SPICEの科学的記数法

SPICE回路シミュレーションコンピュータプログラムは、科学的記数法を使用してその出力情報を表示し、回路記述ファイル内の科学的記数法とメトリックプレフィックスの両方を解釈できます。この本全体でSPICE分析を正しく解釈できるようにするには、プログラムで電圧や電流などの変数を表すために使用される表記法を理解できる必要があります。

SPICEを使用した単純な回路シミュレーション

1つの電圧源（バッテリー）と1つの抵抗で構成される非常に単純な回路から始めましょう：

SPICEを使用してこの回路をシミュレートするには、最初に回路内のすべての個別のポイントのノード番号を指定し、次にコンポーネントをそれぞれのノード番号とともにリストして、コンピューターがどのコンポーネントがどのコンポーネントにどのように接続されているかを認識できるようにする必要があります。この単純な回路では、SPICEの使用はやり過ぎのように見えますが、科学的記数法の実際の使用法を示す目的を果たします。

回路記述ファイル、またはネットリストを入力する 、この回路では、次のようになります：

簡単な回路 v1 1 0 dc 24 r1 1 0 5 。終わり 

線「v11 0 dc 24」は、ノード1と0の間に配置され、DC電圧が24ボルトのバッテリーを表します。 「r11 0 5」の線は、ノード1と0の間に配置された5Ωの抵抗を示しています。

回路例でのSPICE分析の実行

コンピューターを使用してこの回路記述ファイルでSPICE分析を実行すると、次の結果が得られます。

ノード電圧 （1）24.0000 電圧源電流 現在の名前 v1 -4.800E + 00 総消費電力1.15E + 02ワット 

SPICEは、ノード番号1の「電圧」（実際には、ノード1と0の間の電圧を意味し、ノード0はすべての電圧測定のデフォルトの基準点です）が24ボルトに等しいことを示しています。バッテリー「v1」を流れる電流は-4.800E + 00アンペアとして表示されます。これは、SPICEの科学的記数法を表す方法です。

実際に言っているのは「-4.800x10 ⁰ アンペア」、または単に-4.800アンペア。ここでの電流の負の値は、SPICEの癖によるものであり、回路自体について重要なことを示すものではありません。 「総消費電力」は1.15E + 02ワットとして与えられます。これは、「1.15 x 10 ² 」を意味します。 ワット」または115ワット。

SPICEでの元の回路例の変更

例の回路を変更して、5Ωの抵抗ではなく5kΩ（5キロオームまたは5,000オーム）の抵抗を使用して、何が起こるかを見てみましょう。

ここでも、回路記述ファイル、つまり「ネットリスト」です。

簡単な回路 v1 1 0 dc 24 r1 1 0 5k 。終わり 

抵抗器の線の数字5に続く文字「k」は、SPICEが5Ωではなく5kΩの数字であることを示しています。これをコンピューターで実行すると、どのような結果が得られるか見てみましょう。

ノード電圧 （1）24.0000 電圧源電流 現在の名前 v1 -4.800E-03 総消費電力1.15E-01ワット 

もちろん、バッテリー電圧は最初のシミュレーションから変更されていません。24ボルトのままです。一方、今回は抵抗器の値を大きくして電子が流れにくくしたため、回路電流が大幅に減少しました。 SPICEによると、今回の電流は-4.800E-03アンペア、つまり-4.800 x 10 ^-3 に等しいとのことです。 アンペア。これは、数値-4.8を取り、小数点を3桁左にスキップするのと同じです。

もちろん、10 ^-3 メートル法の接頭辞「ミリ」と同じです。この数字は-4.8ミリアンペアまたは-4.8mAと書くことができます。

この2番目のシミュレーションでSPICEによって与えられた「総消費電力」を見ると、1.15E-01ワット、つまり1.15 x 10 ^-1 であることがわかります。 ワット。 -1の累乗は、メトリックプレフィックス「deci」に対応しますが、通常、電子機器でのメトリックプレフィックスの使用は、3の倍数である10の累乗に関連付けられたものに制限されます（10の累乗.. .-12、- 9、-6、-3、3、6、9、12など）。

したがって、この規則に従う場合は、この消費電力の数値を1.15デシワット（1.15 dW）ではなく0.115ワットまたは115ミリワット（115 mW）で表す必要があります。

数値を科学的接頭辞から一般的なメートル法接頭辞に変換する

おそらく、図を科学的記数法から一般的なメートル法の接頭辞に変換する最も簡単な方法は、関数電卓を「工学」または「メートル法」表示モードに設定することです。電卓をその表示モードに設定し、適切なキーストロークを使用して科学的記数法の数字を入力し（オーナーズマニュアルを参照）、「等しい」または「Enter」キーを押すだけで、工学/メートル法の表記法で同じ数字が表示されます。 。

繰り返しになりますが、この本全体で回路の概念を示す方法としてSPICEを使用します。したがって、科学的記数法を理解して、その出力データ形式を簡単に理解できるようにすることが最も重要です。