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OrCAD PSpiceシミュレーションでPCB設計効率を向上させる

シミュレーションはPCB設計プロセスにおいて不可欠なリンクです。PSpiceはOrCAD PCB設計ソフトウェアが提供するシミュレータです。OrCAD Captureのワークフローと連携し、PSpiceは基板設計前の高速な試行を提供し、PCB製造効率を高め、PCBの最終性能を保証します。OrCAD CaptureとPSpiceの連携は図1に示されています。

OrCAD PSpiceシミュレーションでPCB設計効率を向上させる

ちなみに、設計シミュレーションの前に知っておくべき4つの要素が以下の図に示されています。

OrCAD PSpiceシミュレーションでPCB設計効率を向上させる

PSpiceで実行可能な解析タイプには、DC解析、AC解析、過渡解析、高度な解析があります。各解析タイプには独自の解析種類が含まれ、以下の表にまとめられています。

DC解析 DCスイープ解析 ソース、グローバルパラメータ、モデルパラメータ、または温度を一定範囲でスイープ
バイアスポイント解析 任意の解析を実装
DC感度解析 あるノード電圧の各デバイスパラメータに対する感度を計算・報告
AC解析 ACスイープ解析 小信号応答を計算
ノイズ解析 デバイスノイズ、総出力ノイズ、等価入力ノイズを計算・報告
過渡解析 パラメトリック解析 指定された標準解析の複数回反復を実行
温度解析 シミュレーション設定ダイアログで設定された標準解析を異なる温度で実行
モンテカルロ解析 部品値の変化に対する回路応答を計算
高度な解析 ワーストケース解析 回路またはシステムの最悪の出力を見つける

PSpiceの簡単な紹介の後、PSpiceに基づくシミュレーション実装手順をシリーズで説明します。

シミュレーションプロファイルの作成

PSpiceシミュレーションを開始する前に、解析タイプのシミュレーション設定を保存したシミュレーションプロファイルを作成する必要があります。これにより、便利に再利用できます。シミュレーションプロファイルは設計要件に応じて編集・修正可能です。

PSpiceの実行

OrCAD CaptureのPSpiceメニューから [実行] を選択します。

OrCAD PSpiceシミュレーションでPCB設計効率を向上させる

すると、PSpiceネットリスト生成の進捗ボックスが表示され、プロセス全体の各リンクが示されます。シミュレーション完了時は出力ウィンドウから確認できます。

OrCAD PSpiceシミュレーションでPCB設計効率を向上させる

出力波形の表示

PSpiceを使用して設計をシミュレーションした後、出力波形を確認できます。これにより、回路性能を検証し、設計の妥当性を確保できます。出力波形の表示は、さまざまな解析を通じて回路性能を評価するのに役立ちます。

ここでは、OrCAD Captureの回路設計にマーカーを配置し、PSpiceで表示したいシミュレーション波形のポイントを指定します。マーカーを追加するには、CaptureのPSpiceメニューから選択します。

OrCAD PSpiceシミュレーションでPCB設計効率を向上させる

注意: シミュレーションが継続すると、PSpiceはシミュレーション結果を2つのファイルに保存します。波形データファイルとPSpice出力ファイルです。前者はグラフィカルに表示可能なシミュレーション結果を含み、後者は情報を含む場合も含まない場合もあります。出力ファイルを設定するには、シミュレーション設定ダイアログボックスの [オプション] タブを使用します(以下の図参照)。

OrCAD PSpiceシミュレーションでPCB設計効率を向上させる

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