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EA - Simulación paramétrica en LTSpice - Contenido educativo
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Bueno, pues ahora lo que vamos a hacer es un tutorial en el que vamos a explicar cómo hacer una simulación paramétrica utilizando el E-Test.
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Una simulación paramétrica no es más que hacer una simulación en la que uno de los parámetros varían.
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En este caso vamos a probar a hacer simulaciones utilizando como parámetro el valor de una resistencia o utilizando como parámetro el valor de la fuente de tensión, ¿vale?
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Para que veamos la diferencia, ¿vale?
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Entonces, para ello nos vamos a ir al LTSpice, ¿vale? Y lo que vamos a hacer es un esquemático, recuerdo que para eso simplemente pulsamos aquí en nuevo esquemático, se nos abría esto, ¿vale?
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Y ahora para meter una fuente de tensión le damos aquí a component, dentro de component aquí en el cuadro de texto ponemos voltage, ¿vale? del inglés y nos aparece aquí.
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Hacemos doble clic y ya hemos metido nuestra fuente de tensión. Le damos al escape y ahora vamos a meter las dos resistencias. ¿Por qué?
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porque el circuito que vamos a hacer es el que ya hemos visto en clase, que es un divisor de tensión, ¿vale?
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Este circuito sencillito, ahora conecto las dos resistencias, tal que así, voy a poner también la tierra y la conecto.
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Y ahora voy a poner, voy a llamar a este punto, voy a poner una etiqueta y lo voy a llamar Vout, ¿vale?
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De la tensión de salida del divisor de tensión, ¿vale?
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Recuerdo que un divisor de tensión, aquí os pongo la pizarra para recordarlo, ¿vale?
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El divisor de tensión se comportaba de la siguiente forma.
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Nosotros teníamos nuestra fuente de tensión, VIN, ¿vale?
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Teníamos una primera resistencia que llamamos R1, una segunda resistencia R2 y a este punto de aquí el que llamamos Vout, ¿vale? De tensión de salida.
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Entonces nosotros sabíamos que la corriente que circula por R1, como están en serie tanto R1 como R2, ¿vale?
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La corriente que circula por la resistencia 1 es igual que la corriente que circula por la resistencia 2, ¿vale?
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Aplicando, en este caso, si nosotros aplicamos la ley de Ohm, ¿vale?
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La famosa ley de Ohm.
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Si aplicamos la ley de Ohm en la resistencia 1, nos queda Vin menos Vout partido R1.
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y en la corriente, en la resistencia 2, nos quedaría Vout menos 0 partido R2, ¿vale?
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¿Qué es lo que buscamos nosotros? Nosotros buscamos Vout, ¿vale?
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Entonces, lo que vamos a hacer es que este R1 nos lo vamos a pasar, aquí está dividiendo,
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nos lo vamos a pasar aquí multiplicando, ¿vale? De tal forma que nos queda VIN menos VOUT es igual a VOUT que multiplica R1 partido R2, ¿vale?
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Recuerdo que esto da igual si lo ponemos como VOUT por R1 partido R2, ¿vale? Es exactamente lo mismo cuando hacemos multiplicaciones con fracciones.
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Bien, ahora dejamos todo lo que sea vout en un lado y lo que sea vin en otro, ¿vale? De tal forma que nos queda vin es igual a vout por r1 partido de r2 más vout.
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Y ahora, esto es un por, y ahora voy a sacar factor común en este lado, ¿vale? Y voy a sacar factor común vout, que es lo que hay común en los dos sumandos, ¿vale?
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Al yo sacar factor común, esto sería v, al yo sacar factor común me quedaría que vout multiplica, pues lo que queda en este sumando, que es r1 partido r2,
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y en este sumando lo que me queda sería 1 por 1, ¿vale? Es decir, me quedaría más 1, ¿vale?
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¿Vale? Entonces, esta parte estaría aquí y este 1 estaría aquí. ¿Vale?
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Ok, ahora, continúo aquí. ¿Qué hago? Pues calculo un mínimo con múltiplo entre estos dos, de tal forma que esto lo que me quedaría sería que VIN es igual a VOUT que multiplica a R1 más R2 partido R2, ¿vale?
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Y ya lo que hacemos por último es que dejamos Vout sola, ¿vale? Por lo tanto, si yo despejo Vout, me queda que Vout es igual a Vin que multiplica a R2 partido R1 más R2.
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Y esto que veis aquí es la fórmula de un divisor de tensión, ¿vale? ¿Ok? Entonces, si nosotros nos volvemos al esquemático, y sabiendo esa fórmula, que la voy a volver a pintar aquí, ¿vale?
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Vout es igual a Vin que multiplica a R2 partido R1 más R2, pues tenemos que saber una cosa.
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Y es que si R1 sube, ¿vale? Eso implica que la tensión de salida baja, ¿vale?
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Vamos a comprobar esto. ¿Qué hacemos?
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Pues en primer lugar le vamos a dar un valor de tensión a V, a la tensión de entrada, ¿vale?
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Le vamos a poner, por ejemplo, 5 voltios.
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Y a R2 le vamos a dar, por ejemplo, 200 ohmios, ¿vale?
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Y a R1, perdón, le vamos a ponerle un valor que lo vamos a marcar entre llaves, ¿vale?
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Y lo llevamos a llamar, como veis aquí, R1, ¿vale? Fijaros cómo queda. Entonces, para que nosotros hagamos la simulación, si nosotros hiciéramos una simulación normal,
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primero vamos a hacer una simulación normal como la que hemos hecho, ¿vale? Del punto de polarización, ¿vale? Vamos a poner, por ejemplo, otros 200 ohmios, ¿vale?
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Al poner estas dos resistencias iguales, recuerdo que la tensión de salida tiene que salir la mitad, es decir, que si tenemos 5 voltios tendremos que tener aquí 2,5 voltios.
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Le damos a este hombre corriendo, le damos a DC, Operation Point y le damos a OK.
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Y fijaros que Vout es 2,5 voltios. Perfecto, ¿vale? Es decir, está bien.
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Ahora hacemos lo que os decía, le ponemos a la resistencia 1, le vamos a poner un valor entre llaves, R1 y lo ponemos entre llaves.
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Tal que así, ¿vale? Y ahora vamos a seguir el siguiente criterio que veis aquí, ¿vale? Vamos a poner este texto. ¿Cómo ponemos este texto? Pues le damos aquí, ¿vale?
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Y aquí es donde lo vamos a copiar, ponemos step, punto step, perdón, después ponemos param, luego ponemos la variable que queremos modificar, en este caso r1, ¿vale?
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¿Vale? Espacio, a continuación ponemos el valor de inicio, vamos a considerar que R1, por ejemplo, va a empezar en 0, ¿vale? O en 1, sí, en 0, y vamos a llegar hasta 1 kilohmio, ¿vale?
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En pasos, ¿vale? Estos son los incrementos, es decir, cada cuánto va a aumentar R1, pues R1 va a aumentar en 100, ¿vale? Por lo tanto, si tenemos que llegar, fijaros, si tenemos que ir desde 0 ohmio hasta un K en pasos de 100 ohmio, ¿vale?
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Lo que vamos a tener son 10 pasos, ¿vale? 10 pasos de resistencia diferente, ¿vale? Y entonces una vez que ya tenemos eso le damos a OK, ¿vale? Y fijaros que nos queda esto aquí, entonces esto lo pegamos por ejemplo aquí abajo y ahora le damos a simular, ¿vale?
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¿Vale? Vale, sí, perdón, la resistencia no la podemos dejar a cero, entonces le damos al botón derecho aquí, fijaros que se nos abre este cuadro y le vamos a dar, por ejemplo, el valor 1, ¿vale?
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Ok, y simulamos. Y fijaros que al darle a simular, voy a borrar esto para que no nos moleste, nos sale directamente una gráfica, ¿vale?
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La opción de hacer gráfica. Entonces, nosotros, ahora, colocando las ondas, podemos representar gráficamente valores de tensión o valores de corriente.
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Si yo le doy aquí a Vout, fijaros, voy a quitar esto, ojo, ahora, ¿vale? Fijaros que me aparece cómo la tensión va bajando a medida que R1 aumenta, como nosotros habíamos dicho, ¿vale?
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¿Vale? Esto nos permite, por ejemplo, imaginaros que a mí me interesa saber cuándo la tensión vale 2,5 voltios, ¿vale?
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¿Para qué valor de la resistencia la tensión vale 2,5 voltios? Y así yo ya directamente fijo el valor de la resistencia.
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Entonces, ¿cómo hago eso? Pues yo ahora cojo, selecciono aquí, como veis, la tensión de salida, hago clic, ¿vale?
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Y me salen directamente aquí estos cursores, tanto horizontal como vertical. Entonces yo me puedo mover, puedo hacer zoom, como veis aquí, ¿vale? Que esto ahora mismo no tiene interés. Le damos zoom to fit para que lo ajuste.
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Y ahora, esto que veis aquí, ves que cuando pongo el cursor me aparece un 1, esto es el cursor este que veis aquí abajo, ¿vale?
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Que yo tengo capacidad de moverlo.
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Entonces, yo podría directamente aquí fijarlo a un valor.
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Yo lo fijo aquí a 2.5, ¿vale?
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O directamente me lo muevo hasta que yo cuadre el valor lo máximo posible a 2.5, ¿vale?
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Por ejemplo, por ejemplo, aquí, ¿vale?
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Ahí estaría bien, aquí, ¿vale? Y fijaros que para obtener 2,5 voltios yo tendría que tener 200, ¿bien? Por lo que habíamos visto antes, ¿vale?
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Si yo quisiera otro valor, pues directamente cojo mi cursor y me lo muevo, por ejemplo, si lo quiero saber cuánto, qué tensión tendría, qué resistencia tenía que tener para tener 1,6 voltios, ¿vale?
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1,58, pues 433 voltios.
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Y así yo puedo ir jugando, ¿vale?
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Que no quiero representar eso, que lo que quiero representar es otro valor de tensión,
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pues sin problema me vengo aquí y represento esto, ¿vale?
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En este caso, pues como estoy representando la tensión de continuo antes de la resistencia,
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pues siempre está 5 voltios, no tiene ningún sentido, ¿vale?
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Pero fijaros que también puedo representar la corriente, ¿vale?
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Cuando yo pongo sobre la resistencia, esto lo que representa es corriente, ¿vale?
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Si le doy, pues vemos también esa corriente, ¿vale? Voy a borrar este gráfico, hago clic sobre él y luego le doy a suprimir, ¿vale? Y me aparecen unas tijeritas y lo borro, ¿vale?
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Entonces, fijaros aquí que es importante porque el eje de la derecha es el eje de la corriente, ¿vale? Fijaros que va desde 4 mA a 26 mA, mientras que en la izquierda es el eje de la tensión.
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En este caso las gráficas concuerdan, ¿vale? Porque son lineales la tensión y la corriente, ¿vale?
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Y más cositas que podemos hacer, pues podríamos modificar el valor de la tensión, ¿vale?
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Yo fijo aquí la resistencia, lo pongo a un valor, por ejemplo, de 100 ohmios, ¿vale?
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Y ahora aquí en la fuente de tensión, en vez de poner 5 voltios, pues pongo V1, ¿vale?
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Y en el parámetro, en vez de modificar R1, pues voy a modificar V1, que vaya desde 1 hasta, por ejemplo, 10 voltios, en paso de 0,1 voltios, ¿vale?
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Le doy OK, simulo y lo mismo, ¿vale? Fijaros que tenemos, voy a borrar un segundito la corriente, ¿vale? Fijaros que conforme aumenta la tensión de entrada, aumenta también la tensión de salida.
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En este caso yo puedo representar las dos si tendría sentido, ¿vale? La azul sería la tensión de entrada, puedo ponerle una etiqueta aquí para que lo veáis, VIN, ¿vale?
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Y vuelvo a simular y ahí tengo VOUT y aquí VIN, ¿vale? Por este lado tenemos la tensión de entrada en azul y aquí abajo tenemos la tensión de salida en verde, ¿vale?
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Yo luego puedo cambiar esta gráfica dándole al botón derecho, poniéndole nombres diferentes, poniéndole colores diferentes, ¿vale?
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Puedo hacer un montón de cosas con él.
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Pero bueno, con esto tendríamos lo principal acerca de cómo hacer simulaciones paramétricas, ¿vale?
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Que es importante para la próxima práctica.
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Espero que os haya ayudado.
00:14:25
- Autor/es:
- Fernando Martínez Martí
- Subido por:
- Fernando M.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
- Visualizaciones:
- 258
- Fecha:
- 28 de octubre de 2020 - 19:36
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES EL BURGO - IGNACIO ECHEVERRÍA
- Duración:
- 14′ 29″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
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- Tamaño:
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