasformatore valido per basse frequenze in cui non intervengono apprezzabili effetti capacitivi Lp Rp gt Di ANN Ip Vp L Es n Ep Ys Fig 11 8 Come si vede al circuito del trasformatore ideale sono stati aggiunti i componenti dissipativi che simulano le perdite due punti neri indicano il verso degli avvolgimenti e delle tensioni e correnti 11 12 Simulazione del trasformatore ideale con il sub circuito Per simulare il trasformatore in alternativa all impiego delle induttanze accoppiate occorre servirsi di un sub circuito che riproduce il circuito equivalente che si vuole simulare Dapprima simuleremo il trasformatore ideale riferendosi al suo circuito equivalente poi simuleremo il trasformatore reale sempre partendo dal suo circuito equivalente Tale modello si pu realizzare usando le sorgenti linearmente controllate funzioni gi conosciute 10 13 e presenti in Spice come elementi primitivi vale a dire sorgenti di tensione o di corrente funzioni lineari di una tensione o una corrente o viceversa Delle 4 funzioni linearmente dipendenti quelle che adesso ci interessano sono e la funzione lineare di tensione E pilotata da una tensione con fattore di proporzionalit n e la funzione lineare di corrente F pilotata da una corrente con fattore di proporzionalit n 80 Con queste funzioni possiamo simulare la funzione di un trasformatore ideale perfetto perfetto
100. ivi morsetti bassi 4 e 6 dei secondari Questo accorgimento reso necessario dal programma di simulazione che impone che tutti gli avvolgimenti abbiano un riferimento galvanico cio DC a massa Potevamo eliminare le due resistenze ma avremmo dovuto collegare a massa tutti i tre avvolgimenti Infatti nell esempio con un solo avvolgimento non c la resistenza tra avvolgimenti dato che sono entrambi collegati a massa Una volta inserito il modello nel simbolo come gi fatto nel trasformatore con avvolgimento singolo dovremo assegnare ai parametri del modello i valori reali del trasformatore valori misurati sul campione reale sono i seguenti Lp 24 12 H Rp 818 ohm n1 0 068 n2 0 068 Rs1 7 ohm Rs2 7 ohm K1 0 99 K2 0 97 K3 0 95 Questi valori vanno sostituiti al posto di DEFAULT nella finestra Subcircuit senza bisogno di scrivere anche l unit di misura Occorre poi eseguire il Pinassignement cio collegare i piedini del modello con quelli rispettivi dello schema elettrico del trasformatore che abbiamo importato nel disegno Piedini dello schema Piedini del modello 1 gt 1 5 gt 2 6 gt 3 7 gt 4 9 gt 5 10 gt 6 A questo punto il modello inserito e possiamo chiudere tutte le finestre 77 Assegniamo valori intuibili ai collegamenti dello schema elettrico e apriamo la finestra della simulazione Vanno rinominati anche i morsetti bassi dei due secondari in quanto non a massa Si inserisc
101. l fattore di proporzionalit il rapporto spire Ns Np Notare che Ns Np fra parentesi graffe trattandosi di espressione letterale e non di un numero F 1 2 VM Ns Np corrente nel primario che entra nel nodo 1 e esce dal 2 comandata dalla corrente nel secondario misurata dall amperometro Vm OV connesso tra i nodi 5 6 Il fattore di proporzionalit Ns Np Rp 1 2 Rp e Rs 6 3 Rs sonoleresistenze in serie al primario e al secondario di valore Rp e Rs ENDS Terminano le istruzioni del sub circuito 10 19 Esempio di modello di diodo Zener x XI KAKA XXX Diodo Zener BZX85C9V1 AAA A A AAA A AAA AAA AA AAA AA x SUBCKT BZX85C9V1 A K DI A K DF D2 n1 A DR vd K nl 8 4 MODEL DF D IS 522 2E 18 N 1 004 RS 12 KF 1 XTI 3 EG 1 11 CJO 96 83E 12 M 3303 VJ 7662 FC 5 BV 9 215 IBV 4354 TT 93 78E 9 67 MODEL DR D IS 2 88 RS 13 1 N 3 ENDS K Ko Vd Dz n1 Df Dr a i Spiegazione Il modello si realizza con due diodi Df e Dr collegati in controfase e una tensione Vd Il diodo Df simula il diodo Zener polarizzato direttamente Il diodo Dr simula il diodo Zener polarizzato inversamente La tensione Vd 8 4 V sommata alla tensione di soglia di Dr polarizzato direttamente e alla caduta sulla resistenza interna del diodo parametro RS simula la tensione di Zener Righe D1 A K DE D2 n1 A DR i diodi sono dichiarati e assegnati ai rispettivi nodi V
102. lation model gt Edit Appare la Modelcard ma i valori di default sono stati sostituiti con quelli reali del diodo 1N4007 componenti primitivi pi usati gi compresi nel programma SPICE sono resistenze condensatori induttanze induttanze accoppiate diodi transistori BJT FET JFET Mosfet MOSFET Per vedere la lista dei primitivi in Target scegliere nella finestra Components un componente dotato di simulazione M2 sulla sua casella gt Symbol package 3D Simulation gt Show simulation model gt Select Si vede una lista figurata che contiene i modelli sia dei sub circuiti che dei componenti primitivi Per quanto riguarda la scrittura dei modelli nel listato si comincia con una lettera iniziale identificativa del tipo di componente R C L K ecc riconosciuta da SPICE rispettivamente come resistenza condensatore induttanza induttanza accoppiata La lettera seguita da uno o pi caratteri alfanumerici es R1 C7 Lp Poi seguono i nodi espressi con uno o pi caratteri alfanumerici es 3 5 n1 in out ecc La cifra 0 riservata alla terra o massa del circuito Il circuito deve avere sempre una terra di riferimento altrimenti il programma d errore Infine viene indicato il valore del componente Uno spazio separa ogni informazione fornita Lo spazio pu essere seguito da altri spazi Per i condensatori e le induttanze viene richiesto anche il valore iniziale IC Initial Condition di tensione per il con
103. mma quali sono i parametri del sub circuito cio variabili cui dobbiamo assegnare di volta in volta un valore es valori dei componenti numeri spire coefficienti di accoppiamento ecc parametri che verranno impiegati nel modello debbono essere tutti dichiarati all inizio dopo PARAMS valori numerici assegnati ai parametri sono valori iniziali di default ma saranno da noi modificati per ogni nuovo progetto inserendoli a mano nella apposita lista dei parametri quando apriremo di nuovo la simulazione Se per qualche voce va bene il valore di default assegnato nel listato lasciare la scritta default Se nella scrittura dei parametri una riga non sufficiente si va a capo si mette il segno e si continua 10 17 Regole per la scrittura delle istruzioni e Il sub circuito deve iniziare sempre con SUBCKT seguito dal nome e dai nodi che lo collegano con l esterno Pu seguire la definizione dei parametri se esistono Segue la descrizione dei componenti e Quei componenti che intendiamo considerare parametri e solo quelli dovranno essere riportati nella lista dopo l espressione PARAMS Indicheremo la loro sigla e un valore iniziale di default che modificheremo per ogni nuovo progetto Es R1 5K parametri non sono solo componenti possono essere qualsiasi valore che interviene nella descrizione del sub circuito quali numero spire di un componente avvolto frequenza periodo guadagno ecc Tali valori interverranno nelle
104. na selezione di quelli pi ricorrenti Nota n 1 Quando si apre la finestra generale Component in alto sulla destra appaiono due caselle TARGET components e My components 11 La prima casella apre la libreria di tutti i componenti di Target che andranno poi selezionati con i filtri messi disposizione Esclude i componenti USER La casella My components raccoglie tutti i componenti USER e solo quelli di Target etichettati in precedenza con la spunta My components Nota n 2 Ogni tanto i componenti TARGET vengono aggiornati e modificati dagli Editori Un cartello ci avvisa che disponibile l aggiornamento e chiede se lo vogliamo effettuare L aggiornamento modifica i componenti originali Target ma non tocca i componenti USER Nota n 3 Per creare una libreria personale andare nella finestra di dialogo principale Component Selezionare Package gt Package sulla barra orizzontale gt Enter package in list gt New list gt Name of the list gt Inserire un nome a propria discrezione per es Libreria Personale Per aggiungere un componente dalla libreria di Target alla libreria personale selezionarlo nella libreria Target Components fare M2 e scegliere Import component in My component list gt Libreria personale 1 11 Inserimento rapido Se si vuole semplicemente riportare sullo schema un componente raffigurato fra le icone della barra verticale a destra fare M1h sul simbolo e trascinare nel disegno In questo modo si sp
105. nare una traccia 3 9 Tracce 3 10 Cambiare larghezza di UNa stractia a pag 27 3 11 Aura di una traccia 3 12 Selezione della estensione del percorso di una traccia 3 13 Inserire un ponte su di una traccia 3 14 Funzione Autorouter Ce I RR RR O E E AEAEE EREE EEEN AEE E pag 28 3 16 Inserire un testo nel PCB 3 17 Evidenziare il percorso di una traccia 3 18 Air wires e Ratsnest Elastici 3 19 Coordinate Assolute Relative 3 20 Misura di una distanza nel PCB 3 21 Calcolo delle spaziature e delle geometrie dei conduttori e max correnti aAMMeESSe liu lirica pag 29 3 22 Visione in 3D del PCB finito 3 23 Controllo del progetto 3 24 Disegno di pannelli di alluminio ron pag 30 4 CREARE UN NUOVO COMPONENTE 4 1 Disegno del componente sul circuito stampato rrrrr erreen pag 32 4 2 Disegno del componente sullo schema elettrico neonne eeee een pag 33 4 3 Assegnare un componente alla libreria personale 4 4 Disegno di un componente SMD ii pag 34 4 5 Creazione di un nuovo circuito integrato ancora non presente in libreria 4 6 Disegno del circuito integrato sullo schema elettrico pag 35 4 7 Circuito integrato contenente pi stadi uguali pag 36 Ge e FR I A pag 37 5 COSTRUIRE IMMAGINI IN 3D DEI COMPONENTI 5 1 La creazione d
106. ntassi di scrittura del codice per ogni elemento scritta linea per linea Per il solido parallelepipedo tutte le scritte dopo il raggio di smussatura sono interpretate come commenti e non hanno alcun effetto sul modello Per tutti gli altri corpi tutte le scritte dopo quella del colore e virgola sono interpretate come commenti e non hanno alcun effetto sul modello Sono definiti i seguenti solidi 5 2 Solido S parallelepipedo Si introduce di seguito il concetto di asse mediano valido per i solidi parallelepipedi e per i cilindri Si considerino due punti nello spazio P1 X1 Y1 Z1 e P2 X2 Y2 Z2 che distano tra loro d Per i due punti passa un asse mediano La distanza d rappresenter la larghezza del parallelepipedo che si vuole disegnare Si consideri la superficie 38 rettangolare larga L e alta H perpendicolare all asse centrata su di esso cio l asse passa nell incontro delle due diagonali del rettangolo Se si sposta idealmente questa superficie da un punto all altro percorrendo la distanza d essa raffigura un solido parallelepipedo Il solido nasce dal movimento della superficie L x H per una larghezza d Per realizzare il solido occorre partire dai due punti P1 e P2 per cui passa l asse e assegnare larghezza e altezza della superficie mobile perpendicolare all asse mediano Gli spigoli del parallelepipedo sono arrotondati da un raggio di curvatura Con un segno davanti a S il corpo
107. nte il tracciato agire cos e Scegliere il colore da assegnare alla traccia che si vuole evidenziare Barra orizzontale gt icona dell occhio gt circoletto colorato gt PCB Selezionare On this color Accanto appare il colore Se non piace si pu cambiare con M1 gt Select color gt Spostare le slitte Red Green Blue riferendosi al campione a sinistra e Nella barra verticale destra in Settings selezionare la estensione della traccia e M1 su un tratto della traccia da evidenziare 3 18 Air wires e Ratsnest Elastici Air wires sono chiamate le sottili linee verdi che collegano i componenti nel PCB conformemente a quanto disegnato nello schema elettrico e che seguono il componente se si sposta col mouse Chiamati in italiano elastici Sono selezionabili deselezionabili nell icona della bacchetta magica facendo M1 sulle tre X verdi L intera rete di elastici forma la Ratsnest nido dei topi 3 19 Coordinate Assolute Relative Le coordinate assolute si riferiscono all intero foglio di lavoro Quelle relative sono impostabili in un qualsiasi punto Per impostare lo zero delle coordinate relative posizionarsi nel punto e premere il tasto Home della tastiera Quello che porta all inizio di un documento Vale il viceversa Questa opzione molto utile per disegnare il contorno della basetta dello stampato o per posizionare con precisione componenti ingombranti 3 20 Misura di una distanza nel PCB Nel PCB possibil
108. o 1 2 3 4 5 La corrispondenza dei nodi tra modello e schema pinassignment purtroppo non fornita in chiaro Verr svelata nel paragrafo 13 7 dove dovremo eseguire i collegamenti Disponiamo adesso dei due sub circuiti che ci permetteranno di creare un unico modulo di filtro 94 13 6 Creazione di un nuovo componente Filtro P basso integrato Dobbiamo ora creare un nuovo componente che un modulo di filtro p basso realizzato inserendovi e collegando tra loro i due sub circuiti resi ora disponibili Si parte dal disegno del modulo dopo aver aperto e salvato un nuovo progetto Filtro P basso integrato 7 iNvGNDVNf Fig 13 4 Si riconoscono le nomenclature dei nodi cui stata assegnata una numerazione da 1 a 7 Abbiamo dovuto sdoppiare il nodo b inv vedi schema fig 13 3 Infatti non eliminabile perch esegue il collegamento dei due sub circuiti e perci deve essere menzionato ma se si accomuna in uno solo crea dei problemi di simulazione Collegheremo esternamente il nodo b con inv 13 7 Inserimento dei modelli di simulazione nel modulo Dobbiamo a questo punto inserire nel nuovo componente i due sub circuiti Copiamo nel Clipboard il listato della rete riportato a pag 91 poi apriamo la finestra Components Tab F2 e cerchiamo il Filtro Pbasso integrato che abbiamo chiamato RetePbasso M2 nella sua casella a sinistra gt Symbol package 3D Simulation gt Edit simulation model gt Search gt Frecci
109. o sperimentale montato a banco Diventa senz altro un aiuto prezioso nella progettazione di nuovi circuiti in quanto la simulazione predice subito la correttezza del progetto Seguono sempre in appendice alcuni esempi applicativi Nonostante tutta l attenzione prestata e la revisione accurata partendo dalla prima edizione sicuramente si troveranno ancora errori e distrazioni sparsi qua e l Me ne scuso e spero non siano poi cos gravi Sar grato a chi accortosene vorr comunicarlo al mio indirizzo paolo pacini 0 alice it Firenze Settembre 2013 Ing Paolo Pacini INDICE 1 DISEGNO DELLO SCHEMA ELETTRICO 1 1 Abbreviazioni del mouse e note preliminari 1 2 Apertura di un nuovo progetto 1 3 Griglia 1 4 Cursore a passi RA RR AIA pag 9 1 6 Piazzare i componenti 1 7 Connessione automatica di un componente 1 8 Intensificare il tratto del disegno dei simboli 19 Finesta del Package ili pag 10 1 10 Le liste dei componenti 1 11 Inserimento rapido 1 12 Selezionare un componente sul disegno 1 13 Tracciatura dei collegamenti 1 14 Simboli I RA pag 12 1 15 Etichette di riferimento per collegamenti 1 16 Alimentazione di circuiti integrati 1 17 Componenti speciali non facilmente reperibili 1 18 Inserire un testo 1 19 Muovere un componente 1 20 Trascinare parte del disegno 1 21 Muovere solo il testo di un componente ERE lee aa eaa a a ia era nidi pag 13 1 23 Cancellare 1 24 Assegnare
110. odo verso massa e i valori di corrente che scorrono in ogni componente e li mostra in uscita Per trovare le soluzioni del circuito sotto esame e mostrare il risultato il programma utilizza per ogni componente il relativo algoritmo di calcolo ma non arriva a una soluzione netta Il risultato ottenuto con un processo iterativo di calcoli successivi che si avvicina sempre pi alla soluzione finale e termina quando i valori di tensione e corrente trovati per ogni nodo ed in ogni ramo approssimano almeno allo 0 1 il valore asintotico finale Significa che ogni procedimento di calcolo converge ad un risultato con uno scarto massimo dello 0 1 e lo mostra come soluzione in uscita sotto forma di grafico 10 5 Modelli primitivi Il programma contiene un gran numero di componenti cosiddetti Primitivi cio che simulano il comportamento fisico di ciascun tipo di componente resistenza condensatore diodi transistor NPN PNP JFET ecc ma utilizzano parametri iniziali di default riportati in una lista detta MODELCARD Per poter simulare un componente specifico occorre sostituire nella Modelcard i parametri di default con quelli reali del componente operazione che viene eseguita in Target quando si assegna un modello ad un componente Come esempio di modelcard scegliere il diodo 1N4007 che gi dotato di modello di simulazione Fare M2 nella casella del componente a sinistra sotto Component Name Poi Symbol package 3D simulation gt Show simu
111. omponente che ci interessa Il simbolo si illumina Se non si illumina premere Esc e fare click di nuovo Si apre la grande finestra di dialogo Components con le varie opzioni di ricerca Tre Tab linguette offrono tre diversi modi di ricerca Quick select Parametrical e Package Quick select ricerca veloce si basa sulla scelta di una sigla da scrivere nella finestra Search Nella parte bassa della finestra sono riportate tre immagini lo schema elettrico del componente la sua orma sul PCB e la sua immagine tridimensionale se esiste Parametrical permette la ricerca sulla base dei parametri del componente Utile ad es quando si vuole selezionare un componente con caratteristiche specifiche ad es che sia simulabile o con immagine 3D Package ricerca basata sul package codice del contenitore del componente 1 7 Connessione automatica di un componente Quando si sostituisce un componente con un altro di identica geometria di solito i collegamenti non si congiungono automaticamente ai pin del componente Per collegarli fare click due volte M11 su ciascun collegamento 1 8 Intensificare il tratto del disegno dei simboli Se il disegno dei simboli appare troppo tenue e non risalta abbastanza possibile intensificarne il tratto Fare M1 sul simbolo dell occhio sulla barra orizzontale e ancora M1 sull icona del cerchietto colorato Appare la finestra di dialogo Color setting che offre varie possibilit d
112. on collegamento ipertestuale richiamarlo con un click Questo manuale non ha la pretesa di essere una guida completa per la quale si consiglia la lettura dei testi originali di TARGET 3001 ma solo un aiuto alla partenza scritto da uno del gruppo degli interessati che ha deciso di condividere i propri appunti Durante il lavoro ho trovato non solo utile ma anche avvincente il programma di simulazione SPICE integrato in Target Dapprima fa un bel po confondere finch non si preso un po di dimestichezza Un modo per avvantaggiarsi nel corretto impiego quello di decidersi finalmente a leggere almeno alcuni argomenti del manuale originale SPICE 3F5 reperibile sul web che per composto da almeno 300 pagine in inglese Per questo al fine di facilitare l apprendimento e promuovere l interesse in appendice B ho inserito un estratto condensato per iniziare a usare subito SPICE 3F5 che stimoler ad andare oltre nell apprendimento di questo formidabile strumento Dopo questa lettura riusciremo facilmente a capire perch alcuni modelli non ci funzionavano li sapremo correggere e importare Addirittura sapremo anche scrivere noi stessi dei facili modelli e avremo la soddisfazione di vederli funzionare correttamente La simulazione SPICE non un passatempo Si possono creare schemi anche complessi e vedere con stupore che la simulazione aveva predetto con ottima approssimazione i risultati successivamente ritrovati su circuit
113. onamento la frequenza del segnale AC in ingresso mantenendone costante l ampiezza in ingresso e riporta in ordinate l ampiezza del segnale impostato in Edit selection che di solito uscita del circuito in esame Appare il grafico riportante in ascisse il campo di frequenze impostato e in ordinate l ampiezza delle grandezze scelte in funzione della frequenza Per cambiare le impostazioni della banda fare M1 nella finestra Extended e scegliere Edit Poi di nuovo Create Target Cir gt Start simulation Per oscurare o attivare una grandezza basta selezionare direttamente sulla barra sopra al grafico View gt Graph Per variare la scala delle ampiezze selezionare Zoom Per ottenere un grafico con l asse delle frquenze logaritmico M1 su View nella barra orizzontale della finestra della immagine poi selezionare X axis logarithmic 8 8 Analisi DC Serve a valutare le condizioni di riposo del circuito cio i valori delle grandezze corrente o tensione in regime continuo in cui cio i condensatori sono circuiti aperti e le induttanze corti circuiti Viene realizzato un grafico che riporta in ascisse x il campo di variazione di tensione o di corrente di una sorgente presente nel circuito per esempio una tensione continua siglata Sim1 che si fa variare in un campo da impostare e in ordinate y tutte le grandezze che sono state selezionate e che si modificano in funzione del valore x della sorgente Occorre prima di tutto defini
114. one dello schema elettrico su PCB pu dare risultati completamente diversi a seconda di come viene disegnato il circuito stampato Si possono verificare malfunzionamenti e in certi casi anche mancati funzionamenti se il circuito stampato non stato progettato correttamente motivi ricorrenti sono e Errata disposizione dei componenti sulla basetta e Eccessiva vicinanza tra di loro e Errata deposizione delle tracce e Non adeguate dimensioni fisiche delle tracce Una progettazione errata del PCB oltre a difficolt di funzionamento per mancata immunit componenti tracce sensibili a campi di disturbo esterni pu provocare anche l emissione di disturbi sia di natura elettro magnetica dovuti alla influenza reciproca degli elementi in esso contenuti si pensi all innesco di autooscillazioni sia per conduzione di segnali spuri generati dal circuito e immessi sulla rete elettrica di alimentazione Questi effetti dipendono strettamente dalla frequenza dei segnali di disturbo ed aumentano con essa ma non si creda che occorra raggiungere i MHz per vederli apparire gi a 50KHz possono creare malfunzionamenti e disturbi Si pensi ad es agli alimentatori switching specialmente quelli alimentati a tensione di rete Tutte queste situazioni vengono contemplate e regolamentate da Direttive emesse da autorit nazionali e Internazionali come la direttiva europea EU law 39 336 EWG tendenti a risolvere i problemi connessi alla Compatibilit
115. ono gli stessi tempi dell esempio precedente 100m 50m 1u 5u Poi si va nella casella Edit selection e si scelgono i valori di tensione delle due uscite da visualizzare all oscilloscopio tenendo conto di quali conduttori sono a massa e quali non Premendo Start simulation si dovrebbe vedere la seguente immagine x nica SI View Graph calculator 50m 60m 100m V s2a s2b Simulation finished X 50 0m Y 20 0 Fig 11 6 Assegnare ai grafici i colori che ci aggradano Vew gt Graph selezionare e inserire i colori a destra Le ampiezze dei secondari sono circa 19 V Si noti che un secondario ha ampiezza minore dell altro perch ha un coefficiente di accoppiamento K 0 97 invece di K 0 99 dell altro loro valori efficaci sono quindi 19 1 42 13 38 V su un carico di 1000 La potenza assorbita da ciascun secondario Ps 13 38 100 1 79 W La potenza assorbita dal primario supponendo che l efficienza del trasformatore sia n 0 8 Pp n 2 Ps Pp 0 8x2 1 79 2 86W Il trasformatore piuttosto sottoutilizzato Si poteva impiegare un trasformatore di 3 VA 78 11 10 Il trasformatore ideale Il trasformatore ideale rappresentato da un circuito equivalente che rappresenta un trasformatore privo di perdite Si tratta ovviamente di una astrazione in quanto non possibile realizzare tale macchina Tuttavia utile perch permette di costruire il circuito equivalente del trasformatore reale aggiungendo al trasformatore ide
116. ora la finestra della libreria dei componenti Premere Edit Il package ora realizzato e esportato nella libreria In basso a destra appare la casella dell immagine 3D Fare M2 sull immagine e M1 su Edit Appare la finestra del disegno 3D Se conveniente accettare una immagine estrusa 32 preconfezionata del componente Altrimenti disegnare il tutto seguendo le istruzioni esposte nel capitolo 5 Per ora abbiamo creato solo un Package del nuovo componente Di seguito creeremo un disegno nello schema elettrico e lo assoceremo a quel package 4 2 Disegno del componente sullo schema elettrico 1 Aprire un nuovo progetto e selezionare il foglio dello schema elettrico Per il disegno dello schema elettrico del componente si pu o sceglierne uno gi esistente in libreria e modificarlo o in mancanza disegnarne uno nuovo icona della matita 2 Inserire i terminali per i collegamenti esterni e che dovranno corrispondere alle relative piazzole del componente nel PCB Controllare la corrispondenza della numerazione Posizionare il puntatore sul punto del disegno ove occorre mettere il terminale e premere il tasto 1 della tastiera 3 Assegnare un nome al componente e un valore Posizionare il cursore ove si vuole la lettera progressiva indicativa del componente Premere il tasto virgolette Appare la finestra Text Options Nella casella centrale bassa dove scritto Normal text selezionare Component name e OK
117. osta il componente selezionato con lo stesso valore della volta precedente Invece facendo sopra M1 si apre la finestra con la ricerca parametrica di quel componente Vi sono anche altre modalit per piazzare un componente tutte facilmente intuibili e Dalla barra orizzontale alta Components gt Import symbol e Oppure premere il Tab F2 Il componente sullo schema elettrico riporta disegnata una crocetta che rappresenta il punto di manipolazione o manico del componente stesso In quel punto va posizionato il cursore per selezionare o movimentare il componente 1 12 Selezionare un componente sul disegno M1 sulla crocetta del componente manico Se appare selezionata solo una parte del componente e si vuole invece selezionare tutto il componente premere M2 e spuntare Always select entire component 1 13 Tracciatura dei collegamenti Sulla barra orizzontale selezionare l icona di una Z di colore verde Scegliere nella freccetta a destra il movimento del collegamento prima orizz prima vert dritto ecc Se si vuole che all apertura dello schema sia subito disponibile l opzione collegamento dritto che la pi usata impostarlo con M1 sulla freccetta Attenzione quando si chiude e riapre lo schema occorre impostare di nuovo Collegare ogni componente Dopo ogni collegamento ciascun componente perde le crocette rosse presenti nei punti di collegamento Controllare Gli incroci con nodo avvengono facendo M1 quando si passa
118. piamento mentre il terzo riporta la simulazione di un trasformatore tramite un sub circuito contemplando anche le perdite 11 2 Esempio di simulazione trasformatore di alimentazione La simulazione si riferisce a un modello semplificato di trasformatore e non tiene conto delle varie perdite rappresentate nello schema equivalente completo Pertanto il suo impiego limitato a trasformatori di alimentazione funzionanti a 50Hz supponendo assenza di flusso disperso dal primario al secondario e nulle le correnti di Foucault nel ferro Il trasformatore che andremo a disegnare non dotato di modello primitivo di simulazione pertanto dovremo crearne uno noi stessi Se siamo in fase di progetto e il trasformatore non ancora realizzato dovremo ricavare dal calcolo i parametri richiesti dalla simulazione Se disponiamo di un trasformatore simile potremmo anche in prima approssimazione ricavare parametri simili tramite misura su detto componente e adattarli a quello che vogliamo simulare 11 3 Disegno dello schema elettrico Dapprima disegniamo lo schema elettrico del progetto per il trasformatore possiamo utilizzare lo schema di uno gi fatto purch con singolo secondario ad es EE20_Pri230V Sek24V 21MA della libreria di Target Si apre un nuovo progetto e si importa il trasformatore nello schema Poi si completa lo schema elettrico come in figura 70 Fig 11 1 Come resistenza di carico R1 da 10 Kohm si usa una gi dotata di mod
119. piezza della sinusoide della sorgente La casella Freq serve per impostare la frequenza della sinusoide Nella lista a destra richiesto TD che rappresenta il ritardo in sec con cui parte la sinusoide dal momento di inizio della simulazione mentre THETA rappresenta il Damping factor cio il fattore di smorzamento nel caso che l ampiezza della sinusoide si attenui con il tempo Poi si passa al Pinassignment per collegare la sorgente allo schema elettrico Se si vuole assegnare direttamente l ampiezza alla sinusoide senza passare per tutta questa trafila si fa M11 sul componente e appare la finestra Change symbol Poi gt Simulation value gt Edit e nella casella VA fare M1 sull icona della calcolatrice e scrivere COMPONENTVALUE Non scrivere direttamente nella casella di VA ma in quella della calcolatrice Infatti in quest ultima vanno scritti i valori letterali e le formule mentre nella casella di VA solo numeri Chiudere tutte le finestre OK OK Close OK Ovviamente se si chiudessero con un click sulla crocetta rossa in alto a destra le modifiche non verrebbero effettuate D ora in poi si potr assegnare l ampiezza subito nella casella Value di Change Symbol 10 11 Scrittura delle istruzioni di una sorgente Per scrivere noi stessi le istruzioni di modelli di simulazione ci occorre conoscere come inserire le sorgenti nel listato del modello La sintassi per la scrittura di queste sorgenti riportata nei manuali di SPICE 3F5 cui si
120. re premere il tasto delle doppie virgolette sulla tastiera Appare una finestra con tutte le opzioni 1 19 Muovere un componente Click M1h sulla crocetta del componente manico e spostare Se si sposta solo una parte del disegno gt M2 gt M1 su Always select entire component 1 20 Trascinare parte del disegno Raggruppare con M1h la parte da trascinare Attenzione i collegamenti interessati al trascinamento sono quelli definiti a destra nella finestra Settings Se si selezionano pi tracce queste vengono trascinate 1 21 Muovere solo il testo di un componente M2 e deselezionare Always select entire component Poi M1h sul testo da muovere 1 22 Ruotare Click sulla crocetta manico e tenendo premuto M1h premere anche il tasto destro 13 1 23 Cancellare Click M1 sulla crocetta manico del componente poi premere il tasto con le forbici sulla barra orizzontale Nel caso di linee di collegamento scegliere prima quanto di questo collegamento si vuole cancellare Vedi par 3 11 1 24 Assegnare il valore a un componente Quando si importa un simbolo gi nel disegno del circuito elettrico le scritte che appaiono sono il codice progressivo corrente Prefix e il valore Value Per assegnare il suo valore es 33K occorre fare M11 sulla crocetta dello schema del componente Appare la finestra Change Symbols inserire il valore nella casella Value 1 25 Interrompere un azione non voluta e P
121. re in ingresso i segnali di stimolo che occorrono Selezionare M1 il simbolo della sorgente di tensione nella barra verticale a destra Components Nella finestra che appare scegliere Vconst Poi importare il simbolo nel disegno Fare M11 sulla crocetta e assegnare un valore di tensione nella casella Value della finestra Change Symbol 2 3 Fornire un segnale esterno di stimolo Agire come sopra per trovare un generatore ma scegliere la forma d onda richiesta Attenzione Quando si sceglie una tensione sinusoidale e si vuole assegnare il valore della ampiezza e della frequenza occorre fare M11 sul disegno della sorgente Si apre la finestra Change symbol Poi M1 su Simulation value infine Edit Nella finestra che appare i valori che interessano sono nella colonna centrale cio VA Ampiezza e FREQ frequenza Vo l eventuale componente continua Non necessario scriverla la lettera V che indica una tensione Nella colonna di sinistra AC ampiezza della sinusoide va messa a zero Si deve assegnare un valore solo quando si esegue Extended simulation gt AC analysis vedi 8 7 Nella casella Value della prima finestra che si apre quando si selezione il simbolo occorre mettere a mano il valore scelto ma non ha alcun effetto nella simulazione E solo un riferimento mnemonico nel disegno Viceversa se si vuole dare un effetto a Value occorre inserire la scritta COMPONENTVALUE nella casella del valore di
122. re la finestra Simulation e impostare i parametri che interessano In questo caso interessa la corrente del LED Edit selection gt Add gt Current e selezionare la corrente entrante Poi attivare con M1 su Show immediately gt OK Per tornare al cartello di simulazione di fig 2 3 fare M1 sulla linguetta Interactive Ci proponiamo ora di impostare la corrente del LED al di sopra della quale si accende M11 sul simbolo del diodo gt nteractive Sim gt Edit Nella finestra Value cancellare quanto gi scritto e scrivere I 1 om OK gt OK II codice che abbiamo scritto significa che intendiamo impostare la corrente del diodo che entra nel piedino 1 1 e il valore per l accensione deve superare 5 mA Attenzione alla sintassi A questo punto possiamo passare alla simulazione 24 M1 su icona della bacchetta magica poi su quella delle sinusoidi Appare la fig 2 3 M1 su tasto sinistro con freccia verde Il risultato quello di fig 2 4 II LED rimasto spento perch la corrente insufficiente 1 933MA Sim2 DC _001 933mA 10K Fig 2 4 Assegnamo ora a R1 il valore 3 7K e ripetiamo la simulazione Quello che vedremo riportato nella figura seguente Sim2 DC 005 217mA Simulation x COSIO Simulation finished Fig 2 5 Avendo ora superato 5mA impostati il LED si accende 25 3 DISEGNO DEL CIRCUITO STAMPATO 3 1 Apertura Se si vuole disegnare il solo circuito stampato senza
123. re nella casella Edit selection le grandezze che si vogliono analizzare Poi si procede cos Si va in Extended gt M2 gt Add gt DC Analysis Sempre in Extended gt M2 gt Edit Appare la finestra DC Analysis Riempire le caselle Source Start value End value Increment La casella Source riporta le sorgenti presenti nel circuito Sim1 Sim 2 una delle quali va selezionata cio quella in funzione della quale si vogliono osservare le altre grandezze Infine Create target cir gt Start simulation Appare il grafico Questa analisi si presta a disegnare le caratteristiche statiche dei componenti quali diodi transistori valvole ecc Un esempio il seguente 8 9 Rilevare la caratteristica di un diodo zener con l analisi DC Aprire una pagina nuova e disegnare il seguente schema Fig 8 1 54 componenti debbono essere dotati di modello di simulazione Il diodo zener ZPD5 1V M11 sul collegamento dell anodo e assegnare un nome ad esempio anodo Icona bacchetta magica gt icona sinusoidi gt Extended settings for gt 5 0 1m 50m Casella sottostante Edit selection gt M2 gt Add gt Current selezionare l anodo del diodo e M1 M1 su casella I D1 1 gt Show immediately A questo punto si passa alla simulazione Extended gt M2 gt Add gt DC Analysis Assicurarsi che anche Probe sia selezionato Edit gt Source gt VSim1 Start 5 4 End 1 Increment 0 01 OK Create Ta
124. rea colorata in verde Serve a cancellare la memoria interna Durante le funzioni Undo e Redo rimangono memorizzate le immagini precedenti ogni azione in modo da essere sempre disponibili per un richiamo Perci lo spazio di memoria rimane occupato anche se gli elementi non sono visibili La funzione REO cancella questa memoria e gli elementi memorizzati non sono pi disponibili Per attivare questa funzione M1 su Start project reo Attenzione l azione irreversibile Inoltre possibile anche selezionare Cancella le doppie tracce sia nello schema Delete double trace segment schematic che nel nel PCB e cancella i segnali non utilizzati nello schema Delete futile signals 15 2 SIMULAZIONE Il programma supporta modelli primitivi e sintassi di SPICE 3F5 e in parte PSPICE SPICE3F5 il programma messo a punto dalla Universit Berkeley in California 1984 PSPICE Personal Simulator Program with Integrated Circuit Enphasis un discendente del precedente cui stata implementata la versione digitale 2 1 Modelli La simulazione si svolge con una lista di istruzioni Net list scritte con una sintassi accettata da Spice che forniscono al programma le informazioni dei componenti dei loro collegamenti e le istruzioni per eseguire la simulazione componenti sono rappresentati da un modello che pu essere o un modello primitivo o un modello pi complesso descritto dal cosiddetto sub circuito
125. remere il tasto di Stop sulla barra orizzontale oppure e Escsulla tastiera o M12 1 26 Undo Redo Non fare Rifare Sono due funzioni molto utili che servono a cancellare l ultima azione fatta o a ripristinarla Le relative icone si trovano sulla barra orizzontale rappresentata da una freccia che volge a sinistra e una che volge a destra rispettivamente 1 27 Zoom sul disegno Per ingrandire il disegno a riempimento della pagina fare M1 sul quadrato con 4 freccette arancione sulla barra orizzontale Per ingrandire o diminuire Zoom e Zoom accanto sulla stessa barra Pi semplicemente si pu usare la rotella del mouse in avanti aumenta indietro diminuisce La rotella molto pratica durante il disegno se si vuole ingrandire un particolare basta mettere il puntatore in centro zona e girare la rotella verr ingrandita ridotta con continuit quella zona centrata intorno al puntatore 1 28 Selezione di un gruppo di elementi di un disegno Per selezionare un gruppo di elementi al fine di modificarli tutti si racchiude il gruppo dentro un rettangolo con M1h Poi si rilascia e si preme il tasto e che significa edit Appare una finestra Edit the selected elements con due sezioni destra e sinistra In quella di sinistra sono elencati tutti gli elementi Quelli da modificare possono essere selezionati tramite una spunta Selezionarli e premere OK Appare ora la finestra es se si scelto Lines la finestra
126. rget Cir gt Start Simulation Deve apparire la seguente imagine TARGET 30 C Document x PE Edit View Graph calculator Simulation finished VESSIE 58 Fig 8 2 In ascisse riportata la tensione fornita da Sim1 applicata al diodo che il programma fa variare tra 5 4 e 1 V come impostato In ordinate riportata la corrente nel diodo in funzione di VSim1 Il campo delle correnti esagerato a valori che nella realt sarebbero insopportabili per il diodo 60 60 A Serve solo per dare un effetto dimostrativo 8 10 Rilevare la caratteristica dei transistori Si possono rilevare analogamente anche le caratteristiche di componenti attivi transistor BJT FET Mosfet diodi a vuoto triodi pentodi A titolo di esempio rileviamo la caratteristica diretta Ic Vce del transistore NPN BC547A Per prima cosa in una pagina nuova disegnamo lo schema seguente 55 Fig 8 3 Fra collettore ed emettitore applicata una tensione continua di 5 V Poich il transistore pilotato in corrente dobbiamo crearci una sorgente di corrente Una sorgente di corrente si ottiene con un generatore di tensione con in serie una resistenza di alto valore Nella fattispecie la resistenza di 1 Meg e la tensione 1000V Otteniamo una corrente di 1mA che inietteremo nella base la Vbe diventa trascurabile rispetto alla sorgente Sim1 Avremmo potuto usare anche un generatore di corrente gi disponibile in Target ma questo ci crea probl
127. ro che rappresenta la fascetta e la loro distanza la larghezza della fascetta Sintassi RCnumero progressivo da 1 a 5 X1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 diametro colore RC5 15 0 0 16 0 0 5 00FF00 fascetta di 5mm di diametro larga 1 mm con asse parallelo a X e di colore verde 5 8 Copiare l immagine 3D di un componente per assegnarla ad un altro In libreria selezionare il componente con l immagine da copiare e aggiungerlo alla lista di quelli personali M2 e Assign to my components 40 Si seleziona il tab la linguetta Quick select Poi si fa M2 sulla riga del componente Si apre una finestra con varie opzioni Scegliere Symbols package 3D simulations gt Edit 3D Si apre un altra finestra Create a user copy of the component gt Yes Sulla copia User ripetere M2 Symbols Edit 3D Si apre finalmente la finestra Edit 3D model In basso appaiono le file dei codici Selezionarle tutte con M1h e copiare copy Poi si cerca il componente cui si vuol assegnare l immagine Ripetere la procedura per questo componente M2 Symbols Edit 3D Appare la finestra Edit 3D model In basso nella finestra dei codici che deve apparire vuota incollare M2 e paste il codice precedentemente copiato Appare ora l immagine del componente Premere save e il gioco fatto Suggerimento E consigliabile creare una cartella da qualche parte assegnarle il nome Immagini 3D e inserirvi tanti file di testo txt contenenti cia
128. rometro guadagno di corrente 64 e Sorgente di tensione controllata da corrente H Sintassi Esempio Hx nt n nomeV valore H9 2 0 Vmis 0 5K Sigla H seguita da alfa numero nodo positivo nodo negativo della tensione nome della tensione percorsa dalla corrente pilota e che usata come amperometro valore in ohm della trans resistenza La direzione positiva della corrente di controllo sempre dal nodo positivo attraverso la sorgente di tensione usata come amperometro al nodo negativo della stessa 10 14 Sorgente non linearmente dipendente B La sorgente pu essere una tensione o una corrente La dipendenza viene espressa da una funzione matematica Sintassi Esempio Bx n n funzione B3 5 7 I 3 sin 3 V2 4 Bn nl n2 V 5 cos Ip 3 BX nl n2 I cos vl sin v2 BIL 3 4 I 17 Se c la lettera V significa che trattasi di sorgente di tensione se c la significa che una sorgente di corrente Le funzioni matematiche comprendono oltre alle 4 operazioni aritmetiche l elevazione a potenza la radice quadrata tutte le funzioni trigonometriche i logaritmi in base dieci e in base e La lista la seguente Abs sqrt log ln asinh cosh sin acos atan exp sinh acosh tanh asin cos tan Inoltre sono contemplate anche le seguenti funzioni 10 15 Funzione URAMP Funzione molto utile per rappresentare dispositivi attivi non compresi tra quelli primitivi come i tubi elettronici ancora molto apprezz
129. rra orizzontale Affinch l immagine del PCB assuma una dimensione adeguata allo schermo usare la rotella del mouse Per ruotare la basetta del PCB e vederla anche di sotto fare M1h con il mouse L icona in alto a sinistra con la crocetta serve a posizionare il PCB con i tre assi in posizione iniziale A sinistra appare una barra verticale che contiene tutti i componenti suddivisi per categoria Per trovare un componente M1 sul nome il componente si colora di azzurro Per deselezionare M1 fuori della scritta Per fare scomparire momentaneamente un componente e leggere quanto scritto sotto fare M1 sulla relativa spunta nel quadratino a sinistra M1 per farlo riapparire La visione in 3D non una frivolezza ma al contrario a parte il piacere di vedere subito realizzato il nostro lavoro incredibilmente utile per verificare eventuali errori per esempio di spaziatura tra componenti o quando abbiamo creato noi stessi il disegno 3D di un nuovo componente e non appare corretto 3 23 Controllo del progetto Prima di passare alla realizzazione possibile effettuare un controllo di progetto con due funzioni La funzione REO gi trattata al par 1 29 e la funzione Check Project Icona della bacchetta magica sulla barra orizzontale gt Icona del fulmine Si apre una finestra di dialogo con tre colonne quella di sinistra controlla lo schema elettrico quella centrale il PCB e quella di destra le spaziature minime Ogni colonna preve
130. s si ottiene allo stesso modo di Lp riferendosi ai morsetti del secondario e Rs rappresenta la resistenza DC del conduttore secondario ottenibile dai calcoli o dalla misura con ohmetro ai morsetti secondari e K il coefficiente di accoppiamento tra gli avvolgimenti del trasformatore e potremo valutarlo con buona approssimazione 0 999 Con l occasione si ricorda che K M V Lp Ls con M induttanza mutua Abbiamo ora i parametri necessari per scrivere il modello del trasformatore 71 11 5 Modello di trasformatore di alimentazione Il trasformatore che abbiamo importato nello schema elettrico non ancora dotato di modello di simulazione e dobbiamo scriverne uno noi stessi Il listato del modello che assegneremo quello riportato di seguito che potr essere copiato e incollato Copiare il modello che segue in un file di testo con un nome a piacere ad es TRASF1SEC txt Simulazione di un piccolo trasformatore di alimentazione k SUBCKT TRASFISEC 1 2 3 4 PARAMS Lp 28 2H Ls 0 154H Rp 412 Rs 2 K 0 999 Avvolgimento primario Rp 1 np Rp Lp np 2 Lp Avvolgimento secondario Rs 3 ns Rs Ls ns 4 Ls Coefficiente di accoppiamento K Lp Ls K ENDS Spiegazione del listato Un asterisco davanti ad una riga indica che trattasi di un commento e non avr effetto sul programma di calcolo SUBCKT informa il programma che si tratta di un subcircuito una scatola con 4 terminali che verr letta dal pro
131. scuno un disegno 3D di quelli personali faticosamente costruito e salvarlo 5 9 Copiare un oggetto 3D n volte nello spazio Esempio piedini dei circuiti integrati Selezionare la riga o le righe rappresentative dell oggetto con M1h M2 e scegliere nella lista che appare Copy form and move by pitch Appare la finestra Automatically create further pins Rispondere alle domande 41 5 10 Immagine 3D di un package tipo DIL8 Copiare e eventualmente modificare l immagine di un package DIL8 S 1 15 3 81 2 11 8 65 3 81 2 11 6 48 3 2 888888 0 2 0 0 0 1 0 0 2 0 0 53 0 36 888888 S0 0 0 1 0 0 2 11 0 9 0 36 888888 0 0 2 11 0 0 63 2 11 0 9 0 36 888888 C 0 45 0 2 11 0 45 0 2 11 0 36 888888 S2 54 0 0 1 2 54 0 2 0 53 0 36 888888 S2 54 0 0 1 2 54 0 2 11 0 9 0 36 888888 S2 54 0 2 11 2 54 0 63 2 11 0 9 0 36 888888 C2 09 0 2 11 2 99 0 2 11 0 36 888888 S5 08 0 0 1 5 08 0 2 0 53 0 36 888888 S5 08 0 0 1 5 08 0 2 11 0 9 0 36 888888 S5 08 0 2 11 5 08 0 63 2 11 0 9 0 36 888888 C4 63 0 2 11 5 53 0 2 11 0 36 888888 S7 62 0 0 1 7 62 0 2 0 53 0 36 888888 S7 62 0 0 1 7 62 0 2 11 0 9 0 36 888888 S7 62 0 2 11 7 62 0 63 2 11 0 9 0 36 888888 C7 17 0 2 11 8 07 0 2 11 0 36 888888 S7 62 7 62 0 1 7 62 7 62 2 0 53 0 36 888888 S7 62 7 62 0 1 7 62 7 62 2 11 0 9 0 36 888888 S7 62 7 62 2 11 7 62 6 99 2 11 0 9 0 36 888888 C7 17 7 62 2 11 8 07 7 62 2 11 0 36 888888 S5 08 7 62 0 1 5 08 7 62 2 0 53 0 36 888888 S5 08 7 62 0 1 5 08 7 62
132. significa senza flusso disperso Infatti dette funzioni sono impiegate in un sub circuito che svolge le due funzioni del trasformatore ideale e cio e2 n e P4 n i2 Il circuito racchiuso nel sub circuito rappresentato in fig 11 9 Fig 11 9 La E fornisce in uscita tra il nodo 5 e 4 la tensione al secondario del trasformatore Vs n Vp Il coefficiente di proporzionalit della funzione lineare n e Vp tra i nodi 1 2 la tensione al primario che funge da controllo della funzione E La F fornisce tra i nodi 1 2 la corrente l p pari a n volte quella al secondario Is che misurata dall amperometro Vm Si realizza cos la funzione l p n Is Il listato dunque il seguente Questo modello serve a spiegare come simulare un trasformatore ideale usando in un sub circuito una tensione al secondario E controllata dalla tensione ai nodi 1 2 e con un fattore di proporzionalit n Ns Np Analogamente viene impressa una corrente a primario F controllata dalla corrente misurata da VM 0 e proporzionale sempre a n Ns Np HORROR SUBCKT XFRM 1 2 3 4 PARAMS Np 300 Ns 30 Rp 100K Rs 1 Lm 20H E 5 4 1 2 Ns Np F 1 2 VM Ns Np VM 5 6 0 Im 1 2 Im Rp 1 2 Rp Rs 6 3 Rs ENDS 81 Rp e Rs sono necessari al programma per prevenire condizioni di singolarit Notare che qui Rp in parallelo al primario Sia l avvolgimento primario che il secondario devono essere collegati galvanicamente
133. simulabili 1 16 Alimentazione di circuiti integrati Per collegare le alimentazioni dei circuiti integrati selezionare sulla barra orizzontale Import components gt Import rest of components In alternativa si pu premere l icona dell amplificatore operazionale sulla barra orizzontale accanto a quella dei conduttori Premendo la freccetta appare un pop up che contiene l icona REST Appare la lista dei singoli stadi del circuito integrato non ancora importati nello schema e quella della alimentazione che contrassegnata con una P che segue la sigla es IC1P Importarla e collegarla alla o alle sorgenti di tensione Questo collegamento effettivo e consente la simulazione 1 17 Componenti speciali non facilmente reperibili Sorgente di tensione Finestra principale Components gt M1 su linguetta Components types and groups gt Voltage and Current gt Voltage source simulation Oppure M1 su icona del generatore di tensione nella barra verticale fra i simboli dei componenti Nella finestra che appare selezionare il tipo di sorgente Altro esempio di ricerca Ponte raddrizzatore Linguetta Component types and groups nella finestra principale della libreria dei componenti gt Diode gt Bridge rectifier I 1 18 Inserire un testo Barra orizzontale gt Elements gt Insert text Questo per scrivere con il carattere gi impostato in precedenza Se invece si vuole prima impostare il carattere e poi scrive
134. specifico componente gi rappresentato in uno schema elettrico E preferibile invece assegnare il modello direttamente al simbolo da importare quello della libreria dei componenti senza dovere tutte le volte ripetere la procedura di assegnazione quando si richiama quel componente In uno schema 2 12 Esempi Resistenza Ricercare il componente ancora privo di modello nella finestra Components facendo click sulla linguetta Quick select M2 sulla casella del componente trovato M1 su Simbol package 3D Scegliere Edit simulation model Models for gt Select gt Device resistor gt OK Edit gt Value gt COMPONENTVALUE Questo informa il programma che deve assegnare al modello il valore che sar specificato ogni volta nella finestra iniziale Change symbol nella casella Value Completare il pinassignment trascinando i rispettivi valori da sinistra a destra Nella finestra precedente Models for inserire il level ANALOG Chiudere tutto 2 13 Condensatore Ricercare il nuovo componente facendo click sulla linguetta Quick select Click M2 sulla casella del componente trovato M1 su Simbol package 3D Scegliere Edit simulation model Nella finestra Models for fare M1 su Select M1 sul simbolo del condensatore in Primitive models Nella casella Value scrivere COMPONENTVALUE Questo serve ad assegnare il valore direttamente nella casella Value della finestra iniziale Change
135. sse Gli strumenti con sigla OSZI sono dei piccoli oscilloscopi che mostrano la forma d onda del punto in cui vengono inseriti Offrono varie possibilit di ingresso e possono visualizzare tensioni e correnti Non danno tuttavia la misura del segnale solo la forma Per attivare la simulazione una volta collegati gli strumenti fare M1 sull icona della bacchetta magica poi su quella delle sinusoidi Appare il cartello seguente Simulation AE Simulation finished Fig 2 3 Premendo la freccia di sinistra parte la simulazione Il tasto rosso la interrompe prima che finisca Il tasto con la figura della sinusoide ed il circoletto pi serve a visualizzare l immagine delle grandezze selezionate all oscilloscopio Il tasto col quadratino a destra apre la finestra generale della simulazione tradizionale 2 19 LED interattivo Con l esempio seguente si vuole indicare come impostare un LED interattivo tale cio che al supero di un certo valore impostato della corrente che lo percorre si accenda cio assuma un colore diverso Si disegni lo schema di fig 2 4 utilizzando gli elementi interattivi diodo LED e m amperometro Sim 1 un generatore di tensione continua da impostare a 20V Occorre prima di tutto assegnare nomi riconoscibili ai collegamenti di ingresso e uscita come ad es gen e out Poi M1 su icona della bacchetta magica e delle sinusoidi Appare il cartello di fig 2 3 M1 sul tasto a destra del quadratino per raggiunge
136. stra rispettando gli schemi Chiudere Si torna in Models for Tr1 La casella LEVEL pu essere trascurata OK Siamo tornati nella finestra Change symbol Nella casella value possiamo scrivere ad es la potenza apparente 10 VA Chiudere Il modello stato ora assegnato al componente disegnato nello schema elettrico 11 7 Simulazione Prima conviene assegnare ai singoli collegamenti dello schema elettrico nomi intuibili M11 sul collegamento che dal generatore va al piedino 1 del trasformatore e scrivere ad es p AI collegamento del piedino 6 assegniamo la sigla s Per iniziare la simulazione M1 sulla bacchetta magica e poi su quella rappresentante le sinusoidi M1 su Extended settings for transient analysis Inserire nelle caselle dei tempi partendo dall alto 100m 50m 1u 5u Deselezionare Use initial condition Chiudere M1 nella casella Select particular voltage and current M2 nel riquadro basso Add gt Voltage against ground M1 sui due collegamenti p e s Tornati nel riquadro basso si troveranno scritti i due segnali V p e V s M2 su V s gt Show immediately per visualizzare solo la tensione di uscita al secondario Siamo finalmente giunti al momento della simulazione M1 su Start simulation Se tutto andato bene deve apparire l immagine seguente 73 50m 60m 100m fig 11 3 Il colore della traccia viene deciso automaticamente dal programma Per cambiarlo fare M1 su View gt Graph e selezionare ogni traccia assegnando n
137. t Add gt Voltage against ground Voltage Current Selezionare se si vuole una tensione riferita a massa una tensione flottante una corrente Appare sullo schema elettrico una freccetta da posizionare sul conduttore che interessa selezionare con M1 Poi si va sul secondo conduttore e via di seguito segnali selezionati appaiono nella finestra con accanto una casella vuota Per renderli visibili M2 gt Show immediately Per disattivarli si fa click di nuovo su Show immediately La sottostante casella Oscilloscope visualizza il grafico secondo quanto impostato 8 3 Frequenza Il difetto di questa modalit standard che non consente di valutare a colpo d occhio la frequenza dei segnali come del resto avviene nei vecchi oscilloscopi Per valutare la frequenza occorre misurare il periodo e fare l inverso Una valutazione precisa del periodo 52 si ottiene selezionando nello schermo dell oscilloscopio Edit gt Couple cursor to graph gt Graph Si legge sulle ascisse la distanza fra due punti omologhi sulla curva corrispondenti a un periodo Da qui calcolando l inverso si risale alla frequenza 8 4 Calcolo di curve Si pu rappresentare una curva risultante da un calcolo effettuato su una gi esistente Sulla barra dello schermo dell oscilloscopio si seleziona Graph calculator gt Editor Nella casella Graph si inserisce la curva che interessa scelta tra quelle disponibili Il suo nome viene ripor
138. tato anche nella casella orizzontale alta Col tastierino di destra si esegue l operazione sulla curva richiamata Se invece si vuole applicare ad un grafico una espressione matematica tra quelle riportate nel tastierino di sinistra prima si preme il tasto relativo alla espressione poi si fa M1 sulla freccetta della casella di Graph e si sceglie la curva operanda Questa appare come argomento della espressione Quindi si preme OK Nello schermo appare ora la nuova curva calcolata applicando l operatore matematico alla curva operanda Per rappresentare un altra funzione dalla barra orizzontale dello schermo si seleziona nuovamente Graph calculator gt New Analog 8 5 MODALITA EXTENDED Questa modalit permette di effettuare varie analisi Analisi dei transitori Analisi AC Analisi DC Imposizione di condizioni iniziali Posizione della sonda Probe ecc 8 6 Analisi dei transitori Questa analisi fornisce un grafico in funzione del tempo mettendo in evidenza il transitorio segnali che vengono analizzati sono quelli impostati e attivati nella casella Edit selection vista prima oppure andando in modalit Extended nella casella Probe Procedura Impostare le grandezze da analizzare Finestra principale gt Edit selection e attivarle Finestra principale gt M1 su casella Extended gt M2 gt Add gt Transient analysis Nella casella Simulation end inserire la durata del transitorio Sot
139. teristiche che si vogliono escludere Una spunta apparir in quelle caselle Quindi M1 su Save with acception of the selected dates Se invece non interessa effettuare alcuna restrizione fare direttamente M1 nella casella Import all componenti si ritroveranno ora nelle librerie di Target Questa operazione di importazione di librerie frequente ed utile ad esempio se si cambia computer con uno nuovo in cui gi stato installato TARGET ma le librerie personali faticosamente realizzate nel vecchio computer sono ancora vuote Un altra occasione si presenta quando si rinnova la versione di TARGET con una pi recente 6 10 Esportare importare propri progetti Se vogliamo esportare importare dei progetti che abbiamo realizzato l operazione molto semplice Sicuramente questi progetti saranno stati memorizzati in una libreria di Target Quando si apre Target appare la selezione dei progetti da aprire Si apre Open user folder dove avremo salvato i nostri progetti Per esportarne uno o pi basta copiare il file per poi incollarlo nel supporto di memoria desiderato Il file salvato si presenta cos ia TRASF 15SEC Fig 6 1 Ad es se salviamo il file in un diverso computer o anche nel desktop dello stesso computer quando lo riaccenderemo selezionando questa icona si provoca automaticamente l apertura di Target e appare subito il progetto che abbiamo incollato 45 7 ANALISI EMC 7 1 Introduzione La riproduzi
140. to inserire il passo di campionamento Step e quello massimo vedi 8 2 M1 su casella Create target Cir gt Start simulation Appare il transitorio in funzione del tempo Muovendo il cursore sulla curva si possono leggere in basso corrispondenti valori di x ed y cio l ampiezza y in funzione del tempo x 8 7 Analisi AC banda passante Questa analisi fornisce un grafico che riporta le ampiezze in funzione della frequenza del segnale applicato in ingresso fornisce cio il grafico della banda passante del circuito Procedura Prima di tutto occorre impostare l ampiezza del segnale selezionando con M11 il generatore sinusoidale che la fornisce gt M1 su Simulation value gt M1 su Edit Assegnare un valore a AC magnitude che non sia superiore alla ampiezza VA Oppure inserire COMPONENTVALUE cos che sar possibile variario semplicemente nella casella Simulation value della prima finestra Ora se non gi fatto occorre assegnare nomi intuibili ai collegamenti vedi 8 2 Poi si apre la finestra della simulazione Impostare le grandezze da valutare nella casella Edit selection come descritto prima 53 Nella finestra Extended si fa M2 nel riquadro poi M1 gt Add AC analysis gt Impostare la frequenza iniziale quella finale e i punti di campionamento In genere si mette 100 Quindi Create Target Cir gt Start simulation I programma varia per ogni punto di campi
141. torno rispetto a quello che si sta analizzando per es la massa stessa GND del circuito o un altro conduttore riportato nell elenco Questa assegnazione serve per il calcolo di Accoppiamento induttivo capacitivo e fattore di accoppiamento La seconda linguetta della finestra Signal types serve nel caso si vogliano aggiungere altre caratteristiche Per aggiungere altre caratteristiche sceglierle e poi premere New In genere questa linguetta si pu trascurare La linguetta Options importante e serve per assegnare le caratteristiche della basetta del PCB spessore della basetta in um e spessore del rame delle tracce in um Sono gi inseriti i valori pi comuni 7 4 Calcolo degli accoppiamenti Si passa adesso nella finestra di destra e si seleziona il segnale la traccia su cui si vuole vedere l effetto provocato dal segnale traccia di sinistra di cui abbiamo specificato le caratteristiche Accoppiamento per energia irradiata Attivare la funzione facendo M2 sulla casellina Poi M11 su Radiation coupling Appare un grafico risultati vengono inseriti dal programma nel grafico disegnato secondo la normativa Europea EN55022 e Tedesca VDE0871 B intitolato Radiation Coupling che si potrebbe tradurre liberamente Grado di accoppiamento elettro magnetico RadiationCoupling Limits for the electrical field intensity E Limits for the magnetical field intensity H Electrical field intensity E Magnetical field intensity
142. tortion voltage tensione di disturbo sulla traccia disturbata e prodotta dall accoppiamento galvanico e Infine fornisce in percento il grado EMC Lunghezza della traccia Fornisce e la lunghezza della traccia Li e la massima lunghezza ammessa Lm e grado EMC espresso in cos formulato Grado EMC 100 Li Lm x 100 Rappresenta lo scostamento da una situazione di disturbo non consentita Per cui se il rapporto Li Lm prossimo ad uno cio situazione di rischio il grado percentuale della formula basso Alto rischio gt basso valore percentuale Accoppiamento capacitivo Vengono elencate tutte le altre tracce e per ciascuna di esse il calcolo fornisce e La capacit di accoppiamento pF e La corrente e tensione di distorsione del disturbo MA mV La corrente quella che circola nella traccia disturbata per effetto della azione di quella disturbante e La tensione quella che si stabilisce ai capi della resistenza interna Ri del circuito della traccia disturbata percorsa dalla corrente generata dalla traccia disturbante attraverso la capacit di accoppiamento e grado percentuale EMC per verificare se ambedue le tracce rientrano nei limiti delle norme Accoppiamento induttivo Vengono elencate tutte le altre tracce e per ciascuna di esse il calcolo fornisce e La mutua induttanza nH e La tensione del disturbo mV indotta in quella disturbata generata da quella disturbante e grado percent
143. traccia nel campo delle alte frequenze una traccia sul circuito stampato si comporta come una induttanza il cui valore tutt altro che trascurabile Pertanto la lunghezza della traccia non pu essere illimitata e va valutata in termini di lunghezza d onda 46 7 2 Principio su cui si basa il programma Il programma prende in esame tutte le tracce che sono state stese sul PCB e confronta ciascuna di essa con una delle altre selezionate dall utente L operazione consiste prima nel calcolo in base alla geometria e dimensioni fisiche di ciascuna traccia della induttanza e capacit relativa alla traccia con cui si vuole fare il raffronto Poi esegue il calcolo degli accoppiamenti relativi Viene fornito come risultato il Grado percentuale EMC espresso in con un colore secondo la seguente tabella e Blu 100 e Verde 90 99 e Giallo 50 89 e Porpora 1 49 e Rosso 0 Il colore rosso 0 rappresenta la situazione peggiore ed quella in cui sono stati superati limiti imposti dalle normative Il colore blu 100 rappresenta una situazione di nessuna influenza tra una traccia e l altra e non crea problemi Il risultato apparentemente bizzarro per cui allo zero corrisponde il massimo accoppiamento scaturisce da questa formula Grado percentuale EMC 100 Vaist Vsegn X100 Vaist tensione di disturbo Vsegn tensione del segnale Il grado percentuale fornito dal calcolo rappresenta la differenza espressa in
144. tta di manipolazione selezionando con M1h ciascuno stadio racchiudendo anche le relative scritte Quindi porre il puntatore ove si vuole la crocetta ad es nel centro dello stadio e premere il tasto y Questa operazione va ripetuta per ogni stadio E giunto il momento di disegnare le alimentazioni Disporre i due piedini come riportato in figura uno sopra e uno sotto Posizionarsi in un punto e premere il tasto 36 per assegnare un nome al componente come fatto per il circuito Selezionare COMPONENT k COMPONENT X 7 Sostituire la numerazione dei piedini con quella corretta 8 Racchiudere in un rettangolo i piedini tramite M1h Poi posizionare il puntatore nel centro Premere il tasto y per piazzare la crocetta 9 M11 sulla crocetta per aprire la finestra di dialogo Change Symbol Nella finestra Symbol number se vi sono due stadi mettere 3 per significare tre liste due per gli stadi e una per l alimentazione Suffix P per power supply Insert Extra insert as Rest vuol dire inserimento a parte con la funzione Rest of the component 10 Ripetere l operazione per i singoli stadi inserendo un numero progressivo a Symbol number Suffix A B Insert Automatically insert as next Swap N 0 11 A questo punto raccogliere M1h con un rettangolo sia lo schema dei singoli stadi che le alimentazioni e premere x per esportare il circuito integrato in libreria Appare Export symbol Rispond
145. tto il tempo impostato ma solo la parte finale dopo il transitorio si fa M1 sulla casella a destra Extended settings for transient analysis e si imposta il tempo totale e sotto quello della sola parte finale che si vuole visualizzare Sotto ancora si definisce la durata dello step di campionamento Il primo quello alle condizioni iniziali al tempo t 0 Segue un passo di campionamento che non fisso ma viene deciso automaticamente dal programma secondo quello che sta rappresentando es minimo per tempi di salita e discesa massimo per tratti orizzontali Per questo motivo viene definito anche un passo massimo che il programma non deve superare Se il passo si fa troppo lungo la rappresentazione appare una serie di rette spezzate se troppo corto la durata della analisi si allunga La spunta Use initial condition consente di includere la rappresentazione delle condizioni iniziali ad es quelle di un condensatore gi carico alla partenza Attenzione Se non necessario deselezionare il quadratino delle condizioni iniziali altrimenti il programma calcola partendo dalla impostazione delle condizioni iniziali es condensatori impostati con IC 0 di ogni singolo componente e non da quelle di regime rappresentando immagini in transitorio e non immagini a regime raggiunto La casella sottostante a destra Edit Selection apre la finestra Probe che permette di selezionare i soli segnali da visualizzare Nel riquadro si fa M2 g
146. u icona della griglia Scegliere il passo in pollici Accettare il messaggio di immettere 25 mils perch altrimenti le linee non combinano col disegno di alcuni componenti Vi per un problema se si inserisce tasto F5 la griglia a linea continua il disegno sfuma e diviene poco visibile Conviene allora scegliere la griglia a punti Grid as points e il passo di 25 mils Oppure vedi par 1 8 1 4 Cursore a passi Per legare il cursore alla griglia a passi di 25 mils o quelli impostati nella stessa finestra selezionare Cursor snaps on grid Il cursore appare ancora muoversi in modo continuo e non a salti ma i componenti vengono piazzati a passi di 25mils o altro impostato 1 5 Cursore Cross hair Per piazzare i componenti allineati utile utilizzare il cursore tipo cross hair croce sottile come capello Il cursore si trasforma in una croce sottile che permette di allineare i componenti Per attivare premere F8 una volta Due volte aggiunge anche una croce a 45 e tre volte ripristina il cursore senza croce 1 6 Piazzare i componenti chiamati Symbols nel disegno dello schema Package nel layout del PCB Operazione per inserirli e Con icona Click su icona dell amplificatore operazionale al centro della barra orizzontale e Dalla tastiera Premere INS sulla tastiera del computer e Barra verticale di destra Selezionare con M1 Components Scegliere con M1 l icona del c
147. ua 0 sovrapposta alla sinusoide poi l ampiezza 1 poi la frequenza in Hertz 1 K infine il ritardo con cui parte 0 e il fattore di smorzamento nel caso l ampiezza si attenuasse con il tempo Per le sorgenti di corrente la sintassi identica cambia solo la V iniziale che diventa 10 13 Sorgenti dipendenti lineari SPICE contiene il modello di 4 sorgenti linearmente dipendenti i g v Vv e v i f i v h i con g e f h costanti rispettivamente trans conduttanza guadagno di tensione guadagno di corrente e trans resistenza La sintassi la seguente e Sorgente di corrente controllata da tensione G Sintassi Esempio Gx n n nct nc valore G1 2 0 3 7 9mmho Sigla G seguita da alfa numero nodo positivo nodo negativo della corrente nodo positivo nodo negativo della tensione pilota valore della trans conduttanza espresso in mho che l inverso di ohm 1 milli mho 1 mmho 1 MAN e Sorgente di tensione controllata da tensione E Sintassi Esempio Ex n n nc nc valore EL 2 UO 3 e 250 Sigla E seguita da alfa numero nodo positivo nodo negativo della tensione nodo positivo nodo negativo della tensione pilota valore del guadagno di tensione e Sorgente di corrente controllata da corrente F Sintassi Esempio Fx n n nomeV valore F2 3 5 Vmis 10 Sigla F seguita da alfa numero nodo positivo nodo negativo della corrente nome della tensione percorsa dalla corrente pilota e che usata come ampe
148. uale EMC per verificare se ambedue le tracce rientrano nei limiti delle norme 50 Fattore di accoppiamento Vengono elencate tutte le altre tracce e per ciascuna di esse il calcolo fornisce e Il fattore di accoppiamento K tra la traccia disturbata e quella disturbante per effetto induttivo e capacitivo reciproco e La resistenza d onda ohm e grado percentuale 51 8 COMPLEMENTI SULLA SIMULAZIONE 8 1 Modalit di analisi disponibili Il programma di simulazione comprende una modalit Standard accessibile tramite l omonima linguetta nella finestra principale e una modalit Extended individuata anch essa dalla linguetta adiacente 8 2 MODALITA STANDARD Consente di vedere i segnali del circuito in funzione del tempo Il programma calcola tutte le forme d onda ma possibile non rappresentarle tutte insieme ma fare una selezione secondo quanto interessa vedere Il primo passo quello di assegnare dei nomi intuibili ai vari collegamenti dello schema Infatti il programma assegna di default dei nomi non significativi Occorre fare M11 su ogni collegamento dello schema e assegnare il nome intuibile come gen per generatore cc per tensione di alimentazione g per gate ecc Quindi si accede alla simulazione e appare la finestra principale Target3001 Simulation Per impostare la modalit standard si procede come segue Impostare il tempo massimo nella casella Simulation for Se si vuole visualizzare non tu
149. ue avvolgimenti secondari come EE130_PRI230 SEK2X15V 33MA Non importa che il trasformatore sia dotato di modello di simulazione perch lo inseriremo noi Per le resistenze di carico si usano quelle gi dotate di modello di simulazione come ad es R_MET_100 OHM_0207 Il generatore esattamente quello dell esempio precedente impostato a 230 Veff 100 100 Fig 11 5 Il modello di simulazione da inserire nel trasformatore con due secondari il seguente Simulazione di un piccolo trasformatore di alimentazione con 2 secondari isolati tra loro SUBCKT TRASF2sec 1 2 3 4 5 6 PARAMS Lp 5 Rp 100 n1 0 1 n2 0 05 Rs1 1 Rs2 1 K1 0 99 K2 0 97 K3 0 95 Rapporto spire nl Ns1 Np n2 Ns2 Np Induttanza secondario Lsl Lp n1 2 Ls2 Lp n2 72 76 R24 2 4 1E9 R24 R26 sono necessarie per riferire R26 2 6 1E9 a massa tutti i tre avvolgimenti x Avvolgimento primario Rp 1 np Rp Lp np 2 Lp Avvolgimento secondario 1 Rs1 3 ns1 Rs1 Lsl nsl 4 Lp n1 2 Avvolgimento secondario 2 Rs2 5 ns2 Rs1 Ls2 ns2 6 Lp n2 2 Coefficienti di accoppiamento K1 Lp Lsl K1 K2 Lp Ls2 K2 K3 Lsl Ls2 K3 ENDS Nel listato sono state aggiunte due resistenze R24 e R26 comprese nel subcircuito e non visibili nello schema di valore molto elevato che collegano il morsetto basso 2 del primario nello schema gi collegato a massa con i rispett
150. uente aumento della temperatura Selezionare l icona del circuito integrato nella barra alta orizzontale Appare Import packages che riporta la lista dei componenti impiegati nello schema elettrico posizionare i componenti uno per uno nel perimetro del PCB prima disegnato Via via che si immettono i componenti la lista diminuisce fino ad esaurirsi 26 Altrimenti si pu usare l Autoplacer Actions gt Launch autoplacer Si apre la finestra Autoplacer Rispondere alle domande Place components inside dentro il the PCB opzioni su SMD ecc In particolare quando chiede Additional space between components scegliere la distanza che si vuole tra i singoli componenti usando il lato della griglia come unit di misura Es 10 20 volte il lato di griglia Comunque dopo il posizionamento automatico i componenti si possono sempre spostare dove ci pare Se un componente posato sul PCB esso avr automaticamente nel disegno dello schema elettrico un segno di spunta accanto alla crocetta di manipolazione manico Se un componente inserito nel PCB non appare collegato con gli elastici collegamenti ideali corrispondenti a quelli realizzati nello schema elettrico controllare lo schema e che sia stato regolarmente collegato Premere Packages gt Import packages sulla barra orizzontale e controllare nella lista che appare che tutti i componenti siano stati importati lista vuota Per spostare un componente da una faccia all altra d
151. vo della batteria cui assegnare valori personalizzati Dovremo pertanto come modello usare un subcircuito KKAKKAKAKAAAAAKAAAAAKAAAAKAAAAKAAAAAKAAAAKAAAAAKAAAAAAAAAKAAA Modello approssimato di batteria x SUBCKT Batteria p n PARAMS Rint 1 Vv 12 Rint p x Rint Vv x n Vv ENDS Breve spiegazione Una riga che comincia con l asterisco viene considerato commento ed ignorata dal programma Dopo la scritta SUBCKT segue il suo nome batteria i piedini di collegamento con l esterno p n e i parametri PARAMS usati nel subcircuito Vv e Rint cui dovranno essere assegnati i valori effettivi Le righe successive contengono il nome del componente interno al subcircuito Rint Vv seguito dai nodi di collegamento e dal suo valore che pu essere come in questo caso assegnato direttamente oppure ottenuto tramite espressione matematica fra parentesi graffe Si noti il nodo interno x che collega in serie Rint e Vv Infine ENDS chiude il modello 12 4 Assegnazione del modello al simbolo Nella finestra dei componenti selezionare Batteria Nella riga di Batteria fare M2 gt Symbol package 3D simulation gt Edit simulation Si apre la finestra Model for batteria M1 su Search gt M1 su freccia blu destra gt Reload from gt Files with Pspice model Cercare il file di testo ove stato copiato il modello e aprire Nel pannello di destra appare il nome Batteria Nella casellina di spunta accanto fare click M1 gt mport R
152. zza di una traccia Possibilit immediata M11 sulla traccia per aprire la finestra di dialogo Oppure Elements gt Draw tracks 2 gt tasto o options gt Scegliere Oppure se la traccia gi disegnata si seleziona prima la traccia Poi si va su Edit gt Edit oppure tasto e Si apre la finestra delle tracce con tutte le opzioni 27 3 11 Aura di una traccia Le tracce devono osservare una distanza tra loro per evitare il rischio di archi elettrici Per questo il programma prevede uno spazio intorno sia alle piazzole sia alle tracce per prevenire questa possibilit Questo spazio circostante si chiama Aura Per attivare o scegliere la larghezza dell aura circostante fare M11 sulla traccia Nella finestra che appare selezionare la voce Track aura 3 12 Selezione della estensione del percorso di una traccia Questa funzione permette di cancellare quando occorre la sola parte di traccia che ci interessa eliminare Sulla barra verticale a destra andare su Settings Appaiono delle icone con varie possibilit un singolo tratto di una traccia due tratti consecutivi senza piazzola pi tratti con piazzole oppure l intero percorso 3 13 Inserire un ponte di attraversamento su di una traccia Elements gt Place a bridge oppure b Posizionarsi prima da un lato della traccia da attraversare nel punto ove dovr essere rilasciata la piazzola di partenza poi M1h fino alla piazzola sull altro lato della tracci

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