Lab Spice

Obsªuga LTSpice
1. LTSpice
LTSpice to ±rodowisko do projektowania i symulacji obwodówu elektrycznych. Prezentowany opis zawiera podstawowe infromacje z zakresu obsªugi i zastosowania programu.
(a) Okno gªówne programu LTSpice
(b) Nowy projekt - obszar roboczy w LTSpice
Obszar roboczy programu
Uruchomi¢ program LTSpice z poziomu menu Start lub pulpitu. Uruchomione zostanie okno gªówne programu
[rysunek (a)].
W celu utworzenia nowego projektu - obszaru roboczego w którym mo»na b¦dzie projektowa¢ obwody/
ukªady elektryczne nale»y wybra¢ File -> New Schematic lub biaªo-czerwon¡ ikon¦ w górnym lewym naro»niku.
Po utworzeniu nowego projektu nale»y zapozna¢ si¦ z podstawowymi opcjami z menu umo»liwiaj¡cymi tworzenie
schematów obwodów - ikony w czerwonej ramce
[rysunek (B)].
‚WICZENIE:
•
Umie±ci¢ w polu roboczym rezystor, kondensator.
W jaki sposób mo»na dokona¢ odznaczenia wybranego
elementu.
•
Zaznaczy¢ pojedynczy element np rezystor. Sprawdzi¢ dziaªanie skrótów klawiszowych ctrl+r, ctrl+e.
(c) Okno wyboru elementu\ukªadu elektronicznego
(d) Edycja wªa±ciwo±ci, warto±ci komponentu
W celu wyboru elementu/ukªadu elektronicznego dost¦pnego w bibliotece elementów nale»y wybra¢ ikon¦ z symbolem
bramki AND zaznaczonej w czerwonym prostok¡cie. Dane elementy mo»na wyszuka¢ wpisuj¡c ich nazw¦. Po wybraniu
elementu mo»na go ªatwo umie±ci¢ w polu roboczym projektu.
Klikaj¡c prawym przyciskiem myszy na element w
polu roboczym uzyskujemy dost¦p do okna jego podstawowych wªa±ciwo±ci oraz warto±ci elementu.
‚WICZENIE:
•
W oparciu o opis elementów bibliotecznych wyja±ni¢ jak¡ rol¦ mog¡ peªni¢ nast¦puj¡ce komponenty: signal,
voltage, current, cap, LED, Ind.
Opracowanie ver.3.1
Strona: 1
Obsªuga LTSpice
(e) Obwód do badania rozpªywu pr¡dów
Analiza obwodów elektrycznych - symulacja DC op pnt
(f) Okno konguracyjne dla trybu symulacji
Zaprojektowa¢ obwód elektryczny
Wprowadzi¢ odpowiednie warto±ci dla rezystancji oraz ¹ródªa napi¦cia.
[Rysunek (E)].
Nale»y pami¦ta¢, »e ka»dy projektowany
obwód musi posiada¢ potencjaª 0. Z menu programu wybra¢ Simulate -> Run. Otwarte zostanie okno ustawie« dla
ró»nych typów symulacji. Na obecnym etapie jeste±my zainteresowani dokonaniem symulacji staªopr¡dowej. W tym
celu przechodzimy na zakªadk¦ DC op pnt i zatwierdzamy OK.
‚WICZENIE:
•
Co jest wynikiem symulacji DC op pnt?
•
Jakie zmiany pojawiªy si¦ na schemacie z zaprojektowanym obwodem?
•
Ustawi¢ kursor myszy na ka»dym z elementów w obwodzie.
Jaka informacja pojawia si¦ w lewym dolnym
naro»niku programu?
•
Ustawi¢ kursor myszy na wybranym w¦¹le w obwodzie. Jaka informacja pojawia si¦ w lewym dolnym naro»niku
programu?
•
Przy pomocy pªytki stykowej zbudowa¢ zaprojektowany obwód elektryczny. Dokona¢ zestawienia porównawczego
dla danych z pomiarów i symulacji.
•
Dokona¢ analitycznego obliczenia rozpªywu pr¡dów w zaprojektowanym obwodzie.
Analiza obwodów elektrycznych - symulacja Transient (obwód ze staªym pobudzeniem)
Dla obwodu
elektrycznego z poprzedniego punktu nale»y dokona¢ analizy transient - czasowej. W tym celu przechodzimy do okna
edycji ustawie« trybu symulacji: Simulate -> Edit Simulation Cmd. Wybieramy zakªadk¦ Transient. Nale»y ustawi¢
stosowny czas symulacji w Stop Time. Po wprowadzeniu warto±ci do Stop Time klikamy kursorem w obszar roboczy.
Uruchamiamy symulacj¦ z menu Simulate. Zostanie otworzone nowe okno z czarnym tªem. Jest to obszar wizualizacji
przebiegów czasowych z zaprojektowanego obwodu elektrycznego.
Nale»y zwróci¢ uwag¦, »e graniczna warto±¢ osi
OX odpowiada warto±ci parametru Stop Time wprowadzonego w poprzednim kroku.
W celu dodania okre±lonego
przebiegu czasowego na wykresie nale»y ustawi¢ kursor w czarnym polu nast¦pnie klikn¡¢ prawym przyciskiem myszy.
Wybieramy opcj¦ Add Trace. Z uwagi na fakt »e wymuszeniem w obwodzie jest napi¦cie staªe obserwowane przebiegi
s¡ niezmienne w czasie - linia staªa.
‚WICZENIA:
•
Doda¢ do wykresu wszystkie przebiegi pr¡dowe.
•
W jaki sposób mo»na usun¡¢ wybrany przebieg?
•
W jaki sposób utworzy¢ nowe pole do wizualizacji przebiegów - tak aby przebiegi byªy wizualizowane w dwóch
ukªadach wspóªrz¦dnych.
•
Doda¢ siatk¦ pomocnicz¡ do ukªadu wspóªrz¦dnych.
•
Podczas wizualizacji danych przebiegów jakie zmiany nast¦puj¡ na opis OY?
Opracowanie ver.3.1
Strona: 2
Obsªuga LTSpice
(g) Okno konguracyjne dla trybu symulacji
(h) Symulacja staªopr¡dowa
Analiza obwodów elektrycznych - symulacja Transient (obwód ze ¹ródªem sinusoidalnym)
Zaprojek-
towa¢ obwód elektryczny o strukturze podanej na rysunku poni»ej. Jako ¹ródªo pobudzenia zastosowa¢ komponent
Signal z domy±lnie ustawion¡ opcj¡ funkcji sinus. Ustawi¢ zadan¡ cz¦stotliwo±¢ oraz amplitud¦ sygnaªu. Dodatkowo
nada¢ nazw¦ dla w¦zªa w obwodzie. W tym celu nale»y u»y¢ opcji Label Net - ikona z liter¡ A. Wprowadzamy nazw¦
w¦zªa, a nast¦pnie zaznaczamy kursorem na schemacie w¦zeª któremu chcemy nada¢ nazw¦.. Dokonujemy symulacji
zadanego obwodu.
‚WICZENIA:
•
Dokona¢ modykacji zadanego obwodu - rozbudowa¢ go o dwie dowolne dodatkowe gaª¦zie - dokona¢ wizualizacji
przebiegów dla pr¡dów w gaª¦ziach.
•
Dla wy±wietlonego przebiegu zaznaczy¢ kursorem nazw¦ przebiegu np V(node_a). Jaka dodatkowa opcja zostaje
uruchomiona? Co umo»liwia ta opcja. W jaki sposób j¡ wyª¡czy¢?
(i) Wizualizacja przebiegów zmiennych w czasie
Zmodykowa¢ obwód z poprzedniego punktu tak aby uzyska¢ ¹ródªo napi¦cia w postaci przebiegu prostok¡tnego. W
tym celu nale»y kursor ustawi¢ na ¹ródle sygnaªu.
Klikn¡¢ prawym przyciskiem myszy - otwarte zostanie okno z
ustawieniami ¹ródªa sygnaªu. Nale»y wybra¢ funkcj¦ PULSE oraz wprowadzi¢ odpowiednie warto±ci poczynaj¡c od
Vinitial, a ko«cz¡c na Tperiod.
‚WICZENIA:
•
Wyja±ni¢ co oznaczaj¡ poszczególne parametry dla funkcji PULSE
•
Jaka jest ró»nica w jako±ci przebiegu prostok¡tnego dla warto±ci Tr=0, Tf=0 oraz Tr=0.001, Tf=0.001.
Z
czego mog¡ wynika¢ te ró»nice.
•
Wygenerowa¢ przebieg trapezoidalny - ustawi¢ odpowiednie warto±ci parametrów.
Opracowanie ver.3.1
Strona: 3
Obsªuga LTSpice
•
Wygenerowa¢ przebieg trójk¡tny, piªoksztaªtny - ustawi¢ odpowiednie warto±ci.
(j) Ustawienia dla wymuszenia w postaci przebiegu prostok¡tnego
Opracowanie ver.3.1
Strona: 4