SPICE AC/DC/Transient-Analyse: Kurven, Punkte, Frequenz-Sweep & Optionen

AC-Analyse

Allgemeine Form: .ac [kurve] [punkte] [start] [ende]
Beispiel 1: .ac lin 1 1000 1000

Erläuterung: [kurve] kann „lin“ (linear), „dec“ (dekadisch) oder „oct“ (oktavisch) sein und legt die (Nicht-)Linearität des Frequenz-Sweeps fest. [punkte] gibt an, wie viele Punkte im Frequenzsweep analysiert werden (pro Dekade bzw. Oktave). [start] und [ende] definieren Start- und Endfrequenz. Wichtig: Der start-Wert darf nicht null sein!

DC-Analyse

Allgemeine Form: .dc [quelle] [start] [ende] [inkrement]
Beispiel 1: .dc vin 1.5 15 0.5

Erläuterung: Die .dc-Card ist nötig, wenn Sie Spannungen zwischen zwei nicht-Null-Knoten ausgeben oder plotten wollen. Andernfalls gibt die Standard-„Small-Signal“-Analyse nur Spannungen zwischen jedem Nicht-Null-Knoten und Knoten 0 aus.

Transientenanalyse

Allgemeine Form: .tran [inkrement] [stopp_zeit] [start_zeit] [rechen_intervall]
Beispiel 1: .tran 1m 50m uic
Beispiel 2: .tran .5m 32m 0 .01m

Erläuterung: Beispiel 1: Inkrement 1 ms, Stoppzeit 50 ms (bei zwei Parametern: Inkrement und Stoppzeit). Beispiel 2: Inkrement 0,5 ms, Stopp 32 ms, Start 0 ms, Rechenintervall 0,01 ms. Default für Startzeit ist 0. Transientenanalyse beginnt immer bei Zeit 0, Datenspeicherung erfolgt zwischen Start- und Stoppzeit. Ausgabeintervall ist Inkrementzeit oder (Stopp−Start)/50, das Minimum. Der Rechenintervall kann ein kleineres Intervall erzwingen. Bei vielen Intervallschritten muss itl5 in .options erhöht werden. Die Option uic („use initial conditions“) nutzt Anfangsbedingungen.

Plot-Ausgabe

Allgemeine Form: .plot [typ] [ausgang1] [ausgang2] ... [ausgang n]
Beispiel 1: .plot dc v(1,2) i(v2)
Beispiel 2: .plot ac v(3,4) vp(3,4) i(v1) ip(v1)
Beispiel 3: .plot tran v(4,5) i(v2)

Wichtig: SPICE verträgt maximal acht Datenanfragen pro .plot oder .print Card. Mehr erfordert mehrere Cards!

Hinweis zu SPICE 3: Bei AC-Analyse liefert v(3,4) nur den Realteil der komplexen Zahl! SPICE 2 gibt den Betrag (polar) aus. Für Betrag in SPICE 3: vm(3,4) verwenden.

Print-Ausgabe

Allgemeine Form: .print [typ] [ausgang1] [ausgang2] ... [ausgang n]
Beispiel 1: .print dc v(1,2) i(v2)
Beispiel 2: .print ac v(2,4) i(vinput) vp(2,3)
Beispiel 3: .print tran v(4,5) i(v2)

Gleiches Limit: max. 8 Datenpunkte pro Card.

Fourier-Analyse

Allgemeine Form: .four [freq] [ausgang1] [ausgang2] ... [ausgang n]
Beispiel 1: .four 60 v(1,2)

Erläuterung: .four setzt .tran mit passenden Zeitperioden für ausreichende Zyklen voraus. Ohne .plot-Analyse kann SPICE „abstürzen“. .four funktioniert nur, wenn die AC-Quellenfrequenz in der Quellen-Card angegeben ist, nicht in .ac. Ein Rechenintervall in .tran verbessert die Präzision. Analyse bis zur 9. Harmonischen, [freq] ist die Grundfrequenz.

Verschiedene Optionen (.options)

Allgemeine Form: .options [opt1] [opt2] ...
Beispiel 1: .options limpts=500
Beispiel 2: .options itl5=0
Beispiel 3: .options method=gear
Beispiel 4: .options list
Beispiel 5: .options nopage
Beispiel 6: .options numdgt=6

Erläuterungen:

• limpts: Erhöht das Limit für Berechnungspunkte (Default 201). limpts=500 erlaubt ≥500 Punkte.
• itl5: Iterationslimit für Transientenanalyse. itl5=0 deaktiviert das Limit (Vorsicht: lange Laufzeiten!).
• method=gear: Numerisches Integrationsverfahren (Default: Trapez). Gear (nach C.W. Gear) basiert auf Polynomen 2. Ordnung, rechenintensiver, teils abweichende Ergebnisse.
• list: Ausführliche Zusammenfassung aller Bauteile und Werte im Output.
• nopage: Verhindert ASCII-Seitenvorschub-Codes im Output.
• numdgt: Signifikante Stellen bei .print (Default: 4).

Breitenkontrolle (.width)

Allgemeine Form: .width in=[spalten] out=[spalten]
Beispiel 1: .width out=80