Komputerowe Projektowanie Układów Elektronicznych

Podobne dokumenty
Plan semestru wykład. Literatura - podstawowa. Komputerowe Projektowanie Układów Elektronicznych. 16 godzin wykładu. Materiały wykładowe dla kursu 16h

INSTRUKCJA LABORATORIUM TECHNIK INFORMACYJNYCH

Modele wbudowane przyrządów półprzewodnikowych. Modele wbudowane przyrządów półprzewodnikowych. Modele wbudowane przyrządów półprzewodnikowych

Komputerowe modelowanie elementów elektronicznych

Komputerowe projektowanie układów elektronicznych

Symulacja układów elektronicznych z użyciem oprogramowania SPICE zajęcia warsztatowe SKN CHIP. Przygotował Bogdan Pankiewicz, maj 2017

Laboratorium KOMPUTEROWE PROJEKTOWANIE UKŁADÓW

Data wykonania ćwiczenia: Ćwiczenie prowadził:

Ćwiczenie 1 Podstawy opisu i analizy obwodów w programie SPICE

Zajęcia 10. PSpice Komputerowa symulacja układów elektronicznych (analogowych i cyfrowych) Pspice Schematic evaluation version 9.1

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Zwięzły opis programu PSpice

Laboratorium KOMPUTEROWE PROJEKTOWANIE UKŁADÓW

Ćwiczenie 1. Podstawy opisu i analizy obwodów w programie SPICE

WSTĘP DO SPICE. Uruchomienie programu SPICE w trybie tekstowym

LABORATORIUM z przedmiotu ALGORYTMY I PROJEKTOWANIE UKŁADÓW VLSI

Komputerowe projektowanie układów elektronicznych. 1. Wprowadzenie. Zasady zaliczenia. Plan wykładu

Kontrolowana praca własna

Modelowanie diod półprzewodnikowych

Ośrodek Kształcenia na Odległość OKNO Politechniki Warszawskiej 2015r.

Spice opis języka. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechnika Łódzka

Tranzystor bipolarny

Systemy i architektura komputerów

L7 - Program PCNAP. 1. Opis programu. 2. Przykład analizy TR. 3. Przykład analizy AC

Ćw. 8 Bramki logiczne

INDEKS. deklaracja... 7,117 model model materiału rdzenia Charakterystyki statyczne Czynnik urojony...103

5. Funkcje w standardzie SPICE i w programie Probe. Parametry globalne. Funkcje wbudowane w programie PSPICE pakietu MicroSim

Wejścia logiczne w regulatorach, sterownikach przemysłowych

Państwowa WyŜsza Szkoła Zawodowa w Pile Studia Stacjonarne i niestacjonarne PODSTAWY ELEKTRONIKI rok akademicki 2008/2009

Ćwiczenie Stany nieustalone w obwodach liniowych pierwszego rzędu symulacja komputerowa

Wykład 1 Technologie na urządzenia mobilne. Wojciech Świtała

Niezależne i sterowane źródła napięciowe i prądowe

ELEKTRONIKA. Generatory sygnału prostokątnego

Tranzystory w pracy impulsowej

Pomiar parametrów tranzystorów

Stabilizacja napięcia. Prostowanie i Filtracja Zasilania. Stabilizator scalony µa723

Komputerowe projektowanie układów ćwiczenia uzupełniające z wykorzystaniem Multisim/myDAQ. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych PŁ

Wydział Elektryczny. Temat i plan wykładu. Politechnika Białostocka. Wzmacniacze

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Organizacja laboratorium. Zadania do wykonania w czasie laboratorium z części PSPICE

Politechnika Białostocka

Elektronika. Wzmacniacz operacyjny

Politechnika Białostocka

KARTA PRZEDMIOTU. Podstawy elektroniki i miernictwa, kod: B4. Stacjonarne - wykład 15 h, ćw. audytoryjne 15 h, ćw. laboratoryjne 15 h

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Badanie dławikowej przetwornicy podwyŝszającej napięcie

Wprowadzenie do programu MultiSIM

LABORATORIUM ELEKTRONIKA. Opracował: mgr inż. Tomasz Miłosławski

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

Elementy elektroniczne Wykłady 7: Tranzystory polowe

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

ANALOGOWE I MIESZANE STEROWNIKI PRZETWORNIC. Ćwiczenie 3. Przetwornica podwyższająca napięcie Symulacje analogowego układu sterowania

Ćwiczenie 2b. Pomiar napięcia i prądu z izolacją galwaniczną Symulacje układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Analiza komputerowa pracy wzmacniacza tranzystorowego jednostopniowego za pomocą programu PSpice wersja EDU.

Ćw. 6 Generatory. ( ) n. 1. Cel ćwiczenia. 2. Wymagane informacje. 3. Wprowadzenie teoretyczne PODSTAWY ELEKTRONIKI MSIB

Zastosowania nieliniowe wzmacniaczy operacyjnych

Politechnika Białostocka

4. Źródła i klucze. W tej części wykładu: Źródła idealne niezaleŝne Źródła idealne sterowane z zaleŝnością liniową Klucze sterowane

Układy i Systemy Elektromedyczne

LABORATORIUM KOMPUTEROWEGO WSPOMAGANIA PROJEKTOWANIA UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) nieobowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) język polski III semestr letni (semestr zimowy / letni)

Podstawy Elektroniki dla Tele-Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

Ćw. 0 Wprowadzenie do programu MultiSIM

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

BADANIA SYMULACYJNE PROSTOWNIKA PÓŁSTEROWANEGO

3. Podstawowe analizy zastosowanie i uruchamianie

3. Podstawowe analizy zastosowanie i uruchamianie. OP analiza punktu pracy. Wyniki wyznaczania punktu pracy. Rodzaje podstawowych analiz przypomnienie

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

AKADEMIA MORSKA KATEDRA NAWIGACJI TECHNICZEJ

TRANZYSTOROWY UKŁAD RÓŻNICOWY (DN 031A)

Wstęp do analizy układów mikroelektronicznych

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Podzespoły i układy scalone mocy część II

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

MIKROFALOWEJ I OPTOFALOWEJ

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Źródła idealne niezaleŝne Źródła idealne sterowane z zaleŝnością liniową Klucze sterowane

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) nieobowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) język polski III Semestr letni (semestr zimowy / letni)

Dodatek A Instrukcje i deklaracje.

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Generator relaksacyjny

Rok akademicki: 2018/2019 Kod: IET s Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Analiza właściwości filtra selektywnego

Podstawowe informacje o przedmiocie (niezależne od cyklu) Podstawy elektroniki. Kod Erasmus Kod ISCED Język wykładowy

Sprzęt i architektura komputerów

Generatory sinusoidalne LC

Języki modelowania i symulacji

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

Ćw. 5 Wzmacniacze operacyjne

Politechnika Białostocka

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Politechnika Białostocka

Podstawy Elektroniki dla Teleinformatyki. Generator relaksacyjny

Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych

Transkrypt:

Komputerowe Projektowanie Układów Elektronicznych Materiały wykładowe dla kursu 16h Adam Olszewski

Plan semestru wykład strona przedmiotu: http://neo.dmcs.p.lodz.pl/kpuesz 16 godzin wykładu rozłoŝone na 4 spotkania kończą się egzaminem

Literatura - podstawowa Izydorczyk J.: Pspice komputerowa symulacja układów elekronicznych wersja elektroniczna dostępna za darmo Porębski J., Korohoda P.: SPICE program analizy nieliniowej układów elektronicznych WNT, 1996r.

Literatura - podstawowa Król A., Moczko J.: Pspice symulacja i optymalizacja układów elektronicznych Król A., Moczko J.: Pspice przykłady praktyczne

Pspice.com SPICE Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis http://www.pspice.com http://www.cadencepcb.com/products/downloads/pspicestudent http://www.aboutspice.com/

Literatura - uzupełniająca Horowitz P., Hill W.: Sztuka elektroniki WKŁ, 1996 r. Górecki P.: Wzmacniacze operacyjne podstawy, aplikacje, zastosowania BTC, 2002 r.

Cel stosowania programów symulacyjnych moŝliwość analizy duŝych obwodów w krótkim czasie łatwość stosowania analizy nieliniowej łatwość drogi zmień-przeanalizuj moŝliwość stosowania skomplikowanych modeli dostępność modeli wielu rzeczywistych elementów łatwość (od strony uŝytkownika) uwzględnienia wpływu dodatkowych czynników, np. temperatury wygodna, graficzna forma reprezentacji większości wyników

Ograniczenia zbyt mało dobrych modeli problemy stosowanych algorytmów numerycznych (zbieŝność, dokładność) nieuwzględnianie pewnych zjawisk (np. przesłuchu) rozwiązanie jest przybliŝone

Składniki pakietu MicroSim Schematics PSpice A/D Parts Probe Stimulus Editor TextEdit

Projekt w MicroSim Plik wejściowy Schematics (*.sch) TextEdit (*.cir) Procesor graficzny Wykonanie obliczeń PSpice A/D *.out - ASCII *.dat - bianry Probe (*.prb)

Elementy pliku wejściowego Opis topologii obwodu deklaracje elementów pasywne aktywne modele podobwody komendy komentarze Jak i co obliczyć? dyrektywy analiz

Plik wejściowy Schematics TextEdit kaŝdy obwód musi zawierać węzeł oznaczony 0 kaŝdy węzeł musi mięć stałoprądowe połączenie z węzłem 0 nie moŝe być oczek składających się jedynie ze źródeł napięciowych i indukcyjności nie moŝe być węzła do którego podłączony jest tylko jeden element (wyjątek - węzeł podłoŝa) nie moŝe być więcej niŝ jednego elementu o tej samej nazwie Vbus = VBUS = vbus = vbus

Przykładowy obwód Opis obwodu przy pomocy schematu Opis obwodu przy pomocy listy połączeń Przykład_1 przyklad01.cir Vs 1 0 DC 20.0V ; zwróć uwagę na kolejność węzłów Ra 1 2 5.0k Rb 2 0 4.0k Rc 3 0 1.0k Is 3 2 DC 2.0mA ; zwróć uwagę na kolejność węzłów.end

Komentarze Pierwsza linia jest ignorowana przez symulator tytuł * (gwiazdka) rozpoczyna linię komentarza ; (średnik) dla komentarzy dodawanych na końcu linii Przykład_1 przyklad01.cir Vs 1 0 DC 20.0V ; zwróć uwagę na kolejność węzłów Ra 1 2 5.0k *dowolny komentarz w tej linii Rb 2 0 4.0k Rc 3 0 1.0k Is 3 2 DC 2.0mA ; zwróć uwagę na kolejność węzłów.end

Deklaracje podstawowych elementów rezystancja indukcyjność pojemność źródła niezaleŝne i zaleŝne

Rezystancja liniowa R<nazwa> <węzełplus> <węzełminus> +[nazwamodelu] <wartość> [TC = <TC1> [,<TC2>]] U I węzełplus węzełminus Rezystancja=R [1+TC1 (T-T-NOM)+TC2 (T-T-NOM)2]

Rezystancja liniowa deklaracje równowaŝne: R1 1 7 1000Ohm R1 1 7 1K R1 1 7 1E3 R1 1 7 1kOhm błędne deklaracje: R blad 1 2 100Ohm mojrezystor 1 5 100Ohm Rpierwszy 1 5 100Ohm Rdrugi 2 5 10kOhm Rpierwszy 1 5 100MEGOhm

DuŜe i małe liczby w PSpice 10 12 T, t tera 10 9 G, g giga 10 6 MEG mega 10 3 K, k kilo 10-3 M, m mili 10-6 U, u micro 10-9 N, n nano 10-12 P, p piko

Pojemność liniowa (podstawy) C<nazwa> <węzełplus> <węzełminus> <wartość> +<IC=Upoczątkowe> U I węzełplus węzełminus Przykłady: C1 3 2 100pF C1 3 2 100pF IC=0V C1 3 2 100pF IC=5kV Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Indukcyjność liniowa (podstawy) L<nazwa> <węzełplus> <węzełminus> <wartość> +<IC=Ipoczątkowe> U I węzełplus węzełminus Przykłady: L1 3 2 100mH L1 3 2 100mH IC=0A L1 3 2 100mH IC=5mA Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Indukcyjność wzajemna (podstawy) K<nazwa> L<nazwa> L<nazwa> <wartość> *name node1 node2 inductance L1 1 2 40mH L2 3 4 10mH *name ind1 ind2 k (comment line) K12 L1 L2 0.8 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

NiezaleŜne źródło napięcia V<nazwa> <węzełplus> <węzełminus> +<<DC> value> <AC magn <phase>> +<transspec> I U węzełplus węzełminus Przykłady: Vpierwsze n1 n7 12.5V Vpierwsze n1 n7 DC 12.5V Vpierwsze n1 n7 DC 12.5V AC 0V Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

NiezaleŜne źródło prądu I<nazwa> <węzełplus> <węzełminus> +<<DC> value> <AC magn <phase>> +<transspec> U I węzełplus węzełminus Ipierwsze n1 n7 12.5mA Ipierwsze n1 n7 DC 12.5mA Ipierwsze n1 n7 DC 12.5mA AC 0V Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Specyfikacje przebiegów czasowych przebieg prostokątny PULSE(X1 X2 TD TR TF PW PER) napięcie lub prąd TD TR PW TF X2 X1 PER czas [s] Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Specyfikacje przebiegów czasowych przebieg sinusoidalny tłumiony SIN(V0 VA FREQ TD THETA) V0 - wartość składowej stałej (w woltach lub amperach) VA - amplituda (w woltach lub amperach) FREQ - częstotliwość - (w Hz, wartość wbudowana f=1/tstop) TD - czas opóźnienia (w s, wartość wbudowana 0) THETA - współczynnik tłumienia (w 1/s, wartość wbudowana 0) Wzór opisujący źródło: dla 0 < T <= TD: V = V0 dla TD < T <= TSTOP: V = V0 + VA exp[-(time-td) THETA] sin[2π FREQ (time-td)] Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Specyfikacje przebiegów czasowych przebieg odcinkowo liniowy PWL(T1 X1 <T2 X2 <T3 X3...>>) napięcie lub prąd X3 X5 X4 X2 X1 czas [s] T1 T2 T3 T4 T5 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Przykładowy obwód - schemat 1 2 3 4 Rzrodlo=100Ω Rszeregowy=10Ω L1=2mH Vwe Rrownolegly=1kΩ 0 C1=100nF

Przykładowy obwód - opis przykład wykładowy numer 1 Rzrodlo 1 2 100Ohm Rrownolegly 2 0 1kOhm Rszeregowy 2 3 10Ohm L1 3 4 2mH C1 4 0 100nF Vwe 1 0 10V AC 1V +PULSE(0V 10V 5us 10us 10us 300us 500us).DC Vwe 1V 10V 1V.AC DEC 5 1Hz 1GHz.TRAN 750ns 750us.PROBE.END

Analizy (podstawy) OP (punktu pracy) -.OP DC (stałoprądowa) -.DC AC (małosygnałowa, zmiennoprądowa) -.AC TRAN (przejściowa, stanu nieustalonego, czasowa) -.TRAN Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Modele.MODEL nazwamodelu typmodelu + <parametr1=wartość1 + parametr2=wartość2...> waŝniejsze modele: D - dioda NPN - tranzystor bipolarny npn PNP - tranzystor bipolarny pnp NMOS - tranzystor MOS z kanałem N PMOS - tranzystor MOS z kanałem P RES - rezystancja CAP - pojemność IND - indukcyjność Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Modele - przykałd 1 Rwe we1 D2 Przykład - modele.lib ediode.lib.lib diode.lib Vwe we2 D1 D4 D3 2 Cr Robc 200Ω.PARAM a=200 b=1m c=10 d=12 D1 0 we1 BA318 D2 we1 2 BA318 D3 we2 2 BA318 D4 0 we2 BA318 0 Rwe 1 we1 1Ohm.PROBE.END Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Modele - dioda A model wielkosygnałowy Rs model małosygnałowy Rs K Ud Cqd Id=f(Ud) Dnazwa węzełplus węzełminus nazwamodelu <area> + <OFF> <IC=napięciePoczątkowe> Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych