EL1200 Pengantar Analisis Rangkaian SPICE Survival Guide EL1200 Pengantar Analisis Rangkaian

Pendahuluan SPICE merupakan perangkat lunak baku untuk analisis rangkaian Banyak versi SPICE berbasis teks atau grafis Untuk tutorial survival guide ini menggunakan LTSPICE dan WinSPICE hanya untuk tingkat yang dibutuhkan EL1200 Pengantar Analisis Rangkaian

Langkah Penggunaan SPICE Susun rangkaian LTSPICE menggunakan Schematic Capture WinSPICE dengan mengedit berkas SPICE Deck bagian netlist pada notepad Berikan perintah simulasi LTSPICE melalui pull-down menu WinSPICE dengan memberikan perintah pada blok kontrol SPICE Deck atau pada SPICE prompt Hasil simulasi dapat segera diperagakan.

Menyusun Rangkaian

Menyusun Rangkaian pada LTSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Menulis SPICE Deck untuk WinSPICE SPICE Deck adalah file teks berisi Netlist deskripsi rangkaian Perintah untuk SPICE Pada WinSPICE dijalankan dengan perintah edit pada spice prompt spice-1-> edit nama_file WinSPICE akan membuka notepad untuk mengedit teks SPICE Deck tersebut

Format SPICE Deck SPICE 80 karakter per baris Baris 1 dianggap komentar Selanjutnya blok netlist blok perintah Baris netlist Nama_devais simpul_koneksi nilai_komponen Pada netlist Huruf pertama untuk netlis mengenali jenis komponen Contoh * untuk resistor Ratas 2 out 10k * untuk sumber tegangan Vsmbr 2 0 DC 1 Nomor atau nama simpul dengan alpha numerik Harus ada simpul 0 (Gnd)

Kode Huruf Awal Komponen A special functions device B arbitrary behavioral source C capacitor D diode E voltage dependent voltage source F current dependent current source G voltage dependent current source H current dependent voltage source I independent current source J JFET transistor K mutual inductance L inductor M MOSFET transistor O lossy transmission line Q bipolar transistor R resistor S voltage controlled switch T lossless transmission line U uniform RC-line V independent voltage source W current controlled switch X subcircuit invocation Z MESFET transistor * comment + continuation of prior line . simulation directive Detail cara penggunaannya mudah ditemukan di internet

Singkatan Satuan pada SPICE “M” dan “m” dianggap SPICE sama. Jadi10M sama dengan10m (sepuluh miliohm atau 10-3). Gunakan MEG untuk mega Jangan masukkan “1F” atau “1f” untuk kapasitor 1 Farad (tuliskan “1”). “F” dan “f” digunakan untuk femto (10-15). Huruf dan arti (tidak case sensitive) T = terra = 1012 G = giga = 109 MEG = meg = 106 K = kilo = 103 M = milli = 10-3 U = micro = 10-6 N = nano = 10-9 P = pico = 10-12 F = femto = 10-15

Blok Perintah Blok perintah: Contoh * perintah analisis dimulai.control diakhiri.endc Contoh * perintah analisis .control ac dec 5 10 100meg plot db(out) .endc Beberapa perintah penting Perintah analisis op operating point dc analisis variabel DC ac analisis variabel frekuensi tran analisis variable waktu Perintah peragaan print – menampilkan hasil berupa tabel plot – menampilkan hasil berupa kurva

SPICE Deck versi 3 Perintah diberikan melalui blok perintah Sama dengan SPICE Deck versi 2 kecuali cara pemberian perintah pada SPICE Cara 1 Interaktif Perintah diberikan melalui SPICE prompt Perintah sama dengan SPICE 2 tanpa diawali . (dot) Cara 2 Batch Perintah diberikan melalui blok perintah dimulai dengan .control Perintah sama dengan SPICE 2 tanpa . (dot) di awal ditutup dengan .endc

Karakter Spesial Tanda pada huruf pertama baris Pada perintah * (asteris) baris berisi komentas + (tambah) baris lanjutan baris sebelumnya . (dot) memulai model subcircuit Pada perintah >> nama_file mengeluarkan hasil ke file Contoh Membuat file tabel v(in) dan v(ou) dari hasil simulasi print v(in) v(ou) >> tabel1.txt

Contoh SPICE Deck Judul/ Komentar baris 01 Rangkaian Resonansi Seri 02 V1 1 0 AC 1 03 CS 1 2 10U 04 LS 2 3 10m 05 RS 2 3 0 1k 06 .control 07 AC dec 10 100MEG 09 PRINT db(3) ph(3) 09 PLOT db(3) ph(3) 10 .endc 11 .end 12345678901234567890 kolom Netlist Rangkaian Perintah

Menyusun SPICE Deck pada WinSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Memberi Perintah Simulasi

Jenis Simulasi SPICE SPICE dapat melakukan berbagai jenis analisis atau simulasi Pada tutorial ini hanya akan ditunjukkan untuk Mencari titik kerja DC Menganalisis respons tegangan DC Menganalisis respons frekuensi (AC) Menganalisis respons waktu (TRAN)

Menentukan Titik Kerja DC Fungsi ini yang akan banyak digunakan dalam EL1200 Pengantar Analisis Rangkaian Perintah pada SPICE OP

Analisis Titik Kerja Misalkan kita hendak mencari tegangan pada simpul A pada rangkaian berikut A

Perintah OP pada LTSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Contoh pada LTSPICE Hasil Simulasi --- Operating Point --- V(n004): 6 voltage V(n001): 6.53933 voltage V(a): 5.52809 voltage V(n003): 5.35955 voltage V(n005): 3.94382 voltage V(n002): 4.61798 voltage I(R6): 0.657303 device_current I(R5): 0.303371 device_current I(R4): 0.337079 device_current I(R3): -0.353933 device_current I(R2): -0.320225 device_current I(R1): 0.0337079 device_current I(G1): 0.337079 device_current I(E1): 0.303371 device_current I(V1): -0.657303 device_current

Perintah OP pada WinSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Contoh pada WinSPICE Rangkaian Tutorial 01 * Simulasi untuk Analisis Titik Kerja * Deskripsi rangkaian * sumber tegangan bebas V1 4 0 6 * sumber arus dependen G1 4 1 A 3 2 * resistor R1 A 3 5 R2 3 4 2 R3 5 3 4 R4 1 A 3 R5 A 2 3 R6 5 0 6 *sumber tegangan dependen E1 2 5 A 3 4 * Perintah Simulasi .control op print all .endc .end Hasil Simulasi Circuit: Rangkaian Tutorial 01 v(1) = 6.539326e+00 v(2) = 4.617978e+00 v(3) = 5.359551e+00 v(4) = 6.000000e+00 v(5) = 3.943820e+00 a = 5.528090e+00 e1#branch = 3.033708e-01 v1#branch = -6.57303e-01

Menentukan Respons Tegangan DC Perintah pada SPICE DC nama_sumber V_Start V_stop V_inc Untuk menampilkan hasilnya Pada LTSPICE klik tombol kanan mouse dan pilih variabel yang ingin ditampilkan Pada WinSPICE tambahkan perintah menampilkan tegangan simpul a plot v(a) menampilkan tegangan simpul a dan simpul 1 plot v(a) v(1)

Analisis Respons Tegangan Misalkan kita hendak mencari respons tegangan simpul A terhadap sumber tegangan bebas 6V pada rangkaian berikut A

Simulasi Respons DC pada LTSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Simulasi Respons DC pada WinSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Mengambil Nilai Hasil Simulasi pada LTSPICE setelah menjalankan simulasi pilih menu File-Export Dari window variabel pilih data yang diinginkan Data ditampilkan dalam file nama_file.TXT Pada WinSPICE Berikan perintah pada blok perintah atau pada SPICE prompt print nama_nama_simpul_dan_arus >> nama_file

Simulasi AC pada LTSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Menganalisis Respons Frekuensi (AC) Analisis respons frekuensi dilakukan untuk melihat pengarus frekuensi pada perubahan rangkaian Analisis dilakukan dengan memberikan perintah AC type_sweep n_data f_start f_stop tipe sweep tersedia DEC – dekade/ logaritmik basis 10 OCT – octaf/ logaristmik basis 2 LIN – linier

Simulasi AC pada WinSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Catatan Analisis AC untuk EL1200 Untuk analisis AC (fasor) pada mata kuliah EL1200 hanya digunakan satu frekuensi saja Untuk memperoleh datanya gunakan hanya satu frekuensi pada perintah analisis Contoh untuk analisis AC pada frekuensi 10 rad/s atau 20p Hz atau 62.83 Hz AC lin 1 62.83 62.83 Nilai hasil analisisnya pada LTSPICE akan muncul pada sebuah windows (seperti pada OP) pada WinSPICE gunakan perintah print setelah simulasi dijalankan

Simulasi Respons Frekuensi Simulasi respons frekuensi dilakukan dengan perintah TRAN pada SPICE Sebelum simulasi dilakukan tentukan dahulu sumber sinyal eksitasi (tegangan atau arus) yang akan berubah dengan waktu Bentuk sinyal yang tersedia adalah Pulsa Sinusoidal Eksponensial Modulasi Frekuensi PWL – Piece Wise Linear

Simulasi Waktu pada LTSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Simulasi Waktu pada WinSPICE (klik pada gambar untuk memulai)

Sekian dan Terima Kasih