Lezione PSPICE n.1

Università degli Studi di Napoli Federico II

CdL Ing. Elettrica

Corso di Laboratorio di Circuiti Elettrici

Dr. Carlo Petrarca

Dipartimento di Ingegneria Elettrica

Università di Napoli FEDERICO II

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Lezione 1

Cosa impareremo ….

1. Avviare il programma

2. Disegnare il circuito

3. Simulare il circuito (DC)

4. Visualizzare i risultati

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Avviare il programma

• Start Programmi Pspice Student

Pspice Design Manager

• File New Workspace

(Per definire la directory di lavoro)

• Run Schematics

(Per disegnare il circuito)

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4

Disegnare il circuito con Schematics

Per disegnare il circuito dobbiamo compiere 5 passi:

1) Inserire i componenti

2) Collegare i componenti

3) Assegnare i valori ai componenti

4) Salvare il file con il circuito

5) Verificare il circuito

b) Part Name r Placea) Draw Get New Part

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1a) Inserire il resistore:

Ad ogni inserimento il morsetto di sinistra del bipolo è sempre il morsetto + (n.b. il morsetto non è contrassegnato)

L’intensità di corrente elettrica nel resistore R1 è indicata da Spice come I(R1) (n.b il verso di riferimento non è contrassegnato)

I(R1) è sempre valutata con verso di riferimento entrante nel morsetto + (convenzione dell’utilizzatore)

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IR1

7

IR1

V(R1:1) potenziale del morsetto 1 di R1

Sintassi in PSpice

1 2

V(R1:2) potenziale del morsetto 2 di R1

I(V1) intensità di corrente in R1,

n.b. la corrente è valutata con convenzione utilizzatore

V($N_0001) potenziale del nodo n.1

V($N_0002) potenziale del nodo n.2

• Per ruotare il componente:

Edit Rotate

<CTRL> <R>

La rotazione avviene sempre in senso antiorario

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IR1

IR1

IR1

• n.b. Poiché i morsetti e il verso di riferimento per la corrente non

sono contrassegnati, è opportuno ricordare se il componente è

stato ruotato o meno.

a) Draw Get New Part

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1b) Inserire il generatore di tensione continua

b) Part Name VDC Place

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L’intensità di corrente elettrica nel generatore di tensione

continua V1 è indicata da Spice come I(V1)

I(V1) è sempre valutata con verso di riferimento entrante

nel morsetto + (convenzione dell’utilizzatore)

IV1

b) Part Name GND_EARTH Placea) Draw Get New Part

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1c) Inserire il nodo a potenziale zero

Il riferimento a potenziale zero (riferimento di terra) è

indispensabile. Se non è presente, PSpice invia un

segnale di errore.

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Il componente GND_ANALOG ha la

medesima funzione di GND_EARTH e

può essere usato in sua vece

a) Draw Wire

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2) Collegare i componenti

a) In alternativa si può cliccare

sull’icona che riproduce una matita

Posizionare il puntatore del mouse sul primo morsetto,

left-clic, portarsi sul secondo morsetto, eseguire

nuovamente left-clic

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3) Assegnare i valori ai componenti

Per default a ogni resistore è assegnato il valore di 1 k

Per cambiare valore:

Fare doppio clic sul simbolo del resistore

Selezionare “Value”

Inserire il nuovo valore

Es.: 10 ohm (’10’)

30 kohm (’30k’)

5 mohm (‘5m’)

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In alternativa:

Fare doppio clic sul valore del resistore

In Set Attribute Value” inserire il nuovo valore

Attenzione! Non inserire uno spazio tra valore e unità di misura.

In modo analogo si procede anche per VDC

La sintassi di Spice ...

simbolo forma esp. valore

f (femto) 1e-15 10-15

p (pico) 1e-12 10-12

n (nano) 1e-9 10-9

u (micro) 1e-6 10-6

m (milli) 1e-3 10-3

k (chilo) 1e+3 10+3

meg (mega) 1e+6 10+6

g (giga) 1e+9 10+9

t (tera) 1e+12 10+12

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a) File Save AS …

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4) Salvare il circuito

Per avviare una simulazione si deve salvare in un file il circuito.

b) Assegnare il nome

Il file ha estensione sch

a) Analysis Create Netlist

crea il file con le informazioni

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5) Verificare il circuito

Verificare il circuito è indispensabile per avere

informazioni su eventuali errori, sul collegamento dei

componenti e sul valore ad essi assegnato

b) Analysis Examine Netlist

consente di vedere le informazioni

* Schematics Netlist *

V_V1 $N_0001 0 100V

R_R1 $N_0001 0 2

Il generatore di tensione V1 è collegato al nodo 1 e al nodo 0.

La tensione ai morsetti è 100V

Il resistore R1 è collegato al nodo 1 e al nodo 0.

La resistenza ai morsetti è 2 ohm

nodi

valore

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Tipiche informazioni che si ricavano dall’analisi della netlist:

componenti

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Simulare il circuito

Per simulare il circuito dobbiamo compiere 2 passi:

1) Scegliere il tipo di soluzione (AC, DC, ecc.)

2) Avviare la simulazione

b) Selezionare la soluzione

L’analisi del tipo Bias Point Detail

consente di trovare la soluzione in regime

stazionario

a) Analysis Setup

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1) Scegliere il tipo di soluzione

E’ innanzitutto necessario decidere quale tipo di soluzione

si vuol trovare

in alternativa: clic sull’icona

Simulate

in alternativa: premere tasto F11

sulla tastiera

a) Analysis Simulate

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2) Avviare la simulazione

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Visualizzare i risultati

In Pspice esistono varie possibilità di visualizzare i

risultati di una simulazione

1) Visualizzare i risultati in Schematics

2) Visualizzare i risultati nel file .out

Selezionare le icone V e I

a video sono visualizzati i valori

dei potenziali nodali e le

intensità di corrente nei

bipoli

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1) Visualizzare i risultati in Schematics

Se con il tasto sinistro del mouse si clicca sul valore dell’intensità

di corrente elettrica, viene anche visualizzato il verso di riferimento

utilizzato.

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Analysis Examine output

I risultati sono mostrati in

formato testo

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2) Visualizzare i risultati nel file .out

* SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.0 DEG C

***************************************************************

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

($N_0001) 100.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V_V1 -5.000E+01

TOTAL POWER DISSIPATION 5.00E+03 WATTS

Nel file di testo .out sono indicati i potenziali dei nodi,

le intensità di corrente assorbite dai generatori di tensione,

La potenza erogata dai soli generatori di tensione

**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C

***************************************************************

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

($N_0001) 100.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V_V1 -5.000E+01

TOTAL POWER DISSIPATION 5.00E+03 WATTS

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Messaggi di errore

Pspice segnala la presenza di un errore.

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Nel caso di figura, non è stato inserito il riferimento di terra

per assegnare il morsetto a potenziale zero

Messaggi di errore

E’ possibile verificare la tipologia di errore commesso.

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ERROR -- Node $N_0002 is floating

ERROR -- Node $N_0001 is floating

Analysis Examine Output

Nel file di output è visibile il messaggio:

Il potenziale dei nodi 1 e 2 non può essere definito (è flottante) perché

non è stato fissato il nodo di riferimento per i potenziali

EserciziNella rete di figura verificare le leggi di Kirchhoff e le regole

sui partitori (Es 1-1). Verificare il teorema di Tellegen

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Esamina la netlist

•Schematics Netlist *

R_R3 $N_0002 $N_0001 10

R_R1 0 $N_0001 50

R_R2 0 $N_0001 25

V_V1 $N_0002 0 100

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Risultato in Schematics

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Digitare l'equazione qui.

Risultato nel file .out

**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C

****************************************************************

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

($N_0001) 62.5000 ($N_0002) 100.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V_V1 -3.750E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 3.75E+02 WATTS

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n.b. I calcoli per la verifica del teorema di Tellegen devono

essere svolti a mano.

𝑃𝑅1 + 𝑃𝑅2 + 𝑃𝑅3 = 62.5 × 1.25 + 62.5 × 2.5+ 100 − 62.5 × 3.75=375 W

𝑃𝐸1 = 100 × 3.75=375 W

EserciziNella rete di figura verificare la sovrapposizione degli

effetti (Es. 1-2). Verificare il teorema di Tellegen

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Nel circuito agiscono entrambi i generatori

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Nel circuito è spento il generatore di corrente (I1=0)

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Nel circuito è spento il generatore di tensione (V1=0)

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Verifichiamo se è rispettato il principio di sovrapposizione degli effetti

Caso (I1=0) Caso (V1=0) Circuito completo

I(R1)=1.220 A I(R1)=731.71 mA I(R1)=1.951 A

I(R2)= 3.659 A I(R2)=2.195 A I(R2)=5.854 A

I(R3)= 2.439 A I(R3)=1.463 A I(R3)=3.902 A

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Suggerimento: svolgere lo stesso esercizio con Matlab e verificare i

risultati