پيشگفتار
در اين تحقيق آشنايي مختصري با نرم افزارPSPICE پيدا مي کنيم و چگونگي توصيف مدار درآن را نشان خواهيم داد . هدف از گردآوري اين مطالب ، کمک به خواننده براي شروع کار با PSPICE ، ضمن معرفي قابليت هاي شاخص و منحصر به فرد اين نرم افزار است ، اما جانشين کافي براي مراجعه به کتاب ها و راهنماهاي PSPICE نيست، کتاب هايي که عناوين برخي از آن ها در بخش مراجع آمده است .در اين راستا سعي کرديم تا به اصول پردازش و الگوريتم هاي داخلي هر نوع تحليل مدارهاي الکتريکي و الکترونيکي درPSPICE بپردازيم تا ضمن ايجاد علاقه و انگيزه در خواننده ، کمک بيشتري به درک مفاهيم باشد .
تاريخچه کوتاهي از PSPICE
نياز به يک برنامه شبيه سازي و طراحي مدار، يک تيم پر تلاش از دانشجويان، استادان و افراد حرفه اي در
علم الکترونيک از مهمترين عوامل موثر در تحقق اسپايس بودند. با توجه به نسخه هاي مختلفي که از اين
نرم افزار کارا و توانمند موجود است، به بررسي اجمالي تاريخچه ايجاد آن ميپردازيم:
CANCER
در اوايل سال 1970 ميلادي ران راهرر تصميم به ارائه يک برنامه شبيه سازي براي کار در زمينه بهينه سازي طراحي مدارات الکترونيکي گرفت. اين عمل براي اولين بار در دانشگاه برکلي کاليفرنيا صورت گرفت دانشجويان راهر از جمله لري ناگل به همکاري با او پرداختند و CANCER را که مخفف عبارت:
بود را براي اولين بار به بازار Computer Analysis of Nonlinear Circuits Excluding Radiation . اين نرم افزار به طور ابتدايي تنها شامل ديود ها و ترانزيستور هاي دوقطبي بود و فقط قادر عرضه کردند به انجام تحليل DC و AC بود.
SPICE1
در سال 1972 (دو سال بعد) ناگل و پدرسون نسخه 1SPICE را عرضه کردند .با توجه به قابليت هاي اين نرم افزار به سرعت ابزار شبيه سازي استاندارد صنعتي شد. انواع JFET و MOSFET نيز به برنامه اضافه شد.آناليز مدارها نيز بر اساس تجزيه و تحليل گره اي که ابتدايي ترين روش تحليل است طراحي شده بود
کدSPICE1 به زبان فورترن نوشته شده و در کامپيوتر هاي main farme قابل اجرا بود.
SPICE2
آنچه ناگل در 1975 ارائه کرد داراي پيشرفت هاي چشمگيري بود . آناليز مدارها بر پايه تجزيه و تحليل گره اي تصحيح شده (Modified Nodal Analysis) انجام ميشد. اين نسخه جديد منابع ولتاژ و القاگر ها را نيز حمايت ميکرد. مدل هاي MOSFET و دوقطبي تمديد شده و توسعه يافتند.عمده ترين ويژگي SPICE2اين بود که تخصيص حافظه در آن با توجه به اندازه و پيچيدگي هاي مدار به صورت پويا انجام مي شد. هم اکنون نيزبسياري از شبيه سازي هاي تجاري با SPICE2G.6 انجام مي شود .
SPICE3
کد SPICE2 در سال 1978 به زبان C بازنويسي شد. اين نرم افزار توسعه يافته داراي محيط گرافيکي براي ديدن نتيجه بود. تمامي منابع ولتاژ و جريان کنترل شده خازن ها و القاگر ها را حمايت مي کرد . مد ل هاي افزوده شده ، انواع MOSFET ،خطوط انتقال پراتلاف و سوييچ هاي غير ايده آل بود .
از سال 1980به بعد
نسخه هاي تجاري با نام هاي مختلف به بازار عرضه شدند.اسپايس از لحاظ آموزشي و صنعتي بسيار مورد توجه قرار گرفت و شرکت هاي مختلف از انواع نسخه هاي آن در طراحي هاي اوليه و تهيه بسته هاي نرم افزاري خود استفاده کردند. در اين ميان شرکت MICROSIM اولين نسخه اسپايس براي PC ها را به نام PSPICE به بازار عرضه کرد.PSPICE يک برنامه شبيه سازي بود که رفتار يک مدار را مدل سازي مي کرد.در سال هاي بعي نسخه PSPICE SV. (Student Version) براي استفاده توسط دانشجويان ارائه شد .شبيه سازي مدار در اين نسخه بخصوص داراي محدوديت هايي از قبيل تعداد گره ها، ترانزيستورها،قطعات ديجيتال ، خطوط انتقال و... بود.نسخه ديگر اين برنامه به نام PSPICE PRO. براي استفاده توسط افراد حرفه اي، متخصصان، استادان دانشگاه ها و يا دانشجويان فارغ التحصيل طراحي شد که هيچيک از محدوديت هاي بالا را نداشت .
SPICEچيست؟
SPICE يک برنامه کامپيوتري است که از آن مي توان براي تحليل مدارهاي الکترونيکي شامل قطعاتي مثل ديود ها ، ترانزيستور ها ، خازن ها ، مقاومت ها و ... استفاده کرد . SPICEبا استفاده از مدل هايي که کاربر براي عناصر به کار رفته در مدار مشخص مي کند ، مي تواند نقطه کار باياس dcهرعنصر را با تحليل آن مشخص کند، سپس با استفاده از اين مقادير پارامتر هاي مدل سيگنال کوچک عنصر را تعيين کند و با استفاده از اين پارامتر ها مقادير بهره ولتاژو پاسخ فرکانسي و ... را محاسبه کند . همچنين SPICEمي تواند تحليل گذراي غير خطي هر مدار مثل دريچه هاي منطقي و انواع مختلف تحليل هاي ديگر را نيز انجام دهد که به توضيح در اين موارد در بخش هاي بعدي خواهيم پرداخت .
براي اينکه SPICEشبيه سازي مدار معيني را کامل کند کاربر بايد اطلاعات زير را به آن بدهد :
الف ) توصيف مدار : توصيف کامل مداري که بايد تحليل شود عناصر و منابع dc و سيگنالي موجود در آن واينکه چگونه به هم متصل شده اند همچنين مقادير پارامتر هاي مدل عناصر الکترونيکي استفاده شده .
ب ) درخواست تحليل : نوع تحليل مثلا dc گذراي سيگنال کوچک و مانند آن که کاربر مي خواهد انجام دهد.
ج ) درخواست خروجي : نوع خروجي هاي لازم مثلا جدولي از جريان ها و ولتاژهاي باياس dc نمودارهاي VTC و دريچه هاي منطقي و مانند آنها .
لازم به توضيح است که همه اين اطلاعات به صورت چندين سطر پشت سر هم از طريق يک پايانه کامپيوتري وارد يک پرونده کامپيوتري مي شود که پرونده ورودي اسپايس نام دارد و سطر اول آن شامل عنواني است که مدار تحليل شونده را مشخص مي کند .
چرا از PSPICEاستفاده مي کنيم؟
Pspice يک ابزار بسيار عالي براي ياد گرفتن علم الکترونيک است و شما مي توانيد با استفاده از آن درک خود را از انواع مدارات مختلف بالا ببريد و نتيجه گيري در اين نرم افزار بسيار ساده و به سرعت انجام مي گيرد . اغلب اوقات شما مجبوريد براي دريافت يک مفهوم ساده ساعت ها را صرف سيم بندي يک مدار حقيقي کنيد در حالي که با طراحي همان مدار در Pspice اين مفهوم را در چند دقيقه در مي يابيد . درحقيقت Pspice مي تواند به عنوان يک برد مجازي براي شما باشد که در زمان کوتاهي نتايج مطلوبي در اختيار شما قرار مي دهد . به طور خلاصه دلايل کلي استفاده از Pspice عبارتند از :
- امتحان کردن ايده هاي طراحي
- ذخيره زمان
- پيش بيني عملکرد مدار
- انجام اندازه گيري هاي مشکل و محاسبات سنگين
مروري بز الگوريتم Pspice
اگر به دانستن نحوه عملکرد Pspice علاقه مند هستيد خوبست که مروري کلي بر الگوريتم اصلي برنامه داشته باشيم . شکل زير نمودار ساده شده اي از جريان اصلي برنامه Pspice است :
برچسب ها:
معرفی pspcie اموزش pspcie مقاله pspcie