SPICE 회로 시뮬레이션 컴퓨터 프로그램은 과학적 표기법을 사용하여 출력 정보를 표시하고 회로 설명 파일에서 과학적 표기법과 미터법 접두사를 모두 해석할 수 있습니다. 이 책 전체에서 SPICE 분석을 성공적으로 해석하려면 프로그램에서 전압, 전류 등의 변수를 표현하는 데 사용되는 표기법을 이해할 수 있어야 합니다.
SPICE를 이용한 간단한 회로 시뮬레이션
하나의 전압원(배터리)과 하나의 저항기 로 구성된 매우 간단한 회로부터 시작해 보겠습니다 .
SPICE를 사용하여 이 회로를 시뮬레이션하려면 먼저 회로의 모든 개별 지점에 대한 노드 번호를 지정해야 하고, 그런 다음 구성 요소를 해당 노드 번호와 함께 나열하여 컴퓨터가 어떤 구성 요소가 어디에 어떻게 연결되어 있는지 알 수 있도록 해야 합니다. 이렇게 간단한 회로의 경우 SPICE를 사용하는 것은 과도해 보이지만 과학적 표기법의 실제 사용을 보여주는 데는 적합합니다.
이 회로에 대한 회로 설명 파일이나 넷리스트를 입력하면 다음과 같은 결과를 얻습니다.
간단한 회로
v1 1 0 dc 24
r1 1 0 5
.끝
“v1 1 0 dc 24” 라인은 노드 1과 0 사이에 위치한 DC 전압이 24볼트인 배터리를 설명합니다. “r1 1 0 5” 라인은 노드 1과 0 사이에 위치한 5Ω 저항을 설명합니다.
예제 회로에서 SPICE 분석 실행
컴퓨터를 사용하여 이 회로 설명 파일에 대한 SPICE 분석을 실행하면 다음과 같은 결과를 얻습니다.
노드 전압
( 1) 24.0000
전압원 전류
이름 현재
v1 -4.800E+00
총 전력 소모 1.15E+02 와트
SPICE는 노드 번호 1의 전압(실제로는 노드 1과 0 사이의 전압을 의미하며, 노드 0은 모든 전압 측정의 기본 참조 지점)이 24볼트와 같다고 알려줍니다. 배터리 "v1"을 통과하는 전류는 -4.800E+00 암페어로 표시됩니다. 이는 SPICE가 과학적 표기법을 표시하는 방법입니다.
실제로 말하고 있는 것은 "-4.800 x 10 0 암페어" 또는 간단히 -4.800 암페어입니다. 여기서 전류 의 음수 값은 SPICE의 기이한 점 때문이며 회로 자체에 대해 중요한 것을 나타내지 않습니다. "전체 전력 소모"는 1.15E+02 와트로 주어지며, 이는 "1.15 x 10 2 와트" 또는 115 와트를 의미합니다.
SPICE에서 원래 예제 회로 수정
5 Ω 저항기 대신 5 kΩ(5킬로옴, 또는 5,000 옴) 저항기를 사용하도록 예제 회로를 수정해 보고 무슨 일이 일어나는지 살펴보겠습니다.
다시 한번 우리의 회로 설명 파일 또는 "netlist"는 다음과 같습니다.
간단한 회로
v1 1 0 dc 24
r1 1 0 5k
.끝
저항기 라인에서 숫자 5 뒤에 있는 문자 "k"는 SPICE에 5 Ω가 아니라 5 kΩ의 수치임을 알려줍니다. 이것을 컴퓨터에서 실행하면 어떤 결과가 나오는지 살펴 보겠습니다 .
노드 전압
( 1) 24.0000
전압원 전류
이름 현재
v1 -4.800E-03
총 전력 소모 1.15E-01 와트
물론 배터리 전압은 첫 번째 시뮬레이션 이후로 변하지 않았습니다. 여전히 24볼트입니다. 반면에 회로 전류는 이번에는 훨씬 적습니다. 저항을 더 큰 값으로 만들어 전자가 흐르기 어렵게 만들었기 때문입니다. SPICE는 이번에 전류가 -4.800E-03 암페어 또는 -4.800 x 10 -3 암페어와 같다고 알려줍니다. 이는 숫자 -4.8을 취하고 소수점을 왼쪽으로 세 자리 건너뛰는 것과 같습니다.
물론 10-3이 미터법 접두사 '밀리'와 같다는 것을 알고 있다면 이 수치를 -4.8 밀리암페어 또는 -4.8 mA로 쓸 수 있습니다.
이 두 번째 시뮬레이션에서 SPICE가 제공한 "전체 전력 소모"를 살펴보면 1.15E-01와트 또는 1.15 x 10-1와트입니다 . -1의 거듭제곱은 미터법 접두사 "데시"에 해당하지만 일반적으로 전자에서 미터법 접두사를 사용하는 것은 3의 배수인 10의 거듭제곱(10의 거듭제곱... -12, -9, -6, -3, 3, 6, 9, 12 등)과 관련된 접두사로 제한합니다.
따라서 이 규칙을 따르려면 이 전력 소모 수치를 1.15데시와트(1.15dW)가 아닌 0.115와트 또는 115밀리와트(115mW)로 표현해야 합니다.
수치를 과학적 접두사에서 일반 미터법 접두사로 변환
아마도 과학적 표기법에서 일반적인 미터법 접두사로 수치를 변환하는 가장 쉬운 방법은 과학 계산기를 "엔지니어링" 또는 "미터법" 표시 모드로 설정하는 것입니다. 계산기를 해당 표시 모드로 설정하고 적절한 키 입력(사용 설명서 참조)을 사용하여 과학적 표기법 수치를 입력하고 "equals" 또는 "enter" 키를 누르면 엔지니어링/미터법 표기법으로 동일한 수치가 표시됩니다.
다시 한번, 이 책 전체에서 회로 개념을 설명하는 방법으로 SPICE를 사용할 것입니다. 따라서 과학적 표기법을 이해하여 출력 데이터 형식을 쉽게 이해하는 것이 가장 좋습니다.