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E-Book

Elektronische Schaltungen simulieren und verstehen mit PSpice

AutorGünter Kurz
VerlagVogel Communications Group GmbH & Co. KG
Erscheinungsjahr2000
Seitenanzahl180 Seiten
ISBN9783834361424
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis5,80 EUR

Neben der Handhabung des Programms wird auch die Arbeitsweise anhand eines Beispiels ausführlich erklärt. Dabei verzichtet der Autor auf die Erläuterung innerer Abläufe bei der Simulation. Grundschaltungen werden systematisch simuliert und ihr Verhalten umfassend interpretiert. Auch die Besonderheiten der Simulation von digitalen Schaltungen kommen nicht zu kurz, ebenso wie Ausführungen zur Erarbeitung von Modellen Pspice-Experten bietet das Buch einen Einstieg in die neue Version mit OrCAD Capture.

Der Autor
Dr.-Ing. habil. GÜNTER KURZ Jahrgang 1936, Studium der Sicherungs- und Fernmeldetechnik an der Verkehrshochschule Dresden, Entwicklungsingenieur, Dozent an der Ingenieurhochschule Dresden und später an der TU Dresden mit dem Lehrgebiet «Analoge Schaltungstechnik». Seit 1997 Lehrbeauftragter an der FH Lausitz in Senftenberg mit dem Lehrgebiet «Rechnergestützter Schaltungsentwurf», zahlreiche Zeitschriftenveröffentlichungen, Mitautor und Herausgeber mehrerer Bücher zur Schaltungstechnik und Nachrichtentechnik. 

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Kapitelübersicht
  1. Inhaltsverzeichnis und Vorwort
  2. 1 Einführung
  3. 2 Arbeiten mit PSpice
  4. 3 Ausgewählte Beispiele
  5. 4 Simulation von Digitalschaltungen
  6. 5 Bauelemente-Modelle
  7. 6 Ergänzungen
  8. Anhänge
  9. Literaturverzeichnis und Stichwortverzeichnis
Leseprobe

2 Arbeiten mit PSpice (S. 19-20)

Das nachfolgende Kapitel dient der systematischen Einführung in die Arbeit mit PSpice anhand eines Beispiels. Ausgehend vom Aufbau des Programmsystems wird die Schaltplaneingabe beschrieben. Darauf folgen Hinweise zur Schaltungsansteuerung und -analyse. Die Diskussion der Ergebnisse und ihre Darstellung schließen dieses wichtige Kapitel ab. Basis für die Arbeit ist die Version 9.1 von PSpice.

2.1 Aufbau des Programmsystems

Schon die bei der Installation erzeugte Programmgruppe OrCAD Demo (siehe Bild 1.8) zeigt, dass PSpice aus verschiedenen Programmteilen besteht. Diese können auch einzeln aufgerufen werden. Das wurde zu Beginn mit dem Teil Release Notes ausprobiert. In diesem File findet man alle Angaben zu Einschränkungen der Demoversion gegenüber einer Vollversion. Aber auch Hinweise auf die aktuelle Version des Programms sind manchmal von Interesse.

Capture CIS Demo übernimmt die Steuerfunktion für alle Simulationsvorbereitungen von PSpice. Daneben steuert dieser Programmteil auch andere OrCAD-Produkte, die hier aber nicht installiert wurden. Hauptaufgaben bei PSpice sind Erstellen des Schaltplans (schematic), die Simulationsvorbereitung sowie der Start von PSpice.

Der Teil PSpice A/D Demo enthält den eigentlichen Simulator, der für analoge und digitale Schaltungen ausgelegt ist. Aber auch der in älteren PSpice-Versionen extra ausgewiesene Postprozessor (Folgerechner) Probe (siehe Bild 1.9) ist bei der Version 9.1 in diesem Teil enthalten. PSpice A/D kann auch direkt aufgerufen werden. Allerdings muss die Simulation schon entsprechend vorbereitet worden sein. Bereits vorhandene Schaltungen können jederzeit unter Umgehung von Capture simuliert werden. Im Demopaket sind entsprechende Beispiele enthalten, die in diesem Buch nicht weiter betrachtet werden sollen. Zum Ausprobieren kann man sie mal aufrufen. Dazu wird PSpice A/D geöffnet und im File-Menü Open angeklickt. Man findet unter

C:Program FilesOrCADPSpiceSamplesAnasimExample

ein Beispiel, das auch geöffnet werden kann. Das wird jedoch nicht weiter verfolgt, da die weitere Handhabung noch nicht bekannt ist. Man schließe deshalb das Programm wieder.

PSpice Model Editor Demo dient der Erarbeitung neuer Modelle. Mit diesem Programmteil (in älteren Versionen als Parts bezeichnet) können Bauelemente anhand von Mess- oder Katalogdaten modelliert werden. Zur Demonstration der Möglichkeiten einer PSpice-Vollversion eignet sich dieser Teil des Modell-Editors. Außerdem über nimmt der Modell-Editor auch die Funktion der Bearbeitung von PSpice-Modellen, die in der Demoversion noch variiert werden können. Solche Modelle sind in der breakout- Bibliothek abgelegt. Die Arbeit mit Modellen wird in Kapitel 5 behandelt.

Der PSpice Stimulus Editor Demo wird hier nicht weiter beachtet. Er dient in der Vollversion zum Erzeugen von Testsignalen. Da Testsignale auch anders erzeugt werden können, ist die Einschränkung des Stimulus-Editors in der Demoversion unerheblich. Der Stimulus-Editor gestattet Signale anhand ihrer grafischen Darstellung zu generieren und zu korrigieren. Das ist natürlich anschaulicher als die noch zu behandelnde Notation. Es wird jedoch in Abschnitt 3.2.1 gezeigt, wie man Testsignale vor ihrer Anwendung grafisch darstellen kann. Korrekturen sind dann auch noch möglich.

PSpice Optimizer Demo ist ein für Schaltungsentwickler interessantes Programm. Mit dem Optimizer lassen sich Schaltungen in ihrer Dimensionierung so optimieren, dass sie bestimmten Anforderungen an ihr Verhalten genügen. Für die dem Buch zugrunde liegende Aufgabe – Erhöhung des Verständnisses von Schaltungen – ist dieses Programm ohne Interesse.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis7
1 Einführung9
1.1 Grundbegriffe der Schaltungssimulation9
1.2 PSpice-Demoversionen und ihre Anwendungsbereiche11
1.3 Installation der Demoversion13
1.4 Arbeiten mit dem Buch17
2 Arbeiten mit PSpice19
2.1 Aufbau des Programmsystems19
2.2 Schaltplaneingabe20
2.3 Signalquellen und ihre Einstellung32
2.4 Vorbereitung der Analyse34
2.5 PSpice-Rechenprogramm38
2.6 Ergebnisse und ihre Darstellung40
3 Ausgewählte Beispiele53
3.1 Verstärkergrundschaltung53
3.2 Leistungsverstärker66
3.3 Operationsverstärker77
3.4 Stromversorgung85
3.5 Oszillatoren und Funktionsgeneratoren92
3.6 Temperaturverhalten100
4 Simulation von Digitalschaltungen105
4.1 Digitale Grundschaltungen105
4.2 Modelle digitaler Schaltungen107
4.3 Pegel und Stimulus-Generatoren107
4.4 Beispiele rein digitaler Schaltungen111
4.5 Gemischt analog-digitale Schaltungen115
4.6 Schaltungen mit Leitungen122
4.7 A/D- und D/A-Umsetzer126
5 Bauelemente-Modelle131
5.1 PSpice-Bibliotheken131
5.2 Modelle passiver Bauelemente136
5.3 Modelle von Halbleiterbauelementen141
5.4 Subcircuit-Modelle145
6 Ergänzungen153
6.1 Fehler153
6.2 Hilfen155
6.3 Ausblick157
Anhänge159
Anhang I Referenzen PSpice-typischer Bezeichnungen159
Anhang II Möglichkeiten zur Zahleneingabe160
Anhang III Auswahl arithmetischer Operationen und ihre Bedeutung160
Anhang IV Attribute zeitabhängiger Quellen161
Anhang V163
Anhang VI Auszug aus der Bibliothek166
Anhang VII Notation der Bibliothek173
Literaturverzeichnis177
Stichwortverzeichnis179

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