PSPICEA G R
Hazrlayan:
Deniz KAYA
22.12.2006 [email protected]
1
NDEK LER
BLM 1
1.1 1.2 1.3 1.4
Genel Bilgiler
Genel Bilgiler............................................................3 PSpice Programnn Balatlmas...........................3 alma Ortamna Para Eklemek........................ 6 Simulasyon Profili Oluturmak..............................9
BLM 2
2.1 2.2 2.3
Basit DC Devreleri
BLM 3
3.1 3.2
DC Sweep Analizi
BLM 4
NDEK LER
BLM 5
5.1 5.2
Referanslar......................................................................41
Gnmzde bilgisayarlar her alanda en byk yardmclarmzdr. Bu ElektrikElektronik alannda da geerlidir. Tasarlanan devreler nce bilgisayar ortamnda test ediliyor sonra retimleri yaplyor. Bu bize hem zaman kazandryor hem de olas hatalar nceden grmemizi ve dzeltmemizi salyor. te bu amala yazlm bir sr bilgisayar program vardr. Electronic Workbench firmasnn Multisimi, Labcenter Electronics firmasnn Proteusu, Orcad/Cadence firmasnn Pspice en ok bilinen ve kullanlan simulasyon programlarndandr. Bu programlarn her birinin stn olduu taraflar vardr. Pspice u anda gerek profesyonel gerekse de amatr insanlarn en ok kulland simulasyon programdr. Bunun pek ok sebebi vardr. Birincisi Pspice iyi tasarlanm bir arayze sahiptir. kincisi ok geni bir eleman ktpanesine sahip oluu, ncs ve en nemlisi eitli simulasyon tiplerine olanak salamasdr. Pspicen renci versiyonunu electronics-lab.com/downloads sitesinden indirebilirsiniz. Pspice Student versionun bir takm snrlamalar vardr. Programdan tam anlamyla yararlanabilmeniz iin bir tam srmn elde etmenizi neririm. Bu dkmanda anlatlan herey Orcad 9.2 tam srmnde gerekletirimitir.
Karnza gelen pencere Orcad Capture n balang ekrandr. Bu ekranda File mensnn altndaki new seeneinden Project i sein.
Alan pencereden Analog or Mixed A/D seeneini seiniz. Daha sonra projenize bir isim veriniz. Projenizin kaydedilecei klasrde Browse tuu ile setikten sonra OK tuuna basnz. ( Projenizin isminde ve kaydettiiniz klasrn isminde trke karakter kullanmaynz )
imdi bu ortam biraz tanyalm. Ekrann sa tarafnda Tool Panel vardr. Paralar, kablolar, dmleri bu panelden ekliyoruz.
Ekarnn st tarafnda simulasyon profili oluturacamz buton, voltage marker, current marker tularnn bulunduu panel vardr.
alma ortamnzn boyutlarn Option->Schematic page properties->PageSize dan ayarlayabilirsiniz. Eer sizin ekrannnzda grnmeyen panel varsa bunu Wiev mensnden grnr hale getirebilirsiniz.
Pspice da elektronik paralar ktphaneler halinde snflandrlmlardr. Bir para eklemek iin nce o parann iinde bulunduu ktphanenin alma ortamna eklenmesi gerekir. Bunu iin Add Library tuuna basp istediiniz ktphaneleri ekleyiniz. Temel elemanlar(Diren, kapasitr, bobin..) analog.olb ktphanesinde, kaynaklar ise source.olb ktphanesinde bulunur.
Ekranda herhangibir yere tklayarak paray brakabilirsiniz. Paray saa veya sola evirmek istiyorsanz brakmadan nce veya para seili durumdayken R (Rotate) tuuna basnz.
Paralar konulduktan sonra sa taraftaki toolbar dan Place Wire tuuna baslarak birletirilir.
Paralarn deerlerini girmek iin iki yolumuz vardr. Birincisi parann yannda yazan deere ift tklayp gelen ekrana deeri yazmak ikincisi ise paraya ift tklayp kan pencerede Value kutucuuna deeri yazmaktr.
Elemanlarn zerine ift tklama ile alan pencere Property Editor dr. Bu pencereden paralarn bir ok zelliini deitirmek mmkndr. Devrenin tamamlanmas iin bir referans gerilimine ihtiya vardr. Bunun iin Toolbardan Place ground tuuna basp gelen ekrandan 0/SOURCE yi seiyoruz.(Groundun ismi daima 0 olmal)
Daha sonra karnza gelen ekrandan simulasyon tipini ve deikenleri seerek TAMAM tuuna basnz. Simulasyon tipleri ve zellikleri daha sonraki blmlerde anlatlacaktr.
10
Simulasyon tipleri
Simulasyon zaman
Daha sonra devrenin herhangibir yerindeki voltaj,akm yada gc lmek iin voltage,current,power marker kullanlr.
Voltage marker
Current marker
Power marker
stenilen problar konulduktan sonra simulasyonu balatmak iin st taraftaki Run PSpice tuuna baslmaldr.
NOT: Current markerlar devre elemanlarnn pinlerinin ucuna balanmal, Power markerlar ise elemanlarn zerine konulmaldr. Bunlar kablolara konulmak istenirse uyar mesaj ile karlalr.
11
Devre simule edildikten sonra karnza devre deikenlerinin deiimini grebileceiniz sonu penceresi gelir.
12
Grafikte istenen bir noktann deerini grmek iin Toggle Cursor butonuna basp noktay tespit ederiz daha sonra Mark Label ile iaretleriz.
Toggle cursor
Mark Label
PSpice da kullanm kolaylatracak baz ksayol tular vardr. Herdefasnda para veya kablo eklemek iin toolbara gitmenize gerek yoktur. Bunlardan en ok kullanlanlar unlardr.
TU I O P W G
Grevi alma ortamn yaknlatrr alma ortamn uzaklatrr Place Part Kablo ekler Place ground
13
Place part
Bir sonraki adm bir gerilim kayna eklemektir. Pspice da en genel DC gerilim kayna Source ktphanesinde bulunan Vdc dir. Yine ayn ekilde stteki kutucua Vdc yazlarak gerilim kayna kolayca eklenebilir. Kaynan deerini belirlemek iin parann yanndaki deer kutusuna ift tklamak yetrlidir.
14
Bir sonraki adm kabloyla bu paralar birletirmek ve ground ekleyerek devreyi tamamlamaktr. Burada R1, R2, R3 direnleri zerindeki gerilim farklar birbirinden farkldr. imdi bunu Pspice grelim.
R1 1k
R2 2k
R3 3k
V2 12v dc
15
R2 2k
V+ V-
R3 3k
V+ V-
V2 12v dc
12.00V
New simulation Profile den yeni bir simulasyon dosyas oluturup aadaki grafii grebilirz.
Simulasyon profilini oluturduktan sonra Run PSpice tuu etkin hale gelir. Bu tua basarak devre ktsn grebiliriz.
16
2.2 RC Devreleri
RC devreleri adndan da anlalaca gibi kapasitr ve direnlerden oluan devrelerdir. Bu devreleri Pspice da kurmak olduka kolaydr. Aadaki devreyi rendiklerimizi pekitirmek iin kuralm ve kapasitr zerindek gerilim farkn inceleyelim.
R4 10k
V
C2 1u IC = 2
V2 5Vdc
Direnci ve gerilim kaynan bir nceki nekte olduu gibi yerletirelim. Kapasitrlerde direler gibi ANALOG ktphanesinde yer alrlar. Kapasitr eklemek iin stteki iletiim kutusuna C yazmak yetrlidir. PSpice da kapasitrlerin default deerleri 1nF dr. Bu deeri deitirmek iin ayn direnlerde olduu gibi deerinin stne ift tklamak ve yeni deeri alan iletiim penceresine yazmak yeterlidir. IC denilen parametre kapasitrn balang gerilimidir. Normalde bu deer grnr deildir. Bunu grnr hale getirmek iin kapasitrn stne ift tklayarak Property Editor an. Burada IC parametresinin karsndaki kutucua sa tklayp Display yi sein
17
Daha sonra gelen pencereden Name and Value yi sein ne OK tuuna basn.
R4 10k
V
C2 1u IC =
V2 5Vdc
Bu ilemden sonra IC ye iki kere tklayarak degerini giriniz. Simulasyon ayarlarn aadaki gibi ayarlayp Run PSpice tuuna basnz.
18
Bu kaynaklar PSpice n ANALOG ktphanesinde yer almaktadr. Bu kaynaklar iletiim kutusundan eklemek iin kullanlmas gereken isimleri unlardr; 19
E F G H
Gerilim kontroll Gerlim Kayna Akm kontroll Akm Kayna Gerilim kontroll Akm Kayna Akm kontroll Gerilim Kayna
R5 4k
-->iQ iQ
V3 25Vdc 5mAdc I1 R6 20k
Vout
Bu devrede grld zere bir akm kontroll akm kayna var. ncelikle devredeki dier elemanlar yerletirip deerlerini girelim.
R5 4k
-->iQ iQ
V3 25Vdc 5mAdc I1 R6 20k
Vout
Daha sonra iletiim kutusuna F yazarak Akm kontroll Akm kaynan alalm.
20
iQ
Bundan sonra dikkat etmemiz gereken ey akmn ynn doru ayarlamakr. Balam aadaki gibi olmaldr.
F4
F R5 4k
V
-->iQ
iQ
V3 25Vdc 5mAdc
I1 R6 20k
Vout
Soruda verilen akm kaynann deeri 2.2iQ dr. Bunu ayarlamak iin baml kaynan zerine ift tklayarak Property Editor dan GAIN e 2.2 deerini yazmalyz.
21
Simulasyon ayarlarn yapp Run PSpice dediimizde Vout un deerinin 50V olduunu gryoruz.
Baml kaynaklar kullanrken dikkat edilmesi gereken nokta akm ve gerilimlerin ynlerini iyi tayin etmek gereklidir.
22
lk Harf C D E F G H I L R S V W
Devre elemanlar ve kaynaklar Kapasitr Diyot Gerilim kontroll Gerilim Kayna Akm kontroll Akm Kayna Gerilim kontroll Akm Kayna Akm kontroll Gerilim Kayna Bamsz Akm Kayna Bobin Diren Gerilim kontroll anahtar Bamsz Gerilim Kayna Akm kontroll anahtar
23
-->iQ
R7 1k R8 1k Vin
DC sweep iin kullanacamz gerilim kayna Vsrc dir. Bu kaynak SOURCE ktphanesinde yer almaktadr. ekildeki devreyi kurduktan sonra Edit Simulation Settings basp simulasyon ayarlarn deitireceimiz pencereyi ayoruz.
24
Bu pencerede ilk olarak Analysis Type kutusuna tklayp DC Sweep seeeini seiyoruz. Daha sonra Sweep Variable den Voltage Source u seiyoruz.bundan sonra kaynamzn ismini Name ksmna yazyoruz. Sweep Type ksmndan Linear seip balang, son, art deerlerini giriyoruz. Bu soru iin bu pencerede iimiz bitti. Tamam diyerek buradan kyoruz.
Daha nceki rneklerde yaptmz gibi Run PSpice tuuna basarak devreyi simule ediyoruz. iQ nn deiimi u ekildedir.
Bu soruda sweep edilecek kaynak gerilim kayna yerine akm kayna olsayd kullanmamz gereken kaynak Isrc dir 25
-->iQ
32
I
R11 5
R12 8
Vin
R14 40
Iin
Devreyi ekildeki gibi kurup direnlerin deerlerini ayarlyalm. Simulation Settings de Options mens altndaki Secondary Sweep i iaretliyoruz. Akm kaynann ismini ve deerlerini girdikten sonra Tamam tklayarak kyoruz.
26
27
R16 10k
V V
C4 10u
V1 = 1 V2 = -1 TD = 0 TR = 0 TF = 0 PW = 0.5 PER = 1
V14
Simulation Settings de Analysis type i Time Domain olarak seiyoruz. Daha sonra simulasyonun ne kadar sreceini belirlemek iin Run to Timea saniye cinsinden sreyi yazyoruz. Verlerin simulasyon baladktan ne kadar sonra alnmaya balayacanda Start saving data after iletiim kutusundan belirliyoruz.
28
C4 10u
Vc(0)=0 verilmi ve Vc(t)=0 olmas iin t ne olmaldr RC devrelerinin doal cevab Vc(t)=Vc(0)exp[-(t-to)/RC] olduunu biliyoruz. Bu devreyi PSpice da 1 saniye boyunca simule edersek Vc(t) nin zamanla deiimi u ekilde olur. (IC=1)
29
30
V2 TFC
TRC
V1
TFD TRD
V1
lk Gerilim Darbe Geriimi Bekleme zaman Ykselme zaman sabiti De gei zaman D zaman sabiti
31
V1=0V
V2=1V
TD1=2ns
TC1=20ns
TD2=40ns TC2=20ns
TR
PW
TR PER
TF
V2
Bu kaynan tiik kullanm ekli yledir. V1=-1V V2=1V TD=0 TR=2ns TF=2ns PW=50ns PER=100ns
32
Kaynan deerlerini girmek iin zerine ift tklayp zamanlar ve akm/gerilim deerlerini giriyoruz.
V3
33
PWL ye default olarak en fazla 8 adet farkl nokta oluturulabilir. Baz uygulamalarda bu yetersiz olabilir. Bu sayy arttrmak iin yapmamz gereken ilemler unlardr; lk olarak kaynan zerine sa tklayp Property Edit penceresini ayoruz. Bu pencerenin st ksmnda yer alan New Row/Column tuuna tklyoruz.
34
Daha sonra V/I satrnda ayn ekilde oluturduktan sonra yeni satrlarn deerlerini veriyoruz.
35
V5 DC = AC = TRAN =
DC = AC = TRAN =
I2
Giri sinyalini belli iki deer arasnda taratmak iin 3.Blmde grdmz gibi DC sweep analiz tipinde simulasyon yapmalyz.
36
6.1 Anahtarlama
PSpice da iki eit gereki anahtar tipi vardr. Bunlar ANL_MISC ktphanesinde yeralr. Bunlar Sw_tOpen ve Sw_tClose dur. Sw_tOpen normal olarak kapal konumdadr. Girilen zaman deerinden sonra bu anahtar ak konuma geer. Sw_tClose ise bunun tam tersidir. Anahtarlamay bir rnekle inceleyelim. RNEK: Aadaki devrede R2 direnci zerndek gerilim farknn 1.saniyeden sonra 0V omasn salaynz.
R2 1k
V6 10Vdc
Bu devrede R2 direnci stndeki gerilim farkn 1.saniyede 0V a ekmek iin bir anahtar kullanmalyz. Bu anahtarn normal konumu kapal olmal girilen zaman deerinde ak konuma gelmelidir. Dolaysyla bu soruda kullanacamz anahtar Sw_tOpen dr.
37
Bu devreyi Pspice da kurduktan sonra anahtara zaman deerini girmek iin zerine ift tklamalyz. Gelen pencerede Topen satrna saniye cinsinde sreyi giriniz.
Simulasyon zamann 2s yapp simulasyonu gerekletirdiimizde R2 direnci zerindeki gerlim fark u ekilde olmaldr.
C1 2u IC = 10V
38
Bunun iin nceki blmlerdeki bilgilerimizden yararlanarak yukardaki devreyi kurunuz. Devreyi kurduktan sonra R3 direncinin deerini simulasyon srasnda deitirebilmek iin R3 e parametre eklemek gerekir. Bunun iin nce SPECIAL ktphanesinden PARAM seip alma ortamna koyalm.
Daha sonra PARAMETERS e ift tklayp RESISTANCE adnda yeni bir glabal paramatre ekleyin ve ilk deeri 20 olarak ataynz.
39
C1 2u IC = 10V
Bundan sonra simulasyon ayarlarn yapmamz gerekir. Burada Spice n Parametric Sweep zelliini kullanacaz.Ayarlar aadaki gibi olmaldr.
40
Referanslar
[1] [2] [3] [4] James W. Nillson, Susan A.Riedel, ntroduction to PSpice Manual for Electronic Circuits. Prentice Hall, 2002. Muhammed H. Rasid, Introduction to PSpice Using OrCad for Circuits and Electronics. New Jersey: Prentice Hall, 2004. OrCad PSpice A/D Reference Guide Version 9.2.3. OrCAD Inc. PSpice kitaplar ve yazlar : http://www.orcadpcb.com/pspice/
41
Bölümümüz CADENCE OrCAD Pspice Akademik Programına kabul almıştır.
OrCAD Akademik Programı öğrencilere, eğitimcilere ve araştırma kulüplerine elektronik donanım öğrenmek, öğretmek ve oluşturmak için eksiksiz bir tasarım ve analiz araçları paketi sunar. Elektrik ve Elektronik devrelerinin simüle edilmesinden PCB tasarımının yapılması kadar geniş bir yelpazede OrCAD Pspice programını kullanabilirsiniz.
Pandemi nedeniyle uzaktan eğitimin devam ettiği için öğrencilerimiz kendi bilgisayarlarına aşağıdaki adımları izleyerek OrCAD Pspice programını kurabilirler. Ayrıca, support.cadence.com sitesi aracılığıyla, “Learning” kısmından, Cadence’ın sunmuş olduğu bütün ücretsiz online kurslardan yararlanabilirsiniz.
1) https://www.orcad.com/orcad-academic-program linkinden, "For students" kısmından
2)Ekte gösterildiği şekilde formu doldurunuz. Not: Burada “Copy of Student Identification Card ” bölümüne öğrenci belgesi/kartı yüklenmelidir.
3) Formu doldurduktan sonra "submit" ediniz. Başvuru yaptıktan sonra, öğrencilerle bireysel olarak iletişime geçip, lisans çıkarma işlemlerine başlanacaktır.
Pspice |
Ritim Pspice tam özellikli doğal analog ve karışık sinyal devresi simülatörü. PSpice A / D ile birlikte kullanılır, PSpice İleri Analiz araçları tasarımcıları getirisine iyileştirmek ve onların tasarımlarının güvenilirlik.
Yazılım Web SitesiGeliştiricinin Web Sitesi
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\CadenceDesignSystems\Pspice
HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\Pspice
Solvusoft Ürünü
Bedava İndirTüm dosyalarınızı %%os%% üzerinden FileViewPro ile açın
Geliştirme deneyiminizi artırmak - FileViewPro (Solvusoft)
nest...