QSpice (8) --实例和Command Probe使用
QSpice (8) --实例和Command Probe使用
Hello uu们，根据前面学习Spice的经验现在我们自己搭个电路相信不成问题，最好的学习就是动起来，把东西用起来遇到点问题并且解决相信很快就能掌握。
今天我们以搭建一个电容值测量电路(通过改变电容改变555输出频率MCU检测555输出频率来确定电容值)为例，来把Probe用起来，也会用到其他的command。
在QSpice中虽然器件不多，但是还有555的（symbol&ip--analog--NE555），我们可以用555搭建一个无稳态电路，电路参考TI NE555的手册如下图1所示。咱们只需要把电路按照这个搭建出来就可以。
图1:NE555 无稳态电路
这里的频率是由RA|RB|C共同确定的，假设我们电阻不变只改电容来改变频率，那么计算方式如下所示：
图2:555频率电容计算
CalcPad公式：
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Freq = 100 kHz
RA = 10 kΩ
RB = 10 kΩ
C = ( 1.44 / Freq ) / ( RA + 2 * RB ) | nF
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参数也有了，电路也有了在Qspice中搭建电路如下：
图3：Qspice无稳态原理图
|Tips: QSpice可以直接将图片贴到原理图里面|
我们仿真时候通常需要点一下端口才可以把仿真的波形添加到仿真观察窗中，我们可以使用.Probe去添加波形 如果是电压波形那就是V(xxx) xxx代表网络名 如果是电流波形那就是 I(xxx)，如果要看多个波形要用” , ”分开不要傻到””也copy 过去了，上面的例子观察了OUT电压波形和C1电流波形，仿真代码如下，仿真结果如图4所示：
仿真代码：
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.subckt X1昇E555 COM TRIG OUT RESET CONT THRES DISCH VCC S1 DISCH COM N01 COM Ron=10 Roff=1G Vt=2 Vh=-1 R1 VCC CONT 5K R2 CONT N02 5K R3 N02 COM 5K ? VCC COM N03 ?THRES CONT ??????????HMITT ? VCC COM N06 ?N02 TRIG ??????????HMITT ? VCC COM ?N04 RESET ???????????OR ? VCC COM N05 ?N04 N03 ??????????OR ? VCC COM ?N01 N06 N05 ??????????SR-FLOP Trise=1?Ttol=10n IC=0 UVLO=2.5 S2 OUT VCC COM N01 Ron=12.5 Roff=1G Vt=-2 Vh=-1 S3 COM OUT N01 COM Ron=10 Roff=1G Vt=2 Vh=-1 C1 THRES COM 5p Rpar=.3G
C2 TRIG COM 5p
R4 VCC TRIG 30Meg C3 RESET COM 5p Rpar=150K R5 VCC RESET 37.5K SHORTED .ends NE555 X1 0 N01 OUT N03 N04 N01 N02 N03 X1昇E555 C1 N01 0 0.48n R1 N02 N01 10K R2 N03 N02 10K V1 N03 0 5 C2 N04 0 10n R3 N03 OUT 10K .TRAN 8m .Probe V(OUT) ,I(C1) .end |
图4:仿真结果
放大看波形发现结果还不是我们计算的那个频率，还存在一点差距：
图4:仿真结果放大 -- 频率73.945KHz
如果我们看看NE555手册，看看他是怎么取值的，我们选一个RA+2RB=144Kohm的取值观察不同电容下的输出频率，毕竟咱们只是为了测电容值。为了让频率和和电容比较好对应我选了144Kohm这个取值。差不多1nF等于10Khz，10nF=1Khz，咱们用Step和param两个command 来仿真看看。
图5:NE555频率对照表
图6:修改后的电路
图7:选择仿真的步骤
经过图6的调整，仿真波形基本和频率可以对的上，电容越小频率越高偏差越大，如果真要做建议分档，当电容小的时候用144Kohm电阻，当电容大的时候可以用14.4Kohm的电阻用Relay 去切，Relay的导通阻抗会小一些，但是如果追求体积可以考虑使用模拟开关，但是模拟开关的电阻并不太线性，但电容反正也不需要多准看个大概就行，模拟开关应该更加合适。
最终的仿真代码如下所示：
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.subckt X1昇E555 COM TRIG OUT RESET CONT THRES DISCH VCC
S1 DISCH COM N01 COM Ron=10 Roff=1G Vt=2 Vh=-1 R1 VCC CONT 5K R2 CONT N02 5K R3 N02 COM 5K ? VCC COM N03 ?THRES CONT ??????????HMITT ? VCC COM N06 ?N02 TRIG ??????????HMITT ? VCC COM ?N04 RESET ???????????OR ? VCC COM N05 ?N04 N03 ??????????OR ? VCC COM ?N01 N06 N05 ??????????SR-FLOP Trise=1?Ttol=10n IC=0 UVLO=2.5 S2 OUT VCC COM N01 Ron=12.5 Roff=1G Vt=-2 Vh=-1 S3 COM OUT N01 COM Ron=10 Roff=1G Vt=2 Vh=-1 C1 THRES COM 5p Rpar=.3G C2 TRIG COM 5p R4 VCC TRIG 30Meg C3 RESET COM 5p Rpar=150K R5 VCC RESET 37.5K SHORTED .ends NE555 X1 0 N01 OUT N03 N04 N01 N02 N03 X1昇E555 C1 N01 0 {X} R1 N02 N01 22K R2 N03 N02 100K V1 N03 0 5 C2 N04 0 10n R3 N03 OUT 10K .TRAN 80m .Probe V(OUT) .step param X list 1n 10n 100n .end
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