Tutoriel de S3 (partie1) pour la simulation analogique avec PSPICE

Tutoriel pour PSPICE avec Cadence SPB 15.7 avec
édition schématique pour réalisation de circuits imprimés
Partie I Édition schématique et simulation
1) Démarrer -> Programme -> Cadence SPB 15.7 ->Design Entry CIS
Si une fenêtre de sélection des produits disponibles s’affiche, sélectionner la 3e suite soit
Design Entry with Capture CIS XL. Vous pouvez cocher Use by default pour omettre cette
étape au prochain démarrage.
Après un moment, la fenêtre principale de Design Entry s’affiche, ainsi qu’une fenêtre
secondaire de suivi (Session Log) qui affiche des messages destinés à l’utilisateur durant la
session de travail.
2) File -> New ->Project…
Entrer un nom de projet sous Name. Si vous devez simuler mais ne faites pas de PCB, vous
pouvez choisir Analog or Mixed A/D. Pour un projet avec réalisation de PCB, choisir plutôt
PC Board Wizard. Cliquer Browse et parcourir pour sélectionner un répertoire de travail
sous Location.
3) Dans la fenêtre suivante qui s’affiche, il faut cocher Enable project simulation et
conserver la sélection Add analog or mixed-signal simulation resources, puis cliquer sur
Suivant >
4) Ajouter aux librairies par défaut dans la colonne de droite de la fenêtre de sélection des
librairies de symboles ayant des modèles PSPICE, les librairies requises pour réaliser votre
projet. Sélectionner par exemple breakout ou opamp puis cliquer sur Add >>. Noter que les
librairies diode, bipolar, pwrmos, phil_diode, anlg_dev sont des librairies contenant des pièces
utilisées en S3. Cliquer sur Terminer.
5) Une fenêtre avec une arborescence des fichiers s’affiche à gauche. On remarque que
l’entête indique PCB-PSpice, ce qui confirme que la simulation avec PSPICE sera possible
dans ce projet ainsi que la réalisation d’un netlist de PCB. Cliquer sur les + pour voir les
fichiers relatifs au design tuto_S3 et à la simulation PSpice.
Sous le répertoire Design Resource, il y a le fichier de design tuto_S3.dsn nommé
automatiquement selon le nom du projet. Celui-ci ne contient actuellement qu’un seul circuit
schématique (par défaut SCHEMATIC1) lequel pourra être décrit sur une ou plusieurs pages
(en commençant par PAGE1).
Pour des designs avec plusieurs circuits, il est recommandé de renommer au moins les noms
SCHEMATICn par des noms plus significatifs.
De plus, dans le cas d’un design complexe, ou avec des parties qui se répètent, il est souvent
plus avantageux de former une hiérarchie dans le design avec ses différentes partitions ou
blocs hiérarchiques. L’onglet Hierarchy permet d’afficher tour le contenu du design selon
son partitionnement qu’il soit hiérarchique ou «flat» c’est-à-dire sur un seul et même niveau
Cela pourra être vérifié lorsque le design sera plus avancé.
6) On retrouvera à droite une page vide liée au SCHEMATIC1 sur laquelle on peut ajouter les
composantes pour former le circuit. Évidemment, il est important que la fenêtre où l’on veut
travailler soit active. La sélection de la page dans l’arborescence des fichiers permet de le
faire ou encore en cliquant sur l’entête de la fenêtre (tel que SCHEMATIC1 : PAGE1).
Cependant, il faut savoir que les menus de Design Entry vont changer selon la sélection dans
l’arborescence. En effet, certaines options sont valables uniquement quant le design est
sélectionné, d’autres peuvent affecter selon la sélection soit une seule page, un circuit
schématique ou encore tout le design. Il est donc important d’afficher l’arborescence et de
faire la sélection appropriée.
Si ce n’et pas déjà fait, ouvrir le schématique en double-cliquant sur PAGE1 de
SCHEMATIC1 dans l’arborescence.
7) La page par défaut correspond à une page au format standard ANSI A (8.5x11). Si le
circuit pour cette page requiert plus d’espace, il est possible de changer de format de page
avec Options -> Schematic page Properties… Dans ce cas, sélectionner le nouveau format
désiré sous l’onglet Page Size.
8) Ajuster la taille des fenêtres. Retrouver dans le coin inférieur droit de la page du circuit
schématique le «Title Block». Inscrire un titre pour identifier ce circuit. La date s’affiche
automatiquement.
9) Utiliser au besoin les outils de zoom (loupes +, -, région ou complet) pour modifier le
grossissement de l’affichage
10) Remarquer à droite la lisière d’icône d’outils dédiés à l’édition schématique.
11) Sauvegarder régulièrement la page, le circuit schématique ou le design au complet selon
la sélection en cliquant sur l’image de la disquette ou par File -> Save.
Il est possible d’ajouter des circuits schématiques (Ex : SCHEMATIC2) au design (le fichier
.dsn doit être sélectionné!) avec le menu du bouton droit de la souris en sélectionnant New
Schematic.
Noter que l’option Save As… sauve le design mais pas le contexte du projet et ces
paramètres. Ainsi, si on ouvre ce design, il se peut que la simulation ne soit pas activée.
12) De la même manière, on peut ajouter des pages à un circuit schématique avec le menu du
bouton droit New Page. Cette fois, il faut que le circuit schématique visé soit sélectionné.
L’option Rename du même menu permet de donner un nom plus significatif au circuit
schématique (ex : Filtre)
13) Pour ajouter des symboles de composantes, utiliser au menu principal de Design Entry
Place -> Part… ou cliquer sur l’image de la porte logique sur la barre d’outils à droite de la
page. À titre d’exemple, nous allons maintenant réaliser un design constitué d’un filtre passebande centré à 1 kHz.
Les librairies configurées (accessibles immédiatement) sont affichée sous Librairies. Toutes
les pièces des librairies sélectionnées (surlignées en bleu) peuvent être affichées dans la liste
déroulante sous Part List. On peut restreindre la liste en réduisant le nombre de librairies
sélectionnées, et en inscrivant des les premiers caractères du nom de la ou des pièces à
retrouver.
14) Taper sous Part le nom de la composante LM324. Sous Part List est affiché en ordre
alphanumérique une partie de la liste des composantes des librairies sélectionnées centrée à la
position où est (ou pourrait être) la pièce recherchée.
Noter les icônes sous le symbole affiché indiquant respectivement l’existence d’un modèle
PSPICE associé à ce symbole, ainsi que d’une empreinte de layout pour son incorporation en
carte de circuit imprimé.
15) Si la pièce n’est pas retrouvée, sélectionner Part Search pour étendre la recherche à
toutes les librairies dans le répertoire sous Library Path
Sélectionner la pièce voulue et cliquer Ok pour ajouter automatiquement toute la librairie de
cette pièce dans les librairies configurées.
16) Vous pouvez aussi ajouter directement tout autre librairie requise par Add Library… de
la fenêtre Place Part.
Noter que les librairies de symboles AVEC modèles de simulation sont sous le répertoire
C:\Cadence\SPB_15.7\tools\capture\library\PSpice
tandis que les librairies de symboles SANS modèles SPICE sont sous le répertoire
C:\Cadence\SPB_15.7\tools\capture\library.
17) Noter que les librairies de symboles locales tel que s3.olb ou tx.olb sont normalement
sous le répertoire C:\Cadence\SPB_15.7\tools\capture\library\PSpice\UserLib, cliquer sur
Add Library et retrouver le répertoire de cette librairie. Sélectionner la ou les librairies et
cliquer Ouvrir.
18) Retrouver la librairie (ex : s3 ou tx) et vérifier les pièces disponibles
19) Placer au moins une référence de masse avec le «O» (zéro) pour la simulation (élément
‘0’ de la librairie SOURCE ou encore CAPSYM). Les autres masses ou grounds NE sont PAS
reconnus comme des références pour la simulation.
20) Ajouter des résistances (R) et condensateurs (C) de la librairie Analog
Vous pouvez aussi ajouter des pièces déjà choisies en sélectionnant celles-ci dans la liste
déroulante du Design Cache.
21) Sélectionner et déplacer les pièces (maintenir le bouton gauche enfoncé).
Faire les rotations requises (pop-up menu avec le bouton droit de la souris)
22) Modifier les valeurs nominales des composants (double cliquer sur la valeur affichée)
Utiliser les préfixes standard du langage SPICE tels que :
f=femto, p=pico, n=nano, u=micro, m=milli, k=kilo, meg=mega, g=giga etc.
Les unités (Volts, Ampères, Ohms, Farads, Henry) ne sont pas nécessaires.
Attention à ne pas confondre Femto et Farad par exemple ou encore Milli, Micro et Mega.
23) On peut aussi éditer les propriétés dans leur ensemble par le menu régulier Edit ->
Properties… ou par le pop-up menu du bouton droit, Edit properties...
Déplacer la barre de défilement vers la droite pour voir le paramètre Value et le modifier
(de 1k à 799 par exemple).
Si cela s’avérait nécessaire, on pourrait aussi par exemple spécifier sous TOLERANCE un
pourcentage de précision quant à la valeur réelle de cette pièce et une valeur de tension
maximale d’opération sous VOLTAGE. Utiliser la barre de défilement pour faire afficher les
autres propriétés de cette pièce.
24) Il est aussi possible d’éditer des propriétés de plusieurs pièces à la fois en les
sélectionnant et en éditant leur propriétés. Par exemple, entourer les pièces dans un rectangle
de sélection, ou cliquer sur chaque pièce avec le bouton Ctrl enfoncé pour ajouter à la
sélection, ou encore utiliser la fonction Edit -> Find… du menu principal mais avec la
PAGE du schématique activée afin que la sélection ciblée avec édition des propriétés soit
possible. Indiquer devant Find What ce que vous rechercher. Par exemple, une recherche de
«Parts» avec C? permet la sélection de toutes les composantes débutant par C, c’est-à-dire de
tous les condensateurs de cette page. Ceux-ci sont maintenant sélectionnés.
25) Éditer les propriétés et retrouver la propriété Value (à droite, en ordre alphabétique…).
Vous pouvez changer en bloc une propriété avec Edit du menu du bouton droit en pointant
sur le nom de la propriété (ex : TOLERANCE, Value ou VOLTAGE) et entrer dans le champ
affiché la nouvelle valeur qui s’applique à toute la sélection (ex : 20%, 10n ou 50V).
Il est aussi possible de changer individuellement les valeurs dans les champs, ainsi que de
faire des copier-coller.
26) Ajouter les fils d’interconnexion (icône de fil à droite ou au menu Place -> Wire ou
touches Shft-W). Pour ajouter/enlever une connexion entre fils qui se croisent, utiliser Place
Junction (icône + avec un point au centre). Pour ajouter/retirer une connexion flottante,
utiliser Place no connect (icône X vert). On peut aussi éditer les propriétés et, dans l’onglet
Pins au lieu de Parts, cocher ou pas la propriété is no connect pour la pin choisie.
Le circuit devrait maintenant ressembler à ceci.
27) Pour un circuit schématique à plusieurs pages, vous pouvez ajouter des connecteurs de
pages avec Place -> Off-page connector (ou avec l’icône «C ) branchés aux fils ou nœud des
signaux à interconnecter d’une page à l’autre. Ce signal demeure interne au circuit
schématique (ne peut pas s’interconnecter avec une page d’un autre schématique de ce
design).
28) Par contre, vous pouvez utiliser des ports d’entrée/sortie hiérarchiques avec Place ->
Hierarchical Port (ou avec icône «P) pour interconnecter des signaux entre les schématiques
d’un design à structure hiérarchique. Choisir le symbole approprié et modifier le nom sous
Name pour identifier le port hiérarchique.
Noter que par défaut, les ports hiérarchiques PORTRIGHT-L et –R sont des ports ayant la
propriété Type étant Input et les ports PORTLEFT-L et –R sont des ports de type Output.
PORTBOTH-L et –R sont des ports Bidirectional.
Attention à la compatibilité des ports : le port de sortie d’un circuit est normalement branché à
au moins un port d’entrée d’un ou de plusieurs autres circuits.
29) Ajouter les Power Pins requises sur chaque page de circuit schématique pour les nœuds
d’alimentations hiérarchique par Place Power (icône PWR) et choisir $D_HI et $D_LO de la
librairie Source par exemple.
Il faut remplacer les noms par défaut ($D_HI et $D_LO) (sous Name) par les noms des
alimentations tels que 10V et -10V pour éviter que 2 alimentations différentes utilisant le
même symbole tel que $D_HI soit branchés ensembles par inadvertance.
30) Brancher des terminaisons locales identifiant le nœud commun dans le schématique tel
que 10V et -10V, à partir de la librairie CAPSYM, comme VCC par exemple.
31) Ajouter les mêmes terminaisons (tel que VCC renommé 10V ou faire des copier-coller de
la terminaison existante du même nom) aux endroits appropriés telles que les alimentations
des circuits intégrés.
Ainsi, même avec un grand nombre de branchements, toutes les terminaisons appelées 10V de
cette page seraient toutes branchées à la power pin Hi avec le nom 10V. Attention à ne pas
court-circuiter les Power pins Hi et Lo : leur donner toujours des noms différents et branchés
sur des nets distincts!
32) Avec le design ou un circuit schématique sélectionné (pas une page, sinon le menu Tools
est absent!), faites la vérification des règles de design avec Tools -> Design Rules Check… Il
vous est possible de restreindre l’étendu de la vérification à une sélection seulement (à un
circuit schématique tel que Filtre par exemple) ou au design tout entier.
Vous pouvez choisir les catégories de règles à vérifier. Noter que Report invalid packaging
ne doit pas être coché puisqu’il produit une erreur sur toutes les pièces !?!
Pour voir les résultats dans un fichier, vous pouvez cocher View output devant Report File,
quoique les résultats s’affichent systématiquement dans le Session Log.
33) Les erreurs de DRC sont signalées sur le circuit par des cercles verts O. Noter que les
avertissements ne sont pas indiqués sur le circuit à moins que l’on coche Create DRC
markers for warnings, mais ils sont tout de même reportés ce qui est suffisant en général.
Voici le résultat de la vérification du circuit actuel. Il n’y a aucune erreur ni avertissement.
Pour retirer les cercles de DRC sur le design, refaire la vérification mais en sélectionnant
Delete existing DRC Markers.
33) Dans une approche modulaire ou hiérarchique, il est d’usage de créer une «enveloppe» au
circuit pour la simulation. On peut y inclure les sources et autres éléments qui ne font pas
partie du circuit à réaliser mais qui sont requis pour le simuler. Nous allons donc créer un
nouveau circuit schématique et l’appeler «simulation». On créé ensuite une nouvelle page et
on y ajoute les sources VDC, la source VSIN et la charge résistive pour la sortie.
Ajouter les alimentations DC par Place Part. Choisir l’élément VDC de la librairie Source
34) Ajouter et interconnecter la référence zéro, les terminaisons VCC renommées par exemple
10V et -10V pour obtenir les deux alimentations DC (positive et négative) du circuit. La
connexion externe à ce circuit nommé simulation vers les autres schématiques au nœud
global 10V (ou -10V) est rendu possible par l’ajout (on peut faire copier-coller) des Power
pins et terminaisons du circuit schématique nommé Filtre.
Noter qu’il aurait été possible dans ce circuit de ne pas utiliser les terminaisons et de brancher
directement les Power pins aux sources.
35) Ajouter les autres éléments externes requis pour la simulation soit par exemple la source
sinusoïdale VSIN à l’entrée et la charge résistive et à la sortie.
On prendrait soin de spécifier les valeurs des paramètres affichés à côté du symbole de la
source soit l’amplitude pointe (VAMPL), la valeur offset (VOFF) et la fréquence (FREQ)
pour les simulations temporelles.
36) De plus, on doit éditer les propriétés et spécifier les valeurs des paramètres requis mais
non affichés pour la simulation fréquentielle c’est-à-dire AC et DC (AC=1V et DC=0V par
exemple).
36) Ajouter les ports hiérarchiques pour le signal (en sortie) de la source, et le port (en entrée)
pour la charge ou encore de type bidirectionnel si c’est ce qui a été utilisé pour le circuit du
filtre.
Noter que l’utilisation d’accents n’est pas recommandée dans Design Entry si on prévoit faire
des simulation car AMS simulator ne reconnaît pas ces caractères (dans l’exemple on utilisera
plutôt : entree, sig_filtrer, …).
37) Pour identifier un nœud électrique important et/ou pour connecter ensembles des bouts de
fils au même nœud à la manière des terminaisons d’alimentation, on utilise Place -> Net
alias… ou l’icône N1 pour nommer ce noeud. Cette identification est reconnue seulement à
l’intérieur de la même page, à moins d’être branché à une des 2 sortes de connecteurs cidessous. Entrer le nom et cliquer ensuite sur le nœud à identifier (ex : Vinterne).
Si vous devez passer ce signal à une autre page du même circuit, utiliser plutôt des offpage
connectors avec ce nom ou encore brancher à un fil de ce nœud un offpage connector du
même nom.
S’il s’agit de signaux passant d’un circuit à l’autre, utiliser plutôt les ports hiérarchiques ou
brancher un port hiérarchique au nœud du même nom.
38) Attention aux erreurs d’identification de nœud (net) et de ports qui peuvent créer des
problèmes de branchements. Vérifier les connexions d’un seul segment de fil sélectionné
avec le reste des fils de cette page avec l’option Select Entire Net du menu du bouton droit.
Une connexion incomplète ou erronée d’une net peut aussi être détectée de cette façon. Par
exemple, si on spécifie un nom identique (pas affiché par défaut!) pour les Power Pins Hi et
Lo (ex : 10V), ces alimentations seront court-circuitées, et ce même si on nomme les
terminaisons différemment (+10V et -10V).
L’image ci-dessous montre que les terminaisons -10V, dont une est branchée à la Power Pin
Lo, sont sur le même net ou noeud électrique et que ce net est distinct des autres, incluant le
net des terminaisons 10V et de la pin Hi.
39) Refaire régulièrement des sauvegardes et des vérifications des règles de design,
particulièrement pour les designs plus complexes. Ne pas se contenter d’une absence d’erreur
mais procéder aussi à l’analyse des listes des ports et tenir compte des avertissements tels que
ceux de nets incomplets.
40) Pour compléter la structure hiérarchique, il faut créer un nouveau schématique qui
contiendra toutes les partitions ou blocs hiérarchiques constituant le design ainsi que ses
connexions entre schématiques.
Sélectionner le design dans l’arborescence et du menu du bouton droit, sélectionner New
Schematic. Renommer ce circuit (ex : DesignTopLevel), et sauvegarder le design.
On remarquera qu’il y a un des circuits existants (ex : Filtre) qui est actuellement considéré la
racine du design (niveau supérieur de la hiérarchie). On reconnaît la barre oblique dans
l’icône du dossier devant Filtre. Il faut donc modifier son statut si on veut éventuellement
simuler toute la hiérarchie.
Pour placer DesignTopLevel au premier niveau du design hiérarchique, il faut sélectionner
celui-ci et au menu du bouton droit choisir Make Root (Sauvegarder d’abord!)
41) Créer une nouvelle page pour ce circuit (New Page).
Dans cette page, ajouter des blocs hiérarchiques avec Place -> Hierarchical Block… (ou
icône du carré avec points verts). Nommer chacun d’un nom significatif qui peuvent être par
exemple les mêmes que les noms des schématiques, avec un suffixe numérique s’il y a
plusieurs fois le même bloc dans le design. Sélectionner pour ces blocs le type
d’implémentation «Schematic View», et spécifier comme nom d’implémentation le nom du
circuit schématique visé (ex : Filtre ou simulation). Cliquer Ok.
42) Dans la page, cliquer une première fois pour positionner un des coins du bloc, se déplacer
en diagonale et cliquer à nouveau pour fixer le tracé du bloc rectangulaire. Déplacer si
nécessaire les pins hiérarchiques qui s’ajoutent automatiquement.
Répéter pour chacun des blocs et faites les branchements nécessaires.
Remarquer l’aspect différents des pins, selon leur type (Input, Output, Bidirectionnal, Power,
etc.).
Noter aussi que les Power pins des deux schématiques ne sont pas affichées puisqu’elles sont
implicites.
43) Si des changements sont faits dans un schématique (au niveau des pins par exemple) et
que l’on veuille synchroniser ce schématique avec son bloc correspondant, sélectionner le
bloc et choisir au menu du bouton droit Synchronise Up.
44) Pour faire les branchements externes des signaux et des alimentations en dehors de la
carte de circuit imprimé, on utilise des connecteurs tels que des «Terminal Blocks» et on fait
les connexions (ex : librairie connector, CONN TRBLK 3). On peut inclure ces éléments
directement sur le schématique de premier niveau (ex :DesignTopLevel) ou encore dans un
autre schématique qui s’appellerait Connecteurs par exemple et qui serait ajouté en bloc
hiérarchique.
Les Power pins nommées 10V et -10V ont été recopiées dans ce schématique pour que ces
alimentations puissent être reliées à un connecteur.
Noter que ces connecteurs ont été renommés (Alimentations et Signaux) et qu’une des pins de
J2 a l’attribut No Connect (flottante).
Afin de respecter la compatibilité des ports quand tous les branchements seront faits, J2 doit
avoir des ports d’entrée ou de type Input (pour Entree, sans accent! et Sortie) qui seront
branchés aux signaux correspondant.
45) Finaliser le schématique DesignTopLevel avec l’ajout du bloc Connecteur et faire les
branchements nécessaires.
46) La vérification des règles de design sur le design au complet ne devrait pas donner
d’erreur, mais possiblement des avertissements de nœud à moins de 2 connexions pour les
alimentations (dans le schématique Connecteurs, par exemple).
47) Nous pourrions passer maintenant à la simulation. Cependant, puisque ce design doit être
orienté PCB, notre approche préconise de compléter le plus possible le circuit en vue du PCB
et de le simuler avec les mêmes composantes et les mêmes connexions, pour éviter qu’un
changement non simulé induise des erreurs.
On peut ainsi ajouter les condensateurs de couplages pour chacun des circuits intégrés, et
ainsi de suite.
Nous pouvons aussi remplacer aux endroits qui sont requis les résistances à valeur fixe du
circuit par des potentiomètres à 3 bornes, avec connexion «tap» ajustable (librairie breakout,
élément POT). Cet élément a une valeur nominale VALUE (fixe entre les extrémités) et une
autre valeur affichée appelée SET qui est ajustable entre 0 et 1. La résistance entre la pin
centrale et la pin de droite est égale à SET*VALUE. Évidemment, la résistance entre les pins
1 et la pin centrale est égale à (1-SET)*VALUE.
Si on a besoin d’une résistance variable (2 bornes), on peut aussi utiliser un potentiomètre à
3 bornes mais en court-circuitant la pin centrale et la pin 1 (par défaut à gauche) pour ne pas
laisser cette dernière flottante. Par exemple, avec un potentiomètre de 1MEG, et aux pins 1 et
centre court-circuitées, on peut ajuster la valeur de la résistance à 203K avec SET=.203.
Le design (orienté PCB) est maintenant prêt pour la simulation. Nous finaliserons le choix des
empreintes des composantes («footprints») pour la carte de circuit imprimé ultérieurement.
48) Sélectionner le schématique de niveau supérieur DesignTopLevel avec l’attribut «root» et
créer un nouveau profil de simulation pour ce schématique par PSPICE -> New Simulation
Profile ou cliquer sur l’icône du même nom du menu principal.
Conserver le type d’analyse à Time Domain (Transcient) pour ce profil de simulation
temporelle. Entrer devant Run to Time la durée de la simulation en secondes (ex : 10m).
Vous pouvez aussi spécifier un pas maximum entre deux instants de simulation (Maximum
step size) d’une petite fraction de la durée totale (ex : 1u). Puis cliquer Ok.
49) Afficher dans l’arborescence des fichiers le contenu de PSpice Resources et de simulation
Profiles. On remarque que le profil de simulation nommé «tran» qui vient d’être créé est bien
associé à DesignTopLevel. De plus, l’icône P! précédant le nom du profil est affiché en rouge,
indiquant qu’il s’agit du profil actif.
Noter que lorsqu’il y a plus d’un profil créé, on sélectionne le profil inactif voulu (en vert) et
on le rend actif avec Make Active du bouton droit de la souris.
49) Ajouter des sondes (probes V) de tension par PSpice -> Markers -> Voltage Levels (ou
icône de la sonde avec un V) sur les fils (de n’importe quelle page du design) dont vous
voulez faire afficher l’évolution pour cette simulation (dans ce cas-ci, la réponse temporelle).
50) La simulation peut être lancée avec PSpice -> Run ou par l’icône >. Attendre l’affichage
des résultats dans la fenêtre Allegro AMS Simulator.
51) Pour obtenir une transformée de Fourier de signaux temporels affichés, utiliser Trace ->
Fourier ou cliquer sur l’icône FFT. Ajuster les axes par Plot->Axis Settings… au besoin.
Sélectionner à nouveau pour afficher le signal non transformé.
3
52) Il est aussi possible d’ajouter des signaux et de faire du traitement mathématique sur des
signaux obtenus de la simulation. Utiliser Trace -> Add Trace ou la touche INSert pour
ajouter des courbes, S’il y a lieu, sélectionner d’abord les fonctions ou des templates dans la
liste de droite puis sélectionner le signal dans la liste de gauche. Ajouter d’autres signaux ou
courbes si désiré (séparés par un espace).
Noter que pour restreindre la sélection, on peut désélectionner Power et Current par exemple
pour ne conserver que les signaux de tensions (laisser Analog coché!). Dans l’image cidessus, nous avons ajouté le signal de tension du schématique Filtre nommé VINTERNE.
53) Pour effacer des courbes affichées, utiliser Traces-> Delete All traces pour tout effacer
ou sélectionner chaque courbe en cliquant sur le nom de la courbe puis toucher DELete.
Voici l’affichage obtenu pour l’exemple simulé avec les deux autres traces effacées.
54) Utiliser les curseurs (Trace -> Cursors -> Display ou l’icône Toggle Cursor) pour
réaliser des mesures sur une ou trace affichée ou entre deux traces. Obtenir les valeurs des
mesures dans la petite fenêtre Probe Cursor qui s’affiche.
Sélectionner ensuite l’outil (max, min, etc.) et observer les valeurs affichées. Cliquer gauche
pour le premier curseur et cliquer droit pour le second.
Noter que la sélection d’une courbe affichée parmi d’autres dans la fenêtre des résultats se fait
en cliquant sur l’image du marqueur pour cette courbe devant le nom de la courbe. Un carré
en pointillé blanc s’affiche autour du marqueur pour signifier la sélection (i.e. courbe active).
55) Il est possible d’afficher dans le schématique les polarisations DC. Ce peut être en tension
V (associé à un nœud avec au moins un fil apparent), en courant I (associé à une pin) ou en
puissance W (associé à une composante). Pour ce faire, cliquer sur l’icône V, I ou W ou
utiliser le menu PSpice -> Bias Point et sélectionner le type de signal à afficher.
56) Si des valeurs de polarisations n’apparaissent pas dans un des schématiques, vous pouvez
forcer leur affichage en sélectionnant les éléments associés (nœud, pin ou composante) et en
changeant le mode d’affichage. Par exemple, pour afficher les tensions des nœuds de
polarisation du schématique filtre, il faut sélectionner les nœuds (ex : bouton droit, choisir
Selection Filter, Clear All et cocher seulement Nets, cliquer Ok puis englober tout le
circuit). Éditer les propriétés (bouton droit Edit properties…) et cliquer sur le nom de la
propriété BiasValue Voltage pour sélectionner toutes les valeurs puis cliquer Display… et
sélectionner l’affichage Value Only pour faire afficher les valeurs sur le schématique.
57) Le fichier de texte résultant de la simulation (ex : tran.out) peut être consulté avec
PSPICE -> View Ouput File. On retrouve entre autres le netlist, les librairies, les commandes
d’analyses et de résultats du fichier .cir qui a été simulé, et des valeurs calculées suite à la
simulation comme par exemple les tensions des nœuds, incluant celles des sous-circuits, et les
points d’opération des transistors.
58) Noter qu’on peut modifier le même profil et démarrer des simulations avec ce profil
directement dans Allegro AMS Simulator par le menu Simulation ou en retournant dans
Allegro Design Entry.
Pour faire d’autres types de simulations (AC, etc.), il faut créer un nouveau profil de
simulation avec PSpice -> New Simulation Profile (ou icône New simulation Profile).
S’assurer que le schématique Root est le bon lors de la création de chaque nouveau profil de
simulation.
Dans Allegro Design Entry, créer un nouveau profil appelé AC. Sélectionner le type
d’analyse AC Sweep/Noise et ajuster les paramètres de balayage de la fréquence (ex : de 10
Hz à 100kHz avec 100 points par décade)
59) Le profil de simulation a été ajouté dans PSpice Ressource sous Simulation Profiles. La
simulation courante est maintenant AC (en rouge) alors que la simulation tran est en vert
(inactif). Pour rendre actif un autre profil de simulation, sélectionner celui-ci, et avec le
bouton de droite, au pop-up menu, sélectionner Make Active.
60) À partir de Allegro Design Entry, ajouter une sonde de tension (V probe) sur la sortie
seulement et lancer la simulation AC. On obtient dans Allegro AMS Simulator une nouvelle
fenêtre de Probe (AC.dat) et qui est active.
Visualiser l’amplitude de tension Vout en fonction de la fréquence.
61) Pour une meilleure analyse, utiliser les fonctions arithmétiques et les fonctions prédéfinies
pour effectuer des calculs et analyses à partir de vos signaux.
Utiliser Trace -> Delete All Traces pour effacer les courbes dans une fenêtre active.
Par exemple, ajouter des courbes de gain en dB et la Phase en degrés sur le même graphique
avec la fonction de Plot Window Templates appelée Bode Plot dB – dualY axes(1).
Sélectionner le signal de sortie tel que V(Filtre.sortie_f)
62) Le résultat de la simulation AC montre que le circuit est un filtre passe-bande centré à
1kHz
63) Pour réaliser une simulation Monte-Carlo, il faut que les composantes choisies aient un
modèle qui inclut une tolérance. Éditer les propriétés des composantes (ex : R1, R2, R3, C1 et
C2) individuellement ou en bloc et sous TOLERANCE, entrer une valeur en pourcentage (ex :
5%).
64) Créer ou modifier le profil de simulation (ex : AC) en cochant Monte Carlo/Worst Case.
Avec Monter Carlo sélectionné, indiquant les paramètres tels que la variable de sortie (ex :
Output Variable = V(Filtre.sortie_f)), un nombre de «runs», le type de distribution (uniforme
ou gaussien) et un chiffre de départ quelconque (Random seed number)
65) Lancer la simulation. Une fenêtre s’affiche indiquant les sections disponibles selon les
différentes «runs» Monte Carlo. Conserver toutes les sections sélectionnées ou sélectionner
celles qui vous intéressent.
66) Pour un affichage modifié, sélectionner la fonction et le signal via le menu Trace. Ajuster
les axes X et Y (Plot-> Axis Settings…) ou zoomer au besoin pour faciliter l’analyse.
Fin de la première partie
La seconde partie de ce tutoriel traitera du passage au layout à partir du même exemple.
©PLL Rév.5-09-2007 GEGI Université de Sherbrooke