전자회로실험 (PSPICE 사용법 ) 대진대학교전자공학과 2010년 2 학기 Lecture #1 2010. 09. 10 목차 PSPICE 사용법 Q&A 공지사항 2 1
PSPICE의전체과정 1. 회로도그리기 (Schematic) (1) 소자가져오기 (Draw) (2) 결선 (Wire) (3) 기준 node의접지 2.Simulation (1) 조건설정 (Simulation/Setup) - bias Point Detail - Transient( 과도현상 ) - DC Sweep - AC Sweep( 주파수응답 ) -Fourier Analysis (2) Analysis/Simulate (4) Parameter 값의입력 (5) 관측점 (Marker) 설정 (6) Schematic file 의저장 3. Simulation 결과관찰 (1)Probe (2)Output File 3 설계의시작 Capture.exe 의실행 Capture CIS.lnk : 시뮬레이션할회로를그리는데사용하는 schematic Capture Program 4 2
설계의시작 새로운프로젝트의시작 (1) File 메뉴에서 New 를클릭한후 Project 를선택 Create New Project Using - Analog or Mixed Signal Circuit Wizard : 아날로그또는아날로그 / 디지털혼합회로설계 - Pc Board Wizard : PCB를설계하기위해 OrCAD Layout를사용하는프로젝트 - Programmable Logic Wizard : PLD 내의회로설계를위해 Express를사용하는프로젝트 - schematic : 다순회로도면을작성하기위한프로젝트 5 설계의시작 새로운프로젝트의시작 (2) 회로설계에사용할 symbol library 를선택 새로운프로젝트관리자와 SCHEMATIC1 이란이름의회로도와 PAGE1 이란회로도면생성 6 3
회로도그리기 Pspice 를이용하여시뮬레이션을수행하기위한기본단계 (1) 필요한소자를라이브러리로부터가져와 Capture 상의화면에배치한다. (2) Place/Wire 혹은 shift+w 의명령을이용하여소자각각을연결한다. (3) 전원을포함한각소자의파라미터를입력 (4) 시뮬레이션 (DC, AC, Transient 등 ) 타입을설정한후실행한다. 7 회로도그리기 소자가져오기 : 소자를가져오기위해서는왼쪽에있는 Toolbar 를클릭하거나 Shift + P 의단축키를이용한다. 8 4
회로도그리기 소자배치하기 : 부품가져오기버튼을클릭하여 Place Part 대화상자가나타나면해당 Libraries 와 Part 를선택한후 Capture 화면상에부품을배치한다 9 회로도그리기 소자회전하기 소자의방향이맞지않을경우 Ctrl+R 혹은 Edit/Rotate 명령을사용하여방향을전환한다. 10 5
회로도그리기 소자대칭이동 Edit/Mirror 명령을이용하여수행 (Horizontally, Vertically, Both) 11 회로도그리기 선연결하기 : 선을연결하기위해서는왼쪽에있는 toolbar 또는 Shift + W 혹은 Place/wire 명령을사용한다. 12 6
회로도그리기 소자값변경하기 (1) Property Editor 를이용한방법값을변경하고자하는소자를마우스로 2 번클릭하면소자의전반적인정보를보여주고편집이가능하다 13 회로도그리기 소자값변경하기 (2) 소자의값을더블클릭하는방법 14 7
Pspice의시뮬레이션설정 OrCAD Pspice 에서의시뮬레이션설정은 Analysis, Include File, Library, Stimulus, 시뮬레이션조건설정, Data Collection, Probe Window 가있다. 15 Pspice의시뮬레이션설정 General Simulation, Input, Output, Notes 의항목으로구분 16 8
Pspice의시뮬레이션설정 General Simulation : 시뮬레이션설정파일명을나타낸다. Input : 입력파일관련사항을표시함 - Project Name : 프로젝트관리자파일명을표시함 - Schematic filename : 회로도의파일명을표시함 - Schematic : 회로도명을표시함 Output : Pspice 출력파일관련사항을표시함 - Output : Pspice output 파일명을표시 ( xxx.out ) - Waveform data filename : 파형분석을위한데이터파일명을표시 ( xxx.dat ) Note : Simulation Setting 관하여사용자가나타내고싶은사항을입력 17 Pspice의시뮬레이션설정 Analysis Analysis type 과 Options 의선택에의해결정된다. 18 9
Pspice의시뮬레이션설정 Analysis Analysis type Time Domain, DC Sweep, AC Sweep/Noise, Bias Point 중에서시뮬레이션해석의종류를선택한다. Time Domain(Transient) : 시간을증가시켜가면서회로의전압, 전류, 디지털회로의논리상태등의과도상태를계산 DC Sweep : 전원전압, 모델의파라미터를변화시키면서회로의전압, 전류, 디지털회로의논리상태등을계산 AC Sweep/Noise : Bias Point 주위에서 Small-signal Analysis를수행, Frequency Response, Noise 해석 Bias Point : 바이어스포인트데이터를계산하고 output 파일에출력한다. 19 회로도작성예 (RLC 회로 ) 20 10
교류전원 (VSIN) 가져오기 라이브러리중의 SOURCE, part 의 VSIN 을선택한후 OK 버튼을클릭한다. 21 아날로그접지가져오기 : Tool Bar 를사용하거나 Place/Ground 를실행하여 SOURCE Symbol 0 을선택한다 22 11
시뮬레이션 Profile 만들기 (1) 시뮬레이션을처음실행할경우에는 Pspice 의 New Simulation Profile 을 선택하여 Simulation Profile 을생성한다. 23 시뮬레이션 Profile 만들기 (2) 과도해석의조건을설정하기위해서 Analysis type 은 Time Domain 를 선택하고, 그에따른 Options 중 General Setting 을선택한다. 24 12
실행하기 (1) 시뮬레이션의실행하기위해서는 Pspice/Run 을선택하거나왼쪽의 Tool Bar 를클릭한다. 25 파형보기 (1) 파형을그리기위해서는 Trace/Add Trace 를선택하거나왼쪽의 Tool Bar 를선택한다. 26 13
파형보기 (2) 교류전원전압을 Plot 하려면마우스를이용하여 V(V1:+) 를더블클릭하거나 Simulation Output variables 박스안에입력한후 OK 버튼을클릭한다. 27 파형보기 (3) 전압변수 항상접지에대한절대전압을의미한다. 소자를회전하여위치시키면단자의번호가바뀐다. : L1 양단의전압을표시 28 14
파형보기 (4) 전류변수 각소자의단자중 1 번에서나가는전류를의미 소자를회전하여위치시키면단자의번호가바뀐다. 29 Marker 를사용한파형보기 (1) 회로의작성 30 15
Marker 를사용한파형보기 (2) Marker 의지정방법 Schematics 상의 Pspice 메뉴중에서 Markers 를선택한다. 31 Marker 를사용한파형보기 (3) Marker 의지정전원전압, L1 양단의전압, C1 에흐르는전류를지정하면 32 16
Marker 를사용한파형보기 (4) Probe Setup 의설정 Pspice/Edit Simulation Settings/Probe Window 를선택한후 Show 박스안에서 All makers on open schematics 를선택한다. 실행하기과도해석의시뮬레이션조건을다음과같이설정한후 Pspice/Run를실행 33 Marker 를사용한파형보기 (5) Marker 를사용한실제파형 34 17
Pspice A/D를사용하여얻을수있는결과 - 시뮬레이션조건을재설정하고재계산을수행할수있다. - Output File 과결과파일을 Capture 를거치지않고확인할수있다. - 회로내의전압, 전류및디지털회로의상태를그림으로나타낸다. - FFT(Fast Fourier Transform) 을계산하고화면에그결과를표시한다. - 여러파형의사칙연산등여러가지의복잡한연산이가능하다. - Cursor 기능을이용하여파형의크기, 주파수, 위상, 시간등을알수있다. - 여러번수행한시뮬레이션결과를한번에표시할수있다. - 그림안에문자및포인터 (Pointer) 의입력이가능하다. 35 Pspice A/D 윈도우 (1) Pulse.opj 회로도작성 36 18
Pspice A/D 윈도우 (2) VPULSE 의속성 - DC : DC 해석을수행할경우에만사용 - AC : AC 해석을수행할경우에만사용 - V1 : initial - V2 : pulse voltage - TD : delay time - TR : rise time - TF : fall time - PW : pulse width -PER: period Pulse 입력 V1 = -220V / V2=220V / TD=0 / TF=TR=1us / PW=100u / PER=200u Simulation Setting 37 Pspice A/D 윈도우 (3) 시뮬레이션수행화면 ( V(V1:+), I(L1) ) 38 19
파형첨가하기 (1) Tool Bar 혹은 Trace/Add Trace 에의한방법 왼쪽의 Tool Bar 혹은 Trace/Add Trace 에의해 Add Trace window 를연후원하는노드전압혹은전류를선택하면된다. Marker 에의한방법 39 파형첨가하기 (2) 시뮬레이션수행화면 ( V(V1:+), I(L1), V(L1:2,C1,2) ) 40 20
파형의확대및축소 (1) View / Zoom 명령을선택하면다음과같은서브메뉴가있다. : 파형을원래의크기로되돌린다. : + 를확대하고자하는곳에위치시키면파형이확대된다. : + 를축소하고자하는곳에위치시키면파형이축소된다. : 박스를그려서원하는부분을확대할수있다 41 파형의확대및축소 (2) 마우스로확대한부분을선택 View/Zoom/Area 실행화면 42 21
커서 (Cursor) 기능 두파형사이의위상이나, 크기차혹은그림내어떤포인트에서의시간이나크기를수치적으로알필요가있는경우 Trace/Cursor 을실행하거나왼쪽의 Tool Bar 를선택한다. Trace/Cursor 서브메뉴 - Display : 2 개의커서를제공하는데첫번째커서는마우스의왼쪽버튼으로제어하고두번째커서는마우스의오른쪽버튼으로제어한다. - Peak : 파형의현재의커서위치를기준으로다음 Peak 부분으로커서를이동한다. - Trough : 파형의현재커서위치를기준으로다음음의 Peak 부분으로커서를이동한다. - Slope : 파형의현재위치를기준으로다음의최대기울기를갖는곳으로커서를이동한다. - Min : 파형의최소값으로커서를이동한다. - Max : 파형의최대값으로커서를이동한다. 43 X 축설정변경하기 (1) Probe 에서 X 축을마우스로 2 번클릭하거나 Plot/Axis Settings/X Axis 를실행함으로써 X 축설정을바꿀수있다. - Data Range : Probe 에서사용하는데이터의범위를설정 - Use Data : Probe 에서계산을수행할경우사용하는데이터의범위를결정 - Scale : Linear 는선형스케일을 Log 는로그스케일을사용할경우선택 44 22
X 축설정변경하기 (2) X Y Plot 인경우 : Axis Setting 의윈도우에있는 Axis variable 를마우스로클릭한다. Axis Variable 실행화면 45 X 축설정변경하기 (3) X 축을 V(V1:+) 로한경우의실행화면 46 23
Y 축첨가 Plot/Add Y Axis 를실행한경우 Trace/Add Trace 를이용하여 I(L1) 을선택한경우 47 Strip Plot 그리기및삭제하기 (1) Strip Plot 을하기위해서는 Plot/Add Plot to Window 를실행한다. Plot/Add Plot to Window 실행화면 48 24
Strip Plot 그리기및삭제하기 (2) Trace/Add Trace 를이용하여 V(V1:+) 를선택한경우 Plot/Delete Plot 실행화면 49 Q & A 50 25
공지사항 강의자료실 PSPICE 9.1 Student Edition PSPICE 따라하기 ( 인터넷자료 ) 강의자료 다음주실험내용 다이오드의특성 51 26