• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Lab c1 1
 

Lab c1 1

on

  • 812 views

display

display

Statistics

Views

Total Views
812
Views on SlideShare
808
Embed Views
4

Actions

Likes
0
Downloads
3
Comments
0

1 Embed 4

http://www.slashdocs.com 4

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Lab c1 1 Lab c1 1 Document Transcript

    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE1.1 SPICE คืออะไร SPICE ยอมาจากคําในภาษาอังกฤษวา “Simulation Program with Integrated CircuitEmphasis” SPICE คือซอฟตแวรคอมพิวเตอรชนิดหนึ่งที่มีไวสําหรับชวยในการจําลองการทํางานของวงจรไฟฟา ประโยชนของการใชงาน SPICE คือ ในการออกแบบวงจรไฟฟาเริ่มแรกยังไมจําเปนตองตอวงจรจริง เพียงแคทําการตอวงจรเพื่อวิเคราะหการทํางานของวงจรในคอมพิวเตอรกอน เพื่อตรวจสอบผลลัพธที่ไดจากการจําลองการทํางานโดยโปรแกรม SPICE วาตรงกับที่ไดออกแบบไวหรือไมเพื่อที่จะไดทําการแกไขขอบกพรองตางๆที่อาจเกิดขึ้นได จากนั้นเมื่อไดผลการวิเคราะหที่พอใจแลวจึงลงมือทําการตอจริงอีกครั้งหนึ่ง เพื่อตรวจสอบผลการทํางานอีกครั้ง ซึ่งนั่นหมายถึ ง การลดเวลาในการต อ วงจรจริ ง และการลดความเสี ย หายที่ อ าจเกิ ด ขึ้ น ได ใ นการต อวงจรไฟฟาจริงลงไดอยางมาก (แมวาโปรแกรม SPICE สมัยใหมจะจําลองการทํางานของวงจรไฟฟาไดโดยมีความเชื่อถือไดสูงมากก็ตาม แตวาก็ตองมีการทดลองตอวงจรจริงดวยเพื่อการยืนยันการทํางานที่สมบูรณของวงจรไฟฟานั้นๆ ดวย)1.2 การติดตั้งโปรแกรม โปรแกรม SPICE ที่ใชการทดลองในหนังสือเลมนี้เปนของบริษัท MicroSimCorperation ในเวอรชันทดลองใชเวอรชัน 8.0 (Evaluation version 8.0) ซึ่งเปนเวอรชันที่ทางบริษัทฯ แจกใหทดลองใชฟรี โดยมีขอจํากัดบางประการเชนในเรื่องของอุปกรณที่มีในไลบรารี(Library) และจํานวนของอุปกรณที่สามารถมีไดในการจําลองการทํางานแตะครั้งเปนตนเมื่ อ ทํ า การดาวน โ หลดโปรแกรมลงบนเครื่ อ งคอมพิ ว เตอร แ ล ว ให ทํ า การดั บ เบิ ล คลิ ก ที่ ไ ฟลsetup.exe โปรแกรมจะเริ่มทําการติดตั้งลงในเครื่องคอมพิวเตอรโดยแสดงหนาตางดังรูปที่ 1.1 ใหเลือกที่ และ คลิกปุม
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE รูปที่ 1.1 เริ่มตนการติดตั้งโปรแกรม MicroSim Evaluation version 8.0 รูปที่ 1.2 เลือกรูปแบบการติดตั้งโปรแกรม และเลือกโฟลเดอรที่จะทําการติดตั้งโปรแกรมซึ่งที่นคือ C:MSimEv_8 ี้ รูปที่ 1.3 เลือกโฟลเดอรโปรแกรมที่จะติดตั้งใน Start menu2 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1 จากรูปที่ 1.2 เปนการเลือกรูปแบบในการติดตั้งโปรแกรม ใหเลือกที่ โดยจะเปนการติดตั้งโปรแกรมที่โฟลเดอร C:MsimEv_8 (ซึ่งสามารถเปลี่ยนเปนโฟลเดอรที่ตองการได)หลังจากคลิกที่ปุม แลว โปรแกรมจะแสดงหนาตางรูปที่ 1.3 เพื่อใหทําการเลือกโฟลเดอรของโปรแกรมที่จะติดตั้งใน Start menu ของวินโดว ซึ่งปกติแลวโปรแกรมจะตั้งชื่อโฟลเดอรใหมาแลวคือ DesignLab Eval 8 ในหนาตางรูปที่ 1.3 นี้ใหคลิกที่ปุม เพื่อทําการติดตั้งโปรแกรมตอไป โปรแกรมจะสรุปคาตางๆที่เราเลือกไวขั้นอนกอนหนานี้ดังหนาตางในรูปที่ 1.4 ในขั้นตอนนี้ใหคลิกที่ปุม จะเปนการเริ่มทําการติดตั้งโปรแกรม รูปที่ 1.4 หนาตางสรุปการติดตั้งโปรแกรม หลังจากทําการติดตั้งโปรแกรมไประยะหนึ่ง โปรแกรมจะถามโฟลเดอรที่จะเปนโฟลเดอรเริ่มตนในการเปดไฟลขอมูลของโปรแกรม และ โฟลเดอรสําหรับไลบรารีของผูใช ดังรูปที่ 1.5และ 1.6 ซึ่งโดยปกติแลวจะเปนโฟลเดอรยอยที่อยูในโฟลเดอรที่ทําการติดตั้งโปรแกรมโดยมีชื่อเปน Projects และ UserLib ตามลําดับ ใหคลิกที่ปุม เพื่อติดตั้งโปรแกรมตอไป รูปที่ 1.5 เลือกโฟลเดอรเริ่มตนในการเปดไฟลขอมูลของโปรแกรม ในที่นี้คือ C:MsimEv_8Projects 3
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE รูปที่ 1.6 เลือกโฟลเดอรสําหรับไลบรารีของผูใช ในที่นี้คือ C:MsimEv_8UserLib รูปที่ 1.7 เลือกใหสามารถดับเบิลคลิกเพื่อใหวนโดวเปดไฟลที่มนามสกุล LIB, DAT, SCH และ STL โดยโปรแกรม MicroSim ิ ี รูปที่ 1.7 เปนการเลือกวาตองการใหเมื่อดับเบิลคลิกที่ไฟลที่มีนามสกุล LIB, DAT, SCHและ STL จะใหวินโดวเปดโปรแกรม MicroSim โดยอัตโนมัติหรือไม ใหเลือกที่ รูปที่ 1.8 หนาตางเมื่อเสร็จสิ้นการติดตั้งโปรแกรม เมื่ อติ ดตั้งโปรแกรมเสร็ จ สิ้นโปรแกรมจะแสดงหนาตางดังรูปที่ 1.8 ใหคลิก ที่ปุม เราสามารถเรียกใชโปรแกรมไดโดยเขาไปที่ Start menu ของวินโดว ดังรูปที่ 1.94 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1 รูปที่ 1.9 โปรแกรม MicroSim ที่ติดตั้งอยูที่ Start menu ของวินโดว1.3 การใชงานโปรแกรมเบื้องตน การใชงาน SPICE ของ MicroSim* เวอรชันนี้ แบงออกเปน 3 สวนหลักๆจะใชงานคือสวนของ Schematics สวนของ Probe และสวนของ PspiceA_D โดย Schematics เปนสวนหนาจอที่ใชตอรูปวงจรไฟฟาที่จะวิเคราะห กําหนดวิธีการวิเคราะห รวมทั้งการแสดงผลแรงดันหรือกระแสไฟฟาในบางสวนของวงจร สําหรับ Probe เปนหนาจอที่แสดงผลการวิเคราะหในรูปของกราฟฟก เทียบไดกับหนาจอของเครื่องมือวัดสัญญาณตางๆในหองปฎิบัติการ และสุดทายสวนของ PspiceA_D ใชในการวิเคราะหวงจรไฟฟาที่เขียนในหนาจอ Schematics หรือโดยการเขียนเปนไฟลชดคําสั่ง (*.cir) โดยในบทนี้จะกลาวถึงการใชงานเฉพาะสวนของ Schematics ุ 1.3.1 ตัวเลขที่ใชในโปรแกรม การระบุคาตางๆ ในโปรแกรม MicroSim ที่เปนตัวเลขเชนคาของอุปกรณตางๆ (เชนคาความตานทาน คาแรงดัน หรือกระแสไฟฟา เปนตน) รวมถึงคาที่เปนคําตอบที่ไดจากการจําลองการทํางานโดยโปรแกรมนั้นสามารถที่จะระบุไดหลากหลายรูปแบบดังตอไปนี้ ก) จํานวนเต็ม (integer value) เชน 1 350 1200000 -45 ข) จํานวนทศนิยม (floating point value) เชน 0.12 -3.02 800.234 ค) จํานวนคูณสิบยกกําลัง (exponent value) เชน 1.2E4 มีคา 1.2×104 เทากับ 12000 0 5E0 มีคา 5×10 เทากับ 5 4.5E-2 มีคา 4.5×10-2 เทากับ 0.045 -3.744E2 มีคา -3.7×102 เทากับ -374.4 5
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE ง) จํานวนเศษสวน (fraction value) จํานวนที่เปนเศษสวนตองใสไวภายในวงเล็บปกกา {} เทานั้น เชน {1/2} มีคาเทากับ 0.5 {2/3} มีคาเทากับ 0.666666666666… {-3/4} มีคาเทากับ -0.75 นอกจากนี้ยังสามารถใชคําอุปสรรค (prefixes) ในการระบุคาของอุปกรณไดอีกดวย โดยคําอุปสรรคที่ใชไดแสดงดังตารางที่ 1.1 ตารางที่ 1.1 คําอุปสรรคที่ใชในโปรแกรม MicroSim ตัวคูณ คําอุปสรรค สัญลักษณที่ใชในโปรแกรม 10-15 femto f 10-12 pico p 10-9 nano n 10-6 micro u 10-3 milli m 10+3 kilo k 10+6 mega MEG 10+9 giga G 10+12 tera T ในโปรแกรม MicroSim ไมสนใจตัวอักษรตัวพิมพใหญและตัวพิมพเล็กถือวามีคาเทากันดังนั้น n = N(nano), m = M(milli), g = G(giga), MEG = meg = Meg(mega) เปนตน ตัวอยางของการใชคําอุปสรรค 120k มีคาเทากับ 12000 34m มีคาเทากับ 34M มีคาเทากับ 0.034 -6.789meg มีคาเทากับ -6789k มีคาเทากับ -6789000 1.3.2 หนวยของปริมาณตางๆ หนวยของปริมาณตางๆ เชนแรงดันหรือกระแสไฟฟานั้น โปรแกรมจะใชหนวยมาตรฐานเชน แรงดันมีหนวยเปน โวลต กระแสมีหนวยเปนแอมแปร โดยที่เราไมจําเปนตองใสหนวยใหกับคาของตัวเลขนั้นๆ เชนถาตัวตานทานมีคาเปน 10 โอหม เราก็ระบุคาใหตัวตานทานมีคาเทากับ 10(โดยไมตองใสหนวยโอหม) ดังที่จะไดเห็นตอไปในวงจรตัวอยางที่ 1.16 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1 ตารางที่ 1.2 หนวยของปริมาณตางๆ ปริมาณ หนวย แรงดัน โวลต (volt) กระแสไฟฟา แอมแปร (ampere) ความตานทาน โอหม (ohm) ความจุไฟฟา ฟารัด (farad) ความเหนี่ยวนํา เฮนรี่ (henry) เวลา วินาที (second) ความถี่ เฮิรตซ (hertz) มุม องศา (degree) 1.3.3 เขาสูโปรแกรม Schematics โปรแกรม Schematics เปนสวนหนึ่งของโปรแกรม MicroSim โดยเปนสวนหนาจอที่ใชวาดรูปวงจรไฟฟาที่จะวิเคราะห กําหนดรูปแบบวิธีการวิเคราะห รวมทั้งการแสดงผลแรงดันหรือกระแสไฟฟาในบางสวนของวงจร ขั้นตอนการเขาโปรแกรม Schematics แสดงดังรูปที่ 1.10 โดยมีหนาจอของโปรแกรมดังรูปที่ 1.11 รูปที่ 1.10 การเขาสูโปรแกรม Schematics รูปที่ 1.11 หนาจอโปรแกรม Schematics 7
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE 1.3.4 การใชงานโปรแกรม Schematics เบื้องตน การใชงานเมนูตางๆบางสวนของโปรแกรม Schematics มีคลายคลึงกับโปรแกรมอื่นๆ บนวินโดว เชนเมนู File เมนู Edit หรือ เมนู Window เปนตน ดังนั้นในที่นี้จะไมขอกลาวถึงเมนูตางๆ เหลานี้ จะขอกล าวถึงเฉพาะเมนูที่ จะใชงานและมีความแตกตางจากโปรแกรมอื่น ๆบนวินโดวเทานั้น ดังที่กลาวขางตนวาโปรแกรม Schematics เปนโปรแกรมที่ใชวาดรูปวงจรที่จะทําการจําลองการทํางาน ดังนั้นในขั้นแรกนี้จะกลาวถึงการวาดรูปวงจรโดยโปรแกรม Schematicsกอน 1.3.4.1 การวางอุปกรณ อุปกรณที่จะวาดเปนวงจรที่จะทําการจําลองการทํางานนั้นจะมีชื่อเฉพาะของแตละอุปกรณเอง ดังแสดงตัวอยางชื่ออุปกรณบางตัวที่จะในบทนี้ดังตารางที่ 1.3 ตารางที่ 1.3 ชื่อของอุปกรณในโปรแกรม Schematics อุปกรณ ชื่ออุปกรณ สัญลักษณ แหลงจายแรงดันอิสระ VSRC แหลงจายกระแสอิสระ ISRC ตัวตานทาน R กราวนด EGND การวางอุปกรณทําไดโดยไปที่เมนู Draw เลือก Get New Part… (หรือใชคียลัดคือCtrl+G) จะไดหนาตางดังรูปที่ 1.12 โดยมีชอง Part Name สําหรับใสชื่อของอุปกรณ สวนชองDescription จะเปนรายละเอียดของอุปกรณนั้นๆ(จะแสดงรายละเอียดกรณีที่พิมพชื่ออุปกรณแลว)สวนดานลางถัดจากชอง Description จะเปนรายการของอุปกรณที่มีใชในโปรแกรมซึ่งจะมีอุปกรณอยูเปนจํานวนมาก โดยในบทนี้จะไมไดแนะนําใหรูจักกับอุปกรณทุกตัว จะแนะนําอุปกรณเพียง 4ชนิดดังแสดงในตารางที่ 1.3 สวนอุปกรณอื่นๆนั้นจะแนะนําในภายหลังเมื่อตองการเรียกมาใชงาน เราอาจเลือกอุปกรณจากรายการที่มีทั้งหมดโดยการคลิกเลือกอุปกรณที่ตองการ หรืออาจจะพิมพชื่อของอุปกรณ(ที่เราทราบชื่อแลว)ลงในชอง Part Name ไดเลย8 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1 พิมพชื่อของอุปกรณ รายละเอียดของอุปกรณ ตามชื่อในชอง Part Name ปดหนาตางนี้ วางอุปกรณ รายการอุปกรณที่มีใน วางอุปกรณพรอมปดหนาตางนี้ โปรแกรม สามารถคลิกเลือก อุปกรณจากชองนี้ได การวางอุปกรณข้นสูง ั ดูรูป 1.13 รูปที่ 1.12 หนาตางการวางอุปกรณขนพื้นฐาน ั้ แสดงสัญลักษณ ของอุปกรณ การวางอุปกรณข้นพื้นฐาน ั รูปที่ 1.13 หนาตางการวางอุปกรณขนสูง ั้ เมื่อพิมพชื่อของอุปกรณในชอง Part Name เสร็จสิ้นแลวใหทําการกดปุม Place หรือปุมPlace & Close ก็ได เราจะไดอุปกรณนั้นเคลื่อนที่ไปพรอมกับเมาส เลื่อนเมาสไปยังตําแหนงที่ตองการแลวทําการคลิกปุมซายของเมาสจะเปนการวางอุปกรณนั้น ในขั้นตอนนี้อาจวางอุปกรณนั้นไดตอไปอีกตอเนื่องหลายๆตัว เมื่อวางอุปกรณเสร็จสิ้นแลวในคลิกสปุมขวาเปนการสิ้นสุดการวางอุปกรณTIP ในระหวางการวางอุปกรณอาจกดคียลัด Ctrl+R เพื่อหมุน (Rotate) อุปกรณ หรือกดคียลัดCtrl+F เพื่อพลิก (Flip) อุปกรณได (ทั้งนี้อาจหมุนหรือพลิกอุปกรณในภายหลังก็ได) 9
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE หลังจากการวางอุปกรณบนหนาจอแลวเราสามารถทําการเคลื่อนยาย ลบ หมุน หรือ พลิกอุปกรณนั้นๆ ได โดยเราตองทําการเลือกอุปกรณนั้นกอน การเลือกทําไดโดยการคลิกที่อุปกรณนั้น อุปกรณนั้นจะกลายเปนสีแดง ดังตัวอยางเมื่อคลิกเลือกที่ตัวตานทาน R1 ในรูปที่ 1.14(ก) ซึ่งในที่น้สามารถเลือกอุปกรณที่ละหลายๆตัวไดเชนเดียวกับโปรแกรมอื่นๆ บนวินโดว โดยการกดคีย ีshift คางไวและคลิกเมาสเพื่อเลือกอุปกรณที่ตองการ สวนกรณีที่ตองการเลือกอุปกรณครั้งละมากๆ เปนกลุม สามารถทําไดโดยการคลิกเมาสซายคางไว และเลื่อนเมาสใหครอบคลุมอุปกรณทั้งหมดที่ตองการเลือกเพื่อใหเกิดกรอบสี่เหลี่ยมลอมรอบอุปกรณทั้งหมดที่ตองการและปลอยเมาส อุปกรณท้งหมดในกรอบสี่เหลี่ยมจะกลายเปนสี ัแดงซึ่งหมายถึงอุปกรณนั้นถูกเลือก ดังรูปที่ 1.14(ข) (ก) (ข) รูปที่ 1.14 การเลือกอุปกรณ - การเคลื่อนยายอุปกรณที่เลือกทําไดโดยการคลิกเมาสซายคางไวที่อุปกรณที่ถูกเลือกไว และทําการเลื่อนเมาสไปยังตําแหนงที่ตองการและปลอยเมาส - การลบอุปกรณที่ถูกเลือกไวทําไดโดยการกดคีย delete บนคียบอรด หรือเขาเมนู Edit เลือกคําสั่ง Delete - การหมุนอุปกรณที่ถูกเลือกไวทําไดโดยการกดคียลัด Ctrl+R หรือเขาเมนู Edit เลือก คําสั่ง Rotate - การพลิกอุปกรณที่ถูกเลือกไวทําไดโดยการกดคียลัด Ctrl+F หรือเขาเมนู Edit เลือกคําสั่ง Filp (ก) การหมุนอุปกรณ (ข) การพลิกอุปกรณ รูปที่ 1.15 การหมุนหรือพลิกอุปกรณ10 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1 1.3.4.2 การกําหนดคาของอุปกรณ สําหรับการกําหนดคาของอุปกรณในโปรแกรม Schematics ในที่นี้จะแบงเปน 2 ประเภทคืออุปกรณที่แสดงคาออกมาปรากฏบนหนาจออยูแลว และอุปกรณที่ไมแสดงคาออกมาบนหนาจอ อุปกรณชนิดที่แสดงคาของอุปกรณออกมาใหเห็นที่หนาจอ เชนจากรูปที่ 1.14(ก) จะเห็นวาตัวตานทาน R1 มีคาเปน 1k (หรือ 1000 โอหม) สามารถทําการกําหนดคาใหอุปกรณไดโดยการดับเบิลคลิกบนคาอุปกรณนั้น โปรแกรมจะแสดงหนาตางใหกําหนดคาของอุปกรณน้ันใหม ดังรูปที่ 1.16 พรอมทั้งแสดงกรอบลอมรอบอุปกรณที่เรากําลังแกไขคาเพื่อแสดงวาเรากําลังแกไขคาของอุปกรณตัวใดอยู (ในรูปที่ 1.16 จะมีกรอบเสนปะลอมรอบตวตานทาน R1) เมื่อกําหนดคาอุปกรณเสร็จสิ้นแลวใหคลิกที่ปม ุ รูปที่ 1.16 การกําหนดคาใหกับอุปกรณที่มีคาปรากฎบนหนาจอ สําหรับอุปกรณชนิดที่ไมแสดงคาปรากฎบนหนาจอเชนแหลงจายแรงดัน V1 ในรูปที่ 1.16การกําหนดคาใหกับอุปกรณประเภทนี้ใหทําการดับเบิลคลิกที่ตัวอุปกรณนั้นเลย โปรแกรมจะแสดงหนาตางดังรูปที่ 1.17 รูปที่ 1.17 การกําหนดคาใหกับแหลงจายแรงดัน V1 จากรูปที่ 1.17 ใหทําการคลิกที่บรรทัด DC= และใสคาแรงดัน(ไฟตรง)ของแหลงจายแรงดันในชอง Value พรอมทั้งกดคีย Enter (หรือกดปุม ) คาของอุปกรณนั้นจะปรากฎที่บรรทัด DC= เปนการเสร็จสิ้นขั้นตอนการกําหนดคาใหกับแหลงจายแรงดัน กดปุมเพื่อออกจากหนาตางการกําหนดคา ดังสดงขั้นตอนในรูปที่ 1.18 11
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE 2. กําหนดคาแรงดัน และกดคีย Enter 1. คลิกที่ บรรทัด DC= 3. กดปุม OK รูปที่ 1.18 การกําหนดคาใหกับแหลงจายแรงดัน V1 มีคา(ไฟตรง)เปน 12 โวลตNote สําหรับอุปกรณที่แนะนําในบทนี้มีการกําหนดคาไดดังนี้ ตัวตานทาน(R) กําหนดคาไดโดยการดับเบิลคลิกที่คาที่ปรกฎบนหนาจอดังรูปที่ 1.16 แหลงจายแรงดันอิสระ(VSRC) และแหลงจายกระแสอิสระ(ISRC) กําหนดคาไดโดยการคลิกที่ตัวอุปกรณนั้นตามขั้นตอนในรูปที่ 1.18 โดยการกําหนดคาที่บรรทัด DC= เปนกําหนดใหแหลงจายดังกลาวเปนแหลงจายแรงดันไฟตรงและแหลงจายกระแสไฟตรงตามลําดับ ทั้งนี้อุปกรณตัวอื่นๆ จะมีวิธีการกําหนดคาทํานองเดียวกับอุปกรณขางตน เพียงแตวาบรรทัดที่ตองกําหนดคาอาจจะตางกันไปแลวชนิดของอุปกรณ ซึ่งจะไดกลาวถึงตอไปในบทอื่นๆ สําหรับอุปกรณที่เรากําหนดคาใหแลวแตยังไมแสดงคาปรากฎบนหนาจอเราสามารถทําใหคานั้นปรากฎบนหนาจอไดโดยการดับเบิลคลิกที่อุปกรณนั้นอีกครั้ง โปรแกรมแสดงหนาตางดังรูปที่ 1.19 คลิกที่บรรทัดที่ตองการใหแสดงผลบนหนาจอ (ในที่นี้คือบรรทัด DC=12) และคลิกที่ปุม โปรมแกรมจะแสดงหนาตางดังรูปที่ 1.20 1. คลิกที่ บรรทัดที่ 2. คลิกปุม ตองการ Change Display รูปที่ 1.19 การใหแสดงผลคา DC=12 บนหนาจอ จากรูปที่ 1.20 ใหเลือกที่ เพื่อใหแสดงทั้งชื่อ (Name คือ DC) และคา(Value คือ 12) บนหนาจอและคลิกที่ปุม เปนอันเสร็จสิ้นขั้นตอนการกําหนดใหคาที่ตองการแสดงผลบนหนาจอ ซึ่งจะไดผลดังรูปที่ 1.2112 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1 รูปที่ 1.20 การกําหนดกรแสดงผลบนหนาจอ รูปที่ 1.21 รูปวงจรหลังจากกําหนดใหมีการแสดง DC=12 บนหนาจอ รูปแบบของการแสดงผลบนหนาจอสําหรับคาที่เราเลือกใหแสดงผล จากรูปที่ 1.20 มีทั้งสิ้น 5 รูปแบบคือ เปนการแสดงเฉพาะคา (Value ในที่น้คือเลข 12) ี เปนการแสดงเฉพาะชื่อ (Name ในที่นี้คือตัวอักษร DC) เปนการแสดงคาทั้งชื่อและคา (Name และ Value ในที่นี้คือ DC=12) เปนการแสดงคาทั้งชื่อและคา (เมื่อมีการกําหนดคา) ไมมีการแสดงผลบนหนาจอNote การกําหนดรูปแบบการแสดงผลนี้ไมมีผลตอคาของอุปกรณ คือหมายความวาถึงแมเราจะกําหนดใหไมมีการแสดงผลบนหนาจอ แตอุปกรณก็ยังคงมีคาตามที่ไดกําหนดไว 1.3.4.3 การลากเสนเชื่อมตอวงจร หลั ง จากที่ ไ ด ว างอุ ปกรณ ตางๆลงบนหนา จอแล ว ในลําดับต อมาก็ คือการลากเสน เพื่อเชื่อมตออุปกรณตางๆ เขาดวยกัน ทําไดโดยการเขาสูเมนู Draw เลือก Wire (หรือใชคียลัดคือCtrl+W) สัญลักษณของเมาสจะกลายเปนรูปดินสอ ทําการลากเสนไดดังนี้ 13
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE - คลิกเมาสซายไปที่ตําแหนงเริ่มตนที่ตองการ - คลิกเมาสซายตามตําแหนงที่ตองการลากเสนไปเรื่อย (ในระหวางการเลื่อนเมาสจะมีเสน ปะตามเคอรเซอรของเมาสไปดวย ดังรูปที่ 1.22) - เมื่อตองการสิ้นสุดการลากเสนทําไดสองวิธีคือ การคลิกเมาสขวา หรือ การดับเบิลคลิก ซายตรงตําแหนงสุดทายที่ตองการ รูปที่ 1.22 การลากเสนเชื่อมตออุปกรณ จังกชัน (ก) เสนเชือมตอกัน ่ (ข) เสนไมเชื่อมตอกัน รูปที่ 1.23 การเชือมตอกันระหวางเสนแนวตั้งกับเสนแนวนอน ่ จากรูปที่ 1.23 การลากเสนใหแสนแนวตั้งกับเสนแนวนอนเชื่อมตอกันนั้นดังรูปที่ 1.23(ก)ตองทําการลากเสนทีละสวน(ลากเสนใหเชื่อมตอกันเปนตัวที T กอน) เพื่อใหเกิดจังกชัน(junction)เปนการบอกวาเสนทั้งสองมีการเชื่อมตอกัน สวนรูปที่ 1.23(ข) เสนทั้งสองไมเชื่อมตอกัน(ไมมีจังกชันเกิดขึ้น) ทําไดโดยการลากเสนหนึ่งขามอีกเสนหนึ่งไปเลยNote การเคลื่ อนยาย ลบ หรื อหมุนเสนที่เชื่อมตอวงจรสามารถทําไดดวยวิธีเดียวกันกับการเคลื่อนยาย ลบ หรือหมุนอุปกรณ14 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1 1.3.4.4 ตัวอยางการใชงานโปรแกรม Schematicsตัวอยางที่ 1.1 การใชโปรแกรม Schematics อยางงายๆ ตัวอยางที่ 1.1 เปนวงจรทางไฟฟาอยางงาย ที่ประกอบขึ้นจาก แหลงจายแรงดันอิสระ และตัวตานทาน ชุดหนึ่งดังรูปที่ 1.24 ทําตามขั้นตอนไดดังตอไปนี้ 10Ω 12V 20Ω รูปที่ 1.24 วงจรตัวอยางที่ 1.1 1. กด Ctrl+G เพื่อทําการเรียกใชอุปกรณ จากนั้นพิมพชื่ออุปกรณ VSRC เพื่อเรียกใช แหลงจายแรงดัน แลวกดคีย Enter วางแหลงจายแรงดัน ณ ตําแหนงที่ตองการ โดยการเลื่อนเมาสไปยังตําแหนงนั้นๆ แลวคลิกเมาสซายเพื่อวางแหลงจายแรงดัน จากนั้นคลิกเมาสขวาเปนการสิ้นสุดการวางแหลงจายแรงดัน 2. กด Ctrl+G แลวพิมพชื่ออุปกรณ R เปนการเรียกใชตัวตานทาน แลวกดคีย Enter วางตัวตานทาน R1 ณตําแหนงตามที่แสดงใหดูในรูป โดยการคลิกเมาสซาย 3. กด Ctrl+R เพื่อทําการหมุนตัวตานทาน 90 องศาในทิศทวนเข็มนาฬิกา แลววางตัวตานทาน R2 ณ ตําแหนงที่ปรากฎตามรูป โดยการคลิกเมาสซาย คลิกเมาสขวาเปนอันสิ้นสุดการวางตัวตานทาน 4. กด Ctrl+G แลวพิมพช่ืออุปกรณ EGND เปนการวางกราวนดซึ่งตองมีในทุกวงจร สําหรับการวิเคราะหวงจรจากนั้นวาง EGND ตามตําแหนงที่ตองการ โดยการคลิกเมาสซาย คลิกเมาสขวาเปนอันสิ้นสุดการวาง EGND 15
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE 5. กด Ctrl+W เพื่อทําการเดินสายสัญญาณ เชื่อมอุปกรณเขากันตามรูป จะปรากฎเคอรเซอร รูปรางเหมือนดินสอขึ้นมา การวางสายมีเทคนิกดังตอไปนี้ คลิกเมาสซายสําหรับจุดเริ่มตนของการวางสาย จากนั้นคลิกสซายอีกครั้งณ จุดที่ตองการพักสาย ดับเบิลคลิกซายสําหรับจุดปลายของสายสั ญ ญาณ และคลิ ก เมาส ข วาเป น อั น สิ้ น สุ ด การวางสายไฟ 6. ทําการเปลี่ยนแปลงคาความตานทาน R1 โดยการดั บเบิลคลิ ก ซ า ยที่ ค าของตั ว ต านทาน R1 จากที่มีขนาด 1kโอหม แกใหเปน 10 โอหม และทําการแกคาความตานทานR2 ใหเปน 20 โอหม 7. ทําการจัดตําแหนง ของชื่อ และ คาของอุปกรณR1 และ R2 ที่อาจทับซอนกันอยูใหดูสวยงาม โดยการคลิกเมาส ซ า ยที่ ช่ื อ หรื อ ค า ของอุ ป กรณ ที่ ต อ งการ จะปรากฎกรอบสี่เหลี่ยมเล็กๆ ลอมรอบ จากนั้นใหคลิกเมาสซายคางไวและลากเมาสเลื่อนไปยังตําแหนงที่ตองการ แลวปลอยเมาสเปนอันสิ้นสุดการเลื่อน 8. ทําการกําหนดคาของแหลงจายแรงดัน V1 โดยการดั บ เบิ ล คลิ ก ซ า ยที่ แ หล ง จ า ยแรงดั น V1 จะปรากฎหนาตางกําหนดคา จากนั้นคลิกซายที่บรรทัด DC= แลวพิมพคําวา 12 ลงไปที่ชอง Value เพื่อกําหนดใหแหลงจายแรงดัน V1 เปนแหลงจายแรงดันไฟตรงขนาด 12 โวลตจากนั้นคลิกปุม หรือ กดคีย Enter ทําการกดปุม ใหทําเลือก กดปุมเพื่อออกจากการเปลี่ ยนแปลงรูปแบบการ และกดปุม อีกครั้ง เพื่อออกจากการกําหนดคาใหแหลงจายแรงดัน V1 9. กด Ctrl+S สําหรับบันทึกวงจรที่ไดวาดไว(หรือ Note ชื่ อ ไฟล ไ ม ส ามารถใชเขาเมนู File เลือกคําสั่ง Save) โดยไฟลจะมีนามสกุล . SCH ชื่อเปนภาษาไทยไดจากรูปกําหนดใหมช่อวา EXP1.SCH ี ื16 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1 รูปที่ 1.25 วงจรตัวอยางที่ 1.1 เมื่อวาดวงจรเรียบรอยแลว 10. ทําการจําลองการทํางานโดยการกดคีย F11 (หรือเขาเมนู Analysis เลือกคําสั่งSimulate) จะเปนการจําลองการทํางานในแบบรูปแบบของการวิเคราะหจุดทํางานทางไฟตรง(ซึ่งเปนรูปแบบการวิเคราะหที่โปรแกรม) รูปที่ 1.26 ทําการจําลองการทํางานโดยเขาเมนู Analysis เลือกคําสั่ง Simulate หรือการกดคีย F11 11. ทําการกดปุม บนแถบเครื่องมือใหเป น เพื่ อ ให โ ปรแกรมแสดงค า แรงดั น ที่ โ นดตางๆในวงจร 17
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE 12. ทําการกดปุม บนแถบเครื่องมือใหเปน เพื่อใหโปรแกรมแสดงคากระแสที่ไหลผานอุปกรณตางๆในวงจร ในกรณีของคําตอบที่เ ปนแรงดั น โปรแกรมจะแสดงเป นแรงดัน ที่ โนดตางๆ เทียบกั บกราวนด โดยโนดกราวนดนั้นจะมีคาแรงดันโนดเปน 0 โวลตเสมอ สวนโนดอื่นๆโปรแกรมก็จะแสดงคาแรงดันโนดเมื่อเทียบกับกรานดนั่นเอง + + 12V 8V _ _ รูปที่ 1.27 การแสดงแรงดันไฟตรงที่โนดตางๆ สวนกรณีของกระแสไฟฟา โปรแกรมจะแสดงกระแสไฟฟาที่อุปกรณทุกตัวในวงจร โดยเมื่อเราคลิกที่คาของกระแสนั้นๆ โปรแกรมจะแสดงทิศทางการไหลของกระแสไฟฟานั้นดวย ดังตัวอยางในรูปที่ 1.28 กระแสที่ไหลผานัวตานทาน R1 มีคาเปน 400mA มีทิศทางที่ไหลจากทางดานซายมือไปทางดานขวามือ รูปที่ 1.28 การแสดงคากระแสไฟตรงที่ไหลผานอุปกรณตางๆในวงจรNote การแสดงผลของแรงดันหรือกระแสไฟฟาบนหนาจอนั้นเปนการแสดงผลแรงดันไฟตรงและกระแสไฟตรงเทานั้น ในกรณีที่เปนแรงดันหรือกระแสในรูปแบบอื่นไมสามารถแสดงผลบนหนาจอโปรแกรม Schematics ได18 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1 1.3.4.5 การตรวจสอบผลการจําลองการทํางานในรูปแบบของไฟลตัวอักษร นอกจากนี้โปรแกรมจะแสดงผลจากการจําลองการทํางานในรูปแบบของไฟลตัวอักษร(text file) ไดอีกดวย จากวงจรในตัวอยางที่ 1.1 ใหทําการกําหนดชื่อโนดเสียกอน(เพื่อความสะดวกในการตรวจสอบผลลัพธที่ได) การกําหนดชื่อโนดทําไดโดยการดับเบิลคลิกที่สาย(wire)ที่เชื่อมตอวงจร โปรแกรมจะแสดงหนาตางใหใสช่ือโนดดังรูปที่ 1.29 โดยชื่อโนดสามารถเปนตัวเลขหรือตัวอักษรก็ได ดังตัวอยางในรูปที่ 1.30 โนดดานซายมีชื่อวา N1 และโนดดานขวามีชื่อวา N2 สวนโนดกราวนดนั้นโปรแกรมจะทําการตั้งชื่อใหเปนโนด 0(ศูนย) โดยอัตโนมัติ รูปที่ 1.29 การตั้งชือโนดใหกับโนดตางๆในวงจร ่ รูปที่ 1.30 วงจรในตัวอยางที่ 1,1 หลังจากตั้งชื่อโนดตางๆแลว หลังจากกําหนดชื่อโนดแลวใหทําการจําลองการทํางานของวงจรอีกครั้ง (โดยการกดคียF11) หลังจากนั้นใหเขาเมนู Analysis เลือก Examine Output โปรแกรมจะแสดงหนาตางแสดงผลการจําลองการทํางานดังตอไปนี้1: **** 03/18/109 23:27:41 ******** NT Evaluation PSpice (July 1997) ************2:3: * C:Documents and SettingsAdminDesktopNew FolderEXP1.sch4:5:6: **** CIRCUIT DESCRIPTION7:8:9: *****************************************************************************10:11:12:13:14: * Schematics Version 8.0 - July 199715: * Wed Mar 18 23:27:41 200916: 19
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE17:18:19: ** Analysis setup **20: .OP21:22:23: * From [SCHEMATICS NETLIST] section of msim.ini:24: .lib nom.lib25:26: .INC "EXP1.net"27:28: **** INCLUDING EXP1.net ****29: * Schematics Netlist *30:31:32:33: R_R2 N2 0 2034: R_R1 N1 N2 1035: V_V1 N1 0 DC 1236:37: **** RESUMING EXP1.cir ****38: .INC "EXP1.als"39:40:41:42: **** INCLUDING EXP1.als ****43: * Schematics Aliases *44:45: .ALIASES46: R_R2 R2(1=N2 2=0 )47: R_R1 R1(1=N1 2=N2 )48: V_V1 V1(+=N1 -=0 )49: _ _(N2=N2)50: _ _(N1=N1)51: .ENDALIASES52:53:54: **** RESUMING EXP1.cir ****55: .probe56:57:58: .END59:60:61: **** 03/18/109 23:27:41 ******** NT Evaluation PSpice (July 1997) ************62:63: * C:Documents and SettingsAdminDesktopNew FolderEXP1.sch64:65:66: **** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C67:68:69: *****************************************************************************70:71:72:73: NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE74:75:76: ( N1) 12.0000 ( N2) 8.000077:78:79:80:20 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 181: VOLTAGE SOURCE CURRENTS82: NAME CURRENT83:84: V_V1 -4.000E-0185:86: TOTAL POWER DISSIPATION 4.80E+00 WATTS87:88: **** 03/18/109 23:27:41 ******** NT Evaluation PSpice (July 1997) ************89:90: * C:Documents and SettingsAdminDesktopNew FolderEXP1.sch91:92:93: **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG C94:95:96: *****************************************************************************97:98:99:100:101:102: JOB CONCLUDED103:104: TOTAL JOB TIME .02 จากตัวอยางของไฟลเอาตพตที่ไดจะขออธิบายอยางคราวๆดังนี้ ุบรรทัด ความหมาย33 - 35 อธิ บ ายการเชื่ อ มต อ ของอุ ป กรณ ต า งๆในวงจร เช น R_R1 N1 N2 10 หมายความถึงตัวตานทานที่ชื่อ R1 ตออยูในวงจรที่โนด N1 และ โนด N2 ตามลําดับ โดยมีคาความตานทาน 10 โอหม73 - 76 แสดงคาแรงดันไฟตรงที่โนดตางๆเมื่อเทียบกับโนดกราวนด เชนแรงดันไฟตรงที่โนด N1 มีคาเปน 12 โวลต81 – 84 แสดงคาของกระแสไฟตรงที่ไหลผานแหลงจายแรงดัน ในที่นี้มีแหลงจายแรงดันใน วงจรเพียงตัวเดียวคือ V1 โดยมีกระแสไฟตรงไหลผานเทากับ -0.4A หรือ -400mA ซึ่ง กระแสดังกลาวเปนกระแสที่มีทิศทางไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ของแหล ง จ า ยแรงดั น นั้ น ๆ (ดั ง นั้ น กระแสไฟตรงที่ ไ หลผ า น แหลงจายแรงดัน V1 ในตัวอยางนี้มีคาเทากับ 400mA โดยมี ทิศทางไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวกนั่นเอง)86 แสดงคากําลังงานรวมที่แหลงจายจายออกมา ดังตัวอยางมีคาเทากับ 4.8 วัตต 21
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICEตัวอยางที่ 1.2 วงจรที่ประกอบดวยแหลงจายกระแสไฟตรงและตัวตานทาน 3mA 20Ω 20Ω รูปที่ 1.31 วงจรตัวอยางที่ 1,2 แหลงจายกระแสในวงจรใชอุปกรณชื่อ ISRC โดยมีวิธีกําหนดคาเชนเดียวกับแหลงจายแรงดันไฟตรงคือกําหนดคาที่บรรทัด DC= โดยกําหนดใหมีคาเปน 3m (คือกําหนดใหมีคาเปน 3มิลลิแอมป) ดังนั้นวงจรที่วาดเสร็จสิ้นแลวจะมีลักษณะดังรูปที่ 1.32 รูปที่ 1.32 วงจรตัวอยางที่ 1,2 ที่วาดเสร็จสิ้นแลว หลังจากนั้นใหบันทึกไฟลพรอมทั้งจําลองการทํางานซึ่งจะไดแรงดันที่โนดตางๆ และกระแสที่ไหลผานอุปกรณตางๆ ดังรูปที่ 1.33  รูปที่ 1.33 แสดงคาแรงดันและกระแสไฟตรงในวงจรตัวอยาง 1.2Note ชื่อของอุปกรณตางๆนั้น (เชน V1 R1 หรือ I1 เปนตน) สามารถทําการแกไขไดโดยการดับเบิลคลิกที่ชื่ออุปกรณนั้นๆและทําการแกไขเปนชื่อใหมตามที่ตองการ โดยมีขอแมวาชื่ออุปกรณนี้หามซ้ํากัน และ อุปกรณทุกตัวตองมีชื่อ หมายความวาหามลบชื่อของอุปกรณตางๆนั่นเอง (ปกติโปรแกรมจะทําการตั้งชื่อของอุปกรณทุกตัวใหโดยอัตโนมัติโดยไมซํากันอยูแลว) ้22 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
    • ปฏิบัติการ การวิเคราะหวงจรไฟฟา 1TIP การใชคําสั่งตางๆ เพื่อความรวดเร็วแลวอาจใชคียลัดหรือปุมบนแถบเครื่องมือก็ได ดังตัวอยางคําสั่งที่อาจใชบอยๆ ดังนี้ ปุม เมนู คียลัด คําสั่ง Draw ⇒ Get New Part… Ctrl+G วางอุปกรณ Draw ⇒ Wire Ctrl+N วาดเสนเชื่อมตอวงจร Analysis ⇒ Simulate F11 จําลองการทํางาน View ⇒ In Ctrl+I ซูมเขา View ⇒ Out Ctrl+O ซูมออก View ⇒ Area Ctrl+A ซูมเปนพื้นที่ View ⇒ Fit Ctrl+N ซูมพอดีหนาจอแบบฝกหัดทายบท1) จงหาคา V1 V2 V3 V4 และ V5 1Ω 2Ω 3Ω 4Ω 5Ω V1 V2 V3 V4 V5 60V V1 = _____________ V2 = _____________ V3 = _____________ V4 = _____________ V5 = _____________2) จงหาคา I1 I 2 I 3 I 4 และ I 5 I1 I2 I3 I4 I5 15A 2.4Ω 3Ω 4Ω 6Ω 12Ω I 1 = _____________ I 2 = _____________ I 3 = _____________ I 4 = _____________ I 5 = _____________ 23
    • บทที่ 1 แนะนําโปรแกรม SPICE3) จงหาคา V1 V2 I3 I4 และ I5 2Ω 3Ω V1 V2 40V 5Ω 1Ω 1Ω I3 I4 I5 2 V1 = _____________ V2 = _____________ I3 = _____________ I4 = _____________ I5 = _____________4) จงหาคา V1 V2 I1 และ I2 I1 12Ω V1 I2 24V V2 6Ω 7A V1 = _____________ V2 = _____________ I1 = _____________ I2 = _____________5) จงหาคา IA IB IC และ ID 1 1 kΩ IA 2 kΩ 20mA ID 6 IB IC 1 kΩ 1 kΩ 15V 3 2 30V IA = _____________ IB = _____________ IC = _____________ ID = _____________6) จงหาคา VX และ VY 12V 3A VX 2Ω VY 1Ω 9A 36V VX = _____________ VY = _____________24 ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร