آموزش طراحی مدارهای الکترونیکی توسط PSpice

ساخت یک مدار الکترونیکی هر چند بسیار کوچک و در حد کاری آزمایشگاهی، مستلزم صرف زمان طولانی برای طراحی مدار، بستن یک نمونه بورد آزمایشی و تلاش برای رسیدن به بهترین مقادیر المان‌ها و مناسب‌ترین پاسخ عملی ممکن است. انجام این کار برای طراحی مدارهای پیچیده‌تر به مراتب مستلزم صرف زمان و به تبع آن هزینه بیشتری است. بنابراین تا حد ممکن باید به دنبال راهی بود که هزینه تولید مدار را کاهش داد و علاوه بر آن سرعت کار را نیز بالا برد.

در این میان نرم افزارهای شبیه‌سازی مدارهای الکترونیکی بخش عمده‌ای از بار مشکلات فوق را کاسته‌اند. امروزه شما می‌توانید مدارهای خود را قبل از ساخت فیزیکی، در محیط کامپیوتری به دقت ترسیم کرده و نتایج عملی مدار را نظیر یک آزمایشگاه واقعی مشاهده کنید. همچنین در صورت لزوم می‌توانید مقادیر المان‌ها و یا نوع‌شان را در مدار بدون پرداخت وجه و نیز صرف زمان تا حصول به نتیجه مطلوب تغییر دهید. در این میان نرم افزار شبیه‌ساز PSpice مانند یک آزمایشگاه الکترونیکی بدون هزینه است که می‌تواند بسیاری از نکات مبهم و نامفهوم علم الکترونیک را برای کاربران این نرم‌افزار روشن کند.

توسط این دوره آموزشی با نرم افزار PSpice و ابزارهای آن در قالب مثالها و پروژه‌های عملی متعدد به صورت کامل آشنا خواهید شد. این مجموعه آموزشی یکی از بهترین و کامل‌ترین آموزش‌ها در زمینه طراحی مدارهای الکترونیکی توسط نرم افزار PSpice است و بدون شک دروازه خوبی برای یادگیری این برنامه و ورود به دنیای شبیه‌سازی واقع‌گرایانه مدارهای الکترونیکی است.

مباحث آموزش نرم افزار PSpice:

فصل اول: نصب نرم افزار

نصب نرم افزار PSpice Schematics
بروز کردن برنامه PSpice Schematics

فصل دوم: ایجاد طرحواره

پیش‌گفتار
معرفی PSpice
چگونگی کارکرد ماوس
کلیدهای میانبر Schematic
ترسیم مدار
ترسیم یک مدار ساده
فراخوانی طرحواره شماتیک در محیط Orcad Capture
منوهای محیط شماتیک

فصل سوم: ورودی‌ها و منابع

نحوه تحلیل
ورودی‌های آنالوگ و منبع DC
منبع AC
منبع سینوسی
منبع VSRC
منبع VPULSE و IPULSE
شکل موج خطی VPWL و IPWL
منبع نمایی VEXP و IEXP
منابع مدولاسیون فرکانس VSFFM و ISFFM
منابع دیجیتالی
مولد پالس STIM1
روش زمان‌دهی نسبی
روش حلقه تکرار
مولد HI و LO
مولد DigClock
مولد DigStim

فصل چهارم: تحلیل DC، حساسیت و تابع انتقال

نحوه تحلیل
نحوه اجرای تحلیل DC
مشاهده نتایج تحلیل DC
مدار مقاومتی ساده
تقویت کننده ترانزیستوری تک طبقه
تقویت کننده چند طبقه
مدارهای DC با منابع وابسته
تحلیل DC منابع جریان
تحلیل حساسیت
پایداری نقطه کار ترانزیستور
تحلیل تابع انتقال
انجام تحلیل تابع تبدیل
تحلیل تابع انتقال Opamp 733

فصل پنجم: تحلیل گذرا

تحلیل گذرا
اجرای تحلیل گذرا
چگونگی عملکرد Probe
تعیین مقدار بهره تقویت کننده ترانزیستوری
ترسیم شکل در محیط Probe
اندازه‌گیری در محیط Probe
استفاده از توابع هدف
استفاده از Opamp در تقویت‌کننده‌ها
تحلیل گذرا و استفاده از بلوک‌های ABM
اعمال کنترل کننده برای اصلاح سیستم حلقه بسته
تحلیل گذرای تقویت کننده‌های فیدبک‌دار
تقویت کننده ابزار دقیق
تقویت کننده تفاضلی تک طبقه
تقویت کننده تفاضلی ابزار دقیق
تحلیل فوریه
هارمونیک‌های خروجی تقویت کننده قدرت
توابع هدف تحلیل گذرا
توابع هدف کلی

فصل ششم: تحلیل فرکانسی و نویز

اهداف این فصل
اجرای تحلیل AC Sweep
تعیین حالت دائمی سینوسی
پهنای باند تقویت کننده وارون‌گر
فیلتر بالاگذر درجه 1 و درجه 2
تحلیل فرکانسی و بلوک‌های ABM
فیلتر بالاگذر مرتبه اول با بلوک‌های ABM
فیلتر بالاگذر مرتبه دوم با بلوک‌های ABM
استفاده از Probe در تحلیل حالت دائمی سینوسی
اندازه‌گیری مقاومت ظاهری و تحلیل AC Sweep
مقاومت معادل تونن شبکه خطی
محاسبه امپدانس ورودی
محاسبه امپدانس خروجی
تحلیل نویز
تنظیمات تحلیل نویز
تحلیل نویز در پنجره Probe
نویز در تقویت کننده تفاضلی
توابع هدف تحلیل فرکانسی

فصل هفتم: تحلیل جاروب DC

اهداف این فصل
اجرای تحلیل جاروب DC
منحنی مشخصه دیود
جاروب حرارتی و جاروب تودرتو
جاروب تودرتو و منحنی مشخصه ترانزیستور BJT
جاروب تودرتو و منحنی مشخصه JFET
جاروب DC و منحنی انتقالی مدارهای الکترونیکی

فصل هشتم: تحلیل پارامتریک

اهداف این فصل
اجرای تحلیل پارامتریک
تحلیل پارامتریک و تحلیل گذرا
تحلیل پارامتریک و جاروب DC
تحلیل پارامتریک و جاروب AC
تحلیل پارامتریک و بلوک‌های ABM
عمل کنترل کننده تناسبی انتگرالی PI
عمل کنترل کننده تناسبی انتگرالی-مشتقی PID
مدار عملی کنترل کننده PID

فصل نهم: مدارهای دیجیتال

اهداف این فصل
دیکودر 3 به 8
تبدیل 4 مالتی پلکسر 8 ورودی به یک مالتی پلکسر 32 ورودی
رمز کننده ساده صفحه کلید
جمع کننده کامل 8 بیتی
شمارنده BCD هم‌زمان
زمان‌سنج 555

فصل دهم: مدل‌سازی عناصر آنالوگ و نیمه هادی

اهداف این فصل
دستور Model
پارامترهای اصلی دستور Model
مشخصات تولرانس در دستور Model
پارمترهای دما در دستور Model
قطعات پایه آنالوگ و کتابخانه Breakout
خازن (C)
دیود (D)
FET پیوندی (J)
سلف تزویج (H)
سلف (L)
ماسفت (M)
ترانزیستور دو قطبی (Q)
مقاومت (R)
IGBT (Z)
مدارهای الکترونیکی با قطعات مدل شده
منبع جریان کاسکود
تقویت کننده چند طبقه با ماسفت
تقویت کننده چند طبقه با JFET
تعویض مرجع الگو
فراخوانی و استفاده از یک کتابخانه جدید
ساخت زیر مدار و ایجاد سمبول
طرحواره مدار داخلی تقویت کننده عملیاتی LM741
ایجاد Netlist زیر مدار
ایجاد نماد الکترونیکی برای زیر مدار
ساخت تریستور بر پایه مدل رشید
مدل Pspice تریستور
معرفی تریستور رشید به Pspice
مدل‌سازی تقویت کننده رسانایی انتقالی عملیاتی توسط بلوکهای ABM
مدار ضرب کننده بر پایه تقویت کننده رسانایی انتقالی عملیاتی (OTA)
مدل‌سازی ترانس سه سر به کمک مدل حاضر ترانس دو سر
به‌کارگیری ترانس سه سر مدل شده

فصل یازدهم: تحلیل مونت کارلو و تحلیل بدترین حالت حساسیت

اهداف این فصل
تحلیل های آماری
تحلیل بدترین حالت
تحلیل مونت کارلو
تقسیم‌گر پتانسیلی
تحلیل بدترین حالت با مقاومت‌های دارای توزیع گوسی
تحلیل مونت کارلو با مقاومت‌های دارای توزیع یکنواخت

فصل دوازدهم: هم‌گرایی و خطاهای مربوط به پله‌های زمانی بسیار کوچک

اهداف این فصل
نیازمندی‌های روش نیوتن-رافسون
نقطه بایاس و جاروب DC
تحلیل گذرا
تشخیص موارد خطا
رفع مشکلات هم‌گرایی

فصل سیزدهم: ساخت کتابخانه سمبول

اهداف این فصل
ساخت فایل کتابخانه مدل Pspice
ساخت کتابخانه سمبول .olb در محیط Capture و ایجاد نماد یک قطعه در آن
ساخت دستی کتابخانه سمبول .slb در محیط Schematics و ایجاد نماد یک قطعه در آن
ساخت خودکار کتابخانه سمبول .slb در محیط Schematics و ایجاد نماد قطعه در آن
روش کاملا خودکار ایجاد کتابخانه سمبول .plb از روی کتابخانه مدل .lib برای محیط Capture
تغییر مشخصه‌های نمایش در محیط Schematic