Comment utiliser les mesures automatisées dans les simulations SPICE

La simulation des circuits électroniques est un facteur clé pour le succès de votre conception. Le simulateur de circuit SPICE peut être utilisé pour accélérer l'analyse de conception. Altium Designer vous aidera à simuler vos conceptions de manière efficace et précise, offrant une compréhension approfondie du fonctionnement de votre circuit.

L'un des types d'analyse clés dans Altium Designer est l'analyse transitoire — une simulation dans le domaine temporel de votre circuit. Un exemple d'analyse transitoire est donné dans la figure 1. Une paire de curseurs peut être utilisée pour déterminer la valeur du signal de fréquence, cependant les quantités de signal peuvent être facilement automatisées au moyen d'un outil appelé : ‘Mesures’. Un exemple de configuration de mesure pour le circuit présenté dans la figure 1 est donné dans la figure 2.

Figure 1 - Un simple convertisseur buck en mode tension

Figure 2 - Configuration des mesures pour le convertisseur buck

Mesures automatisées dans le module de simulation SPICE d’Altium Designer

Il existe une variété de mesures automatisées disponibles dans le simulateur SPICE d'Altium Designer. Certaines d'entre elles sont listées dans la figure 3.

Toutes ces quantités de signal peuvent être traitées comme des options de mesures disponibles dans chaque oscilloscope moderne. Par exemple, une indication claire sur le niveau de signal de crête à crête ou la tension RMS peut être affichée dans le DSO ainsi que dans le simulateur SPICE d'Altium Designer.

La configuration de ces mesures dans AD nécessite seulement un ou deux paramètres : l'analyse de la plage de temps et pour certaines des mesures : le niveau de signal auquel l'analyse est effectuée. Ce dernier est requis par exemple pour les mesures de fréquence.

Figure 3 - Partie de la liste de l'onglet des mesures automatiques — partie de la liste

Cas d'utilisation pour les mesures automatiques dans la simulation SPICE d'Altium

Considérons un simple convertisseur buck en mode tension avec régulation PWM — figure 1. Certains des paramètres clés d'un convertisseur buck que le concepteur doit caractériser dans la conception matérielle sont :

• Fréquence de fonctionnement ;
• Ondulation du courant de l'inducteur ;
• Ondulations de la tension de sortie.

Il existe de nombreux autres paramètres importants pour la conception des alimentations à découpage, cependant, aux fins de cette introduction, nous nous concentrerons uniquement sur ceux mentionnés au premier et au dernier point de la liste ci-dessus.

Notez qu'Altium fournit des curseurs dans le module de simulation SPICE pour déterminer les valeurs de signal ou la fréquence — un exemple est donné dans la figure 4, cependant l'utilisation de curseur dans certaines mesures peut ne pas être aussi efficace et intuitive que les mesures automatiques.

Figure 4 - Curseurs utilisés pour déterminer la fréquence du signal

Pour les mesures de fréquence, on peut utiliser les curseurs A et B (comme indiqué dans la figure 4). Les curseurs sont placés à un intervalle d'une période de commutation pour déterminer la période ou la fréquence du signal.

Cependant, si des ajustements de fréquence sont nécessaires pour le développement de la conception (c'est-à-dire qu'ils sont soumis à des changements fréquents en raison de l'ajustement des valeurs des composants), l'utilisation de curseurs devient chronophage et sujette à erreurs.

Une autre chose est la sélection de l'inducteur ou du condensateur de découplage de sortie qui peut être efficace en temps si des mesures automatiques sont utilisées. Il en va de même pour de nombreuses quantités de signaux, pas seulement ceux mentionnés ci-dessus.

Un exemple d'utilisation de la mesure automatique est présenté dans les figures 5 et 6. Les mesures sont accessibles via l'onglet Panneaux (Panneaux->Sim Data). Les figures 5 et 6 diffèrent par la fréquence de fonctionnement et le courant de l'inducteur (ainsi que par le mode de fonctionnement — la première est en mode de fonctionnement discontinu, la seconde : en mode de conduction continue).

Figure 5 - Exemple d'utilisation de mesure automatisée - DCM du convertisseur buck

Figure 6 - Exemple d'utilisation de mesure automatisée - CCM du convertisseur buck

Comment les mesures automatisées dans Altium Designer impactent votre productivité

Les mesures automatisées dans Altium Designer augmentent votre productivité en :

• Configuration facile de mesures automatisées prêtes à l'emploi ;
• Économisant votre temps — une fois configurées, les mesures vous fournissent les quantités de signaux ainsi que les tracés de signaux ;
• Réduisant les erreurs liées à l'analyse des signaux.