ngspice  ·  12日 5月 2024

    PySpice使ってみる(2)

     

    ngspiceってのがある。結果の表示をPySpiceってやつでもちっとうまいことでるんやないか。って試み。

    前回、シミュレーションすることができた。ついに(ってほどじゃないやろ)、値を変更しながらのシミュレーションで結果を重ね書きってのをやる。で、

    1. import math
    2. import numpy as np
    3. import matplotlib.pyplot as plt
    4. import PySpice.Logging.Logging as Logging
    5. logger = Logging.setup_logging()
    6. from PySpice.Plot.BodeDiagram import bode_diagram
    7. from PySpice.Spice.Netlist import Circuit
    8. def ngspice_simulation(cvalue):
    9.     circuit = Circuit('Low-Pass RC Filter')
    10.     circuit.SinusoidalVoltageSource('input', 'vin', circuit.gnd, amplitude=1)
    11.     R1 = circuit.R(1, 'vin', 'vout', 1e3)
    12.     C1 = circuit.C(1, 'vout', circuit.gnd, cvalue)
    13.     break_frequency = 1 / (2 * math.pi * float(R1.resistance * C1.capacitance))
    14.     print("Break frequency = {:.1f} Hz".format(break_frequency))
    15.     simulator = circuit.simulator(temperature=25, nominal_temperature=25)
    16.     analysis = simulator.ac(start_frequency=1, stop_frequency=1e6, number_of_points=10, variation='dec')
    17.     freqs=np.array(analysis.frequency)
    18.     vout=np.array(analysis.vout)
    19.     return freqs,vout
    20. freqs,vout1=ngspice_simulation(1e-6)
    21. freqs,vout2=ngspice_simulation(0.1e-6)
    22. freqs,vout3=ngspice_simulation(0.01e-6)
    23. fig = plt.figure()
    24. ax1=plt.subplot(2,1,1)
    25. ax1.grid(True)
    26. ax1.plot(freqs,20*np.log10(np.absolute(vout1)), 'b-')
    27. ax1.plot(freqs,20*np.log10(np.absolute(vout2)), 'g-')
    28. ax1.plot(freqs,20*np.log10(np.absolute(vout3)), 'r-')
    29. ax1.set_ylabel('Amplitude [dB]')
    30. plt.xscale('log')
    31. ax2=plt.subplot(2,1,2)
    32. ax2.grid(True)
    33. ax2.plot(freqs,np.angle(vout1), 'b-')
    34. ax2.plot(freqs,np.angle(vout2), 'g-')
    35. ax2.plot(freqs,np.angle(vout3), 'r-')
    36. ax2.set_xlabel('frequency [Hz]')
    37. ax2.set_ylabel('Phase [rad.]')
    38. plt.xscale('log')
    39. fig.tight_layout()
    40. plt.show()
    まぁいつものいきなりなやつでこうなる。
    シミュレーション部分を関数化しているけど、どういう感じで関数化するのかはセンスが問われるところ。引数とか、戻り値とか。今回は必要な分だけ対象にしている(最も手抜きシンプル)。
    で、結果、
    はい。うまくいった。

    ngspiceの機能を補うとともにpythonでの特殊な計算の実装の可能性もあるpyspice。まぁまぁいいね。(pythonではahkabって回路シミュレーターも選択肢なんだけど、ahkabは非線形素子の計算がゲロクソ遅いとか問題がある。状況に応じて使い分けるのが良いと思われる。)

    カテゴリ： 非現実