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Curso Básico Introdutório ao Programa deCurso Básico Introdutório ao Programa deCurso Básico Introdutório ao Programa deCurso Básico Introdutório ao Programa de
SimulaçãoSimulaçãoSimulaçãoSimulação
OrCADOrCADOrCADOrCAD----Pspice Release 9.1.Pspice Release 9.1.Pspice Release 9.1.Pspice Release 9.1.
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Introdução: O OrCad-Pspice é um programa de computador que pode ser utilizado para analisar a operação de um circuito eletrônico contendo uma variedade de componentes, através de especificações do usuário para os parâmetros dos modelos pré-existentes.
Objetivo: Fornecer aos alunos noções básicas para a utilização do programa em simulações relativas às disciplinas do curso de graduação em engenharia elétrica.
Sumário: Parte I - OrCAD Capture Iniciando o Programa. Iniciando um Novo Projeto Definindo Bibliotecas Ambiente de Trabalho Editando uma Página Esquemática Inserindo e Conectando Componentes de uma Biblioteca Editando Valores dos Componentes Parte II – OrCAD Pspice A/D Iniciando uma Nova Simulação Ajustando Parâmetros de Simulação Simulando com o Pspice A/D Analisando os Resultados Obtendo Maiores Informações Ferramentas do Visualizador Gráfico Personalizando Eixos e Escalas Finalizações Anexo I – Parâmetros de Fontes Anexo II – Exercícios Propostos
PARTE IPARTE IPARTE IPARTE I –––– OrCAD CaptureOrCAD CaptureOrCAD CaptureOrCAD Capture
Iniciando o Programa: e Menu Iniciar Î Programas Î OrCAD Release 9.1 Î Capture... e Inicio de uma Sessão do Capture Î Toda sessão iniciada apresenta um menu principal e uma janela de registro onde são informados ao usuário todas as ações realizadas durante aquela sessão. As barras de ferramentas e de status também compõem o ambiente inicial.
Iniciando um Novo Projeto: e Menu File Î New Î Project... e Definir Nome do Projeto Î Tipo do ProjetoÎ Local a ser Salvo Î OK
Definindo Bibliotecas: e Selecionar Bibliotecas do Pspice Desejadas Î Adicioná-las ao projeto que possui quatro bibliotecas fundamentais pré-selecionadas Î OK.
e Descrição de Cada Ferramenta Î PART = insere componente ÎÎÎÎ WIRE = desenha a conexão ÎÎÎÎ BUS = desenha um barramento ÎÎÎÎ JUNCTION = coloca uma junção ÎÎÎÎ BUS ENTRY = conexão com o barramento ÎÎÎÎ NET ALIAS = labels em nós ÎÎÎÎ POWER = alimentação ÎÎÎÎ GROUND = terra ÎÎÎÎ OFF-PAGE CONECTOR = conector <<C ÎÎÎÎ NO CONNECT = indicar pino não conectado. ÎÎÎÎ FIGURAS = figuras geométricas ÎÎÎÎ PLACE TEXT = inserir texto
Inserindo e Conectando Componentes de uma Biblioteca: e Menu Place Î Part... e Selecionar a biblioteca que contenha o componente desejado e em seguida selecioná-lo para que seja visualizado Î OK. e As bibliotecas podem ser adicionadas ou retiradas da lista de seleção conforme a necessidade do usuário. Vale lembrar que as bibliotecas que devem ser usualmente utilizadas, estão localizadas no seguinte diretório: *C:* Î Program Files Î Orcad Î Capture Î Library Î PSpice...
e Distribuir os componentes desejados na área de trabalho e conectá-los utilizando o comando Wire do menu Place.
Editando Valores dos Componentes: e Clicar duas vezes sobre o valor do Componente para que abra a janela de edição onde os valores iniciais (default) dos componentes podem ser alterados.
e Alguns componentes como fontes necessitam de mais de uma especificação de valor para que funcionem corretamente. (ver anexo I)
e Após a completa definição dos parâmetros, o circuito esquemático está pronto para ser simulado.
↓ Anotações ↓
e Quando iniciamos uma simulação, aparece rapidamente na tela a janela Pspice Netlist Generation indicando que esta sendo gerado um netlist. e Esse Netlist permite a identificação de erros ocorridos durante a etapa de edição da página esquemática. e Em seguida aparece a janela principal do Pspice A/D onde podemos observar os procedimentos realizados pelo programa durante a simulação.
e Se não ocorrer nenhum erro, ao término da simulação a mensagem Simulation complete aparecerá no canto inferior esquerdo da janela e junto com ela surgirá a tela de visualização gráfica dos resultados. e Caso ocorram erros durante a simulação, eles serão identificados durante a simulação na tela de visualização de procedimentos realizados pelo programa, que abortará imediatamente a simulação e indicará com sinais coloridos as prováveis causas dos mesmos.
Analisando os Resultados: e A maneira mais simples de obtenção de resultados é com a utilização das ponteiras de medição de tensão, corrente e diferença de potencial localizadas no Menu Pspice Î Markers... , (ou na barra de ferramentas) do editor de esquemáticos. e Ao colocar as ponteiras sobre os pontos desejáveis do circuito, a visualização das formas de ondas são geradas instantaneamente.
Time
0s 1.0ms 2.0ms 3.0ms 4.0ms 5.0ms 6.0ms
e No caso de se ter mais de uma ponteira no mesmo circuito, as cores das mesmas são diferenciadas automaticamente. e Outra maneira de obtenção de resultados seria ativar, no próprio esquemático, a visualização das tensões e das correntes de polarização no Menu Pspice Î Bias Points... , (ou na barra de ferramentas) do editor de esquemáticos.
e Vale lembrar que dependendo do tipo de simulação ou do ponto do circuito, em alguns casos não é permitido a utilização das pontas de teste. Assim, devemos utilizar uma outra maneira de adicionar os gráficos que queremos analisar.
Obtendo Maiores Informações: e Qualquer sinal em qualquer ponto do circuito pode ser analisado no visualizador gráfico do Pspice A/D através do Menu Trace Î Add Trace... e Aparecerá então uma janela contendo todos os pontos possíveis de obtenção de dados do circuito. Para selecionar os pontos desejados, basta clicar uma única vez sobre o mesmo. e Um outro campo dessa mesma janela, apresenta funções matemáticas que podem gerar resultados de relacionamento entre dois ou mais sinais do circuito como soma ou subtração por exemplo. e As seleções ou os equacionamentos finais, serão indicados na linha inferior da janela e em seguida Clicar em OK....
e No Menu Trace Î Cursor Î Display... , ativamos cursores que permitem o acompanhamento dos valores numéricos das formas de ondas geradas. e Para selecionar a curva que o cursor analisará, clique com o botão esquerdo do mouse sobre o nome da curva desejada. e Para deslizar o cursor sobre a curva, mantenha pressionado o botão esquerdo do mouse e observe na janela Probe Cursor que em A1 serão mostradas as variações de valores dos eixos X e Y em função da decorrência do cursor sobre o gráfico. e De maneira análoga, podemos utilizar um segundo cursor ( A2 ) controlado independentemente pelo botão direito do mouse e assim comparar a diferença de valores mostradas na ultima linha da janela Probe Cursor. e Ainda trabalhando com cursores, temos as opções de pontos mínimo, máximo e interseção com os eixos entre outras.
Personalizando Eixos e Escalas: e No Menu Plot Î Axis Settings... , podemos definir limites personalizados para os valores dos eixos nos Menus X Axis e Y Axis. e Ainda no Menu X Axis , clicando em Axis Variable... é possível definir uma nova variável para o eixo X , o que permite a análise de uma variável em função de outra variável do circuito. (por exemplo um gráfico da saída em função da entrada) e Vale lembrar que o eixo X possui uma variável default para cada tipo de simulação. (Transient Î x = tempo ; AC Sweep Î x = freqüência ; etc...)
Time
0s 2.0ms 4.0ms 6.0ms 1 V(D1:1) 2 V(D1:2)
-10V
0V
1 10V
-10V
2 10V
V(D1:1)
-10V -5V 0V 5V 10V
V(D1:2)
-10V
10V
SEL>>
e No caso da análise conjunta de duas variáveis com escalas muito diferentes, podemos definir eixos Y independentes para cada uma delas utilizando no menu Plot o comando Add Y Axis.... Esse comando requer o seguinte procedimento: 1 - Apaga-se todas as curvas (clique sobre o nome e aperte a tecla DELETE ). 2 - No menu Plot Î Add Y Axis (note que aparecerá mais um eixo - clique sobre este eixo para aparecer a marca de seleção SEL>> ) 3 - Adicione uma curva para este eixo ( Trace Î Add Trace ). 4 – Analogamente, clique sobre o outro eixo para selecioná-lo e adicione uma outra curva desejada. e Outra opção é a inclusão de mais uma plotagem gráfica na área de visualização através do Menu Plot Î Add Plot to Window.... e As duas plotagens podem ser analisadas sobre o mesmo eixo X ou com eixos X independentes através do Menu Plot Î Unsynchronize X Axis.... Dessa maneira as personalizações de eixos e escalas apresentadas anteriormente poderão ser aplicadas independentemente para cada plotagem. e Como última observação, em todas as possibilidades apresentadas podemos utilizar no Menu View Î Zoom... (ou na barra de ferramentas) os comandos de zoom que possibilitam uma visualização de maneira mais clara e objetiva.
Finalizações: e Como este curso tem como principal objetivo fornecer condições mínimas para o usuário realizar seus projetos, proponho que os iniciantes realizem os exercícios básicos propostos no anexo II, afim de que possam aplicar seus conhecimentos adquiridos e estarem sujeitos a eventuais dúvidas que só a prática proporciona, permitindo assim o crescimento de suas habilidades.
↓ Anotações ↓
OrCAD-PSpice 9.
ANEXO IIANEXO II –ANEXO IIANEXO II
EXERCICIOS PROPOSTOSEXERCICIOS PROPOSTOSEXERCICIOS PROPOSTOS
CIRCUITO ANALÓGICO (AMPLIFICADOR)
Dicas para montar o circuito:Fontes - biblioteca SOURCE
Î
VSIN (freq = 1000; vampl = 5m) ; VSRC (dc = 12)
Componentes
Î
biblioteca ANALOG
Î
componentes (R; C) e biblioteca BIPOLAR
Î
componente (Q2N2222)
Nome em Fios
Î
Menu Place
Î
Net Alias (colocar o nome)
Parâmetros de Simulação
Î
tipo transiente; run to time = 5ms; maximum step size = 0.01ms
Dicas no visualizador gráfico:Devido a diferença de amplitude do sinal de entrada (5mV) e do sinal de saída (1V) aconselha-se o uso de dois eixos Y (Y AXIS).
OrCAD-PSpice 9.
CIRCUITO DIGITAL (SOMADOR)
Agora sem dicas e sem o direcionamento das bibliotecas o aluno intuitivamente deverá montar o circuito em busca dos resultadosapresentados.
FIMFIMFIMFIM
STIM
DSTM2 [0us 0 - 1us 1 - 2us 0 - 3us 1 - 4us 0 -..-]DSTM3 [0us 0 - 2us 1 - 4us 0 - 6us 1]DSTM4 [0us 0 - 4us 1]
Conectorespara Digital
