WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 11 |

Пример: $G_DPWR Команда GROUND NODE: <цифровой узел заземления> – определяет цифровой узел заземления, который будет использоваться подсхемами интерфейса, если аналоговое устройство связано с АЦП.

Пример: $G_DGND Выход AЦП будет эквивалентен ближайшему целому числу, рассчитанному по формуле (V(in,gnd)/V(ref,gnd))*(2(количество битов)).

Если число больше, чем 2(количество битов)-1, то все выходы будут равны 1 и выход "over" будет установлен в 1. Если целое число меньше нуля, то все выходы будут равны 0 и выход "over" будет установлен в 1.

Вначале моделирования выходы Out0, Out1,... Out N будут находиться в состоянии неопределенности "X", а выход STATUS станет равен "1" с задержкой TPCS секунд после фронта сигнала CONVERT, а TPSD секундами позже, Out0, Out1,... Out N выходы станут равными истинным данным, а TPDS секундами позже, выход STATUS будет равен состоянию "0".

Синтаксис временной модели в Split Text:

.model <название временной модели> UADC ([параметры модели]) Пример:

.model ADCMOD UADC (tpcsty=10ns tpsdty=25ns tpdsty =12ns) Обозначения наименования параметров задержек, используемых во временной модели АЦП, а также единицы измерения приведены в табл. 1.8.

1.8 Таблица временных параметров По Назва- Един Задержка умолние ицы чанию tpcsm фронт конверт к фронту статуса, миSec. n нимум фронт конверт к фронту статуса, tpcsty Sec. номинал tpcsm фронт конверт к фронту статуса, Sec. x максимум tpsdm фронт статуса к выходу и диапазонSec. n ному сигналу, минимум фронт статуса к диапазонному сигtpsdty Sec. налу, максимум tpsdm фронт статуса к выходу и диапазонSec. x ному сигналу, максимум tpdsm выход и диапазонный сигнал к спаду Sec. n статуса, минимум выход и диапазонный сигнал к спаду tpdsty Sec. статуса, номинал tpdsm выход и диапазонный сигнал к спаду Sec. x статуса, максимум Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) по модели аналогичны АЦП и представляют собой следующую конструкцию:

Формат схемотехнической модели – SPICE:

U<название> DAC (<количество битов>) +<цифровой разъем питания> <цифровое заземление> +<выход> <питание> <заземление> +<вход msb>... <вход lsb> +<имя временной модели> +<имя модели ввода-вывода> +MNTYMXDLY=<значение выбора задержки> +IO_LEVEL=<значение выбора интерфейса подсхемы>.

Примеры: U1 DAC(8) $G_DPWR $G_DGND +outsig ref1 +in7 in6 in5 in4 in3 in2 in1 in+D0_DAC IO_STD 1.2 СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ СРЕДСТВАМИ MICRO-CAP На рис. 1.8 – 1.10 приведены центральные окна программ MС5, MС6 и MС7. Учитывая, что меню команд у всех программ одинаковы, а строки инструментов отличаются, по большому счету незначительно, дальнейшее изложение будет ориентировано на MС5.

Рис. 1.8 Центральное окно программы MСРис. 1.9 Центральное окно программы MСРис. 1.10 Центральное окно программы MСПроектирование схем выполняется в центральном окне системы Micro-Cap путем выбора изображений необходимых компонентов из меню Component и размещения их в нужном месте экрана. При этом приходится выбирать компоненты из библиотек, перемещать изображения компонентов, поворачивать их вокруг базовой точки, указывать их имена и номиналы.

Например, в главном меню Component => Digital Primitives => Standard Gates => Or Gates => Or2 с помощью наведенного указателя мыши на позицию Or2 и щелчка левой клавиши (для МС6 и МС7 – следует удерживать ее после нажатия). Размещая указатель мыши на то место поля, где должен быть установлен вентиль и щелчка левой клавишей (для МС6 и МС7 – отпускания). На экране появится изображение двухвходового логического элемента ИЛИ. Оно сразу занимает правильное положение, но имеется возможность вращать его, если нажимать правую клавишу, не отпуская левую. Как только положение вентиля будет выбрано, отпускается левая клавиша.

В этот момент на экране появится окно настроек с перечислением типов модели вентиля – идеального или реального (DO GATE, DLY_TTL).

С помощью курсора и щелчка левой клавиши мыши выбирается желаемый тип вентиля. Выбранный тип появится в меню. На этом ввод первого компонента завершается. Аналогичным образом вводятся другие компоненты схемы. Одновременно с этим в окне Split Text появится описание модели вентиля, например, в таком виде:

.MODEL DLY_TTL UGATE (TPLHTY=11NS TPLHMX=22NS TPHLTY=8NS TPHLMX=15NS) При построении схемы придется неоднократно соединять компоненты отрезками проводов. Удобно делать это с помощью пиктограммы с изображением провода. Для этого необходимо установить указатель мыши на начало отрезка и нажать левую клавишу мыши, затем переместить курсор на нужную позицию и опустить левую кнопку мыши – будет построен нужный отрезок. Так можно "нарисовать" любые соединительные линии (рис. 1.11).

Рис. 1.11 Полностью собранная схема Системы схемотехнического моделирования Micro-Cap выгодно отличаются от других систем (например, PSPICE или Electronic Work bench, Serenade) своим сервисом. Самый трудный этап проектирования (задание схемы и ее топологическое и математическое описание) в них реализован простым и наглядным графическим диалогом. Он напоминает сборку схем с помощью аппликативного конструктора, содержащего компоненты электронных схем, из которых пользователь собирает нужную схему.

Особенностью MC является то, что для задания схем и управления системой в ходе анализа "корректности" построения схем и их моделирования не требуется знания никаких входных языков. Результаты анализа получаются как в числовой (табличной форме), так и в виде графиков, напоминающих осциллограммы, получаемые при исследовании схемы с помощью электронного осциллографа, характериографа или измерителя частотных характеристик.



Малосигнальный анализ во временной области После задания параметров всех компонент собранной схемы, она считается введенной в ЭВМ, после чего MC автоматически формирует сложные системы дифференциальных уравнений состояния, описывающих работу схем. Расчет переходных процессов производится интегрированием уравнений состояния конечно-разностным методом с переменным шагом во времени (идет адаптация к скорости моделируемых процессов). Переменные состояния определяют коэффициенты или условия математической модели, которая представляет схему в любой момент времени. Эти переменные должны быть установлены в начальные значения для запуска анализа.

MC выбирает начальные условия следующим образом: когда впервые выбирается временной анализ, все переменные состояния устанавливаются в ноль и все цифровые уровни – в "X". Это называется начальной инициализацией (setup initialization). Каждый раз, когда запускается новый процесс анализа, нажатием F2 или кнопки Run, выполняется текущая инициализация. Для того, чтобы решить что делать, MC читает опции переменных состояния из меню анализа. С помощью команд можно установить один из трех режимов инициализации:

Временной анализ: диалоговое окно управления Zero: переменные состояния, напряжения выводов, все токи приравниваются к 0. Цифровые уровни устанавливаются в "X", а для триггеров их выходы Q и QB, устанавливаются в "0", "1", или "X" в зависимости от глобального значения DIGINITSTATE. Это значение определено в Глобальных Установках.

Read: MC читает переменные из файла CIRCUITNAME.TOP. Этот файл создается Редактором Переменных Состояния.

Leave: MC ничего не делает с переменными состояния. Он просто не замечает их. При этом:

First run: если переменные не редактировались с Редактором Переменных Состояния, они все же принимают нулевые значения начальной инициализации.

Later run: если переменные не редактировались с Редактором Переменных Состояния, они принимают конечные значения последнего анализа.

Edited: если переменные редактировались с Редактором Переменных Состояния, то их значения берутся из данных редактора. Все подключенные к генераторам последовательностей контакты меняются на их значение T = tmin.

Когда выполняется Transient Analysis (временной анализ) из меню Analysis, MC тестирует схему на топологическую правильность и правильность задания параметров модели. Если ошибки не найдены, на экран выводится диалоговое окно TА-анализа, которое называется Analysis Limits (рис. 1.12). Это диалоговое окно позволяет вводить данные, регулирующие режим выполнения анализа, выбирать временной и частотный диапазоны, а) б) Рис. 1.12 Диалоговое окно временного анализа:

а – для MC5; б – для MC6 и MCвыбирать шкалу и выводить графики. Диалоговое окно Analysis Limits разделено на пять областей:

Кнопки, Числовые пределы, Опции форм графика, Выражения и Опции.

Кнопки Run: запускает процесс анализа. Если нажать кнопку Run из меню Tool, или клавишу F2 – тоже запустится анализ.

Add: добавляет новую строку графика, после строки, где установлен курсор. Строка графика состоит из полей опций и полей выражений, характеризующих оси графика Х и Y.

Delete: удаляет строку графика, которая содержит курсор.

Expand: расширяет текстовое поле, где находится курсор в большое диалоговое окно для редактирования и просмотра. Чтобы использовать эту кнопку, выделите мышью нужное текстовое поле и нажмите кнопку.

Stepping: вызывает диалоговое окно пошагового анализа.

Help: вызывает подсказку.

Поля числовых пределов Time Range: указывает временные границы анализа. Формат: tmax, tmin. Например, "3u,1u" указывает промежуток от 1 мкс до 3 мкс. По умолчанию tmin = 0.

Maximum Time Step: обуславливает максимальный временной шаг для анализа. MC выбирает наибольший возможный шаг по алгоритму адаптивной временной дискретизации, учитывая параметр RELTOL, причем погрешность дискретизации определяется автоматически. Мелкий шаг создает большее количество точек графика, крупный – меньшее. Точность контролируется встроенным механизмом LTE (Local Truncation Error). По умолчанию значение шага (tmax-tmin)/50.

Number of Points: указывает количество расчетных точек. По умолчанию – 51.

Temperature: указывает температурные условия работы схемы, которые обычно указываются в градусах по Цельсию. Формат описания следующий: высшая точка, низшая точка, шаг изменения. Температура изменяется от низшей до высшей с указанным шагом. Один полный анализ проводится для каждого температурного изменения. Переменная текущей температуры называется TEMP и может использоваться в других выражениях.

Waveform Options (опции форм графиков): находятся ниже числовых пределов. Каждая опция свойств графика действует только на график в своей строке. Опции следующие: X Log/Linear Scale: линейный или экспоненциальный масштаб по оси X. Иконка слева – экспоненциальный масштаб, справа – линейный.

Y Log/Linear Scale: аналогичная опция для оси Y.

Color: вызывает меню цветов. Есть 16 цветов для каждого конкретного графика.

Numeric Output: кнопка выбирает график для цифрового вывода. Этот вывод производится в файл CIRCUITNAME.ANO и показывается в окне Numeric Output.

User File: если кнопка нажата, тогда выражение Y в этой строке будет сохранно в пользовательский файл в табличном виде. Таблица позже могут быть использованы в других схемах пользовательских устройств, которые читают этот файл. Для дальнейшей информации обращайтесь к соответствующим разделам. Количество сохраняемых значений зависит от RELTOL: = 2 (6-lg(RELTOL)). Например, типичные значения RELTOL Number of values.001 512.0001 1024.00001 Monte Carlo: опция применяет к выходным параметрам алгоритмы Монте-Карло. Эти алгоритмы производят статистический анализ выбранного параметра, причем для анализа может быть выбран только один параметр.





Plot Group(Р): число от 1 до 9 в этом столбце делит графики на различные группы. Все графики с одним номером находятся в одной группе. Если поле – не заполнено, то это значит, что данный график не выводится на экран.

Expressions: поля указывают диапазон значений шкалы (X) и (Y) для графиков и выражений. MC может обрабатывать большой набор переменных и выражений для каждой оси. Обычно, они легки для понимания, как F (частота) или V(1) (напряжение в узле схемы № 1). Хотя, могут быть выражения и сложнее, например, V(2)*I(V1). Примеры:

D(A) – дискретный сигнал в узле A V(A) – напряжение в узле A V(A,B) – разность потенциалов в узлах A и B V(D) – падение напряжения на элементе D I(D) – ток через элемент D I(A,B) – ток между точками A и B IR(Q) – ток, например, коллектора транзистора Q VRS(Q – падение напряжения, напр., между базой и эмитте) ром Q CRS(Q – емкость, напр., между базой и эмиттером Q ) R(R) – сопротивление резистора R C(X) – емкость конденсатора или диода X Q(X) – добротность конденсатора или диода X L(L) – индуктивность катушки или дросселя L X(L) – поток в катушке или дросселе L B(L) – индукция B поля или дросселя L H(L) – напряженность H поля дросселя L T – время F – частота S – комплекс = 2*PI*F*j RND – датчик случайных чисел (0<= RND <=1) ONOIS – напряжение помехи на выходном узле E INOIS – напряжение помехи на входе (ONOISE/коэф. усиE ления).

X expression: поля в этом столбце используются для определения выражений оси X. Могут использоваться: T (время), иногда H(K1) (поле H элемента K1).

Y expression: выражения для оси Y. Обычно, здесь записаны выражения напряжений между контактами, например, V(12,11), или источника тока I(V1), но иногда записываются и сложные выражения такие, как V(VCC)*I(VCC) (мощность источника VCC).

X range: определяет границы диапазона графиков по оси X. Формат: Правая граница, Левая граница. Например, чтобы указать промежуток от 1 до 10 мкс, нужно писать "10u,1u". Значение левой границы по умолчанию равно нулю. Ключевое слово 'AUTO' также может быть использовано, тогда все границы будут определены автоматически.

Y range: то же самое для оси Y.

Options: опции Transient Analysis находятся справа. Эти опции контролируются либо выпадающим списком, либо кнопками. Опции Run устанавливаются выпадающими списками и могут быть доступны двумя путями.

Доступные опции Run Options. Normal: запускает моделирование без записи ее на диск.

Save: записывает результаты моделирования на диск в файл CIRCUITNAME.TSA.

Retrieve: загружает сохраненные ранее данные о моделировании из файла CIRCUITNAME.TSA.

Опции возымеют действие только после повторного проведения анализа.

Operating Point: кнопка включает режим построения переходного процесса, когда сначала рассчитываются токи и напряжения схемы по постоянному току для каждой точки, а затем по схемам замещения – амплитуды переменного тока, а на графике видно и то и другое.

Operating Point Only: если кнопка включена, то расчет схемы ведется только в режиме переменного тока.

Auto Scale Ranges: кнопка включает режим автоматического разбиения шкалы по осям Х и Y.

Пример сеанса моделирования для схемы (рис. 1.11) приведен на рис. 1.13.

Рис. 1.13 Моделирование работы схемы при подаче на входы импульсных сигналов Малосигнальный анализ в частотной области (AC-анализ, рис. 1.14) AC-анализ – частотный линейный анализ, осуществляемый MC по следующему алгоритму:

1 Рассчитывается режим схемы по постоянному току.

2 Создаются линейные эквиваленты моделей по переменному току для каждого компонента схемы.

3 Создается набор линейных дифференциальных уравнений.

4 Устанавливается частота входного сигнала fmin.

5 Решаются все уравнения для напряжений и токов во всех узлах схемы.

6 Строятся и выводятся запрошенные переменные.

7 Если частота равна fmax, то расчет заканчивается, если иначе – частота увеличивается на один шаг и переходят к пункту 5.

Частотный анализ используется при построении амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик аналоговых схем, а также при расчете реактивной мощности. При этом следует указывать в строке графика выражение V(C1)*I(C1), а чтобы построить реактивную мощность катушки индуктивности L1, указывайте V(L1)*I(L1).

Рис. 1.14 Диалоговое окно AC-анализа Когда выбирается AC-анализ из меню Analysis, MC тестирует схему и готовит внутренние структуры к анализу. Если ошибки не найдены, на экран выводится диалоговое окно AC-анализа. Называется оно Analysis Limits. Это диалоговое окно позволяет ввести данные, выбирать диапазон частоты, количество точек, графики. Диалоговое окно Analysis Limits разделено на пять областей: Кнопки, Числовые пределы, Опции формы графика, Выражения и Опции.

Область "кнопки" аналогична такой же области при временном анализе.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 11 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.