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Simulazione elettronica analogica con Spice e progettazione di un Layout.

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Presentazione sul tema: "Simulazione elettronica analogica con Spice e progettazione di un Layout."— Transcript della presentazione:

1 Simulazione elettronica analogica con Spice e progettazione di un Layout

2 Stage elettronica 2009 Sara Felici, Saverio Salvagno, Alessio Paoletti, Alessandro Sbardella, Simone Leva, Luca Gerardi, Cristiano Succi, Fabio Guerrieri, Sonny Di Veronica, Alessandro Monti, Ivan Gentili, Patrizio Caciotosto, Edimir Leitao, Valerio Maria Valente, Nabeel Haris, Riccardo Ludovisi, Massimiliano Ciufo, Tiziano Di Domenico, Luca Scannella, Emanuele Sgherza, Fabrizio Lo Verde

3 Caratteristiche generali del simulatore Tipologie di analisi possibili con Spice: DC Operating Point AC Analysis Transient Analysis Temperature Sweep DC Sweep Parameter Sweep Progetto finale: Amplificatore controreazionato Stage elettronica 2009

4 I programmi di simulazione circuitale costituiscono uno strumento di estrema utilità per chi si occupa di progettazione di circuiti elettronici Essi rendono semplici le verifiche funzionali di un progetto Il simulatore SPICE Simulation program With Integrated circuit Emphasis è utilizzato universalmente per la simulazione di circuiti elettronici analogici e digitali Stage elettronica 2009

5 Questo tipo di analisi definisce il punto di lavoro in regime continuo di un circuito elettrico; È usata per determinare le condizioni di lavoro di uno o più dispositivi elettronici; Per osservare le funzioni di trasferimento dei elementi non lineari (es: diodi, transistor, MOS); Per determinare le condizioni iniziali degli elementi reattivi nel dominio del tempo; Stage elettronica 2009

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7 Questo tipo di analisi, elabora la risposta in frequenza di un circuito elettrico, costituito da elementi lineari (es: resistenza, induttanza, capacità, trasformatore, generatore di tensione e di corrente) La sorgente genera un segnale sinusoidale la cui frequenza varia in un range definito dal progettista. Stage elettronica 2009

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9 In questo grafico si può notare come all aumentare della resistenza di dumping la tensione ai capi del condensatore diminuisce, senza avere effetti sulla frequenza di risonanza del circuito. In questo grafico si può notare come all aumentare della resistenza di dumping la tensione ai capi del condensatore diminuisce, senza avere effetti sulla frequenza di risonanza del circuito. Stage elettronica 2009

10 Misurando la tensione tra linduttore e il condensatore si può vedere come al variare della resistenza di dumping corrisponda una variazione della banda di frequenze eliminate dal circuito. Misurando la tensione tra linduttore e il condensatore si può vedere come al variare della resistenza di dumping corrisponda una variazione della banda di frequenze eliminate dal circuito. Al diminuire della resistenza aumenta la selettività del filtro. Al diminuire della resistenza aumenta la selettività del filtro. Stage elettronica 2009

11 Nel grafico è rappresentato landamento della fase. Alle basse frequenze il circuito ha una reattanza capacitiva, alla frequenza di risonanza è puramente resistiva e alle alte frequenze induttiva. Nel grafico è rappresentato landamento della fase. Alle basse frequenze il circuito ha una reattanza capacitiva, alla frequenza di risonanza è puramente resistiva e alle alte frequenze induttiva. Stage elettronica 2009

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13 La reattanza capacitiva è X C =1/ωC, quindi ha un andamento esponenziale (caratteristica verde). La reattanza capacitiva è X C =1/ωC, quindi ha un andamento esponenziale (caratteristica verde). La reattanza induttiva è X L =ωL, quindi presenterà un andamento lineare (caratteristica rossa). La reattanza induttiva è X L =ωL, quindi presenterà un andamento lineare (caratteristica rossa). Stage elettronica 2009

14 Questa analisi elabora la risposta nel dominio del tempo del circuito Permette quindi di valutare il comportamento di un circuito elettrico, come lo si farebbe con uno oscilloscopio su un circuito reale Stage elettronica 2009

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16 Il circuito CR ha un comportamento di tipo derivatore (verde) e luscita sente le variazioni veloci del segnale di ingresso. Il circuito CR ha un comportamento di tipo derivatore (verde) e luscita sente le variazioni veloci del segnale di ingresso. Il circuito RC ha un comportamento integratore (rossa) e luscita segue lingresso in ritardo. Il circuito RC ha un comportamento integratore (rossa) e luscita segue lingresso in ritardo. Stage elettronica 2009

17 Questa opzione di analisi ha come parametro variabile la temperatura a cui si trova il circuito Permette di valutare i cambiamenti delle variabili elettriche di un componente al variare della temperatura Stage elettronica 2009

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19 Variando la temperatura si ottengono diverse caratteristiche del diodo, perché la tensione sulla giunzione diminuisce di 2.2mV per grado centigrado. Variando la temperatura si ottengono diverse caratteristiche del diodo, perché la tensione sulla giunzione diminuisce di 2.2mV per grado centigrado. Stage elettronica 2009

20 Questo tipo di analisi consente di simulare il circuito variando il valore delle sorgenti DC. Permette di visualizzare la funzione di trasferimento in DC di un dispositivo attivo. Stage elettronica 2009

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22 Questo tipo di analisi permette di variare le sorgenti di tensione e corrente, modelli, parametri globali e temperature di un circuito elettronico. Questo tipo di analisi permette di variare le sorgenti di tensione e corrente, modelli, parametri globali e temperature di un circuito elettronico. I parametri del tipo di analisi si cambiano nel pannello di controllo Simulations profile I parametri del tipo di analisi si cambiano nel pannello di controllo Simulations profile Stage elettronica 2009

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24 Dal grafico si nota che, variando la resistenza R1 del circuito RC, tramite la simulazione parametrica, varia la costante di tempo τ. Essa è data dal prodotto fra R e C, e definisce il tempo che impiega il condensatore a caricarsi al 63% della tensione finale. Il completo caricamento del condensatore avviene praticamente dopo 5 τ. Dal grafico si nota che, variando la resistenza R1 del circuito RC, tramite la simulazione parametrica, varia la costante di tempo τ. Essa è data dal prodotto fra R e C, e definisce il tempo che impiega il condensatore a caricarsi al 63% della tensione finale. Il completo caricamento del condensatore avviene praticamente dopo 5 τ. Stage elettronica 2009

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26 Il guadagno in banda e uguale al valore della resistenza di reazione R4, in cui la tensione in uscita e legata al prodotto della resistenza R4 per la corrente in ingresso, con uno sfasamento di 180° La frequenza di taglio inferiore dipende dai condensatori C1,C2. Stage elettronica 2009

27 La risposta al gradino di corrente evidenzia il guadagno dellamplificatore, nonché lo sfasamento di 180° Lo slew-rate del segnale in uscita e limitato dalla banda dellamplificatore. Esso dipende dal polo dominante equivalente.

28 Stage elettronica 2009

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31 All organizzazione del SIS-Divulgazione, per lefficienza dell organizzazione e l accoglienza; Al Professore Mario Calvetti Direttore dell INFN per la sua disponibilità allo svolgimento dei corsi; Ai nostri professori per essersi impegnati nella realizzazione dello stage. Stage elettronica 2009

32 Giovanni Corradi Claudio Paglia Stage elettronica 2009


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