ویژگی های کتاب
- شبیه سازی بیش از100 مدار آنالوگ و دیجیتال جهت آموزش pspice
- آشنایی با آنالیزهای اصلی تحلیل مدار در pspic(bias point،dcوac sweep،tranisent(
- آشنایی با آنالیزهای پیشرفته تحلیل مدار در pspic(مونت کارلو، بدترین شرایط ، پارامتریک و...)
- آشنایی با آنالیزهای خاص در pspice(thd، نویزو فوریه)
- آشنایی با بلوک های سلسله مراتبی و نحوه استفاده از آنها در پروژه های بزرگ
- آشنایی با مدل های رفتاری ریاضی ، abm(تبدیل لاپلاس، جمع، ضرب ، گین ، جدول و...)
- آشنایی با نحوه درست کردن سمبل و مدل برای المان های جدید
- آشنایی با زیرمدارها برای مدل کردن یک المان یا مدار جدید
- نحوه استفاده از اینترنت جهت پیدا کردن و اضافه کردن قطعات جدید برای شبیه سازی در pspice
- تحلیل و شبیه سازی پروژه منبع تغذیه dc با قابلیت تنظیم ولتاژ و جریان
- نحوه مدل کردن یک servo motordc در محیط pspice
- تحلیل و شبیه سازی پروژه کنترل دوریک servo motor dc و آشنایی با مدارات قدرت و کنترلی pwm، full bridge، lead integral controller، current limit
- ارایه 10 پروژه صنعتی جهت آنالیز در محیط pspice
- dvd همراه کتاب شامل
- نرم افزارهای orcad 9.2.orcad16.3،orcad 9.2، و...به همراه آموزش و نحوه نصب آنها
- حل تمامی مسایل موجود در کتاب در محیط های captureو schematic
مقدمه
PSpice یک نرم افزار شبیه‌سازی برای مدارات آنالوگ، دیجیتال و ترکیب آن دو یعنی دیجیتال و آنالوگ است که قابلیت اجرا بر روی کامپیوترهای شخصی (PC=Personal Computer) را دارد. با کمک PSpice ما می توانیم رفتار مدار مورد نظر خود را مانند:
تقویت‌کننده‌های صوتی و ماوراء صوت منابع تغذیه خطی و سوئیچینگ مدارات مخابراتی مثل اسیلاتورها، میکسرها، مدولاتورها و...خطوط انتقال قدرت مدارات ابزار دقیق مثل مبدل‌های جریان به ولتاز، ولتاژ به جریان، ولتاژ به فرکانس، پل‌های اندازه‌گیری و ... مدارات کنترل دما، فشار، سرعت، مکان و .... را مدل کرده و سپس با شبیه‌سازی مدار پاسخ آنها را در شرایط خواسته شده مورد ارزیابی قرار دهیم.
عبارت PSPICE از حروف ابتدایی جمله زیر تشکیل شده است.
PSPICE = Personal computer Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis "برنامه شبیه‌سازی با تاکید بر روی مدارات مجتمع و قابل اجرا بر روی کامپیوترهای شخصی"Spice برای اولین بار در سال 1972 توسط پروفسور Ronald A. Rohrer در دانشگاه برکلی کالیفرنیا مطرح شد و سپس در سال 1984 اولین نسخه قابل اجرای آن بر روی کامپیوترهای شخصی با عنوان PSpice توسط شرکت MicroSim ارایه شد، این نرم افزار در سال 1989 توسط شرکت ORCAD/CADENCE از شرکت MicroSim خریداری شد و هم اکنون نیز توسط این شرکت به روز می شود.
نسخه‌های جدید PSpice دارای توانایی‌های بسیار زیادی نسبت به نسخه اولیه آن می‌باشند، که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
آنالیزهای پیشرفته (Advanced Analysis)بهینه‌سازی خودکار مدار (automatic optimization of a circuit)قابلیت تغییر در مدل المان‌ها (Model Editor)پارامتری کردن مدل المان‌ها (parametrized models)اضافه شدن هزاران المان جدیدتوانایی نصب المان‌های جدید از طریق جستجو در شبکه اینترنت سوال: چرا ما نیازمند نرم افزار شبیه‌سازی مدار می‌باشیم؟
پاسخ درست به این سوال اهمیت زیادی دارد و برای افرادی که می‌خواهند کار با این نرم افزار را شروع کنند انگیزه افزونتری ایجاد می کند، لذا به موارد زیر دقت کنید:
شبیه‌سازی یک مدار به طراح اجازه می‌دهد که بدون نیاز به ساخت مدار امکان ارزیابی مدار طراحی شده را به‌وجود آورد که این خود باعث صرفه‌جویی بسیار زیادی در هزینه‌ها و زمان اجرایی طرح می‌شود.
با انجام شبیه‌سازی طراح می‌تواند پاسخ رفتار مدار عملی را پس از ساخته شدن آن پیش‌گویی کند.
امکان تغییر بر روی المان‌های مدارات قدرت در محیط شبیه‌سازی، بدون ایجاد خطر برای خود مدار و طراح آن وجود داردامکان شبیه‌سازی مدار در شرایط مختلف کاری و محیطی وجود داردتوجه شود که شبیه‌سازی مدار نمی‌تواند جایگزین ساخت برد نمونه شود!!! و اطلاعاتی که با آزمایش بر روی سخت افزار برد نمونه ساخته شده، به‌دست می‌آید را نمی‌توان به‌طور کامل از طریق شبیه‌سازی به‌دست آورد!!!
این کتاب برای طراحان، مهندسان و دانشجویان زیر گروه برق نوشته شده است. آموزش نرم‌افزار با استفاده از مثال های متعدد موجود در کتاب انجام شده است. سال ها تدریس آموزش نرم‌افزار PSpice برای دانشجویان رشته الکترونیک و کنترل و استفاده از آن در صنعت توسط مولفین باعث شده که در مثال‌ها و پروژه‌های مطرح شده در کتاب مطالب علمی، عملی و صنعتی بسیاری مورد بررسی و شبیه‌سازی قرار بگیرد و این موضوع خود باعث می‌شود که استفاده‌کنندگان از این کتاب در مواجهه با مدارات و پروژه‌های صنعتی بزرگ توانایی آنالیز آنها را با این نرم افزار را داشته باشند.
فصول مختلف این کتاب عبارتند از:
فصل اول: مروری بر روش شبیه‌سازی و تحلیل مدار و انواع تحلیل‌هایی که با Pspice A/D قابل اجرا است.
فصل دوم: توصیف دقیق انواع تحلیل‌ها و مثال‌هایی برای نحوه کشیدن مدار، شبیه‌سازی و تحلیل آن در Orcad
فصل سوم: تهیه یک شماتیک برای شبیه‌سازی و نحوه بررسی پیغام خطاها و چگونگی جستجو برای پیدا کردن یک المان در Orcad
فصل چهارم: ساختن و تغییر مدل‌ها (Creating and Editing Model)
فصل پنجم: ساختن سمبل (علامت مداری) برای مدل‌ها (Creating Symbols For Models)
فصل ششم: مدل کردن رفتاری آنالوگ Anolog Behavioral Modeling (ABM)
فصل هفتم: مدل کردن قطعات دیجیتال
فصل هشتم: تحلیل دو پروژه بزرگ عملی (رگولاتور ولتاژ و جریان قابل تنظیم، سیستم کنترل سرعت برای سرو موتورهای DC) با Pspice با وجود اینکه، کلیه مسایل و مطالب مطرح شده در این کتاب توسط هر دوی ما حل و بازنگری شده و تلاش گردیده است که کتاب تهیه شده عاری از اشکال باشد با این وجود خواهشمند است، مشکلات مشاهده شده را جهت بررسی و تصحیح به آدرس ایمیل ما ارسال فرمایید.
در خاتمه امیدوار هستیم که این کتاب راه‌گشای مناسب جهت استفاده کلیه اساتید، مهندسان و دانشجویان عزیز قرار گیرد. از کلیه عزیزانی که در تهیه این کتاب ما را یاری نمودند علی الخصوص مسئولین انتشارات فدک که مشوق ما در تهیه این مجموعه بوده‌اند و چاپ و انتشار این کتاب، حاصل زحمات این عزیزان می باشد کمال تشکر را می‌نماییم.
مهندس حمید شبستری خیابانی
عضو هیات علمی دانشگاه آزاد واحد کرج
مهندس بهزاد بهنام
عضو هیات علمی دانشگاه آزاد واحد کرج
فهرست مطالب
فصل 1 مروری بر روش شبیه‌سازی و تحلیل مدار
1.1 انواع تحلیل‌هایی که با PSPISE A/D قابل اجرا است 2
2.1 تحلیل‌های پیشرفته: (Advanced multi-run analyses) 6
3.1 تحلیل شکل موج با PSPISE A/D 7
4.1 استفاده از PSPISE A/D با سایر برنامه‌های Orcad 8
5.1 فایل‌هایی که برای شبیه‌سازی مورد نیاز می‌باشند 9
1.5.1 فایل‌هایی که برنامه شماتیک (Schematic) تهیه می‌نمایند 9
2.5.1 فایل‌های دیگری که برای شبیه‌سازی مورد نیاز می‌باشند 9
6.1 پیکربندی فایل‌های stimulus و فایل‌های ضمیمه و کتابخانه مدل 10
7.1 فایل‌هایی که PSPISE تهیه می‌کند 11
فصل 2 توصیف دقیق انواع تحلیل‌ها و مثال‌هایی برای شبیه‌سازی و تحلیل 13
1.2 نحوه‌ی کشیدن مدار در Orcad 14
2.2 نحوه‌ی وارد شدن به محیط شماتیک برای کشیدن مدار 14
3.2 نحوه‌ی وارد شدن به محیط Capture برای کشیدن مدار 15
4.2 تحلیل تفصیلی نقطه کار (Bias Point Detail) یا op 18
5.2 تحلیل جاروب DC (DC SWEEP) یا DC 44
6.2 مثال‌هایی از تحلیل AC sweep و Noise 78
7.2 مثال‌های آنالیز گذرا Time Domain (Transient) 84
8.2 مثال‌هایی از تحلیل‌های پیشرفته 92
فصل 3 تهیه یک شماتیک برای شبیه‌سازی 151
1.3 نحوه‌ی بررسی پیغام خطا 152
2.3 استفاده از قطعاتی که می‌توان از آنها در شبیه‌سازی استفاده کرد 152
3.3 استفاده از پارامترهای عمومی و روابط به جای مقادیر 158
4.3 معین کردن منابع تغذیه 162
فصل 4 ساختن و تغییر مدل‌ها (Creating and Editing Model) 167
1.4 مفهوم مدل 168
2.4 چگونگی مرتب شدن مدل‌ها 170
3.4 ابزار ساختن و تغییر مدل‌ها 172
4.4 راه‌های تغییر و ساختن مدل‌ها 172
5.4 استفاده از PSpice Model Editor برای درست کردن و تغییر مدل‌های موجود 174
6.4 استفاده از (Edit Model Text) در محیط شماتیک برای تغییر پارامترهای مدل 201
7.4 استفاده از دستور تهیه زیرمدار در محیط شماتیک 214
8.4 تغییر Refrence مدل برای یک مدل موجود 229
9.4 استفاده کردن مجدد از مدل‌های موردی (Instants Model) 236
10.4 مرتب کردن و پیکربندی کتابخانه‌های مدل 239
فصل 5 ساختن سمبل (علامت مداری) برای مدل‌ها 241
Creating Symbols For Models
1.5 آماده کردن مدل‌ها برای تهیه و ساختن سمبل مداری 242
2.5 استفاده از Symbol Wizard 242
3.5 ساختن سمبل‌های AKO: AKO of Symbols Creating (A Kind Of) 244
4.5 استفاده از Model Editor برای ساختن سمبل‌ها 258
5.5 طراحی سمبل‌های جدید به جای سمبل‌های موجود جهت استفاده در یک مدل جدید 267
6.5 تغییرات در شکل سمبل 268
7.5 تعیین مشخصات (Attributes) یک سمبل که برای تحلیل الزامی می‌باشد. 280
فصل 6 مدل کردن رفتاری آنالوگ 311
Anolog Behavioral Modeling (ABM)
1.6 فایل کتابخانه سمبل (قطعه) abm.slb 312
2.6 قرار دادن قطعات ABM و تعیین مشخصات آنها 312
3.6 TEMPLATE قطعه ABM 313
4.6 قطعات سیستم کنترل (Control System Parts) 314
5.6 قطعات معادل PSPICE A/D 352
6.6 خطی کردن توابع غیرخطی در آنالیز AC 366
7.6 منابع کنترل شده پایه 368
فصل 7 مدل کردن قطعات دیجیتال 385
1.7 مشخصه‌های مدل کامل یک قطعه دیجیتال 386
2.7 رفتار اساسی و اصلی: Functional Behavior 386
3.7 مشخصه‌های زمانی: Timing Characteristics 390
4.7 مشخصه‌های ورودی و خروجی: Input/Output Characteristics 394
5.7 ساختن یک مدل دیجیتال با استفاده از PINDLY و LOGICEXP 398
فصل 8 تحلیل چند پروژه با PSpice 429
1.8 پروژه تحلیل یک منبع تغذیه DC 430
2.8 پروژه تحلیل یک سیستم کنترل سرعت با سرو موتورهای DC در Capture Orcad 460
پیوست‌ها 527
پیوست 1 پیغام‌های خطا در نرم‌افزار ORCAD 528
پیوست 2 توابع 542
