Practica 2

1. Creación de un nuevo proyecto de simulación

Para crear un proyecto en el que posteriormente realicemos la simulación de un circuito, debemos seguir los pasos citados a continuación:

1-Para empezar, abriremos la aplicación capture:

Figura 1.Aplicación Capture

2-Debemos de pulsar el botón  o bien seleccionaremos del menú File, la opción New>>Project; apareciendo así la siguiente ventana:

Figura 2.Ventana de que selecciona  el tipo de proyecto a crear

En la ventana de la figura 2, aparecen, tal y como podemos ver, 4 tipos de proyectos, pero nosotros solo utilizaremos la opción Analog or Mixed A/D.

En la casilla de Name pondremos el nombre del proyecto que vamos a realizar, y en Location, el nombre del directorio dentro de nuestro PC en el que se guardarán todos los archivos que generará PspiceStudent asociados a una simulación o proyecto.

Después de haber pulsado el botón OK, aparecerá la ventana de la figura 3, la cual nos pregunta si queremos crear un proyecto nuevo o bien a partir de algún diseño anterior. Pero nosotros seleccionaremos la opción de Create a blank Project, para así crear un nuevo proyecto.

Figura 3.Create Pspice Project

Después de esto, la primera vez que ejecutemos el programa nos preguntará qué librerías vamos a utilizar en nuestro proyecto. Las añadiremos todas (Esto solo ocurre la primera vez que se utiliza el programa tras su instalación).

Cada librería reúne los componentes de una familia, por ejemplo, en la librería SOURCES vienen todos los componentes relacionados con fuentes: fuentes de tensión de DC y AC,etc.

 Figura 4.Ventana Browse File

3-Para que aparezca esta ventana el estudiante deberá de clicar el dibujo que hay al lado de la X roja que se encuentra en la parte derecha debajo de donde pone Libraries y después de esto, aparecerá la ventana de Browse File y se deben de seleccionar las librerías que han aparecido en esa ventana, y tras pulsar el botón de OK, aparecerán dentro de la aplicación Capture nuevos botones en la parte superior y a la izquierda de la ventana central. Estos botones permitirán seleccionar los componentes, los cables y otros objetos que darán lugar al esquemático o dibujo del circuito que queremos simular. Las acciones que realizan los botones también son accesibles desde el menú horizontal superior (véanse las figuras 5 y 6).

Figura 5

La flecha que vemos arriba es Select: selección de uno o varios objetos

La tecla que hay a la derecha de select es Place Part: llama al menú de inserción de componentes

La tecla que hay debajo de select es Place Wire: sirve para unir componentes con un cable

La cuarta tecla de la columna de la derecha es Place Net Alias: que sirve para poner etiquetas

La tecla que hay debajo de place net alias es Place Junction: sirve para forzar nodos entre dos cables que se cruzan

La tecla que hay debajo de place junction es Place Power: sirve para colocar pines de alimentación

 La séptima tecla de la columna de la izquierda es Place Ground: que llama al menú de selección de masas o tierras

Y la tecla en la que pone abc de la columna de la derecha es Place Text: que se utiliza para escribir texto

4-Ahora pasaremos a dibujar el circuito que se nos pide. Los componentes los encontraremos en una ventana de dibujo tras pulsar el botón Place Part. Podemos dibujar por ejemplo el circuito de la figura 8

Figura 7.Ventana de Place Part

Figura 8. Divisor de tensión

2. El primer circuito:Divisor de tensión

Antes de empezar con la construcción de un circuito, explicaremos una serie de conceptos sobre los elementos que forman un circuito. Todos los elementos que forman un circuito constan de un símbolo, una serie de atributos (distintos según el tipo de elemento) y un part name, que es el nombre o combinación de caracteres con que podemos encontrar un determinado componente en las librerías del programa

Figura 9. Detalle de los elementos que forman un circuito

Por ejemplo, en el caso de una resistencia, su símbolo es una línea en zigzag, sus atributos son el nombre con que se designa a esta resistencia dentro del circuito y su valor en ohmios, y su part name es R.

Cuando situamos un elemento en el esquema del circuito no aparecen siempre todos los atributos del elemento. Si queremos modificar sus atributos tenemos que hacer doble click en el elementoy aparecerá ante nosotros una tabla(Property Editor) donde podemos cambiar cualquier atributo y seleccionar si queremos que aparezca en el esquema o no. En la figura 10 se aprecian parte de los atributos asociados a una resistencia.

Figura 10. Detalle de los atributos de una fuente(Property Editor)

Ahora pasaremos a realizar la construcción de la figura 8 paso a paso.

Para introducir un elemento en un circuito hay que llamar al menú Place Part ,desde el menú Place>>Part, o bien utilizar el botón   o la combinación de teclas SHIFT+P. Aparecerá la ventana de la figura 7.

Dicha ventana permite seleccionar un elemento de las librerías que posee PspiceStudent e introducirlo en el circuito.

En cada librería se agrupan un tipo de componentes, las librerías más utilizadas son:

ANALOG: Se utiliza para resistencias, bobinas, condensadores….

EVAL: Se utiliza para los modelos de componentes reales: diodos, transistores, operacionales, puertas lógicas digitales…

SOURCE: Se utiliza para fuentes de alimentación de tensión, de corriente, AC, DC,…

BREAKOUT: Se utiliza para asignar modelos de componentes ideales, tales como: diodos, transistores, operacionales,…

SPECIAL: Se utiliza para componentes especiales(Por ejemplo: PARAM)

Seleccionaremos uno a uno cada elemento y lo iremos posicionando en el esquema. Pondremos 2 resistencias, R1 y R2; una fuente de tensión de contínua(VDC) de valor 5V y un elemento de masa. Existen muchos elementos que simbolizan masa, sin embargo, para la simulación solo podemos utilizar el elemento llamado 0, accederemos a él entrando en la librería SOURCE desde la ventana Place Ground al pulsar el botón  Si queremos rotar o mover horizontal o verticalmente los elementos, los seleccionamos y utilizamos las opciones de Edit>>Mirror o Edit>>Rotate(CTRL+R).

Una vez posicionados los elementos en el área de trabajo, hay que conectar estos elementos para que formen un circuito. Hay varias formas de conectar los diferentes elementos del circuito:o bien mediante la opción Wire del menú Place o bien pulsando el botón  o bien mediante la combinación de las teclas SHIFT+W, con cualquiera de estas formas accederemos  en el modo de cableado que el programa lo indica sustituyendo el cursor normal del ratón por uno en forma de cruz.

Cuando ya estamos en el modo cableado, para conectar los distintos elementos entre sí simplemente hay que cliquear sobre los terminales de los componentes.

 Figura 11. Detalle de la colocación de los elementos sobre el área de trabajo.

Una vez dibujado el circuito, debemos de dar los valores correctos a los componentes que forman el circuito, para ello, tendremos que modificar sus atributos como hemos dicho antes, seleccionando con doble click el elemento a modificar para entrar en la tabla de Property Editor, o bien si el atributo es visible desde el esquema haciendo doble click sobre él.

Una vez dibujado el circuito como se muestra en la figura 8, ya estamos en condiciones de seleccionar el tipo de análisis y realizar la simulación de este.

En este ejemplo vamos a configurar la simulación para que se haga un análisis Bias Point, es decir, un análisis en contínua. Para ello podemos hacer de dos formas diferentes:

1-seleccionamos Pspice>>New Simulation Profile

Ó

2-Pulsamos sobre el botón  y aparecerá la ventana de la figura 12, donde se habilitará la opción Bias Point y se habilitarán el resrto de opciones.

 Figura 12. Ventana de diálogo de configuración de análisis

Una vez hecho esto, se realiza la simulación del circuito mediante la opción Pspice>>Run o bien pulsando el botón  de la barra de herramientas. El programa ejecuta la simulación y se abrirá la aplicación PspiceAD  pero la ventana del osciloscopio permanecerá vacia.
Las corrientes de malla y las tensiones de nodo se pueden visualizar mediante la pulsación de los siguientes botones:

El resultado de la simulación se muestra en la siguiente figura:

Figura 13.Resultados de la simulación del circuito

3. Output File

Desde la aplicación PspiceAD podemos acceder al fichero OUT (Output File) de nuestro proyecto donde viene mucha información sobre la simulación realizada:

En el caso de que la simulación falle, habrá que recurrir a este archivo para encontrar el error en el circuito. A continuación, se presentan los resultados del fichero Output del circuito simulado anteriormente:

4.Ejercicios: Calculo de V e I en DC

4.1. Dibuja y simula mediante un análisis Bias Point el siguiente circuito:

Figura 14. Circuito a resolver

Figura 15. Circuito resuelto

4.2. Encuentra el valor de la corriente a través de la resistencia R3 mediante un análisis Bias Point:

Figura 16. Circuito a resolver

Figura 17. Circuito resuelto

4.3. Calcula las tensiones en los nodos del siguiente circuito mediante un análisis Bias Point:

Figura 18. Circuito a resolver

Figura 19. Circuito resuelto