Configuración de análisis AC: Curvas, puntos y barrido de frecuencia

ANÁLISIS AC:

 Forma general: .ac [curva] [puntos] [inicio] [final] Ejemplo 1: .ac lin 1 1000 1000 

Comentarios: El campo [curva] puede ser "lin" (lineal), "dec" (década) u "oct" (octava), especificando la (no)linealidad del barrido de frecuencia. [puntos] especifica cuántos puntos dentro del barrido de frecuencia realizar análisis (para barrido por década, puntos por década; para octava, puntos por octava). Los campos [inicio] y [final] especifican las frecuencias de inicio y fin del barrido, respectivamente. Una nota final: el valor de "inicio" ¡no puede ser cero!

ANÁLISIS CC:

 Forma general: .dc [fuente] [inicio] [final] [incremento] Ejemplo 1: .dc vin 1.5 15 0.5 

Comentarios: La tarjeta .dc es necesaria si quieres imprimir o graficar cualquier voltaje entre dos nodos no nulos. De lo contrario, el análisis "señal pequeña" por defecto solo imprime el voltaje entre cada nodo no nulo y el nodo cero.

ANÁLISIS TRANSITORIO:

 Forma general: .tran [incremento] [tiempo_parada] [tiempo_inicio] + [intervalo_comp] Ejemplo 1: .tran 1m 50m uic Ejemplo 2: .tran .5m 32m 0 .01m 

Comentarios: El ejemplo 1 tiene un tiempo de incremento de 1 milisegundo y un tiempo de parada de 50 milisegundos (cuando solo se especifican dos parámetros, son tiempo de incremento y tiempo de parada, respectivamente). El ejemplo 2 tiene un tiempo de incremento de 0.5 milisegundos, tiempo de parada de 32 milisegundos, tiempo de inicio de 0 milisegundos (sin retraso en el inicio), e intervalo de cómputo de 0.01 milisegundos.

El valor por defecto para tiempo de inicio es cero. El análisis transitorio siempre comienza en tiempo cero, pero el almacenamiento de datos solo ocurre entre tiempo de inicio y tiempo de parada. El intervalo de salida de datos es el tiempo de incremento, o (tiempo_parada - tiempo_inicio)/50, lo que sea menor. Sin embargo, la variable de intervalo de cómputo puede usarse para forzar un intervalo de cómputo menor que cualquiera de los dos. Para grandes conteos de intervalos totales, la variable itl5 en la tarjeta .options puede establecerse en un número mayor. La opción "uic" le dice a SPICE que "use condiciones iniciales".

SALIDA GRÁFICA (.plot):

 Forma general: .plot [tipo] [salida1] [salida2] ... [salida n] Ejemplo 1: .plot dc v(1,2) i(v2) Ejemplo 2: .plot ac v(3,4) vp(3,4) i(v1) ip(v1) Ejemplo 3: .plot tran v(4,5) i(v2) 

Comentarios: SPICE no puede manejar más de ocho peticiones de puntos de datos en una sola tarjeta .plot o .print. ¡Si solicitas más de ocho puntos de datos, usa múltiples tarjetas!

Además, aquí hay una advertencia importante al usar SPICE versión 3: si estás realizando análisis AC y le pides a SPICE que grafique un voltaje AC como en el ejemplo #2, el comando v(3,4) solo mostrará el componente real de un número complejo en forma rectangular. SPICE versión 2 muestra la magnitud polar de un número complejo: una cantidad mucho más significativa si solo se pide una sola cantidad. Para obligar a SPICE3 a darte magnitud polar, tendrás que reescribir el argumento .print o .plot así: vm(3,4).

SALIDA IMPRESA (.print):

 Forma general: .print [tipo] [salida1] [salida2] ... [salida n] Ejemplo 1: .print dc v(1,2) i(v2) Ejemplo 2: .print ac v(2,4) i(vinput) vp(2,3) Ejemplo 3: .print tran v(4,5) i(v2) 

Comentarios: SPICE no puede manejar más de ocho peticiones de puntos de datos en una sola tarjeta .plot o .print. ¡Si solicitas más de ocho puntos de datos, usa múltiples tarjetas!

ANÁLISIS DE FOURIER:

 Forma general: .four [freq] [salida1] [salida2] ... [salida n] Ejemplo 1: .four 60 v(1,2) 

Comentarios: La tarjeta .four depende de que la tarjeta .tran esté presente en algún lugar del deck, con los períodos de tiempo adecuados para análisis de ciclos adecuados. Además, SPICE puede "fallar" si no se hace un análisis .plot junto con el análisis .four, incluso si todos los parámetros .tran son técnicamente correctos. Finalmente, la opción de análisis .four solo funciona cuando la frecuencia de la fuente AC se especifica en la línea de tarjeta de esa fuente, y no en una línea de opción de análisis .ac.

Ayuda incluir una variable de intervalo de cómputo en la tarjeta .tran para mejor precisión de análisis. Se realiza un análisis de Fourier del voltaje o corriente especificado hasta el 9º armónico, con la especificación [freq] siendo la fundamental, o frecuencia inicial del espectro de análisis.

VARIOS:

 Forma general: .options [opción1] [opción2] Ejemplo 1: .options limpts=500 Ejemplo 2: .options itl5=0 Ejemplo 3: .options method=gear Ejemplo 4: .options list Ejemplo 5: .options nopage Ejemplo 6: .options numdgt=6 

Comentarios: Hay muchas opciones que pueden especificarse con esta tarjeta. Quizás la más necesitada por usuarios principiantes de SPICE es la configuración "limpts". Al ejecutar una simulación que requiere más de 201 puntos para imprimir o graficar, este límite de puntos de cálculo debe aumentarse o SPICE terminará el análisis. El ejemplo dado (limpts=500) le dice a SPICE que asigne suficiente memoria para manejar al menos 500 puntos de cálculo en cualquier tipo de análisis especificado (CC, CA o transitorio).

En el ejemplo 2, vemos una variable de iteración (itl5) establecida en 0. En realidad hay seis variables de iteración diferentes disponibles para manipulación del usuario. Controlan los límites de ciclo de iteración para solución de ecuaciones no lineales. La variable itl5 establece el número máximo de iteraciones para un análisis transitorio. Similar a la variable limpts, itl5 usualmente necesita establecerse cuando se ha especificado un intervalo de cómputo pequeño en una tarjeta .tran. Establecer itl5 en 0 desactiva el límite completamente, permitiendo ciclos de iteración infinitos (tiempo infinito) para computar el análisis. Advertencia: ¡esto puede resultar en tiempos de simulación muy largos!

El ejemplo 3 con "method=gear" establece el método de integración numérica usado por SPICE. El por defecto es "trapezoide" en lugar de "gear", trapezoide siendo una aproximación geométrica simple del área bajo una curva hallada cortando la curva en trapezoides para aproximar la forma. El método "gear" se basa en ecuaciones polinomiales de segundo orden o mejor y lleva el nombre de C.W. Gear (Numerical Integration of Stiff Ordinary Equations, Reporte 221, Departamento de Ciencias de la Computación, Universidad de Illinois, Urbana). El método Gear de integración es más demandante para la computadora (computacionalmente "costoso") y a veces da resultados ligeramente diferentes al método trapezoide.

La opción "list" mostrada en el ejemplo 4 da un resumen verboso de todos los componentes del circuito y sus respectivos valores en la salida final.

Por defecto, SPICE insertará códigos de control de salto de página ASCII en la salida para separar diferentes secciones del análisis. Especificar la opción "nopage" (ejemplo 5) evitará tal paginación.

La opción "numdgt" mostrada en el ejemplo 6 especifica el número de dígitos significativos de salida al usar una de las opciones de salida de datos ".print". SPICE por defecto usa una precisión de 4 dígitos significativos.

CONTROL DE ANCHO:

 Forma general: .width in=[columnas] out=[columnas] Ejemplo 1: .width out=80