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SpiceのGUIフロントエンド：GSpiceUI

GSpiceUIはCUI(Character User Interface)ベースのフリー電子回路シュミレータであるGnucapとNgspiceのGUI(Graphical User Interface)を提供するものです。
GSpiceUIを使うことにより、回路図エディタgschemで作成したschファイルからgnetlistでSpiceネットリストの生成、GnucapまたはNgspiceでの回路シュミレーションの実行、GWaveでの波形のプロットといった一連の作業をGUIでできるようになります。
GSpiceUIのコンパイルにはwxWidgetsライブラリが必要になります。また、シュミレーションエンジンであるGnucap、Ngspice、アナログ波形表示ツールであるGWave、ネットリストを生成するgnetlistをインストールしておきます。

wxWidgetsのインストール

wxWidgetsはGUIを提供する幾つかのプラットフォームで動作するC++フレームワークです。 Version 2 では現在、MS Windows、Gtk+やMotifを利用したUnix環境、そしてMac OSをサポートしています。
GSpiceUI(v0.8.55)で推奨されるwxWidgetsライブラリのバージョンはv2.6.2でファイル名は
wxGTK-2.6.2.tar.gz
です。
ファイルはwxWidgets web siteからダウンロード可能です。

wxWidgetsのインストールは以下の手順で行います。

$ tar xvfz wxGTK-2.6.2.tar.gz
$ cd wxGTK-2.6.2
$ ./configure --enable-unicode
$ make
$ su
Password:
# make install

GSpiceUIをインストールする

GSpiceUIのインストールですが、SourceForge.net: GNU Spice GUIからgspiceui-v0.8.55.tar.gzをダウンロードし、以下の手順で行います。

最初にファイルの展開。

$ tar xvfz gspiceui-v0.8.55.tar.gz

gspiceuiルートディレクトリへ移動してコンパイル。

$ cd gspiceui-v0.8.55
$ make

ルート権限になってインストール。

$ su
Password:
# make install

これでイインストールは完了しましたが、この状態でgspiceuiを起動すると、以下のようなメッセージがでます。

$ gspiceui
gspiceui: error while loading shared libraries: libwx_gtk2_xrc-2.6.so.0: cannot\
 open shared object file: No such file or directory

これは/usr/local/libにライブラリがインストールされますがデフォルトの設定では/usr/local/libのシェアードライブラリを読まないために起きます。
これは環境変数LD_LIBRARY_PATHに /usr/local/lib をセットするか、/etc/ld.so.conf に /usr/local/lib を追加して ldconfigを行うことによって解決できます。
とりあえずは

$ export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib

を実行して、同じシェルから起動させます。

GSpiceUIを使ってみる

GSpiceUIを起動します。

$ gspiceui &

起動する際にオプションで-s ngspiceを指定すると、シミュレータとしてNgspiceが使われることになります。オプションを指定しない場合デフォルトのGnucapとなります。

[File] - [Import]または「Import Schematic」アイコンをクリックして回路図エディタgschemで作成した2次のローパスフィルタlpf.schを読み込みます。回路図を読み込むと同時にgnetlistによってSPICEネットリストに変換され、変換された結果はCircuitウィンドウに表示されますので確認ができます。

AC解析（周波数特性解析）

AC解析（周波数特性解析）を実行するためには、観測するノードを選択し、AC解析タブを開いて、Start Frequency、End Frequency、Step数、Stepのスケール、ソース信号の振幅の設定、パラメータのチェックをします。ここでは、観測するポイントをVin、Vout、Start Frequencyを100Hz、End Frequencyを400KHｚ、ソース信号の振幅を1VそしてComples PartsでPhaseをチェックして「Run Simulation」アイコンをクリックします。
シミュレーションが実行され、シミュレーションウィンドウにシミュレーションの結果が表示されます。

シミュレーション結果を波形表示させるには「Plot Simulation Results」アイコンをクリックします。するとGwaveのWavePaneウィンドウとWavefileリストが起動します。

Wavefileリストから出力端での利得VMDB(vout)と位相VP(vout)をWavePanelにドラック&ドロップして波形を表示させます。

トランジェント（過渡応答）解析

トランジェント（過渡応答）解析は、オシロスコープで波形を観測するのに相当します。トランジェント（過渡応答）解析をするにはTransientタブを開いてSetupボタンをクリックして信号源の設定をします。ここでは周波数が50KHzの正弦波を設定しています。デフォルトでの振幅はピークトウピークで2Vになっているようです。

信号源の設定画面を閉じて、観測する開始時間から終了時間とサンプリング時間を設定します。それぞれStart Time、Stop Time、Step Incrementに値を入力します。ここでは開始時間を0、終了時間を500usec、サンプリング時間を1usecに設定しています。
これらの設定後、「Run Simulation」アイコンをクリックしてシミュレーションを実行します。

AC解析（周波数応答解析）と同様にシミュレーション結果を「Plot Simulation Resulta」アイコンをクリックしてGwaveを起動しシミュレーション結果波形を表示させます。
上のパネルが入力信号で下のパネルがローパスフィルタの出力波形です。

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