Ostatnio zostałem poproszony o zasymulowanie układu modulatora AM w programie Spice (ICAP4), którego demo można pobrać ze strony firmy Intusoft. W niniejszym artykule omówię podstawową obsługę tego symulatora oraz wyjaśnię jak za jego pomocą dokonać analizy czasowej.

Prześledźmy jednak na początek treść zadania:

Bazując na układzie przedstawionym na poniższym rysunku pokazać przebiegi sygnału AM oraz sygnału zdemodulowanego. W układzie generator fali nośnej ma częstotliwość 100kHz i amplitudę 2V. Przesyłana informacja ma postać sygnału sinusoidalnego o częstotliwości 2kHz i amplitudzie 2V.

Rozpoczynamy zatem od zbudowania identycznego układu w symulatorze (SpiceNet). W tym celu wykorzystujemy głownie zakładkę Parts z górnego menu:

Jak widać mamy do dyspozycji wyszukiwarkę elementów (Parts Browser), źródła napięcia (Voltage Source), oraz tzw. punkty pomiarowe, w których będziemy dokonywać analizy (Test Point). Modyfikacji wartości poszczególnych elementów pasywnych dokonujemy poprzez podwójne kliknięcie na wybranym rezystorze/kondensatorze/cewce i wpisaniu odpowiedniej wartości w polu Value:

Podobnie ma się rzecz dotycząca oznaczania punktów pomiarowych nazwami pomocnymi podczas obsługi oscyloskopu. Klikamy zatem dwukrotnie na wybranym punkcie pomiarowym i modyfikujemy pole Name podając odpowiednio nazwy AM oraz DEM (zgodnie z pokazanym wyżej schematem).

Do pełni szczęścia pozostaje nam już tylko poprawne ustawienie źródeł napięcia V1 oraz V2. Zgodnie z treścią zadania, źródło V1 ustawiamy na 2V 2kHz a V2 na 2V 100kHz. Klikamy zatem na symbol źródła V1 po czym klikamy na napis SIN obok Tran Generators, tak aby pojawił się przycisk z napisem Enter:

Klikamy zatem w przycisk Enter i uzupełniamy odpowiednie parametry:

Podobnie postępujemy ze źródłem napięcia V2. Teraz, gdy już wszystko gotowe przechodzimy do wyboru rodzaju symulacji. W tym celu z menu Actions wybieramy Simulation Setup a następnie Edit:

Na początek interesuje nas analiza czasowa, w związku z czym zaznaczamy opcję Transient. W tym momencie aby uniknąć błędów podczas symulacji warto ustawić parametry czasowe brane pod uwagę podczas analizy oraz zaznaczyć opcję Use Initial Conditions (UIC):

Teraz można już uruchomić symulację przyciskiem Run Simulation. Jeżeli symulacja przebiegła bezbłędnie klikamy na znajdujący się obok przycisk Scope celem uruchomienia oscyloskopu. W przeciwnym wypadku zachęcam do przejrzenia niniejszego artykułu.

Po uruchomieniu modułu oscyloskopu (Scope) w oknie Add Waveform wybieramy przebiegi am oraz dem zgodnie z treścią zadania:

Teraz pozostaje już tylko odpowiednio wyskalować przebiegi (okno Scaling) aby można było zaobserwować istotę modulacji/demodulacji.