Circuit Maker

Circuit Maker

Para los que no disponen de los aparatos de medida necesarios, como osciloscopio, o simplemente queremos tener una idea muy aproximada de lo que hace un circuito antes de coger el estaño y el soldador, existen multitud de simuladores en el mercado. Sin duda, uno de los más completos es el conocido PSPice, pero es más difícil de manejar, de modo que el aprendizaje puede constituir una tediosa tarea.He probado unos cuantos simuladores, desde Electronics Workbench en sus comienzos, a finales de los ochenta, hasta el PSPice, pasando por Microcap y finalmente CircuitMaker. Es sencillo de utilizar, y sobre todo, incluye válvulas de vacío para poder simularlas inmediatamente sin tener que implementar un modelo o un símbolo esquemático.La versión utilizada será CircuitMaker Pro v6.2c y CircuitMaker 2000 en algunas ocasiones, siendo la versión 6.1c idéntica a la 6.2c salvo en algunos detalles, y con el famoso bug que permite cerrar un diseño sin darnos la opción de poder guardarlo, cosa que fue corregida en la última versión.
El programa corre bajo Windows 2000 en mi máquina sin ningún problema.Vamos a comenzar simulando un sencillo puente rectificador de diodos de silicio. Con el programa recién abierto y la página en blanco, pulsamos:"select device"Elegimos el device FW Bridge (puente rectificador) y el Model "Default Bridge" que es una modelización idealizada, que incluye menor número de parámetros que otros modelos más complejos, y más parecidos a la realidad.

Para atacar al puente, utilizaremos un generador senoidal, y que obtenemos mediante la tecla rápida, pulsando directamente "g" o bien como antes, "select device" y elegimos la secuencia "instruments - Analog - Signal Gen".Por último, vamos a incluir una resistencia y un condensador pulsando las teclas "r" y "c" respectivamente. Observar cómo podemos girar un componente antes de situarlo en el plano mediante el botón derecho.Tenemos ya los componentes, ahora montamos el circuito siguiente:

Colocamos los componentes como en el dibujo. Podemos borrarlos simplemente pinchando con el cursor y pulsando suprimir, y moverlos pinchando y arrastrando. Así de fácil. Para unirlos mediante hilo conductor seleccionamos el botón con una cruz +, el cursor cambia automáticamente su aspecto de flecha por el de una cruz, que nos indica que estamos en modo "wire". Nos situamos en un extremo de cada componente hasta que aparece un recuadro de color rojo, pinchamos y arrastramos hasta el otro extremo del componente con el que queremos establecer unión y soltamos. Podemos enderezar el hilo pinchando y arrastrando. Si os aparecen puntos de unión "dots" en cada componente, podéis eliminarlos mediante "File - Preferences" y quitar el check a la opción "show pin dots".CircuitMaker, como todos los simuladores, necesitan forzosamente una tierra. Todos los circuitos que queramos simular, deberán contener al menos una y servirá al programa como nodo de referencia y que llama "nodo cero". Obtenemos una tierra con la tecla cero "0". Vamos a dar valores a cada componente. Haciendo doble clic sobre cada uno de ellos:Generador de señal:"peak amplitude" = 25 (25 voltios pico = 17.68 Vrms)"frequency" = 50 pulsamos "OK"Condensador:"Label-Value" = 470u (u = micro, n=nano, p=pico, m=mili, meg=mega, k = kilo)pulsamos "OK"La simulación Tenemos todo listo para comenzar la simulación. Para comenzar, pulsamos F10 o mediante el menú "Simulation - Run" o con el botón del muñeco corriendo. Si todo va bien, nos aparece la siguiente pantalla:

Podemos situar los cursores donde más convenga; el cursor "c" indica una ganancia de 19.67 dB y el ancho de banda es todo el rango audible, desde los 20 Hz hasta los 100kHz. El hecho de haber utilizado un transistor NPN "ideal" hace que la ganancia se extienda hasta altas frecuencias sin problemas, al no existir capacidades parásitas entre uniones. La disminución de la ganancia a frecuencias inferiores a 20 Hz es debida a los condensadores de acoplamiento C1 y C2, y que podemos experimentar variando sus valores. Cálculo de la impedancia de entrada.- Para averiguar este parámetro montamos un generador de señal allí donde queremos hallar la impedancia, en nuestro caso ya tenemos uno (V1) montado en el nudo adecuado. Se trata de ejecutar una simulación que incluya, como el anterior análisis, el análisis transitorio y el análisis AC. La diferencia estriba en donde seleccionamos con la herramienta "Probe Tool" . Seguimos los siguientes pasos:- Ejecutamos una nueva simulación con Análisis Transitorio y Análisis AC.- Seleccionamos la ventana "AC Analysis (Bode Plot)"- Desplazamos el cursor sobre las bornas de salida del generador de señal, y observamos cómo el probe tool indica alternativamente V, Z, I, P, dependiendo de lo que queramos medir, V tensiones, Z impedancias, I intensidades y P potencias. En nuestro caso, pinchamos justo cuando el probe tool indica "Z", con lo que se dibujará un diagrama de impedancias en la ventana correspondiente. Para visualizar el diagrama convenientemente, podemos configurarlo mediante el botón La Zin medida por CircuitMaker vale 2kohm.