Guión 1ª sesión OrCAD PSpice - Universidad Autónoma de Madrid

ORCAD 10.0 DEMO
J. L. Castaño
Depto. de Física Aplicada
Universidad Autónoma de Madrid
Este documento constituye una guía básica de aprendizaje en el manejo de “OrCAD 10.0
Demo” para la creación de esquemas de circuitos eléctricos, la posterior simulación de esos
circuitos y la obtención de la información que se precise sobre su comportamiento.
El manual está dividido en dos partes que tratan respectivamente acerca de la creación de los
esquemas, y sobre cómo establecer el tipo de simulación a realizar y obtener los resultados
del análisis realizado.
El programa está constituido por varios módulos. El primero de ellos, “Capture”, es el que
permite la captura de los esquemas, y por donde se accede conjunto de módulos. Una vez
creado el esquema del circuito, desde este mismo módulo podemos acceder a la simulación
(PSpice) y a la visualización de resultados (Probe). Existen otros módulos adicionales pero
sólo trataremos con el funcionamiento básico de estos tres.
Iremos siguiendo las distintas etapas con ayuda del circuito de ejemplo que se muestra en la
figura
Este circuito está constituido por tres subcircuitos. El de la derecha es un amplificador
(aunque en este caso concreto se trate de un “desamplificador” porque su ganancia es menor
que la unidad). Su factor de ganancia o amplificación es variable y se puede controlar según
sea el valor de la corriente suministrada a la entrada 2. A su vez la señal suministrada por la
entrada 1 es amplificada y aparece en los terminales de salida (Vs).
El subcircuito de la figura superior es el que suministra la señal alterna que se va a
amplificar. Contiene una fuente gobernada para poder tratar en este manual acerca del uso de
esas fuentes.
CAPTURE
Es conveniente crear un nuevo proyecto para cada nuevo circuito que queramos crear
y analizar.
Tras arrancar la ejecución del programa “Capture CIS Demo”, picar sucesivamente
en File, New, Project.
En la ventana “New Project” que aparece, dar un nombre al nuevo proyecto,
asegurarse de que está marcada la opción “Analog or Mixed A/D”, y elegir la carpeta
donde se irán guardando los ficheros asociados a este nuevo proyecto. Es
conveniente elegir una carpeta independiente para cada nuevo proyecto (creándola
en caso necesario) ya que ello facilita el poder exportar el proyecto completo y poder
seguir trabajando con él en otro ordenador donde también esté instalado OrCAD
PSpice.
Tras pulsar OK, elegir “Create a blank project” en la nueva ventana que se abre, y
pulsar de nuevo OK.
Dentro de la ventana de Capture aparecen una ventana con el gestor del proyecto, y
otra ventana con la página donde iremos creando y editando el esquema de nuestro
circuito. Siempre que esta última ventana esté seleccionada (picando sobre ella), a la
derecha aparece también una barra de herramientas que es lo único que
necesitaremos para ir creando el esquema de nuestro circuito. Las dos herramientas
básicas de esta barra son el segundo y tercer botón: “place part”
y “place wire”
.
Pulsando “place part” aparece la ventana correspondiente. En la parte inferior
izquierda de esta ventana y bajo el título de “libraries” deberíamos tener las
siguientes librerías: analog, eval, source y special. Si alguna de ellas no aparece la
añadimos pulsando en “Add Library...” y seleccionándolas en la ventana que se abre
(todas ellas se encuentran en la carpeta pspice). Estas librerías contienen todos los
componentes necesarios para el montaje de los circuitos con los que vamos a
trabajar.
Descripción de los principales componentes a utilizar:
En la librería ANALOG:
R: resistencia.
C: condensador.
L: inductancia.
E, F, G, H: Las cuatro fuentes gobernadas (tensión gobernada por
tensión, corriente gobernada por corriente, corriente gobernada por
tensión y tensión gobernada por corriente).
En la librería EVAL se encuentran los distintos dispositivos comerciales que
se pueden usar en esta versión de evaluación (diodos, transistores,
amplificadores operacionales, etc.).
En la librería SOURCE se encuentran los distintos tipos de fuentes
independientes:
VDC e IDC: fuentes de tensión y corriente continuas.
VAC e IAC: fuentes de tensión y corriente alternas. La frecuencia de
la señal alterna es susceptible de variación en este tipo de fuentes.
VSIN e ISIN: fuentes de tensión y corriente sinusoidal. A la
frecuencia de este tipo de fuentes hay que fijarle un valor que no es
susceptible de variación posterior.
En la librería SPECIAL el único componente que usaremos es PARAM, un
elemento que permite establecer la variación del valor de algún otro
elemento (R, C, L, etc).
Una vez seleccionado un elemento y tras pulsar OK, podemos ir añadiendo a la hoja
del esquema nuevas unidades del elemento seleccionado a cada pulsación del botón
izquierdo del ratón. Pulsamos con el botón derecho y elegimos “End Mode” para
terminar de añadir nuevas unidades de ese elemento.
Un elemento previamente añadido podemos, tras seleccionarlo (picando sobre él con
el botón izquierdo), desplazarlo por la hoja (arrastrándolo con el ratón), girarlo,
reflejarlo o eliminarlo (menú del botón derecho).
Ir añadiendo a la hoja los distintos elementos de nuestro circuito hasta tener una
distribución similar a la que se muestra en la figura.
Cuando desde un mismo nodo de un circuito hay que realizar conexiones a varios
puntos distintos o para simplificar el cableado y ganar en claridad en el esquema,
puede ser conveniente el utilizar conectores.
Estos se encuentran en la barra de herramientas, bajo el nombre “place off-page
connector”
.
Pulsando dicho botón, y en la librería CAPSYM, tenemos dos tipos de conector
disponible. Ambos son equivalentes, diferenciándose únicamente en dónde se
encuentra el punto de conexión con respecto al símbolo del conector. Colocaremos
un conector en cada uno de los nodos que queremos interconectar sin necesidad de
realizar el cableado entre ellos. Una vez añadidos los distintos conectores, no hay
mas que cambiarles el nombre haciendo doble click en el nombre original
(OFFPAGELEFT-L o R). Todos los conectores que tengan el mismo nombre
quedarán automáticamente conectados entre si sin necesidad de realizar el cableado
correspondiente.
Una vez añadidos los distintos elementos del circuito, cada uno en su
correspondiente posición y orientación, procedemos a realizar el cableado del
circuito.
Para ello pulsamos el botón “Place Wire”, y el cursor se convierte en una cruz. Cada
vez que pulsamos con el botón izquierdo sobre un terminal de un elemento o sobre
otra línea de conexión anterior iniciamos o terminamos una nueva conexión.
También una pulsación con el botón izquierdo en una zona en blanco fuerza a
establecer un codo en la línea que estamos trazando. Pulsando con el botón derecho
y a continuación “End Wire” termina con el cable actual o con el proceso de
cableado. (El botón “Undo”
errores.)
de la barra superior siempre es útil para corregir
Una vez acabado el esquema de nuestro circuito, aún es necesario añadir un
elemento muy importante: la tierra o referencia de tensiones. Sin este elemento el
programa de simulación no sabe con respecto a qué nodo calcular las tensiones de
los demás nodos, y considera por tanto que los distintos nodos del circuito están
de la barra de
“flotantes”. Para ello pulsar el botón “Place ground”
herramientas y elegir el elemento “0” de la librería SOURCE. Podemos, al igual que
en el caso de los conectores, añadir varios símbolos de tierra y todos ellos
constituirán el nodo de referencia sin necesidad de realizar explícitamente el
cableado entre ellos.
Los distintos elementos que usamos en nuestro circuito se van nombrando de forma
automática conforme los vamos añadiendo a la hoja del esquema (R1, R2, ..., V1,
V2, ..., etc.). Puede ser conveniente renombrar estos elementos para tenerlos
especialmente identificados, sin mas que hacer doble click en el nombre
correspondiente y tecleando el nuevo nombre (en nuestro caso hemos cambiado el
nombre a la fuente de corriente de I1 a Icontrol). No está permitido utilizar el mismo
nombre para dos elementos distintos.
El último paso para completar el esquema eléctrico es modificar los valores de los
componentes utilizados. Por defecto, las resistencias tienen un valor de 1k(ohmio) y
los condensadores de 1n(faradio), valores que podemos cambiar haciendo doble
click en la etiqueta del valor correspondiente y tecleando el nuevo valor. Igualmente
podemos modificar los valores de tensión y corriente de las fuentes
correspondientes. (En el caso de las fuentes sinusoidales es obligatorio rellenar los
campos de componente continua, amplitud alterna y frecuencia ya que no tienen
ningún valor asignado por defecto)
En las fuentes gobernadas (E, F, G y H), la ganancia por defecto vale 1 y además no
se muestra. Para cambiar el valor correspondiente es necesario editar sus propiedades
haciendo doble click en el cuerpo del elemento. En la ventana que se abre del editor
de propiedades, y en la columna GAIN tecleamos el nuevo valor. Para hacer que este
valor de la ganancia sea visible en la hoja del esquema pulsamos (estando todavía
activa la casilla donde acabamos de modificar el valor de la ganancia) el botón
Display del Editor de Propiedades, y en la ventana que se abre seleccionamos “Name
and Value” y a continuación OK.
Una consideración final. Los distintos nodos de un circuito se numeran de forma
automática y no fácilmente identificable (excepto el nodo de referencia que es el
nodo 0). Para acceder más cómodamente a los resultados de las simulaciones es
conveniente identificar los nodos de interés (por ejemplo el nodo de salida)
asignándoles nombres. Para ello podemos añadir etiquetas mediante el botón “Place
. Una vez pulsado tenemos que rellenar el
net alias” de la barra de herramientas
nombre que queremos asignar, y tras pulsar OK posicionar el rectángulo de la
etiqueta de tal modo que su esquina inferior izquierda toque en algún punto del cable
(o de los cables) que constituyen el nodo. (Añadir un conector a un nodo es otra
forma equivalente de identificarlo con un nombre.)
PSPICE
Una vez completado el diseño del circuito podemos simular su comportamiento.
PSpice permite realizar cuatro tipos diferentes de simulaciones:
- “Bias Point” o punto de polarización. Este tipo de análisis resuelve el
circuito determinando las componentes continuas de corrientes y tensiones
en todas las ramas y nodos del circuito.
- “DC Sweep” o barrido en continua. Se determinan los valores de corrientes
y tensiones continuas del circuito en función de la variación de una de las
fuentes continuas (de corriente o de tensión) que contenga dicho circuito.
- “AC Sweep” o barrido en alterna. Se determinan las componentes alternas
de corriente y tensión en función de la frecuencia. Par realizar este tipo de
análisis el circuito debe contener una fuente alterna (IAC o VAC), cuya
frecuencia es susceptible de variación.
- “Time Domain” o análisis temporal. Se determinan los valores instantáneos
de corrientes y tensiones en función del tiempo. Habitualmente se utiliza
para determinar formas de onda de corrientes y tensiones del circuito en
respuesta a una fuente sinusoidal incluida en el mismo. Esta fuente ha de ser
(en esta versión de evaluación) sinusoidal con una frecuencia establecida
(VSIN o ISIN). También puede utilizarse este tipo de análisis para
determinar transitorios iniciales de puesta en marcha de un circuito.
Excepto el primer tipo de análisis, los otros tres nos pueden mostrar gráficamente las
curvas de variación de alguna variable elegida en función de una corriente o tensión
(DC), de la frecuencia (AC) o del tiempo (Time).
También, en estos tres tipos de análisis, es posible anidar la variación continua de la
variable principal (tensión, corriente, frecuencia, tiempo) dentro de la variación
discreta de algún otro parámetro (puede ser el valor de una resistencia, la capacidad
de un condensador, una corriente, etc.). Esto es lo que se denomina análisis
paramétrico, y nos proporciona un conjunto de curvas correspondientes, cada una de
ellas, a uno de los valores discretos del parámetro.
Iremos viendo los distintos tipos de análisis sobre el mismo circuito de ejemplo.
Análisis del punto de polarización
Para proceder a la simulación pulsamos la pestaña “PSpice” en la parte superior de la
ventana de Capture, y a continuación “New Simulation Profile”. En la ventana que
se abre rellenamos el nombre que queremos darle al perfil de simulación que vamos
a establecer (es recomendable utilizar nombres significativos que nos permitan
distinguir fácilmente los distintos perfiles que iremos estableciendo), y elegimos
“none” para “Inherit From”. Tras pulsar “Create” se abre otra nueva ventana
(“Simulation Settings”), donde hemos de indicar el tipo de análisis y las condiciones
para realizar la simulación.
En este primer caso elegimos para “Analysis Type” la opción “Bias Point”. Para este
tipo de análisis no es necesario especificar ni marcar nada más. Pulsamos “Aceptar”
para cerrar la ventana.
De nuevo en la ventana principal de Capture pulsamos la pestaña “PSpice” en la
parte superior, y a continuación “Run” para ejecutar la simulación.
Siempre que ejecutamos una simulación se abre automáticamente la ventana de
visualización de resultados (Probe). En este caso dicha pantalla no muestra nada
porque este tipo de análisis no genera ningún tipo de curva.
Para observar los resultados del cálculo de valores continuos de corrientes y
tensiones, volvemos a la pantalla de Capture. En la parte superior disponemos de dos
botones:
e
.
Al pulsar el primero de ellos aparece, en cada uno de los nodos del circuito, un rótulo
con el valor de la tensión a la que se encuentra. Igualmente, pulsando el segundo
aparece en cada rama un rótulo con el valor de corriente que circula por ella. Existe
) que nos informa de la potencia entregada o absorbida
un tercer botón similar (
por cada elemento del circuito.
Otra opción para examinar los resultados de esta simulación (y la única disponible en
versiones anteriores de OrCAD) es examinando el fichero de salida (desde la ventana
de Capture, pulsar PSpice y a continuación “View Output File”). Este fichero de
texto contiene, en su parte final, una relación de los distintos nodos del circuito y la
tensión a la que se encuentra cada uno de ellos.
Para identificar los distintos nodos de un circuito puede ser de utilidad examinar el
fichero Netlist (desde la ventana de Capture, pulsar PSpice y a continuación “View
Netlist”). Este fichero, también de texto, contiene una relación de los distintos
elementos del circuito y los nodos a los que se encuentra conectado cada uno de
ellos.
Barrido en continua
En este tipo de análisis el programa de simulación calcula las corrientes y tensiones
en las distintas ramas y nodos del circuito cuando una de las fuentes continuas del
circuito (de tensión o de corriente) la hacemos variar entre unos ciertos límites.
En nuestro caso vamos a variar la corriente que suministra la fuente de control.
Como en el caso anterior pulsamos la pestaña “PSpice” en la parte superior, y a
continuación “New Simulation Profile”. En la ventana que se abre rellenamos el
nombre que queremos darle al perfil de simulación que vamos a establecer, y
elegimos “none” para “Inherit From”. Tras pulsar “Create” se abre otra nueva
ventana (“Simulation Settings”), donde hemos de indicar el tipo de análisis y las
condiciones para realizar la simulación.
Elegimos “DC Sweep” como opción para “Analysis Type” y completamos los demás
campos como muestra la figura anterior.
La forma de barrido de la variable puede ser lineal o logarítmica. En este caso
haremos una variación lineal entre -10mA y 100mA. El valor “Increment” es un dato
importante a rellenar. Ninguna gráfica debería contener menos de 100 puntos para
que la representación de la curva refleje el comportamiento real. Un número de
puntos demasiado pequeño haría que la representación esté formada por una
sucesión de tramos rectilíneos. Elegimos un valor del incremento que nos permita
tener un número adecuado de puntos.
Tras pulsar “Aceptar” volvemos a la ventana principal de Capture donde pulsamos la
pestaña “PSpice” en la parte superior, y a continuación “Run” para ejecutar la
simulación.
Se abre la ventana de visualización de resultados que tampoco muestra ninguna
gráfica, pero en este caso porque aún no hemos especificado qué variable es la que
queremos representar frente a la corriente de control.
Hay dos formas de especificar la variable que queremos representar.
La primera de ellas es, desde la ventana de visualización, pulsando la pestaña
“Trace” y a continuación “Add Trace”. Se abre la ventana “Add Traces”. En su parte
izquierda tenemos un listado con todas las variables eléctricas del circuito (tensiones,
corrientes y potencias). Se aprecia la importancia de haber nombrado ciertos nodos o
ciertos elementos para identificar con facilidad las variables asociadas. En la parte
derecha tenemos otro listado con un buen número de operadores matemáticos.
Podemos combinar ambas listas para ir definiendo (en la parte inferior “Trace
Expression”) prácticamente cualquier función que deseemos. En nuestro caso vamos
a representar la tensión en el terminal de salida, para lo que picamos en “V(Salida)”
y a continuación OK, apareciendo en la ventana de visualización el comportamiento
de esta variable frente a la corriente de control.
Otra forma menos versátil, aunque generalmente más directa, de elegir la variable a
representar es mediante el uso de marcadores. Volviendo a la ventana de Capture
) de la parte superior. El cursor se
pulsamos el botón “Voltage Marker” (
convierte en un marcador de tensión, y podemos ir añadiendo marcadores en los
distintos nodos del circuito que queramos. Ponemos un marcador en algún punto del
cable que va desde el conector E2 a la resistencia R3, y a continuación botón derecho
y “End Mode” para finalizar.
Si ahora pasamos a la ventana de visualización de resultados tendremos, además de
la curva anterior correspondiente a V(Salida), la de la tensión V(E2) que acabamos
de añadir con el marcador.
40V
20V
0V
-20V
-10mA
V(E2)
0A
V(Salida)
10mA
20mA
30mA
40mA
50mA
60mA
70mA
80mA
I_Icontrol
Existen botones para activar marcadores de tensión (con respecto al nodo de
referencia), de diferencia de tensión entre dos nodos cualesquiera, de corriente y de
) Los de corriente no se pueden poner en cualquier punto a
potencia (
lo largo de un cable, sino necesariamente en los mismos terminales de algún
elemento.
90mA
100mA
Barrido en frecuencia
También como en los casos anteriores pulsamos la pestaña “PSpice”, y a
continuación “New Simulation Profile”. En la ventana que se abre rellenamos el
nombre que queremos darle al perfil de simulación, elegimos “none” para “Inherit
From” y pulsamos finalmente “Create”
En este caso elegimos “AC Sweep” para el tipo de análisis y programamos un
barrido entre 1Hz y 1MHz, rellenando los datos correspondientes a la variación de
frecuencia como muestra la siguiente figura.
Habitualmente el análisis en frecuencia se extiende a varios órdenes de magnitud,
por lo que se suele escoger una variación de tipo logarítmico, a fin de poder apreciar
el comportamiento del circuito en cualquier rango de frecuencias.
.
Tras pulsar “Aceptar” en la ventana anterior, ejecutamos la simulación (“Run”),
abriéndose la ventana de visualización de resultados.
Diagrama de Bode
Vamos a representar la amplitud de la señal de salida (Vsalida) en la forma
logarítmica habitual, es decir expresada en decibelios (20·log10[Vsalida]). Para ello
volvemos a la ventana de Capture y pulsamos sucesivamente en “PSpice”,
“Markers”, “Advanced” y “dB Magnitude of Voltage”. Ponemos un marcador de
tensión en dB en el terminal de salida del circuito, y al regresar a la ventana de
visualización observamos el comportamiento de dicha señal frente a la frecuencia.
También entre estos marcadores avanzados se encuentra uno que nos permite
observar el comportamiento de la fase de la señal (expresada en grados) con respecto
a la señal de la fuente que realiza el barrido.
Si ponemos un marcador de fase de voltaje junto al anterior, en la pantalla de
visualización deberíamos observar las dos curvas que muestra la siguiente figura.
100
0
-100
-200
1.0Hz
DB(V(SALIDA))
10Hz
P(V(SALIDA))
100Hz
1.0KHz
Frequency
10KHz
100KHz
1.0MHz
Análisis temporal-Formas de onda
Para este tipo de análisis, y como se comentó más arriba, se necesita una fuente
sinusoidal de frecuencia fija.
Marcamos la fuente alterna V1 para seleccionarla y a continuación la eliminamos
(botón derecho y “delete” o tecla suprimir). A continuación ponemos en su lugar una
fuente de tensión sinusoidal (“Place part” y en la librería SOURCE el elemento
VSIN).
Rellenamos sus tres propiedades (componente continua, amplitud alterna y
frecuencia) con los siguientes valores: VOFF=0, VAMPL=10 y FREQ=1k.
Con esta nueva fuente ya podemos establecer una simulación temporal. Procedemos
igual que en los casos anteriores, pero esta vez elegimos un perfil de simulación del
tipo “Time Domain”. El resto de valores los rellenamos como muestra la siguiente
figura.
Con estos valores anteriores el programa de simulación calcula el comportamiento
del circuito para el intervalo de tiempo comprendido entre 5 y 8ms. Habiendo
elegido 1kHz para la frecuencia de nuestra fuente sinusoidal, ello nos permite
observar tres periodos de la señal, eliminando el comportamiento transitorio de los
primeros periodos asociado a la puesta en marcha. El tamaño del incremento de
tiempo de 10µs nos permitirá tener 300 puntos en la representación gráfica.
Tras “Aceptar” en la ventana anterior, y antes de ejecutar la simulación, eliminamos
todos los marcadores que pudiera haber en el circuito de simulaciones anteriores.
Para ello, y en la ventana de Capture, pulsamos en “PSpice”, “Markers”, “Delete
All”.
Añadimos un marcador de tensión en el terminal de salida del circuito y ejecutamos
la nueva simulación. Se abre la ventana de visualización de resultados mostrando la
siguiente forma de onda.
728mV
726mV
724mV
722mV
5.0ms
V(SALIDA)
5.5ms
6.0ms
6.5ms
7.0ms
7.5ms
Time
) las condiciones de la
Podemos editar (con el botón “Edit Simulation Settings”
última simulación y cambiar los instantes de tiempo inicial y final a 0 y 3ms
respectivamente. Al ejecutar esta simulación observaremos además el
comportamiento transitorio asociado a esos primeros periodos, donde los sucesivos
máximos (y mínimos) van subiendo ligeramente.
8.0ms
Análisis Paramétrico
Este tipo de simulación está basada en alguna de las tres anteriores. El
comportamiento completo del circuito frente a la variación de una variable principal
(tiempo, frecuencia, etc.) se recalcula para cada uno de los valores que le hagamos
tomar a otra variable que actúa como parámetro.
En nuestro caso utilizaremos como barrido primario la variación de frecuencia.
Según que el parámetro sea el valor (de tensión o corriente) de una fuente
independiente, o lo que se denomina un parámetro global (valor de una resistencia,
condensador, ganancia de una fuente gobernada, etc) el procedimiento es distinto.
Veremos un ejemplo de cada caso.
Como punto previo eliminamos todos los marcadores anteriores y, puesto que el
barrido principal será la frecuencia, eliminamos la fuente sinusoidal de entrada y la
sustituimos de nuevo por una fuente de tensión alterna (VAC) a la que fijaremos una
amplitud de 10V.
Veremos en primer lugar el comportamiento de la amplitud de salida frente a la
frecuencia para distintos valores de la corriente de control.
Creamos un nuevo perfil de simulación con un nuevo nombre, pero en esta ocasión
para “Inherit From” elegimos, de la lista desplegable, el nombre que habíamos dado
al barrido en alterna. Tras pulsar “Create” aparece la ventana “Simulation Settings”
con los mismos datos que habíamos usado para el barrido en alterna.
En “Options” marcamos “Parametric Sweep” y rellenamos los datos como muestra
la siguiente figura
En este caso la variación de la corriente de la fuente de control la indicamos
mediante los valores de una lista.
Tras “Aceptar”, ponemos un marcador de tensión en decibelios en el terminal de
salida de nuestro circuito, y ejecutamos la simulación.
Se abre la ventana de visualización de resultados y, sobre ella, una nueva ventana,
“Available Sections”, donde podemos seleccionar cuáles de las curvas calculadas se
van a representar. Si aceptamos la selección completa, pulsando OK, se muestran las
cuatro curvas correspondientes a los cuatro valores de la corriente de control que
habíamos indicado.
-0
-40
-80
-120
1.0Hz
DB(V(SALIDA))
10Hz
100Hz
1.0KHz
10KHz
100KHz
Frequency
Si pulsamos con el botón derecho en cualquiera de las curvas, la ventana
“Information” nos indica el valor del parámetro (Icontrol) correspondiente a esa
curva.
1.0MHz
Veremos por último un ejemplo de análisis paramétrico, en el que la variación
discreta está asociada a lo que se denomina un parámetro global, en este caso la
ganancia de la fuente gobernada.
Creamos, como en el caso anterior, un nuevo perfil de simulación basado en el
barrido de alterna, y en la ventana “Simulation Settings”, tras marcar la opción
“Parametric Sweep”, seleccionamos “Global parameter” y elegimos un nombre para
ese parámetro (digamos GH, ganancia de la fuente H).
La variación de ese parámetro esta vez la elegimos en forma logarítmica entre 1 y
100, con dos puntos por década, como se muestra en la figura.
Tras aceptar regresamos a la ventana de Capture, donde la ganancia de la fuente, que
tenía asignado un valor de 100, la cambiamos (haciendo doble click sobre él) al
nombre de nuestra variable, pero encerrada entre llaves. Pulsamos OK para aceptar
este cambio
Y por último hemos de definir esta variable como parámetro. Para ello, desde la
ventana de Capture, seguimos los siguientes pasos:
-
“Place part”, y elegimos, de la librería SPECIAL, un elemento PARAM que
situamos en una zona libre de la hoja del esquema
-
Doble click en PARAMETERS para editar sus propiedades
-
Pulsamos “New Column” y en la ventana que se abre le damos el nombre GH
(esta vez sin llaves) a la nueva columna y le asignamos un valor inicial (no
importa cuál sea pero es necesario asignar uno)
-
Tras pulsar OK, la nueva columna con su valor inicial aparece en el editor de
propiedades del elemento PARAMETER
-
Pulsamos “Apply” y cerramos el editor de propiedades
De nuevo en la ventana de Capture, ya podemos ejecutar la simulación, y tras aceptar
la representación de todas las curvas calculadas, podemos observar las siguientes
curvas correspondientes a los distintos valores de la ganancia de la fuente gobernada.
-50
-100
-150
1.0Hz
10Hz
DB(V(SALIDA))
100Hz
1.0KHz
Frequency
10KHz
100KHz
1.0MHz
Notas adicionales sobre representación y análisis de resultados
Uso de los cursores
En la ventana de visualización de resultados (Probe) disponemos de dos cursores que
nos permiten medir con precisión las coordenadas de los puntos de las curvas
) aparecen los cursores
representadas. Pulsando el botón “Toggle cursor” (
superpuestos a las curvas, y también una pequeña ventana (Probe Cursor) que nos
muestra las coordenadas horizontal y vertical para el cursor 1, el cursor 2 y la
diferencia entre ambos.
El cursor 1 lo desplazamos arrastrándolo con el botón izquierdo del ratón o con las
flechas de desplazamiento izquierda-derecha. El cursor 2 arrastrándolo con el botón
derecho del ratón o con mayúscula y flechas de desplazamiento izquierda-derecha.
Cuando en una representación hay varias curvas podemos asociar cada cursor a una
curva diferente. Para ello pulsamos con el botón izquierdo o derecho del ratón
(cursor 1 o 2) sobre el símbolo asociado a la curva a la que queremos asignar el
cursor. Estos símbolos son los que se encuentran debajo del eje horizontal en su
parte izquierda. Cuando asociamos un cursor a una curva, su símbolo queda rodeado
por un cuadrado con puntos de uno u otro tipo.
Añadir un nuevo eje Y
Por defecto, las distintas curvas que tengamos en una misma representación están
referidas a un único eje Y cuya escala se genera de forma automática.
Si los rangos de valores representados para dos curvas son muy diferentes entre sí
(por ejemplo una toma valores en el rango de voltios y otra en el de milivoltios), una
de ellas se representará prácticamente como una línea horizontal y no será posible
apreciar sus detalles.
Para evitar este inconveniente podemos, o bien representar una de las curvas
multiplicada por un cierto factor constante (desde la ventana de representación,
utilizando los operadores disponibles en “Add trace”), o bien recurriendo a “Cortar y
Pegar”:
-
En la ventana de Probe seleccionamos una de las curvas, marcando su
rótulo (situado debajo del eje horizontal en su parte izquierda) con el
botón izquierdo del ratón. Dicho rótulo queda marcado en rojo.
-
Ctrl-X para cortar dicha curva, que desaparece y la escala vertical se
redimensiona automáticamente para la curva que permanece.
-
Pulsamos en “Plot” y a continuación “Add Y Axis” y aparece un nuevo
eje Y.
-
Ctrl-V para pegar la curva cortada y el nuevo eje Y se dimensiona para
esta curva..
Si no interesara tener varias curvas representadas en el mismo gráfico, podemos
añadir varias ventanas de representación y representar cada curva en una de las
ventanas:
- pulsando “Plot” y “Add plot to window” se añade un marco para una nueva gráfica
donde podemos añadir la curva que interese. Podemos ver simultáneamente varias
gráficas, aunque con un tamaño más reducido cada una de ellas.
- pulsando “Window” y “New window” se añade una nueva ventana con el mismo
tamaño que la original, donde también representamos la gráfica que interese. Cada
ventana se selecciona con su correspondiente pestaña.
Cambio del eje X
Por defecto en el eje X se representa la variable que hemos definido en el barrido del
perfil de simulación. Aunque esto es habitualmente lo más conveniente, hay
situaciones en que interesa cambiar esa variable.
Para ello, desde la ventana de Probe pulsamos en “Plot” y “Axis Settings” y a
continuación dentro de la pestaña “X Axis” pulsamos “Axis Variable”. Ahí podemos
elegir la variable o combinación de variables que queremos representar en dicho eje.
Prefijos y unidades
Las unidades en las que se especifican (y el programa nos muestra) las distintas
variables de un circuito son: voltios, amperios, vatios, ohmios, faradios, henrios,
segundos, hercios y grados. El especificar las unidades es opcional.
La forma de especificar los valores pude ser: en notación decimal (p. ej. 0.056), en
notación exponencial (5.6e-2) o utilizando los siguientes prefijos
F
P
N
U
M
E-15
E-12
E-9
E-6
E-3
femto
pico
nano
micro
mili
K
MEG
G
T
E+3
E+6
E+9
E+12
kilo
mega
giga
tera
No se distinguen mayúsculas de minúsculas y el prefijo no puede ir separado del
valor por ningún espacio (56m es correcto, 56 m no)
Simulación Activa
Cuando de un mismo circuito hemos ido creando diferentes perfiles de simulación,
todos ellos se van guardando en la carpeta “Simulation Profiles” que aparece en la
ventana del Gestor del Proyecto (Project Manager)
Al realizar una simulación, esta se ejecuta de acuerdo con el perfil que se encuentra
activo en ese momento (marcado en rojo entre los diferentes perfiles)
Para ejecutar una simulación definida anteriormente hay que activarla previamente.
Para ello, en la lista de perfiles del Gestor, picamos con el botón derecho sobre el
perfil que queramos ejecutar y a continuación “Make Active”