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Andrés Roldán Aranda Manuel J. Espín Milla Simulación de circuitos con Simulación de circuitos con ordenador. ordenador. Introducción a ESpice. Introducción a ESpice. Fundamentos Tecnológicos de los Computadores 1º de Ingeniería de Informática Universidad de Granada

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Page 1: Andrés Roldán Aranda Manuel J. Espín Milla Simulación de circuitos con ordenador. Introducción a ESpice. Fundamentos Tecnológicos de los Computadores 1º

Andrés Roldán ArandaManuel J. Espín Milla

Simulación de circuitos con Simulación de circuitos con ordenador.ordenador.

Introducción a ESpice.Introducción a ESpice.

Simulación de circuitos con Simulación de circuitos con ordenador.ordenador.

Introducción a ESpice.Introducción a ESpice.

Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

1º de Ingeniería de Informática

Universidad de Granada

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2Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

ÍndiceÍndice

Introducción. Descripción de un circuito. Ficheros .cir Componentes básicos.

Pasivos. Fuentes. Activos.

Tipos de análisis. Análisis punto de operación. Análisis transitorio. Análisis AC (.AC SWEEP). Análisis DC (.DC SWEEP).

Instrucciones de salida.

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3Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Spice: “Simulation program with integrated circuit emphasis”.

Inicialmente desarrollado en la Universidad de Berkley en los años 70 por el profesor Donald O. Pederson.

Herramienta de estudio de ICS en la Industria y Universidades.

Más información: “The life of Spice”. Laurence W. Nagel.

1. Introducción. 1. Introducción. Un poco de Un poco de

historia.historia.

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4Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

1.1. Introducción. Introducción. ¿Cómo funciona Spice?¿Cómo funciona Spice?

Spice incluye un conjunto de aplicaciones que cubren las diferentes fases del diseño, simulación y análisis de circuitos.

Estas aplicaciones constituyen trabajan conjuntamente en un entorno EDA (Electronics Design Automation), constituido por:

Schematics (Editor gráfico de circuitos). Spice A/D (Simulador de circuitos). PCBoards (Edición de placas de circuitos impresos). PSpice Optimizer. Parts. Probe. Editor de Estímulos. TextEdit.

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5Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

1.1. Introducción. Introducción. ¿Por qué ESpice?¿Por qué ESpice?

Hoy en día hay varias versiones, como: HSPICE (Para Unix) ESPICE (Versión desarrollada en la UGR) PSPICE (Desarrollada por Microsim. Hoy en el paquete

ORCAD, de CADENCE).

Nosotros usaremos ESPICE: Código libre. Ocupa muy poco espacio. Pueden simularse circuitos muy grandes. Se trabaja a nivel de script. Mayor interactividad. Resultados intermedios. Uso de un único programa que trabaja con todo el circuito.

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6Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

1.1. Introducción:Introducción:¿Cómo se diseña un circuito en ¿Cómo se diseña un circuito en

Spice?Spice?

Schematics

Programa

Fichero

fichero.net

Schematics

librerías.slb

Ejemplo.sch

Etapa gráfica

Ejemplo.cirPuede contener

Llamadas a otrosficheros.INC fichero.net

ESPICE

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7Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

1.1. Introducción.Introducción.¿Cómo se diseña un circuito en ESpice?¿Cómo se diseña un circuito en ESpice?

Programa

Fichero

librerías.lib

fichero.net(no es necesario)

SPICE

Ejemplo.cir

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8Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

2. Descripción de un circuito.2. Descripción de un circuito.Ficheros .cir.Ficheros .cir.

Estructura de un fichero .cir.

Título

Descripción del circuitoFuentes de tensión/corrienteComponentesModelos

.controlAnálisis requerido

Resultados requeridos.endc

.end

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9Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

2. Descripción de un circuito.2. Descripción de un circuito.Ficheros .cir.Ficheros .cir.

Reglas generales:

La primera línea del código (el título o un comentario sobre el circuito) es ignorada por ESpice.

La última línea será la sentencia .end (de final). Pueden añadirse comentarios empezando la línea con un

asterisco (*). Una línea no puede contener más de 80 caracteres. Se

puede completar una sentencia en varias líneas comenzando las líneas adicionales con el signo +.

Todas las instrucciones en minúscula. Para separar los distintos parámetros de una sentencia

podemos utilizar indistintamente espacios o comas.

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10Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

Pasivos: Resistencias, R. Condensadores, C. Inductancias, L.

Fuentes: Independientes: V, I. Dependientes: E, F, G, H.

Activos: Diodos, D. Transistores bipolares de unión

(BJT), Q. Transistores de efecto campo

(FET), M.

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11Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

nombre nodo1 nodo2 … valor/es o modelo

La primera letra del nombre indica el tipo de componente.Además, se pueden añadir hasta 7 caracteres que identifican al elemento.

Nodos entre los que se conecta el elemento. Siempre debe existir en un circuito un nodo 0 (tierra), como referencia de todas las tensiones.

Valores de los parámetros que determinan su comportamiento o nombre del modelo usado para su simulación.El valor puede indicarse usando los sufijos.

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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12Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Pasivos:

Resistencias, R.

Rnombre n+ n- valor.

Capacidades, C.

Cnombre n+ n- valor [voltaje inicial]

Inductancias, L

Lnombre n+ n- valor [corriente inicial]

Aunque son componentes sin polaridad, se les asigna una para establecer el signo de la corriente

R

C

L

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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13Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Ejemplo 1:

Ejemplo 1 Circuito RC* Descripción del circuitoR1 1 2 1KOhmC1 2 0 1nF¿Y la fuente?

.control* Análisis requerido* Salida requerida.endc

* Final del fichero.end

1 2

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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14Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Fuentes independientes.

La primera letra (V ó I) indica el tipo de fuente (de tensión o corriente). Además, se pueden añadir hasta 7 caracteres para identificar la fuente.

Nodos entre los que se conecta la fuente.Se define la corriente como positiva cuando va de N+ a N-.

Tipo de señal: continua, o variable con el tiempo.

Valores de los parámetros característicos de la fuente.

DC: tensión continua (análisis DC y punto de polarización). Valor: tensión continua en voltios.

AC: tensión de frecuencia variable (sólo para análisis AC). Valores: amplitud (en voltios) y fase (en grados).

Fuentes independientes. Tipos.

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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15Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Ejemplo 2:

Ejemplo 2

*Descripción del circuitoV1 1 0 DC 10VV2 3 0 DC 5VR1 1 2 1KR2 2 3 2KR3 2 0 3K

.control* Análisis requerido* Salida requerida.endc

* Final del fichero.end

1 2 3

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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16Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

SIN: formas de onda sinusoidales Sintaxis: SIN(off ampl freq td fase)

Fuentes independientes. Tipos.

NOTA: esta fuente, como las siguientes, sólo se emplea para análisistransitorios. No tiene ningún efecto con análisis de respuesta enfrecuencia (.AC)

TIME VALUE

0 to TD VO

TD to TSTOP VO VAe FREQ t TDt TD THETA sin 2

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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17Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Volvamos al Ejemplo 1:

* Ejemplo 1 Circuito RC* Descripción del circuitoV1 1 0 SIN (0V 2V 1KHz 0s 0s)R1 1 2 1KOhmC1 2 0 1nF

.control* Análisis requerido* Salida requerida.endc

* Final del fichero.end

1 2

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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18Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Fuentes independientes. Tipos (continuación). PULSE: formas de onda cuadradas

Sintaxis: PULSE(V1 V2 TD TR TF PW PER)

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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19Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Ejemplo 3. Simular la carga y descarga del condensador del circuito. La señal de entrada es de tipo cuadrado, oscila entre 0 y 5 V y su periodo es 1ms. Permanece el mismo tiempo en los dos niveles de tensión.

Ejemplo 3*Carga y descarga de un condensador

*Descripción del circuitoV1 1 0 PULSE (0V 5V 0s 0s 0s 0.5ms 1ms)R1 1 2 1KOhmC1 2 0 0.1uF

.control* Análisis requerido* Salida requerida.endc

* Final del fichero.end

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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20Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Fuentes independientes. Tipos (continuación): EXP: formas de onda exponenciales

Sintaxis: EXP(V1 V2 TD1 TAU1 TD2 TAU2 ) NOTA: no es periódica

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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21Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Fuentes independientes. Tipos (continuación): PWL: ondas definidas a trozoos (piecewise linear waveform)

Sintaxis: PWL(T1 V1 <T2 V2 T3 V3 T4 V4 >).

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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22Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Una misma fuente puede ser de varios tipos. En ese caso, dependiendo del tipo de análisis requerido, la fuente actuará de distinto modo:

DC: Punto de polarización Análisis DC.

AC: Análisis AC.

SIN, PULSE, EXP, PWL: Análisis transitorio.

Entonces, la sintaxis para nombrar la fuente es: Vnombre N+ N- [DC valor] [AC amplitud fase]

+[especificaciones transitorias]

Ejemplos: VSIG 10 5 SIN(2V 2V 5Hz 1s 1s).

Fuente de voltaje. Análisis transitorio. Vfuente 1 0 DC 2V AC 2V 0.

Fuente de tensión. Punto de Polarización. Análisis DC y AC. ISW 10 5 DC 2A AC 2A 0 PULSE(1A 5A 1sec .1s .4s .5s 2s).

Fuente de tensión. Punto de Polarización. Análisis DC y AC. Análisis transitorio.

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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23Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Fuentes dependientes.

Ejemplo: Fuente de tensión controlada por tensión.

Enombre nudo+ nudo- nudocontrol+ nudocontrol- ganancia

La tensión entre nudo+ y nudo- es la tensión entre nudocontrol+ y nudocontrol- multiplicada por la ganancia.

En el lugar de E, las siguientes letras indican los otros posibles tipos de fuentes dependientes: E: tensión controlada por tensión. G: intensidad controlada por tensión. F: intensidad controlada por intensidad. H: tensión controlada por intensidad.

Existen otras posibilidades para la relación entre la fuente dependiente y la señal de control (ver manual de ESpice)

3. Componentes básicos.3. Componentes básicos.

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24Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

RESUMEN CHULETERO.RESUMEN CHULETERO.

Componentes pasivos (R, L, C). R/L/C/nombre n+ n- valor.

Fuentes dependientes. Fuentes independientes.

Dependiendo del tipo de análisis. Análisis DC o punto de polarización

( V(I) o unico V(I)).

V/Inombre n+ n- DC valor.

Análisis AC ( frecuencias).V/Inombre n+ n- AC valor fase.

Análisis transitorio (f(tiempo)).V/Inombre n+ n-

SIN/PULSE/EXP/SFFM/PWL ( ).

Ejemplo.cir

¡Qué lío!¡Qué lío!¡No sé qué es lo más importante!¡No sé qué es lo más importante!

Una vez definido un circuito,¿qué queremos simular?

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25Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Tipos de análisis:

4. Tipo de análisis.4. Tipo de análisis.

Barrido de frecuenciaDiagramas de BodeBarrido de voltaje

Punto defuncionamiento

Barrido de tiempo

NOTA IMPORTANTE:dentro del bloque .control - .endc, las instrucciones no llevan punto.

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26Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

OP Calcula las corrientes y voltajes en un circuito, es decir, el punto de operación. Se ejecuta antes de cualquier otro análisis. Sintaxis:

OP

4. Tipo de análisis.4. Tipo de análisis.Análisis del Punto de Análisis del Punto de

Operación.Operación.

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27Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Ejemplo 2: Calcular las tensiones y corrientes en este circuito.

Ejemplo 2

*Descripción del circuitoV1 1 0 DC 10VV2 3 0 DC 5VR1 1 2 1KR2 2 3 2KR3 2 0 3K

.control* Análisis requeridoOP* Salida requeridaPrint allPrint all>>ejemplo2.txt.endc

* Final del fichero.END

1 2 3

4. Tipo de análisis.4. Tipo de análisis.Análisis del Punto de Análisis del Punto de

Operación.Operación.

Circuito: Ejemplo 2

Análisis de punto de trabajo realizado a TEMP = 27.0 ºC y TNOM = 27.0 ºCv(1) = 1.000000e+01v(2) = 6.818182e+00v(3) = 5.000000e+00v1#branch = -3.18182e-03v2#branch = 9.090909e-04

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28Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

TRAN Esta sentencia pide a ESpice un análisis de la respuesta del circuito

en función del tiempo Sintaxis:

TRAN TSTEP TSTOP <TSTART <TMAX>><UIC>

4. Tipo de análisis.4. Tipo de análisis.Análisis Transitorio.Análisis Transitorio.

Es el incremento de tiempo paralos resultados generados por loscomandos .PRINT o .PLOT.No afecta a la discretización deltiempo realizada para el análisis.

Tiempo finalde la simulación

Tiempo inicial (por defecto 0).

Paso mínimo de tiempo en los cálculos del simulador.Sobreescribe el valor pordefecto que tenga el simulador

Indica a ESpice que use las condicionesiniciales de corriente y tensiónespecificadas para capacidades e inductoresy se salte el cálculo del punto de polarización

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29Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Volmamos al ejemplo 3. Simular la carga y descarga del condensador del circuito. La señal de entrada es de tipo cuadrado, oscila entre 0 y 5 V y su periodo es 1ms. Permanece el mismo tiempo en los dos niveles de tensión.

4. Tipo de análisis.4. Tipo de análisis.Análisis Transitorio.Análisis Transitorio.

Ejemplo 3

*Carga y descarga de un condensador

*Descripción del circuitoV1 1 0 PULSE(0V 5V 0s 0s 0s 0.5ms 1ms)R1 1 2 1KOhmC1 2 0 0.1uF

.control*Análisis requeridoTRAN 0.01ms 5ms 0*Resultados requeridos.Print all>>results.txtPlot V(1) v(2).endc

.END

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30Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

AC Análisis de la respuesta del circuito ante señales sinusoidales de

diferentes frecuencias (dentro de un intervalo seleccionado). Sintaxis:

AC SweepType PoitsValue StartFrequency EndFrequency

Tipo de barrido:• LIN (barrido lineal)• DEC (barrido por décadas)• OCT (barrido por octavas)

Número de puntos:• Número total de puntos, frecuencias (Barrido LIN).• Número de puntos por década (Barrido DEC).• Número de puntos por octava (Barrido OCT).

Frecuencia finalFrecuencia inicial

Se puede establecer como AC cualquier fuente variable en el circuito. Las que son DC se anulan al hacer el análisis AC.

Recuérdese que SIN es una especificación para análisis transitorio.

4. Tipo de análisis.4. Tipo de análisis.Análisis AC.Análisis AC.

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31Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Volmamos al circuito del ejemplo 1. Obtener el diagrama de Bode del filtro RC paso bajo mostrado en la figura

4. Tipo de análisis.4. Tipo de análisis.Análisis AC.Análisis AC.

Ejemplo 1 Filtro RC paso bajo

*Descripción del circuitoV1 1 0 DC 0V AC 1V SIN(3V 2V 1KHz)*solo se usa AC convencionalR1 1 2 10KOhmC1 2 0 100nF

.control*Análisis requeridoAC DEC 10 10Hz 10KHz*Resultados requeridosPrint all>>ejemplo1.txtPlot V(2)/V(1).endc

.END

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32Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

DC Análisis en DC en el que se realiza un barrido de una variable especificada, que puede

ser el valor de una fuente de tensión, de corriente o la temperatura dentro de un intervalo de valores previamente seleccionado.

El análisis puede ser anidado, es decir, se pueden cambiar dos variables o parámetros. Sintaxis (dos posibilidades):

DC SRCNAM VSTART VSTOP VINCR [SRC2 START2 STOP2 INCR2]

Valor inicial, final e incremento,Respectivamente.

Nombre de la fuente independientede la tensión o corriente a barrer.

Por cada valor de la variable anidadase hace un barrido de la principal.También hay que indicar los parámetrosde este barrido.

4. Tipo de análisis.4. Tipo de análisis.Análisis DC.Análisis DC.

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33Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Ejemplo 4. Dado el siguiente circuito, ¿para qué valor de Vg comprendido entre 0 y 20 V la corriente que atraviesa RL es igual a 150 µA?

4. Tipo de análisis.4. Tipo de análisis.Análisis DC.Análisis DC.

Ejemplo 4

*Descripción del circuito

Vg 1 0 DC 1R1 1 2 50R2 2 3 1KR3 2 4 1KR4 3 0 1.1KR5 4 0 1KRL 3 4 600

.control*Análisis requeridoDC Vg 0V 20V 0.1V*Resultados requeridosPrint all>>ejemplo4.txtPrint (v(3)-v(4))/600Plot (v(3)-v(4))/600.endc

.END

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34Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

NUEVO RESUMEN CHULETERO.NUEVO RESUMEN CHULETERO.

Análisis transitorio.

TRAN TSTEP TSTOP <TSTART <TMAX>><UIC> Análisis AC.

AC SweepType PoitsValue StartFrequency EndFrequency Análisis DC.

DC SRCNAM VSTART VSTOP VINCR [SRC2 START2 STOP2 INCR2]

Una vez definido un circuito y simulado,¿cómo obtenemos los resultados?

Ejemplo.cir

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35Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Además, con el análisis AC, se pueden añadir los siguientes sufijos para realizar distintas operaciones:

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Identificación de variables de Identificación de variables de

salida.salida.Tras la simulación, las variables de salida son:

Vn#branch/In#branchLn#branch Intensidad a través de la fuente de tensión o correinte Vn/In o la inductancia Ln

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36Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Resultados requeridos.Resultados requeridos.

PRINT Se usa para presentar y grabar en un fichero los resultados de un

análisis en forma de tabla de datos.

Sintaxis:.PRINT variables u operaciones

.PRINT variables>>fichero.txt

.PRINT all>>fichero.txt

Ejemplos:.PRINT V(3) V(2)-V(3)

.PRINT VM(2) VP(2) VR(5) VDB(5)

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37Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

PLOT Posteriormente, estos resultados se pueden representar gráficamente.

Sintaxis:

plot exprs ylimit ylo yhi xlimit xlo xhi

xlog ylog loglog

xlabel “word” ylabel “word” title “word”

linear linplot|pointplot

Ejemplos:.PLOT V(4) V(5) V(1)

.PLOT V(17)-V(5) V(17)

.PLOT VM(5) VM(31, 24) VDB(5) VP(5)

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Resultados requeridos.Resultados requeridos.

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38Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

GUARDAR LOS ARCHIVOS .CIR Y LOS GRÁFICOS OBTENIDOS.

Para crear un punto .cir, editar con el bloc de notas. Guardar como-> Elegir la opción “Todos los archivos” y guardar el archivo con el nombre “fichero.cir”.

Para copiar un gráfico o la interfaz de usuario, se hace una captura de pantalla.

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

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39Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Para el circuito del ejemplo 2, crear un fichero .cir que calcule su punto de operación. Obtener, además, un fichero de salida .txt con los resultados y copiar en la interfaz con los resultados.

Ejemplo 2

*Descripción del circuitoV1 1 0 DC 10VV2 3 0 DC 5VR1 1 2 1KR2 2 3 2KR3 2 0 3K

.control* Análisis requeridoOP* Salida requeridaPrint allPrint all>>ejemplo2.txt.endc

* Final del fichero.END

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

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40Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

Pero, ¿y la intensidad por R3?

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41Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

1 2

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

NOTA IMPORTANTE: ESpice sólo da las intensidades de corriente que pasan por fuentes de tensión o corriente e inductancias. Por tanto, para calcular las corrientes hay 2 opciones:

Opción 1 (más rápida pero hay que pensar).Obtener la intensidad que circula por un elemento sabiendo la tensión entre susextremos mediante la ejecución de un comando print de una operación.

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42Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

NOTA IMPORTANTE: ESpice sólo da las intensidades de corriente que pasan por fuentes de tensión o corriente e inductancias. Por tanto, para calcular las corrientes hay 2 opciones:

Opción 2 (requiere modificar .cir, por tanto, más lenta).Colocar una fuente de tensión de prueba DC de 0 V en serie con el elemento.

Ejemplo 2b

*Descripción del circuitoV1 1 0 DC 10VV2 3 0 DC 5VVp 4 0 DC 0VR1 1 2 1KR2 2 3 2KR3 2 4 3K

.control* Análisis requeridoOP* Salida requeridaPrint allPrint all>>ejemplo2b.txt.endc

* Final del fichero.END

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43Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

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44Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

Además, se puede hacer uso del comando: Plot/print i(nombrefuentetension)

Recuerda, por tanto, los únicos usos de print/plot Plot/print i(nombrefuentetension)/i(nombreinductancia) Plot/print v(nodo)

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45Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Supongamos que tenemos más de un análisis en un mismo .cir. Para cambiar de un análisis a otro se usa:

Setplot o setprint

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

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46Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Ejemplo 1b. Obtener el diagrama de Bode (V(2)/V(1)) del filtro RC paso bajo mostrado en la figura y su respuesta transitoria (V(2)) ante una señal sinusoidal de frecuencia 1KHz, amplitud 2 V y 3 V de offset. En cada caso, guardar los datos en un archivo .txt y capturar el gráfico y la interfaz correspondientes.

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

Ejemplo Filtro RC paso bajo

*Descripción del circuitoV1 1 0 AC 1V SIN(3V 2V 1KHz)R1 1 2 10KOhmC1 2 0 100nF

.controlc*Análisis requeridoTRAN 0.01ms 5ms 0 0.01msAC DEC 10 10Hz 10KHz*Resultados requeridos.endc

.END

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47Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Primero averiguo cuál de las dos simulaciones está activada.Uso el comando setplot.

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

Vemos que está activada la simulación tran. Nos quedamos ahí (pongo tran).

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48Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Análisis tran. Respuesta a una señal sinusoidal.

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

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49Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Ahora, cambio al análisis AC, con setplot.

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

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50Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Diagrama de Bode.

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

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51Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

Supongamos que tenemos más de un archivo .cir cargado (distintos circuitos). Para cambiar de uno a otro se usa:

Setcirc

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

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52Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

5. Instrucciones de salida.5. Instrucciones de salida.Otros comandos y utilidades.Otros comandos y utilidades.

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53Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

RESUMEN CHULETERO FINAL.RESUMEN CHULETERO FINAL.

Punto de operación. Análisis AC. Análisis DC. Análisis transitorio.

Fuentes dependientes. Fuentes independientes.

Dependiendo del tipo de análisis. Análisis DC

V/Inombre n+ n- DC valor. Análisis AC

V/Inombre n+ n- AC valor fase. Análisis transitorio (f(tiempo)).

SIN/PULSE/EXP/SFFM/PWL.

Componentes pasivos (R, L, C). Componentes activos (D, Q, M).

Listado de datos. PRINT/PRINT >> .TXT

Representación de datos. PLOT Representación de datos. PLOT Dibujo de corriente.. PLOT V/R

PONGO FUENTE TENSION O V.

PLOT I(FUENTETENSION) Cambio de análisis. SETPLOT/SETPRINT Cambio de circuitos. SETCIRC

Ejemplo.cir

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54Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS.

Ejercicio 1. Dado el circuito de la figura, obtener:

El punto de operación cuando la entrada es una fuente de continua de 2 V. Obtener la caída de tensión en todos los nodos y la corriente que circula por cada elemento del circuito.

Representar la corriente que circula por R2 cuando la entrada varía su valor en continua entre 0 y 10 V con un paso de 1 V.

Representar el módulo y la fase de la función de transferencia (Vout / Vin) en función de la frecuencia (desde 10 Hz hasta 1 MHz, con 10 puntos por década).

Represente también la respuesta (Vout) y la corriente que circula por R2 para una señal de entrada (Vin) de tipo exponencial, entre 0 y 5V, donde el tiempo en el que la señal permanece en alto es 10 ms (a partir de 0s) y las constantes de subida y caída son 1 ms.

Nota:

El ejercicio 1 debe realizarse en un único fichero .cir y con una única fuente dependiente.

Debe extraerse para cada apartado un fichero .txt con todas las variables y mostrarse en pantalla las capturas pedidas.

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55Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS.

Ejercicio 1

*Descripción del circuitoVin 1 0 DC 2V AC 3V exp (0V 5V 0ms 1ms 10ms 1ms)R1 1 2 1kOhmL1 2 3 225uHC1 3 0 1nFL2 2 4 4.5uHC2 2 4 1nFR2 4 0 1kOhm

.control

*AnálisisOPDC Vin 0V 10V 1VAC DEC 10 10Hz 10MegHzTRAN 0.1ms 30ms 0ms 0.1ms

*resultados

.endc

.end

Ejercicio 1. Fichero .cir.

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56Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS.

Ejercicio 1. Punto de operación (opción 1).

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57Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS.

Ejercicio 1. Punto de operación (opción 2).

Ejercicio 1b

*Descripción del circuitoVin 1 0 DC 2V AC 3V exp (0V 5V 0ms 1ms 10ms 1ms)R1 1 2 1kOhmVp1 2 3 DC 0VL1 3 4 225uHC1 4 0 1nFL2 3 6 4.5uHC2 3 5 1nFVp2 5 6 DC 0VR2 6 7 1kOhmVp3 7 0 DC 0V

.control*AnálisisOPDC Vin 0V 10V 1VAC DEC 10 10Hz 10MegHzTRAN 0.1ms 30ms 0ms 0.1ms*resultados.endc.end

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58Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS.

Ejercicio 1. Barrido DC.

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59Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS.

Ejercicio 1. Diagrama de Bode.

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60Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS.

Ejercicio 1. Transitorio.

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61Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS.

Ejercicio 2. Dado el circuito de la figura, obtener:

Obtenga la respuesta en función del tiempo ante una señal cuadrada en la entrada (Vin) de periodo 10KHz, entre 0V y 5V y que permanezca el mismo tiempo en ambas tensiones. La ganancia de la fuente de corriente dependiente de tensión es 1 A/V.

Muestre las intensidades de corriente que circulan por la resistencias R1 y el condensador C2.

Nota: Deben extraerse todas las tensiones e intensidades en un único fichero .txt con todas las variables y mostrarse en pantalla las capturas pedidas. Además, todos los resultados debe extraerse directamente del fichero .cir.

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62Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS. Ejercicio 2. Fichero .cir:

Ejercicio 2

*Descripción del circuitoVin 1 0 DC 0V AC 0V pulse (0V 5V 0ms 0ms 0ms 0.05ms 0.1ms)Rs 1 2 600OhmVprs 2 3 DC 0VR1 3 4 100kOhmVpr1 4 0 DC 0VC1 3 5 1pFVpc1 5 0 DC 0VL1 3 0 250uHG 7 0 3 0 1C2 3 6 1nFVpc2 6 7 DC 0VR2 7 8 1kOhmVpr2 8 0 DC 0V

.control

*Análisis*atención: el paso en tran debe ser lo suficientemente pequeñoTRAN 0.01ms 1.5ms 0ms 0.01ms

*resultadosplot v(1) title "Tensión de entrada"plot V(7) title "Tensión de salida"plot i(vpr1) title "Intensidad de corriente por R1"plot i(vpc2) title "Intensidad de corriente por C2"print all>>ejer2tran.txt

.endc

.end

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63Fundamentos Tecnológicos de los Computadores

EJERCICIOS.EJERCICIOS.

Ejercicio 2. Capturas.