Allegro PSpice System

Allegro PSpice System

Auch erfahrene Elektronik-Entwickler können das Verhalten von elektrischen Schaltungen schwer vorhersagen. Daher werden Schaltungen oder nur kritische Schaltungsteile entweder durch physikalisch aufgebaute Prototypen und anschließende Messungen oder durch Schaltungssimulationen analysiert. Der Trend geht hier klar zur virtuell simulierten Messung, da die Entwicklungszyklen immer kürzer werden und mit Simulationen sehr zeitnah Aussagen getroffen werden können, die mit Messungen korrelieren. Weltweit hat sich PSpice als Referenzsimulator über Jahre durchgesetzt, und die meisten Hersteller von Bauteilen bieten PSpice Simulationsmodelle im Internet an.

Basierend auf dem Stromlaufplan, der für ein PCB Layout gezeichnet wird, kann eine Simulation gestartet werden. Der Anwender fügt ggf. eine Stromquelle oder einen definierten Stimulus und Messpunkte im Stromlaufplan ein. Dieses Verfahren ähnelt dem eines physikalischen Versuchsaufbaus mit Funktionsgenerator und Oszilloskop.

PSpice Simulation Circuit Analysis

Analyze and verify your analog and mixed-signal electrical circuits with the advanced PSpice simulation tools in OrCAD.

Validate Your Circuit Automatically Without Manually Plotting Graphs

Validate Your Circuit Automatically Without Manually Plotting Graphs

Virtually create and test designs before developing hardware, saving you time, money and materials.

Co-Simulate Mechanical and Electrical Systems

Co-Simulate Mechanical and Electrical Systems

The seamless bi-directional integration between MathWorks MATLAB / Simulink and PSpice lets you easily simulate electrical circuits and mechanical, hydraulic, thermal blocks in one unified environment.

Produkteigenschaften

Allegro PSpice System enthält alle Funktionen von PSpice A/D und PSpice Designer, jedoch nicht OrCAD Capture. Darüber hinaus verfügt es über die folgenden Funktionen:

Sensitivity Analyse
Anzeige der empfindlichen Bauteile

Sensitivity Analyse

Bei dieser Simulationsvariante wird die Empfindlichkeit aller Bauteile der Schaltung berechnet. Die Empfindlichkeit zeigt den relativen Einfluss jedes einzelnen Bauteils auf eine oder mehrere Zielfunktionen einer Schaltung an, wie z.B. maximale Leistung, Bandbreite, Mittenfrequenz, etc. Zur Auswertung steht eine grafische Darstellung zur Verfügung. Sie zeigt den Einfluss auf die gewählte Zielfunktion der kritischen Bauteile, im Hinblick auf die Bauteiltoleranz. Somit können unkritische Bauteile mit größeren Toleranzen gewählt werden, während Bauteile, bei denen kleine Werteänderungen einen großen Einfluss auf die Zielfunktionen haben, gezielt mit engen Toleranzen spezifiziert werden. So lassen sich Kosten an unempfindlichen Stellen reduzieren.

Advanced Monte Carlo
Optimierung der Bauteilparameter

Optimizer

Die Optimizer Funktion kann basierend auf einer vorgegebenen Schaltung (Netzliste) eigenständig die Bauteile so dimensionieren, dass eine Zielfunktion möglichst genau erreicht wird. Basierend auf einer definierten Zielfunktion errechnet die Funktion nicht nur die theoretisch optimalen Bauteilwerte, z.B. R1 = 57,34 Ohm und R2 = 14,29 Ohm und ß = 129. Es können auch als mögliche Zielergebnisse bestimmte Bauteilreihen vorgegeben werden, aus denen die Werte gewählt werden dürfen. So würde bei einer E24-Reihe die Optimizer-Simulation Werte von R1 = 56 Ohm und R2 = 22 Ohm als Bauteilkombination für ein Optimum der Zielfunktion wählen.

Parametric Plot
Kurven verschiedener Parameter

Parametric Plot

Mit dem Parametric Plot lassen sich mehrere Werte sweepen, d.h. es werden basierend auf nur einer Simulation die Ergebnisse aller Werte von 0 Volt bis 10 Volt mit der Schrittweite 1 Volt und Werten für einen Kondensator von 1 pF bis 10 pF in Schritten der E12-Reihe dargestellt. Das Ergebnis ist eine übersichtliche Kurvenanzahl. Die schnelle Darstellung eines komplexen Sachverhalts durch eine Simulation hilft eine Schaltung richtig zu dimensionieren. Die Kennlinien der Bauteile im Arbeitspunkt werden mit einem Wizard ausgemessen. Es ist möglich, Werte für Spezifikationen wie Anstiegszeit, Überschwingen, Leistung, Bandbreite, usw. zu dimensionieren.

Global Tolerances
Globale Toleranzen für alle Modelle

Globale Toleranzen (Monte Carlo)

PSpice unterstützt die Vergabe von globalen Toleranzen in PSpice-Modellen. In einer PSpice-Schaltung mit frei verfügbaren PSpice-Modellen können in der Software zentral Parameter für Fertigungstoleranzen angegeben werden. Bei einer Monte Carlo Simulation wird dann das Verhalten der Schaltung nicht mehr bei exakten Werten für Widerstände (z.B. 10 Ohm) simuliert, sondern es können Bauteil-Kombinationen mit den Toleranzen von ±5% für alle Widerstände ausgeführt werden, ohne dass die Simulations-Modelle angepasst werden müssen. Toleranzen können global für Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, Spannungs- und Stromquellen vergeben werden. Es lassen sich in der Software aber auch gezielt Toleranzen für einzelne Bauteile vorgeben, zum Beispiel D1 1N4148 und Subcircuits.

DMI (Device Model Interface)
DMI (Device Model Interface)

Device Model Interface

Mit dem DMI (Device Model Interface) können in PSpice komplexe Schaltungsteile als virtueller Prototyp simuliert werden. Dazu werden in verschiedenen Level der Abstraktion die Schaltungsteile mit Programmiersprachen wie C/C++, SystemC oder Verilog-A beschrieben und der Programmcode in PSpice über das Device Model Interface eingebunden. Mögliche Anwendungen sind ein Digital Power Supply (SMPS), ein FIR oder Noise Filter oder sogar Hardware in the Loop (HIL). In der Applikation Note sind die Details beschrieben.

Advanced Monte Carlo
Zu hohe Ausfallwahrscheinlichkeit

Advanced Monte Carlo

Mit der Monte Carlo Analyse wird die zufällige Streuung der Toleranzen von Bauteilen nachempfunden. Das Ergebnis ist eine Wahrscheinlichkeitsverteilung der Toleranzen für jedes Bauteil. Wenn diese Bauteile in der Serienproduktion kombiniert werden, können die verschiedenen Toleranzen der Bauteile unterschiedliche Auswirkungen auf die Zielfunktionen haben. Mit der Analyse lassen sich Aussagen treffen, wie groß die Ausbeute ist, d.h. wie viele Produkte in der Qualitätssicherung ausfallen würden. Durch die grafische Darstellung können Schwachpunkte erkannt werden, und der Entwickler kann gezielt Qualität einplanen und den Yield erhöhen.

PSpice Referenzschaltungen und Beispiele

Nachfolgend sehen Sie eine Auswahl elektronischer Grundschaltungen. Es gibt jeweils einen Link zu einem Video-Tutorial, in dem das Verhalten dieser Schaltung erklärt wird. Die Schaltung ist für die Simulation in PSpice aufbereitet und kann kostenlos als ZIP-Datei heruntergeladen werden. Sie können die Ergebnisse der Simulation leicht reproduzieren und Komponenten und Einstellungen austauschen, um die Schaltung für Ihre eigene Ausbildung besser zu verstehen.

Kondensator-Schaltungen

Phasenverschiebung
3:19

Phasenverschiebung

Dieses Video zeigt, wie es zu einer Phasen Verschiebung an einem Kondensator kommt.

Schaltung
Kondensatoraufladung
2:05

Kondensatoraufladung

Dieses Video erläutert das Aufladen eines Kondensators.

Schaltung
Kondensatorentladung
1:39

Kondensatorentladung

Im Video wird die Entladung eines Kondensators erklärt.

Schaltung
Hochsetzsteller
3:55

Hochsetzsteller

Das Video zeigt den Aufbau und die Funktionsweise eines Hochsetzstellers.

Schaltung

Dioden-Schaltungen

Diodenkennlinie
2:49

Diodenkennlinie

In diesem Video wird gezeigt, wie eine Diodenkennlinie aufgenommen wird.

Schaltung
Vorwiderstand an einer Diode
2:31

Vorwiderstand an einer Diode

Dieses Video erläutert, wie der Vorwiderstand einer Diode bestimmt werden kann.

Schaltung
Freilaufdiode
5:00

Freilaufdiode

Dieses Video erklärt die Funktion einer Freilaufdiode beim Schalten induktiver Lasten.

Schaltung
Reihenstabilisierung
3:04

Reihenstabilisierung mit Z Diode

In diesem Video wird eine Reihenstabilisierung mit einer Zehner Diode simuliert.

Schaltung
Stromregelung LED
2:52

Stromregelung LED

Mit Werten aus Datenblätten können in PSpice Modelle für LEDs erstellt werden.

Schaltung

Transistor-Schaltungen

Impedanzwandler
4:09

Impedanzwandler

In Video wird erklärt, wie ein Transistor als Impedanzwandler eingesetzt werden kann.

Schaltung
Emitterschaltung
2:33

Emitterschaltung

Die Basisschaltung eines Transistors in Emitterschaltung wird in diesem Video erklärt.

Schaltung
Stromspiegel
3:01

Stromspiegel

Die Basisschaltung für einen Stromspiegel wird hier simuliert und erklärt.

Schaltung
Bipolarer Transistor als Schalter
3:25

Bipolarer Transistor als Schalter

Es wird die Funktionsweise eines bipolaren Transistors als Schalter erklärt.

Schaltung
Induktive Lasten
4:59

Induktive Lasten

Dieses Video erläutert die Funktion einer Freilaufdiode beim Schalten induktiver Lasten.

Schaltung
Schalten kapazitiver Lasten
3:53

Kapazitive Lasten

Das Video erklärt das elektrische Verhalten beim Schalten von kapazitiven Lasten.

Schaltung
Open Collector
6:18

Open Collector

Das Video beschreibt die Funktionsweise eines Open Collector Ausgangs.

Schaltung
Differenzverstärker
5:30

Differenzverstärker

Dieses Video beschreibt die Funktionsweise eines Differenzverstärkers.

Schaltung
<h4>Mehrstufiger Verstärker
7:52

Mehrstufiger Verstärker

Dieses Video zeigt die Funktionsweise und Dimensionierung eines mehrstufigen Verstärkers.

Schaltung
Frequenzmultiplizierer
4:58

Frequenzmultiplizierer

Das Video beschreibt die Funktion und Dimensionierung eines Frequenzmultiplizierers.

Schaltung

FET-Transistor-Schaltungen

N-Kanal J-FET
3:36

N-Kanal J-FET

Dieses Video erklärt die Funktion eines J-FET Feldeffekt Transistors.

Schaltung
N-Kanal J-FET Verstärker
6:01

N-Kanal J-FET Verstärker

Dieses Video zeigt die Funktion eines N-Kanal J-Feldeffekt Transistors als Verstärker.

Schaltung
P-Kanal J-FET
3:40

P-Kanal J-FET

Das Video erklärt die Funktionsweise eines P-Kanal J-FET Feldeffekt Transistors.

Schaltung

Thyristoren-Schaltungen

Thyristor als Schalter
3:16

Thyristor als Schalter

Dieses Video zeigt, wie ein Thyristor als Schalter funktioniert.

Schaltung
Einfacher Sägezahngenerator
3:09

Sägezahngenerator

Das Video erläutert die Grundschaltung eines einfachen Sägezahngenerators.

Schaltung

IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor)

IGBT als Schalter
2:38

IGBT als Schalter

Das Video erklärt die elektronische Grundschaltung eines IGBT als Schalter.

Schaltung

Triac (Triode for Alternating Current)

Phasenanschnittsteuerung
5:40

Phasenanschnittsteuerung

Anhand einer PSpice Schaltung wird im Video eine Phasenanschnittsteuerung erklärt.

Schaltung

Operationsverstärker (OPV)

<h4>Invertierender Operationsverstärker
3:59

Invertierender Verstärker

Das Video zeigt Aufbau und Funktionsweise des invertierenden Operationsverstärkers.

Schaltung
Nicht-Invertierender Verstärker
3:23

Nicht-Invertierender Verstärker

Das Video erklärt die Grundschaltung eines OPV als nicht invertierender Verstärker.

Schaltung
<h4>Invertierender Addierer
2:55

Invertierender Addierer

Das Video zeigt die Funktion eines Operationsverstärker als invertierender Addierer.

Schaltung
Nicht-Invertierender Addierer
2:56

Nicht-Invertierender Addierer

Dieses Video erläutert, wie ein OPV als nicht invertierender Addierer arbeitet.

Schaltung
Operationsverstärker als Integrierer
3:39

Integrierer

Das Video beschreibt die Funktion eines Operationsverstärkers als Integrierer.

Schaltung
Operationsverstärker als Differenzierer
3:35

Differenzierer

Im Video wird die Funktion eines Operationsverstärkers als Differenzierer erklärt.

Schaltung
Schmitt Trigger
4:46

Schmitt-Trigger

Das Video zeigt die Funktionsweise und den Aufbau eines Schmitt-Triggers.

Schaltung
Invertierender Schmitt Trigger
3:58

Invertierender Schmitt-Trigger

In diesem Video geht es um den invertierenden Schmitt-Trigger.

Schaltung
Digital Analog Wandler
5:14

Digital Analog Wandler (DAW)

Im Video wird die Funktion eines Digital Analog Wandlers simuliert und erklärt.

Schaltung
Integrator mit Reset
4:35

Integrator mit Reset

Dieses Video erklärt einen Integrator mit Reset anhand einer PSpice-Schaltung.

Schaltung

Oszillatoren

RC Oszillator
5:10

RC Oszillator

In diesem Video wird die Funktion eines RC-Oszillators erklärt.

Schaltung
Schwingkreis
2:37

Schwingkreis

Das Video erklärt einen RLC-Schwingkreis mit einer Simulation in PSpice.

Schaltung
Parallelschwingkreis
3:05

Parallelschwingkreis

Dieses Video zeigt die Funktion eines Parallelschwingkreises.

Schaltung
Reihenschwingkreis
2:45

Reihenschwingkreis

In diesem Video wird ein Reihenschwingkreis mit PSpice erklärt.

Schaltung
Hartley Oszillator
4:07

Hartley Oszillator

Das Video zeigt den Aufbau und die Funktionsweise eines Hartley Oszillators.

Schaltung

Filter

Tiefpass
4:48

Tiefpass

Im Video wird die Funktion eines elektronischen Tiefpass-Filters beschrieben.

Schaltung
Passiver Bandpass
3:23

Passiver Bandpass

In diesem Video wird die Funktionsweise eines passiven Bandpasses beschrieben.

Schaltung
Aktiver Bandpass 1. Ordnung
4:01

Aktiver Bandpass 1. Ordnung

Das Video beschreibt die Funktion eines aktiven Bandpass Filters 1. Ordnung.

Schaltung
Bandpass mit Einfachmitkopplung
2:39

Bandpass mit Einfachmitkopplung

Das Video erklärt einen einfachen Bandpassfilter mit Einfachmitkopplung.

Schaltung
Notch Filter (Kerbenfilter)
6:37

Notch Filter (Kerbenfilter)

Die Funktion und Dimensionierung eines Notch Filters wird in diesem Video erklärt.

Schaltung
Tschebyscheff Filter
4:04

Tschebyscheff Filter

In diesem Video wird die Funktion eines Tschebyscheff Filters erklärt.

Schaltung

Motor-Schaltungen

Blindleistungskompensation
2:59

Blindleistungskompensation

Im Video wird die Blindleistungskompensation eines Elektromotors erklärt.

Schaltung
Phasenverschiebung an einem Motor
3:16

Phasenverschiebung Motor

In diesem Video wird die Phasenverschiebung an einem Motor erläutert.

Schaltung

Schaltregler-Regelungstechnik

PID Regler
7:37

PID Regler

In diesem Video wird ein PID Regler in PSpice erklärt.

Schaltung
Switch Harvesting (SSHI)
6:58

Switch Harvesting (SSHI)

In diesem Video wird die Leistungselektronik-Schaltung SSHI erklärt.

Schaltung

Gleichrichter

Delon Schaltung
3:36

Delon

Das Video erklärt die Funktion einer Delon Schaltung.

Schaltung
Villard
4:45

Villard

In diesem Video wird die Funktion der Villard Schaltung erläutert.

Schaltung
Cockcroft Walton
5:50

Cockcroft Walton

In diesem Video wird eine Hochspannungskaskade erklärt.

Schaltung

Drehstrom

Drehstromsystem
3:29

Drehstromsystem

Dieses Video beschreibt, wie ein Drehstromsystem in PSpice aufgesetzt wird.

Schaltung
Dreieckschaltung
4:25

Dreieckschaltung

In diesem Video wird eine Dreieckschaltung im Drehstromsystem erklärt.

Schaltung
Sternschaltung
3:22

Sternschaltung

Das Video erläutert die Funktion einer Sternschaltung mit symmetrischer Last.

Schaltung
Sternpunktverschiebung
3:16

Sternpunktverschiebung

In diesem Video wird die Verschiebung eines Sternpunkts simuliert und erklärt.

Schaltung
Leistung bei symmetrischer Last
3:13

Leistung symmetrischer Last

Das Prinzip von Leistung bei symmetrischer Last wird simuliert.

Schaltung
Mittelpunkt Dreipuls
2:31

Mittelpunkt Dreipuls

Das Video zeigt die Simulation einer Dreipuls Mittelpunktschaltung mit PSpice.

Schaltung

Product Feature Comparison for PSpice

    PSpice A/D PSpice Designer PSpice Designer Plus Allegro PSpice System OrCAD PCB Designer Professional with PSpice
Analog circuit simulation
Digital circuit elements
OrCAD Capture - -
OrCAD Capture CIS - - - -
Smoke Analysis -
Systems Option - - -
Advanced Analysis - - -
Matlab Simulink co-simulation - - -
DMI Device Model Interface - - -
This table is for information only. For details consult the official datasheets from Cadence.