Netlists SPICE Verificados e Circuitos de Exemplo

Os circuitos a seguir são netlists pré-testados para SPICE 2g6, completos com descrições curtas quando necessário. (Veja o Capítulo 2 'Simulação Computacional de Circuitos Elétricos' para mais informações sobre netlists no SPICE.)

Sinta-se à vontade para "copiar" e "colar" qualquer uma das netlists para seu próprio arquivo-fonte SPICE para análise e/ou modificação. Meu objetivo aqui é duplo: dar exemplos práticos de design de netlist SPICE para aprofundar o entendimento da sintaxe, e mostrar quão simples e compactas as netlists SPICE podem ser na análise de circuitos simples.

Todas as listagens de saída para estes exemplos foram "aparadas" de informações extranas, dando a você a apresentação mais sucinta da saída SPICE possível. Faço isso principalmente para economizar espaço neste documento.

Saídas típicas do SPICE contêm muitos cabeçalhos e informações de resumo não necessariamente germanas à tarefa em mãos. Então não se surpreenda quando você rodar uma simulação por conta própria e descobrir que a saída não exatamente parece com o que mostrei aqui!

Circuito de rede resistiva DC multi-fonte, parte 1

Sem um card .dc e um card .print ou .plot, a saída para esta netlist só exibirá tensões para os nós 1, 2 e 3 (com referência ao nó 0, claro).

Netlist:

 Multiple dc sources v1 1 0 dc 24 v2 3 0 dc 15 r1 1 2 10k r2 2 3 8.1k r3 2 0 4.7k .end 

Saída:

 node voltage node voltage node voltage ( 1) 24.0000 ( 2) 9.7470 ( 3) 15.0000 

 voltage source currents name current v1 -1.425E-03 v2 -6.485E-04 

 total power dissipation 4.39E-02 watts 

Circuito de rede resistiva DC multi-fonte, parte 2

Adicionando um card de análise .dc e especificando a fonte V₁ de 24 volts a 24 volts em 1 passo (ou seja, 24 volts estável), podemos usar o card .print para imprimir tensões entre quaisquer dois pontos que desejarmos.

Curiosamente, quando a opção de análise .dc é invocada, as impressões de tensão padrão para cada nó (para terra) desaparecem, então acabamos tendo que especificá-las explicitamente no card .print para vê-las.

Netlist:

 Multiple dc sources v1 1 0 v2 3 0 15 r1 1 2 10k r2 2 3 8.1k r3 2 0 4.7k .dc v1 24 24 1 .print dc v(1) v(2) v(3) v(1,2) v(2,3) .end 

Saída:

 v1 v(1) v(2) v(3) v(1,2) v(2,3) 2.400E+01 2.400E+01 9.747E+00 1.500E+01 1.425E+01 -5.253E+00 

Circuito RC constante de tempo

Para análise DC, as condições iniciais de qualquer componente reativo (C ou L) devem ser especificadas (tensão para capacitores, corrente para indutores). Isso é fornecido pelo último campo de dados de cada card de capacitor (ic=0).

Para realizar uma análise DC, a opção de análise .tran ("transient") deve ser especificada, com o primeiro campo de dados especificando incremento de tempo em segundos, o segundo especificando tempo total de análise em segundos, e o "uic" dizendo para "usar condições iniciais" ao analisar.

Netlist:

 RC time delay circuit v1 1 0 dc 10 c1 1 2 47u ic=0 c2 1 2 22u ic=0 r1 2 0 3.3k .tran .05 1 uic .print tran v(1,2) .end 

Saída:

 time v(1,2) 0.000E+00 7.701E-06 5.000E-02 1.967E+00 1.000E-01 3.551E+00 1.500E-01 4.824E+00 2.000E-01 5.844E+00 2.500E-01 6.664E+00 3.000E-01 7.322E+00 3.500E-01 7.851E+00 4.000E-01 8.274E+00 4.500E-01 8.615E+00 5.000E-01 8.888E+00 5.500E-01 9.107E+00 6.000E-01 9.283E+00 6.500E-01 9.425E+00 7.000E-01 9.538E+00 7.500E-01 9.629E+00 8.000E-01 9.702E+00 8.500E-01 9.761E+00 9.000E-01 9.808E+00 9.500E-01 9.846E+00 1.000E+00 9.877E+00 

Plotando e analisando um circuito simples de tensão senoidal AC

Este exercício mostra a configuração adequada para plotar valores instantâneos de uma fonte de tensão senoidal com a função .plot (como análise transient). Não surpreendentemente, a análise de Fourier neste deck também requer a opção de análise .tran (transiente) especificada sobre um intervalo de tempo adequado.

O intervalo de tempo neste deck particular permite uma análise de Fourier com precisão bastante ruim. Quanto mais ciclos da frequência fundamental a análise transiente é realizada, mais precisa a análise de Fourier será. Isso não é uma peculiaridade do SPICE, mas sim um princípio básico de formas de onda.

Netlist:

 v1 1 0 sin(0 15 60 0 0) rload 1 0 10k * change tran card to the following for better Fourier precision * .tran 1m 30m .01m and include .options card: * .options itl5=30000 .tran 1m 30m .plot tran v(1) .four 60 v(1) .end 

Saída:

 time v(1) -2.000E+01 -1.000E+01 0.000E+00 1.000E+01 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 0.000E+00 . . * . . 1.000E-03 5.487E+00 . . . * . . 2.000E-03 1.025E+01 . . . * . 3.000E-03 1.350E+01 . . . . * . 4.000E-03 1.488E+01 . . . . *. 5.000E-03 1.425E+01 . . . . * . 6.000E-03 1.150E+01 . . . . * . 7.000E-03 7.184E+00 . . . * . . 8.000E-03 1.879E+00 . . . * . . 9.000E-03 -3.714E+00 . . * . . . 1.000E-02 -8.762E+00 . . * . . . 1.100E-02 -1.265E+01 . * . . . . 1.200E-02 -1.466E+01 . * . . . . 1.300E-02 -1.465E+01 . * . . . . 1.400E-02 -1.265E+01 . * . . . . 1.500E-02 -8.769E+00 . . * . . . 1.600E-02 -3.709E+00 . . * . . . 1.700E-02 1.876E+00 . . . * . . 1.800E-02 7.191E+00 . . . * . . 1.900E-02 1.149E+01 . . . . * . 2.000E-02 1.425E+01 . . . . * . 2.100E-02 1.489E+01 . . . . *. 2.200E-02 1.349E+01 . . . . * . 2.300E-02 1.026E+01 . . . * . 2.400E-02 5.491E+00 . . . * . . 2.500E-02 1.553E-03 . . * . . 2.600E-02 -5.514E+00 . . * . . . 2.700E-02 -1.022E+01 . * . . . 2.800E-02 -1.349E+01 . * . . . . 2.900E-02 -1.495E+01 . * . . . . 3.000E-02 -1.427E+01 . * . . . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 

 fourier components of transient response v(1) dc component = -1.885E-03 harmonic frequency fourier normalized phase normalized no (hz) component component (deg) phase (deg) 1 6.000E+01 1.494E+01 1.000000 -71.998 0.000 2 1.200E+02 1.886E-02 0.001262 -50.162 21.836 3 1.800E+02 1.346E-03 0.000090 102.674 174.671 4 2.400E+02 1.799E-02 0.001204 -10.866 61.132 5 3.000E+02 3.604E-03 0.000241 160.923 232.921 6 3.600E+02 5.642E-03 0.000378 -176.247 -104.250 7 4.200E+02 2.095E-03 0.000140 122.661 194.658 8 4.800E+02 4.574E-03 0.000306 -143.754 -71.757 9 5.400E+02 4.896E-03 0.000328 -129.418 -57.420 total harmonic distortion = 0.186350 percent 

Circuito simples AC resistor-capacitor

O card .ac especifica os pontos de análise AC de 60Hz a 60Hz, em um único ponto. Este card, claro, é um pouco mais útil para análise multi-frequência, onde uma gama de frequências pode ser analisada em passos. O card .print produz a tensão AC entre os nós 1 e 2, e a tensão AC entre o nó 2 e terra.

Netlist:

 Demo of a simple AC circuit v1 1 0 ac 12 sin r1 1 2 30 c1 2 0 100u .ac lin 1 60 60 .print ac v(1,2) v(2) .end 

Saída:

 freq v(1,2) v(2) 6.000E+01 8.990E+00 7.949E+00 

Circuito filtro passa-baixa

Este filtro passa-baixa bloqueia AC e passa DC para o resistor R_load. Típico de um filtro usado para suprimir ripple de um circuito retificador, na verdade tem uma frequência ressonante, tecnicamente tornando-o um filtro passa-banda.

No entanto, funciona bem de qualquer forma para passar DC e bloquear os harmônicos de alta frequência gerados pelo processo de retificação AC-para-DC. Seu desempenho é medido com uma fonte AC varrendo de 500 Hz a 15 kHz. Se desejado, o card .print pode ser substituído ou suplementado com um card .plot para mostrar tensão AC no nó 4 graficamente.

Netlist:

 Lowpass filter v1 2 1 ac 24 sin v2 1 0 dc 24 rload 4 0 1k l1 2 3 100m l2 3 4 250m c1 3 0 100u .ac lin 30 500 15k .print ac v(4) .plot ac v(4) .end 

 freq v(4) 5.000E+02 1.935E-01 1.000E+03 3.275E-02 1.500E+03 1.057E-02 2.000E+03 4.614E-03 2.500E+03 2.402E-03 3.000E+03 1.403E-03 3.500E+03 8.884E-04 4.000E+03 5.973E-04 4.500E+03 4.206E-04 5.000E+03 3.072E-04 5.500E+03 2.311E-04 6.000E+03 1.782E-04 6.500E+03 1.403E-04 7.000E+03 1.124E-04 7.500E+03 9.141E-05 8.000E+03 7.536E-05 8.500E+03 6.285E-05 9.000E+03 5.296E-05 9.500E+03 4.504E-05 1.000E+04 3.863E-05 1.050E+04 3.337E-05 1.100E+04 2.903E-05 1.150E+04 2.541E-05 1.200E+04 2.237E-05 1.250E+04 1.979E-05 1.300E+04 1.760E-05 1.350E+04 1.571E-05 1.400E+04 1.409E-05 1.450E+04 1.268E-05 1.500E+04 1.146E-05 

 freq v(4) 1.000E-06 1.000E-04 1.000E-02 1.000E+00 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5.000E+02 1.935E-01 . . . * . 1.000E+03 3.275E-02 . . . * . 1.500E+03 1.057E-02 . . * . 2.000E+03 4.614E-03 . . * . . 2.500E+03 2.402E-03 . . * . . 3.000E+03 1.403E-03 . . * . . 3.500E+03 8.884E-04 . . * . . 4.000E+03 5.973E-04 . . * . . 4.500E+03 4.206E-04 . . * . . 5.000E+03 3.072E-04 . . * . . 5.500E+03 2.311E-04 . . * . . 6.000E+03 1.782E-04 . . * . . 6.500E+03 1.403E-04 . .* . . 7.000E+03 1.124E-04 . * . . 7.500E+03 9.141E-05 . * . . 8.000E+03 7.536E-05 . *. . . 8.500E+03 6.285E-05 . *. . . 9.000E+03 5.296E-05 . * . . . 9.500E+03 4.504E-05 . * . . . 1.000E+04 3.863E-05 . * . . . 1.050E+04 3.337E-05 . * . . . 1.100E+04 2.903E-05 . * . . . 1.150E+04 2.541E-05 . * . . . 1.200E+04 2.237E-05 . * . . . 1.250E+04 1.979E-05 . * . . . 1.300E+04 1.760E-05 . * . . . 1.350E+04 1.571E-05 . * . . . 1.400E+04 1.409E-05 . * . . . 1.450E+04 1.268E-05 . * . . . 1.500E+04 1.146E-05 . * . . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 

Circuito rede AC multi-fonte

Uma das idiossincrasias do SPICE é sua incapacidade de lidar com qualquer laço em um circuito exclusivamente composto por fontes de tensão em série e indutores. Portanto, o "laço" de V₁-L₁-L₂-V₂-V₁ é inaceitável.

Para contornar isso, tive que inserir um resistor de baixa resistência em algum lugar naquele laço para quebrá-lo. Assim, temos R_bogus entre 3 e 4 (com 1 pico-ohm de resistência), e V₂ entre 4 e 0. O circuito acima é o design original, enquanto o circuito abaixo tem R_bogus inserido para evitar o erro do SPICE.

Netlist:

 Multiple ac source v1 1 0 ac 55 0 sin v2 4 0 ac 43 25 sin l1 1 2 450m c1 2 0 330u l2 2 3 150m rbogus 3 4 1e-12 .ac lin 1 30 30 .print ac v(2) .end 

Saída:

 freq v(2) 3.000E+01 1.413E+02 

Circuito demonstração de defasagem AC

As correntes através de cada perna são indicadas pelas quedas de tensão através de cada resistor shunt respectivo (1 amp = 1 volt através de 1 Ω), saídas pelos termos v(1,2) e v(1,3) do card .print. A fase das correntes através de cada perna são indicadas pela fase das quedas de tensão através de cada resistor shunt respectivo, saídas pelos termos vp(1,2) e vp(1,3) no card .print.

Netlist:

 phase shift v1 1 0 ac 4 sin rshunt1 1 2 1 rshunt2 1 3 1 l1 2 0 1 r1 3 0 6.3k .ac lin 1 1000 1000 .print ac v(1,2) v(1,3) vp(1,2) vp(1,3) .end 

Saída:

 freq v(1,2) v(1,3) vp(1,2) vp(1,3) 1.000E+03 6.366E-04 6.349E-04 -9.000E+01 0.000E+00 

Circuito transformador

O SPICE entende transformadores como um conjunto de indutores mutuamente acoplados. Assim, para simular um transformador no SPICE, você deve especificar os enrolamentos primário e secundário como indutores separados, então instruir o SPICE a vinculá-los com um card "k" especificando a constante de acoplamento.

Para simulação de transformador ideal, a constante de acoplamento seria unidade (1). No entanto, o SPICE não lida com este valor, então usamos algo como 0.999 como fator de acoplamento. Note que todos os pares de indutores de enrolamento devem ser acoplados com seus próprios cards k para a simulação funcionar corretamente. Para um transformador de dois enrolamentos, um único card k será suficiente.

Para um transformador de três enrolamentos, três cards k devem ser especificados (para vincular L₁ com L₂, L₂ com L₃, e L₁ com L₃). A razão de indutância L₁/L₂ de 100:1 fornece uma razão de transformação de tensão step-down de 10:1. Com 120 volts na entrada, devemos ver 12 volts na saída do enrolamento L₂. A razão de indutância L₁/L₃ de 100:25 (4:1) fornece uma razão de transformação step-down de 2:1, o que deve nos dar 60 volts na saída do enrolamento L₃ com 120 volts na entrada.

Netlist:

 transformer v1 1 0 ac 120 sin rbogus0 1 6 1e-3 l1 6 0 100 l2 2 4 1 l3 3 5 25 k1 l1 l2 0.999 k2 l2 l3 0.999 k3 l1 l3 0.999 r1 2 4 1000 r2 3 5 1000 rbogus1 5 0 1e10 rbogus2 4 0 1e10 .ac lin 1 60 60 .print ac v(1,0) v(2,0) v(3,0) .end 

Saída:

 freq v(1) v(2) v(3) 6.000E+01 1.200E+02 1.199E+01 5.993E+01 

Neste exemplo, R_bogus0 é um resistor de valor muito baixo, servindo para quebrar o laço fonte/indutor de V₁/L₁. R_bogus1 e R_bogus2 são resistores de valor muito alto necessários para fornecer caminhos DC para terra em cada um dos circuitos isolados. Note também que um lado do circuito primário é diretamente aterrado. Sem estas referências de terra, o SPICE produzirá erros!

Circuito retificador de ponte de onda completa

Diodos, como todos os componentes semicondutores no SPICE, devem ser modelados para que o SPICE saiba todos os detalhes de como eles devem funcionar. Felizmente, o SPICE vem com alguns modelos genéricos, e o diodo é o mais básico. Note o card .model que simplesmente especifica "d" como o modelo genérico de diodo para mod1.

Novamente, como estamos plotando as formas de onda aqui, precisamos especificar todos os parâmetros da fonte AC em um único card e imprimir/plotar todos os valores usando a opção .tran.

Netlist:

 fullwave bridge rectifier v1 1 0 sin(0 15 60 0 0) rload 1 0 10k d1 1 2 mod1 d2 0 2 mod1 d3 3 1 mod1 d4 3 0 mod1 .model mod1 d .tran .5m 25m .plot tran v(1,0) v(2,3) .end 

Saída:

 legend: *: v(1) +: v(2,3) time v(1) (*)--------- -2.000E+01 -1.000E+01 0.000E+00 1.000E+01 2.000E+01 (+)--------- -5.000E+00 0.000E+00 5.000E+00 1.000E+01 1.500E+01 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 0.000E+00 . + * . . 5.000E-04 2.806E+00 . . + . * . . 1.000E-03 5.483E+00 . . + * . . 1.500E-03 7.929E+00 . . . + * . . 2.000E-03 1.013E+01 . . . +* . 2.500E-03 1.198E+01 . . . . * + . 3.000E-03 1.338E+01 . . . . * + . 3.500E-03 1.435E+01 . . . . * +. 4.000E-03 1.476E+01 . . . . * + 4.500E-03 1.470E+01 . . . . * + 5.000E-03 1.406E+01 . . . . * + . 5.500E-03 1.299E+01 . . . . * + . 6.000E-03 1.139E+01 . . . . *+ . 6.500E-03 9.455E+00 . . . + *. . 7.000E-03 7.113E+00 . . . + * . . 7.500E-03 4.591E+00 . . +. * . . 8.000E-03 1.841E+00 . . + . * . . 8.500E-03 -9.177E-01 . . + *. . . 9.000E-03 -3.689E+00 . . *+ . . . 9.500E-03 -6.380E+00 . . * . + . . 1.000E-02 -8.784E+00 . . * . + . . 1.050E-02 -1.075E+01 . *. . .+ . 1.100E-02 -1.255E+01 . * . . . + . 1.150E-02 -1.372E+01 . * . . . + . 1.200E-02 -1.460E+01 . * . . . + 1.250E-02 -1.476E+01 .* . . . + 1.300E-02 -1.460E+01 . * . . . + 1.350E-02 -1.373E+01 . * . . . + . 1.400E-02 -1.254E+01 . * . . . + . 1.450E-02 -1.077E+01 . *. . .+ . 1.500E-02 -8.726E+00 . . * . + . . 1.550E-02 -6.293E+00 . . * . + . . 1.600E-02 -3.684E+00 . . x . . . 1.650E-02 -9.361E-01 . . + *. . . 1.700E-02 1.875E+00 . . + . * . . 1.750E-02 4.552E+00 . . +. * . . 1.800E-02 7.170E+00 . . . + * . . 1.850E-02 9.401E+00 . . . + *. . 1.900E-02 1.146E+01 . . . . *+ . 1.950E-02 1.293E+01 . . . . * + . 2.000E-02 1.414E+01 . . . . * +. 2.050E-02 1.464E+01 . . . . * + 2.100E-02 1.483E+01 . . . . * + 2.150E-02 1.430E+01 . . . . * +. 2.200E-02 1.344E+01 . . . . * + . 2.250E-02 1.195E+01 . . . . *+ . 2.300E-02 1.016E+01 . . . +* . 2.350E-02 7.917E+00 . . . + * . . 2.400E-02 5.460E+00 . . + * . . 2.450E-02 2.809E+00 . . + . * . . 2.500E-02 -8.297E-04 . + * . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 

Circuito amplificador BJT base-comum

Esta análise varre a tensão de entrada (Vin) de 0 a 5 volts em incrementos de 0.1 volt, então imprime a tensão entre os terminais coletor e emissor do transistor v(2,3). O transistor (Q1) é um NPN com Beta direto de 50.

Netlist:

 Common-base BJT amplifier vsupply 1 0 dc 24 vin 0 4 dc rc 1 2 800 re 3 4 100 q1 2 0 3 mod1 .model mod1 npn bf=50 .dc vin 0 5 0.1 .print dc v(2,3) .plot dc v(2,3) .end 

Saída:

 vin v(2,3) 0.000E+00 2.400E+01 1.000E-01 2.410E+01 2.000E-01 2.420E+01 3.000E-01 2.430E+01 4.000E-01 2.440E+01 5.000E-01 2.450E+01 6.000E-01 2.460E+01 7.000E-01 2.466E+01 8.000E-01 2.439E+01 9.000E-01 2.383E+01 1.000E+00 2.317E+01 1.100E+00 2.246E+01 1.200E+00 2.174E+01 1.300E+00 2.101E+01 1.400E+00 2.026E+01 1.500E+00 1.951E+01 1.600E+00 1.876E+01 1.700E+00 1.800E+01 1.800E+00 1.724E+01 1.900E+00 1.648E+01 2.000E+00 1.572E+01 2.100E+00 1.495E+01 2.200E+00 1.418E+01 2.300E+00 1.342E+01 2.400E+00 1.265E+01 2.500E+00 1.188E+01 2.600E+00 1.110E+01 2.700E+00 1.033E+01 2.800E+00 9.560E+00 2.900E+00 8.787E+00 3.000E+00 8.014E+00 3.100E+00 7.240E+00 3.200E+00 6.465E+00 3.300E+00 5.691E+00 3.400E+00 4.915E+00 3.500E+00 4.140E+00 3.600E+00 3.364E+00 3.700E+00 2.588E+00 3.800E+00 1.811E+00 3.900E+00 1.034E+00 4.000E+00 2.587E-01 4.100E+00 9.744E-02 4.200E+00 7.815E-02 4.300E+00 6.806E-02 4.400E+00 6.141E-02 4.500E+00 5.657E-02 4.600E+00 5.281E-02 4.700E+00 4.981E-02 4.800E+00 4.734E-02 4.900E+00 4.525E-02 5.000E+00 4.346E-02 

 vin v(2,3) 0.000E+00 1.000E+01 2.000E+01 3.000E+01 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 2.400E+01 . . . * . 1.000E-01 2.410E+01 . . . * . 2.000E-01 2.420E+01 . . . * . 3.000E-01 2.430E+01 . . . * . 4.000E-01 2.440E+01 . . . * . 5.000E-01 2.450E+01 . . . * . 6.000E-01 2.460E+01 . . . * . 7.000E-01 2.466E+01 . . . * . 8.000E-01 2.439E+01 . . . * . 9.000E-01 2.383E+01 . . . * . 1.000E+00 2.317E+01 . . . * . 1.100E+00 2.246E+01 . . . * . 1.200E+00 2.174E+01 . . . * . 1.300E+00 2.101E+01 . . .* . 1.400E+00 2.026E+01 . . * . 1.500E+00 1.951E+01 . . *. . 1.600E+00 1.876E+01 . . * . . 1.700E+00 1.800E+01 . . * . . 1.800E+00 1.724E+01 . . * . . 1.900E+00 1.648E+01 . . * . . 2.000E+00 1.572E+01 . . * . . 2.100E+00 1.495E+01 . . * . . 2.200E+00 1.418E+01 . . * . . 2.300E+00 1.342E+01 . . * . . 2.400E+00 1.265E+01 . . * . . 2.500E+00 1.188E+01 . . * . . 2.600E+00 1.110E+01 . . * . . 2.700E+00 1.033E+01 . * . . 2.800E+00 9.560E+00 . *. . . 2.900E+00 8.787E+00 . * . . . 3.000E+00 8.014E+00 . * . . . 3.100E+00 7.240E+00 . * . . . 3.200E+00 6.465E+00 . * . . . 3.300E+00 5.691E+00 . * . . . 3.400E+00 4.915E+00 . * . . . 3.500E+00 4.140E+00 . * . . . 3.600E+00 3.364E+00 . * . . . 3.700E+00 2.588E+00 . * . . . 3.800E+00 1.811E+00 . * . . . 3.900E+00 1.034E+00 .* . . . 4.000E+00 2.587E-01 * . . . 4.100E+00 9.744E-02 * . . . 4.200E+00 7.815E-02 * . . . 4.300E+00 6.806E-02 * . . . 4.400E+00 6.141E-02 * . . . 4.500E+00 5.657E-02 * . . . 4.600E+00 5.281E-02 * . . . 4.700E+00 4.981E-02 * . . . 4.800E+00 4.734E-02 * . . . 4.900E+00 4.525E-02 * . . . 5.000E+00 4.346E-02 * . . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 

Circuito amplificador JFET fonte-comum com auto-polarização

Netlist:

 common source jfet amplifier vin 1 0 sin(0 1 60 0 0) vdd 3 0 dc 20 rdrain 3 2 10k rsource 4 0 1k j1 2 1 4 mod1 .model mod1 njf .tran 1m 30m .plot tran v(2,0) v(1,0) .end 

Saída:

 legend: *: v(2) +: v(1) time v(2) (*)--------- 1.400E+01 1.600E+01 1.800E+01 2.000E+01 2.200E+01 (+)--------- -1.000E+00 -5.000E-01 0.000E+00 5.000E-01 1.000E+00 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 1.708E+01 . . * + . . 1.000E-03 1.609E+01 . .* . + . . 2.000E-03 1.516E+01 . * . . . + . 3.000E-03 1.448E+01 . * . . . + . 4.000E-03 1.419E+01 .* . . . + 5.000E-03 1.432E+01 . * . . . +. 6.000E-03 1.490E+01 . * . . . + . 7.000E-03 1.577E+01 . * . . +. . 8.000E-03 1.676E+01 . . * . + . . 9.000E-03 1.768E+01 . . + *. . . 1.000E-02 1.841E+01 . + . . * . . 1.100E-02 1.890E+01 . + . . * . . 1.200E-02 1.912E+01 .+ . . * . . 1.300E-02 1.912E+01 .+ . . * . . 1.400E-02 1.890E+01 . + . . * . . 1.500E-02 1.842E+01 . + . . * . . 1.600E-02 1.768E+01 . . + *. . . 1.700E-02 1.676E+01 . . * . + . . 1.800E-02 1.577E+01 . * . . +. . 1.900E-02 1.491E+01 . * . . . + . 2.000E-02 1.432E+01 . * . . . + . 2.100E-02 1.419E+01 .* . . . + 2.200E-02 1.449E+01 . * . . . + . 2.300E-02 1.516E+01 . * . . . + . 2.400E-02 1.609E+01 . .* . + . . 2.500E-02 1.708E+01 . . * + . . 2.600E-02 1.796E+01 . . + * . . 2.700E-02 1.861E+01 . + . . * . . 2.800E-02 1.900E+01 . + . . * . . 2.900E-02 1.916E+01 + . . * . . 3.000E-02 1.908E+01 .+ . . * . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 

Circuito amplificador operacional inversor

Para simular um amplificador operacional ideal no SPICE, usamos uma fonte de tensão dependente de tensão como um amplificador diferencial com ganho extremamente alto. O card "e" configura a fonte de tensão dependente com quatro nós, 3 e 0 para saída de tensão, e 1 e 0 para entrada de tensão. Nenhuma fonte de alimentação é necessária para a fonte de tensão dependente, diferente de um amplificador operacional real. O ganho de tensão é definido em 999.000 neste caso. A fonte de tensão de entrada (V₁) varre de 0 a 3.5 volts em passos de 0.05 volt. Netlist:

 Inverting opamp v1 2 0 dc e 3 0 0 1 999k r1 3 1 3.29k r2 1 2 1.18k .dc v1 0 3.5 0.05 .print dc v(3,0) .end 

Saída:

 v1 v(3) 0.000E+00 0.000E+00 5.000E-02 -1.394E-01 1.000E-01 -2.788E-01 1.500E-01 -4.182E-01 2.000E-01 -5.576E-01 2.500E-01 -6.970E-01 3.000E-01 -8.364E-01 3.500E-01 -9.758E-01 4.000E-01 -1.115E+00 4.500E-01 -1.255E+00 5.000E-01 -1.394E+00 5.500E-01 -1.533E+00 6.000E-01 -1.673E+00 6.500E-01 -1.812E+00 7.000E-01 -1.952E+00 7.500E-01 -2.091E+00 8.000E-01 -2.231E+00 8.500E-01 -2.370E+00 9.000E-01 -2.509E+00 9.500E-01 -2.649E+00 1.000E+00 -2.788E+00 1.050E+00 -2.928E+00 1.100E+00 -3.067E+00 1.150E+00 -3.206E+00 1.200E+00 -3.346E+00 1.250E+00 -3.485E+00 1.300E+00 -3.625E+00 1.350E+00 -3.764E+00 1.400E+00 -3.903E+00 1.450E+00 -4.043E+00 1.500E+00 -4.182E+00 1.550E+00 -4.322E+00 1.600E+00 -4.461E+00 1.650E-01 -4.600E+00 1.700E-01 -4.740E+00 1.750E-01 -4.879E+00 1.800E-01 -5.019E+00 1.850E-01 -5.158E+00 1.900E-01 -5.297E+00 1.950E-01 -5.437E+00 2.000E+00 -5.576E+00 2.050E+00 -5.716E+00 2.100E+00 -5.855E+00 2.150E+00 -5.994E+00 2.200E+00 -6.134E+00 2.250E+00 -6.273E+00 2.300E+00 -6.413E+00 2.350E+00 -6.552E+00 2.400E+00 -6.692E+00 2.450E+00 -6.831E+00 2.500E+00 -6.970E+00 2.550E+00 -7.110E+00 2.600E+00 -7.249E+00 2.650E+00 -7.389E+00 2.700E+00 -7.528E+00 2.750E+00 -7.667E+00 2.800E+00 -7.807E+00 2.850E+00 -7.946E+00 2.900E+00 -8.086E+00 2.950E+00 -8.225E+00 3.000E+00 -8.364E+00 3.050E+00 -8.504E+00 3.100E+00 -8.643E+00 3.150E+00 -8.783E+00 3.200E+00 -8.922E+00 3.250E+00 -9.061E+00 3.300E+00 -9.201E+00 3.350E+00 -9.340E+00 3.400E+00 -9.480E+00 3.450E+00 -9.619E+00 3.500E+00 -9.758E+00 

Circuito amplificador operacional não-inversor

Outro exemplo de peculiaridade do SPICE: como a fonte de tensão dependente "e" não é considerada uma carga para a fonte de tensão V₁, o SPICE interpreta V₁ como aberto e se recusará a analisá-lo. A correção é conectar R_bogus em paralelo com V₁ para atuar como carga DC.

Estando diretamente conectado através de V₁, a resistência de R_bogus não é crucial para a operação do circuito, então 10 kΩ funcionará bem. Decidi não varrer a tensão de entrada V₁ neste circuito para manter a netlist e a listagem de saída simples.

Netlist:

 noninverting opamp v1 2 0 dc 5 rbogus 2 0 10k e 3 0 2 1 999k r1 3 1 20k r2 1 0 10k .end 

Saída:

 node voltage node voltage node voltage ( 1) 5.0000 ( 2) 5.0000 ( 3) 15.0000 

Circuito amplificador de instrumentação

Note os resistores R_bogus1 e R_bogus2 de altíssima resistência na netlist (não mostrados no esquemático por brevidade) através de cada fonte de tensão de entrada, para evitar que o SPICE pensasse que V₁ e V₂ estavam abertos, assim como nos outros exemplos de circuito amplificador operacional.

Netlist:

 Instrumentation amplifier v1 1 0 rbogus1 1 0 9e12 v2 4 0 dc 5 rbogus2 4 0 9e12 e1 3 0 1 2 999k e2 6 0 4 5 999k e3 9 0 8 7 999k rload 9 0 10k r1 2 3 10k rgain 2 5 10k r2 5 6 10k r3 3 7 10k r4 7 9 10k r5 6 8 10k r6 8 0 10k .dc v1 0 10 1 .print dc v(9) v(3,6) .end 

Saída:

 v1 v(9) v(3,6) 0.000E+00 1.500E+01 -1.500E+01 1.000E+00 1.200E+01 -1.200E+01 2.000E+00 9.000E+00 -9.000E+00 3.000E+00 6.000E+00 -6.000E+00 4.000E+00 3.000E+00 -3.000E+00 5.000E+00 9.955E-11 -9.956E-11 6.000E+00 -3.000E+00 3.000E+00 7.000E+00 -6.000E+00 6.000E+00 8.000E+00 -9.000E+00 9.000E+00 9.000E+00 -1.200E+01 1.200E+01 1.000E+01 -1.500E+01 1.500E+01 

Circuito integrador amplificador operacional com entrada senoidal

Netlist:

 Integrator with sinewave input vin 1 0 sin (0 15 60 0 0) r1 1 2 10k c1 2 3 150u ic=0 e 3 0 0 2 999k .tran 1m 30m uic .plot tran v(1,0) v(3,0) .end 

Saída:

 legend: *: v(1) +: v(3) time v(1) (*)-------- -2.000E+01 -1.000E+01 0.000E+00 1.000E+01 (+)-------- -6.000E-02 -4.000E-02 -2.000E-02 0.000E+00 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 6.536E-08 . . * + . 1.000E-03 5.516E+00 . . . * +. . 2.000E-03 1.021E+01 . . . + * . 3.000E-03 1.350E+01 . . . + . * . 4.000E-03 1.495E+01 . . + . . *. 5.000E-03 1.418E+01 . . + . . * . 6.000E-03 1.150E+01 . + . . . * . 7.000E-03 7.214E+00 . + . . * . . 8.000E-03 1.867E+00 .+ . . * . . 9.000E-03 -3.709E+00 . + . * . . . 1.000E-02 -8.805E+00 . + . * . . . 1.100E-02 -1.259E+01 . * + . . . 1.200E-02 -1.466E+01 . * . + . . . 1.300E-02 -1.471E+01 . * . +. . . 1.400E-02 -1.259E+01 . * . . + . . 1.500E-02 -8.774E+00 . . * . + . . 1.600E-02 -3.723E+00 . . * . +. . 1.700E-02 1.870E+00 . . . * + . 1.800E-02 7.188E+00 . . . * + . . 1.900E-02 1.154E+01 . . . + . * . 2.000E-02 1.418E+01 . . .+ . * . 2.100E-02 1.490E+01 . . + . . *. 2.200E-02 1.355E+01 . . + . . * . 2.300E-02 1.020E+01 . + . . * . 2.400E-02 5.496E+00 . + . . * . . 2.500E-02 -1.486E-03 .+ . * . . 2.600E-02 -5.489E+00 . + . * . . . 2.700E-02 -1.021E+01 . + * . . . 2.800E-02 -1.355E+01 . * . + . . . 2.900E-02 -1.488E+01 . * . + . . . 3.000E-02 -1.427E+01 . * . .+ . . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 

Circuito integrador amplificador operacional com entrada onda quadrada

Netlist:

 Integrator with squarewave input vin 1 0 pulse (-1 1 0 0 0 10m 20m) r1 1 2 1k c1 2 3 150u ic=0 e 3 0 0 2 999k .tran 1m 50m uic .plot tran v(1,0) v(3,0) .end 

Saída:

legend: *: v(1) +: v(3) time v(1) (*)-------- -1.000E+00 -5.000E-01 0.000E+00 5.000E-01 1.000E+00 (+)-------- -1.000E-01 -5.000E-02 0.000E+00 5.000E-02 1.000E-01 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0.000E+00 -1.000E+00 * . + . . 1.000E-03 1.000E+00 . . + . * 2.000E-03 1.000E+00 . . + . . * 3.000E-03 1.000E+00 . . + . . * 4.000E-03 1.000E+00 . . + . . * 5.000E-03 1.000E+00 . . + . . * 6.000E-03 1.000E+00 . . + . . * 7.000E-03 1.000E+00 . . + . . * 8.000E-03 1.000E+00 . .+ . . * 9.000E-03 1.000E+00 . +. . . * 1.000E-02 1.000E+00 . + . . . * 1.100E-02 1.000E+00 . + . . . * 1.200E-02 -1.000E+00 * + . . . . 1.300E-02 -1.000E+00 * + . . . . 1.400E-02 -1.000E+00 * +. . . . 1.500E-02 -1.000E+00 * .+ . . . 1.600E-02 -1.000E+00 * . + . . . 1.700E-02 -1.000E+00 * . + . . . 1.800E-02 -1.000E+00 * . + . . . 1.900E-02 -1.000E+00 * . + . . . 2.000E-02 -1.000E+00 * . + . . . 2.100E-02 1.000E+00 . . + . . * 2.200E-02 1.000E+00 . . + . . * 2.300E-02 1.000E+00 . . + . . * 2.400E-02 1.000E+00 . . + . . * 2.500E-02 1.000E+00 . . + . . * 2.600E-02 1.000E+00 . .+ . . * 2.700E-02 1.000E+00 . +. . . * 2.800E-02 1.000E+00 . + . . . * 2.900E-02 1.000E+00 . + . . . * 3.000E-02 1.000E+00 . + . . . * 3.100E-02 1.000E+00 . + . . . * 3.200E-02 -1.000E+00 * + . . . . 3.300E-02 -1.000E+00 * + . . . . 3.400E-02 -1.000E+00 * + . . . . 3.500E-02 -1.000E+00 * +. . . . 3.600E-02 -1.000E+00 * .+ . . . 3.700E-02 -1.000E+00 * . + . . . 3.800E-02 -1.000E+00 * . + . . . 3.900E-02 -1.000E+00 * . + . . . 4.000E-02 -1.000E+00 * . + . . . 4.100E-02 1.000E+00 . . + . . * 4.200E-02 1.000E+00 . . + . . * 4.300E-02 1.000E+00 . . + . . * 4.400E-02 1.000E+00 . .+ . . * 4.500E-02 1.000E+00 . +. . . * 4.600E-02 1.000E+00 . + . . . * 4.700E-02 1.000E+00 . + . . . * 4.800E-02 1.000E+00 . + . . . * 4.900E-02 1.000E+00 . + . . . * 5.000E-02 1.000E+00 + . . . * - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -