7.8: Ejemplos de Circuitos y Netlists

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Los siguientes circuitos son netlists previamente probados para SPICE 2g6, completos con descripciones breves cuando sea necesario. (Consulte Simulación por Computadora de Circuitos Eléctricos del Capítulo 2's para obtener más información sobre netlists en SPICE.)

Siéntase libre de “copiar” y “pegar” cualquiera de las listas de red en su propio archivo fuente SPICE para su análisis y/o modificación.

Mi objetivo aquí es doble: dar ejemplos prácticos del diseño de netlist SPICE para una mayor comprensión de la sintaxis de netlist SPICE, y mostrar cuán simples y compactos pueden ser los netlists SPICE al analizar circuitos simples.

Todos los listados de salida para estos ejemplos han sido “recortados” de información extraña, brindándote la presentación más sucinta de la salida SPICE como sea posible. Esto lo hago principalmente para ahorrar espacio en este documento. Las salidas típicas de SPICE contienen muchos encabezados e información de resumen no necesariamente relacionada con la tarea en cuestión. ¡Así que no te sorprendas cuando ejecutas una simulación por tu cuenta y descubres que la salida no se parece exactamente a lo que he mostrado aquí!

Ejemplo de circuito de red de resistencias de CC de múltiples fuentes, parte 1

Sin una tarjeta .dc y una tarjeta .print o .plot, la salida de esta netlist solo mostrará voltajes para los nodos 1, 2 y 3 (con referencia al nodo 0, por supuesto).

Netlist:

Multiple dc sources v1 1 0 dc 24 v2 3 0 dc 15 r1 1 2 10k r2 2 3 8.1k r3 2 0 4.7k .end

Salida:

node voltage node voltage node voltage ( 1) 24.0000 ( 2) 9.7470 ( 3) 15.0000

voltage source currents name current v1 -1.425E-03 v2 -6.485E-04

total power dissipation 4.39E-02 watts

Ejemplo de circuito de red de resistencias de CC de múltiples fuentes, parte 2

Al agregar una tarjeta de análisis .dc y especificar la fuente V ₁ de 24 voltios a 24 voltios en 1 paso (en otras palabras, 24 voltios constantes), podemos usar el análisis de la tarjeta .print para imprimir voltajes entre cualquiera de los dos puntos que deseemos. Por extraño que parezca, cuando se invoca la opción de análisis .dc, las impresiones de voltaje por defecto para cada nodo (a tierra) desaparecen, por lo que terminamos teniendo que especificarlas explícitamente en la tarjeta .print para verlas en absoluto.

Netlist:

Multiple dc sources v1 1 0 v2 3 0 15 r1 1 2 10k r2 2 3 8.1k r3 2 0 4.7k .dc v1 24 24 1 .print dc v(1) v(2) v(3) v(1,2) v(2,3) .end

Salida:

v1 v(1) v(2) v(3) v(1,2) v(2,3) 2.400E+01 2.400E+01 9.747E+00 1.500E+01 1.425E+01 -5.253E+00

Ejemplo de circuito de constante de tiempo RC

Para el análisis de CC, se deben especificar las condiciones iniciales de cualquier componente reactivo (C o L) (voltaje para condensadores, corriente para inductores). Esto es proporcionado por el último campo de datos de cada tarjeta de condensador (ic=0). Para realizar un análisis DC, se debe especificar la opción de análisis .tran (” transient”), con el primer campo de datos especificando el incremento de tiempo en segundos, el segundo especificando el lapso total de análisis en segundos y la “uic” diciéndole que “use condiciones iniciales” cuando analizando.

Netlist:

RC time delay circuit v1 1 0 dc 10 c1 1 2 47u ic=0 c2 1 2 22u ic=0 r1 2 0 3.3k .tran .05 1 uic .print tran v(1,2) .end

Salida:

time v(1,2) 0.000E+00 7.701E-06 5.000E-02 1.967E+00 1.000E-01 3.551E+00 1.500E-01 4.824E+00 2.000E-01 5.844E+00 2.500E-01 6.664E+00 3.000E-01 7.322E+00 3.500E-01 7.851E+00 4.000E-01 8.274E+00 4.500E-01 8.615E+00 5.000E-01 8.888E+00 5.500E-01 9.107E+00 6.000E-01 9.283E+00 6.500E-01 9.425E+00 7.000E-01 9.538E+00 7.500E-01 9.629E+00 8.000E-01 9.702E+00 8.500E-01 9.761E+00 9.000E-01 9.808E+00 9.500E-01 9.846E+00 1.000E+00 9.877E+00

Trazado y análisis de un circuito simple de voltaje de onda sinusoidal de CA

Este ejercicio muestra la configuración adecuada para trazar valores instantáneos de una fuente de voltaje de onda sinusoidal con la función.plot (como un análisis transitorio). No es sorprendente que el análisis de Fourier en esta plataforma también requiera que la opción de análisis .tran (transitorio) se especifique en un rango de tiempo adecuado. El rango de tiempo en esta plataforma en particular permite un análisis de Fourier con una precisión bastante pobre. Cuantos más ciclos de la frecuencia fundamental se realice el análisis transitorio, más preciso será el análisis de Fourier. Esto no es una peculiaridad de SPICE, sino más bien un principio básico de las formas de onda.

Netlist:

v1 1 0 sin(0 15 60 0 0) rload 1 0 10k * change tran card to the following for better Fourier precision * .tran 1m 30m .01m and include .options card: * .options itl5=30000 .tran 1m 30m .plot tran v(1) .four 60 v(1) .end

Salida:

time v(1) -2.000E+01 -1.000E+01 0.000E+00 1.000E+01 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 0.000E+00 . . * . . 1.000E-03 5.487E+00 . . . * . . 2.000E-03 1.025E+01 . . . * . 3.000E-03 1.350E+01 . . . . * . 4.000E-03 1.488E+01 . . . . *. 5.000E-03 1.425E+01 . . . . * . 6.000E-03 1.150E+01 . . . . * . 7.000E-03 7.184E+00 . . . * . . 8.000E-03 1.879E+00 . . . * . . 9.000E-03 -3.714E+00 . . * . . . 1.000E-02 -8.762E+00 . . * . . . 1.100E-02 -1.265E+01 . * . . . . 1.200E-02 -1.466E+01 . * . . . . 1.300E-02 -1.465E+01 . * . . . . 1.400E-02 -1.265E+01 . * . . . . 1.500E-02 -8.769E+00 . . * . . . 1.600E-02 -3.709E+00 . . * . . . 1.700E-02 1.876E+00 . . . * . . 1.800E-02 7.191E+00 . . . * . . 1.900E-02 1.149E+01 . . . . * . 2.000E-02 1.425E+01 . . . . * . 2.100E-02 1.489E+01 . . . . *. 2.200E-02 1.349E+01 . . . . * . 2.300E-02 1.026E+01 . . . * . 2.400E-02 5.491E+00 . . . * . . 2.500E-02 1.553E-03 . . * . . 2.600E-02 -5.514E+00 . . * . . . 2.700E-02 -1.022E+01 . * . . . 2.800E-02 -1.349E+01 . * . . . . 2.900E-02 -1.495E+01 . * . . . . 3.000E-02 -1.427E+01 . * . . . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

 fourier components of transient response v(1) dc component = -1.885E-03 harmonic frequency fourier normalized phase normalized no (hz) component component (deg) phase (deg) 1 6.000E+01 1.494E+01 1.000000 -71.998 0.000 2 1.200E+02 1.886E-02 0.001262 -50.162 21.836 3 1.800E+02 1.346E-03 0.000090 102.674 174.671 4 2.400E+02 1.799E-02 0.001204 -10.866 61.132 5 3.000E+02 3.604E-03 0.000241 160.923 232.921 6 3.600E+02 5.642E-03 0.000378 -176.247 -104.250 7 4.200E+02 2.095E-03 0.000140 122.661 194.658 8 4.800E+02 4.574E-03 0.000306 -143.754 -71.757 9 5.400E+02 4.896E-03 0.000328 -129.418 -57.420 total harmonic distortion = 0.186350 percent

Ejemplo de circuito simple de resistencia-condensador de CA

La tarjeta .ac especifica los puntos de análisis de CA de 60Hz a 60Hz, en un solo punto. Esta tarjeta, por supuesto, es un poco más útil para el análisis multifrecuencia, donde se puede analizar un rango de frecuencias en pasos. La tarjeta .print emite el voltaje de CA entre los nodos 1 y 2, y el voltaje de CA entre el nodo 2 y tierra.

Netlist:

Demo of a simple AC circuit v1 1 0 ac 12 sin r1 1 2 30 c1 2 0 100u .ac lin 1 60 60 .print ac v(1,2) v(2) .end

Salida:

freq v(1,2) v(2) 6.000E+01 8.990E+00 7.949E+00

Ejemplo de circuito de filtro paso bajo

Este filtro de paso bajo bloquea la CA y pasa CC a la resistencia de _carga R. Típico de un filtro utilizado para suprimir la ondulación de un circuito rectificador, en realidad tiene una frecuencia resonante, técnicamente lo que lo convierte en un filtro de paso de banda. Sin embargo, funciona bien de todos modos para pasar CC y bloquear los armónicos de alta frecuencia generados por el proceso de rectificación de CA a CC. Su rendimiento se mide con una fuente de CA que barre de 500 Hz a 15 kHz. Si se desea, la tarjeta .print se puede sustituir o complementar con una tarjeta.plot para mostrar el voltaje de CA en el nodo 4 gráficamente.

Netlist:

Lowpass filter v1 2 1 ac 24 sin v2 1 0 dc 24 rload 4 0 1k l1 2 3 100m l2 3 4 250m c1 3 0 100u .ac lin 30 500 15k .print ac v(4) .plot ac v(4) .end

freq v(4) 5.000E+02 1.935E-01 1.000E+03 3.275E-02 1.500E+03 1.057E-02 2.000E+03 4.614E-03 2.500E+03 2.402E-03 3.000E+03 1.403E-03 3.500E+03 8.884E-04 4.000E+03 5.973E-04 4.500E+03 4.206E-04 5.000E+03 3.072E-04 5.500E+03 2.311E-04 6.000E+03 1.782E-04 6.500E+03 1.403E-04 7.000E+03 1.124E-04 7.500E+03 9.141E-05 8.000E+03 7.536E-05 8.500E+03 6.285E-05 9.000E+03 5.296E-05 9.500E+03 4.504E-05 1.000E+04 3.863E-05 1.050E+04 3.337E-05 1.100E+04 2.903E-05 1.150E+04 2.541E-05 1.200E+04 2.237E-05 1.250E+04 1.979E-05 1.300E+04 1.760E-05 1.350E+04 1.571E-05 1.400E+04 1.409E-05 1.450E+04 1.268E-05 1.500E+04 1.146E-05

freq v(4) 1.000E-06 1.000E-04 1.000E-02 1.000E+00 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5.000E+02 1.935E-01 . . . * . 1.000E+03 3.275E-02 . . . * . 1.500E+03 1.057E-02 . . * . 2.000E+03 4.614E-03 . . * . . 2.500E+03 2.402E-03 . . * . . 3.000E+03 1.403E-03 . . * . . 3.500E+03 8.884E-04 . . * . . 4.000E+03 5.973E-04 . . * . . 4.500E+03 4.206E-04 . . * . . 5.000E+03 3.072E-04 . . * . . 5.500E+03 2.311E-04 . . * . . 6.000E+03 1.782E-04 . . * . . 6.500E+03 1.403E-04 . .* . . 7.000E+03 1.124E-04 . * . . 7.500E+03 9.141E-05 . * . . 8.000E+03 7.536E-05 . *. . . 8.500E+03 6.285E-05 . *. . . 9.000E+03 5.296E-05 . * . . . 9.500E+03 4.504E-05 . * . . . 1.000E+04 3.863E-05 . * . . . 1.050E+04 3.337E-05 . * . . . 1.100E+04 2.903E-05 . * . . . 1.150E+04 2.541E-05 . * . . . 1.200E+04 2.237E-05 . * . . . 1.250E+04 1.979E-05 . * . . . 1.300E+04 1.760E-05 . * . . . 1.350E+04 1.571E-05 . * . . . 1.400E+04 1.409E-05 . * . . . 1.450E+04 1.268E-05 . * . . . 1.500E+04 1.146E-05 . * . . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Ejemplo de circuito de red de CA de múltiples fuentes

Una de las idiosincrasias de SPICE es su incapacidad para manejar cualquier bucle en un circuito compuesto exclusivamente por fuentes de voltaje en serie e inductores. Por lo tanto, el “bucle” de V ₁ -L ₁ -L ₂ -V ₂ -V ₁ es inaceptable. Para sortear esto, tuve que insertar una resistencia de baja resistencia en algún lugar de ese bucle para romperlo. Así, tenemos R _falso entre 3 y 4 (con 1 pico-ohm de resistencia), y V ₂ entre 4 y 0. El circuito de arriba es el diseño original, mientras que el circuito de abajo tiene R _falso insertado para evitar el error SPICE.

Netlist:

Multiple ac source v1 1 0 ac 55 0 sin v2 4 0 ac 43 25 sin l1 1 2 450m c1 2 0 330u l2 2 3 150m rbogus 3 4 1e-12 .ac lin 1 30 30 .print ac v(2) .end

Salida:

freq v(2) 3.000E+01 1.413E+02

Ejemplo de circuito de demostración de desplazamiento de fase CA

Las corrientes a través de cada pata se indican por las caídas de voltaje a través de cada resistencia de derivación respectiva (1 amp = 1 voltio a 1 Ω), emitida por los términos v (1,2) y v (1,3) de la tarjeta .print. La fase de las corrientes a través de cada pata se indica por la fase de las caídas de voltaje a través de cada resistencia de derivación respectiva, emitidas por los términos vp (1,2) y vp (1,3) en la tarjeta .print.

Netlist:

phase shift v1 1 0 ac 4 sin rshunt1 1 2 1 rshunt2 1 3 1 l1 2 0 1 r1 3 0 6.3k .ac lin 1 1000 1000 .print ac v(1,2) v(1,3) vp(1,2) vp(1,3) .end

Salida:

freq v(1,2) v(1,3) vp(1,2) vp(1,3) 1.000E+03 6.366E-04 6.349E-04 -9.000E+01 0.000E+00

Ejemplo de circuito transformador

SPICE entiende los transformadores como un conjunto de inductores mutuamente acoplados. Así, para simular un transformador en SPICE, debe especificar los devanados primario y secundario como inductores separados, luego instruir a SPICE para que los vincule con una tarjeta “k” especificando la constante de acoplamiento. Para la simulación ideal del transformador, la constante de acoplamiento sería la unidad (1). Sin embargo, SPICE no puede manejar este valor, así que usamos algo como 0.999 como factor de acoplamiento.

Tenga en cuenta que todos los pares de inductores de devanado deben estar acoplados con sus propias tarjetas k para que la simulación funcione correctamente. Para un transformador de dos devanados, bastará con una sola tarjeta k. Para un transformador de tres devanados, se deben especificar tres tarjetas k (para vincular L ₁ con L ₂, L ₂ con L ₃ y L ₁ con L ₃).

_{La relación de inductancia L 1/L ₂ de 100:1 proporciona una relación de transformación de voltaje reductor 10:1.} Con 120 voltios adentro deberíamos ver 12 voltios fuera del devanado L ₂. La relación de inductancia L _1/L ₃ de 100:25 (4:1) proporciona una relación de transformación de voltaje reductor 2:1, que debería darnos 60 voltios fuera del devanado L ₃ con 120 voltios adentro.

Netlist:

transformer v1 1 0 ac 120 sin rbogus0 1 6 1e-3 l1 6 0 100 l2 2 4 1 l3 3 5 25 k1 l1 l2 0.999 k2 l2 l3 0.999 k3 l1 l3 0.999 r1 2 4 1000 r2 3 5 1000 rbogus1 5 0 1e10 rbogus2 4 0 1e10 .ac lin 1 60 60 .print ac v(1,0) v(2,0) v(3,0) .end

Salida:

freq v(1) v(2) v(3) 6.000E+01 1.200E+02 1.199E+01 5.993E+01

En este ejemplo, R _bogus0 es una resistencia de muy bajo valor, que sirve para romper el bucle fuente/inductor de V ₁ /L ₁. R _bogus1 y R _bogus2 son resistencias de muy alto valor necesarias para proporcionar trayectorias de CC a tierra en cada uno de los circuitos aislados. Tenga en cuenta también que un lado del circuito primario está directamente conectado a tierra. Sin estas referencias terrestres, ¡SPICE producirá errores!

Ejemplo de circuito rectificador de puente de onda completa

Los diodos, como todos los componentes semiconductores en SPICE, deben modelarse para que SPICE conozca todos los detalles esenciales de cómo se supone que deben funcionar. Afortunadamente, SPICE viene con algunos modelos genéricos, y el diodo es el más básico. Observe la tarjeta .model que simplemente especifica “d” como el modelo de diodo genérico para mod1. Nuevamente, ya que estamos trazando las formas de onda aquí, necesitamos especificar todos los parámetros de la fuente de CA en una sola tarjeta e imprimir/trazar todos los valores usando la opción .tran.

Netlist:

fullwave bridge rectifier v1 1 0 sin(0 15 60 0 0) rload 1 0 10k d1 1 2 mod1 d2 0 2 mod1 d3 3 1 mod1 d4 3 0 mod1 .model mod1 d .tran .5m 25m .plot tran v(1,0) v(2,3) .end

Salida:

legend: *: v(1) +: v(2,3) time v(1) (*)--------- -2.000E+01 -1.000E+01 0.000E+00 1.000E+01 2.000E+01 (+)--------- -5.000E+00 0.000E+00 5.000E+00 1.000E+01 1.500E+01 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 0.000E+00 . + * . . 5.000E-04 2.806E+00 . . + . * . . 1.000E-03 5.483E+00 . . + * . . 1.500E-03 7.929E+00 . . . + * . . 2.000E-03 1.013E+01 . . . +* . 2.500E-03 1.198E+01 . . . . * + . 3.000E-03 1.338E+01 . . . . * + . 3.500E-03 1.435E+01 . . . . * +. 4.000E-03 1.476E+01 . . . . * + 4.500E-03 1.470E+01 . . . . * + 5.000E-03 1.406E+01 . . . . * + . 5.500E-03 1.299E+01 . . . . * + . 6.000E-03 1.139E+01 . . . . *+ . 6.500E-03 9.455E+00 . . . + *. . 7.000E-03 7.113E+00 . . . + * . . 7.500E-03 4.591E+00 . . +. * . . 8.000E-03 1.841E+00 . . + . * . . 8.500E-03 -9.177E-01 . . + *. . . 9.000E-03 -3.689E+00 . . *+ . . . 9.500E-03 -6.380E+00 . . * . + . . 1.000E-02 -8.784E+00 . . * . + . . 1.050E-02 -1.075E+01 . *. . .+ . 1.100E-02 -1.255E+01 . * . . . + . 1.150E-02 -1.372E+01 . * . . . + . 1.200E-02 -1.460E+01 . * . . . + 1.250E-02 -1.476E+01 .* . . . + 1.300E-02 -1.460E+01 . * . . . + 1.350E-02 -1.373E+01 . * . . . + . 1.400E-02 -1.254E+01 . * . . . + . 1.450E-02 -1.077E+01 . *. . .+ . 1.500E-02 -8.726E+00 . . * . + . . 1.550E-02 -6.293E+00 . . * . + . . 1.600E-02 -3.684E+00 . . x . . . 1.650E-02 -9.361E-01 . . + *. . . 1.700E-02 1.875E+00 . . + . * . . 1.750E-02 4.552E+00 . . +. * . . 1.800E-02 7.170E+00 . . . + * . . 1.850E-02 9.401E+00 . . . + *. . 1.900E-02 1.146E+01 . . . . *+ . 1.950E-02 1.293E+01 . . . . * + . 2.000E-02 1.414E+01 . . . . * +. 2.050E-02 1.464E+01 . . . . * + 2.100E-02 1.483E+01 . . . . * + 2.150E-02 1.430E+01 . . . . * +. 2.200E-02 1.344E+01 . . . . * + . 2.250E-02 1.195E+01 . . . . *+ . 2.300E-02 1.016E+01 . . . +* . 2.350E-02 7.917E+00 . . . + * . . 2.400E-02 5.460E+00 . . + * . . 2.450E-02 2.809E+00 . . + . * . . 2.500E-02 -8.297E-04 . + * . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Ejemplo de circuito amplificador de transistor BJT de base común

Este análisis barre el voltaje de entrada (Vin) de 0 a 5 voltios en incrementos de 0.1 voltios, luego imprime el voltaje entre los cables del colector y emisor del transistor v (2,3). El transistor (Q1) es un NPN con un Beta directo de 50.

Netlist:

Common-base BJT amplifier vsupply 1 0 dc 24 vin 0 4 dc rc 1 2 800 re 3 4 100 q1 2 0 3 mod1 .model mod1 npn bf=50 .dc vin 0 5 0.1 .print dc v(2,3) .plot dc v(2,3) .end

Salida:

vin v(2,3) 0.000E+00 2.400E+01 1.000E-01 2.410E+01 2.000E-01 2.420E+01 3.000E-01 2.430E+01 4.000E-01 2.440E+01 5.000E-01 2.450E+01 6.000E-01 2.460E+01 7.000E-01 2.466E+01 8.000E-01 2.439E+01 9.000E-01 2.383E+01 1.000E+00 2.317E+01 1.100E+00 2.246E+01 1.200E+00 2.174E+01 1.300E+00 2.101E+01 1.400E+00 2.026E+01 1.500E+00 1.951E+01 1.600E+00 1.876E+01 1.700E+00 1.800E+01 1.800E+00 1.724E+01 1.900E+00 1.648E+01 2.000E+00 1.572E+01 2.100E+00 1.495E+01 2.200E+00 1.418E+01 2.300E+00 1.342E+01 2.400E+00 1.265E+01 2.500E+00 1.188E+01 2.600E+00 1.110E+01 2.700E+00 1.033E+01 2.800E+00 9.560E+00 2.900E+00 8.787E+00 3.000E+00 8.014E+00 3.100E+00 7.240E+00 3.200E+00 6.465E+00 3.300E+00 5.691E+00 3.400E+00 4.915E+00 3.500E+00 4.140E+00 3.600E+00 3.364E+00 3.700E+00 2.588E+00 3.800E+00 1.811E+00 3.900E+00 1.034E+00 4.000E+00 2.587E-01 4.100E+00 9.744E-02 4.200E+00 7.815E-02 4.300E+00 6.806E-02 4.400E+00 6.141E-02 4.500E+00 5.657E-02 4.600E+00 5.281E-02 4.700E+00 4.981E-02 4.800E+00 4.734E-02 4.900E+00 4.525E-02 5.000E+00 4.346E-02

vin v(2,3) 0.000E+00 1.000E+01 2.000E+01 3.000E+01 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 2.400E+01 . . . * . 1.000E-01 2.410E+01 . . . * . 2.000E-01 2.420E+01 . . . * . 3.000E-01 2.430E+01 . . . * . 4.000E-01 2.440E+01 . . . * . 5.000E-01 2.450E+01 . . . * . 6.000E-01 2.460E+01 . . . * . 7.000E-01 2.466E+01 . . . * . 8.000E-01 2.439E+01 . . . * . 9.000E-01 2.383E+01 . . . * . 1.000E+00 2.317E+01 . . . * . 1.100E+00 2.246E+01 . . . * . 1.200E+00 2.174E+01 . . . * . 1.300E+00 2.101E+01 . . .* . 1.400E+00 2.026E+01 . . * . 1.500E+00 1.951E+01 . . *. . 1.600E+00 1.876E+01 . . * . . 1.700E+00 1.800E+01 . . * . . 1.800E+00 1.724E+01 . . * . . 1.900E+00 1.648E+01 . . * . . 2.000E+00 1.572E+01 . . * . . 2.100E+00 1.495E+01 . . * . . 2.200E+00 1.418E+01 . . * . . 2.300E+00 1.342E+01 . . * . . 2.400E+00 1.265E+01 . . * . . 2.500E+00 1.188E+01 . . * . . 2.600E+00 1.110E+01 . . * . . 2.700E+00 1.033E+01 . * . . 2.800E+00 9.560E+00 . *. . . 2.900E+00 8.787E+00 . * . . . 3.000E+00 8.014E+00 . * . . . 3.100E+00 7.240E+00 . * . . . 3.200E+00 6.465E+00 . * . . . 3.300E+00 5.691E+00 . * . . . 3.400E+00 4.915E+00 . * . . . 3.500E+00 4.140E+00 . * . . . 3.600E+00 3.364E+00 . * . . . 3.700E+00 2.588E+00 . * . . . 3.800E+00 1.811E+00 . * . . . 3.900E+00 1.034E+00 .* . . . 4.000E+00 2.587E-01 * . . . 4.100E+00 9.744E-02 * . . . 4.200E+00 7.815E-02 * . . . 4.300E+00 6.806E-02 * . . . 4.400E+00 6.141E-02 * . . . 4.500E+00 5.657E-02 * . . . 4.600E+00 5.281E-02 * . . . 4.700E+00 4.981E-02 * . . . 4.800E+00 4.734E-02 * . . . 4.900E+00 4.525E-02 * . . . 5.000E+00 4.346E-02 * . . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Ejemplo de circuito amplificador JFET de fuente común con autopolarización

Netlist:

common source jfet amplifier vin 1 0 sin(0 1 60 0 0) vdd 3 0 dc 20 rdrain 3 2 10k rsource 4 0 1k j1 2 1 4 mod1 .model mod1 njf .tran 1m 30m .plot tran v(2,0) v(1,0) .end

Salida:

legend: *: v(2) +: v(1) time v(2) (*)--------- 1.400E+01 1.600E+01 1.800E+01 2.000E+01 2.200E+01 (+)--------- -1.000E+00 -5.000E-01 0.000E+00 5.000E-01 1.000E+00 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 1.708E+01 . . * + . . 1.000E-03 1.609E+01 . .* . + . . 2.000E-03 1.516E+01 . * . . . + . 3.000E-03 1.448E+01 . * . . . + . 4.000E-03 1.419E+01 .* . . . + 5.000E-03 1.432E+01 . * . . . +. 6.000E-03 1.490E+01 . * . . . + . 7.000E-03 1.577E+01 . * . . +. . 8.000E-03 1.676E+01 . . * . + . . 9.000E-03 1.768E+01 . . + *. . . 1.000E-02 1.841E+01 . + . . * . . 1.100E-02 1.890E+01 . + . . * . . 1.200E-02 1.912E+01 .+ . . * . . 1.300E-02 1.912E+01 .+ . . * . . 1.400E-02 1.890E+01 . + . . * . . 1.500E-02 1.842E+01 . + . . * . . 1.600E-02 1.768E+01 . . + *. . . 1.700E-02 1.676E+01 . . * . + . . 1.800E-02 1.577E+01 . * . . +. . 1.900E-02 1.491E+01 . * . . . + . 2.000E-02 1.432E+01 . * . . . +. 2.100E-02 1.419E+01 .* . . . + 2.200E-02 1.449E+01 . * . . . + . 2.300E-02 1.516E+01 . * . . . + . 2.400E-02 1.609E+01 . .* . + . . 2.500E-02 1.708E+01 . . * + . . 2.600E-02 1.796E+01 . . + * . . 2.700E-02 1.861E+01 . + . . * . . 2.800E-02 1.900E+01 . + . . * . . 2.900E-02 1.916E+01 + . . * . . 3.000E-02 1.908E+01 .+ . . * . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Ejemplo de inversión de circuito de amplificador operacional

Para simular un amplificador operacional ideal en SPICE, utilizamos una fuente de voltaje dependiente del voltaje como amplificador diferencial con ganancia extremadamente alta. La tarjeta “e” configura la fuente de voltaje dependiente con cuatro nodos, 3 y 0 para la salida de voltaje, y 1 y 0 para la entrada de voltaje. No se necesita fuente de alimentación para la fuente de voltaje dependiente, a diferencia de un amplificador operacional real. La ganancia de voltaje se establece en 999,000 en este caso. La fuente de voltaje de entrada (V ₁) barre de 0 a 3.5 voltios en pasos de 0.05 voltios.

Netlist:

Inverting opamp v1 2 0 dc e 3 0 0 1 999k r1 3 1 3.29k r2 1 2 1.18k .dc v1 0 3.5 0.05 .print dc v(3,0) .end

Salida:

v1 v(3) 0.000E+00 0.000E+00 5.000E-02 -1.394E-01 1.000E-01 -2.788E-01 1.500E-01 -4.182E-01 2.000E-01 -5.576E-01 2.500E-01 -6.970E-01 3.000E-01 -8.364E-01 3.500E-01 -9.758E-01 4.000E-01 -1.115E+00 4.500E-01 -1.255E+00 5.000E-01 -1.394E+00 5.500E-01 -1.533E+00 6.000E-01 -1.673E+00 6.500E-01 -1.812E+00 7.000E-01 -1.952E+00 7.500E-01 -2.091E+00 8.000E-01 -2.231E+00 8.500E-01 -2.370E+00 9.000E-01 -2.509E+00 9.500E-01 -2.649E+00 1.000E+00 -2.788E+00 1.050E+00 -2.928E+00 1.100E+00 -3.067E+00 1.150E+00 -3.206E+00 1.200E+00 -3.346E+00 1.250E+00 -3.485E+00 1.300E+00 -3.625E+00 1.350E+00 -3.764E+00 1.400E+00 -3.903E+00 1.450E+00 -4.043E+00 1.500E+00 -4.182E+00 1.550E+00 -4.322E+00 1.600E+00 -4.461E+00 1.650E+00 -4.600E+00 1.700E+00 -4.740E+00 1.750E+00 -4.879E+00 1.800E+00 -5.019E+00 1.850E+00 -5.158E+00 1.900E+00 -5.297E+00 1.950E+00 -5.437E+00 2.000E+00 -5.576E+00 2.050E+00 -5.716E+00 2.100E+00 -5.855E+00 2.150E+00 -5.994E+00 2.200E+00 -6.134E+00 2.250E+00 -6.273E+00 2.300E+00 -6.413E+00 2.350E+00 -6.552E+00 2.400E+00 -6.692E+00 2.450E+00 -6.831E+00 2.500E+00 -6.970E+00 2.550E+00 -7.110E+00 2.600E+00 -7.249E+00 2.650E+00 -7.389E+00 2.700E+00 -7.528E+00 2.750E+00 -7.667E+00 2.800E+00 -7.807E+00 2.850E+00 -7.946E+00 2.900E+00 -8.086E+00 2.950E+00 -8.225E+00 3.000E+00 -8.364E+00 3.050E+00 -8.504E+00 3.100E+00 -8.643E+00 3.150E+00 -8.783E+00 3.200E+00 -8.922E+00 3.250E+00 -9.061E+00 3.300E+00 -9.201E+00 3.350E+00 -9.340E+00 3.400E+00 -9.480E+00 3.450E+00 -9.619E+00 3.500E+00 -9.758E+00

Ejemplo de circuito de amplificador operacional no inversor

Otro ejemplo de una peculiaridad de SPICE: dado que la fuente de voltaje dependiente “e” no se considera una fuente de carga a voltaje V ₁, SPICE interpreta que V ₁ está en circuito abierto y se negará a analizarla. La solución es conectar R _falso en paralelo con V ₁ para actuar como una carga de CC. Al estar conectado directamente a través de V ₁, la resistencia de R _falsa no es crucial para el funcionamiento del circuito, por lo que 10 kΩ funcionarán bien. Decidí no barrer el voltaje de entrada V ₁ en absoluto en este circuito por el bien de mantener la lista de red y el listado de salida simples.

Netlist:

noninverting opamp v1 2 0 dc 5 rbogus 2 0 10k e 3 0 2 1 999k r1 3 1 20k r2 1 0 10k .end

Salida:

node voltage node voltage node voltage ( 1) 5.0000 ( 2) 5.0000 ( 3) 15.0000

Ejemplo de circuito amplificador de instrumentación

Tenga en cuenta las resistencias R _bogus1 y R _bogus2 de muy alta resistencia en la lista de red (no se muestran en el esquema por brevedad) a través de cada fuente de voltaje de entrada, para evitar que SPICE piense que V ₁ y V ₂ estaban en circuito abierto, al igual que los otros ejemplos de circuitos de amplificador operacional.

Netlist:

Instrumentation amplifier v1 1 0 rbogus1 1 0 9e12 v2 4 0 dc 5 rbogus2 4 0 9e12 e1 3 0 1 2 999k e2 6 0 4 5 999k e3 9 0 8 7 999k rload 9 0 10k r1 2 3 10k rgain 2 5 10k r2 5 6 10k r3 3 7 10k r4 7 9 10k r5 6 8 10k r6 8 0 10k .dc v1 0 10 1 .print dc v(9) v(3,6) .end

Salida:

v1 v(9) v(3,6) 0.000E+00 1.500E+01 -1.500E+01 1.000E+00 1.200E+01 -1.200E+01 2.000E+00 9.000E+00 -9.000E+00 3.000E+00 6.000E+00 -6.000E+00 4.000E+00 3.000E+00 -3.000E+00 5.000E+00 9.955E-11 -9.956E-11 6.000E+00 -3.000E+00 3.000E+00 7.000E+00 -6.000E+00 6.000E+00 8.000E+00 -9.000E+00 9.000E+00 9.000E+00 -1.200E+01 1.200E+01 1.000E+01 -1.500E+01 1.500E+01

Ejemplo de circuito integrador de amplificador operacional con entrada de onda sinusoidal

Netlist:

Integrator with sinewave input vin 1 0 sin (0 15 60 0 0) r1 1 2 10k c1 2 3 150u ic=0 e 3 0 0 2 999k .tran 1m 30m uic .plot tran v(1,0) v(3,0) .end

Salida:

legend: *: v(1) +: v(3) time v(1) (*)-------- -2.000E+01 -1.000E+01 0.000E+00 1.000E+01 (+)-------- -6.000E-02 -4.000E-02 -2.000E-02 0.000E+00 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 6.536E-08 . . * + . 1.000E-03 5.516E+00 . . . * +. . 2.000E-03 1.021E+01 . . . + * . 3.000E-03 1.350E+01 . . . + . * . 4.000E-03 1.495E+01 . . + . . *. 5.000E-03 1.418E+01 . . + . . * . 6.000E-03 1.150E+01 . + . . . * . 7.000E-03 7.214E+00 . + . . * . . 8.000E-03 1.867E+00 .+ . . * . . 9.000E-03 -3.709E+00 . + . * . . . 1.000E-02 -8.805E+00 . + . * . . . 1.100E-02 -1.259E+01 . * + . . . 1.200E-02 -1.466E+01 . * . + . . . 1.300E-02 -1.471E+01 . * . +. . . 1.400E-02 -1.259E+01 . * . . + . . 1.500E-02 -8.774E+00 . . * . + . . 1.600E-02 -3.723E+00 . . * . +. . 1.700E-02 1.870E+00 . . . * + . 1.800E-02 7.188E+00 . . . * + . . 1.900E-02 1.154E+01 . . . + . * . 2.000E-02 1.418E+01 . . .+ . * . 2.100E-02 1.490E+01 . . + . . *. 2.200E-02 1.355E+01 . . + . . * . 2.300E-02 1.020E+01 . + . . * . 2.400E-02 5.496E+00 . + . . * . . 2.500E-02 -1.486E-03 .+ . * . . 2.600E-02 -5.489E+00 . + . * . . . 2.700E-02 -1.021E+01 . + * . . . 2.800E-02 -1.355E+01 . * . + . . . 2.900E-02 -1.488E+01 . * . + . . . 3.000E-02 -1.427E+01 . * . .+ . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Ejemplo de circuito integrador de amplificador operacional con entrada de onda cuadrada

Netlist:

Integrator with squarewave input vin 1 0 pulse (-1 1 0 0 0 10m 20m) r1 1 2 1k c1 2 3 150u ic=0 e 3 0 0 2 999k .tran 1m 50m uic .plot tran v(1,0) v(3,0) .end

Salida:

< (1) +: v (3) tiempo v (1) (*) ————-1.000E+00 -5.000E-01 0.000E-01 5.000E-01 1.000E-01 1.000E+00 (+) ————-1.000E-01 -5.000E-02 0.000E-02 5.000E-02 1.000E-01 - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 -1.000E+00 *. +. 1.000E-03 1.000E-03. +. * 2.000E-03 1.000E-03. +. * 3.000E-03 1.000E-03. +. * 3.000E-03 1.000E+00. +. * 4.000E-03 1.000E+00. +. * 5.000E-03 1.000E+00. +. * 6.000E-03 1.000E+00. +. * 7.000E-03 1.000E+00. +. * 7.000E-03 1.000E+00. +. * 8.000E-03 1.000E+00. +. * 9.000E-03 1.000E+00. +. 1.000E-02 1.000E+00. +. * 1.100E-02 1.000E+00. +. * 1.200E-02 -1.000E+00 * +.. 1.300 E-02 -1.000E+00 * +.... 1.400E-02 -1.000E+00 * +.... 1.500E-02 -1.000E+00 * .+.. 1.600E-02 -1.000E+00 *. +.. 1.700E-02 -1.000E+00 *. +. 1.800E-02 -1.000E+00 *. +. 000E+00 *. +.. 2.000E-02 -1.000E+00 *. +.. 2.100E-02 1.000E+00. +. * 2.200E-02 1.000E+00. +. . * 2.300E-02 1.000E+00. +. * 2.400E-02 1.000E+00. +. * 2.500E-02 1.000E+00. +. * 2.600E-02 1.000E+00. +. * 2.600E-02 1.000E+00. +. * 2.700E-02 1.000E+00. +. * 2.800E-02 1.000E+00. +. * 2.900E-02 1.000E+00. +. * 2.900E-02 1.000E+00. +. * 2.900E-02 1.000E+00. +. 00. +.. * 3.000E-02 1.000E+00. +. * 3.100E-02 1.000E+00. +. * 3.200E-02 -1.000E+00 * +... 3.300E-02 -1.000E+00 * +.... 3.400E-02 -1.000E+00 * +... 3.500E-02 -1.000E+00 * +... 3.600E-02 -1.000E+00 * +.. 3.700E-02 -1.000E+00 * .+.. 3.900E-02 -1.000E+00 *. +... 4.000E-02 -1.000E+00 *. +.. 4.100E-02 1.000E+00. +. * 4.200E-02 1.000E+00. +. * 4.300E-02 1.000E+00. +. * 4.400E-02 1.000E+00. .+. * 4.500E-02 1.000E+00. +. * 4.600E-02 1.000E+00. +. * 4.600E-02 1.000E+00. +. * 4.700E-02 1.000E+00. +. * 4.800E-02 1.000E+00. +. 4.900E-02 1.000E+00. +. * 5.000E-02 1.000E+00 +. * - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

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