Descrizione generale

Il programma consente di disegnare su monitor circuiti costituiti da componenti elettronici attivi, passivi, logici ed è in grado di simularne il funzionamento attraverso la rappresentazione grafica delle forme d'onda selezionate in funzione del tempo, della frequenza ed altro.

Il pacchetto è composto da 3 dischetti da 1.44Mbyte, funziona in ambiente Windows su un computer con microprocessore 386 o superiore, utilizza il coprocessore matematico ed occupa almeno 6.5Mbyte sul disco rigido.

La versione pervenuta all' Istituto è una copia di valutazione non coperta da copyright ed è, quindi, a libera diffusione. Presenta l'inconveniente di essere limitata quanto a librerie, fogli di lavoro, strutture gerarchiche e complessità circuitale (sopporta un massimo di 25 componenti per ogni schema), ma funziona correttamente nella maggior parte delle nostre applicazioni poiché queste ultime sono costituite, al più, da tre-quattro amplificatori operazionali e relativi componenti passivi.

Il software che consente la costruzione del disegno è lo "SCHEMATIC EDITOR" che si avvia attivando la relativa icona del gruppo "DESIGN CENTER" in PROGRAM MANAGER di Windows. Dopo l' installazione, infatti, compaiono 6 icone:

- SCHEMATIC EDITOR per disegnare schemi elettrici;
- PSPICE A/D per simulare il funzionamento del circuito sia analogico che digitale;
- STIMULUS EDITOR per creare nuovi generatori o modificare quelli disponibili;
- PROBE per visualizzare le forme d'onda;
- PART : visualizza le caratteristiche dei componenti ( nel nostro caso solo di un diodo);
- README : un file da leggere di scarsa utilità.

Il disegno realizzato viene salvato con un nome avente estensione .SCH. E' necessario che siano rispettate alcune regole nella compilazione dello schema, altrimenti il programma di simulazione non sarà attivato.

La simulazione del funzionamento del circuito in funzione del tempo, della frequenza o della tensione di un punto del circuito al variare della tensione continua applicato in un altro punto del circuito, avviene attivando il programma PSPICE. Esso consente l'elaborazione dei segnali analogici e digitali. Il risultato di PSPICE è un file avente estensione .OUT. Nel caso di circuiti digitali il simulatore digitale è denominato PLOGIC. Nei circuiti in cui coesistono segnali analogici e digitali la simulazione è ibrida nel senso che si attivano sia PSPICE che PLOGIC.

Per visualizzare su un sistema di assi cartesiani l'andamento delle grandezze scelte in funzione dl tempo, della frequenza, ecc. si deve attivare il programma PROBE. Il grafico ottenuto è il risultato del file avente estensione .DAT.

I valori caratteristici dei generatori da utilizzare si possono inserire compilando la finestra di dialogo relativa al generatore scelto o attivando il programma STIMULUS EDITOR che consente anche di visualizzare e modificare la forma d'onda che si sta costruendo. In quest'ultimo caso si genera un file di "stimoli" avente estensione .STL.

E' possibile entrare automaticamente nei programmi STIMULUS o SYMBOL EDITOR, PSPICE e PROBE pur restando nell' ambiente SCHEMATIC EDITOR.

Terminato il disegno del circuito si effettua il salvataggio di quest'ultimo su dischetto o hard-disk; successivamente si passa all'analisi del funzionamento attivando preliminarmente SETUP... dal menù ANALYSIS per scegliere il tipo di analisi e i dati caratteristici di quest'ultimo ed infine si attiva SIMULATE per ottenere automaticamente e in successione le seguenti azioni a partire dal file ESEMPIO.SCH:

  1. Creazione del file ESEMPIO.NET che contiene la "netlist" (elenco componenti e collegamenti);
  2. Creazione del file ESEMPIO.ALS che contiene gli "alias" (corrispondenze con i nomi alternativi);
  3. Controllo del corretto collegamento dei componenti e rispetto delle regole circuitali (ERC);
  4. Creazione del file ESEMPIO.CIR che contiene l'indicazione sul tipo di analisi richiesta ed include i precedenti file .NET e .ALS;
  5. Esecuzione di PSPICE che agisce su ESEMPIO.CIR e genera il file di nome ESEMPIO.OUT che include i file .CIR, .ALS e .NET e fornisce i parametri caratteristici dei componenti del circuito e il risultato delle grandezze elettriche in continua per piccoli segnali a 27°C (temperatura di default);
  6. Trasformazione del file ESEMPIO.OUT nel file ESEMPIO.DAT che contiene la successione dei valori che possono essere visualizzati graficamente;
  7. Esecuzione del programma PROBE che, agendo sul file ESEMPIO.DAT, consente la visualizzazione delle forme d'onda nei vari punti del circuito;
  8. Creazione del file PROBE.DSP che contiene l'elenco delle schermate visualizzate in PROBE.

La routine ERC (Electrical Rule check) condiziona il regolare avviamento della simulazione; essa si occupa di garantire che i collegamenti siano completi, che non ci siano floating pin, che non ci siano doppie etichette per gli oggetti dello schema e così via. La procedura è automatica quando si richiede direttamente la simulazione, oppure può essere avviata dopo aver disegnato lo schema (menu Analysis).

Per la realizzazione del disegno di un circuito elettrico si utilizza il menù DRAW con i comandi previsti. Occorre tener presente che:

- in ogni circuito deve essere sempre presente un punto di massa evidenziato dal relativo simbolo;

- per inserire un filo di collegamento si attiva il comando WIRE;

- per disegnare un componente si attiva il comando GET NEW PART e si indica il suo nome; se non si conosce il nome si attiva BROWSE che permette di accedere ad una finestra di dialogo con la lista delle librerie. Le librerie sono divise in categorie ( in corrispondenza di ciascuna sono elencati i nomi dei componenti presenti); quelle disponibili sono:

  1. ABM blocchi funzionali (filtri, Laplace, limitatori, derivatori,...);
  2. ANALOG componenti passivi analogici (R, L, C, ... );
  3. BREAKOUT dispositivi a semiconduttore ed altro;
  4. EVAL operazionali, timer 555, PAL, transistor, Zener,...;
  5. PORT masse, punti di connessione, ...;
  6. SOURCE generatori di corrente e di tensione dipendenti e indipendenti;
  7. SPECIAL altri componenti, comandi e segnalatori;
  8. 7400 dispositivi TTL.

Per facilitare lo sviluppo del disegno e per ottenere i risultati estetici desiderati si accede ai comandi disponibili nei menù EDIT, DRAW e VIEW di SCHEMATIC EDITOR:

EDIT consente di: COPIARE, TAGLIARE, INCOLLARE, RUOTARE, SPECCHIARE, CERCARE, richiamare STIMULUS EDITOR, ecc.

DRAW consente di disegnare i componenti, di inserire testo, fili e bus di collegamento;

VIEW consente il panneggio e lo zoom;

NAVIGATE consente di navigare nella struttura gerarchica realizzata per il circuito.

Fra le opzioni consentite nella simulazione annoveriamo:

  1. Setpoints: essi sono usati per imporre le condizioni iniziali per la simulazione. Aumentano la veloci-tà di calcolo del punto di polarizzazione e consentono di stabilire uno tra i tanti possibili stati stabili;
  2. Viewpoints: Sono usati per visualizzare il valore di tensione in alcuni punti del circuito;
  3. Iprobe: Sono usati come amperometri per la visualizzazione della intensità di corrente;
  4. Bubble: Connettore che consente il collegamento elettrico ad una porzione di circuito avente anch'essa il connettore bubble con lo stesso nome (per evitare lunghi fili di collegamento o peggio le intersezioni elettriche non desiderate);
  5. Param: Simbolo utilizzato per specificare un componente di valore variabile in modo da poter elaborare l'analisi di funzionamento del circuito al variare del parametro di quel componente;
  6. Markers: Indicatori da porre nei vari punti del circuito di cui si vuole visualizzare la forma d'onda di tensione, corrente, fase, deciBel, ecc.;

In ambiente PROBE il marker consente di individuare punti specifici di un grafico e si muove sovrapponendosi alla curva. Del punto indicato vengono fornite le coordinate cartesiane.