전자회로 해석 및 설계 1

• 전류

전류(I) = 전하의 이동 또는 흐름

단위 = [A] , 암페어

1A = 1초 동안 1C의 전하가 통과하는 것

 

 

• 전압 

전압(V) = 두 지점간의 전위차

• 전위 = 전기적 위치에너지

단위 = [V] , 볼트

1V = 1C의 전하를 이동시키는 힘, 전류를 흘리는 힘

 

• 전원

전원 = 전류가 GND로 간 후 다시 초기 전압으로 가는 펌프와 같은 역할

해당 부분의 전류는 전원이 작동하여 다시 전류가 흐른다.

 

• 옴의 법칙 (Ohm's law)

V = IR

I = V/R => 회로 어딘가에 전류가 흐르면 그곳의 소자를 저항으로도 볼 수 있다.

 

 

• Pspice simulation

Pspice는 회로 구성 후 시뮬레이션을 통해 회로 해석을 할 수 있다. 시뮬레이션은 bias point, Time Domain (Transient), DC SWEEP, AC SWEEP의 4가지가 있고, 이중 한가지 시뮬레이션을 수행한다.

시뮬레이션 생성 / 시뮬레이션 설정 / 실행

Simulation settings

• bias point

계측기 중 멀티미터와 같은 기능을 한다. DC전압 등을 확인할 때 사용한다.

.OP 부분을 체크하면 조금더 정밀한 값을 측정할 수 있다.

 

• Time Domain (Transient)

시뮬레이션 결과의 x축이 시간으로 표시되기 때문에 시간 해석 시뮬레이션이라고도 한다. 시간에 따른 전압의 변화가 일어나는 AC해석을 할 때 적합한 시뮬레이션. 계측기 중 오실로스코프와 같은 기능을 한다.

Time Domain

1. Run to time = 시뮬레이션을 진행할 시간을 입력
2. start saving data after = 언제부터 시뮬레이션 결과를 디스플레이할 지 정함
3. Maximum step size = 시뮬레이션에서 나타나는 결과값의 시간 step 간격을 의미
4. SKIPBP = 회로에 사용된 커패시터나 인덕터의 초기 전압, 전류치를 0으로 설정한다. 커패시터의 충방전 시간을 없애고 해석하기 때문에 여러개의 커패시터를 사용할 때 체크한 후 시뮬레이션을 하면 더욱 빠른시간에 결과값을 얻을 수 있다.

 

• DC SWEEP

전원의 값을 변화시켜가며 그에 따른 결과를 관찰할 수 있는 시뮬레이션이다.

Pspice으 parameter를 통해 변수를 설정한 후 Global parameter 에서 해당 변수의 시작값, 끝값등을 설정하여 시뮬레이션할 수 있다.

 

• AC SWEEP

입력신호의 주파수를 변화시켜가면서 그에 따른 결과를 출력하는 시뮬레이션이다.

 

AC SweepType에선 Linear과 Logarithmic이 있다. AC SWEEP은 넓은 범위에서 측정할 때가 많기 때문에 Logarithmic

을 해두는 것이 좋다.

1. Start Frequency = 시작 주파수 / 0을 하면 LOG0으로 설정되어 무한대값이 되어 무조건 0보다 큰 값을 넣는다.
2. End Frequency = 종료 주파수
3. Points / Decade = 데이터 구간의 포인트를 할당해주는 부분으로 101을 넣어주면 된다.

 

• Pspice 라이브러리

Pspice 라이브러리는 pspice가 적혀있는 폴더의 소자들을 사용해야 시뮬레이션을할 수 있다. 소자들 중 이미지 옆의  PSpice가 그려져 있는 소자들만이 시뮬레이션 가능한 소자들이다.

 

전원 = SOURCE

수동소자 = ANALOG

 

모든 소자에는 Number:1, Number:2의 번호가 존재하는데 정확한 시뮬레이션을 하기 위해서는 해당 번호에 맞게 소자 배선을 해주는 것이 좋다.

 

0 / GND

Pspice의 GND는 0이 적혀있는 GND를 사용해야 정상적으로 시뮬레이션이 가능하다.

0은 Pspice 시뮬레이션용, GND는 회로설계를 위한 GND이다.

 

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• 커패시터

주파수가 낮으면 큰 저항처럼 동작 / 주파수가 크면 값이 작은 저항처럼 동작

Cutoff frequency = 대역폭을 결정하는 주파수로 대역폭 값보다 -3인 곳에 해당된다.

 

• 저항

직렬연결 = 같은 전류가 흐르는 연결

병렬연결 = 두 저항값의 차이가 커질수록 작은 저항값과 더욱 가까워진다.