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
5. import PySpice.Logging.Logging as Logging
6. logger = Logging.setup_logging()
8. from PySpice.Plot.BodeDiagram import bode_diagram
9. from PySpice.Spice.Netlist import Circuit
11. def ngspice_simulation(cvalue):
12.     circuit = Circuit('Low-Pass RC Filter')
14.     circuit.SinusoidalVoltageSource('input', 'vin', circuit.gnd, amplitude=1)
15.     R1 = circuit.R(1, 'vin', 'vout', 1e3)
16.     C1 = circuit.C(1, 'vout', circuit.gnd, cvalue)
18.     break_frequency = 1 / (2 * math.pi * float(R1.resistance * C1.capacitance))
19.     print("Break frequency = {:.1f} Hz".format(break_frequency))
21.     simulator = circuit.simulator(temperature=25, nominal_temperature=25)
22.     analysis = simulator.ac(start_frequency=1, stop_frequency=1e6, number_of_points=10, variation='dec')
23.     freqs=np.array(analysis.frequency)
24.     vout=np.array(analysis.vout)
25.     return freqs,vout
27. freqs,vout1=ngspice_simulation(1e-6)
28. freqs,vout2=ngspice_simulation(0.1e-6)
29. freqs,vout3=ngspice_simulation(0.01e-6)
31. fig = plt.figure()
32. ax1=plt.subplot(2,1,1)
33. ax1.grid(True)
34. ax1.plot(freqs,20*np.log10(np.absolute(vout1)), 'b-')
35. ax1.plot(freqs,20*np.log10(np.absolute(vout2)), 'g-')
36. ax1.plot(freqs,20*np.log10(np.absolute(vout3)), 'r-')
37. ax1.set_ylabel('Amplitude [dB]')
38. plt.xscale('log')
39. ax2=plt.subplot(2,1,2)
40. ax2.grid(True)
41. ax2.plot(freqs,np.angle(vout1), 'b-')
42. ax2.plot(freqs,np.angle(vout2), 'g-')
43. ax2.plot(freqs,np.angle(vout3), 'r-')
44. ax2.set_xlabel('frequency [Hz]')
45. ax2.set_ylabel('Phase [rad.]')
46. plt.xscale('log')
47. fig.tight_layout()
48. 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。)