(P)SpiceItUp: PSpice A/Dを用いた設計の検証と最適化

PSpice® A/Dは、OrCAD®およびAllegro®ツールと統合が可能なフル機能のアナログ／ミックスシグナル用シミュレーターです。PSpice A/Dを用いることで、デザインの機能と信頼性を向上させ、フィルター、アンプ、リニア、スイッチモード電源などの設計コンポーネントの電気的性能を検証することもできます。

これにより、高周波システムから低電力ICに至るまでのデザインを調査およびテストできます。それだけでなく、リニアおよびミックスシグナル設計に対して厳密な検証および解析チェックを実行できます。

PSpice A/Dは、異なる入力に対する回路応答をテストするための3つの主要な解析を提供します。

• 交流小信号によるAC解析
• 静的条件での信号のDC値に応じた回路特性を評価するためのDC解析
• 時間変化する信号に応じた回路特性を評価するための過渡（タイムベース）解析

デザインをシミュレーションするには、PSpice A/Dシミュレーターに、回路トポロジー、解析タイプ、およびスティミュラス定義に関する情報が必要です。解析タイプ、スティミュラス定義、およびシミュレーションのデジタル初期状態に関連する情報は、シミュレーション プロファイル（*.SIM）によって提供されます。一つのプロジェクトに対してシミュレーション プロファイルをいくつでも指定できます。

このブログでは、OrCAD CaptureデザインからPSpice A/Dを使用するための基本について説明します。

 PSpice A/Dプロジェクトの作成

PSpice A/DでOrCAD Captureプロジェクトをシミュレーションするには、プロジェクトの作成時にEnable PSpice Simulation が選択されていることを確認します。これにより、回路図を作成してPSpice A/Dシミュレーションを実行できるワークスペースがオープンされます。

	プロジェクトの作成中に、空白のプロジェクトを選択するか、既存のPSpice A/Dプロジェクトに基づいて新しいプロジェクトを作成します。サンプルプロジェクトはインストールに同梱されており、これらのいずれかを使用して回路図設計を開始することができます。

回路デザインへのコンポーネント追加

PSpice A/Dコンポーネントを配置するには、以下のいずれかを行います：

• 既存のPSpice A/Dライブラリから配置するには、PSpice Part Search を利用
• データシートから独自のコンポーネントモデルを生成するには、Modeling Application を利用

PSpice Part Searchを使用すると、すべてのPSpice A/Dパーツをその機能またはライブラリに基づいてまとめて表示できます。特定のモデルがどのPSpice A/Dライブラリに含まれているかを覚えておく必要はありません。

	たとえば、コモン - エミッタ増幅器の回路を作成するには、PSpice Part Searchを起動し、検索文字列を指定して、検索結果から必要な部品を配置するだけです。 検索文字列には、モデル番号またはその他の関連するパーツ情報が利用できます。Categoriesを参照して必要なパーツを見つけることもできます。

カスタムモデルを生成するには、必要なデバイスタイプのPSpice A/D Modeling Applicationsを使用し、データシートからパラメータ値を指定し、新しく生成されたモデルに関連付けられた回路図コンポーネントを配置します。これらはOrCAD Captureの回路図入力インターフェースから出ることなく行えます。

	Modeling Applicationsを使用すると、電圧源、電流源、変圧器、スイッチ、VCO、ダイオード、受動素子（CおよびL）などのデバイスのモデルを生成できます。あなたが行う必要があるのは、modeling applicationインターフェースにリストされ説明されているデバイスパラメータを入力することだけです。

回路デザインの完成

すべてのコンポーネントを配置したら、ワイヤを追加して接続を完了します。

デザインのシミュレーション

デザインをシミュレーションするためには、初めに解析タイプ、スティミュラス定義、およびシミュレーションのデジタル初期状態に関連する情報を指定して、シミュレーションプロファイルを作成します。

	PSpiceツールバーのNew Simulation Profile アイコンをクリックし、シミュレーションプロファイルの名前を指定します。Simulation Settingsダイアログボックスで、Analysis Type を選択し、関連する設定を指定します。

PSpice A/Dは、デザイン内の複数のシミュレーションプロファイルをサポートします。解析タイプごとに、個別のプロファイルが作成できます。これらのシミュレーションプロファイルは、PSpiceツールバーならびにプロジェクトマネージャーパネルから利用できます。必要なプロファイルを選択して、シミュレーションを実行します。

デザインをシミュレーションした後、回路の動作を視覚化してデザインの妥当性を判断できるようにするため、PSpice A/Dは結果の波形を表示します。PSpice A/Dの波形解析機能を使用すれば、シミュレーターにより生成された波形データを視覚的に解析し、インタラクティブに操作できます。

PSpice A/Dワークスペースでは、波形がプロットとして表示され、出力ウィンドウに表示されます。PSpice A/Dで、これらの出力波形を表示するには、OrCAD Captureの回路デザインにマーカーを配置して、シミュレーション波形を生成するポイントを示す必要があります。

	回路に電圧マーカーを追加して、出力と入力の電圧波形をプロットしてから、シミュレーションを実行します。

回路図のマーカーが配置されている場所に対応する波形が表示されます。波形解析を使用すると、単純な電圧、電流、電力、およびノイズのデータを表示できるだけでなく、基本的な測定値を使用した複雑な算術式を表示することもできます。

	PSpice A/Dでカーソルを有効にするには、オンとオフの切り替えアイコンをクリックします。PSpice A/Dインターフェースから現在のシミュレーション設定を編集し、新しい設定でシミュレーションを再実行することもできます。

以上の手順がこのようにシンプルであることがご理解いただけましたら、Cadence Online SupportでPSpice A/Dシミュレーションのウォークスルーを試してください。回路デザインの作成に関するさまざまなデモにアクセスして、このプロセスがPSpice A/Dとどのように統合されているかを学ぶことができます。また、PSpiceを使用した Analog Simulation with PSpiceトレーニングにサインアップすることもできます。

この記事に関するお問合せは、cdsj_info@cadence.comまでお願いいたします。

Author: Shailly
Translator: Norikazu Takada

このブログの英語版はこちらより