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P-Spice Tutorial – Eine Schnelleinführung (Teil 2)

Der zweite Teil des Tutorials...

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Simulation

Um eine Simulation durchzuführen, muss zunächst ein neues Simulationsprofil angelegt werden. Dazu klickt man auf die Schaltfläche "New Simulation Profile" in der zweiten Symbolleiste oben links.


Abbildung 14: Schaltfläche "Simulationsprofil anlegen"


Es öffnet sich daraufhin folgender Dialog:


Abbildung 15: Dialog "Simulationsprofil anlegen"


Dort wählt man einen aussagekräftigen Namen für die Simulation. Das Feld "Inherit From" wird nicht geändert. Anschließend wird das Profil mit der Schaltfläche "Create" angelegt. Es öffnet sich daraufhin der Dialog "Simulation Settings", welcher auch über die entsprechende Schaltfläche aufgerufen werden kann. Diese befindet sich ebenfalls links oben.


Abbildung 16: Schaltfläche "Simulationseinstellungen bearbeiten"


In den Simulationseinstellungen kann man unter "Analysis type" festlegen, welcher Simulationstyp durchgeführt werden soll.


Abbildung 17: Fenster "Simulationseigenschaften"


Es gibt vier verschieden Simulationstypen:

  1. "Time Domain (Transient)"- Beobachtung der Schaltung über einen festgelegten Zeitraum – alle Werte der Schaltung sind fest definiert

  2. "DC Sweep" – Variation einer zuvor festzulegenden Gleichspannungsquelle in der Schaltung zur Aufnahme von Kennlinien

  3. "AC Sweep" – Variation einer zuvor festzulegenden Wechselspannungsquelle in der Schaltung zur Aufnahme von Kennlinien

  4. "Bias Point" – Berechnung von Spannungen und Strömen im Arbeitspunkt der Schaltung


Wir wählen hier "Time Domain" aus. Die Simulationszeit stellen wir unter "Run to time" auf 100 ms und die "Maximum step size" auf 1 ms. Nun schließen wir das Fenster mit "Ok". Das neue Simulationsprofil taucht anschließend im Explorerfenster der Projektübersicht am linken Bildschirmrand auf. Dort finden sich alle erstellten Profile im Unterordner "Simulation Profiles". Das gerade aktive Profil ist dabei rot markiert. Will man das aktive Profil wechseln, klickt man rechts auf das gewünschte Profil. Es öffnet sich ein Kontextmenü über das man neben Einstellungsänderungen auch die Schaltfläche "Make Active" anwählen kann. Dies ist wichtig für die anschließende Simulation, wenn mehrere Profile angelegt wurden, da immer das aktive Profil ausgeführt wird.


Abbildung 18: Verwalten von Simulationsprofilen im Explorer


Um nach der Simulation auch Messdaten angezeigt zu bekommen, müssen noch Messpunkte angelegt werden. Dazu wählt man die Schaltfläche mit dem Tastkopfsymbol für Spannung aus der oberen Symbolleiste:


Abbildung 19: Schaltfläche "Messpunkt setzen"


Mit dem Mauszeiger lässt sich nun ein Tastkopf bewegen, der mit Linksklick an einer Leitung angelegt werden kann. Wir wollen die Spannungen von Eingangs- und Ausgangssignal des Tiefpass messen und setzen daher jeweils einen Tastkopf zwischen Spannungsquelle und Widerstand sowie Widerstand und Kondensator.


Abbildung 20: Schaltplan mit Messpunkten


Nun kann die Simulation gestartet werden. Dazu klickt man auf das blaue "Run Pspice-Symbol" in der oberen Symbolleiste.


Abbildung 19: Schaltfläche "Simulation starten"


Es öffnet sich ein Fenster, in welchem die Simulationsergebnisse in einem Oszilloskopbild dargestellt werden:


Abbildung 20: Darstellung der Simulationsergebnisse


Es werden die Spannungsverläufe an den beiden vorher definierten Messpunkten über die gewählte Simulationszeit von 100 ms dargestellt. Die grüne Kurve ist das Eingangssignal und die rote Kurve ist das Ausgangssignal. Diese Zuordnung wird auch deutlich, wenn man wieder in die Schaltplanansicht wechselt. Dort wurden die Messpunkte entsprechend eingefärbt.

Man erkennt deutlich die Dämpfung und Phasenverschiebung zwischen Eingangs- und Ausgangssignal, wie sie typischerweise bei einem Tiefpass auftreten. Will man sehen, wie sich der Tiefpass bei anderen Frequenzen verhält, kann man einfach im Schaltplan bei den Eigenschaften der Spannungsquelle den Frequenzwert auf 500 Hz ändern und die Simulation erneut aufrufen. Man sieht, dass Dämpfung und Phasenverschiebung deutlich zugenommen haben.


Abbildung 21: Neue Simulation mit Spannungsquelle bei 500 Hz


An dieser Stelle soll diese kleine Einführung nun enden. Alle wichtigen Grundlagen zur Erstellung und Simulation einer einfachen Schaltung in Pspice sind nun erläutert. Für eine genauere Analyse der in diesem Tutorial betrachteten Schaltung bietet sich nun eine Simulation mittels "AC Sweep" an. Dies soll aber Thema für ein weiteres Tutorial sein.


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