آموزش رایگان شبیه‌سازی با نرم‌افزار اورکد

اورکد یک نرم‌افزار شبیه‌سازی کاربردی در مهندسی برق است. نرم‌افزار اورکد شامل قسمت‌های مختلفی بوده که یک قسمت از آن‌ شبیه‌سازی مدارهای آنالوگ است. این بخش جهت شبیه‌سازی و آنالیز مدارهای آنالوگ استفاده شده‌است، شامل چند نوع آنالیز که عبارتند از:

1- آنالیز نقطه کار (Bias Point): جهت به‌دست‌آوردن مقدار ولتاژ DC گره‌ها، جریان DC شاخه‌ها و توان المان‌ها در مدارهای شامل المان‌های نا‌متغیر با زمان است

2- آنالیز جاروب (DC Sweep): این آنالیز مانند نقطه کار بوده با این تفاوت که در این آنالیز مقدار منبع DC مدار را می‌توان در یک بازه‌ی مشخص تغییر داد و اثر تغییرات آن بر پارامترهای مدار را بررسی کرد. همچنین در این آنالیز می‌توان علاوه‌بر تغییر منابع ولتاژ یا جریان، پارامترهای دیگر نظیر دما یا مقادیر المان‌ها نظیر خازن و مقاومت تغییر داد. در این آنالیز سلف‌ها اتصال کوتاه و خازن‌ها مدار‌باز در نظر گرفته می‌شوند. همچنین پیش از اجرای آن، آنالیز نقطه کار اجرا نمی‌شود.

3- آنالیز پاسخ فرکانسی (AC Sweep)‌: در این آنالیز یه منبع ولتاژ یا جریان سینوسی با فرکانس متغیر به ورودی مدار اعمال‌شده و فرکانس آن در یک بازه‌ی مشخص تغییر کرده که می‌توان اثر تغییر فرکانس منبع ورودی را بر روی پارامترهای مختلف مدار بررسی کرد، ضمناً پیش از اجرای آن، آنالیز نقطه کار اجرا شده و نقطه کار DC مدار محاسبه می‌شود سپس بر اساس نقطه کار مدار المان‌های غیر‌خطی، خطی‌سازی شده و معادل سیگنال کوچک آن‌ها برای شبیه‌سازی AC Sweep استفاده می‌گردد. کاربرد عمده‌ی این تحلیل ترسیم نمودار Bode (نمودار اندازه و فاز پاسخ فرکانسی)، به‌دست‌آوردن فرکانس قطع فیلترها، آنالیز پایداری تقویت کننده‌ها است. 

4- آنالیز حالت گذرا (Transient State): این آنالیز همان تحلیل مدار در حوزه‌ی زمان است. ورودی مدار در این آنالیز منابع DC یا منابع متغیر با زمان (به جز منابع AC) بوده و شبیه سازی و آنالیز مدار در یک بازه‌ی مشخص زمانی انجام می‌شود. در این آنالیز مقدار منابع AC صفر در نظر گرفته می‌شود. همچنین پیش از اجرای این آنالیز ، آنالیز Bias Point اجرا شده و در‌صورتی‌که شرایط اولیه برای سلف‌ها و خازن‌های مدار مشخص نشده باشد، با اتصال بازکردن خازن‌ها و اتصال کوتاه‌کردن سلف‌ها، شرایط اولیه برای آن‌ها توسط آنالیز Bias Point پیش از اجرای آنالیز حالت گذرا مشخص می‌شود.

5- آنالیز پارامتری (Parametric Analysis): توسط این آنالیز می‌توان مقدار یک المان مثل سلف، خازن و مقاومت را در یک بازه‌ی مشخص تغییر داده و اثر تغییرات آن‌را بر پارامتر‌های مدار بررسی کرد. 

در فصل دوم آنالیز و شبیه‌سازی مدارات شامل منابع تغذیه‌ی سوئیچینگ توسط نرم افزار Pspice Orcad بررسی شده‌اند. این فصل شامل شبیه‌سازی چند توپولوژی پایه از جمله باک، بوست و مبدل تمام پل است. همچنین در این فصل به آنالیز پاسخ فرکانسی مبدل‌های سوئیچینگ پایه توسط آنالیز AC Sweep پرداخته شده و پاسخ فرکانسی مبدل بوست بررسی می‌شود.

در این آموزش علاوه بر آنالیز حوزه های ذکر شده در بالا، به آنالیز تودرتو (Nested Analysis) و آنالیز دمایی نیز پرداخته شده‌است، همچنین ویرایش مدل‌‎ها و رفع بعضی ارورها مانند Floating Node ,Inductor Loop ,Capacitor Node نیز بررسی شده‌است.