SPICE의 과학적 표기법

SPICE 회로 시뮬레이션 컴퓨터 프로그램은 과학 표기법을 사용하여 출력 정보를 표시하고 회로 설명 파일에서 과학 표기법과 미터법 접두사를 모두 해석할 수 있습니다. 이 책 전체에 걸쳐 SPICE 분석을 성공적으로 해석할 수 있으려면 프로그램에서 전압, 전류 등의 변수를 표현하는 데 사용되는 표기법을 이해할 수 있어야 합니다.

SPICE를 사용한 간단한 회로 시뮬레이션

하나의 전압 소스(배터리)와 하나의 저항으로 구성된 매우 간단한 회로부터 시작하겠습니다.

SPICE를 사용하여 이 회로를 시뮬레이션하려면 먼저 회로의 모든 개별 지점에 대한 노드 번호를 지정한 다음 컴퓨터가 어떤 구성 요소가 어떤 구성 요소에 어떻게 연결되어 있는지 알 수 있도록 해당 노드 번호와 함께 구성 요소를 나열해야 합니다. 이 단순함의 회로에 대해 SPICE의 사용은 과잉처럼 보이지만 과학적 표기법의 실제 사용을 시연하는 목적으로 사용됩니다.

회로 설명 파일 또는 netlist 입력 , 이 회로에 대해 다음을 얻습니다.

<예비>간단한 회로 v1 1 0 dc 24 r1 1 0 5 .끝

"v1 1 0 dc 24" 라인은 24볼트의 DC 전압으로 노드 1과 0 사이에 위치한 배터리를 나타냅니다. "r1 1 0 5" 라인은 노드 1과 노드 0 사이에 배치된 5Ω 저항을 나타냅니다.

예제 회로에서 SPICE 분석 실행

컴퓨터를 사용하여 이 회로 설명 파일에 대한 SPICE 분석을 실행하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

<전>노드 전압 (1) 24.0000 전압 소스 전류 이름 현재 v1 -4.800E+00 총 전력 손실 1.15E+02 와트

SPICE는 노드 번호 1 "에서의" 전압(실제로 이것은 노드 1과 0 사이의 전압을 의미하며 노드 0은 모든 전압 측정의 기본 기준점임)이 24볼트와 같다고 알려줍니다. 배터리 "v1"을 통한 전류는 -4.800E+00 암페어로 표시됩니다. SPICE의 과학적 표기법 표기법입니다.

실제로 말하는 것은 "-4.800 x 10 ⁰ 암페어' 또는 간단히 -4.800암페어입니다. 여기서 전류의 음수 값은 SPICE의 단점으로 인한 것이며 회로 자체에 대해 중요한 것을 나타내지 않습니다. "총 전력 손실"은 1.15E+02 와트로 주어집니다. 이는 "1.15 x 10 ² 를 의미합니다. 와트" 또는 115와트입니다.

SPICE에서 원래 예제 회로 수정

5Ω 저항 대신 5kΩ(5킬로옴 또는 5,000옴) 저항을 갖도록 예제 회로를 수정하고 어떤 일이 일어나는지 봅시다.

다시 한번 우리의 회로 설명 파일 또는 "netlist:"

입니다.

<예비>간단한 회로 v1 1 0 dc 24 r1 1 0 5k .끝

저항 라인의 숫자 5 다음에 오는 문자 "k"는 SPICE에 5Ω이 아니라 5kΩ이라는 숫자임을 알려줍니다. 컴퓨터를 통해 실행할 때 어떤 결과가 나오는지 봅시다.

<전>노드 전압 (1) 24.0000 전압 소스 전류 이름 현재 v1 -4.800E-03 총 전력 손실 1.15E-01 와트

물론 배터리 전압은 첫 번째 시뮬레이션 이후로 변경되지 않았습니다. 여전히 24볼트입니다. 반면에 회로 전류는 저항을 더 큰 값으로 만들어 전자가 흐르기 어렵게 만들었기 때문에 이번에는 훨씬 적습니다. SPICE는 이 시간이 -4.800E-03 암페어 또는 -4.800 x 10 ^-3 과 같다고 알려줍니다. 암페어. 이것은 숫자 -4.8을 취하고 소수점을 왼쪽으로 세 자리 건너뛰는 것과 같습니다.

물론 10 ^-3 는 미터법 접두사 "milli"와 동일하므로 수치를 -4.8mA 또는 -4.8mA로 쓸 수 있습니다.

이 두 번째 시뮬레이션에서 SPICE가 제공한 "총 전력 손실"을 보면 1.15E-01와트 또는 1.15 x 10 ^-1 임을 알 수 있습니다. 와트. -1의 거듭제곱은 미터법 접두사 "deci"에 해당하지만 일반적으로 전자 제품에서 미터법 접두사를 사용하는 것을 3의 배수인 10의 거듭제곱과 관련된 것으로 제한합니다(10의 ... -12, - 9, -6, -3, 3, 6, 9, 12 등).

따라서 이 규칙을 따르려면 이 전력 손실 수치를 1.15데시와트(1.15dW)가 아닌 0.115와트 또는 115밀리와트(115mW)로 표현해야 합니다.

과학적 수치에서 일반적인 미터법 접두사로 수치 변환

숫자를 공학용 표기법에서 일반적인 미터법 접두사로 변환하는 가장 쉬운 방법은 공학용 계산기를 "엔지니어링" 또는 "미터법" 표시 모드로 설정하는 것입니다. 해당 디스플레이 모드에 대해 계산기를 설정하고 적절한 키 입력을 사용하여 과학 표기법 숫자를 입력하고(사용 설명서 참조) "equals" 또는 "enter" 키를 누르면 엔지니어링/미터법 표기법으로 동일한 숫자가 표시되어야 합니다. .

다시 말하지만, 이 책 전체에서 회로 개념을 설명하는 방법으로 SPICE를 사용할 것입니다. 따라서 출력 데이터 형식을 쉽게 이해할 수 있도록 과학적 표기법을 이해하는 것이 가장 좋습니다.