PSpice の使い方

電子回路シミュレータ PSpiceの使い方 Oct. 20, 2008 新居良祐小暮　武 E-mail: kogure@cas.eedept.kobe-u.ac.jp PPT作成 Oct. 2006 Oct. 2007(改定　瀬戸) Web: http://cas.eedept.kobe-u.ac.jp/~arai/

1. はじめに PSpice 関連ツール • Capture 回路図エディタ（作成，編集）【メインで利用】 • PSpice AD 計算エンジンと波形表示プログラム（Capture でシミュレーションを開始すると自動実行） Capture PSpice AD

PSpice は海外製 1. はじめに PSpice の注意点 • インストール先，ファイル名などは全て英数字で • メニューなどは全て英語 • 別途，日本語マニュアルあり • インストール時の注意 • インストールする製品の選択 • Win 95/98/Meへのインストール

2. 解析の流れ PSpice での解析の流れインストール・Capture の起動プロジェクトの作成（色々なファイルをまとめる）ライブラリ（部品グループ）の読込みシミュレーションシミュレーション条件の設定回路図の描画

2. 解析の流れ ライブラリ • 部品を集めたグループ（.olb ファイル） • analog • 受動素子（R，L，C など）のライブラリ • breakout • トランジスタ，トランスなどのライブラリ • source • 電源，グランドのライブラリ • VAC：交流電圧源，主に AC 解析に使用 • VDC：直流電圧源，主に DC 解析に使用 • VSIN：正弦波電圧源，主に AC，過渡解析に使用 • toragi • トラ技ライブラリ。ライブラリの組込み方に注意！

4 種類の基本解析方法 2. 解析の流れ PSpiceの基本解析方法 • Simulation Profile 作成時に設定 • Bias Point 解析 • 直流電圧を加えたときの電圧や電流を表示。波形表示なし • DC 解析 • 直流電源のを変化させて，電圧や電流を解析 • AC解析 • 交流電源のを変化させて，電圧や電流を解析 • 過渡（Transient / Time Doman）解析 • を変化させて，電圧や電流を解析 ← オシロスコープみたい

3. PSpice を使ってみる プロジェクトの作成 • Capture 起動後，[File] - [New] - [Project]をクリック • プロジェクト名を入力（英数字で入力） • Cleate a blank projectを選択して OK をクリック • Analog or Mixed A/Dを選択 • ファイルの保存場所を指定

3. PSpice を使ってみる 回路図ウィンドウの表示 • 素子，電源 • 結線回路図ウィンドウ • グランド • 回路図ウィンドウが表示されない場合は，ここをダブルクリック

3. PSpice を使ってみる ライブラリの追加（素子編） • [Place] - [Part] またはをクリックして， Place Part ウィンドウを開く • [Add Library]をクリック • analog.olb と source.olb を選択し，[開く]をクリック（複数のファイル選択は，Ctrl キーを押しながらクリックする） • このフォルダは，c:\Program Files\OrcadLite\Capture\Library\PSpice です

3. PSpice を使ってみる ライブラリの追加（グランド編） • [Place] - [Ground] またはをクリックして， Place Ground ウィンドウを開く • [Add Library]をクリック • PSpiceをダブルクリックしてPSpice フォルダに移り，source.olbを選択してから[ 開く ]ボタンをクリックする。

3. PSpice を使ってみる 回路図の描画 • 素子・電源の配置 • R，L，C などはANALOGライブラリ • トランジスタなどはBREAKOUTライブラリ • 電源などはSOURCEライブラリ • 配置終了後は，右クリックしてEnd Modeをクリック

3. PSpice を使ってみる 回路図の描画 • 素子・電源を配置して結線 • 結線終了後は，右クリックをしてEnd Wireを選択 • 素子についても同様 • 右クリックで表示

3. PSpice を使ってみる 回路図の描画 • グランドの配置 • どこを 0V にするかを明示するために，グランドを配置 • SOURCE ライブラリの0/SOURCEを選択 • グランドを指定しないと，シミュレーション不可能

3. PSpice を使ってみる 回路図の描画 • 素子の定数，名前などを設定 • 変更したい項目をダブルクリック • Valueに値を入力 • ドラッグすることで項目の移動が可能

頭文字でデバイス（部品）を認識 注意!!同じデバイス名を用いるとエラー例えば R1 が 2 つあるとエラー 3. PSpice を使ってみる PSpiceで使用するデバイス名 • 大文字，小文字の区別はない • 例 • c1 ：コンデンサ，名前が 1 • Rc ：抵抗，名前が c • Din：ダイオード，名前が in

数字の後の文字をスケールとして認識 3. PSpice を使ってみる PSpiceでの単位の扱い • 大文字，小文字の区別はない • スケールの後ろの文字は無視 • 例 • 1u，1U，1uF，1UF，1u[F] • 500，0.5K，500000M • 1u，1000nSec

3. PSpice を使ってみる シミュレーション条件の設定 • Simulation Profile を作成 • 条件の変更などはここをクリック • [PSpice] –[New Simulation Profile]または[Edit Simulation Profile]をクリックしてもよい • プロファイルの作成はここをクリック • 初めてプロファイルを作成する場合は，プロファイルを保存するファイル名を入力

3. PSpice を使ってみる シミュレーション条件の設定 • Simulation Profile を作成 • 解析方法をAnalysis typeから選択 • 解析方法に応じて必要事項を入力

3. PSpice を使ってみる 観測する項目と位置の設定 • 観測マーカーを配置 • 電圧，電流を観測するマーカーは，ツールバーから選択可能 • マーカー • [PSpice] - [Markers]からも選択可能 • AC解析設定時のみ，[PSpice] - [Markers]- [Advanced]からデシベル表示などが選択可能

3. PSpice を使ってみる シミュレーションの開始 • シミュレーション実行ボタンをクリック • [PSpice] - [Run]からも実行可能 • Simulation Profile を設定していないと実行不可能 • シミュレーション実行ボタン

4. 簡単な回路の解析 簡単な回路～Simulation Profile の設定～ • Bias Point 解析 • マーカーを配置する必要なし • 波形は表示されないが，回路図に値が表示 • Simulation Profile の Analysis typeを Bias Pointに設定 • その他の設定は不要 • 表示項目をここで選択 • 解析結果

4. 簡単な回路の解析 簡単な回路 • 各抵抗の電圧を算出 • オームの法則より R1 = 2Ω R2 = 4Ω • E = 6V のとき V1 = 6 [V] A点 V2 [V] V2 = 4 [V] V1 [V] • E = 18V のとき V1 = 18 [V] V2 = 12 [V] E [V] A点の電圧を Bias Point 解析と DC 解析により確認

4. 簡単な回路の解析 簡単な回路～Simulation Profile の設定～ • DC 解析 • Simulation Profile の Analysis typeを DC Sweepに設定 • 電源の名前，変化させる値などを設定

4. 簡単な回路の解析 簡単な回路～Simulation Profile の設定～ • 過渡解析 • Simulation Profile の Analysis typeを Time Domainに設定 • 解析を行う時間を設定 • 解析を行う時間間隔を指定指定しなければ自動的に値が設定される

5. RCローパスフィルタの解析 RCローパス（低域通過）フィルタ • 低い周波数の信号を通過させるフィルタ • （＝高い周波数の信号を減衰） • 低周波 • 高周波 • バンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ：特定の周波数を通過），ハイパスフィルタ（高域通過フィルタ：高周波数を通過），と共にテレビ，ラジオ，通信機器などで利用

5. RCローパスフィルタの解析 RCローパス（低域通過）フィルタ 1.5k 0.3u V1 V2 遮断周波数 fH = Hz 353 （－3dB になる周波数のこと）出力波形入力波形教科書 pp.26 より… －3dB とは… 約のこと

5. RCローパスフィルタの解析 RCローパス（低域通過）フィルタ • AC解析用の回路図の作成 • 交流電源（VAC）を使用 • Vac：電圧の振幅 • Vdc：直流成分 • VDB • ｄBマーカーを使用[PSpice] - [Markers]- [Advanced]から[dB Maginitude of Voltage]を選択

5. RCローパスフィルタの解析 RCローパスフィルタ～Simulation Profile の設定～ • AC 解析 • Simulation Profile の Analysis typeを AC Sweepに設定 • 変化させる値などを設定 • 観測ポイント数 • 普通表示： Linear （線形）対数表示： Logarithmic （対数）

5. RCローパスフィルタの解析 RCローパス（低域通過）フィルタ • 周波数の違いによる波形を観測 • 正弦波電源（VSIN）に変更 • VAMPL：電圧の振幅 • FREQ：周波数 • マーカーを通常のVoltage マーカーに変更 • 過渡解析に変更

5. RCローパスフィルタの解析 RCローパスフィルタのシミュレーション結果 • AC解析 • カーソルを表示値は Probe Cursor に表示 • Probe Cursor

5. RCローパスフィルタの解析 RCローパスフィルタのシミュレーション結果 • 過渡解析：周波数 100 Hzのとき出力信号入力信号 • 入力信号の大きさがほぼそのまま通過

5. RCローパスフィルタの解析 RCローパスフィルタのシミュレーション結果 • 過渡解析：周波数 1k Hzのとき出力信号 • 入力信号が減衰して通過入力信号

6. その他 推薦書 • 電子回路シミュレータ • PSpice 入門編 • これ１冊でソフト＋マニュアル＋例題 • のすべてが手に入る！ • A5判 264ページCD-ROM付き（OrCAD 9.2 LE + トラ技ライブラリ）定価1,890円(税込)ISBN4-7898-3627-4 詳細は http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/36/36271.htm

OrCAD Release 15.7 評価版の入手先 6. その他ツールなどの入手先 • 販売先であるサイバネットシステムズ㈱よりダウンロード • http://www.cybernet.co.jp/orcad/download/demo.html • トラ技ライブラリの入手先 • 「電子回路シミュレータ PSpice 入門編」に付属 • トランジスタ技術の web よりダウンロード • http://www.cqpub.co.jp/toragi/download/2002/TR0205A/TR0205A.LZH • TR0205A.LZH を解凍したフォルダの LIB フォルダの中に，toragi.libと toragi.olbがあります

バージョン 9.2 LE を前提としています 6. その他トラ技モデルのインストール • （バージョン 10.0 以降では少し異なるかも…） • 標準のインストール先（変更した場合は各自で指定したインストール先に） • 1.toragi.lib,toragi.olbを • C:\Program Files\OrcadLite\Capture\Library\Pspice フォルダにコピー • 2.[Place] - [Part]または　　　をクリックして Place Part ウィンドウを開く • 3.Add Library…をクリックして，toragi.olbを追加する • すると，ライブラリに TRAGI が追加される • 4.[PSpice] - [New Simulation Profile] か • [Edit Simulation Profile]からSimulation Settings ウィンドウを開く • 5.Libraryタブをクリック • 6.Browseから toragi.libを開き， • Add as Global をクリック－おわり

参考沼先生の講義サポートページhttp://cas.eedept.kobe-u.ac.jp/numa/lect/ 　（要パスワード）http://cas.eedept.kobe-u.ac.jp/numa/lect/pspice/　 PSpice 関連http://cas.eedept.kobe-u.ac.jp/numa/lect/pspice/orcad_inst.pdf「Orcad Family 9.2 Lite Edition ソフトウェアのインストール方法」新居良祐サポートページ http://cas.eedept.kobe-u.ac.jp/~arai/　　http://cas.eedept.kobe-u.ac.jp/~arai/pspice/ 質問などがあれば，お気軽にメール or S1 研究室へ • 電気電子棟 4F の東側（B-408）

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