Apostila Orcad, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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Curso Introdut´orio de OrCAD 9.

Programa de Educa¸c˜ao Tutorial - Engenharia El´etrica

Novembro de 2009

Sum´ario

• 1 Introdu¸c˜ao
• 2 PSpice A/D
  • 2.1 Breve Hist´orico
  • 2.2 Simula¸c˜ao de Circuitos no PSpice A/D
    • 2.2.1 T´ıtulo
    • 2.2.2 Declara¸c˜oes de Dados
    • 2.2.3 Declara¸c˜oes de An´alise Padr˜ao
    • 2.2.4 Declara¸c˜oes de Controle de Sa´ıda
    • 2.2.5 Declara¸c˜oes de Fim
  • 2.3 Erros de Convergˆencia
    • 2.3.1 Solu¸c˜oes de Convergˆencia em Transientes
    • 2.3.2 Solu¸c˜oes para Convergˆencia DC
    • 2.3.3 Solu¸c˜oes de Convergˆencia AC
• 3 Capture
  • 3.1 Como iniciar o desenho de um circuito?
  • 3.2 Adicionando componentes
  • 3.3 Circuitos el´etricos em regime DC
  • 3.4 Simulando o circuito
  • 3.5 Varredura DC com varia¸c˜ao de parˆametros
  • 3.6 Circuitos el´etricos em regime permanente AC
  • 3.7 Fontes Controladas
    • 3.7.1 Fonte de Tens˜ao Controlada por Tens˜ao (E)
    • 3.7.2 Fonte de Tens˜ao Controlada por Corrente (H)
    • 3.7.3 Fonte de Corrente Controlada por Tens˜ao (G)
    • 3.7.4 Fonte de Corrente Controlada por Corrente (F)
  • 3.8 Transformadores
  • 3.9 Transiente
  • 3.10 Corrente Alternada Trif´asica
  • 3.11 Diodo Semicondutor
  • 3.12 Transistores
  • 3.13 Amplificadores Operacionais
• 4 Layout Plus - IHM
  • 4.1 Objetivo
  • 4.2 1 a Etapa - Esquem´atico
  • 4.3 2 a Etapa - Defini¸c˜ao de normas de trabalho
  • 4.4 3 a Etapa - Defini¸c˜ao do desenho dos componentes
  • 4.5 4 a Etapa - Dimens˜ao da placa e posicionamento dos componentes
  • 4.6 5 a Etapa - Configura¸c˜ao para regras de roteamento
  • 4.7 6 a Etapa - Roteamento e cria¸c˜ao do plano de terra
  • 4.8 7 a Etapa - Documenta¸c˜ao da PCB
• 5 ANEXO 1 - Especifica¸c˜oes Layout
  • 5.1 Engemauticos ind. e com. Ltda
  • 5.2 Microw - circuitos impressos Ltda
  • 5.3 Largura de tilha vs. intensidade de corrente
  • 5.4 Tabela de Convers˜ao de medidas

2 PSpice A/D

2.1 Breve Hist´orico

A ferramenta PSpice A/D presente no pacote OrCAD ´e um software utilizado na simula¸c˜ao de circuitos anal´ogicos e digitais (Analog/Digital). O programa ´e a vers˜ao SPice (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) desenvolvida pela Microsim Corporation a fim de rodar em computadores pessoais, da´ı a letra P no in´ıcio do nome. A primeira vers˜ao do PSpice foi lan¸cada no ano de 1984, e a Microsim foi re- spons´avel pelo seu desenvolvimento at´e a vers˜ao 8.0. Em seguida, a Microsim foi comprada pela empresa OrCAD que, posteriormente, foi vendida a Cadence Design Systems. Entretanto, v´arios softwares dedicadosa an´alise de circuitos el´etricos foram de- senvolvidos at´e chegarmos `a vers˜ao PSpice que conhecemos hoje. Entre esses pro- gramas, podemos citar:

• BIAS 1970: Programa desenvolvido na Universidade da Calif´ornia (UC) com a fun¸c˜ao de observar o efeito da varia¸c˜ao de temperatura em circuitos transis- torizados simples.
• CANCER 1971: Tamb´em desenvolvido na Universidade da Calif´ornia (UC) por uma equipe de alunos de p´os-gradua¸c˜ao coordenados por Ronald A. Rohner. O programa foi elaborado com base nos estudos acerca das t´ecnicas de de- scri¸c˜ao de circuitos e de solu¸c˜ao das equa¸c˜oes obtidas.
• SPice, SPice2, SPice3 1980: O projeto SPice ´e de autoria de Laurence W. Nagel, da Universidade da Calif´ornia (UC). O software SPice2 ´e a base de todas as ferramentas de simula¸c˜ao atuais baseadas em SPice.

A grande diferen¸ca entre o PSpice A/D e as ferramentas Capture CIS e Layout Plus, como veremos ao longo do curso, est´a no modo como os circuitos s˜ao descritos, e na forma como os resultados s˜ao mostrados ao usu´ario: abandonam-se os recursos gr´aficos, comumente utilizados, e utiliza-se o modo texto. Isso normalmente afasta do PSpice aqueles que est˜ao come¸cando a utilizar o OrCAD, no entanto, veremos que o processo ´e bastante simples e pr´atico.

Figura 1: S´ımbolo do Pacote OrCAD

2.2 Simula¸c˜ao de Circuitos no PSpice A/D

De maneira bastante simples, a simula¸c˜ao de um circuito no PSpice ´e feita de acordo com os passos listados no fluxograma abaixo:

Figura 2: Fluxograma para simula¸c˜ao de circuitos no PSpice A/D

No entanto, iremos descrever passo a passo o processo de descri¸c˜ao e simula¸c˜ao de circuitos utilizando essa ferramenta. A cria¸c˜ao do arquivo de descri¸c˜ao do circuito a ser simulado pode seguir uma ordem de forma a manter a clareza do arquivo. Essa organiza¸c˜ao facilita o trabalho n˜ao apenas do usu´ario, mas tamb´em daqueles que futuramente ter˜ao contato com o arquivo. Sugere-se:

• T´ıtulo
• Declara¸c˜oes de Dados
• Declara¸coes de An´alise Padr˜ao
• Declara¸c˜oes de Controle de Sa´ıda
• Declara¸c˜ao de Fim

De acordo com o fluxograma da Figura 1, a cria¸c˜ao do arquivo de descri¸c˜ao do circuito ´e feita a partir do pr´oprio aplicativo. No entanto, tamb´em podemos editar esse arquivo a partir de algum editor de texto com o qual estamos familiarizados, como o Bloco de Notas, o MS-Editor, ou qualquer outro editor dispon´ıvel. Em ambos os casos (atrav´es do aplicativo ou por meio do editor de texto) a estrutura do arquivo ser´a a mesma. O importante aqui n˜ao ´e o ambiente no qual o arquivo ser´a criado, mas sim a extens˜ao na qual ele ser´a salvo. Agora, veremos a configura¸c˜ao t´ıpica de um arquivo de descri¸c˜ao de circuito no PSpice.

De forma geral, os componentes mais utilizados em circuitos s˜ao declarados no arquivo conforme segue:

Elementos Passivos

• Resistor Rnome (n´o+) (n´o-) (valor)^3 Exemplo: R1 1 2 1k
• Capacitor Cnome [n´o+] [n´o-] [valor] [IC = tens˜ao inicial] Exemplo: C2 3 4 2u ic=2v
• Indutor Lnome [n´o+] [n´o-] [valor] [IC = corrente inicial] Exemplo: L3 5 6 8 ic=20m
• Transformadores Lineares Knome L[indutorA] L[indutorB] [valor do acoplamento] Exemplo: Lx 2 3 500m Ly 5 4 400m Ktransf Lx Ly 0.

Fontes Independentes

• Fonte de Tens˜ao Vnome [n´o+] [n´o-] [tipo de onda] [valor] Exemplo: Vin 1 0 DC 5
• Fonte de Corrente Inome [n´o+] [n´o-] [tipo de onda] [valor] Exemplo: Iin 1 0 DC 2

NOTA: n´o+ e n´o- definem a polaridade da fonte. Correntes pos- itivas, como sabemos, fluem do n´o+, atrav´es da fonte, para o n´o-. Cuidado com essa conven¸c˜ao de n´os.

(^3) Caso a unidade de medida n˜ao seja especificada, ser´a tomada a unidade de medida padr˜ao da grandeza em quest˜ao. Por exemplo: Capacitˆancia = Faraday (F); Resistˆencia = ohm (Ω);

Figura 4: Conven¸c˜ao de N´os

⇒ Tipos de Onda

A onda (tens˜ao ou corrente, neste caso) pode ser apenas um valor constante (DC), ou pode, ainda, assumir outras formas:

1. Senoidal sin([V0] [VA] [F] [TD] [α])

Figura 5: Onda Senoidal

A forma de onda sin faz com que a sa´ıda comece em [V0] e permane¸ca nesse valor durante [TD] segundos. Ent˜ao, a sa´ıda torna-se uma onda senoidal exponencialmente amortecida descrita pela equa¸c˜ao

V = V 0 + V Ae−α(t−T D)sen(2(t − T D))

Caso os dois ´ultimos parˆametros sejam omitidos, eles assumem o valor igual a zero.

2. Pulsante pulse([V1] [V2] [TD] [TR] [TF] [PW] [PER])

Figura 8: Onda Exponencial

Essa forma de onda, tamb´em usada em simula¸c˜oes, faz com que a corrente ou tens˜ao de sa´ıda seja [V1] para os primeiros [TRD] segundos. Em seguida, a sa´ıda muda exponencialmente de [V1] para [V2] com uma constante de tempo [TRC], em [TFD] segundos. Finalmente, a sa´ıda decai de [V2] para [V1] com uma constante de tempo [TFC].

O resumo abaixo mostra as ondas j´a expostas aqui, e tamb´em outras formas, com seus respectivos parˆametros.

Figura 9: Formas de Onda e parˆametros para declara¸c˜ao no PSpice

Fontes Controladas (Fontes Dependentes)

• Fonte de Tens˜ao Controlada por Tens˜ao (FTCT) Enome [n´o+] [n´o-] [n´o+ controle] [n´o- controle] [ganho] Exemplo: Esource 2 4 3 6 2. [n´o+ controle] e [n´o- controle] s˜ao sempre em pares e definem um con- junto de tens˜oes de controle que s˜ao multiplicadas por [ganho].

No exemplo acima, temos uma FTCT chamada source, situada entre os n´os 2 e 4 do circuito, sendo que a tens˜ao entre esses dois n´os ´e 2,4 vezes a tens˜ao entre os n´os 3 e 6.

• Fonte de Tens˜ao controlada por Corrente (FTCC) Hnome [n´o+] [n´o-] [disp. de controle V] [transresistˆencia] Nesse caso, a corrente atrav´es [disp. de controle V], multiplicada por [tran- sresistˆencia], determina a tens˜ao de sa´ıda, onde [disp. de controle V] ´e uma fonte de tens˜ao independente, com uma tens˜ao diferente de zero entre seus terminais. Exemplo: Hin 1 2 Vsource 7. Para esse exemplo, atrav´es da FTCC chamada in, a corrente flui do n´o 1 para o n´o 2^4 , sendo que o valor de tens˜ao da fonte ´e igual `a 7,7 vezes o valor da corrente que circula atrav´es dos terminais da fonte de tens˜ao independente source.

NOTA: Na teoria de circuitos, fontes controladas s˜ao comumente definidas como elementos constitu´ıdos por dois bra¸cos, onde o primeiro bra¸co ´e formado por um curto circuito (no caso de cont- role por corrente) ou por um circuito aberto (controle por tens˜ao), e o segundo bra¸co ´e constitu´ıdo pela fonte controlada. No entanto, o PSpice fornece a penas o valor da corrente que circula atrav´es de fontes independentes de tens˜ao. Por esse motivo, o software exige que um dos bra¸cos da fonte controlada por corrente seja formado por uma fonte de tens˜ao independente.

• Fonte de Corrente controlada por Corrente (FCCC) Fnome [n´o+] [n´o-] [disp. de controle V] [ganho] Exemplo: F4 3 7 Vout 1. Aqui, a FCCC chamada de 4 possui corrente circulando do n´o 3, atrav´es dela, para o n´o 7, sendo que o valor dessa corrente ´e igual a 1,2 vezes o valor da corrente que circula entre os terminais da fonte de tens˜ao independente nomeada out.
• Fonte de Corrente controlada por Tens˜ao (FCCT) Gnome [n´o+] [n´o-] [n´o+ controle] [n´o- controle] [transcondutˆancia] Exemplo: GfonteI 4 3 1 9 1. A fonte de corrente fonteI, conectada entre os n´os 4 e 3, com corrente fluindo do n´o 4 para o n´o 3, atrav´es da fonte, possui, circulando atrav´es de seus terminais, uma corrente igual a 1,7 vezes o valor da tens˜ao entre os n´os 1 e 9.

Dispositivos Semicondutores

Os modelos de dispositivos semicondutores necessitam de in´umeros parˆametros. O conjunto de parˆametros do modelo de um dispositivo ´e definido em uma declara¸c˜ao

(^4) Note que, mesmo tratando-se de uma fonte, a corrente circula no sentido da queda de tens˜ao, ao contr´ario de fontes independentes.

Linha do Elemento: Qnome [n´oC] [n´oB] [n´oE] [nome do modelo] Linha do Modelo: .model [nome do modelo] NPN(ou PNP) (BF= IS= VAF=)

O nome do elemento come¸ca com Q para referenciar um transistor de jun¸c˜ao bipolar (TJB). Os argumentos [n´oC] [n´oB] e [n´oE] indicam os n´os aos quais est˜ao conectados o coletor, a base e o emissor, respectivamente. Assim como nos diodos, [nome do modelo] representa o nome do modelo de transistor bipolar especificado na linha de modelo. BF ´e o ganho de corrente em emissor comum β, IS ´e a corrente de satura¸c˜ao e VAF ´e a tens˜ao Early. Se nenhum valor for especificado, os valores default s˜ao utilizados (BF=100, IS=10−^16 A e VAF=infinito). Outros parˆametros podem ser especificados, incluindo as capacitˆancias de jun¸c˜ao CJE (0p) e CJC (0p), os tempos de transi¸c˜ao TT (0seg) e TR (0seg), a resistˆencia de base RB (0Ω), de emissor RE (0Ω) e de coletor RC (0Ω). Para uma descri¸c˜ao mais completa do transistor bipolar e de todos os seus parˆametros, consulte a se¸c˜ao 4.16 do livro-texto Sedra/Smith. Exemplo de descri¸c˜ao do transistor NPN 2N2222A: Linha do Elemento: QTJB 1 2 Q2N2222A Linha do Modelo: .model Q2N2222A NPN (IS=14.34f XTI=3 EG=1.11 VAF= 74.03 BF=255.9 NE=1.307 ISE=14.34f IKF=.2847 XTB=1.5 BR=6.092 NC= ISC=0 IKR=0 RC=1 CJC=7.306p MJC=.3416 VJC=.75 FC=.5 CJE=22.01p MJE=. VJE=.75 TR=46.91n TF=411.1p ITF=.6 VTF=1.7 XTF=3 RB=10)

• Transistores JFETS

Linha do Elemento: Jnome [n´oD] [n´oG] [n´oS] [nome do modelo] Linha do Modelo: .model [nome do modelo] NJF(ou PJF) (parˆametros=)

Aqui, a letra J referencia um transistor JFET. [n´oD] [n´oG] e [n´oS] indicam os n´os dos terminais dreno, gate e fonte, respectivamente. Entre os parˆametros deste dispositivo, podemos encontrar: VT0 (tens˜ao de limiar = -2V default para JFET N), BETA (coeficiente de transcondutˆancia = 10−^4 A/V 2 ), LAMBDA (modula¸c˜ao de comprimento do canal = 0V −^1 ), IS (corrente de satura¸c˜ao = 10−^14 A), CGD e CGS (capacitˆancias de jun¸c˜ao gate-dreno e gate-fonte = 0p), RD e RS (resistˆencias ˆohmicas do dreno e da fonte = 0Ω). Para uma descri¸c˜ao mais completa do modelo do FET e de todos os seus parˆametros, consulte a se¸c˜ao 5.13 do livro-texto Sedra/Smith.

• Transistores MOSFETS

Linha do Elemento: Mnome [n´oD] [n´oG] [n´oS] [n´oB] [nome do modelo] L= W= Linha do Modelo: .model [nome do modelo] NMOS(ou PMOS) (parˆametros=)

Os transistores MOSFETS, dentro do PSpice, s˜ao identificados pela letra M. [n´oD] [n´oG] [n´oS] e [n´oB] representam, nessa ordem, os n´os de localiza¸c˜ao dos terminais dreno, gate, fonte e substrato.L e W servem para informamos o comprimento e a largura do dispositivo ao simulador. Esses dois parˆametros s˜ao, em geral, suficientes para especificarmos transistores discretos. No en- tanto, quando lidamos com circuitos integrados, ´e necess´aria a especifica¸c˜ao de v´arios outros parˆametros relacionados `a geometria do transistor. A se¸c˜ao 5.13 do livro-texto Sedra/Smith, traz detalhes a respeito dos parˆametros de dis- positivos FETS, como j´a mencionado no trecho dedicado a transistores JFETS.

NOTA referente aos dispositivos semicondutores: A id´eia de utilizarmos a simula¸c˜ao de circuitos el´etricos, ´e a obten¸c˜ao de resultados bastante pr´oximos aos valores reais antes de imple- mentarmos o sistema fisicamente. Por esse motivo, a informa¸c˜ao dos parˆametros dos dispositivos ao software de simula¸c˜ao ´e de extrema importˆancia. No entanto, a menos que tenhamos um contrato firmado com a empresa fabricante do dispositivo a ser simulado, n˜ao teremos acesso aos parˆametros do mesmo. Para isso, encontramos em alguns endere¸cos da web, arquivos com fins educacionais que trazem especificados esses parˆametros. Desse modo, basta copiarmos esse arquivo e adicion´a-lo ao nosso arquivo .cir que ir´a simular o circuito com o dispositivo em quest˜ao. Abaixo, segue o arquivo texto retirado da p´agina http://www.mosis.com/cgibin/cgiwrap/umosis/swp/params/ami abn/n75q.prm, que traz os parˆametros de um dispositivo CMOS tipo N:

.MODEL CMOSN NMOS LEVEL=3 PHI=0.700000 TOX=3.0500E-

XJ=0.200000U + TPG=1 VTO=0.5705 DELTA=1.2520E+

LD=1.7770E-09 KP=7.9173E-05 + UO=699.3 THETA=1.2260E-

RSH=9.0910E-02 GAMMA=0.5623 + NSUB=1.2210E+

NFS=6.5000E+11 VMAX=2.0250E+05 ETA=1.0560E-01 +

KAPPA=1.9540E-01 CGDO=5.0000E-11 CGSO=5.0000E-

+ CGBO=3.2665E-10 CJ=2.7366E-04 MJ=5.4287E-

CJSW=1.7362E-10 + MJSW=1.0000E-01 PB=9.9000E-

Subcircuitos

Muitas vezes, desejamos simular dispositivos mais complexos ou n˜ao disponi- bilizados pelas bibliotecas do software de simula¸c˜ao. No caso de amplificadores operacionais, por exemplo, n˜ao h´a um modelo SPICE pronto para descrevˆe-los, a n˜ao ser em bibliotecas espec´ıficas, como a modelo.lib. Mesmo assim, as in´umeras formas diferentes de implementarmos um amplificador operacional (ou outro dis- positivo) torna, em alguns casos, ineficiente o uso de tais bibliotecas. Em situa¸c˜oes como essas, usamos subcircuitos. Para entendermos o funcionamento dessa ferramenta, vamos implementar um multiplicador de tens˜ao, descrevendo um duplicador de tens˜ao e replicando essa descri¸c˜ao usando subcircuitos. Trecho da descri¸c˜ao do circuito:

• An´alise linear AC: Calcula a sa´ıda em fun¸c˜ao da freq¨uˆencia. Nesse tipo de an´alise, um gr´afico de bode^6 ´e gerado.
• An´alise de Fourier: Calcula e plota o espectro de freq¨uˆencias do circuito.
• An´alise de Monte Carlo: Varia os valores dos componentes segundo uma dis- tribui¸c˜ao estat´ıstica.

A seguir, as declara¸c˜oes de an´alise padr˜ao disponibilizadas pelo SPICE s˜ao mostradas de maneira mais detalhada.

• An´alise DC

A an´alise das tens˜oes e das correntes de um circuito no modo DC, ´e realizada considerando apenas a componente cont´ınua, sendo bastante empregada para a obten¸c˜ao da curva caracter´ıstica de componentes. Nesse caso, fontes AC e indutores s˜ao curto-circuitados, e capacitores s˜ao circuitos abertos. Esse tipo de an´alise normalmente ´e utilizado no estudo dos seguintes pontos fundamentais:

• Ponto de opera¸c˜ao DC;
• Parametriza¸c˜ao linearizada dos modelos;
• Fun¸c˜ao de transferˆencia para pequenos sinais;
• Sensibilidade para pequenos sinais;
• Curvas de transferˆencia DC.

.DC [vari´avel varredura] [valor de partida] [valor final] [incremento]

Onde: [vari´avel varredura] ´e o nome de uma fonte independente de tens˜ao ou de corrente do circuito descrito. Essa fonte ´e percorrida linearmente de [valor de partida] a [valor final], num passo dado por [incremento]. [valor de partida] pode ser maior ou menor que [valor final], ou seja, a varredura pode ser processada em qualquer sentido. [incremento] deve ser sempre superior a zero. Exemplo: .DC I1 1m 10m 1m O exemplo promove uma varredura em CC para a fonte de corrente I1 do circuito, variando de 1mA a 10mA, em passos de 1mA. A varredura completa tamb´em pode especificar apenas um ponto, se dese- jado. Exemplo: .DC Vin 10 10 1

• An´alise AC

Como observado anteriormente, a an´alise AC ´e realizada para a observa¸c˜ao do circuito no dom´ınio da freq¨uˆencia. Atrav´es desse tipo de an´alise podemos obter: (^6) A curva de bode ´e a ferramenta visual mais usada para o estudo de uma resposta em freq¨uˆencia.

• Curva de resposta de filtros que variam com a freq¨uˆencia;
• An´alise de ru´ıdo e de distor¸c˜ao no circuito.

.AC (LIN) ou (OCT) ou (DEC) [no^ de pontos] [(freq. de partida)] [freq. final]

Onde: (LIN), (OCT) e (DEC) s˜ao palavras-chave que especificam o tipo de varredura conforme especificamos abaixo: (LIN): Varredura Linear. A freq¨uˆencia varia linearmente de [(freq. de partida)] at´e [freq. final]. [no^ de pontos] especifica o n´umero de pontos a ser analisado na varredura. (OCT): Varredura em Oitavas. A freq¨uˆencia ´e percorrida logaritmicamente em oitavas. Nesse caso, [no^ de pontos] especifica o n´umero de pontos a ser analisado por oitava durante a varredura. (DEC): Varredura em d´ecadas. A freq¨uˆencia ´e percorrida logaritmicamente em d´ecadas. Aqui, [no^ de pontos] ´e o n´umero de pontos por d´ecada. Apenas um entre [LIN], [OCT] e [DEC] deve ser especificado den- tro da an´alise AC. O valor [freq. final] n˜ao deve ser inferior a [(freq. de partida)], e ambas devem ser superiores a zero. Assim como na an´alise DC, a varredura tamb´em pode especificar um ´unico ponto. Exemplo: .AC LIN 101 100khz 200khz O exemplo acima ilustra uma resposta em freq¨uˆencia linear, tendo 101 pontos distribu´ıdos na faixa de 200KHz. Exemplo: .AC LIN 1 100hz 100hz Aqui, uma solu¸c˜ao em regime permanente CA para uma rede com freq¨uˆencia de 100Hz.

• An´alise Transiente

Realizada para observar o comportamento do circuito no dom´ınio do tempo. Equivale `a an´alise efetuada com o oscilosc´opio. Por isso, ´e o tipo de an´alise mais utilizado em simula¸c˜oes el´etricas, com o objetivo de obter:

• Resposta de circuitos para sinais alternados ou pulsos;
• An´alise de Fourier (conforme veremos a seguir).

.TRAN [passo] [tempo final] (tempo sem imprimir) (UIC)

A an´alise transiente calcula o comportamento do circuito no tempo, deste t=0 at´e [tempo final]. E o intervalo de tempo empregado para plotagem ou´ impress˜ao dos resultados da an´alise. (tempo sem imprimir) ´e um parˆametro opcional, e serve para indicar o tempo a partir do qual a sa´ıda ser´a impressa. A palavra-chave UIC (Use Initial Conditions) faz com que o conjunto de

• Uma vari´avel do tipo tens˜ao ´e especificada como a tens˜ao diferencial entre dois n´os, na forma V(n´o1,n´o2). Caso um dos n´os seja omitido, assume-se o n´o terra (0V).
• Plotagem

A declara¸c˜ao .PLOT permite que os resultados de an´alises CC, CA e Tran- siente ,efetuadas ao longo do c´odigo, tenham sa´ıda na forma de plotagem em impressoras.

.PLOT (DC) ou (AC) ou (TRAN) (vari´avel de sa´ıda) ([limite infe- rior],[limite superior])

Conforme mostrado no formato de declara¸c˜ao acima, as an´alises DC, AC e Transiente s˜ao os ´unicos tipos de an´alise que podem ser plotados, sendo que apenas um deles deve ser especificado por declara¸c˜ao. (vari´avel de sa´ıda) ´e uma lista das vari´aveis de sa´ıda desejadas para plotagem, sendo que no m´aximo oito vari´aveis s˜ao permitidas em uma declara¸c˜ao .PLOT. O eixo X gerado ´e determinado pelo tipo de an´alise que est´a sendo plotado. Por´em, o eixo Y pode ter ([limite inferior],[limite superior]). Caso nen- hum valor de limite seja especificado, o SPICE determinar´a automaticamente os limites de plotagem. Exemplo: .PLOT TRAN V(5) V(2) (0,5v) I(R1) I(VCC) (-5m,5m) O exemplo plota a resposta de transit´orio de V(5) e V(2) entre os limites 0V e 5V, e I(R1) e I(VCC) entre os limites -5mA e 5mA.

• Impress˜ao

A declara¸c˜ao .PRINT permite que resultados de an´alise CA, CC e Transiente saiam em forma de tabelas.

.PRINT (DC) ou (AC) ou (TRAN) (vari´avel de sa´ıda)

De acordo com o formato de declara¸c˜ao acima, DC, AC e TRAN definem os tipos de an´alise que podem ter sa´ıda na declara¸c˜ao .PRINT. Um ´unico tipo de an´alise deve ser especificado, assim como em .PLOT. (vari´avel de sa´ıda) ´e uma lista das vari´aveis de sa´ıda desejadas. Ao contr´ario do que ocorre com a plotagem, aqui n˜ao h´a limite para o n´umero de vari´aveis de sa´ıda. O formato da sa´ıda ´e determinado pela especifica¸c˜ao do comando .WIDTH, descrito abaixo. Exemplo: .PRINT DC V(1) R(12). Imprime os valores CC para V(1) e R(12).

7 →Extens˜ao: A declara¸c˜ao .WIDTH estabelece o tamanho da sa´ıda (tabela).

.WIDTH OUT = [valor]

Onde [valor] ´e o n´umero de colunas da tabela, e deve ser 80 ou 132, sendo que 80 colunas ´e o valor default para o programa.

• An´alise Gr´afica

A presen¸ca do comando .PROBE no arquivo de descri¸c˜ao do circuito faz com que seja gerado em disco um arquivo com extens˜ao .DAT, que cont´em os dados que ser˜ao utilizados pelo programa gr´afico PROBE. Ou seja, a an´alise gr´afica das grandezas do circuito simulado requer o comando .PROBE na descri¸c˜ao do arquivo .CIR. No entanto, as vers˜oes mais recentes do programa PSpice geram o arquivo .DAT automaticamente, sem a necessidade desse comando. Atrav´es do uso do comando .PROBE no arquivo .CIR, podemos gerar o arquivo .DAT de sinais pr´e-determinados, ou omitirmos os sinais e deixarmos que o software crie o .DAT para todos os elementos do circuito descrito. Exemplo: .PROBE I(Vin) I(VR2) I(VR3) O exemplo mostra que, ao final da simula¸c˜ao, a an´alise gr´afica ser´a poss´ıvel apenas em cima das correntes que circulam atrav´es das fontes Vin, VR2 e VR3. Caso o comando .PROBE fosse usado sem argumentos (sinais de corrente, no caso), o Spice iria gerar um arquivo .DAT para todos os elementos do circuito descrito na ocasi˜ao.

2.2.5 Declara¸c˜oes de Fim

A declara¸c˜ao .END assinala o fim da descri¸c˜ao do circuito, sendo indispens´avel a qualquer arquivo .CIR.

NOTA: N˜ao confunda as declara¸c˜oes .ENDS e .END. A primeira delas marca o fim da descri¸c˜ao de um subcircuito. Sempre vem an- tecedida do comando .subckt. .END finaliza o circuito completo. Deve ser sempre a ´ultima linha do arquivo .CIR.

2.3 Erros de Convergˆencia

Tendo em vista que o simulador Spice gera um sistema de equa¸c˜oes ´ıntegro- diferenciais a partir da an´alise nodal ou de malhas do circuito descrito, e resolve esse sistema de equa¸c˜oes utilizando m´etodos num´ericos, ent˜ao, n˜ao s˜ao raras as vezes em que o software depara-se com erros de convergˆencia durante a simula¸c˜ao. Entre os cuidados comuns a serem tomados durante a descri¸c˜ao do circuito a ser simulado podemos destacar:

• Verifique se todas as conex˜oes do circuito s˜ao v´alidas, se as polaridades est˜ao corretas e se existe um caminho DC de qualquer n´o para o n´o terra;
• Verifique se todos os componentes est˜ao com seus valores indicados correta- mente (por exemplo, MEG ao inv´es de M(mili) para indicarmos a potˆencia
  106. Componentes sem um valor atribu´ıdo s˜ao colocados com valores default determinados pelo simulador;
• Verifique se todos os parˆametros dos modelos s˜ao realistas, principalmente se o modelo foi criado ou editado por vocˆe;