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Simulation Spice Analogique et Mixte

Manuel de référence Version 1.0

Dezai GLAO
[email protected]

WinECAD
Manuel de Référence

http://www.winecad.com

© MICRELEC 2003 - 4, place Abel Leblanc - 77120 Coulommiers - FRANCE Tél : 01 64 65 04 50 Fax : 01 64 03 41 47 S.A. au capital de 80 000 - SIRET 323 018 135 00026 - APE 333Z - FR 70 323 018 135 1

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3.1 Généralités ........................................................................................ 8 3.1.1 WinECAD................................................................................... 8 3.1.2 Philosophie de WinECAD ........................................................ 9 3.1.3 Pourquoi Simuler...................................................................... 9 3.2 Pour démarrer ................................................................................. 10 3.2.1 Exemple 1................................................................................ 11 3.2.2 Exemple 2................................................................................ 14 3.3 Analyses de WinECAD .................................................................... 22 3.3.1 Analyse en continu................................................................. 22 3.3.2 Analyse Fréquentielle petits signaux ................................... 22 3.3.3 Analyse temporelle................................................................. 22 3.3.4 Analyse pôles et zéros........................................................... 23 3.3.5 Analyse de distorsion petits signaux ................................... 23 3.3.6 Analyse de sensibilité ............................................................ 24 3.3.7 Analyse de bruit...................................................................... 24 3.3.8 Calcul de la fonction de transfert en continu....................... 24 3.4 Généralités sur la définition des circuits .......................................... 24 3.4.1 Règles d'Écriture .................................................................... 24 3.4.2 Liste des équipotentielles...................................................... 25 3.4.3 La définition des modèles et des macro-composants ........ 25 3.4.4 Exemple de fichier circuit ...................................................... 25 3.4.5 Règles d'interconnexion ........................................................ 26 4 Simulation de schéma à partir de Winschem ............................. 27 4.1 Étape 1: Saisie du schéma .............................................................. 27 4.2 Étape 2: Définir les valeurs Spice des symboles. ............................ 27 4.3 Étape 3: Placer les labels ....................................................................... 27 4.4 Étape 4: Placer les commandes Spice ...................................................... 27 4.5 Étape 5: Transférer vers WinECAD .......................................................... 28 5 Menu de l'éditeur de texte ................................................................ 29 5.1 Menu Fichier .................................................................................... 30 5.2 Menu Édition ................................................................................ 30 6 La simulation des circuits ................................................................. 31 6.1 Généralités ................................................................................... 31 6.2 Paramétrer les analyses............................................................ 31 6.3 Modifier les valeurs des composants ..................................... 32 6.4 Options .......................................................................................... 32 6.5 Exécuter la simulation ................................................................ 33 6.6 Vérifier le circuit ........................................................................... 33 6.7 Menu Analyses ............................................................................ 33 6.7.1 Analyse fréquentielle ............................................................. 34 6.7.2 Analyse en Continu ................................................................ 35
2

Présentation .......................................................................................... 5 Sommaire............................................................................................... 7 Introduction ............................................................................................ 8

Analyse temporelle................................................................. 36 Détermination du point de polarisation en continu............. 37 Analyse Paramétrique............................................................ 37 Analyse en température ......................................................... 39 Analyse de bruit...................................................................... 39 Analyse de sensibilité ............................................................ 40 Calcul des pôles et zéros....................................................... 41 Analyse de distorsion harmonique....................................... 42 Calcul de fonction de transfert en continu........................... 43 Analyse définie par l'utilisateur............................................. 44 Analyse de Fourier ................................................................... 44 7 Exploitation des résultats de simulation........................................ 46 7.1 Généralités ................................................................................... 46 7.2 Sélection des signaux ................................................................ 48 7.3 Ajouter une expression mathématique. ................................. 49 7.4 Propriétés du graphique ............................................................ 50 7.4.1 Contrôle Général .................................................................... 51 7.4.2 Disposition du Graphique...................................................... 52 7.4.3 Canaux .................................................................................... 53 7.4.4 Curseurs.................................................................................. 53 7.4.5 Etiquettes ................................................................................ 54 7.4.6 Gestion des axes .................................................................... 55 7.4.7 Légendes................................................................................. 56 7.4.8 Barre d'outils .......................................................................... 57 7.4.9 Vues......................................................................................... 57 7.4.10 Grille ........................................................................................ 58 7.4.11 Titres........................................................................................ 58 7.4.12 Ajout d'un nouveau vecteur .................................................. 59 7.4.13 L'ensemble des courbes sauvegardées ............................... 60 8 Commandes de WinECAD .............................................................. 61 8.1 Description des circuits .............................................................. 61 8.1.1 .MODEL (Définition d'un nouveau modèle) .......................... 61 8.1.2 Sous-circuits........................................................................... 62 8.1.3 Conditions Initiales ................................................................ 62 8.1.4 .IC (Définit les conditions initiales) ....................................... 62 8.1.5 .NODESET (Propose un état initial) ..................................... 63 8.2 Analyses........................................................................................ 64 8.2.1 .AC (Balayage fréquentiel) ..................................................... 64 8.2.2 .DC(Analyse en continu) ........................................................ 65 8.2.3 .DISTO (Analyse de distorsion harmonique)........................ 65 8.2.4 .PZ(Calcul des pôles et zéros)............................................... 66 8.2.5 .SENS....................................................................................... 67 8.2.6 .TF(Fonction de transfert en continu) ................................... 67 8.2.7 .NOISE(Analyse de bruit) ....................................................... 68 8.2.8 .Temp (Analyse de température) ........................................... 69 8.2.9 .TRAN (Analyse temporelle) .................................................. 69 8.2.10 .OP (Calcul du point de repos) .............................................. 70 8.2.11 .STEP (Analyse paramétrique) .............................................. 70 6.7.3 6.7.4 6.7.5 6.7.6 6.7.7 6.7.8 6.7.9 6.7.10 6.7.11 6.7.12 6.7.13
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8.3.1 Expressions Mathématiques ................................................. 71 8.3.2 .GRAPH (Affichage de courbes) .PLOT .PROBE.................. 73 8.4 Composants et Modèles Analogiques SPICE.................................. 75 8.4.1 Source définie arbitrairement................................................ 75 8.4.2 Transistor à jonction bipolaire .............................................. 76 8.4.3 Condensateur ......................................................................... 79 8.4.4 Source de courant contrôlée en courant.............................. 79 8.4.5 Source de tension contrôlée en courant .............................. 80 8.4.6 Diode à jonction...................................................................... 80 8.4.7 Inductance .............................................................................. 81 8.4.8 Transistor à effet de champs à jonction ............................... 81 8.4.9 Résistors ................................................................................. 83 8.4.10 Lignes de transmission sans pertes..................................... 84 8.4.11 Lignes de transmission avec pertes..................................... 84 8.4.12 Interrupteur contrôlé en tension ........................................... 85 8.4.13 Interrupteur contrôlé en courant........................................... 86 8.4.14 Source de tension contrôlée en tension .............................. 87 8.4.15 Source de courant contrôlée en tension .............................. 87 8.4.16 Mutuelle inductance (Inductances couplées) ...................... 87 8.4.17 Source d'impulsion analogique ........................................... 88 8.4.18 Source Modulée en Fréquence............................................. 88 8.4.19 Source exponentielle ............................................................. 89 8.4.20 Source Sinusoïdale ............................................................... 89 8.4.21 Source Linéaire Définie par Morceaux ................................. 90 8.4.22 Transistor Mos.......................................................................... 90 8.4.23 Source Indépendante de courant.......................................... 95 8.4.24 Source Indépendante de Tension ......................................... 96 8.4.25 Transistor MESFET ................................................................ 97 8.4.26 Ligne Rc .................................................................................. 98 8.5 Les types de modèles Spice .................................................... 99

8.3

Sortie Des Résultats................................................................... 71

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1

Présentation

Bienvenue dans le manuel de référence de WinECAD, le logiciel de simulation des circuits de type SPICE, de la société Micrelec. WinECAD est sans nul doute l'un des meilleurs compromis performance/prix sur le marché de la simulation en mode mixte analogique/digital des logiciels en français sur PC. Son intégration avec le duo Winschem/Wintypon permet d'offrir un ensemble compétitif et facile d'emploi de CAO électronique, de la capture de schémas a l'analyse graphique des résultats de simulation. WinECAD est un simulateur SPICE permettant une combinaison arbitraire de n'importe quels composants analogiques, avec des composants digitaux et des blocs comportementaux à haut niveau d'abstraction. Avec WinECAD, vous pourrez vérifier vos circuits et les optimiser depuis le niveau transistor jusqu'au niveau système.

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Vous trouverez dans cette aide les informations nécessaires à la prise en main de ce logiciel. Des informations complémentaires peuvent se trouver sur le site officiel http://www.winecad.com ou sur le groupe de discussion http://fr.groups.yahoo.com/group/cao_electronique

© MICRELEC 2003 - 4, place Abel Leblanc - 77120 Coulommiers - FRANCE tél. : 01 64 65 04 50 Fax : 01 64 03 41 47 S.A. au capital de 80 000 - SIRET 323 018 135 00026 - APE 333Z - FR 70 323 018 135

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Sommaire

1. Introduction 2. La saisie de schéma à partir de WINSCHEM 3. L'édition de la netlist en format texte. 4 La simulation des circuits 5. La visualisation des données de simulation 6. Manuel de référence des commandes 7. Manuel de Référence des composants

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3

Introduction
Généralités Exemples pour démarrer Les Différentes analyses Règles de définition des circuits

3.1

Généralités

WinECAD fait partie désormais de la chaîne CAO Électronique de MICRELEC comprenant déjà Symbol, WINSCHEM et WINTYPON. Cette offre de produits complémentaires permettra aux utilisateurs d'avoir une gamme non seulement complète mais aussi à la fois professionnelle et didactique. WinECAD est un outil de simulation fonctionnant en mode mixte analogie/digitale bâtie sur le noyau du standard industriel en matière de simulation analogique Spice3f5. Une brève présentation de cet outil est faite ici. 1. 2. 3 Ce qu'est WinECAD La philosophie de WinECAD simuler ? Éléments de vocabulaire

3.1.1

WinECAD

WinECAD est un logiciel conçu pour la simulation des circuits en régime continu non linéaire, régime transitoire non linéaire et régime fréquentiel linéaire. Les éléments de circuits sont: résistors, condensateurs, inductances, mutuelles, sources indépendantes de courant et de tension, les quatre types de sources liées, lignes de transmission sans pertes et avec pertes, interrupteurs, lignes de transmission RC à distribution uniforme et les cinq types de semiconducteurs couramment utilisées: diodes, transistors bipolaires, transistors à effet de champs, transistors MESFET et MOS. WinECAD est basée à la fois sur Spice3f5 de l'université de Berkeley en Californie et XSpice du Georgia Tech Institute. La syntaxe des commandes est entièrement compatible avec le standard industriel de simulation de type Spice. Bien entendu pour un meilleur confort d'utilisation des commandes complémentaires absents des deux logiciels précitées ont été rajoutées à WinECAD. Cette compatibilité avec le standard industriel (ce qui n'est pas le cas de tous les logiciels Spice) permettra un échange de fichiers de modèles avec un grand nombre de logiciels(ceux qui respectent la norme Spice3). WinECAD a des modèles (implémentés directement dans le logiciel) pour les composants semi-conducteurs et l'utilisateur a seulement a spécifier quelques valeurs qu'il juge pertinentes, des paramètres de ces modèles. Le modèle pour le transistor bipolaire à jonction est basée sur le modèle a charge intégrale de Gummel et Poon; Cependant si les paramètres de Gummel-Poon ne sont pas spécifiées, le modèle se réduit au simple modèle d'Ebers-Moll. Dans chacun de ces cas les effets de stockage des charges, les résistances ohmiques et une conductance de sortie fonction du courant peuvent être inclus. Le modèle de la diode peut être utilisé pour les diodes à jonction et les diodes à barrières Schottky. Le modèle du transistor à jonction, à effet de champs est basée sur le modèle du transistor à effet de champs de Schiman et Hodges. Six modèles de MOS sont implantées: MOS1 est décrite par une loi parabolique pour la caractéristique courant-tension; MOS2 est un modèle analytique alors que MOS3 est un modèle semi-empirique; MOS6 est un modèle analytique simple, précis dans la région du canal court; MOS4 et MOS5 sont les modèles BSIM( Berkeley Short-Channel IGFET Model) et BSIM2. MOS2 MOS3 et MOS4 incluent des effets du second ordre tel que la modulation de la longueur du canal, la conduction de sous seuil,....
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Caractéristiques : · Mode mixte natif · Compatible avec le standard industriel · Architecture 32 bits · Modélisation analogique comportementale · Librairies extensibles de composants analogiques et digitaux. · Analyses de base:

3.1.2

Philosophie de WinECAD

Notre objectif premier a été de créer un produit à la fois intuitif d'utilisation, flexible et robuste. Intuitif par son interface. Un grand nombre d'automatismes ont été mis en place pour une prise en main rapide. Aussi et contrairement à la plupart de ses concurrents actuels, WinECAD est en français. Ce qui augmente son audience notamment en milieu scolaire et auprès de tous ceux qui sont fâchés avec la langue de shakespear. Flexible par son architecture ouverte permettant d'écrire de nouveaux scripts pour accroître les possibilités d'analyse de WinECAD. 3.1.3

Pourquoi Simuler

La simulation est extrêmement utile à la fois en situation d'apprentissage scolaire et dans le contexte industriel. Dans l'industrie, la contrainte temporelle de productivité a réduit les temps consacrés au proto typage. Par la simulation, un certain nombre d'erreurs peuvent être à moindre coût éliminés de la conception du circuit avant la réalisation des prototypes. Bien sûr pour que cette assertion soit complètement vraie, il faudrait que l'étape de simulation en elle même ne soit pas grande consommatrice de temps. Dans le domaine éducatif, elle aidera l'enseignant à la préparation des cours et des TP en lui permettant de vérifier d'avance le comportement des circuits. Le manque de matériel(analyseur de spectre ou de bruit par exemple) peut être aussi et utilement contourné, par la simulation. L'observation du bruit généré en entrée et en sortie d'un circuit ou la transformée de Fourier, de certains signaux peuvent être rapidement mises en oeuvres et visualisés. Plusieurs circuits peuvent être analysés dans un laps de temps que les montages et démontages en situation réel ne permettraient pas.Comme dans l'industrie, elle permettra à l'étudiant de vérifier le comportement des circuits et des composants à moindre côut. Enfin, la simulation en milieu scolaire peut être vu comme une activité préparant des futurs utilisateurs concepteurs aux fonctions des logiciels qu'ils auront entre les mains dans l'industrie.

Éléments de vocabulaire SPICE
Netlist La netlist c'est la partie du fichier d'entrée, où une énumération des composants du circuit est effectuée. Les valeurs et la topologie du circuit (interconnexions) sont aussi données. Les lignes commencent par une lettre qui définit le type de composant. R pour résistance C pour condensateur etc. On appelle sous-circuit, une portion de circuit pouvant être inséré dans le reste du circuit, comme un composant. C'est donc un macrocomposant. Par exemple un ampli-op peut être décrit par son schéma équivalent et défini comme un sous-circuit. Un modèle est un ensemble de paramètres et d'équations, décrivant le comportement physique d'un composant. Il peut être complètement empirique (c'est à dire uniquement basé sur des résultats 9

Sous-circuit

Modèle

expérimentaux) comme analytique (c'est à dire basé sur les lois de la physique du semi-conducteur par exemple). L'utilisation d'un modèle de composant consiste à donner des valeurs particulières a un certain nombre de paramètres afin que le composant adopte le comportement que l'on désire. Analyse Une analyse est un traitement effectuée par Spice, dans un domaine donné, (temporelle: la variable c'est le temps, fréquentielle: la variable c'est la fréquence ) sur un circuit. Le résultat de l'analyse est une image du comportement (simulation) de ce circuit en réponse aux sollicitations que l'analyse lui fait subir. La résolution des équations non linéaires étant effectuée par des algorithmes itératifs, chaque pas de calcul est jugé accompli, lorsque il est effectué en un nombre d'itérations fini et que l'estimation de la précision est jugée acceptable. On dit qu'il y a convergence. la nonconvergence a lieu lorsque la précision exigée n'est pas atteinte après un nombre (pré-définie) d'itérations. Les primitives sont les composants de base de SPICE : Résistance , condensateur , inductance etc. On les définit ainsi pour les distinguer des sous-circuits (macro-composant) qui eux même sont constitués d'une liste de composants de base (primitives) et éventuellement d'autres sous-circuits. Un vecteur est un tableau de points. Les signaux sont donc des vecteurs. Ils sont tracés en fonction du vecteur temps par exemple.

Convergence

Primitive

Vecteur

3.2

Pour démarrer

Un projet de simulation WinECAD requiert les étapes suivantes: 1. L'entrée de la description du circuit 2 La spécification et le parametrage des différentes analyses à effectuer 3 L'exécution de la simulation 4 La visualisation des résultats WinECAD est prévu pour fonctionner de paire avec WINSCHEM qui lui fournit la description du circuit sous forme de fichier texte (netlist). L'intervention de WINSCHEM se situe à l'étape 1 de la procédure indiquée ci-dessus. Les autres étapes sont effectués dans l'environnement intégré de WinECAD. Cependant il est possible d'utiliser directement l'éditeur de texte intégré, pour entrer la description du circuit et donc accomplir toutes les étapes de 1 à 3. La dernière étape est effectuée par le visualiseur de graphiques intégré. Au travers de deux exemples complets (chacun décrivant un des deux modes d'entrée) du netlist, nous étudierons pas à pas les différentes étapes pour accomplir une tâche de simulation. Si vous utilisez WinECAD pour la première fois, il est recommandé d'essayer d'abord les circuits d'exemples fournis avec WinECAD en suivant pas à pas la procédure indiquée: Ces exemples sont choisis pour démontrer les fonctionnalités de WinECAD les plus couramment utilisées.

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·Exemple 1 : Détermination du point de repos d'un circuit. (Utilisation de l'éditeur de texte) L'analyse du point de fonctionnement en continu pourra permettre de déterminer la polarisation d'un circuit et le calcul de la consommation statique de puissance. ·Exemple 2 : Réponse temporelle d'un circuit. (Utilisation de WINSCHEM) L'exemple montre comment utiliser l'éditeur de schémas Winschem pour charger éditer et simuler un circuit électronique en régime transitoire.

3.2.1

Exemple 1

L'exemple qui suit retrace les différents étapes depuis la conception du schéma jusqu'à l'obtention des résultats de simulations en utilisant l'éditeur de texte intégré de WinECAD. Les étapes à suivre sont: 1. Création du fichier de circuit (netlist) 2. Vérification du circuit 3. Paramétrage de l'analyse 4 Exécution de l'analyse 5.Édition des résultats. On considère le circuit suivant: N1 N2

Pour simuler ce circuit, on devra informer le simulateur sur les éléments constituant le circuit ainsi que la manière dont ceux ci sont connectés électriquement entre eux (topologie). Le texte résultant de cette analyse est le suivant: R1 N1 N2 1k R2 N2 0 2k V1 N1 0 10v Remarque importante: Dans toute simulation de type Spice, la présence du noeud de référence 0, est obligataire. 11

Cette règle fait partir des notions élémentaires pour la définition d'un circuit. 3.2.1.1

Étape 1

Pour créer un document 1. Cliquer dans le menu Fichier sur Nouveau. 2. 3. Commencer à taper le texte ci_dessous. Pour enregistrer le nouveau fichier, cliquez dans le menu Fichier sur Enregistrer sous, puis tapez un nom dans la zone Nom

Exemple1 R1 N1 N2 1k R2 N2 0 2k V1 N1 0 10v .end Après avoir tapé le texte de l'exemple ci-dessus WinECAD est prêt a exécuter les analyses que nous lui spécifieront. Il suffit pour cela de configurer les différentes analyses. Pour ce premier exemple nous allons seulement calculer les valeurs du point de repos.

3.2.1.2

Étape 2

Pour configurer une analyse 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Parametrage des analyses. 2. 3. Dans la boîte de dialogue Parametrage des analyses, cliquez sur point de fonctionnement. La case à cocher correspondante est marquée. Pour que le parametrage soit enregistrée, cliquez sur OK.

WinECAD est maintenant renseignée sur ce que vous voulez faire de ce circuit. Il suffira de lancer la simulation. A noter: Il existe sur la barre d'outils un bouton pour la commande Parametrage des analyses. Essayer le aussi. 3.2.1.3

Étape 3

Pour lancer une analyse 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Lancer la simulation. 2. 3. La simulation s'effectue comme l'indique la barre de progression. Dans la boîte de dialogue Ajouter signaux, cliquez sur les signaux de votre choix. Cliquer sur OK.

WinECAD affiche les résultats de cette simulation sous forme de liste de données. Il a en effet calculer le point de repos de circuit diviseur de tension A noter: Il existe sur la barre d'outils un bouton pour la commande Lancer la simulation. 12

Essayer le aussi. A noter: WinECAD a proposé automatiquement d'ajouter les signaux parce qu'il s'est aperçu qu'aucune commande d'affichage n'était présente dans le fichier source. Si une commande est spécifiée dans le fichier source, elle sera exécutée et les signaux que vous avez mentionnées seront affichées. . A noter: La liste des données est affichée automatiquement pour les analyses suivantes: .op (point de fonctionnement) .pz (pôles et zéros) .tf (fonction de transfert en continu .noise (pour la partie intégrale du bruit) .sens(analyse de sensibilité. Les autres analyses s'afficheront sous forme de courbes de valeurs. . A noter: On peut afficher toute expression mathématique sur les vecteurs de sorties obtenues exemple v(n2)+v(n1) WinECAD archive tous les résultats de simulation et donne un fichier de sortie récapitulatif. 3.2.1.4

Étape 4

1.

Pour visualiser le fichier de sortie

Cliquer dans le bas de la fenêtre de projet (à gauche) sur fichier menu Fichiers. Devellopez l'arborescence du projet en cliquant sur le (+) Dans le dossier résultats de la simulation double cliquez sur le fichier à extension .out

2. 3.

On obtient le résultat suivant:
********************************************************** * * *Micrelec WinECAD 1.0 * *(c)Avril 2001 * *Fichier de sortie crée par WinECAD le 22/04/01 00:51:55* ********************************************************** exemple1 Température de fonctionnement = 27 Température nominale = 27 ********* *Listing: ********* exemple1 r1 n1 n2 1k r2 n2 0 2k v1 n1 0 10v .end ******** *Modèles ******** Resistor models (Simple linear resistor) model R rsh narrow tc1 0 0 0

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tc2 defw ************ *Composants: ************

0 1e-005

Resistor: Simple linear resistor device r2 r1 model R R resistance 2e+003 1e+003 i 0.00333 0.00333 p 0.0222 0.0111 Vsource: Independent voltage source device v1 dc 10 acmag 0 i -0.00333 p 0.0333 temps écoulé depuis le dernier appel: 153.000 secondes.

Temps écoulé total: 1110.000 secondes. Utilisation courante de la mémoire vive = 802816, Limite de la mémoire vive = 468656128.

Les informations données par ce fichier peuvent être contrôlées par les options d'analyses et de contrôle des sorties. 3.2.1.5

Étape 5

1. 2. 3. 4 5

Pour modifier les options de simulation et de contrôle des sorties.
Cliquer dans le menu Analyses sur Parametrage des analyses. Dans la boîte de dialogue Parametrage des analyses, cliquez sur Options Cliquer sur l'onglet Options de type booléen. Cochez ou décochez la case désirée. par exemple décochez LIST Cliquer sur OK A noter: Il faut que la fenêtre active soit votre texte source.

à celui-ci

Les options seront relatives

Il faudra re-effectuer le simulation pour voir le changement de le fichier de sortie.

3.2.2 Exemple 2
L'exemple qui suit retrace les différentes étapes depuis la conception du schéma jusqu'à l'obtention des résultats de simulations en utilisant l'outil de saisie de schéma Winschem. Les étapes à suivre sont: 1. Ouverture du fichier schéma. 2. Modification des paramètres 3. Exportation vers WinECAD. 4. Vérification du circuit 5 Exécution de l'analyse 6. Édition des résultats. 7. Visualisation des résultats 8. Modification des propriétés des graphes 14

On considère le circuit suivant:

3.2.2.1

Étape 1

Pour ouvrir un document dans Winschem 1. Cliquer dans le menu Fichier sur Ouvrir. 2. 3. Sélectionner dans le sous-répertoire Exemple-Spice le fichier Ail inverseur.wsh Cliquer sur Ouvrir

On désire modifier les paramètres de la source de tension sinusoïdale afin d'avoir une tension max de 0.5V.

15

3.2.2.2

Étape 2

Pour modifier les paramètres d'un composant WinECAD 1. Dans Winschem, cliquer sur l'icône Modifier un objet. 2. 3. 4. 5. 6 Cliquer sur la source V3. Sélectionner l'onglet WinECAD. Cliquer sur la case Valeur du paramètre 2 (%va) Changer la valeur 0.3 précédente en 0.5 Cliquer sur OK pour valider le changement.

Le principe est le même pour le changement des paramètres de simulation des autres composants.
Remarque importante: Tous les composants présents dans la librairie de Winschem ne sont pas mis à jour pour permettre une modification des paramètres de simulation. Seuls ceux qui sont dans le répertoire de symboles WinECAD ont été mis à jour. Ce sont aussi ces composants qui sont présents dans la librairie de modèles WinECAD.lib. L'utilisateur peut toutefois créer ses propres composants à l'aide de symbol ou mettre à jour d'autres composants présents dans les répertoires de Winschem. Il devra aussi s'assurer lui même de la présence des modèles de simulation Spice. Ces modèles peuvent être ajoutés dans le fichier netlist généré par Winschem ou introduits à l'aide d'une commande de type .lib ma librairie.lib dans le netlist ou dans Winschem. Avec malibrairie.lib qui est la librairie proposé par l'utilisateur. Sur le site de WinECAD des liens pour télécharger des librairies de composants vous sont proposés. Voir aussi l'aide de Winschem pour l'ajout des commandes Spice) Une fois que toutes les modifications jugées utiles sont faites on peut génération du fichier texte du circuit et son exportation vers WinECAD. demander la 16

3.2.2.3

Étape 3

Pour exporter un fichier de circuit vers WinECAD. 1. Dans Winschem, cliquer dans le menu Transfert sur Transfert vers WinECAD. 2. En cas d'erreurs dans la génération du fichier circuit le journal de Winschem signale l'incident. En cas de succès, WinECAD est immédiatement lancé et s'ouvre avec le fichier géné ail inverseur.cir dans l'éditeur de texte. Le fichier automatiquement généré par Winschem est montré ci dessous. WINSCHEM Fichier simulation CIR (Spice) Destination: WinECAD Date de création: 14/05/01 à 12:42:48 c:schéma- WinECADinverseur.cir

3 * * * * * *

.tran 10u 1m V3 N1 0 SIN (0 0.3 1000 0 0) Vcc Vcc 0 +12V Vdd Vdd 0 -12V R1 N2 N1 1k R2 N3 N2 10k X1 N2 0 Vcc Vdd N3 XUA741 .END On remarque la présence de la ligne de commande .tran 10u 1m qui a été ajouté par l'utilisateur. Le noeud d'entrée de signal est N1 et celui de sortie de signal est N3. Ce sont ces deux signaux que nous observerons. On peut effectuer une vérification de la syntaxe, bien que cela ne soit pas une obligation (cette étape étant de toute façon faite par WinECAD lui même avant d'exécuter les analyses), 3.2.2.4

Étape 4

Pour vérifier la syntaxe du fichier circuit 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Vérifier circuit. Ou cliquer sur l'icône Vérifier circuit. de la barre d'outils. 2. Après vérification, le journal s'ouvre et indique les résultats de l'analyse. Cliquer sur OK

17

La syntaxe étant bonne, la simulation peut commencer.
3.2.2.5

Étape 5

Pour exécuter la simulation 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Lancer la simulation. ou cliquer sur l'icône Lancer la simulation de la barre d'outils. 2. Une barre de progression s'affiche pour montrer l'état d'avancement de l'analyse.

Après l'exécution de la simulation les résultats sont automatiquement stockés sur le disque. Les tensions et courants désirés peuvent être tracés à l'aide du visualiseur de graphes. Lorsqu'aucune information de tracé n'est présente dans le fichier circuit la boîte de dialogue ajouter signaux s'ouvre automatiquement afin de permettre à l'utilisateur de sélectionner les signaux à visualiser. C'est ce qui se fera à l'étape suivante.

18

3.2.2.6

Étape 6

Pour visualiser les signaux. 1. Si aucune trace à observer n'a été défini dans le fichier circuit (comme c'est le cas ici) la boîte de dialogue Ajouter signaux s'ouvre automatiquement à la fin de la simulation pour permettre à l'utilisateur de sélectionner les signaux qu'il veut visualiser. Dans la liste Vecteurs Sélectionner n1 2. 3. Cliquer sur l'icône > n1 apparaît dans la deuxième fenêtre Vecteurs. Dans la première liste, double cliquer sur n3 Ceci représente la deuxième façon d'ajouter un signal à la liste des signaux à observer Cliquer sur OK

A noter: Le panneau a gauche filtre les signaux disponibles. Si on clique sur SousCircuits, on constate la présence d'un grand nombre de signaux alors que le nombre de noeuds apparents dans le circuit est faible. La présence de ces signaux est dû à la présence du macro-composant XUA741. En effet sa structure interne est complexe et tous les 19

potentiels internes et tous les courants des sources internes sont disponibles après la simulation.

3.2.2.7

Étape 7

Une nouvelle fenêtre s'active et affiche le graphe demandé. Le graphe à obtenir est le suivant :

Nous envisageons maintenant de changer certains paramètres du tracé. Par exemple changer le nom de la courbe v(s) en vsortie.

20

3.2.2.8

Étape 8

Pour modifier les propriétés du graphe 1. Cliquer dans le menu Format sur Propriétés du graphe ou faire un clic bouton droit de la souris sur le graphe directement 2. 3. 4 5 Dans la boîte de dialogue Graphe, cliquer sur L'onglet Canaux. Cliquer sur L'onglet Général. la boîte d'édition Titre changer time en temps.

Cliquer sur l'icône de la courbe v(s) et dans Titre changer v(s) en Vsortie Fermez la boîte de dialogue. Les changements sont aussitôt pris en compte.

A noter: Pour les titres, les espaces ne sont souhaitables. L'espace étant utilisé comme délimiteur par WinECAD, l'interprétation qu'il en fait peut être erroné.Ainsi dans la boîte Titre, ne pas inscrire Temps de simulation mais Temps_de_simulation par exemple.

21

3.3

Analyses de WinECAD

Les analyses de base de WinECAD sont les suivantes: · Analyse en continu · Analyse temporelle · Analyse Fréquentielle petits signaux · Analyse de sensibilité · Analyse de bruit · Analyse de distorsion petits signaux · Calcul des pôles et zéros · Calcul de fonction de transfert en continu 3.3.1

Analyse en continu

La portion d'analyse en continu de WinECAD détermine le point de fonctionnement en continu, du circuit, avec les inductances court-circuitées et les condensateurs en circuit ouvert. les paramètres de l'analyse en continu sont spécifiées sur les lignes de commandes .DC, .TF et .OP. Une analyse en continu est automatiquement effectuée avant toute analyse temporelle pour déterminer les conditions initiales du circuit et avant toute analyse de balayage fréquentiel pour déterminer les modèles linearisées, petits signaux, des composants non linéaires. Si cela est demandé, la fonction de transfert en continu est calculée (rapport entre la variable de sortie et la source d'entrée). La résistance d'entrée et la résistance de sortie font aussi partie des données qui peuvent être calculées lors de l'analyse en continu. Enfin, cette analyse peut être utilisée pour obtenir des caractéristiques statiques des composants: On varie une source indépendante de tension ou de courant dans un intervalle défini par l'utilisateur et les variables de sorties sont stockées pour chacune des valeurs de la source variable.
3.3.2

Analyse Fréquentielle petits signaux

La portion d'analyse fréquentielle petits signaux de WinECAD calcule la réponse fréquentielle du circuit soumis à une excitation sinusoïdale. Le programme calcule d'abord le point de fonctionnement en continue et détermine les modèles linéaires, petits signaux de tous les composants non linéaires du circuit. Le circuit ainsi linéarisé est ensuite analysé sur l'intervalle de fréquence spécifié par l'utilisateur. La sortie désirée d'une analyse fréquentielle est souvent une fonction de transfert(gain en tension, impédance de transfert...etc). Si le circuit a une seule source de balayage fréquentielle, il est d'usage d'établir la valeur de la source à l'unité et la phase à zéro, de telle façon que les variables de sortie aient la même valeur comme fonction de transfert. Les paramètres de l'analyse par balayage fréquentielle sont donnés par l'instruction .AC.
3.3.3

Analyse temporelle

La portion d'analyse temporelle de WinECAD détermine la réponse transitoire du circuit sur un intervalle de temps spécifié par l'utilisateur. Les conditions initiales sont automatiquement
22

calculées par une analyse en continu. Toutes les sources qui ne sont pas fonction du temps (par exemple les alimentations) sont initialisées à leurs valeurs continues. L'intervalle de temps de simulation est spécifiée par la commande .TRAN

3.3.4 Analyse pôles et zéros
La portion d'analyse des pôles et zéros de WinECAD calcule les pôles et/ou les zéros lors d'une analyse de type fonction de transfert en régime sinusoïdale. Le programme calcule d'abord le point de fonctionnement en continu et détermine les modèles linéaires, petits signaux de tous les composants non linéaires du circuit. Le circuit ainsi linéarisé est ensuite utilisé pour déterminer les pôles et zéros de la fonction de transfert. Deux types de fonction de transfert sont permis: L'une de la forme (tension de sortie)/(tension d'entrée) et l'autre de la forme (tension de sortie )/ (courant d'entrée). Ces deux types de fonction de transfert couvrent tous les cas et l'on peut déterminer les pôles/zéros de fonctions telles qu'impédance entrée/sortie et gain en tension. Les ports d'entrée et de sortie sont spécifiés par paires de noeuds. L'analyse pôles et zéros fonctionnent avec les résistors, condensateurs, inductances, sources liées linéaires, sources indépendantes diodes transistors bipolaires, transistors à effets de champs et MOS. Les lignes de transmission ne sont pas permises. La méthode utilisée dans l'analyse est une recherche numérique "sous-optimisée". Pour de grands circuits cela peut prendre un temps considérable ou échouer dans la tentative de déterminer tous les pôles et zéros. pour certains circuits la méthode peut déterminer un nombre excessif de pôles et zéros. 3.3.5

Analyse de distorsion petits signaux

La portion d'analyse de distorsion WinECAD calcule la réponse harmonique en régime permanent et les produits d'inter modulation. Si des signaux ayant une seule fréquence sont spécifiées en entrée du circuit, les valeurs complexes des deuxièmes et troisième harmoniques sont déterminées à chaque point du circuit. S'il y a des signaux d'entrées à deux fréquences, l'analyse trouvent les valeurs complexe des variables de circuit à la somme (f1+f2),et à la différence (f1-f2) des signaux d'entrées ainsi qu'à la différence entre la plus petite fréquence du second harmonique et la plus grande fréquence. L'analyse de distorsion est supporté par les composants non linéaires suivants: diodes, transistors bipolaires, transistors à effets de champs, MOS(niveaux 1 2 34/BSIM1, 5/BSIM2 et 6) et MESFET. Tous les composants linéaires supportent automatiquement l'analyse de distorsion. S'il y a des interrupteurs présents dans le circuit, l'analyse continue à être précise à condition que les interrupteurs ne changent pas d'états sous les sollicitations des faibles excitations utilisées pour le calcul des distorsions. Le programme calcule d'abord le point de fonctionnement en continue et détermine les modèles linéaires, petits signaux de tous les composants non linéaires du circuit. Le circuit ainsi linéarisé est ensuite analysé sur l'intervalle de fréquence spécifié par l'utilisateur.

23

3.3.6

Analyse de sensibilité

Cette analyse donne le degré d'influence de chaque composant sur un signal de sortie autour du point de polarisation en continu ou lors de la variation de la fréquence.

3.3.7

Analyse de bruit

L'analyse de bruit permet d'effectuer des investigations sur l'influence des bruits générés par les composants sur le reste d'un circuit. La contribution au bruit en sortie est calculé pour chacun des composants du montage.

3.3.8 Calcul de la fonction de transfert en continu
3.4

Généralités sur la définition des circuits

Un fichier Spice comprend les parties suivantes : ·Les sources indépendantes ·La liste des composants(netlist). Cette liste représente la topologie du rréseau à simuler. ·Les commandes: Analyses, contrôle des sorties et options. ·La définition des modèles. ·La définition des macro-composants (Sous-circuits) Un fichier Spice peut être décrit dans n'importe quel ordre. Cependant il a des règles d'écriture et des règles d'interconnections à respecter. 3.4.1

Règles d'Écriture

Le circuit à analyser est décrit par un ensemble de lignes qui définissent d'une part la topologie du circuit et la valeur des éléments et d'autre part les définitions des paramètres de modèles, les analyses et le les sorties de données. L'écriture d'un fichier Spice repose sur un format peu contraignant mais obéissant à un minimum de règles. Ce sont les suivantes: 1. La première ligne est interprété par Spice comme le nom du circuit à simuler. Elle doit donc contenir le nom du circuit. Cette information est utilisé dans toutes les représentations internes et pour les sorties des résultats(listings, tableaux, graphes etc....) 2. Toute ligne comportant une astérisque (*) sera ignorée par Spice. Elle est considérée comme un commentaire. 3 Les champs sur une même ligne sont séparées par un ou plusieurs espaces, une virgule, le signe "=" ou des parenthèses. Les espaces supplémentaires sont ignorés. 4. Les champs numériques respectent les règles d'écriture des nombres. 5 Toute ligne commençant par un plus(+) est concatenée automatiquement avec la ligne précédente. Cette représentation permet de visualiser une ligne qui serait en principe trop longue pour être vue entièrement sur l'écran en la découpant en plusieurs lignes reliés par des (+) 24

6. La fin de fichier est marquée par la commande .end 7 La définition de la topologie du circuit respecte l'écriture de la liste des équipotentielles 3.4.2

Liste des équipotentielles

Cette liste décrit la topologie du circuit en énumérant les composants et en indiquant leurs valeurs et leurs interconnexions. Le premier caractère de la ligne est important. Il détermine le type de composant. Les indications suivantes représentent les noeuds par lesquels le composant est attaché au reste du circuit puis une référence éventuel à un modèle ou à un sous-circuit et enfin des valeurs liées au composant.

Exemple de définitions Rbias 2 3 12k Q3 N1 N2 N3 2N2907 X5 1 2 3 5 6 UA741 Le premier composant est une résistance connectée entre les noeuds 2 et 3 ayant une valeur de 12k Le deuxième est un transistor bipolaire connecté entre les noeuds N1 N2 et N3 avec pour nom de modèle 2N2907. Le troisième composant est un macro-composant(sous-circuit) UA741.

3.4.3

La définition des modèles et des macro-composants

Cette définition commence par les mots-clés .model ou .subckt 3.4.4

Exemple de fichier circuit

Exemple de fichier Spice: Paire différentielle * Models: .model qnl npn(bf=80 rb=100 +ccs=2pf tf=0.3ns tr=6ns cje=3pf cjc=2pf va=50) .model qnr npn(bf=80 rb=100 +ccs=2pf tf=0.3ns tr=6ns cje=3pf cjc=2pf va=50) * * netliste: q1 4 2 6 qnr q2 5 3 6 qnl rs1 11 2 1k rs2 3 1 1k rc1 4 8 10k rc2 5 8 10k q3 7 7 9 qnl q4 6 7 9 qnr rbias 7 8 20k * 25

* sources/alimentations: vcm 1 0 dc 0 sin(0 0.1 5meg) ac 1 vdm 1 11 dc 0 sin(0 0.1 5meg) ac 1 vcc 8 0 12 vee 9 0 -12 * * Analyses: .tf v(5) vcm .tf v(5) vdm .sens v(5,4) .options acct list reltol=.005 trtol=8 * .end

Écriture des nombres
Un champs représentant un nombre peut être un champs d'entiers (12, -44), de réels en virgule flottante (3.14159), aussi bien qu'un entier ou un réel suivi d'un exposant entier (1e14, 2.65e3), ou un entier ou un réel suivi par les facteurs d'échelle suivants: T = 10^12 m = 10^-3 G = 10^9 u = 10^-6 Meg = 10^6 N = 10^-9 K = 10^3 p = 10^-12 f = 10^-15

Les lettres immédiatement à la suite d'un nombre sans être un facteur d'échelle sont ignorées et les lettres venant à la suite des facteurs d'échelle sont ignorées. Ainsi, 10, 10V, 10Volts, et 10Hz représentent tous le même nombre et M, MA, MSec, et MMhos représentent aussi tous le même facteur d'échelle. A noter que 1000, 1000.0, 1000Hz, 1e3, 1.0e3, 1KHz, et 1K représentent le même nombre. A noter: Il est important de noter la différence entre M(milli) et MEG(méga)

Écriture des noeuds
Un nom de noeud peut être une chaîne arbitraire de caractères. Le noeud de référence (masse) doit quant à lui être nommé "0". A noter la différence suivante entre WinECAD ou les noeuds sont traités comme des chaînes de caractères et non évalués comme des nombres et Spice2: les noeuds '0' et '00' sont deux noeuds distincts dans WinECAD mais pas dans Spice2. 3.4.5

Règles d'interconnexion

Le circuit ne peut contenir de boucles de tensions et/ou d'inductances, de coupures comprenant des sources de courants et/ou des condensateurs. Chaque noeud doit avoir un chemin, pour le courant continu, vers le potentiel de référence (la masse). Ce chemin peut être obtenu si nécessaire par l'insertion de résistances de très forte valeur. Tous les noeuds doivent avoir deux connexions exceptés les lignes de transmission (pour permettre les lignes de transmission sans terminaison) et les noeuds de substrat des MOSFET( qui ont de toute façon deux connections internes). Le sens positif du courant traversant un élément passif est celui allant de la broche + à la broche -.

26

4 Simulation de schéma à partir de Winschem
Voici les étapes élémentaires permettant de passer d'une idée de simulation à la réalisation de la simulation en passant par le logiciel Winschem.

4.1

Étape 1: Saisie du schéma
Saisir le schéma. Tous les symboles utilisés sont dans le dossier WinECAD.

4.2

Étape 2: Définir les valeurs Spice des symboles.
Voir dans l'aide de Winschem comment modifier un symbole.

Exemple: R1 C1 X1 31.6K 10nF LM324

Les circuits intégrés sont désignés par X, ce qui indique à WinECAD d'utiliser le modèle LM324, qui doit se trouver dans la bibliothèque de modèles fournie avec WinECAD. 4.3 Étape 3: Placer les labels Commande Placer un label. Les labels permettent de nommer les équipotentiels. La définition du potentiel 0 ( masse ) est obligatoire. Un label " 0 " doit exister. Les tensions calculées le seront par rapport à ce potentiel 0. A noter: Il existe une alternative à l'utilisation des labels pour le problème de la masse. L'utilisation du composant WinECAD GND permet de générer automatiquement le label "0" pour tous les composants attachés à GND. Cette démarche étant plus intuitive.

4.4

Étape 4: Placer les commandes Spice Commande Placer un texte. Il s'agit de texte commençant par le caractère " | " ( touche AltGr + 6 ) Les commandes Spice permettent une description de la simulation.

Ces textes seront insérés dans le fichier CIR. Par exemple: |.ic v(aa) = 8V". |.tran 1u 4m"

Analyse transitoire de 0 à 4ms, par pas de 1µs. 27

A noter: WinECAD prend en compte automatiquement toutes les commandes présentes dans un fichier circuit texte. Si aucune commande n'est présente dans le fichier, la simulation ne peut être autorisée que si l'utilisateur entre les paramètres de simulation (Analyses et propriétés des analyses) en mode interactif. Voir comme paramétrer les analyses dans WinECAD.

4.5

Étape 5: Transférer vers WinECAD

a - Cocher l'option Générer les fichiers CIR au format WinECAD. b - Menu Transfert - Transfert vers WinECAD

28

5

Menu de l'éditeur de texte

L'éditeur de texte de WinECAD vous permettra d'effectuer outre les fonctions classiques d'un éditeur digne de ce nom, le parametrage et le lancement des diverses analyses. Les commandes disponibles sont les suivantes: Menu Édition Menu Affichage Menu Analyses Menu options Menu fenêtres Menu ? (Aide)

Utilisez cette commande pour ouvrir un document existant dans une nouvelle fenêtre. Vous pouvez ouvrir plusieurs documents à la fois. Utilisez le menu Fenêtre pour passer d'un document à l'autre. Voir la rubrique d'aide Commande Fenêtre Vous pouvez créer de nouveaux documents à l'aide de la Commande Nouveau. Raccourcis Barre d'outils : Touches : Boîte de dialogue Ouvrir Les options suivantes vous permettent d'indiquer le fichier que vous souhaitez ouvrir : Nom du fichier Tapez ou sélectionnez le nom du fichier que vous souhaitez ouvrir. Cette zone affiche la liste des fichiers portant l'extension que vous choisissez dans la zone ,, Types de fichiers ". Types de fichiers Sélectionnez le type de fichier que vous souhaitez ouvrir : Fichier source texte (*.cir) Fichier de données (*.ppf) Fichier graphique de sortie (*.dat) Fichier script (*.msc) Tous les fichiers (*.*) Fichier de définition de circuit au format texte Fichier binaire, contenant les résultats des simulations Fichier texte, contenant les résultats des simulations Fichier texte, contenant un programme de simulation écrit en WINECADBASIC.

CTRL+O

Lecteurs Sélectionnez le lecteur dans lequel WinECAD enregistre le fichier que vous souhaitez ouvrir. Répertoires Sélectionnez le répertoire dans lequel WinECAD stocke le fichier que vous souhaitez ouvrir.

29

5.1

Menu Fichier

· Nouveau · Ouvrir · Fermer · Ouvrir projet · Fermer projet · Enregistrer · Enregistrer sous · Imprimer · Aperçu avant impression ·Configuration l'impression Quitter 5.2 de fichier.

Crée un nouveau document. Ouvre un document existant. Ferme un document ouvert. Ouvre un projet existant Ferme le projet actif Enregistre un document ouvert sous le même nom de

Enregistre un document ouvert sous un nouveau nom de fichier que vous devez spécifier. Imprime un document. Affiche le document à l'écran tel qu'il apparaîtra à l'impression. Sélectionne d'imprimante. une imprimante et une connexion

Quitte WinECAD

Menu Édition
Annule la dernière opération de modification Supprime les données sélectionnées du document et les place dans le Presse-papiers. Copie les données sélectionnées du document vers le Pressepapiers. Colle les données contenues dans le Presse-papiers dans le document. Supprime les données sélectionnées du document et les place dans le Presse-papiers. Sélectionne tout le document Recherche du texte dans le document actif Continuer la recherche après avoir trouvé un mot

Annuler Refaire Couper Copier Coller Effacer Tout Sélectionner Rechercher Suivant Trouver précèdent Remplacer Signets Atteindre signets Plus de signets Options d'édition

30

6

La simulation des circuits

Généralités Vérifier un circuit Exécuter les analyses une à une. Exécuter les analyses en une seule fois Modifier les options de simulation. Modifier les valeurs des composants 6.1

Généralités

Une fois le fichier texte de simulation obtenu à partir, soit d'une génération automatique effectuée par Winschem soit de l'éditeur de texte intégré, on peut paramétrer et exécuter les analyses puis observer les résultats. A noter: Pour qu'une simulation puisse être effectuée, il faut au préalable que WinECAD génère un projet de simulation. Les fichiers attachés au projet sont placés dans un répertoire que WinECAD créera pour vous. L'étape de création du projet est complètement transparente pour l'utilisateur. Si le fichier à simuler s'appelle truc.cir WinECAD crée le projet truc.ssp et le place dans le répertoire micrelec Lorsque votre fichier circuit est prêt, vous pouvez utiliser la barre d'outils ou le menu Analyses pour paramétrer d'abord puis exécuter ensuite les analyses. On peut utiliser deux méthodes: Méthode 1: Paramétrer toutes les analyses que l'on désire effectuer puis lancer la simulation. Les analyses s'effectueront l'une après l'autre dans un ordre immuable. Méthode 2: Lancer directement l'analyse désirée. WinECAD vous proposera de donner les paramètres de simulation ou de les modifier si elles existent déjà. L'analyse est automatiquement lancée à la fin de la validation.

6.2

Paramétrer les analyses

Pour paramétrer les analyses 1. 2. Cliquer dans le menu Analyses sur Paramétrer les analyses. Dans la boîte de dialogue qui vous est proposée, cliquez sur l'analyse désirée (voir ci dessous). Modifier les paramètres de votre analyse dans la nouvelle boite de dialogue
31

3

4.

ouverte. Voir comment paramétrer chaque analyse Après avoir cliqué sur OK ou Annuler vous serez de retour dans la boite de dialogue principal de parametrage des analyses . Cliquer sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de dialogue. La simulation s'effectuera dès que la validation est effectuée. Cliquez sur Annuler dans le cas contraire.

6.3

Modifier les valeurs des composants

Dans la fenêtre projet, sélectionner l'onglet composants. Pour modifier la valeur d'un composant double-cliquez sur le composant. Une fenêtre paramètres du composant s'ouvre vous autorisant a changer la valeur du composant. Lorsqu'une modification de valeur de composant est ainsi effectuée fichier .cir du circuit passe en lecture seule. Il ne peut plus être manuellement changé. Il faut donc choisir de modifier la valeur des composants de façon interactive ou par le .cir. Une fois la boite modifiée on peut effectuer une simulation tenant compte de ces modifications.

6.4

Options

Pour modifier les options 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Parametrage des analyses. 2. 3. 4 Dans la boîte de dialogue, cliquez sur le bouton Options. Sélectionner l'onglet correspondant aux modifications que vous voulez effectuer: Options de type booléen ou contrôle des algorithmes. Modifier les valeurs et cliquez sur OK ou Annuler

A noter: Certaines valeurs peuvent affecter sérieusement le fonctionnement des algorithmes internes de WinECAD. Il vaut mieux laisser les valeurs par défaut. Les modifications ne doivent se faire qu'en connaissance de cause.

32

6.5

Exécuter la simulation

Pour lancer la simulation, 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Lancer la simulation. 2. Si aucune analyse n'a été préalablement définie, la boite de dialogue paramétrer les analyses va automatiquement s'ouvrir. Tant qu'aucune analyse n'a été validée cette boîte de dialogue restera ouverte. Dans ce cas choisir Annuler si l'on ne désire plus exécuter la simulation. Lorsque les paramètres de simulation sont validés, la simulation commence et toutes les analyses définies seront exécutées l'une après l'autre. En cas d'échec, le journal de bord s'ouvrira. L'exécution des analyses est signalée par une barre de progression.

3.

6.6

Vérifier le circuit

Pour vérifier un circuit. 1. Cliquerdans le menu Analyses puis Vérifier circuit. 2. 3.
6.7

Lorsque le circuit est vérifié et le résultat apparaît dans le journal de bord. Les erreurs éventuels du circuit apparaissent dans le journal de bord. Cliquer sur OK.

Menu Analyses

Analyse en fréquence Analyse en continu Analyse temporelle Calcul de point de polarisation Analyse paramétrique Analyse en température Analyse de bruit

Paramétrer et exécuter une analyse par balayage en fréquence. Paramétrer et exécuter une analyse par balayage en continu. Paramétrer et exécuter une analyse temporelle. Calculer le point de repos du circuit. Paramétrer et exécuter une analyse par balayage d'une variable globale. Paramétrer et exécuter une analyse en température. Paramétrer et exécuter une analyse de bruit. 33

Analyse de sensibilité Calcul des pôles et zéros

Paramétrer et exécuter une analyse de sensibilité. Paramétrer et exécuter une analyse des pôles et zéros.

Analyse de distorsion harmonique Paramétrer et exécuter une analyse de distorsion harmonique petits signaux. Calcul de fonction de transfert en Paramétrer et exécuter une analyse de continu fonction de transfert en continu. Analyse définie par l'utilisateur Paramétrer et exécuter une analyse définie par l'utilisateur. 6.7.1

Analyse fréquentielle

Pour exécuter une analyse fréquentielle. 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Analyse en Fréquence. 2. 3. Dans la boîte de dialogue qui vous est proposée, inscrire les paramètres de votre analyse (voir ci dessous). Cliquer sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de dialogue. La simulation s'effectuera dès que la validation est effectuée. Cliquez sur Annuler dans le cas contraire.

Fréquence de début Fréquence de fin Total des points

Fréquence de début de balayage Fréquence de fin de balayage Nombre de points sur les intervalles de balayage (Octave ou Décade) ou le nombre de points total à calculer si le balayage est Linéaire.

Pour plus de détail sur ces paramètres voir la commande .AC (Analyse fréquentiel petits signaux) 34

6.7.2

Analyse en Continu

Pour exécuter une analyse en continu. 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Analyse en Continu. 2. 3. Dans la boîte de dialogue qui vous est proposée, inscrire les paramètres de votre analyse (voir ci dessous). Cliquer sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de dialogue. La simulation s'effectuera dès que la validation est effectuée. Cliquez sur Annuler dans le cas contraire.

choisissez la source que vous désirez faire varier. Nom Nom de la source continue, indépendante qui devra varier. Type du paramètre Cette valeur est mise à jour automatiquement en fonction de la variable première. Valeur de début Valeur de fin Incrément Valeur de la source au début de balayage Valeur de la source de fin de balayage Pas d'incrémentation de la source

Pour plus détails sur ces paramètres .DC(Analyse en continu)

35

6.7.3

Analyse temporelle.

Pour exécuter une analyse temporelle. 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Analyse temporelle. 2. 3. Dans la boîte de dialogue qui vous est proposée, inscrire les paramètres de votre analyse (voir ci dessous). Cliquer sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de dialogue. La simulation s'effectuera dès que la validation est effectuée. Cliquez sur Annuler dans le cas contraire.

A noter: L'analyse temporelle peut être suivie d'une Analyse de Fourier. Il suffira de cochez l'option Autoriser Fourier dans le groupe Analyse de Fourier de Voir Analyse de Fourier.

La signification des paramètres est la suivante: Analyse temporelle Pas Maximum Fin d'analyse Début d'analyse. Pas d'impression des résultats dans le fichier de sortie. Temps de fin de simulation. Temps de début d'analyse. La valeur 0 est prise par défaut.

Pour utiliser les conditions initiales spécifiées par la commande .IC, cochez la case Utiliser les conditions initiales. 36

Pour d'autres informations temporelle) 6.7.4

sur ces paramètres voir la commande .TRAN (Analyse

Détermination du point de polarisation en continu

Pour exécuter la commande de calcul du point de polarisation 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Point de polarisation. 2. Cette analyse n'exige aucun paramètre.

Pour plus de détail sur ces paramètres voir la commande .OP (Calcul du point de repos)

6.7.5

Analyse Paramétrique

1. 2. 3.

Pour exécuter une analyse paramétrique Cliquer dans le menu Analyses sur Analyse Paramétrique. Dans la boîte de dialogue qui vous est proposée, inscrire les paramètres de l'analyse paramétrique. (voir ci dessous). Cliquer sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de dialogue. La simulation s'effectuera dès que la validation est effectuée. Cliquez sur Annuler dans le cas contraire.

37

Signification des paramètres: Sélectionnez d'abord le type du paramètre variable Source de tension Température Source de courant Paramètre de modèle Paramètre global Le paramètre variable est la composante continue. La température de fonctionnement (Temps) Le paramètre variable est la composante continue. Un paramètre de modèle est altéré par l'analyse. Variable globale définie par l'utilisateur.

Si le type de paramètre global est un modèle, alors le groupe concernant les paramètres de modèle est validé. Et la prochaine étape est de choisir le type du modèle, le Nom du modèle et le Nom du paramètre qui doit être altéré et finalement le Niveau de modélisation (pour un certain nombre de transistors, les MOS notamment). Le type de paramètre variable peut être une Température. Dans ce cas, la case nom du paramètre et le groupe modèle est invalidé. Enfin le paramètre peut être une source indépendante (tension, courant) ou un Paramètre global défini dans le fichier source. Les noms disponibles apparaissent automatiquement dans la fenêtre de type liste, Nom du paramètre. Il suffira de choisir le nom de la variable globale ou de la source que vous voulez faire varier. Il faut également préciser la Loi de variation et les paramètres de cette variation. Quatre lois sont possibles. Pour Les variations par Décade et par Octave Il faut indiquer la Valeur de début de balayage, la Valeur de fin de balayage et le nombre de points par décade ou par octave. Pour la variation Linéaire le nombre de point est remplacé par l'incrément. Pour la loi de variation par Liste, il suffit d'indiquer dans Valeurs la suite des valeurs prises par l'élément 38

qui varie. Les valeurs doivent être séparées par des espaces exemple: 10 20 30. Pour plus de détail sur ces paramètres voir la commande .STEP (Analyse paramétrique) 6.7.6

Analyse en température

Pour exécuter une analyse en température. 1. dans le menu Analyses sur Analyse en température. 2. 3. la boîte de dialogue qui vous est proposée, inscrire les paramètres de votre analyse (voir ci dessous). sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de dialogue. La simulation s'effectuera dès que la validation est effectuée. Cliquez sur Annuler dans le cas contraire.

La loi de variation est du type Liste de valeurs. Il suffit d'indiquer dans Température(s) la suite des valeurs prises par la température au cours de la simulation. Tout le circuit sera simulé pour chaque valeur prise par la température. Ces valeurs doivent être séparées par des espaces exemple: 10 20 30. Pour plus de détail sur ces paramètres voir la commande .TEMP (Analyse de température) 6.7.7

Analyse de bruit

Pour exécuter une analyse de bruit 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Analyse de bruit. 2. 3. Dans la boîte de dialogue qui vous est proposée, inscrire les paramètres de l'analyse de bruit (voir ci dessous). Cliquer sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de dialogue. La simulation s'effectuera dès que la validation est effectuée. Cliquez sur Annuler dans le cas contraire.

39

Fréquence de début Fréquence de début de balayage Fréquence de fin Fréquence de fin de balayage Total des points Nombre de points sur les intervalles de balayage (Octave ou Décade) ou le nombre de points total à calculer si le balayage est Linéaire. Le noeud à observer en sortie est donnée par Tension de sortie et la source de bruit est donnée par Source I/V Pour plus de détail sur ces paramètres voir la commande .NOISE(Analyse de bruit) 6.7.8

Analyse de sensibilité

Pour exécuter une analyse de sensibilité. 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Analyse de sensibilité. 2. 3. Dans la boîte de dialogue qui vous est proposée, inscrire les paramètres de l'analyse de sensibilité (voir ci dessous). Cliquer sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de dialogue. La simulation s'effectuera dès que la validation est effectuée. Cliquez sur Annuler dans le cas contraire.

40

Dans un premier temps il faut choisir le domaine d'analyse courant continu (DC) ou courant alternatif sinusoïdal (AC). Pour le régime alternatif sinusoïdal les paramètres sont : Fréquence de début Fréquence de fin Total des points séquence de début de balayage séquence de fin de balayage de points sur les intervalles de balayage (Octave ou Décade) ou le nombre de points total à calculer si le balayage est Linéaire.

Dans tous les cas, il faut indiquer la liste des Variables de sortie en les séparant par des espaces. Pour plus de détail sur ces paramètres voir la commande .SENS(Analyse de sensibilité) 6.7.9

Calcul des pôles et zéros

1. 2. 3.

Pour exécuter une analyse des pôles et zéros. Cliquer dans le menu Analyses sur Analyse des pôles et zéros. Dans la boîte de dialogue qui vous est proposée, inscrire les paramètres de votre analyse (voir ci dessous). Cliquer sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de dialogue. La simulation s'effectuera dès que la validation est effectuée. Cliquez sur Annuler dans le cas contraire.

41

Pour plus de détail sur ces paramètres voir la commande

zéros)
6.7.10

.PZ(Calcul des pôles et

Analyse de distorsion harmonique

Pour exécuter une analyse de distorsion. 1. Cliquer dans le menu Analyses sur Analyse de distorsion. 2. 3. Dans la boîte de dialogue qui vous est proposée, inscrire les paramètres de votre analyse (voir ci dessous). Cliquer sur OK pour prendre en compte les valeurs de la boîte de di