hspice 명령어 - AC analysis 하는 법과 RC low pass filter

 

Hspice 에서 AC simulation 을 하는 법에 대해 다뤄보겠습니다.

AC simulation 은 회로의 frequency response 를 알 수 있는 상당히 강력한 도구입니다.

특히 analog designer 는 잘 활용해야하는 tool 이죠.

예제로 RC network 를 사용하여 LPF (Low Pass Filter) 를 만드는 simulation 을 다뤄보죠.

 

 

Hspice simulation - AC analysis of RC network

위와 같은 resistor 와 cap network 에 대해 보겠습니다.

R1과 R2는 모두 1k 옴의 저항이고 0.001uF 의 C1 이 R2 와 병렬로 달려있는 구조입니다.

AC response 를 보기 위해 10V dc 전압과 1V 의 ac 전압을 갖고 있는 voltage source를 달았습니다.

이를 위한 input sp 파일을 짜면 아래와 같습니다.

v1 1 0 10 ac 1
r1 1 2 1k
r2 2 0 1k
c1 2 0 0.001u
.op
.ac dec 10 1K 1M
.end

 

위에서 v1 이라는 voltage source 를 정의해주고

r1, r2, c1 을 각각 정의해줬습니다. 이들은 각각 어느 node 와 이어졌는 지로 정의되는데

위 case 에서는 node 들을 0,1,2 로 정의했습니다.

위의 RC network 그림과 비교해보면 헷갈리지 않을 겁니다.

 

이렇게 input vector 를 짜서 hspice simulation 을 돌리면 아래와 같이 frequency response 가

나오게 됩니다.

 

위 그래프는 2번 node 의 frequency response 를 나타낸 그래프입니다.

Low frequency 에서는 cap 이 open 역할을 하여 1V 의 전압이 resistor divider 에 나뉘어 node 2 에

0.5 V 의 ac 전압이 걸리는 것을 볼 수 있습니다.

여기서 frequency 가 점점 높아짐에 따라 cap 은 short 에 가까워지고 (Impedance 감소)

Node 2 에 걸리는 전압이 줄어드는 것을 볼 수 있습니다.

 

위와 같은 ac simulation 은 amplifier 의 frequency response 를 분석해 bandwidth 를 분석할 수 있고

PLL, system 의 pole, zero 등을 분석하는 데도 매우 유용한 simulation 입니다.

이상입니다.