3 USO DEL PROGRAMA PSPICE
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1. La ventana mencionada presenta la forma siguiente o OrCAD Capture Primer Circuito Analog or A D Mixed Mode Ml rie Es Hierarchy A IA Ouputs 27 07 PEA gina A A uis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS Pspice REE i Include Files E AA A En resumen cada vez que se abra la sesi n de trabajo de un determinado proyecto el programa presenta dos ventanas una en donde se encuentra el dibujo correspondiente al circuito el ctrico ingresado subtitulada OrCAD Capture Schematicl1 PAGE 1 y la otra en donde se encuentra los archivos de entrada Design Resources los archivos de salida y los archivos de Pspice subtitulada OrCAD Capture Primer Circuito 6 5 DETERMINACI N DE LAS CARACTER STICAS DE SIMULACI N DEL ARCHIVO ORCAD PSpice Schematic1 PAGE 1 Regresando a la ventana del schematic OrCAD Capture Schematicl PAGE 1 determinamos las propiedades de la simulaci n a efectuar A partir del men horizontal hacemos clic en la ruta siguiente PSpice New Simulation Profile Despu s de hacer clic en New Simulation Profile aparece una ventana titulada New Simulation la cual puede ser llenada de la forma siguiente New Simulation Name CREATE Inherit From Se le da un nombre a la simulaci n que puede ser el mismo nombre del proyecto para este caso le damos el nombre de Primera Simulaci n Posteriormente hacemos clic en CREATE y aparece una nueva2. OP Formato del comando de Schematics Bias point detail B Barrido en Corriente Continua CC DC Sweep Formato del comando de texto DC Formato del comando de Schematics DC Sweep C Barrido en Corriente Alterna CA AC Sweep Formato del comando de texto AC Formato del comando de Schematics AC Sweep D An lisis transitorio Transient An lisis Formato del comando de texto TRAN Formato del comando de Schematics TRANSIENT E Funci n de transferencia Tranfer Function Formato del comando de texto TF Formato del comando de Schematics Tranfer Function DESCRIPCI N DE CADA UNO DE LOS TIPOS DE AN LISIS 2 1 DETERMINACI N DEL PUNTO DE OPERACI N OP Bias Point determinaci n del punto de operaci n para peque as se ales en DC sta es la opci n predeterminada para el an lisis La instrucci n OP produce informaci n detallada sobre el punto de operaci n para corriente continua del circuito Si no se especifica ning n tipo de an lisis el programa calcula el OP pero solamente manda al archivo de salida OUT una lista de voltajes de los nodos y las corrientes de las fuentes independientes Los resultados del punto de operaci n para el an lisis transitorio lo controla la instrucci n TRAN 27 07 07 P gina2 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS 2 2 BARRIDO EN CORRIENTE CONTINUA DC DC Sweep El barrido de magnitud en corriente continua permite
3. visualizar la forma de onda de cualquier variable dentro del proceso ejecutado Desde la ventana del Probe seleccione Trace Add aparecer una lista de variables del circuito que usted puede seleccionar para obtener sus gr ficas correspondientes y una ventana de edici n en la parte inferior donde aparecer n las variables que usted ha seleccionado o donde puede escribir la variable que desea Escoja V 1 y luego V 1 2 pulse OK o Enter y le aparecer n los valores de voltaje deseados 15 y 2 50 voltios respectivamente Del men Plot escoja Add Plot le aparecer otro par de ejes sobre esos ejes seleccione I R1 le aparecer el valor de2 50 miliamperios para esta corriente Si desea definir directamente en el dibujo del circuito las variables a presentar en Probe puede utilizar marcadores para hacerlo utlice el men Markers desde la ventana Schematic 1 PAGE 1 puede escogerlos dentro de varias opciones voltaje de un nodo voltaje entre terminales de un componente corriente de entrada a un dispositivo y marcadores avanzados Si selecciona la primera opci n aparecer una flecha con una burbuja con la letra V la segunda opci n le permite colocar dos flechas la primera en el terminal que usted quiera darle la posibilidad positiva y la segunda al terminal negativo la tercera opci n presenta una flecha con una burbuja en su extremo y dentro de ella la letra I los marcadores de corriente solo los admite en el terminal del c
4. 0 las f rmulas quedar n v V2 1 el TOT para 0 lt t lt TD2 E i e e va V2 1 e v2 1 para TD2 lt t lt TSTOP EJEMPLOS 1 La expresi n siguiente VA 1 0 EXP 2 4 0 5m 10m 25m 5m Corresponde a una fuente exponencial cuyo modelo matem tico est representado por VA 2 para 0 lt t lt 0 5m t 0 5m VA tenia tom para 0 5m lt t lt 25m t 0 5m t 25m VA 2 6 1 e som s 6 1 e ani hax 25m lt t lt TSETP Luego para t 0 5m VA 2v para t 25m VA 3 4822 v 27 07 07 P gina 12 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS Para t 30m VA 0 106739 y 2 La expresi n siguiente VB 1 0 EXP 32 0 0 05m 3 0 Corresponde a una fuente exponencial cuyo modelo matem tico est representado Dor PRE DA Me A VB 32 32 1 6 m5 32 32 0 l para 0 lt t lt 3 Luego para t 0 VB 32 v para t 0 5m VB 11 772142 v para t 3s VB 0 v Run to time 4 ms Maximun step size 0 1 ms 4 1 3 3 FUENTE LINEAL POR SEGMENTOS Es una se al compuesta de tramos lineales que se definen por puntos expresados como pares de coordenadas T V su s mbolo es PWL La funci n no es peri dica La forma general de su lugar geom trico para una onda lineal por segmentos es Ta Va T3 V3 La forma general de la fuente lineal por segmentos tiene el siguiente formato PWL lt T1 gt lt V1 gt lt T2 gt lt V2 gt lt TN gt lt
5. barrerse es el multiplicador R EJEMPLOS 1 DC Vea 10 30 5 29 DC DEC RES RMOD R 0 1000 10 3 DC TEMP LIST 27 50 100 47 DC PARAM IFUENTE 05 2 01 El primero es un barrido lineal de voltaje de la fuente Ven entre 10 y 30 en pasos de 5 El segundo indica un barrido por d cadas del par metro R del modelo de resistencias RMOD entre 0 y 1000 con 10 puntos por d cada El tercero se ala un barrido de temperatura para los valores de 27 50 y 100 grados cent grados El cuarto corresponde a un barrido lineal del par metro IFUENTE entre 0 5 y 2 A en pasos de 0 1 27 07 07 P gina3 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS El barrido DC no produce alguna salida por si mismo debe en consecuencia estar acompa ado de instrucciones PRINT PLOT o PROBE a fin de obtener un archivo out o dat que permita visualizar los resultados de las variables solicitadas Es posible ordenar el barrido de varias fuentes en una sola instrucci n DC en lo que se conoce como barridos anidados Para ilustrar este caso consideremos la siguiente situaci n DC nh 10 0 I v2 5 10 2 5 PRINT DC 1 R2 Se trata de un barrido lineal anidado ante esta instrucci n el programa responde calculando los valores de I R2 de la manera siguiente a para V2 5 hace el barrido de I1 entre 10 y 0 b a continuaci n hace V2 7 5 y vuelve a efectuar el barrido de I1 entre 10 y 0 c y as contin a hasta finalizar cuando V2 10 Finalmente produce
6. calcular voltajes y corrientes para variaciones en valores de tensiones y corrientes de una o varias fuentes variaciones de temperatura variaciones en par metros de modelos de componentes y variaciones en par metros globales esta opci n permite barridos anidados En el barrido de DC se especifica el tipo de variable el tipo de barrido el nombre del dispositivo los valores inicial final y el incremento Las formas generales de la instrucci n DC son las siguientes DC presenta cuatro posibilidades de barrido de la variable deseada A DC lt LIN gt lt Variable gt lt Valor inicial gt lt Valor final gt lt Incremento gt Barrido lineal LIN en donde la distribuci n de la variable en su eje es uniforme se especifican los valores inicial final y el incremento o decremento nunca puede ser cero que se desea en cada paso de la simulaci n B DC lt OCT DEC gt lt Variable gt lt Valor inicial gt lt Valor final gt lt Puntos gt Barrido logar tmico por octavas OCT o por d cadas DEC se especifican los valores inicial final y el n mero de puntos por octava o por d cada que se analizan DC lt Variable gt lt List gt lt Valor 1 gt lt Valor 2 gt lt Valor 3 gt Barrido por valores individuales en forma de lista LIST en el cual la distribuci n es uniforme pero solo se presentan los resultados para los valores que aparecen en la lista La cantidad de valores para la variable puede
7. de la soluci n especifica el tipo de an lisis que se le aplicar al circuito 3 4 Comandos de especificaci n de la salida El comando de especificaci n de la salida describe el tipo de soluci n deseada 3 5 Comandos para finalizar El comando de finalizaci n indica que el fin de la entrada de datos se ha alcanzado no se puede omitir NOTA Los comandos 2 3 y 4 pueden intercambiarse sin que se cambie la estructura del programa El orden especificado para los comandos de t tulo y finalizaci n son obligatorios 4 FORMATOS UTILIZADOS EN EL PROGRAMA PSPICE TEXTO 4 1 Aunque los formatos aqu indicados se utilizan para ingresar los comandos de datos como archivo texto el conocimiento de ellos es muy importante para ayudar a determinar los errores que se cometen cuando el ingreso se hace por el archivo schematic pues cuando el ingreso se hace por texto el programa genera un listado que corresponde a los comandos de datos del dibujo el ctrico ingresado con sus caracter sticas indicadas FORMATOS DE ENTRADA PARA FUENTES 4 1 1 FUENTES INDEPENDIENTES MAGNITUD CONSTANTE El formato general para las fuentes independientes es V lt Name gt lt Node gt lt Node gt TYPE lt VALUE gt TRANSIENT SPECIAL I lt Name gt lt Node gt lt Node gt TYPE lt VALUE gt TRANSIENT SPECIAL V denota la fuente de voltaje independiente I denota la fuente de corriente independiente Name denota el nom
8. de modelos de fuentes controladas en forma polin mica de una o m s variables lo cual le da un gran potencial Con este tipo de fuentes se pueden simular se ales de amplitud modulada que de otra manera ser a imposible A continuaci n se analizan los formatos de fuentes controladas lineales de una sola variable de control 4 1 2 1 FUENTES CONTROLADAS POR VOLTAJE El formato general para fuentes controladas por voltaje es Bxxxxxxx lt N gt lt N gt lt NC gt lt NC gt lt Valor gt En donde B corresponde a las letras E o G seg n el caso N y N son los nodos positivo y negativo a los cuales est conectada la fuente NC y NC son los nodos positivo y negativo del control y valor es la ganancia de voltaje o la transconductancia seg n sea E o G 27 07 07 P gina7 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS EJEMPLO Escriba la instrucci n correspondiente para ingresar la informaci n de la fuente de corriente controlada por voltaje en el siguiente esquema el ctrico 1 Va 2 4 La declaraci n de datos de la fuente de corriente controlada por corriente queda de la forma siguiente Gent 0 4 1 2 3 4 1 2 2 FUENTES CONTROLADAS POR CORRIENTE El formato general para fuentes controladas por corriente es Bxxxxxxx lt N gt lt N gt lt Vnombre gt lt Valor gt En donde B corresponde a las letras F o H seg n el caso N y N son los nodos positivo y negativo a los cuales est conectada la
9. hace doble clic en l se presenta en una ventana el archivo de salida donde se indican los resultados si el programa corri o se indican los errores por los cuales el programa abort El programa arroj los resultados siguientes VA V V 2 V 3 V 1 2 V 2 3 1 200E 01 1 200E 01 3 273E 00 1 091E 00 8 727E 00 2 182E 00 VA IRI 1 R2 1 R3 I R4 1 200E 01 2 182E 00 1 091E 00 1 091E 00 1 091E 00 JOB CONCLUDE TOTAL JOB TIME 15 sec 5 3 5 INGRESO DEL DIBUJO DEL CIRCUITO ELECTRICO EN EL SCHEMATIC CREACI N DEL ARCHIVO SCHEMATIC INGRESO DEL ARHIVO SCHEMATICS EN EL ESPACIO DE TRABAJO Sobre la ventana del espacio de trabajo 160999 se hace clic en el primer cono vertical superior Run Schematics y aparece una ventana de fondo blanco y que puede contener una cuadr cula titulada Microsim Schematics Schematic p 1 J Sobre la ltima ventana nombrada del Schematics se dibuja el circuito tal como aparece en la figura anterior del ejemplo del circuito anal gico para lo cual se procede as a Al hacer clic en el bot n del submen Get New Part control G del men Draw aparece una ventana titulada Part Browser Advanced donde se ubican los componentes uno a la vez y se colocan en la ventana del Schematics mediante el bot n Place VDC se pulsa Place y se coloca en 27 07 07 P gina20 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS cualquier parte de la ventana del Schematics pulsando el bo
10. lt Print Step gt lt Final Time gt lt No Print Delay gt lt Step Ceiling gt SKIPBP Esta instrucci n produce un an lisis transitorio del circuito desde t 0 hasta t Final Time el paso para el c lculo lo ajusta el programa internamente en la medida en que ste avanza y se puede ver en la pantalla su m ximo valor es Final Time 50 Print Step es el paso que utiliza el programa para guardar los datos que va a utilizar en las instrucciones Print y Plot y PSPICE los obtiene por interpolaci n cuadr tica a partir de los datos de c lculo TSTEP y TSTOP deben especificarse y los dem s son opcionales Previo al an lisis transitorio el programa determina el punto de equilibrio para peque as se ales en DC pero solo env a al archivo de salida los voltajes de los nodos si se requiere toda la informaci n se a ade OP a la instrucci n TRAN No Print Delay le indica al programa el tiempo a partir del cual va a presentar los resultados ya sea en el archivo OUT o DAT por lo tanto TSTART es el tiempo a partir del cual se imprimen los resultados se utiliza si los datos calculados al inicio del an lisis son de inter s El m ximo valor del intervalo de tiempo para el c lculo es TSTOP 50 por defecto pero Step Ceiling o TMAX permite especificarle al programa un paso m ximo de c lculo diferente a la opci n predeterminada se usa generalmente para asegurar que el m ximo intervalo de c lculo sea menor que el ajustado por el progr
11. ser una o puede ser dos o mas de dos Si es un solo valor el programa arroja un solo valor para la variable solicitada en el archivo out Si es dos valores el programa arroja como resultado dos valores para la variable solicitada en un archivo out y un barrido para la variable indicada entre los dos valores especificados Si es mas de dos valores stos deben ir en orden ascendente o descendente el programa arroja como resultado los valores correspondientes para la variable solicitada en un archivo out y un barrido para la variable indicada entre el menor y mayor valor especificado Se entiende por barrido la variaci n del valor de una variable entre un punto inicial y uno final con un incremento que puede ser positivo o negativo pero nunca cero Si se trata de un solo valor el valor inicial y el valor final ser n iguales y el incremento puede ser cualquier n mero El barrido por defecto es el lineal Las variables que pueden ser objeto de barridos DC son voltajes y corrientes de fuentes independientes temperatura par metros de modelos o par metros globales En el caso de par metros de modelos en lugar de lt Variable gt se escribe lt Tipo de modelo gt lt Nombre del modelo gt lt Par metro gt en donde Par metro se refiere a aquel par metro que va ser objeto de barrido es conveniente aclarar que no todos los par metros de un modelo pueden ser objeto de barrido en el caso de una resistencia el nico par metro que puede
12. ventana que tiene por t tulo Simulation Settings Primera simulaci n donde se seleccionar n las propiedades de la simulaci n se hace clic en el men horizontal An lisis y aparece la ventana siguiente Analysis An lisis type A Voltaje Source Options Sweept Type Linear Start value End value Increment a Seleccionamos el tipo de an lisis DC Sweep Barrido de corriente continua la opci n Primary Sweep la variable de barrido Voltaje Source cuyo nombre es V1 el cual corresponde al voltaje de la fuente y el tipo de barrido Linear iniciando con un valor de quince terminando con un valor de quince y con un incremento de uno este valor corresponde al valor del voltaje de la fuente de corriente contipuz Despu s de llenar el cuadro debidamente hacemos clic al luego lisas k Primary Sweep 27 07 07 P gina26 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS Las propiedades de la simulaci n quedan grabadas en la sesi n de trabajo y en la ventana con el nombre de OrCAD Capture Primer Circuito donde se encuentran los archivos de entrada bajo los nombres siguientes Simulation Profiles PN CO Schematic 1 Primera simulaci n De tal forma que cuando se desee cambiar algunas de las caracter sticas en las propiedades dela simulaci n se pueda efectuar desde esa ventana haciendo doble clic en el nombre dado a la simulaci n 6 6 SIMULACI N DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO EL CTRICO ANA
13. E ENTRADA Ejemplos 1 Va 1 0 DC 5 Indica una fuente de voltaje DC nombrada Va de 5v en donde el terminal positivo est conectado al nodol y el terminal negativo a tierra 2 I 2 3 DC 2m Indica una fuente de corriente DC nombrada I1 de 2ma que fluye positivamente del nodo 2 a trav s de la fuente al nodo 3 39 Vent 0 1 AC 50m 15 Indica una fuente de voltaje AC nombrada Vent de 50mv y un ngulo de fase de 15 en donde el terminal positivo est conectado a tierra y el terminal negativo al nodol 4 lab 5 4 SIN O 30m 10 0 0 25 Indica una fuente de corriente AC utilizada para el an lisis transitorio nombrada lab de 30mv frecuencia 10 hertz y un ngulo de fase de 25 que fluye positivamente del nodo 5 a trav s de la fuente al nodo 4 en donde el terminal positivo est conectado a tierra y el terminal negativo al nodol 4 1 2 FUENTES CONTROLADAS O DEPENDIENTES MAGNITUD CONSTANTE Cuatro tipos de fuentes controladas pueden aparecer en el an lisis de circuitos VCVS E Voltage Control Voltage Source Fuente de voltaje controlada por voltaje VCGCS G Voltage Control Current Source Fuente de corriente controlada por voltaje CCVS H Current Control Voltage Source Fuente de voltaje controlada por corriente CCCS F Current Control Current Source Fuente de corriente controlada por corriente Las de uso m s frecuente tienen un voltaje o corriente de control y un factor multiplicador pero PSPICE permite la utilizaci n
14. INTRODUCCI N AL USO DEL PROGRAMA PSPICE Designlab De Microsim Pspice OrCAD Pspice AN LISIS Y DISE O DE CIRCUITOS EL CTRICOS Y ELECTR NICOS ASITIDOS POR COMPUTADOR f CONTENIDO 1 INTRODUCCI N f i 2 PRINCIPALES TIPOS DE AN LISIS A CONSIDERAR EN LOS CURSOS DE AN LISIS DE CIRCUITOS 2 1 DETERMINACI N DEL PUNTO DE OPERACION 2 2 BARRIDO EN CORRIENTE CONTINUA 2 3 BARRIDO EN CORRIENTE CONTINUA 2 4 AN LISIS TRANSITORIO 2 5 FUNCI N DE TRANSFERENCIA 3 ESTRUCTURA DEL PROGRAMA PSPICE TEXTO 3 1 COMANDOS DE T TULO Y COMENTARIOS 3 2 COMANDOS DE DATOS 3 3 COMANDOS DE CONTROL DE LA SOLUCI N 3 4 COMANDOS DE ESPECIFICACI N DE LA SALIDA 3 5 COMANDOS PARA FINALIZAR 4 FORMATOS UTILIZADOS EN EL PROGRAMA PSPICE TEXTO 4 1 FORMATOS DE ENTRADAPARA FUENTES 4 1 1 FUENTES INDEPENDIENTES MAGNITUD CONSTANTE 4 1 2 FUENTES CONTROLADAS O DEPENDIENTES MAGNITUD CONSTANTE 4 1 2 1 FUENTES CONTROLADAS POR VOLTAJE 4 1 2 2 FUENTES CONTROLADAS POR CORRIENTE 4 1 3 FUENTES ESPECIALES SE ALES DE ENTRADA CUYA MAGNITUD VAR A CON EL TIEMPO 4 1 3 1 FUENTE DE PULSOS 4 1 3 2 FUENTE EXPONENCIAL 4 1 3 3 FUENTE LINEAL POR SEGMENTOS 4 1 3 4 FUENTE SENOIDAL 5 USO DEL PROGRAMA PSPICE DESIGNLAB DE MICROSIM 5 1 INTRODUCCI N AL USO DEL PROGRAMA 5 2 INGRESO AL PROGRAMA PSPICE 5 2 1 CREACI N DE UN ESPACIO DE TRABAJO PROPIO CARPETA EN LA VENTANA DEL DESIGN MANAGER 5 2 2 PASOS A SEGUIR EN LA SIMULACI N DE UN CIRCUITO EL CTRICO ANAL GICO CON EL PROG
15. L GICO A PARTIR DEL ARCHIVO DE OrCAD PSpice Sobre la ventana del Schematic 1 PAGE 1 se hace clic en el tercer cono de la segunda barra de herramientas horizontal o se escoje el submen Run del men PSpice El sistema integrado g un archivo net con los elementos del circuito un archivo cir con las instrucciones de an lisis y salida y estos dos archivos los ejecuta desde Pspice produciendo como resultado un archivo out con las salidas impresas y un archivo dat de datos para el procesador gr fico Probe que carga autom ticamente despu s de la simulaci n Despu s de activar la simulaci n puede ser probable que el circuito tenga algunos errores que no le permitan al programa efectuar la simulaci n completa para este caso el programa presenta una ventana de mensajes donde se indican los posibles errores y el instante en que se presentaron de cualquier forma corra o no corra el archivo que se activ para simulaci n Pspice genera un archivo out donde se graban los resultados de la simulaci n o la informaci n sobre el intento de simulaci n el cual es presentado en la sesi n de trabajo que ahora se presenta con el nombre siguiente SCHEMATIC1 Primera simulaci n OrCAD PSpice primer circuito SCHEMATIC1 Primera simulaci n La ventana presenta los resultados de la simulaci n que han sido solicitados o que se van a solicitar utilizando el procesador gr fico Probe que no es m s que un osciloscopio multicanal donde se podr
16. O 00076 UFPS Despu s de hacer clic en Proyect aparece la ventana siguiente New Proyect Name DAA Create a New Proyect Using CANCEL Analog o Mixed signal cicuit wizard ip for New Users Location C Mis documento CIRCUITOS NCODIGON En el cuadro correspondiente a Location se encuentra impreso la ruta que va a tener la sesi n de trabajo Aseg rese deque la ruta indicada para grabarla sesi n de trabajo est precedida de las carpetas que usted ha querido utilizar esto es C Mis documentosCIRCUITOS NCODIGOY en donde la palabra CODIGO es reemplazada por el c digo del estudiante Seguidamente escriba el nombre de la sesi n de trabajo en el rect ngulo Name que para el caso puede ser Primer circuito siendo ste el nombre del proyecto Para los nuevos usuarios la forma recomendada de iniciar r pidamente en el dise o o an lisis de un circuito el ctrico anal gico o digital es Analog or Mixed Signal Circuit Wizard aseg rese de activar esta propiedad del proyecto a grabar Despu s de escribir el nombre del _nrovecto de activar la forma recomendada y de que la ruta sea la adecuada se hace clic en el cuadro por lo cual aparece la ventana siguiente Analog Mixed Mode Proyect Wizard Select the Pspice part symbol libraries that you Use these libraries Wish to include in your proyect analog olb LISTADO DE LIBRER AS source olb sourcstm olb lt lt Remove special olb FINALIZAR CANCELAR AYUDA D
17. RAMA PSPICE DE MICROSIM 5 3 SIMULACI N DE UN CIRCUTO EL CTRICO ANAL GICO 5 3 1 ESQUEMA EL CTRICO DEL CIRCUITO A ANALIZAR CON EL PROGRAMA PSPICE ARCHIVO SCHEMATIC 5 3 2 ARCHIVO TEXTO DEL CIRCUITO A SIMULAR CON EL PROGRAMA PSPICE 5 3 3 INGRESO DEL ARCHIVO TEXTO EN EL ESPACIO DE TRABAJO SELECCIONADO 5 3 4 SIMULACI N DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO EL CTRICO A PARTIR DEL ARCHIVO TEXTO 5 3 5 INGRESO DEL DIBUJO DEL ESQUEMA EL CTRICO EN EL SCHEMATIC CREACI N DEL ARCHIVO SHEMATIC 5 3 6 SIMULACI N DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO EL CTRICO A PARTIR DEL ARCHIVO SCHEMATIC 6 3 6 5 6 USO DEL PROGRAMA PSPICE DE ORCAD 6 1 INTRODUCCI N AL USO DEL PROGRAMA 6 2 INGRESO AL PROGRAMA ORCAD PSPICE CREACI N DE UNA SESI N DE TRABAJOPARA EL INGRESO DE UNPROYECTO DETERMINADO 6 4 INGRESO DEL DIBUJO DEL ESQUEMA EL CTRICO ARCHIVO SCHEMATIC EN LA SESI N DE TRABAJO DETERMINACI N DE LAS CARACTER STICAS DE SIMULACI N DEL ARCHIVO SHEMATIC 6 6 SIMULACI N DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO EL CTRICO 27 07 07 P gina 1 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS INTRODUCCI N AL USO DEL PROGRAMA PSPICE Designlab De Microsim Pspice OrCAD Pspice AN LISIS Y DISE O DE CIRCUITOS EL CTRICOS Y ELECTR NICOS ASITIDOS POR COMPUTADOR 1 INTRODUCCI N En el departamento de Electricidad y Electr nica de la UFPS se ha tomado como pol tica general principalmente para el ciclo b sico de los programas de Ingenie
18. VN gt En donde T1 V1 son las coordenadas del punto uno y as sucesivamente hasta llegar a las coordenadas del punto n Ta Vn Para este tipo de se al no existen valores por defecto Si la simulaci n contin a m s all del ltimo tiempo especificado en la declaraci n PWL entonces el valor de la variable para ese punto se mantendr por lo que resta de la simulaci n La forma PWL permite simular pr cticamente cualquier tipo de se al utilizando una linealizaci n de aquella Simular una se al de esta forma puede ser un poco tedioso si el n mero de pares de puntos es muy grande Recuerde que si la declaraci n toma m s de una l nea las siguientes deben empezar con el signo mas EJEMPLO Dibuje el lugar geom trico que representa generada por la siguiente instrucci n de PSPICE VE 1 0 PWL 0 0 2n 3m 4n 4m n 4m Sn 0 4 1 3 4 FUENTE SENOIDAL Su s mbolo es SIN produce ondas senoidales de amplitud constante creciente o decreciente seg n los par metros que se le asignen 27 07 07 P gina 13 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS La forma general de su lugar geom trico para una onda senoidal es vo La forma general de la fuente senoidal tiene el siguiente formato SIN lt V gt lt Va gt lt FREQ gt lt TD gt lt ALPHA gt lt THETA gt Microsim SIN lt Vorr gt lt Vamp gt lt FREQ gt lt TD gt lt DF gt lt PHASE gt OrCAD En donde V es la compe
19. a M rquez CODDIGO 00076 UFPS A continuaci n se presenta la forma general de un pulso y los valores respectivos para determinados instantes Vo Tiempo Valor 0 V1 19 ease TD vi TD TR V2 TD TR PW V2 V1 TD TR PW TF VI1 TR PW TF TD t seg NOTA TD es un valor instant neo mientras que TR PW y TF son incrementos de tiempo EJEMPLOS 1 La instrucaign PULSE O 10 O 1 0 0 lu 1 genera la gr fica siguiente 10 y e L seg 2 La instrucci n PULSKE 10 10 0 0 O 1 2 genera la gr fica siguiente 3 La instrucci n PULSE 3 5 0 0 0 5 7 genera la gr fica siguiente 27 07 07 P gina 10 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS 4 La instrucci n PULSE 4 2 0 2 6 2 10 genera la gr fica siguiente Vo 4 1 3 2 FUENTE EXPONENCIAL Su s mbolo es EXP la se al parte de un valor inicial V1 y despu s de transcurrido un posible atraso inicial TRD tiende a un valor final V2 siguiendo una trayectoria exponencial hasta alcanzar el tiempo TED a partir del cual tiende nuevamente al valor inicial siguiendo una trayectoria exponencial Las fuentes exponenciales se describen utilizando el siguiente formato EXP lt V1 gt lt V2 gt lt TRD gt lt TRC gt lt TFD gt lt TEC gt Microsim EXP lt V1 gt lt V2 gt lt TD1 gt lt TC1 gt lt TD2 gt lt TC2 gt OrCAD En donde V1 y V2 corresponden a los valores inicial
20. ama para evitar las curvas con trazos rectos y obtener curvas trazos suaves SKIPBP instruye al programa para que no calcule el punto de operaci n para peque as se ales pero sese o no el programa utiliza las condiciones que se especifican en las l neas de inductancias y capacitancias Las siguientes l neas permiten visualizar algunas formas de la instrucci n TRAN 1 TRAN ilm 300m 2 TRAN 2u 150 u 30u SKIPBP 3 TRAN 4n 200n 40n 2n 4 TRAN 4n 200n 0 2n La primera producir una salida de 300 puntos desde O hasta 300ms en pasos de 1ms La segunda determinar para la salida 75 puntos desde O hasta 150us pero solamente presentar los resultados a partir de 30us Utilizar las condiciones iniciales dadas en las l neas de inductancias y capacitancias La tercera presentar los resultados a partir de 40ns en pasos de 4ns hasta llegar a 200ns Utilizar como paso m ximo para el c lculo interno 2ns en lugar de 4ns que ser a el valor por defecto 200 50 La cuarta presentar los resultados similarmente al anterior pero en este caso los resultados van desde 0 hasta 200ns Observe que para poder utilizar TMAX es necesario que exista TSTART aunque este sea cero 2 5 FUNCI N DE TRANSFERENCIA TP Transfer Function o Funci n de Transferencia entre una variable de salida y otra de entrada se utiliza para determinar la resistencia equivalente de un circuito TF produce como resultado la ganancia o relaci n entre una variabl
21. an lisis de circuitos el ctricos por definici n se le da el nombre de proyecto a cualquier circuito el ctrico al cual se le quiere analizar su funcionamiento comprobando su resultado cuando es excitado por determinada fuente En el programa OrCAD Pspice se puede crear un espacio de trabajo ventana o sesi n de trabajo o sesi n de registro Session Log en donde se guardar a cada proyecto de circuitos el ctricos que se desee simular y su respectivos resultados de simulaci n de tal forma que cuando se desee efectuar un cambio en el circuito ingresado como el tipo de an lisis a efectuar o utilizar una de las opciones programas y herramientas que presenta el programa se pueda efectuar desde esa ventana la cual lleva el nombre que se le asign cuando se ingres el circuito A partir del men de Windows hacemos clic a la ruta siguiente Inicio Programas OrCAD Release 9 1 Capture CIS Despu s de hacer clic en el men Capture CIS aparece una ventana con el nombre OrCAD Capture Session Log La ventana presenta adem s de parte del men de Windows el siguiente men horizontal File View Edit Options Window Help 6 3 CREACI N DE UNA SESI N DE TRABAJO PARA EL INGRESO DE UN PROYECTO DETERMINADO Sobre la ventana general OrCAD Capture Session Log y a partir del men horizontal se hace clic en la ruta siguiente File New Proyect 27 07 07 P gina23 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIG
22. ar los par metros de los modelos de muchos dispositivos est ndar en Pspice E Run Probe Es una herramienta para analizar formas de onda en los resultados de las simulaciones con Pspice 1 Run Stimulus Editor Es una herramienta Editor de est mulos para crear se ales de entrada an logas digitales o est mulos para uso en simulaci n El Run TextEdit Microsim TextEdit Editor de Texto es un programa que permite editar y ver archivos de texto a partir de una aplicaci n de Microsim 27 07 07 P gina 16 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS 5 2 1 CREACI N DE UN ESPACIO DE TRABAJO PROPIO CARPETA EN LA VENTANA DEL DESIGN MANAGER Sobre la ventana general del DESIGN MANAGER Fondo Gris o Negro se se ala con el cursor en el men horizontal la palabra File y se hace clic en New Workspace el cual presenta la ventana siguiente New Workspace Name IN CiMsim_Ev_81 Projects 1 B En el cuadro correspondiente a location se encuentra impreso la ruta que va a tener la carpeta a crear Aseg rese de que la ruta indicada para grabar la nueva carpeta es C Msim_Ev_8 Projects Seguidamente escriba el nombre de la nueva carpeta en el cuadro de Name que para el caso puede ser CIRCUITOS I Despu s de escribir el nombre de la nueva carpeta se hace clic en el cuadro de Create y el programa presenta la ventana del DESIGN MANAGER pero con fondo blanco y el espacio de trabajo creado y marcado de
23. archivo de texto el espacio de trabajo 160999 presenta en su ventana la forma siguiente i lo e CIRCUITO RESISTIVO cir A partir de esta ventana se puede acceder al archivo de texto haciendo doble clic sobre el nombre CIRCUITO RESISTIVO cir 5 3 4 SIMULACI N DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO EL CTRICO A PARTIR DEL ARCHIVO TEXTO Para simular el funcionamiento del circuito se activa el archivo mediante el programa Pspice A D Sobre el espacio de trabajo 160999 se hace clic en el segundo cono vertical Run Pspice A D y aparece una ventana con el t tulo PSpiceAD Sobre la ventana de PSpiceAD se hace clic en File y despu s sobre Open apareciendo una ventana que corresponde a la carpeta 160999 con todos los nombres de los archivos grabados se selecciona el archivo que se desea simular para este caso E tati CIRCUITO RESISTIVO cir y Se le da clic en Abrir El programa empieza a correr tan pronto se le da clic al cono Abrir y sobre la ventana de PSpiceAD presenta la informaci n general de la simulaci n efectuada entre otras si el programa corri o no Aun si el programa no corri se puede cerrar la ventana de PSpiceAD porque la informaci n de la simulaci n efectuada se graba autom ticamente en el espacio de trabajo por tanto el espacio de trabajo 160999 presentar ahora los nombres siguientes SEEP CIRCUITO RESISTIVO out Si se selecciona el nombre CIRCUITO RESISTIVO out y se
24. bre de la fuente y puede ser cualquier serie alfanum rica de 1 a 7 caracteres Los nodos Node y Node denotan la polaridad de la fuente en donde cada nodo puede estar determinado por cualquier serie alfanum rica de 1 a 7 caracteres seg n el dise o del circuito a simular 27 07 07 P gina6 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS En la fuente de voltaje la corriente positiva fluye del nodo a trav s de la fuente al nodo y para una fuente de corriente la flecha de referencia apunta hacia el nodo TYPE denota el tipo de fuente DC para una fuente de y AC para una fuente de corriente alterna o ac por omisi n PSPICE toma el DC value denota el valor de la fuente es una magnitud para una fuente DC y una magnitud y un ngulo para una fuente AC Las fuentes enunciadas anteriormente son utilizadas para efectuar los an lisis de barrido correspondiente DC para el barrido en de DC Seep y AC para el barrido en frecuencia AC Sweep y quedan completamente definidas hasta la definici n de su valor en el punto inmediatamente anterior La instrucci n TRANSIENT SPECIAL reemplaza a la instrucci n TYPE lt VALUE gt cuando se trata de efectuar el an lisis transitorio y para ello se utilizan fuentes especiales cuyas caracter sticas deben ser indicadas de manera especial Estas fuentes pueden ser una de las siguientes EXP PULSE PWL SIN sus formatos est n especificados en el documento SE ALES D
25. como resultado un archivo OUT que contiene una tabla con 33 valores para la corriente I R2 Si se trata de un barrido LIST no habr valor inicial ni valor final se indicar n los valores para los cuales se desean calcular las variables de inter s Para ilustrar este caso consideremos la siguiente situaci n DC Vab LIST 5 2 10 PRINT V 2 1 IRI Para este caso el programa calcular el voltaje entre los nodos 1 y 2 y la corriente a trav s de la resistencia R1 cuando la fuente Vab toma los valores de 5v 2v y 10v Observe que cuando se trata de un barrido tipo LIST se escribe primero el nombre de la variable y despu s el tipo de barrido a diferencia de los otros casos en los cuales el tipo antecede a la variable 2 3 BARRIDO EN CORRIENTE ALTERNA AC CAC Sweep El barrido de frecuencia en corriente alterna o an lisis en estado estable senoidal para diferentes valores de frecuencia permite calcular voltajes y corrientes para variaciones en valores de tensiones y corrientes de una o varias fuentes de corriente alterna tambi n permite realizar an lisis de ruido La forma general del barrido en AC o el comando del control de soluci n es el siguiente AC lt LIN OCT DEC gt lt Puntos gt lt Frecuencia Inicial gt lt Frecuencia Final gt En el caso de un barrido lineal puntos es el n mero total de puntos en la simulaci n en los dem s representa el n mero de puntos por octava o por d cada seg n el caso Las frecue
26. das las variables de voltaje corriente y potencia luego sobre la ventana anterior dibujamos el circuito siguiente V1 15 vdc R3 3k Para dibujar los elementos hacemos clic en el cono Place part y seleccionamos VSRC de la librer a Source olb haciendo doble clic sobre el elemento determinamos sus propiedades Para dibujar las resistencias seleccionamos r de la librer a analog _p olb haciendo doble clic sobre dada una de las resistencias determinamos sus propiedades Para dibujar el s mbolo de tierra seleccionamos 0 source despu s de hacer clic en el cono Place ground Finalmente para dibujar los conductores que interconectan el circuito hacemos clic en el cono Place wire Despu s de dibujar el circuito sobre la ventana se graba lo realizado haciendo clic en el cono guardar y al cerrar esta ventana aparece otra titulada Primer Circuito Analog or A D Mixed Mode donde se presentan todos los archivos de entrada y salida como tambi n su respectiva jerarqu a que tienen relaci n con el proyecto titulado Primer Circuito de tal forma que cuando se quiera acceder a un archivo de estos solamente tendremos que hacer doble clic sobre el nombre del archivo correspondiente La ventana mencionada presenta los archivos de entrada que est n contemplados bajo el nombre del cono Design Resources los archivos de salida que est n contemplados bajo el cono Outputs y los archivos de Pspice que est n contemplados bajo el cono Pspice Resources
27. e de salida y una variable de entrada as como la resistencia vista desde la entrada y la resistencia vista por la salida esta particularidad del programa es lo que permite encontrar la resistencia equivalente de un circuito El formato general de la instrucci n funci n de transferencia es el siguiente TF lt Variable de Salida gt lt Variable de Entrada gt EJEMPLO TF V 2 5 Vent La variable de salida es el voltaje entre el nodo 2 y el 5 V 2 5 la variable de entrada es el nombre de la fuente de DC en PSPICE que se utiliza como entrada Vent 27 07 07 P gina5 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS El programa entrega como resultado lo siguiente V 2 5 lt Valor gt Vent INPUT RESISTANSE AT Vent lt Valor gt OUTPUT RESISTANSE AT Vent lt Valor gt 3 ESTRUCTURA DEL PROGRAMA PSPICE Los comandos del programa Pspice pueden subdividirse en las cinco categor as siguientes 3 1 Comandos de t tulo y comentarios El comando de t tulo es la primera l nea en el programa Pspice y suele contener un t tulo donde se identifica el circuito en particular no se puede omitir El comando de comentario es b sicamente una ayuda para el programador se puede omitir 3 2 Comandos de datos Los comandos de datos describen y especifican claramente la forma exacta en la cual los elementos del circuito est n interconectados 3 3 Comandos de control de la soluci n El comando de control
28. fuente Vnombre es el nombre de una fuente de tensi n a trav s de la cual pasa la corriente de control entrando por el terminal positivo Valor es la ganancia de corriente o la transresistencia seg n sea F o H En caso de considerarse conveniente se podr colocar una fuente auxiliar de 0 voltios en la rama a trav s de la cual pasa la corriente de control EJEMPLO Escriba la instrucci n correspondiente para ingresar la informaci n de la fuente de corriente controlada por corriente en el siguiente esquema el ctrico 1 Va 2 3 Ix La fuente de corriente controlada por ele requiere la informaci n de la corriente a trav s de la resistencia de 19 como el programa PSPICE no la determina por defecto al dibujar el circuito en forma PSPICE se puede incluir una fuente de voltaje auxiliar de valor cero en serie con la resistencia su polo positivo hacia el nodo por el cual entra la corriente Ix como se muestra en la figura siguiente 27 07 07 P gina8 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS 3 Ix La declaraci n de datos de la fuente de corriente controlada por corriente queda de la forma siguiente Fent 0 4 Vx 3 y la declaraci n auxiliar quedar Vx 5 0 0 Recuerde que el DC es opcional 4 1 3 FUENTES ESPECIALES SE ALES DE ENTRADA CUYA MAGNITUD VAR A CON EL TIEMPO 4 1 3 1 FUENTE DE PULSOS Su s mbolo es PULSE y produce una onda en forma de pulsos La caracterizaci n se hace a trav
29. grama Pspice autom ticamente graba el texto en extensi n cir y el Schematic en extensi n sch 5 SIMULACI N DEL CIRCUITO Despu s de grabado el texto o el schematic en el espacio de trabajo se puede simular el funcionamiento del circuito mediante la activaci n del cono RunPSpice A D Si se encuentra en la ventana del Schematics debe activar el cono Simulate La simulaci n del circuito mediante el programa de Pspice produce un archivo de salida el cual el programa lo presenta en el espacio de trabajo con el mismo nombre del archivo cuando se grab y extensi n out Si usted lo requiere el programa puede presentar otro archivo de salida para ser utilizado en el an lisis de resultados el cual el programa lo presenta en el espacio de trabajo con el mismo nombre anterior y extensi n dat Finalmente se puede acceder a los archivos de entrada cir sch y a los archivos de salida out o dat desde la ventana del espacio de trabajo donde se grab el archivo de entrada haciendo doble clic sobre el respectivo archivo presentado por la ventana 27 07 07 P gina 18 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS 5 3 SIMULACI N DE UN CIRCUITO EL CTRICO ANAL GICO 5 3 ESQUEMA EL CTRICO DEL CIRCUITO A SIMULAR VA 12 y 5 3 2 ARCHIVO TEXTO DEL CIRCUITO EL CTRICO A SIMULAR A continuaci n se escribe el texto del programa Pspice mediante el cual se simular el circuito el ctr
30. ico presentado en la figura anterior CIRCUITO RESISTIVO Comandos de t tulo El circuito contiene una fuente de voltaje y comentarios y tres resistencias VA 1 0 DC 12 R1124 Comandos de datos R2 R3 R4 U NN Ouo 3 2 1 Comando de control de la soluci n DC VA LIST 12 Comandos de especificaci n de la 3 PRINT DC V d VQ VG V A 2 VQ 3 salida PRINT DC I R1 1 R2 1 R3 1 R4 Comando para finalizar END 5 3 3 INGRESO DEL ARCHIVO TEXTO EN EL ESPACIO DE TRABAJO 160999 Sobre la ventana del espacio de trabajo 160999 se hace clic en el cono Run TextEdit y aparece una ventana de fondo blanco titulada Untitled Microsim Text Editor Sobre la ltima ventana nombrada del editor se escribe el programa anterior y se procede a guardarlo en la carpeta o espacio de trabajo 160999 Recuerde que si lo guarda en otra carpeta cada vez que vaya a utilizar los programas y herramientas del Pspice se le puede hacer dif cil localizarlo y ese proceso lo tendr que repetir todas las veces que lo necesite mientras que si lo guarda en la carpeta o espacio de trabajo indicado el programa autom ticamente efect a ese proceso Una vez grabado adecuadamente el archivo de texto se puede cerrar la ventana del editor de texto porque el archivo se puede abrir desde el espacio de trabajo 27 07 07 P gina 19 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS Despu s de grabar adecuadamente el
31. la manera siguiente El nombre de la carpeta o espacio de trabajo es CIRCUITOS I y entre corchetes se encuentra la ruta de la carpeta la cual hay que tener en cuenta cuando se va a grabar un archivo de texto o schematic A continuaci n se crear otra carpeta con el nombre c digo del estudiante pero dentro de la carpeta de CIRCUITOS I para ello repetimos el procedimiento anterior Luego sobre el espacio de trabajo de CIRCUITOS I hacemos clic en New Workspace apareciendo la ventana siguiente New Workspace ES Name IN Location Cancel CiAMsim_Ev_81 Projects CIRCUITOS I MN Heln Como la carpeta que se quiere grabar debe estar dentro de la carpeta CIRCUITOS I aseg rese de que la ruta que aparece en el cuadro de location es C MMsim_Ev_8 Projects Y CIRCUITOS IM Si la ruta es otra entonces haga clic en el cuadro ubicado al lado derecho de la ruta el cual tiene tres puntos y le presenta una ventana igual a la del explorador de Windows en donde puede revisar y corregir la ruta si es el caso Despu s de localizar la ruta correcta escriba el nombre de la nueva carpeta en el cuadro de Name que para el caso puede ser 160999 27 07 07 P gina 17 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS Despu s de escribir el nombre de la nueva carpeta se hace clic en el cuadro de Create y el programa presenta la ventana del DESIGN MANAGER pero con fondo blanco y el espacio de he o creado y
32. mar a Va 150 Cos 100t 165 v 150 Sen 100t 1059 v cuya expresi n en el formato de PSPICE ser V1 1 0 SIN O 150 15 9154 0 0 105 0 tambi n V1 1 0 SIN O 150 159154 0 0 75 5 Uso del Programa Pspice de Designlab de Wicrosim El Designlab es un sistema integrado de dise o electr nico fabricado por la empresa Microsim Corporation que posee los derechos de marca y registro de sus productos El sistema integrado Designlab est compuesto de 11 componentes que trabajan arm nicamente El Schematics para entrada esquem tica de los circuitos el Editor de Pspice para entrada a trav s de archivos texto en su defecto se puede emplear el Bloc de Notas el simulador Pspice A D que es el coraz n del sistema Parts que permite caracterizar componentes y encontrarles los par metros a utilizar por Pspice en las simulaciones el Stimed o editor de est mulos para generar diferentes tipos de fuentes o est mulos tanto para simulaciones anal gicas como digitales el Probe o procesador gr fico que funciona 27 07 07 P gina 15 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS 3 j 5 2 como un poderoso osciloscopio multicanal el Optimizer para optimizaci n de circuitos anal gicos el PCBoard que genera dibujos de circuitos impresos el PLSyn para el dise o de dispositivos l gicos programables PLD s CPLD s y el FPGA para dise ar Xilinx FPGA El instalador del Designlab crea un grupo en Windows con los con
33. marcado de la manera siguiente 5 2 2 PASOS A SEGUIR EN LA SIMULACI N DE UN CIRCUITO ANAL GICO CON EL PROGRAMA PSPICE DE MICROSIM En la simulaci n de un circuito el ctrico con el software Pspice se describen los siguientes pasos a seguir 1 SELECCIONAR EL TIPO DE AN LISIS Elegir el tipo de an lisis a efectuar 2 PREPARACI N DEL ESQUEMA EL CTRICO Preparar el esquema el ctrico en el formato de Pspice usando solo bloques o elementos que permitan el tipo de an lisis deseado Dibujar el esquema utilizando la convenci n del an lisis nodal proceso anal tico 3 INGRESO POR TEXTO Escribir los comandos del Pspice que corresponden y describen el esquema el ctrico en la ventana del Editor de Texto incluyendo los comandos que le indican al programa como analizar el circuito y los comandos que le indican el tipo de soluci n deseada INGRESO POR SCHEMATIC Dibujar el circuito en la ventana del Schematic utilizando los modelos y librer as correspondientes del Pspice numerando los nodos y colocando los marcadores del nivel de voltaje y de corriente En la ventana correspondiente al cono Setup Analysis seleccionar el an lisis deseado o 4 GUARDAR EN MEMORIA A continuaci n el texto o el Schematic deben ser grabados en la carpeta o espacio de trabajo creado por usted en la ventana del Design Manager La carpeta o archivo creada por usted debe tener la ruta siguiente C MsimEV_8 Projects CIRCUITOS I C digo El pro
34. ncia inicial y final deben especificarse en Hertz como unidad b sica Si se trata de un solo valor de frecuencia el valor inicial y el valor final ser n iguales y el n mero de puntos ser uno Vale la pena recordar que esta clase de an lisis solo se puede efectuar en circuitos que est n excitados con fuentes de corriente alterna o fuentes de tipo AC El barrido AC no produce alguna salida por si mismo debe en consecuencia estar acompa ado de instrucciones PRINT PLOT o PROBE a fin de obtener un archivo OUT o DAT que permita visualizar los resultados de las variables solicitadas Para el caso de PRINT o PLOT se pueden usar cinco variables de salida adicionales reemplazando V por VR parte real VI parte imaginaria VM magnitud VP ngulo de fase 2 4 AN LISIS TRANSITORIO TRAN Time Domain Transient se utiliza cuando se trata de funciones de excitaci n que var an con el tiempo permite simular un circuito en el tiempo con diferentes tipos de excitaci n tales como senoidal 27 07 07 P gina4 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS lineal por segmentos pulsos exponencial y de frecuencia modulada permite el uso de condiciones iniciales y el an lisis de Fourier de las variables del circuito La forma general del An lisis Transitorio TRAN o el comando del control de soluci n es el siguiente TRAN OP lt TSTEP gt lt TSTOP gt lt TSTART gt lt TMAX gt SKIPBP TRAN OP
35. nico estas propiedades incluyen la informaci n requerida de las partes en cada paso para el proceso de dise o de la capa del circuito impreso a partir de la implementaci n suministrada por el fabricante Por la anterior raz n este programa es uno de los m s utilizados en el dise o de los circuitos el ctricos que modelan las variables en las aplicaciones de la electr nica por lo tanto se hace necesario introducir a los estudiantes inscritos en la asignatura de an lisis de circuitos el uso del programa OrCAD Pspice el cual es utilizado en las asignaturas electr nicas avanzadas control y telecomunicaciones desarrolladas en semestres m s avanzados en la carrera de Ingenier a Electr nica de la UFPS 6 1 INTRODUCCI N AL USO DEL PROGRAMA Este material de apoyo est orientado a la utilizaci n del programa OrCAD Component Information System CIS OrCAD Capture 9 10 157 CIS Copyright 1995 1999 OrCAD Inc y estar limitado a la utilizaci n del Capture Schematic Rese a del Software El programa de Pspice cuyo propietario inicial fue la empresa Microsim Corporation fue absorbido o comprado por OrCAD con el fin de lograr una sola aplicaci n de uno de los programas mas potentes de simulaci n anal gica y digital el resultado ha sido el programa OrCAD Pspice Release 9 1 cuyas futuras actualizaciones se pueden obtener en Internet en la direcci n http www orcad com 6 2 INGRESO AL PROGRAMA OrCAD Pspice En la asignatura de
36. nsaci n o voltaje de continua en voltios o amperios Va es la amplitud de la onda senoidal en voltios o amperios FERQ es la frecuencia en hertz TD es el atraso en el inicio en segundos ALPHA es el factor de amortiguamiento o coeficiente de amortiguaci n en segundos y THETA es el ngulo de fase de la onda senoidal en grados Vo y Va deben especificarse si los dem s par metros no se especifican PSPICE toma los valores por omisi n o por defecto que se indican en la tabla siguiente NO MBRE SIGNIFICADO UNIDAD DEFECTO ORCAD MICROSIM U OMISI N Voff Vo Voltaje de compensa Voltio Ninguno ci n o de continua V AMPL Va Voltaje final Voltio Ninguno FREQ FREQ Frecuencia Hertz TSF TD TD Atraso en el inicio Segundo 0 DF ALPHA Factor de amortigua miento o coeficiente Sai 0 de amortiguaci n PHASE THETA Angulo de fase de la Grados 0 onda TSTOP es la duraci n del barrido transitorio TRAN El modelo matem tico correspondiente al lugar geom trico anterior en Microsim es el siguiente 2 n THETA Va V t Va Senf 360 l paa 0 lt t lt TD 2 n THETA Vo V V ECETD ALPHA Sen 2 n FREQ t TD TETA para TD lt t lt TSTOP Si la onda no tiene atraso en el inicio o sea TD 0 la expresi n general quedar p 8 q 2 n THETA va V V eCt AHA Sen 2 n FREQ t para 0 lt t lt TSTOP 0 o A p 360 27 07 07 P gina 14de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS El modelo matem tico corresp
37. offset y final TRD o TD1 es el atraso en el inicio de la onda TRC o TC 1 es la constante de tiempo de la primera curva exponencial TFD o TD2 es el tiempo de inicio de la segunda curva exponencial y TFC o TC2 es la constante de tiempo de la segunda curva exponencial V1 y V2 deben especificarse si los dem s par metros no se especifican PSPICE toma los valores por omisi n o defecto que se indican en la tabla siguiente Significado de las siglas en Ingl s TRD Time Rise Delay o TD1 TRC Time Rise Constant o TC1 TFD Time Fall Delay o TD2 TFC Time Fall Constant o TC2 NOMBRE SIGNIFICADO UNIDAD DEFECTO ORCAD MICROSIM U OMISION V V1 Voltaje inicial Voltio Ninguno V2 V2 Voltaje final Voltio Ninguno TD1 TRD Atraso en el inicio Segundo 0 TC1 TRC o TAUI Constante de tiempo de Segundo TSTEP la primera parte TD2 TFD Tiempo de inicio de la Segundo TRD TSTEP segunda parte TD1 TSTEP TC2 TFCo TAU2 Constante de tiempo de Segundo TSTEP la segunda parte TSTEP Time Step tiempo de paso o incremento especificado para el barrido transitorio TRAN El m nimo valor permitido para las constante de tiempo es TSTEP La se al exponencial estar compuesta de un tramo exponencial creciente y uno decreciente o a la inversa Para que la se al exponencial alcance el valor final El TFD debe ser lo suficientemente grande TFD gt TRD 5 TRC o TD2 gt TDI 5 TC1 de lo contrario la se al cambiar de tendencia sin alcanzar el valor final La caracteri
38. omponente y no en el nodo 27 07 07 P gina27 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS Desde la ventana anterior tambi n puede acceder a varios archivos relacionados con la simulaci n del circuito en el proyecto presentado que para este caso es Primer circuito estos archivos se acceden mediante la utilizaci n de conos situados en una barra vertical al lado izquierdo de la ventana estos son 1 View circuit File Archivo del circuito normalmente no se activa 2 View simulation output File Archivo de salida de la simulaci n 3 View simulation Results Resultados de la simulaci n 4 Simulation Queue Fila o cola de las respectivas simulaciones grabadas 5 Edit Simulation Setting Seleccionar o cambiar las caracter sticas de las simulaciones 27 07 07 P gina28 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS
39. onde se debe seleccionar las librer as que se desean adicionar al proyecto o con las cuales se va a trabajar en el proyecto para lo anterior se se ala la librer a seleccionada en el cuadro de la izquierda se da clic en el rect ngulo as y el nombre de sta aparece en el cuadro de la derecha igualmente se debe hacer clic en el rectanguro der centro para remover alguna librer a que ha sido seleccionada Para el uso del programa en lostrrturos er ctricos se recomienda usar las cuatro librer as que aparecen en el recuadro Despu s de seleccionar las librer as se da clic en el rect ngulo y aparece una ventana cuyo t tulo es OrCAD Capture Schematicl PAGE 1 6 4 INGRESO DEL DIBUJO DEL ESQUEMA ELECTRICO ARHIVO SCHEMATIC EN LA SESION DE TRABAJO INGRESO DEL CIRCUITO ELECTRICO EN Schematicl PAGE 1 CREACION DEL ARCHIVO SCHEMATIC Sobre esta ventana se dibuja el circuito el ctrico a analizar teniendo en cuenta las herramientas que presenta el programa para ello Al hacer clic en la barra de herramientas horizontal Place aparece a lado derecho de 27 07 07 P gina24 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS la ventana los diferentes conos por medio de los cuales le permiten dibujar el circuito sobre la ventana y seleccionar las propiedades de simulaci n El primer circuito a analizar consta de tres resistencias en serie con una fuente de corriente continua al cual se le determinar n to
40. ondiente al lugar geom trico anterior en OrCAD es el siguiente 2 rm PHASE Va Von V Sen 0 OFF AMPL 360 l paa 0 lt t lt TD 2 n PHASE vo Vorr Vane FECC DD Sen 2 z FREQ t TD EPHASE para TD lt t lt TSTOP Si la onda no tiene atraso en el inicio o sea TD 0 la expresi n general quedar p 8 2 n PHASE Ye Vor Vamp e Sen r FREQ t HAE para 0 lt t lt TSTOP Si la onda no tiene coeficiente de amortiguamiento o sea DF 0 la expresi n general quedar 8 2 n PHASE Vo Vorr Vaner rec Sen n FREQ t zers para 0 lt t lt TSTOP EJEMPLOS 1 La expresi n siguiente VA 1 0 SIN 10 50 60 5m 2 30 corresponde a una fuente senoidal cuyo modelo matem tico est representado por va 104505 Z730 35v para 0 lt t lt 5m vo 10 50 e Sen 377 t 0 5235 rad para 5m lt t lt TSTOP 2 La expresi n siguiente VA 1 0 SIN 0 80 60 0 0 90 corresponde a una fuente senoidal cuyo modelo matem tico est representado por va 80 Sen 377 t 4 80 Cos 377t para O lt t lt TSTOP 3 La expresi n siguiente VA 1 0 SIN 0 80 60 0 0 35 corresponde a una fuente senoidal cuyo modelo matem tico est representado por Y 80 Sen 377 t 35 80 Sen 377 t 145 80 Cos 377 t 55 para 0 lt t lt TSTOP 4 Encontrar la expresi n en formato de PSPICE de la onda cosenoidal siguiente Va 150 Cos 100 t 15 v el modelo matem tico se puede transfor
41. os de los programas disponibles cuya cantidad y clases dependen de la versi n que se instale INTRODUCCI N AL USO DEL PROGRAMA Pspice de Microsim Este material de apoyo est orientado a la utilizaci n del simulador Pspice A D y estar limitado a una introducci n al empleo del Schematic el editor de texto Pspice el Stimed y el probe Si se desea simular un circuito dado es necesario pasarle al simulador Pspice un archivo cir con el listado de componentes los nodos a los cuales se encuentran conectados y los par metros o valores que los caracterizan as como informaci n de los an lisis que se desean realizar la forma de presentaci n de resultados y las variables de inter s El archivo cir es un archivo texto que se puede escribir directamente en el editor o que lo genera el programa a partir del esquema del circuito dibujado en la ventana de trabajo del schematic INGRESO AL PROGRAMA Pspice de Microsim El programa al que se hace referencia en este documento corresponde al MicroSim Evaluation Software MICROSIM PSPICE Evaluation Version 8 0 July 1997 Se puede crear un espacio propio de trabajo en el programa de Pspice en donde se guardar an todos los proyectos de circuitos el ctricos que se desean simular y sus respectivos resultados de simulaci n de tal forma que cuando se desee efectuar un cambio en el circuito ingresado analizar un resultado o utilizar una de las ocho opciones programas y herramientas que p
42. r a Electr nica y Electromec nica el propiciar el uso de herramientas computacionales modernas tales como Electronic Workbench de Multisim Designlab de Microsim Pspice OrCAD Pspice Matlab y otros El prop sito principal de este documento es el de suministrar a los estudiantes que est n desarrollando cursos de electricidad o de electr nica la informaci n adecuada veraz y f cil de adquirir para que pueda iniciarse en el uso del programa Pspice presentado por la Microsim Corporation Designlab o el de OrCAD y de esta forma pueda comprobar los resultados obtenidos en el proceso anal tico en el an lisis de los circuitos el ctricos Este documento no es mas que un resumen de la parte introductoria de algunos libros que se han presentado sobre la utilizaci n del programa Pspice en el an lisis y dise o de los circuitos el ctricos y electr nicos anal gicos y o digitales gu a del usuario de la Microsim o el de OrCAD y b sicamente una recopilaci n de los resultados de trabajos y experiencias con la aplicaci n del programa Pspice en los cursos de an lisis de circuitos el ctricos en la carrera de Ingenier a Electr nica y Electromec nica UFPS 2 PRINCIPALES TIPOS DE AN LISIS A CONSIDERAR EN LOS CURSOS DE AN LISIS DE CIRCUITOS Para este curso solo se considerar n cinco de las once clases de an lisis que presenta el programa de Pspice stos son A Punto de operaci n Operational Point Formato del comando de texto
43. r la simulaci n completa para este caso el programa presenta una ventana de mensajes donde se indican los posibles errores y el instante en que se presentaron de cualquier forma corra o no corra el archivo que se activ para simulaci n Pspice genera un archivo out donde se graban los resultados de la simulaci n o la informaci n sobre el intento de simulaci n el cual es presentado en el espacio de trabajo que ahora presentar los nombres siguientes ni ES Gi CIRCUITO RESISTIVO dat a 2 CIRCUITO RESISTIVO out iE RE i Workspace Dependencies iu External Dependencies System Dependencies Emma System Files Si se selecciona el nombre CIRCUITO RESISTIVO out y se hace doble clic en l se presenta en una ventana el archivo de salida donde se indican los resultados de si el programa corri o se indican los errores por los cuales el programa abort Una vez la simulaci n se desarrolla completamente Pspice carga autom ticamente y presenta la ventana del Probe o tambi n se puede acceder a la ventana haciendo doble click en el nombre CIRCUITO RESISTIVO dat Desde la ventana del Probe seleccione Trace Add aparecer una lista de variables del circuito que usted puede seleccionar para obtener sus gr ficas correspondientes y una ventana de edici n en la parte inferior donde aparecer n las variables que usted ha seleccionado o donde puede escribir la variable que desea Escoja V 1 y luego V 1 2 pulse OK o Ente
44. r y le aparecer n los valores de voltaje deseados 12 y 8 727 voltios respectivamente Del men Plot escoja Add Plot le aparecer otro par de ejes desde esos ejes seleccione I R1 le aparecer el valor de2 182 amperios para esta corriente Si desea definir directamente en el dibujo del circuito las variables a presentar en Probe puede utilizar marcadores para hacerlo utilice el men Markers desde la ventana del Schematic y puede escogerlos dentro de varias opciones voltaje de un nodo voltaje entre terminales de un componente corriente de entrada a un dispositivo y marcadores avanzados Si selecciona la primera opci n aparecer una flecha con una burbuja con la letra V la segunda opci n le permite colocar dos flechas la primera en el terminal que usted quiera 27 07 07 P gina22 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS darle la posibilidad positiva y la segunda al terminal negativo la tercera opci n presenta una flecha con una burbuja en su extremo y dentro de ella la letra I los marcadores de corriente solo los admite en el terminal del componente y no en el nodo 6 Uso del Programa Pspice de OrCAD El OrCAD Pspice o OrCAD Component Information System CIS es un sistema administrador de partes electr nicas que est disponible como una opci n para usar con OrCAD Capture y OrCAD CIS y que le ayudar n a manejar o administrar las propiedades de las partes electr nicas dentro de su dise o electr
45. resenta el Pspice a un circuito grabado se pueda efectuar desde esta ventana que se llama Design Manager El Design Manager permite manejar los archivos de dise o y sus programas dependientes como una unidad los cuales pueden estar en el mismo espacio de trabajo carpeta o fuera de l A partir del men de Windows hacemos clic a la siguiente ruta Inicio Programas DesignLab Eval 8 Design Manager Despu s de hacer clic en el men Design Manager aparece una ventana con el nombre DesignLab Design Manager La ventana presenta adem s de parte del men de Windows el siguiente men horizontal File Workspace View Tools Help y el siguiente men vertical Toolbars Vertical Herramientas del programa E Run Schematics Microsim Schematic es un programa de captura total de un esquema el ctrico y tiene una interfase con los otros programas y herramientas de Microsim M Run PSpice A D Microsim Pspice A D es un programa con el cual se puede simular circuitos el ctricos anal gicos digitales y anal gicos digitales 1 Run PCBoards Microsim PCBoards que es un editor del trazado de un circuito impreso le permite especificar la estructura del trazado del circuito impreso EF Run Optimizer Microsim Pspice Optimizer que es un programa para optimizar el funcionamiento de un circuito anal gico le permite calibrar los dise os de circuitos anal gicos W Run Parts Es una herramienta para determin
46. s System Dependencies EEE System Files heeressssesed ereseosososessoserere CIRCUITO RESISTIVO xrf A partir de esta ventana se puede acceder al archivo del dibujo del circuito el ctrico sobre el Schematics haciendo doble click sobre el nombre CIRCUITO RESISTIVO sch 5 3 6 SIMULACI N DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO EL CTRICO A PARTIR DEL ARCHIVO DEL SCHEMATIC Para simular el funcionamiento del circuito a partir del archivo de Schematics se procede de la manera siguiente Sobre el espacio de trabajo 160999 se hace doble click en el nombre 27 07 07 P gina21de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS os CIRCUITO RESISTIVO sch y aparece una ventana con el t tulo MicroSim Schematis CIRCUITO RESISTIVO p 1 la cual corresponde al archivo del Schematic Sobre la ventana del Schematic se hace click en el segundo cono de la derecha tercera fila Simulate o se escoje el submen simulate del men Analysis El sistema integrado genera un archivo net con los elementos del circuito un archivo cir con las instrucciones de an lisis y salida y estos dos archivos los ejecuta desde Pspice produciendo como resultado un archivo out con las salidas impresas y un archivo dat de datos para el procesador gr fico Probe que carga autom ticamente despu s de la simulaci n Despu s de activar la simulaci n puede ser probable que el circuito tenga algunos errores que no le permitan al programa efectua
47. s de los valores inicial V1 offset y final V2 los tiempos de levante TR y de ca da TF la duraci n del pulso PW y el periodo PER Las fuentes exponenciales se describen utilizando el siguiente formato PULSE lt V1 gt lt V2 gt lt TD gt lt TR gt lt TF gt lt PW gt lt PER gt En donde V1 y V2 corresponden a los valores inicial offset y final TD es el atraso en el inicio de la onda TR es tiempo de levante o del primer cambio de V1 a V2 TF es el tiempo de ca da o del cambio de V2 a V1 PW es el ancho del pulso y PER es el per odo de la onda V1 y V2 deben especificarse si los dem s par metros no se especifican PSPICE toma los valores por omisi n o defecto que se indican en la tabla siguiente Significado de las siglas en Ingl s TD Time Delay TR Time Rise TF Time Fall PW Pulse Width PER Period NOMBRE V1 V2 TD TR TF PW PER SIGNIFICADO Voltaje inicial Voltaje final Atraso en el inicio Tiempo de levante o del cambio de V1 a V2 Tiempo de ca da o del cambio de V2 a V1 Ancho del pulso Per odo UNIDAD Voltio Voltio Segundo Segundo Segundo Segundo Segundo DEFECTO U OMISI N Ninguno Ninguno 0 TSTEP TSTEP TSTOP TSTOP TSTEP Time Step tiempo de paso o incremento especificado para el barrido transitorio TSTOP Time Stop Tiempo final o duraci n del barrido transitorio TRAN 27 07 07 P gina9 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vil
48. sis que lo llevar a una ventana con todas las opciones de an lisis habilite seleccionando DC Sweep marcando el recuadro y haga clic en el cuadro DC Sweep barrido de corriente directa le aparecer otra nueva ventana titulada DC Sweep escoja Voltage Source del cuadro Sweep Var Type y escoja Linear del cuadro Sweep type frente a Name escriba V1 frente a Start value escriba 12 frente a End value escriba 12 y frente a Increment escriba 1 en ning n caso este valor puede ser cero Pulse OK para salir de esa ventana y pulse Close para salir del ajuste de an lisis g Hecho lo anterior se procede a guardarlo en la carpeta o espacio de trabajo 160999 Recuerde que si lo guarda en otra carpeta cada vez que vaya a utilizar los programas y herramientas del Pspice se le puede hacer dif cil localizarlo y ese proceso lo tendr que repetir todas las veces que lo necesite mientras que si lo guarda en la carpeta o espacio de trabajo indicado el programa autom ticamente efect a ese proceso Una vez grabado adecuadamente el archivo de Schematic se puede cerrar la ventana del schematic porque el archivo se puede abrir desde el espacio de trabajo sin embargo el circuito el ctrico se puede simular a partir de la ventana del Schematic Despu s de grabar adecuadamente el archivo del Schematic el espacio de trabajo 160999 presenta en su ventana la forma siguiente no e k Workspace Dependencies o heem External Dependencie
49. t n izquierdo del rat n con el bot n derecho del rat n se desactiva este componente R se pulsa Place y se colocan 4 resistencias pulsando el bot n izquierdo del rat n se pulsa el bot n derecho para desactivar el componente EGND o terminadle referencia tierra se coloca una b Pulsando el bot n izquierdo del rat n se seleccionan uno a uno los componentes y se arrastran hasta el sitio m s conveniente para dibujar el circuito con control R se puede girar 90 un s mbolo de un componente y con control F se gira de izquierda a derecha c Pulsando el bot n que representa un l piz de punta fina se trazan los conductores que interconectan los componentes d Una vez editado el circuito se pasa a editar sus valores o par metros y sus nombres Pulsando dos veces sobre el valor nos presenta una ventana donde se escribe el nuevo valor no se deben dejar espacios entre los n meros y las letras que indican m ltiplos subm ltiplos o unidades e Si usted lo desea puede numerar los nodos haciendo una doble pulsaci n sobre un tramo de conductor que llegue a cada nodo y asign ndole un nombre num rico o alfanum rico cero para el nodo de referencia conectado a tierra si usted no designa los nodos Schematics lo har por usted autom ticamente f Se pasa a definir el tipo de an lisis deseado seleccionando el submen Setup del men Analysis o haciendo clic en el primer cono tercera fila horizontal de la izquierda Septup Analy
50. zaci n de su lugar geom trico para las ondas creciente y decreciente se muestra en la figura siguiente 27 07 07 P gina 11 de 26 Profesor Luis Rodolfo D vila M rquez CODDIGO 00076 UFPS Vo e TC1 V2 A ENANA ll AS e TFC TAU2 TC2 V1 TELESE PETERE S E TRCyTFC TAUI TAULyTAU2 gt Toi TCI qm TClyTC2 El modelo matem tico correspondiente al lugar PsOm nicO anterior en Microsim es el siguiente va VI paa 0 lt t lt T vo V1 V2 V1 1 e0 Te a Jj DSA TFD vo VI v2 vos 1 e T J v1 vay 1 e 0 para TFD lt t lt TSTOP S no existe atraso en el inicio e 0 las f rmulas quedar n va V1 V2 VD 1 elme para 0 lt t lt TFD t TFD vo VI V2 v1 1 80 v1 v2 1 e Te para TFD lt t lt TSTOP S el nivel de voltaje V1 es cero V1 0 las f rmulas quedar n va V2 1 an para 0 lt t lt TFD EN ao vy V2 1 e ro v2 1 e re 1 para TFD lt t lt TSTOP El modelo matem tico correspondiente al lugar geom trico anterior en OrCAD es el siguiente va V1 para O lt t lt E vy V1 V2 Vi 1 e TA 2 para TDI lt t lt TD2 t TD2 y VI Y2 V1 1 5 11 vay 1 0 727 para TD2 lt t lt TSTOP S no existe atraso en el inicio Dog 0 las f rmulas quedar n va V1 V2 VD 1 elTe para 0 lt t lt TDI 1 A t TD2 vo V1 V2 VI 1 e sal v1 vay 1 Teg J para TD2 lt t lt TSTOP S el nivel de von ds es cero V1
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