8/19/2019 Presentacion SPICE
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Tutorial SPICENGSPICE online y versión de escritorioSubcircuitos
Tipos de análisis
Diseño de circuitos y sistemas integradosMáster Universitario en Ingeniería de TelecomunicaciónUniversidad de Alicante
Créditos: Estudiantes de la asignatura (ver el final del documento)
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales 3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de SPICE
6. Simulador web
7. Versión de escritorio
8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales 3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de spice
6. Simulador web
7. Versión de escritorio
8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Introducción: Origen
Spice : Simulation Program with Integrated Cirucuit emphasis.
Fue desarrollado en la Universidad de California por Larry Nagel(1973).
Fue tutelado por Donald Pederson.
Hasta el momento fueron desarrollados varios simuladores parael departamento de defensa de Estados Unidos.
Donald Pederson consiguió que Spice fuese reescrito para poneresta versión bajo dominio público.
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Introducción: Origen
Debido a su nuevo carácter de código abierto, Spice sirvió de
base para la creación de diversos software de simulacióncomerciales y libres.
Comerciales Software Libre
Pspice ASCO tool
Dr. Spice NGspice
Proteus Orégano
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Introducción: ¿Qué es NGspice?
Simulador de circuitos basado en software libre.
NGspice : Spice de nueva generación.
Es una herramienta que permite simular circuitos de una formafiable, rápida y amigable.
Simulador por línea de comandos.
Permite realizar análisis no lineal DC (.DC), no lineal transitorio(.TRANS) y lineal AC (.AC) entre otros.
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales 3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de spice
6. Simulador web
7. Versión de escritorio
8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Elementos circuitales
La primera letra del nombre es:
R : Resistencias C : Condensadores
L : Bobinas
V : Fuentes de tensión
D: Diodos
Q : BJT
M: Mosfet
Para elementos semiconductores hay que especificar el MODELO
Nombre Nudos_de_conexión VALOR
Nombre Nudos_de_conexión MODELO
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Elementos circuitales
Resistencias : RXXXXXXX N1 N2
R1 N1 Vout 1000
Condensadores: CXXXXXXX N+ N- VALUE
CL out 0 100u
Bobinas: LYYYYYYY N+ N- VALUE
Fuentes de tensión: VXXXXXXX N+ N-
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Elementos circuitales : Modelo
Los modelos se utilizan para los elementos electrónicos basados ensemiconductor.
Para usarlos habrá que usar dos líneas
Línea de elemento: DXXX N+ N- MNAME
Línea de modelo: .MODEL MNAME TIPO
MNAME: Nombre de modelo
TIPO: especifica el dispositivo semiconductor
Ejemplo
D13 n1 out diode
.MODEL diode D
TIPO Elemento
D DIODO
NPN BJT
PNP BJT
NJF JFET
PJF JFET
NMOS MOSFET
PMOS MOSFET
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales
3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de spice
6. Simulador web
7. Versión de escritorio
8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Fuentes de señal variable
Pulso
PULSE( V1 V2 TD TR PW PERIODO)
Parámetro Significado
V1 Valor inicial
V2 Valor final
TD Tiempo de retraso
TR Tiempo de subida
TF Tiempo debajada
PW Tiempo a V2
PERIODO Periodo
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Fuentes de señal variable
Sinusoidal
SIN( V0 VA FREQ )
Parámetro Significado
V0 offset
VA Ampliutd
FREQ Frecuencia
Retraso
Factor deamortiguamiento
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Fuentes de señal variable
Exponencial
EXP( V1 V2 TD1 TAU1 TD2 TAU2)
Parámetro Significado
V1 Valor inicial
V2 Valor del pulso
TD1 Retraso de subida
TAU1 Cte. Tiempo desubida
TD2 Retraso debajada
TAU2 Cte. Tiempo debajada
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales
3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de spice
6. Simulador web
7. Versión de escritorio
8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Tipos de Análisis
.TRAN .DC .AC
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Instrucciones Ejemplos.TRAN TSTEP TSTOP TSTART .TRAN 1ns 1000ns 500ns
.DC srcname vstart vstopvincr .DC Vpila 0 1 0.1
.AC DEC ND FSTART FSTOP
.AC OCT NO FSTART FSTOP
.AC LIN NP FSTART FSTOP
.AC DEC 10 1 10K
.AC OCT 10 1K 100MEG
.AC LIN 100 1 100HZ
En el último apartado del tutorial se detallan los distintos tipos deanálisis con ejemplos.
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales
3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de spice
6. Simulador web
7. Versión de escritorio
8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Sintaxis de spice
Partes del fichero que describe el circuito
Línea de título -> Obligatoria ,descripción del circuitoLíneas de elementos -> Una por elemento, topología
Líneas de modelos-> Una por cada modelo
Líneas de control-> Para especificar el tipo deanálisis (.AC) …
Líneas de comentario-> Se inician con *
Línea de final -> .END indica final del fichero
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Sintaxis de spice
Ejemplo
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales
3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de spice
6. Simulador web
7. Versión de escritorio
8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Simulador web
¿Dónde usarlo?
http://www.ngspice.com/
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Simulador web
Ejemplo
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales
3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de spice
6. Simulador web
7. Versión de escritorio
8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Versión de escritorio
¿Dónde obtenerla?
http://ngspice.sourceforge.net/
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Versión de escritorio
¿Dónde obtenerla?
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Versión de escritorio
¿Cómo usarla?
Copiamos carpeta en directorio raíz de disco local.
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Versión de escritorio ¿Cómo usarla?
Dentro de carpeta spice entramos en carpeta bin.
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Versión de escritorio ¿Cómo usarla?
Dentro de la carpeta bin ejecutamos el .exe.
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Versión de escritorio ¿Cómo usarla?
Crear carpeta Proyectos en directorio spice.
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Versión de escritorio Ejemplo
En carpeta Proyectos crear .txt y cambiar extensión a .cir.
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Versión de escritorio Ejemplo
Podemos crear nuestro circuito en bloc de notas, notepad …
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Versión de escritorio Ejemplo
Podemos crear nuestro circuito en bloc de notas, notepad …
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Versión de escritorio Ejemplo
Podemos crear nuestro circuito en bloc de notas, notepad …
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Versión de escritorio
Ejemplo
Podemos crear nuestro circuito en bloc de notas, notepad …
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Versión de escritorio
Ejemplo : Ejecutar el circuito
Para ejecutar el circuito nos vamos a ngspice y en línea de comandos
indicamos el directorio en el que se encuentra el fichero .cir.
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Versión de escritorio
Ejemplo: Ejecutar el circuito
Cargamos el fichero con el comando ‘source’ seguido del nombre del archivo.
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Versión de escritorio
Ejemplo: Ejecutar el circuito
Con el comando ‘run’ ejecutamos el circuito.
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Versión de escritorio
Ejemplo: Ejecutar el circuito
Para representar la tensión usamos el comando ‘plot’
seguido de los nodos que queremos representar.
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Versión de escritorio: ejemplo
Ejemplo: Ejecutar el circuito
Se abrirá una ventana con las representaciones.
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Versión de escritorio
Agilizar trabajo: Incluir líneas de control en fichero .cir
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Versión de escritorio
Agilizar trabajo: Incluir líneas de control en fichero .cir
Escribimos el comando ‘source’ seguido del nombre del fichero y
directamente tendremos los plot sin necesidad de más comandos.
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Versión de escritorio
Demostración en clase: Análisis .DC
.DC Vpila 0 1 0.1
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales
3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de spice
6. Simulador web
7. Versión de escritorio
8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Subcircuitos
Objetivo
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Enseñar a definir subcircuitos enentorno SPICE para su utilización en
circuitos cada vez más complejos.
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Subcircuitos
¿Qué son?
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N1
N2Ni
N3
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Subcircuitos
Definición de subcircuitos
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Subcircuitos
Llamada a un subcircuito
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Subcircuitos
Llamada a un subcircuito
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Definición del subcircuitoN1
N2
N3
Definición del subcircuito
N1
N2
N3
Llamada al subcircuitoA
B
C
Llamada al subcircuito
A
B
C
.SUBCKT EJEMPLO N1,N2,N3
.SUBCKT EJEMPLO N1,N2,N3
Xprobando A,B,C EJEMPLO
Xprobando A,C,B EJEMPLO
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Subcircuitos
Ejemplo
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Circuito a diseñar y simular
* Divisor resistivo
.SUBCKT DIVISOR 1 2 3
R1 1 2 10k R2 2 3 5k
.ENDS DIVISOR
V1 IN 0 sin(0 200 50)Xdiv IN OUT 0
DIVISOR
.TRAN 0.1m 100m
.END
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Subcircuitos
Ejemplo
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Subcircuitos
Ejemplo
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Circuito a diseñar y simular* Rectificador - Carga RC
D13 N1 N3 diodeD23 N2 N3 diode
D41 0 N1 diodeD42 0 N2 diode
Vin N1 N2 sin(0 200 50)
.MODEL diode dCL N3 0 100u
RL N3 0 1k
.TRAN 0.1m 100m
.END
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Subcircuitos
Ejemplo
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Circuito a diseñar y simular
* Rectificador - Carga RC
.SUBCKT DIODOS A B C DD13 A C diode
D23 B C diodeD41 D A diodeD42 D B diode.MODEL diode d
.ENDS DIODOS
Vin N1 N2 sin(0 200 50)
Xdiodos N1 N2 N3 0 DIODOS
CL N3 0 100uRL N3 0 1k
.TRAN 0.1m 100m
.END
N1(A) N4(D)
N3(C) N2(B)
SUBCKT DIODOS
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Subcircuitos
Ejemplo
68
Circuito a diseñar y simular
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Subcircuitos
Ejemplo
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Circuito de un Amplificador Operacional* Ampl ificadorOperacional
.SUBCKT OPAMP1 1 2 6
RIN 1 2 10MEGEP1 3 0 1 2 100KRP1 3 4 1K
CP1 4 0 1.5915UFEOUT 5 0 4 0 1ROUT 5 6 10
.ENDS OPAMP1
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Subcircuitos
Ejemplo
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* Ejemplo 3
VS 1 0 SIN(0 1 10KHZ)
R1 1 2 5KR2 2 3 10KXOP1 0 2 3 OPAMP1R3 4 0 10K
R4 4 5 10KXOP2 3 4 5 OPAMP1
.TRAN 0.01MS 0.2MS
.END
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Subcircuitos
Consideraciones
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Sin límite de complejidad/tamaño
Integración entre ellos
• Excepto nodo 0 (Global)
Nodos locales para un subcircuito
No tareas de control /sí modelos
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Índice
1. Introducción
2. Elementos circuitales
3. Fuentes de señal variable
4. Tipos de análisis
5. Sintaxis de spice
6. Simulador web
7. Versión de escritorio 8. Subcircuitos
9. Tipos de análisis (expansión)
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Tipos de Análisis: introducción
NGSPICE nos permite realizar una serie de análisis.
Dependiendo del análisis que se desee efectuar habrá que indicarlo conuna determinada sentencia.
Los análisis se realizarán en el orden que aparezcan colocados en elfichero de descripción del circuito.
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Tipos de Análisis: análisis en alterna
Mediante este análisis determinamos la respuesta del circuito ante unaseñal sinusoidal de frecuencia “f”.
Análisis es similar al análisis de corriente continua. El programa:
Calcula el .dc del circuito.
Modelos de pequeña señal para todos los dispositivos no lineales en elcircuito.
Analizado sobre un rango especificado de frecuencias.
Salida es la función de transferencia.
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Tipos de Análisis: análisis en alterna
Instrucción para el análisis:
Siendo:
DEC -> variación de década.
ND-> número de puntos por década
OCT-> variación de octava.
NO-> número de puntos por octava.
LIN-> variación lineal.
NP-> número de puntos.
FSTART Y FSTOP-> frecuencia de inicio y la frecuencia final de barrido de frecuencias
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Instrucciones Ejemplos
.AC DEC ND FSTART FSTOP
.AC OCT NO FSTART FSTOP
.AC LIN NP FSTART FSTOP
.AC DEC 10 1 10K
.AC OCT 10 1K 100MEG
.AC LIN 100 1 100HZ
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Tipos de Análisis: análisis en alterna
Ejemplo
El circuito implementado para el ejemplo de uso es el siguiente:
El circuito corresponde a un RLC paralelo que presenta una resonanciaalrededor de una frecuencia.
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Tipos de Análisis: análisis en alterna
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*CIRCUITO RLC
II 0 1 ac 0.1
L1 1 0 1mC1 1 0 1nR1 1 0 10k
*EJECUTAMOS.control
*ANALISIS EN FRECUENCIA*Instruccion: .AC [DEC/OCT/LIN] [ND/NO/NP] FSTART FSTOP
ac dec 25 1.0e5 1e6plot V(1) xlimit 100k 300k ylogprint V(1) > ac.txtdisplay > ac.varasciiplot V(1)> ac.plt
.endc
.end
Ejemplo
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Tipos de Análisis: análisis en alterna
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Ejemplo
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Tipos de Análisis: análisis en alterna
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Ejemplo
“Print V(1)” podemos visualizar los valores de tensión en función de la frecuencia
analisis en alterna--------------------------------------------------------------------------------Index frequency v(1)--------------------------------------------------------------------------------0 1.000000e+005 1.066310e+001 1.027103e+0021 1.096478e+005 1.690568e+001, 1.289181e+0022 1.202264e+005 3.002416e+001, 1.706538e+0023 1.318257e+005 6.507762e+001, 2.466628e+0024 1.445440e+005 2.118409e+002, 4.086127e+002
5 1.584893e+005 9.930232e+002, 8.323560e+0016 1.737801e+005 2.439377e+002, -4.29456e+0027 1.905461e+005 7.090741e+001, -2.56670e+0028 2.089296e+005 3.188989e+001, -1.75707e+0029 2.290868e+005 1.771430e+001, -1.31911e+00210 2.511886e+005 1.108183e+001, -1.04685e+00211 2.754229e+005 7.470142e+000, -8.61066e+00112 3.019952e+005 5.296005e+000, -7.25807e+00113 3.311311e+005 3.891448e+000, -6.22600e+001
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Tipos de Análisis: análisis de distorsión
Realiza una estimación de la distorsión del circuito.
Calcula el armónico fijo y los armónicos de segundo y tercer orden de laseñal de entrada.
Calcula la información sobre los valores de los voltajes en los nodos y enlas frecuencias armónicas 2f1.
El ruido blanco generado por las resistencias y los dispositivossemiconductores es simulado en este tipo de análisis
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Tipos de Análisis: análisis de distorsión
Instrucciones para el análisis:
Siendo:
.disto -> análisis de distorsión.
F2overf1-> analiza la distorsión en el circuito para una sola frecuencia de
entrada f1; [0 -1].
f1-> frecuencia según la línea de control.
F2-> fija en una frecuencia sola.
Instrucciones Ejemplos
.DI STO DEC ND FSTART FSTOP < F2OVERF1 >.DI STO OCT NO FSTART FSTOP < F2OVERF1 >
.DISTO LIN NP FSTART FSTOP < F2OVERF1 >
.DISTO DEC 10 1kHz 100Mhz
.DISTO DEC 10 1kHz 100Mhz 0.9
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Tipos de Análisis: análisis de distorsión
Cada fuente fuente puede tener dos entradas sinusoidales para ladistorsión, las frecuencias f1 y f2.
distof1 -> magnitud y la fase de f1 distof2 -> magnitud y la fase de f2
Si distof1/distof2 no se determinan, los valores de magnitud y fase son 1y 0 respectivamente.
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Tipos de Análisis: análisis de distorsión
Ejemplo
El circuito implementado para el ejemplo de uso es el siguiente:
Utiliza un dispositivo pasivo no lineal como un generador, un diodo D1que se polariza mediante la alimentación de la fuente VCC..
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Tipos de Análisis: análisis de distorsión
Ejemplo
*Analisis DistorsionR1 2 0 1k
D1 1 2 diodoVCC 1 3 5v ac 0.001 sin(5 0.01 1000) distof1 0.01 distof2 0.01VCC2 3 0 0v*ANPLITUD DISTORSION.model diodo D is=1.0e-14 tt=0.1n cjo=2p.control
*ANALISIS DE DISTORSION*Instruccion: .DISTO [DEC/OCT/LIN] [ND/NO/NP] FSTART FSTOP disto dec 1 1000 1000rusageeverything > disto.opedisplay > disto. var*setplot*setplot disto20*print all
.endc
.end
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Tipos de Análisis: análisis de distorsión
Ejemplo
Visualizamos el resultado mediante el comando “.setplot NUM_PLOT” elarmónico que queremos visualizar:
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Tipos de Análisis: análisis de punto de
operación Calcula el “punto de operación”
Calcula los valores de tensión en todos los nodos del circuito y los
muestra en el fichero de salida.
Para realizar este análisis es necesario la siguiente instrucción:
.OP
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Tipos de Análisis: análisis de punto de
operación Ejemplo:
El circuito implementado para el ejemplo de uso es el siguiente
Circuito compuesto por:
Una fuente de tensión.
Dos resistencias.
Un transistor NPN.
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Tipos de Análisis: análisis de punto de
operación Ejemplo:
*Analisis en punto de operacion
Q1 2 1 0 QMOD
R1 1 3 200kR2 2 3 1kVCC 3 0 5
.MODEL QMOD NPN
.control*VOLCADO FICHERO .CIR ANALIZADO SINTACTICAMENTElisting > bjt.lst
*ANALISIS PUNTO DE OPERACION}oprusage everything > op.opeprint V(3) V(2) V(1) > op.txtdisplay > op.var
.endc
.end
v(3) = 5.000000e+000v(2) = 2.896719e+000v(1) = 7.934391e-001
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Tipos de Análisis: análisis de sensibilidad
NGSPICE nos permite calcular la sensibilidad de la señal de corrientealterna de una variable.
Obtenemos un listado de la sensibilidad de las tensiones o corrientes decada uno de los componentes del circuito.
Es una aproximación numérica, por lo tanto pueden fallar mostrando lasensibilidad muy baja.
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Tipos de Análisis: análisis de sensibilidad
Instrucción para el análisis:
Siendo:
.sens -> análisis de la sensibilidad del circuito.
Outvar -> el voltaje de nodo o la corriente de rama de la fuente de voltaje.
1er ejemplo: calcula la sensibilidad del valor de corriente continua de“outvar”.
3er ejemplo: calcula la sensibilidad de los valores de corriente alterna de“outvar”
Instrucciones Ejemplos. SENS OUTVAR. SENS OUTVAR AC DEC ND FSTART FSTOP
. SENS OUTVAR AC OCT NO FSTART FSTOP
. SENS OU TVAR AC LIN NP FSTART FSTOP
. SENS V( 1 ,OUT)
. SENS V(OUT) AC DEC 10 100 100k
. SENS I (VTEST)
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Tipos de Análisis: análisis de sensibilidad
Ejemplo:
El circuito implementado para el ejemplo del uso es el siguiente:
El circuito está compuesto por una fuente VMEAS, una resistencia y dostransistores NPN.
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Tipos de Análisis: análisis de sensibilidad
Ejemplo:
Analisis de sensibilidad
Rref 3 2 4.3k
Q1 2 2 0 QMODQ2 1 2 0 QMODVMEAS 3 1VCC 3 0 5v
*MODELOS.MODEL QMOD NPN BF=100 VA=50}
*EJECUCION
.control*ANALISIS SENSIBILIDAD}sens i(vmeas)print all > sens.txtrusageeverything > sens.ope
.endc
.end
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8/19/2019 Presentacion SPICE
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Tipos de Análisis: análisis de sensibilidad
Ejemplo:
q1:bf = 1.017945e-007q1:br = 2.195014e-012q1:eg = 1.980335e-012
q1:fc = 4.396343e-012q1:is = -1.02812e+013q1:nc = 1.099086e-012q1:ne = 1.465448e-012q1:nf = 3.073697e-002q1:nkf = 4.396343e-012q1:nr = 2.195014e-012q1:ns = 2.198172e-012q1:tnom = 1.572806e-004q1:vaf = 4.396343e-014q1:vbc_max = 2.198172e-111q1:vbe_max = 2.198172e-111q1:vce_max = 2.198172e-111q1:xti = 7.327238e-013q1_area = -1.02812e-003q1_areab = 2.198172e-012
Resultados almacenados en sens.txt
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Tipos de Análisis: análisis de sensibilidad
Ejemplo:
q1_areac = 2.198172e-012q1_m = -1.02812e-003q1_temp = -5.48740e-005
q2:bf = 1.017945e-007q2:br = 3.038355e-015q2:eg = 2.737257e-015q2:fc = 6.076710e-015q2:is = 1.034977e+013q2:nc = 1.519177e-015q2:ne = 2.025570e-015q2:nf = -3.09418e-002q2:nkf = 6.076710e-015
q2:nr = 3.038355e-015q2:ns = 3.038355e-015q2:tnom = -1.58329e-004q2:vaf = -1.62931e-006q2:vbc_max = 3.038355e-114q2:vbe_max = 3.038355e-114q2:vce_max = 3.038355e-114q2:xti = 1.012785e-015q2_m = 1.034977e-003
q2_temp = 5.523972e-005
Resultados almacenados en sens.txt
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Tipos de Análisis: análisis de sensibilidad
Ejemplo:
q2_area = 1.034977e-003
q2_areab = 3.038355e-015q2_areac = 3.038355e-015q2_m = 1.034977e-003q2_temp = 5.523972e-005rref= -2.41466e-007rref:bv_max = -0.000000e+000rref_bv_max = -0.000000e+000rref_l = -0.000000e+000rref_m = 1.038304e-003rref_scale = -1.03830e-003rref_w = -0.000000e+000vcc = 2.649248e-004vmeas = -1.92740e-005q2_m = 1.034977e-003q2_temp = 5.523972e-005
Resultados almacenados en sens.txt
El análisis da información de los
parámetros de cada componente del
circuito
NOTA: para más información sobre cadaparámetro visitar el manual de NGSPCEhttp://ngspice.sourceforge.net/docs/ngspice-manual.pdf
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Tipos de Análisis: análisis transitorio
Estudiamos la evolución en el tiempo de las variables del circuito,independientemente de la excitación que se utilice.
El programa:
Realiza un análisis DC para calcular el punto de operación del circuito.
Determina el modelo linealizado de todos los dispositivos no-lineales delcircuito.
Calcula las variables de salida del circuito en función del tiempo.
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Tipos de Análisis: análisis transitorio
Instrucción para el análisis:
Siendo:
.tran -> análisis transitorio del circuito.
tstep-> incremento de planificación.
tstop -> tiempo final.
tstart -> tiempo inicial. tmax -> tiempo máximo.
uic -> uso de las condiciones iniciales.
Indicadas con la sentencia “.IC”
Instrucciones Ejemplos.TRAN TSTEP TSTOP .TRAN 1ns 100ns
.TRAN 1ns 1000ns 500ns
.TRAN 10ns 1us
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Tipos de Análisis: análisis transitorio
Ejemplo:
El circuito implementado para el ejemplo de uso es el siguiente:
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Tipos de Análisis: análisis transitorio
Ejemplo:
*A nálisis de transitorio
Vpila N1 0 sin(0 1 1e3)
R1 N1 Vout 1000
R2 Vout 0 1000
.CONTROL
TRAN 0.01m 10mPLOT v(N1) v(Vout).ENDC
.END
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Tipos de Análisis: análisis transitorio
Ejemplo:
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Tipos de Análisis: análisis en continua
Define la curva de transferencia de la fuente (variable independiente)
Forma General (.DC)
Siendo:
Srcname define la fuente a anlizar
Vstart límite inferior de los valores de barrido
Vstop límite superior de los valores del barrido
Vincr incremento de los valores del barrido
.dc srcname vstart vstop vincr [src2 start2 stop2 incr2]
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Tipos de Análisis: análisis en continua
Ejemplo:
El circuito implementado para el ejemplo de uso es el siguiente:
Este circuito es un amplificador
con MOSFET implementado
para la práctica 1 de la asignatura.
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8/19/2019 Presentacion SPICE
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Tipos de Análisis: análisis en continua
Ejemplo:
Amplificador con MOSFET
VGS IN 0 DC 5M1 D IN 0 0 2N7002VDS D 0 DC 5
.CONTROL
DC VDS 0 10 0.01 VGS 4.5 6 0.5
plot -i(VDS)
.ENDC
.end
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Tipos de Análisis: análisis en continua
Ejemplo:
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8/19/2019 Presentacion SPICE
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Tipos de Análisis: análisis de ruido
Representa las curvas de densidad espectral y aporta el valor de ruidototal integrado.
Forma General (.NOISE)
Siendo
Output define el nodo sobre el que se requiere calcular el ruido total de salida.
ref( (opcional) su valor se resta al voltaje del ruido de salida. Por defecto seasume que res es tierra.
El ruido de entrada está referido a la fuente independiente especificadamediante src
Instrucciones .noise v (output ) src dec|lin|oct) ptsfstart fstop +
Ejemplos .noise v(5) VIN dec 10 1kHZ 100Mhz.noise v (5,3) V1 oct 8 1.0 1.0e6 1
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8/19/2019 Presentacion SPICE
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Tipos de Análisis: análisis de ruido
Siendo
Pts, fstart y fstop son párametrosdel tipo .ac y especifican el rango defrecuencias que se desea plotear.
Pts_per_summary es un entero opcional. Cuando se especifica, define cadacuantos puntos de frecuencia los generadores de ruido contribuyen.
Instrucciones .noise v (output ) src dec|lin|oct) ptsfstart fstop +
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Tipos de Análisis: análisis de ruido
Ejemplo
El circuito implementado para el ejemplo de uso es el siguiente:
Este es un circuito de switch de RF. En función de la polarización del
diodo la señal de radio frecuencia pasa o no.
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8/19/2019 Presentacion SPICE
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Tipos de Análisis: análisis de ruido
Ejemplo*** Circuito switch de RF ***
*____________COMPONENTES_____________________________________
* Fuente de entrada
vs 1 0 dc 0V ac 1V sin(0V 1V 100MegHz 20ns 0)Rs in 1 50ohm
* SwitchCi in 4 1.6nFRb 4 3 2.1k
Lc1 3 2 100uHD1 4 50 1N4148vmeter 50 5 dc 0Lc2 5 0 100uHcout 5 out 1.6n
ODELOS_________________________________________
*SRC=1N4148;1N4148;Diodes;Si;100V 150mA 4.0ns
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Tipos de Análisis: análisis de ruido
Ejemplo
* CargaRload out 0 1k
* Polarización DCvcc 2 0 5V*___________COMANDOS_________________________________________
.control*Análisis tipo noisenoise v(out) vs dec 10 1MegHz 100MegHz
*Representación del valor del ruido total integradoprint inoise_total onoise_total*Representación de la densidad espectral de potencia
setplot noise1plot inoise_spectrum onoise_spectrum.endc
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Tipos de Análisis: análisis de ruido
Ejemplo
*____________MODELOS_________________________________________*SRC=1N4148;1N4148;Diodes;Si;100V 150mA 4.0ns
.MODEL 1N4148 D ( IS=6.2229E-9+ N=1.9224+ RS=.33636+ IKF=42.843E-3+ CJO=764.38E-15+ M=.1001
+ VJ=9.9900+ ISR=11.526E-9+ NR=4.9950+ BV=100.14
+ IBV=.25951+ TT=2..end
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Tipos de Análisis: análisis de ruido
Ejemplo
El ruido total integrado es:
Entrada : 1,77634 *10e(-10) V^2
Salida : 1,039302*10e(-10) V^2
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Tipos de Análisis: análisis de ceros y polos
Proporciona el valor de los ceros y/o polos de un filtro.
Forma General (.PZ):
Siendo:
Vol especifica de que desea la función de transferencia en voltaje
Cur especifica de que desea la función de transferencia en corriente
Instrucciones . pz node1 node2 node3node4 cur/vol pol/zer/pz
Ejemplos:. pz 1 0 3 0 cur pol
. pz 2 3 5 0 vol zer
. Pz 4 1 4 1 cur pz
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Tipos de Análisis: análisis de ceros y polos
Siendo:
Pol especifica el análisis para polos.
Zer especifica el análisis para ceros.
Pz especifica el análisis para ambos. Se especifica esta característicaprincipalmente por si hay una no convergencia a la hora de encontrarpolos o ceros. De esta manera se puede buscar el otro.
Node1 y node2 especifican los nodos de entrada.
Node3 y node4 especifican los nodos de salida.
Por consiguiente hay completa libertad respecto a los puertos deentrada y salida y el tipo de función de transferencia.
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Tipos de Análisis: análisis de ceros y polos
Ejemplo:
El circuito implementado para el ejemplo de uso es el siguiente:
Este circuito es un filtro en T pasivo de banda eliminada con lasiguiente respuesta en frecuencia.
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Tipos de Análisis: análisis de ceros y polos
Ejemplo:
Filtro en T pasivo
V1 1 0 12 AC 1C1 1 2 1uC2 2 3 1u
R3 2 0 1kR4 1 3 1k
.control
*Análisis polo-cero
pz 1 0 3 0 vol pzprint all > pzvalor.txt.endc
.end
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Tipos de Análisis: análisis de ceros y polos
Ejemplo:
pole(1) = -2.61803e+003,0.000000e+000
pole(2) = -3.81966e+002,0.000000e+000zero(1) = -1.00000e+003,0.000000e+000zero(2) = -1.00000e+003,0.000000e+000
El resultado almacenado en pzvalor.txt es:
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Tipos de Análisis: análisis de función de
transferencia Devuelve:
El valor de la función de transferencia (salida/entrada).
La resistencia de entrada.
La resistencia de salida.
Forma General (.TF):
Instrucciones .tf outvar insrc
Ejemplos.tf v(5,3) VIN.tf i(VLOAD) VIN
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Tipos de Análisis: análisis de función de
transferencia
Se deben definir la entrada y la salida en pequeña señal para elanálisis DC.
Insrc define la fuente.
Outvar define sobre que nodo se quiere medir el voltaje de salida.
Instrucciones .tf outvar insrc
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Tipos de Análisis: análisis de función de
transferencia Ejemplo
El circuito implementado para el ejemplo de uso es un divisor detensión.
DIVISOR DE TENSIÓN*___COMPONENTES____V1 IN 0 dc 5R1 IN 1 2KR2 1 2 2KV2 2 OUT DC 0R3 OUT 0 2K
*___COMANDOS_______
*#destroy all*#run*#print all
.TF V(OUT) V1
.END
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Tipos de Análisis: análisis de función de
transferencia Ejemplo
Obtenemos el siguiente resultado:
Entrada/Salida = 0,33333.
Impedancia de salida = 1,33333 * 10e3.
Impedancia de salida = 6*10e3.
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Tutorial spiceCréditos
Estudiantes de "Diseño de circuitos y sistemas integrados" del MásterUniversitario en Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad de Alicante quehan contribuido a este documento.
Aitor Morales HernándezGinés García RuizMaría Ortega Martínez
Gema Baldó Llorca
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