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AC解析設定:カーブ、ポイント、周波数スイープ設定

AC解析:

一般形: .ac [curve] [points] [start] [final]
例1: .ac lin 1 1000 1000

コメント: [curve] フィールドは "lin"(リニア)、"dec"(デケード)、"oct"(オクターブ)のいずれかで、周波数スイープの(非)線形性を指定。[points] はスイープ内の解析ポイント数(デケードスイープなら1デケードあたりのポイント数、オクターブなら1オクターブあたりのポイント数)。[start] と [final] はスイープの開始・終了周波数。注意:"start" 値はゼロにできない!

DC解析:

一般形: .dc [source] [start] [final] [increment]
例1: .dc vin 1.5 15 0.5

コメント: 2つの非ゼロノード間の電圧を出力・プロットしたい場合、.dcカードが必要。そうでなければデフォルトの「小信号」解析では各非ゼロノードとノード0間の電圧のみ出力される。

過渡解析:

一般形: .tran [increment] [stop_time] [start_time] [comp_interval]
例1: .tran 1m 50m uic
例2: .tran .5m 32m 0 .01m

コメント: 例1は2パラメータのみ指定なので、それぞれ「時間刻み」「停止時間」。例2は刻み0.5ms、停止32ms、開始0ms(遅延なし)、計算間隔0.01ms。開始時間のデフォルトはゼロ。過渡解析は常に時刻ゼロから開始するが、データ保存は開始時刻から停止時刻の間のみ。データ出力間隔は刻み時間、または (停止-開始)/50 の小さい方。ただし計算間隔変数でより小さい計算間隔を強制可能。総区間数が大きい場合、.options カードの itl5 変数を増やす。"uic" オプションは「初期条件を使用」を指示。

プロット出力:

一般形: .plot [type] [output1] [output2] ... [output n]
例1: .plot dc v(1,2) i(v2)
例2: .plot ac v(3,4) vp(3,4) i(v1) ip(v1)
例3: .plot tran v(4,5) i(v2)

コメント: SPICEは単一の .plot または .print カードで8つ以上のデータポイント要求を処理できない。8つ以上必要なら複数カードを使う!

また、SPICEバージョン3での重要な注意:AC解析でAC電圧をプロットさせる場合(例#2)、v(3,4) コマンドは複素数の実部のみ出力する!SPICEバージョン2は複素数の極形式の大きさを出力し、単一量を問う場合により意味がある。SPICE3で極大きさを得るには、.print または .plot 引数を vm(3,4) のように書き換える必要がある。

プリント出力:

一般形: .print [type] [output1] [output2] ... [output n]
例1: .print dc v(1,2) i(v2)
例2: .print ac v(2,4) i(vinput) vp(2,3)
例3: .print tran v(4,5) i(v2)

コメント: .plotと同様、8つ以上のデータポイント要求には複数カードが必要。

フーリエ解析:

一般形: .four [freq] [output1] [output2] ... [output n]
例1: .four 60 v(1,2)

コメント: .four カードは .tran カードがデッキ内にあり、適切な時間周期で十分なサイクルを解析する設定であることを前提とする。また、.tran パラメータが技術的に正しくても、.plot 解析が一緒に行われていないとSPICEが「クラッシュ」することがある。最後に、.four 解析オプションは、ACソースの周波数がそのソースのカード行で指定されている場合のみ機能し、.ac 解析オプション行で指定されている場合は機能しない。

.tran カードに計算間隔変数を含めると解析精度が向上する。指定された電圧または電流のフーリエ解析は第9高調波まで実行され、[freq] 指定が基本(スペクトルの開始)周波数となる。

その他:

一般形: .options [option1] [option2]
例1: .options limpts=500
例2: .options itl5=0
例3: .options method=gear
例4: .options list
例5: .options nopage
例6: .options numdgt=6

コメント: このカードで指定できるオプションは多数ある。初心者に最も必要なのは "limpts" 設定。201ポイント以上を出力・プロットするシミュレーションでは、この計算ポイント制限を増やさないとSPICEが解析を終了する。上記例 (limpts=500) は、指定された解析タイプ(DC、AC、過渡)で少なくとも500計算ポイントを処理できるメモリを割り当てるよう指示する。

例2では、反復変数 itl5 を0に設定。実際には6つの異なる反復変数がユーザー操作可能。非線形方程式解法の反復サイクル制限を制御。itl5 は過渡解析の最大反復数を設定。limpts と同様、.tran カードで小さな計算間隔を指定したときに設定が必要になることが多い。itl5 を0にすると制限が完全に解除され、無限の反復サイクル(無限時間)で計算可能になる。警告:シミュレーション時間が非常に長くなる可能性あり!

例3の "method=gear" はSPICEが使用する数値積分法を設定。デフォルトは "trapezoid"(台形則)で、"gear" ではない。台形則は曲線下の面積を台形に切り分けて近似する単純な幾何学的近似。"gear" 法は2次以上の多項式方程式に基づき、C.W. Gear氏にちなむ(Numerical Integration of Stiff Ordinary Equations, Report 221, Dept. of Computer Science, Univ. of Illinois, Urbana)。Gear法は計算機により要求が高い(計算コストが「高い」)が、台形則とはわずかに異なる結果を出すことがある。

例4の "list" オプションは、最終出力に全回路素子とその値の詳細サマリーを出力する。

デフォルトではSPICEは出力にASCII改ページ制御コードを挿入し、解析セクションを分離する。"nopage" オプション(例5)でページネーションを防止。

例6の "numdgt" オプションは、".print" データ出力使用時の有効桁数を指定。SPICEデフォルトは4桁。

幅制御:

一般形: .width in=[columns] out=[columns]
例1: .width out=80

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