Inleiding tot SPICE

"Met Electronics Workbench kun je circuitschema's maken die er precies hetzelfde uitzien als de schema's waarmee je op papier al bekend bent - plus je kunt de aan/uit-schakelaar omdraaien zodat het schema zich gedraagt ​​als een echt circuit. Bij andere elektronicasimulatoren moet je misschien SPICE-knooppuntlijsten als tekstbestanden typen - een abstracte weergave van een circuit dat verder gaat dan de mogelijkheden van alle, behalve geavanceerde elektronica-ingenieurs." —(Gebruikershandleiding Electronics Workbench—versie 4, pagina 7)

Deze inleiding komt uit de gebruiksaanwijzing voor een circuitsimulatieprogramma genaamd Electronics Workbench . Met behulp van een grafische interface kan de gebruiker een circuitschema tekenen en vervolgens de computer dat circuit laten analyseren, waarbij de resultaten in grafische vorm worden weergegeven. Het is een zeer waardevol analyse-instrument, maar het heeft zijn tekortkomingen. Ten eerste zijn het en andere grafische programma's zoals het vaak onbetrouwbaar bij het analyseren van complexe circuits, omdat de vertaling van afbeelding naar computercode niet helemaal de exacte wetenschap is die we zouden willen dat het (nog) niet is. Ten tweede heeft het vanwege zijn grafische vereisten meestal een aanzienlijke hoeveelheid rekenkracht nodig om te draaien, en een computerbesturingssysteem dat grafische ondersteuning biedt. Ten derde kunnen deze grafische programma's kostbaar zijn.

Maar onder de grafische skin van Electronics Workbench ligt een robuust (en gratis!) programma genaamd SPICE, dat een circuit analyseert op basis van een tekstbestandbeschrijving van de componenten en verbindingen van het circuit. Waar de gebruiker voor betaalt met Electronics Workbench en andere grafische circuitanalyseprogramma's is de handige "aanwijzen en klikken" -interface, terwijl SPICE de eigenlijke wiskundige analyse doet.

Op zichzelf vereist SPICE geen grafische interface en vereist het weinig systeembronnen. Het is ook erg betrouwbaar. De makers van Electronic Workbench willen je laten denken dat het gebruik van SPICE in de oorspronkelijke tekstmodus een taak is die geschikt is voor raketwetenschappers, maar ik schrijf dit om te bewijzen dat ze ongelijk hebben. SPICE is vrij eenvoudig te gebruiken voor eenvoudige circuits, en de niet-grafische interface leent zich eigenlijk voor de analyse van circuits die moeilijk te tekenen kunnen zijn. Ik denk dat het de programmeerexpert Donald Knuth was die grapte:"Wat je ziet is alles wat je krijgt" als het gaat om computertoepassingen. Afbeeldingen zien er misschien aantrekkelijker uit, maar geabstraheerde interfaces (tekst) zijn eigenlijk efficiënter.

Dit document is niet bedoeld als een uitputtende tutorial over het gebruik van SPICE. Ik probeer alleen de geïnteresseerde gebruiker te laten zien hoe hij het kan toepassen op de analyse van eenvoudige circuits, als alternatief voor propriëtaire ($$$) en buggy-programma's. Als je eenmaal de basis hebt geleerd, zijn er andere tutorials die beter geschikt zijn om je verder te brengen. Het gebruik van SPICE - een programma dat oorspronkelijk bedoeld was om geïntegreerde schakelingen te ontwikkelen - om enkele van de echt eenvoudige schakelingen die hier worden getoond te analyseren, lijkt misschien een beetje op boter snijden met een kettingzaag, maar het werkt!

Alle opties en voorbeelden zijn getest op SPICE-versie 2g6 op zowel MS-DOS- als Linux-besturingssystemen. Voor zover ik weet, gebruik ik geen functies die specifiek zijn voor versie 2g6, dus deze eenvoudige functies zouden moeten werken op de meeste versies van SPICE.