Аналого-цифровой интерфейс
Аналого-цифровые интерфейсы предназначены для преобразования аналогового напряжения в логический уровень. Они имитируют входные каскады цифровых ИС. Их схема замещения показана на рис. 6.3, а. Аналого-цифровые интерфейсы не обязательно включать в схему устройства вручную, так как программа PSpice автоматически расщепляет узел интерфейса и включает устройства интерфейса между аналоговым узлом и входным узлом цифрового устройства. Информация о логическом уровне сигнала на выходе интерфейса А/Ц может направляться двояко:
– в модуль логического моделирования программы PSpice;
– в файл (позднее этот файл может быть просмотрен визуально или использован в качестве источника цифрового сигнала при логическом моделировании в следующем сеансе).
  Рис. 6.3. Аналого-цифровой (а) и цифро-аналоговый (б) интерфейсы |
При взаимодействии аналоговых и цифровых компонентов в процессе моделирования описание интерфейса А/Ц (digital output: analog-to-digital) имеет формат
Oxxx <+узел интерфейса> <–узел интерфейса> <имя модели А/Ц>
+ DGTLNET=<имя цифрового узла> <имя модели вход/выход>
При записи логических уровней в файл описание интерфейса А/Ц имеет формат
Oxxx <+узел интерфейса> <–узел интерфейса> <имя модели А/Ц>
+ [SIGNAME=<имя цифрового сигнала>]
Приведем примеры:
O12 ANALOG_NODE DIGITAL_GND DOUT_133
+ DGTLNET=DIG_NODE IO_STD
OVCO 17 0 TO_TTL SIGNAME=VCO_OUT; передача данных в файл
Модель аналого-цифрового интерфейса описывается предложением
.MODEL <имя модели А/Ц> DOUTPUT [<параметры модели>]
Параметры модели аналого-цифрового интерфейса приведны в табл. 6.1.
Таблица 6.1
| Идентификатор | Параметр | Значение по умолчанию | Единица измерения | ||||
| RLOAD | Сопротивление нагрузки | 1/GMIN | Ом | ||||
| CLOAD | Емкость нагрузки | 0 | Ф | ||||
| CHGONLY | Флаг преобразования: 0 – преобразование на каждом шаге по времени; 1 – преобразование при наличии изменения входного напряжения (только при записи в файл) | ||||||
| S0NAME | Имя логического состояния “0” | ||||||
| S0VLO | Нижний уровень напряжения логического “0” | В | |||||
| S0VHI | Верхний уровень напряжения логического “0” | В | |||||
| S1NAME | Имя логического состояния “1” | ||||||
| S1VLO | Нижний уровень напряжения логической “1” | В | |||||
| S1VHI | Верхний уровень напряжения логической “1” | В | |||||
| . . . . . | . . . . . . . . . . . | . . . . . | . . . | ||||
| S19NAME | Имя логического состояния “19” | ||||||
| S19VLO | Нижний уровень напряжения логического состояния “19” | В | |||||
| S19VHI | Верхний уровень напряжения логического состояния “19” | В | |||||
| SXNAME | Имя логического состояния, когда напряжение на узле интерфейса находится вне заданных границ | ? | |||||
| FILE | Имя файла цифрового сигнала (только при записи в файл) | ||||||
| FORMAT | Код формата входного файла цифровых сигналов (только при записи в файл) | 1 | |||||
| TIMESTEP | Интервал дискретизации по времени при с записи в файл | 10 | c | ||||
| TIMESCALE | Масштабный коэффициент при расчете интервала времени TIMESTEP (только при записи в файл) | 1 |
Каждому i- му логическому состоянию соответствует определенный диапазон напряжений
SiVL0...SiVHI. До тех пор пока входное напряжение интерфейса А/Ц Vвх
не выходит за его границы, логическое состояние на выходе интерфейса А/Ц не изменяется. В противном случае входное напряжение будет сравниваться с пороговыми уровнями, начиная с S0VLO, пока оно не попадет в какой-нибудь интервал. Если оно не попадает ни в один интервал напряжений, логическому состоянию интерфейса А/Ц по умолчанию присваивается символ “?” (его можно изменить с помощью параметра SXNAME).
При взаимодействии с модулем логического моделирования программы PSpice имена логических состояний должны быть “0”, “1”, “X”, “R”, “F” или “Z” (однако состояние “Z” обычно не используется, так как состояние высокого импеданса не определяет уровень напряжения).
Параметры TIMESCALE, FILE, CHGONLY
и FORMAT используются только при записи цифрового сигнала в файл. Параметр TIMESTEP
определяет точность установления момента времени изменения логического состояния. При расчете переходных процессов в аналоговых цепях время интегрирования не может превышать значение TIMESTEP. По умолчанию этот параметр принимает меньшее из значений 1 нс или 1/DIGFREQ (параметр DIGFREQ устанавливается по директиве .OPTIONS). Моменты времени, в которые записываются значения выборок сигнала, равны целым значениям величин
k = TIMESCALE·TIME/TIMESTEP,
где TIME – текущее время моделирования, k – номер отсчета. По умолчанию TIMESCALE=1. Для экономии машинного времени следует назначать значение параметра TIMESTEP, исходя из скорости изменения напряжения.
При записи дискретизированного сигнала в файл его имя указывается в опции
SIGNAME=<имя файла>
Если эта опция опущена, то в качестве имени файла будет принято имя интерфейса А/Ц Oxxx без первого символа O.
Логическое состояние интерфейса А/Ц можно просмотреть с помощью программы Probe, указывая в качестве имени переменной B(Oxxx), см.
комментарий к интерфейсу Ц/А.
Моделирование входной цепи реального цифрового компонента с помощью линейной RС-цепи, как показано на рис. 6.3, а, не всегда обеспечивает достаточную точность расчетов. Поэтому пользователь должен иметь в своем распоряжении несколько моделей входных цепей логических компонентов, оформляя их в виде макромоделей. В качестве примера на рис. 6.4 представлена нелинейная модель входной цепи логических элементов ТТЛ, к которой подключено стандартное устройство сопряжения типа Oxxx.
 Рис. 6.4. Нелинейная модель входной цепи цифрового компонента |
Библиотека AMB.SLB
| Имя,
назначение | Символ | Атрибуты | |||
| ABM,
число p (источник ЭДС) |  | REFDES=ABM?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {@EXP1 ?EXP2|\n+ @EXP2| ?EXP3|\n + @EXP3| ?EXP4|\n + @EXP4|} EXP1=3.14159265 – константа EXP2= EXP3= EXP4= | |||
| ABM1,
Делитель 1:10 (управляемый источник ЭДС) |  | REFDES=ABM1?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {@EXP1 ?EXP2|\n+ @EXP2| ?EXP3|\n + @EXP3| ?EXP4|\n + @EXP4|} EXP1=(V(%IN)*100)/1000 EXP2= EXP3= EXP4= | |||
| ABM2,
среднее двух напряжений (источник ЭДС) |  | REFDES=ABM2?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {@EXP1 ?EXP2|\n+ @EXP2| ?EXP3|\n + @EXP3| ?EXP4|\n + @EXP4|} EXP1=(V(%IN1) EXP2=+V(%IN2))/2.0 EXP3= EXP4= | |||
| ABM3,
среднее трех напряжений (источник ЭДС) |  | REFDES=ABM3?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {@EXP1 ?EXP2|\n+ @EXP2| ?EXP3|\n + @EXP3| ?EXP4|\n + @EXP4|} EXP1=(V(%IN1) EXP2=+V(%IN2) EXP3=+V(%IN3))/3.0 EXP4= | |||
| ABM/I,
число Ö2 (источник тока) |  | REFDES=ABMI?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT 0 VALUE {@EXP1 ?EXP2|\n+ @EXP2| ?EXP3|\n + @EXP3| ?EXP4|\n + @EXP4|} EXP1=1.4142136 – константа EXP2= EXP3= EXP4= | |||
| ABM1/I,
входное напряжение +100 В, деленное на 1000 (источник тока) |  | REFDES=ABM1I?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT 0 VALUE {@EXP1 ?EXP2|\n+ @EXP2| ?EXP3|\n + @EXP3| ?EXP4|\n + @EXP4|} EXP1=(V(%IN)+100)/1000 EXP2= EXP3= EXP4= | |||
| ABM2/I,
среднее двух напряжений (источник тока) |  | REFDES=ABM2I?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT 0 VALUE {@EXP1 ?EXP2|\n+ @EXP2| ?EXP3|\n + @EXP3| ?EXP4|\n + @EXP4|} EXP1=(V(%IN1)+V(%IN2))/2.0 EXP2= EXP3= EXP4= | |||
| ABM3/I,
среднее трех напряжений (источник тока) |  | REFDES=ABM3I?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT 0 VALUE {@EXP1 ?EXP2|\n+ @EXP2| ?EXP3|\n + @EXP3| ?EXP4|\n + @EXP4|} EXP1=(V(%IN1) EXP2=+V(%IN2) EXP3=+V(%IN3))/3.0 EXP4= | |||
| ABS,
абсолютная величина |  | REFDES=ABS?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {ABS(V(%IN))} | |||
| ARCTAN,
арктангенс (источник ЭДС) |  | REFDES=ARCTAN?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {ATAN(V(%IN))} | |||
| ATAN, арктангенс (источник ЭДС) |  | REFDES=ATAN?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {ATAN(V(%IN))} | |||
| BANDPASS, чебышевский полосовой фильтр |  | REFDES=BPASS?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 CHEBYSHEV {V(%IN)} BP (@F0 @F1 @F2 @F3) @RIPPLE @STOP F0=10Hz F1=100Hz F2=300Hz F3=1000Hz RIPPLE=1dB – затухание в полосе пропускания STOP=50dB – затухание в полосе задерживания | |||
| BANDREJ, чебышевский режекторный фильтр |  | REFDES=BPASS?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 CHEBYSHEV {V(%IN)} BR (@F0 @F1 @F2 @F3) @RIPPLE @STOP F0=10Hz F1=100Hz F2=300Hz F3=1000Hz RIPPLE=1dB – затухание в полосе пропускания STOP=50dB – затухание в полосе задерживания | |||
| CONST,
источник постоянного напряжения |  | REFDES=CONST?
TEMPLATE=V^@REFDES %OUT 0 DC @VALUE VALUE=1.000 – константа | |||
| COS,
функция косинус |  | REFDES=COS?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {COS(V(%IN))} | |||
| DIFF,
вычитание напряжений |  | REFDES=DIFF?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {V(%IN2,V(%IN1)} | |||
| DIFFER,
дифференци-рующее уст-ройство |  | REFDES=DIFFER?
TEMPLATE=C^@REFDES %IN $$U^@REFDES 1 \n V^@REFDES $$U^REFDES 0 0v\n E^@REFDES %OUT 0 VALUE {@GAIN*I(V^@REFDES)} GAIN=1.0 – коэффициент усиления | |||
| EXP,
функция экс-понента |  | REFDES=EXP?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {EXP(V(%IN))} | |||
| FTABLE,
табличное задание передаточной функции в частотной области |  | REFDES=FTABLE?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 FREQ {V(%IN)} @ROW1 ?ROW2|\n+ @ROW2| ?ROW3\|n+ @ROW3| ?ROW4|\n+ @ROW4| ?ROW5|\n+ @ROW5| ROW1=0Hz 0 0 – частота, модуль (в дБ), фаза (в град.) ROW2=10Hz -3 -30 ROW3=20Hz -6 -90 ROW4=30Hz -10 -120 ROW5=40Hz -15 -150 | |||
| GAIN,
усилитель |  | REFDES=GAIN?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {@GAIN*V(%IN)} | |||
| GLIMIT,
усилитель–жесткий ограничитель |  | REFDES=GLIMIT?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 TABLE {@GAIN*V(%IN)} (-1,@LO) (1,@HI) GAIN=1k – коэффициент усиления HI=10 – верхний уровень ограничения LO=0 – нижний уровень ограничения | |||
| HILO,
усилитель–ограничитель с характеристи-кой тангенс гиперболический |  | REFDES=LIMIT?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {@B+(@A*@TANH)} GAIN=1k – коэффициент усиления HI=10 – верхний уровень ограничения LO=0 – нижний уровень ограничения A=(((@HI)-(@LO))/2) B=(((@HI)+(@LO))/2) V=(@GAIN)*V(%IN)-@B) TANH=(EXP(@V)\n+ -EXP(-@V))\n+ /(EXP(@V)\n+ +EXP(-@V)) | |||
| HIPASS,
фильтр верхних частот |  | REFDES=HIPASS?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 CHEBYSHEV {V(%IN)} HP (@FP @FS) @RIPPLE @STOP FP=100Hz FS=10Hz RIPPLE=1dB – затухание в полосе пропускания STOP=50dB – затухание в полосе задерживания | |||
| INTEG,
интегратор (источник тока, пропорциональ-ный интегралу входного напряжения) |  | REFDES=INTEG?
TEMPLATE=G^@REFDES 0 $$U^@REFDES VALUE {V(%IN)} \n C^@REFDES $$U^REFDES 0 {1/@GAIN} \n R^@REFDES $$U^@REFDES 0 1G\n E^@REFDES %OUT 0 VALUE {V($$U^@REFDES)} ?IC#\n.IC V($$U^@REFDES)=@IC# IC=0v – начальное значение интеграла GAIN=1.0 – коэффициент усиления | |||
| LAPLACE,
преобразование Лапласа |  | REFDES=LAPLACE?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 LAPLACE {V(%IN)} {(@NUM)/(@DENOM)} NUM=1 (числитель) DENOM=1+s (знаменатель) | |||
| LIMIT,
ограничитель |  | REFDES=LIMIT?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {LIMIT(V(%IN), @LO,@HI)} HI=10 – верхний уровень ограничения LO=0 – нижний уровень ограничения | |||
| LOG,
натуральный логарифм |  | REFDES=LOG?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {LOG(V(%IN))} | |||
| LOG10,
десятичный логарифм |  | REFDES=LOG10?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {LOG10(V(%IN))} | |||
| LOPASS,
фильтр нижних частот |  | REFDES=LOPASS?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 CHEBYSHEV {V(%IN)} LP (@FP @FS) @RIPPLE @STOP FS=100Hz FP=10Hz RIPPLE=1dB – затухание в полосе пропускания STOP=50dB – затухание в полосе задерживания | |||
| MULT,
перемножи-тель |  | REFDES=MULT?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {V(%IN1)*V(%IN2)}} | |||
| PWR,
степенная функция |  | REFDES=PWR?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {PWR(V(%IN),@EXP)} EXP=1.0 – показатель степени | |||
| PWRS,
степенная функция |  | REFDES=PWRS?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {PWR(V(%IN),@EXP)} EXP=1.0 – показатель степени | |||
| SIN,
функция синус |  | REFDES=SIN?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {SIN(V(%IN))} | |||
| SOFTLIM,
мягкий усилитель-ограничитель (с характеристи-кой тангенс гиперболический) |  | REFDES=SLIMIT?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {@B+(@A*@TANH)} GAIN=1k – коэффициент усиления HI=10 – верхний уровень ограничения LO=0 – нижний уровень ограничения A=(((@HI)-(@LO))/2) B=(((@HI)+(@LO))/2) V=(@GAIN)*V(%IN)-@B) TANH=(EXP(@V)\n+ -EXP(-@V))\n+ /(EXP(@V)\n+ +EXP(-@V)) | |||
| SQRT,
корень квадратный |  | REFDES=SQRT?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {SQRT(V(%IN))} | |||
| SUM,
суммирование напряжений |  | REFDES=SUM?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {V(%IN1)+V(%IN2)} | |||
| TABLE,
табличное задание передаточной функции |  | REFDES=TABLE?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 TABLE {V(%IN)} @ROW1 ?ROW2|\n+ @ROW2| ?ROW3\|n+ @ROW3| ?ROW4|\n+ @ROW4| ?ROW5|\n+ @ROW5| ROW1=0v 0v – аргумент, функция ROW2=1v 1v ROW3=2v 4v ROW4=3v 9v ROW5=4v 16v | |||
| TAN,
функция тангенс |  | REFDES=TAN?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT 0 VALUE {TAN(V(%IN))} | |||
| EFREQ,
табличное задание комплексного коэффициента передачи |  | REFDES=E?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT+ %OUT- FREQ {EXPR} (@TABLE) EXPR=V(%IN+,%IN-) – выражение для входной переменной TABLE=(0,0,0) (1Meg,-10,90) – таблица передаточной функции (частота; модуль, в дБ; фаза, в град.) | |||
| ELAPLACE,
задание коэффициента передачи преобразо-ванием Лапласа |  | REFDES=E?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT+ %OUT- LAPLACE {EXPR} (@XFORM) EXPR=V(%IN+,%IN-) – выражение для входной переменной XFORM=1/s – передаточная функция | |||
| EMULT,
перемножитель напряжений |  | REFDES=E?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT+ %OUT- VALUE {V(%IN1+,%IN1-)* V(IN2+,%IN2-)} | |||
| ESUM,
сумматор напряжений |  | REFDES=E?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT+ %OUT- VALUE {V(%IN1+,%IN1-) +V(IN2+,%IN2-)} | |||
| ETABLE,
табличное задание передаточной функции |  | REFDES=E?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT+ %OUT- TABLE EXPR} (@TABLE) EXPR=V(%IN+,%IN-) – выражение для входной переменной TABLE=(-15,-15) (15,15) – таблица передаточной функции | |||
| EVALUE,
нелинейная передаточная функция |  | REFDES=E?
TEMPLATE=E^@REFDES %OUT+ %OUT- VALUE {EXPR} EXPR=V(%IN+,%IN-) – выражение для передаточной функции | |||
| GFREQ,
табличное задание комплексного коэффициента передачи источником тока |  | REFDES=G?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT+ %OUT- FREQ {EXPR} (@TABLE) EXPR=V(%IN+,%IN-) – выражение для входной переменной TABLE=(0,0,0) (1Meg,-10,90) – таблица передаточной функции (частота; модуль, в дБ; фаза, в град.) | |||
| GLAPLACE,
задание коэффициента передачи источника тока преобразо-ванием Лапласа |  | REFDES=G?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT+ %OUT- LAPLACE {EXPR} (@XFORM) EXPR=V(%IN+,%IN-) – выражение для входной переменной XFORM=1/s – передаточная функция | |||
| GMULT,
перемножитель напряжений (источник тока) |  | REFDES=G?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT+ %OUT- VALUE {V(%IN1+,%IN1-) *V(IN2+,%IN2-)} | |||
| GSUM,
сумматор напряжений (источник тока) |  | REFDES=G?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT+ %OUT- VALUE V(%IN1+,%IN1-) +V(IN2+,%IN2-)} | |||
| GTABLE,
табличное задание передаточной функции источника тока |  | REFDES=G?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT+ %OUT- TABLE {EXPR} (@TABLE) EXPR=V(%IN+,%IN-) – выражение для входной переменной TABLE=(-15,-15) (15,15) – таблица передаточной функции | |||
| GVALUE,
нелинейная передаточная функция источника тока |  | REFDES=G?
TEMPLATE=G^@REFDES %OUT+ %OUT- VALUE {EXPR} EXPR=V(%IN+,%IN-) – выражение для передаточной функции |
Библиотека ANALOG.SLB
| Имя,
назначение | Символ | Атрибуты | |||
| C,
конденсатор |  | REFDES=С?
TEMPLATE=С^@REFDES %1 %2 @VALUE ?IC/IC=@IC/ VALUE=1n – емкость конденсатора IC= – начальное напряжение на конденсаторе | |||
| C_var,
переменный конденсатор |  | REFDES=С?
TEMPLATE=С^@REFDES %1 %2 {@VALUE*@SET+0.001p} VALUE=1n – максимальная емкость SET=0.5 – масштабный коэффициент изменения емкости | |||
| E,
ИНУН |  | REFDES=E?
TEMPLATE=E^@REFDES %3 %4 %1 %2 @GAIN GAIN=1 – коэффициент усиления | |||
| E_POLY,
нелинейный ИНУН (с нулевой постоянной составляющей) |  | REFDES=E?
TEMPLATE=E^@REFDES %3 %4 POLY(@VALUE) %1 %2 0.0 @COEF VALUE=1 – порядок полинома COEF=1 – строка коэффициентов полинома | |||
| F,
ИТУТ |  | REFDES=F?
TEMPLATE=F^@REFDES %3 %4 %1 %2 @GAIN GAIN=1 – коэффициент усиления | |||
| F_POLY,
нелинейный ИTУТ (с ну- левой постоянной составляющей) |  | REFDES=F?
TEMPLATE=F^@REFDES %3 %4 POLY(@VALUE) %1 %2 0.0 @COEF VALUE=1 – порядок полинома COEF=1 – строка коэффициентов полинома | |||
| G,
ИТУН |  | REFDES=G?
TEMPLATE=G^@REFDES %3 %4 %1 %2 @GAIN GAIN=1 – коэффициент пропорциональности | |||
| G_POLY,
нелинейный ИТУН (с нулевой постоянной составляющей) |  | REFDES=G?
TEMPLATE=F^@REFDES %3 %4 POLY(@VALUE) %1 %2 0.0 @COEF VALUE=1 – порядок полинома COEF=1 – строка коэффициентов полинома | |||
| H,
ИНУТ |  | REFDES=H?
TEMPLATE=H^@REFDES %3 %4 %1 %2 @GAIN GAIN=1 – коэффициент пропорциональности | |||
| H_POLY,
нелинейный ИНУТ (с ну- левой постоянной составляющей) |  | REFDES=H?
TEMPLATE=H^@REFDES %3 %4 POLY(@VALUE) %1 %2 0.0 @COEF VALUE=1 – порядок полинома COEF=1 – строка коэффициентов полинома | |||
| L,
индуктивность |  | REFDES=L?
TEMPLATE=L^@REFDES %1 %2 @VALUE ?IC/IC=@IC/ VALUE=10uH – индуктивность IC= – начальный ток через индуктивность | |||
| R,
резистор |  | REFDES=R?
TEMPLATE=R^@REFDES %1 %2 @VALUE ?TC/TC=@TC/ VALUE=1k – сопротивление резистора TC= – температурный коэффициент резистора | |||
| R_var,
переменное сопротивле-ние |  | REFDES=R?
TEMPLATE=R^@REFDES %1 %2 {@VALUE*@SET+.001} VALUE=1k – максимальное сопротивление SET=0.5 – масштабный коэффициент изменения сопротивления | |||
| T,
линия передачи без потерь |  | REFDES=T?
TEMPLATE=T^@REFDES %A+ %A- %B+ %B- Z0=@Z0 ?TD=/TD=@TD/ ?F/F=@F/ ?NL/NL=@NL/ Z0= – волновое сопротивление линии (Ом) TD= – задержка сигнала в линии (с) F= – частота (Гц) NL= – электрическая длина линии на частоте F (по умолчанию NL=1/4) | |||
| TLOSSY,
линия передачи с потерями |  | REFDES=T?
TEMPLATE=T^@REFDES %A+ %A- %B+ %B- LEN=@LEN R=@R L=@L G=@G C=@C LEN=1– длина линии (м) R=1 – погонное сопротивление линии (Ом/м) L= 1– погонная индуктивность линии (Гн/м) G=1 – погонная проводимость линии (См/м) C=1 – погонная емкость линии (Ф/м) | |||
| XFRM_LI-NEAR,
линейный трансформатор без потерь |  | REFDES=TX?
TEMPLATE= K^@REFDES L1^@REFDES L2^@REFDES @COUPLING\n L1^@REFDES %1 %2 @L1_VALUE\n L2^@REFDES %3 %4 @L2_VALUE L1_VALUE= – индуктивность 1-й обмотки L2_VALUE= – индуктивность 2-й обмотки COUPLING= – коэффициент связи |
Библиотека BREAKOUT.SLB
| Имя,
назначение | Символ | Атрибуты | |||
| Bbreak,
арсенид-галлиевый полевой транзистор с каналом n-типа |  | REFDES=B?
AREA= – количество параллельно включенных транзисторов MODEL=Bbreak – имя модели транзистора TEMPLATE=B^@REFDES %D %G %S @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| Cbreak,
конденсатор |  | REFDES=C?
VALUE=1n – значение емкости IC= – начальное значение напряжения на конденсаторе MODEL=Cbreak – имя модели конденсатора TEMPLATE=C^@REFDES %1 %2 @MODEL @VALUE ?IC/IC=@IC/ | |||
| Dbreak,
диод |  | REFDES=D?
AREA= – количество параллельно включенных диодов MODEL=Dbreak – имя модели диода TEMPLATE=D^@REFDES %1 %2 @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| Dbreak3,
два диода с объединенными катодами |  | REFDES=D?
AREA= MODEL=Dbreak3 – имя макромодели двух диодов TEMPLATE=X^@REFDES %1 %2 %3 @MODEL | |||
| DbreakCR,
варистор |  | REFDES=D?
AREA= MODEL=Dbreak – имя модели варистора TEMPLATE=D^@REFDES %1 %2 @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| DbreakVV,
варикап |  | REFDES=D?
AREA= MODEL=Dbreak TEMPLATE=D^@REFDES %1 %2 @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| DbreakZ,
стабилитрон |  | REFDES=D?
AREA= MODEL=Dbreak TEMPLATE=D^@REFDES %1 %2 @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| JbreakN,
полевой транзистор с каналом n-типа |  | REFDES=J?
AREA= MODEL=JbreakN TEMPLATE=J^@REFDES %D %G %S @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| JbreakP,
полевой транзистор с каналом p-типа |  | REFDES=J?
AREA= MODEL=JbreakP TEMPLATE=J^@REFDES %D %G %S @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| Lbreak,
индуктивность |  | REFDES=L?
VALUE= – значение индуктивности IC= – начальное значение тока через индуктивность MODEL=Lbreak TEMPLATE=L^@REFDES %1 %2 @MODEL @VALUE ?IC/IC=@IC/ | |||
| MbreakN,
МОП-транзистор с каналом n-типа |  | REFDES=M?
L= W= AD= AS= PD= PS= NRD= NRS= NRG= NRB= M= MODEL=MbreakN TEMPLATE=M^@REFDES %D %G %S %B @MODEL\n+ ?L/L=@L/ ?W/W=@W/... ?M/M=@M/ | |||
| MbreakN3,
МОП-транзистор с каналом n-типа (подложка соединена с истоком) |  | REFDES=M?
L= W= AD= AS= PD= PS= NRD= NRS= NRG= NRB= M= MODEL=MbreakN TEMPLATE=M^@REFDES %D %G %S %S @MODEL\n+ ?L/L=@L/ ?W/W=@W/... ?M/M=@M/ | |||
| MbreakN4,
МОП-транзистор с каналом n-типа |  | REFDES=M?
L= W= AD= AS= PD= PS= NRD= NRS= NRG= NRB= M= MODEL=MbreakP TEMPLATE=M^@REFDES %D %G %S %B @MODEL\n+ ?L/L=@L/ ?W/W=@W/... ?M/M=@M/ | |||
| MbreakP,
МОП-транзистор с каналом p-типа |  | REFDES=M?
L= W= AD= AS= PD= PS= NRD= NRS= NRG= NRB= M= MODEL=MbreakP TEMPLATE=M^@REFDES %D %G %S %B @MODEL\n+ ?L/L=@L/ ?W/W=@W/... ?M/M=@M/ | |||
| MbreakP3,
МОП-транзистор с каналом p-типа (подложка соединена с истоком) |  | REFDES=M?
L= W= AD= AS= PD= PS= NRD= NRS= NRG= NRB= M= MODEL=MbreakP TEMPLATE=M^@REFDES %D %G %S %S @MODEL\n+ ?L/L=@L/ ?W/W=@W/... ?M/M=@M/ | |||
| MbreakP4,
МОП-транзистор с каналом p-типа |  | REFDES=M?
L= W= AD= AS= PD= PS= NRD= NRS= NRG= NRB= M= MODEL=MbreakP TEMPLATE=M^@REFDES %D %G %S %B @MODEL\n+ ?L/L=@L/ ?W/W=@W/... ?M/M=@M/ | |||
| POT,
потенциометр |  | REFDES=R?
VALUE=1k – сопротивление потенциометра SET=0.5 – коэффициент деления сопротивлений TEMPLATE=RT^@REFDES %1 %t {@VALUE*(1-@SET)+0.001}\n RS^@REFDES %t %2 {@VALUE*@SET+0.001} | |||
| QbreakL,
биполярный боковой p–n–p-транзистор |  | REFDES=Q?
AREA= MODEL=QbreakL TEMPLATE=Q^@REFDES %c %b %e [%s] @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| QbreakN,
биполярный n–p–n- транзистор |  | REFDES=Q?
AREA= MODEL=QbreakN TEMPLATE=Q^@REFDES %c %b %e @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| QbreakN3,
биполярный n–p–n-транзистор |  | REFDES=Q?
AREA= MODEL=QbreakN TEMPLATE=Q^@REFDES %c %b %e @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| QbreakN4,
биполярный n–p–n-транзистор с выводом подложки |  | REFDES=Q?
AREA= MODEL=QbreakN TEMPLATE=Q^@REFDES %c %b %e [%s] @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| QbreakP,
биполярный p–n–p- транзистор |  | REFDES=Q?
AREA= MODEL=QbreakP TEMPLATE=Q^@REFDES %c %b %e @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| QbreakP3,
биполярный p–n–p- транзистор |  | REFDES=Q?
AREA= MODEL=QbreakP TEMPLATE=Q^@REFDES %c %b %e @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| QbreakP4,
биполярный p–n–p- транзистор с выводом подложки |  | REFDES=Q?
AREA= MODEL=QbreakP TEMPLATE=Q^@REFDES %c %b %e [%s] @MODEL ?AREA/@AREA/ | |||
| Rbreak,
резистор |  | REFDES=R?
VALUE=1k – сопротивление резистора TC= – температурный коэффициент сопротивления TEMPLATE=R^@REFDES %1 %2 @VALUE ?TC/TC=@TC/ | |||
| Sbreak,
ключ, управляемый напряжением |  | REFDES=S?
MODEL=Sbreak TEMPLATE=S^@REFDES %3 %4 %1 %2 @MODEL\n RS^REFDES %1 %2 1G | |||
| Wbreak,
ключ, управляемый током |  | REFDES=W?
MODEL=Wbreak TEMPLATE=W^@REFDES %3 %4 VW^REFDES @MODEL\n VW^REFDES %1 %2 0V | |||
| XFRM_NON-LINEAR,
трансформатор с магнитным сердечником |  | REFDES=TX?
L1_TURNS= – число витков 1-й обмотки L2_TURNS= – число витков 2-й обмотки COUPLING= – коэффициент связи TEMPLATE=K^@REFDES L1^@REFDES L2^@REFDES @COUPLING @MODEL\n L1^@REFDES %1 %1 @L1_TURNS\n L2^@REFDES %3 %4 @L2_TURNS |
Библиотека CONNECT.SLB
| Имя,
назначение | Символ | Атрибуты | |||
| CONNECTOR,
гнездо |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| DB9,
9-контактное гнездо типа D |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| DB25,
25-контактное гнездо типа D |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| EDGE62,
62-контактный разъем печатного монтажа |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| EDGE40,
40-контактный разъем печатного монтажа |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| DB25M,
вилка 25-штырькового разъема типа D |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| male,
вилка |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| DB9M,
гнездо 9-штырькового разъема типа D |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| DB25F,
гнездо 25-штырькового разъема типа D |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| DB9F,
9-контактное гнездо типа D |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| DIN5,
5-штырьковое гнездо типа DIN |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? | |||
| DIN96,
96-штырьковое гнездо типа DIN |  | REFDES=P?
PKGREF=P? PART= GATE=G? |
Библиотека PORT.SLB
| Имя,
назначение | Символ | Атрибуты | |||
| AGND,
аналоговая земля |  | LABEL=0 | |||
| EGND,
корпус |  | LABEL=0 | |||
| BUBBLE,
соединитель |  | LABEL= | |||
| GLOBAL,
глобальный соединитель |  | LABEL= | |||
| OFFPAGE,
соединитель между страницами |  | LABEL= | |||
| IF_IN,
входной порт интерфейса |  | LABEL= | |||
| IF_OUT,
выходной порт интерфейса |  | LABEL= | |||
| INTERFACE,
порт интерфейса |  | LABEL= | |||
| HI,
цифровой порт высокого уровня |  | LABEL=$D_HI | |||
| LO,
цифровой порт низкого уровня |  | LABEL=$D_LO | |||
| NC,
неподсоединенный цифровой порт |  | LABEL=$D_NC | |||
| X,
цифровой порт неопределенного состояния |  | LABEL=$D_X | |||
| EXTERNAL_IN,
глобальный соединитель |  | LABEL=
EXTERNAL=INPUT | |||
| EXTERNAL_OUT,
глобальный соединитель |  | LABEL=
EXTERNAL=OUTPUT | |||
| EXTERNAL_BI,
глобальный соединитель |  | LABEL=
EXTERNAL=BIPUT | |||
| GND_ANALOG,
аналоговая земля | | LABEL=0 | |||
| GND_EARTH,
корпус | | LABEL=0 |
Библиотека SOURCE.SLB
| Имя,
назначение | Символ | Атрибуты | |||
| ISTIM,
источник тока для StmEd |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|AC @AC| STIMULUS=@STIMULUS DC= – постоянная составляющая тока AC= – амплитуда тока при анализе в частотной области STIMULUS= STIMTYPE=ANALOG | |||
| VSTIM,
источник напряжения для StmEd |  | REFDES=V?
TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|AC @AC| STIMULUS=@STIMULUS DC= – постоянная составляющая напряжения AC= – амплитуда напряжения при анализе в частотной области STIMULUS= STIMTYPE=ANALOG | |||
| DigStim,
источник цифрового сигнала для StmEd |  | REFDES=DSTM?
TEMPLATE=U^@REFDES STIM(%#*OUT,0) %PWR %GND %*OUT @IOMODEL STIMULUS=@STIMULUS STIMULUS= IOMODEL=IO_STIM STIMTYPE=DIGITAL ipin(PWR)$G_DPWR ipin(GND)=$G_DGND | |||
| DigClock,
источник цифрового сигнала |  | REFDES=DSTM?
TEMPLATE=U^@REFDES STIM(1,1) %PWR %GND %1 @IO_MODEL IO_LEVEL=@IO_LEVEL\n+ 0 @STARTVAL\n+ LABEL=START\n+ +?DELAY/ /@OFFTIME/ @OPPVAL\n+ +@ONTIME @STARTVAL\n+ +@OFFTIME goto START-1 times DELAY= – задержка ONTIME=.5uS OFFTIME=.5uS STARTVAL=0 OPPVAL=1 IO_MODEL=IO_STM IO_LEVEL=0 ipin(PWR)$G_DPWR ipin(GND)=$G_DGND | |||
| FileStim,
источник цифрового сигнала, записанного в файле |  | REFDES=DSTM?
TEMPLATE=U^@REFDES FSTIM(%#*1) %PWR %GND %*1 @IO_MODEL FILE=“@FileName” IO_LEVEL=@IO_LEVEL ?SigName/SIGNAMES=@SigName/ IO_MODEL=IO_STM IO_LEVEL=0 FileName= – имя файла библиотеки сигналов SigName= – имя сигнала ipin(PWR)$G_DPWR ipin(GND)=$G_DGND | |||
| IAC,
простой источник тока в режимах AC, DC |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC| ?AC|AC @AC| DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области | |||
| IDC,
источник постоянного тока (режим DC) |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC| DC=0A – постоянная составляющая напряжения | |||
| IEXP,
экспоненциальный источник тока |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC|\n +EXP @I1 @I2 #TD1 /@TD1/ #TC1/@TC1/ #TD2/@TD2/ #TC2/@TC2/ DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области I1= – минимальный ток I2= – максимальный ток TD1= – задержка TC1= – постоянная времени переднего фронта TD2= – начало заднего фронта TC2= – длительность импульса | |||
| IPULSE,
импульсный источник тока |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC|\n +PULSE @I1 @I2 #TD /~TD/ 0/ #TR/@TR/ #TF1/@TF/ #PW/@PW/ #PER/@PER/ DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области I1= – минимальный ток I2= – максимальный ток TD= – задержка TR= – длительность переднего фронта TF= – длительность заднего фронта PW= – длительность импульса PER= – период повторения | |||
| IPWL_ENH,
улучшенный кусочно-линейный источник тока |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC| PWL ?TSF|TIME_SCALE_FACTOR=@TSF| ?VSF|VALUE_SCALE_FACTOR=@VSF| ?REPEAT_VALUE|\n+ REPEAT @REPEAT_VALUE|\n+ @FIRST_nPAIRS ?SECOND_nPAIRS|\n+ @SECOND_nPAIRS ?THIRD_nPAIRS|\n+ THIRD_nPAIRS/| ?REPEAT_VALUE|\n+ ENDREPEAT| DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области TSF= – масштабный множитель по времени VSF= – масштабный множитель по уровню FIRST_nPAIRS= – первые n точек отсчета SECOND_nPAIRS= – вторые n точек отсчета THIRD_nPAIRS= – третьи n точек отсчета REPEAT_VALUE= – количество циклов | |||
| IPWL_FILE,
кусочно-линейный источник тока, заданный в файле |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC| PWL ?TSF|TIME_SCALE_FACTOR=@TSF| ?VSF|VALUE_SCALE_FACTOR=@VSF| ?REPEAT_VALUE| FILE “@FILE” ?REPEAT_VALUE|\n+ ENDREPEAT| DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области TSF=– масштабный множитель по времени VSF= – масштабный множитель по уровню FILE= – имя файла REPEAT_VALUE=– количество циклов | |||
| IPWL,
кусочно-линейный источник тока |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC| PWL @T1 @I1 @T2 @I2 . . . @T8 @I8 DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области T1= – первый момент времени I1= – первый отсчет тока T2=– второй момент времени I2= . . . . . T8= – восьмой момент времени I8= – восьмой отсчет тока | |||
| ISFFM,
источник тока с синусоидальной частотной модуляцией |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC|\n+ SFFM @IOFF @IAMPL @FC @MOD @FM DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области IOFF= – постоянная составляющая тока IAMPL= – амплитуда тока FC= – центральная частота MOD= – индекс частотной модуляции FM= – частота модуляции | |||
| ISIN,
источник синусоидального тока |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC|\n+ SIN @IOFF @IAMPL @FREQ #TD/@TD/ #DF/@DF/ #PHASE/@PHASE/ DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области IOFF= постоянная составляющая тока IAMPL= – амплитуда тока FREQ= – частота TD= – задержка DF= – коэффициент затухания PHASE= – начальная фаза | |||
| ISRC,
простой источник тока для режимов AC, DC; может быть задана спецификация для режима TRAN |  | REFDES=I?
TEMPLATE=I^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC| ?TRAN|TRAN @TRAN| DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области TRAN= – имя и параметры сигнала | |||
| STIM1,
цифровой сигнал (1 разряд) |  | REFDES=DSTIM?
TEMPLATE=U^@REFDES STIM(@WIDTH,@FORMAT)\n+ @DIG_PWR @DIG_GND\n+ %PIN1\n+ @IO_MODEL\n+ IO_LEVEL=@IO_LEVEL\n+ ?TIMESTEP|TIMESTEP=@TIMESTEP\n+| ?COMMAND1| @COMMAND1 |#COMMAND2|\n+ @COMMAND2| . . . @COMMAND16| TIMESTEP= – интервал дискретизации COMMAND1=0s 0 COMMAND2= COMMAND3= . . . . . . . . . . COMMAND16= DIG_PWR= $G_DPWR DIG_GND=$G_DGND IO_MODEL=IO_STM IO_LEVEL=0 WIDTH=1 FORMAT=1 | |||
| STIM4,
4-разрядный цифровой сигнал | | REFDES=DSTIM?
TEMPLATE=U^@REFDES STIM(@WIDTH,@FORMAT)\n+ @DIG_PWR @DIG_GND\n+ %PIN0 %PIN1 %PIN2 %PIN3\n+ @IO_MODEL\n+ IO_LEVEL=@IO_LEVEL\n+ ?TIMESTEP|TIMESTEP=@TIMESTEP\n+| ?COMMAND1| @COMMAND1 |#COMMAND2|\n+ @COMMAND2| . . . @COMMAND16| TIMESTEP= – интервал дискретизации COMMAND1=0s 0000 COMMAND2= COMMAND3= . . . . . . . . . . COMMAND16= DIG_PWR= $G_DPWR DIG_GND=$G_DGND IO_MODEL=IO_STM IO_LEVEL=0 WIDTH=4 FORMAT=1111 | |||
| STIM8,
8-разрядный цифровой сигнал | | REFDES=DSTIM?
TEMPLATE=U^@REFDES STIM(@WIDTH,@FORMAT)\n+ @DIG_PWR @DIG_GND\n+ %PIN0 %PIN1 %PIN2 ...%PIN7\n+ @IO_MODEL\n+ IO_LEVEL=@IO_LEVEL\n+ ?TIMESTEP|TIMESTEP=@TIMESTEP\n+| ?COMMAND1| @COMMAND1 |#COMMAND2|\n+ @COMMAND2| . . . @COMMAND16| TIMESTEP= – интервал дискретизации COMMAND1=0s 00000000 COMMAND2= COMMAND3= . . . . . . . . . . COMMAND16= DIG_PWR= $G_DPWR DIG_GND=$G_DGND IO_MODEL=IO_STM IO_LEVEL=0 WIDTH=8 FORMAT=11111111 | |||
| STIM16,
16-разрядный цифровой сигнал | | REFDES=DSTIM?
TEMPLATE=U^@REFDES STIM(@WIDTH,@FORMAT)\n+ @DIG_PWR @DIG_GND\n+ %PIN0 %PIN1 %PIN2 ...%PIN15\n+ @IO_MODEL\n+ IO_LEVEL=@IO_LEVEL\n+ ?TIMESTEP|TIMESTEP=@TIMESTEP\n+| ?COMMAND1| @COMMAND1 |#COMMAND2|\n+ @COMMAND2| . . . @COMMAND16| TIMESTEP= – интервал дискретизации COMMAND1=0s 0000 COMMAND2= COMMAND3= . . . . . . . . . . COMMAND16= DIG_PWR= $G_DPWR DIG_GND=$G_DGND IO_MODEL=IO_STM IO_LEVEL=0 WIDTH=16 FORMAT=4444 | |||
| VEXP,
экспоненци-альный источник напряжения |  | REFDES=V?
TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC|\n +EXP @V1 @V2 #TD1 /@TD1/ #TC1/@TC1/ #TD2/@TD2/ #TC2/@TC2/ DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области V1= – минимальное напряжение V2= – максимальное напряжение TD1= – задержка TC1= – постоянная времени переднего фронта TD2= – начало заднего фронта TC2= – длительность импульса | |||
| VPULSE,
импульсный источник напряжения | | REFDES=V?
TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC|\n +PULSE @V1 @V2 #TD /~TD/ 0/ #TR/@TR/ #TF1/@TF/ #PW/@PW/ #PER/@PER/ DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области V1= – минимальное напряжение V2= – максимальное напряжение TD= – задержка TR= – длительность переднего фронта TF= – длительность заднего фронта PW= – длительность импульса PER= – период повторения | |||
| VPWL_ENH,
улучшенный кусочно-линейный источник напряжения | | REFDES=V?
TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC| PWL ?TSF|TIME_SCALE_FACTOR=@TSF| ?VSF|VALUE_SCALE_FACTOR=@VSF| ?REPEAT_VALUE|\n+ REPEAT @REPEAT_VALUE|\n+ @FIRST_nPAIRS ?SECOND_nPAIRS|\n+ @SECOND_nPAIRS ?THIRD_nPAIRS|\n+ THIRD_nPAIRS/| ?REPEAT_VALUE|\n+ ENDREPEAT| DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области TSF= – масштабный множитель по времени VSF= – масштабный множитель по уровню FIRST_nPAIRS= – первые n точек отсчета SECOND_nPAIRS= – вторые n точек отсчета THIRD_nPAIRS= – третьи n точек отсчета REPEAT_VALUE= – количество циклов | |||
| VPWL_FILE,
кусочно-линейный источник напряжения, заданный в файле | | REFDES=V?
TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC| PWL ?TSF|TIME_SCALE_FACTOR=@TSF| ?VSF|VALUE_SCALE_FACTOR=@VSF| ?REPEAT_VALUE| FILE “@FILE” ?REPEAT_VALUE|\n+ ENDREPEAT| DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области TSF=– масштабный множитель по времени VSF= – масштабный множитель по уровню FILE= – имя файла REPEAT_VALUE=– количество циклов | |||
| VPWL,
кусочно-линейный источник напряжения |  | REFDES=V?
TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC| PWL @T1 @V1 @T2 @V2 . . . @T8 @V8 DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области T1= – первый момент времени V1= – первый отсчет напряжения T2= – второй момент времени V2= – второй отсчет напряжения . . . . . T8= – восьмой момент времени V8= – восьмой отсчет напряжения | |||
| VSFFM,
источник напряжения с синусоидальной частотной модуляцией |  | REFDES=V?
TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC|\n+ SFFM @VOFF @VAMPL @FC @MOD @FM DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области VOFF= – постоянная составляющая напряжения VAMPL= – амплитуда напряжения FC= – центральная частота MOD= – индекс частотной модуляции FM= – частота модуляции | |||
| VSIN,
источник синусои- дального напряжения |  | REFDES=V?
TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC|\n+ SIN @VOFF @VAMPL @FREQ #TD/@TD/ #DF/@DF/ #PHASE/@PHASE/ DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области VOFF= – постоянная составляющая напряжения VAMPL= – амплитуда напряжения FREQ= – частота TD= – задержка DF= – коэффициент затухания PHASE= – начальная фаза | |||
| VSRC,
простой источник напряжения для режимов AC, DC; может быть задана спецификация для режима TRAN | | REFDES=V?
TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|?AC|AC @AC| ?TRAN|TRAN @TRAN| DC=0A – постоянная составляющая напряжения AC= 0A – амплитуда напряжения при анализе в частотной области TRAN= – имя и параметры сигнала |
Библиотека SPECIAL.SLB
| Имя,
назначение | Символ | Атрибуты | |||
| CD4000_PWR,
источник питания CD4000 |  | REFDES=X?
PART=CD4000_PWR MODEL=CD4000_PWR TEMPLATE=X^@REFDES %AGND %VDD %VSS @MODEL PARAMS:VOLTAGE=@VOLTAGE REFERENCE=@REFERENCE VOLTAGE=5V REFERENCE=0V IPIN(AGND)=0 ipin(VDD)=<VDD_Node> ipin(VSS)=<VSS_Node> | |||
| DIGIFPWR,
источник питания аналого-цифрового интерфейса |  | REFDES=X?
PART=DIGIFPWR MODEL= DIGIFPWR TEMPLATE=X^@REFDES %AGND %PWR %GND @MODEL PARAMS:VOLTAGE=@VOLTAGE REFERENCE=@REFERENCE VOLTAGE=5V REFERENCE=0V IPIN(AGND)=0 ipin(PWR)=<Pwr_Node> ipin(GND)=<Gnd_Node> | |||
| ECL_100K_PWR, источник питания аналого-цифрового интерфейса c ЭС– логикой |  | REFDES=X?
PART=DECL_100K_PWR MODEL= DECL_100K_PWR TEMPLATE=X^@REFDES %AGND %VEE %VCC1 %VCC2 %VTT @MODEL PARAMS:VEE=@VEE VCC1=@VCC1 VCC2=@VCC2 VTT=@VTT VEE=-4.5V VCC1=0V VCC2=0V VTT=-2V IPIN(AGND)=0 ipin(VEE)=<VEE_Node> ipin(VCC1)=<VCC1_Node> ipin(VCC2)=<VCC2_Node> ipin(VTT)=<VTT_Node) | |||
| ECL_10K_PWR, источник питания аналого-цифрового интерфейса c ЭС–логикой |  | REFDES=X?
PART=DECL_10K_PWR MODEL= DECL_10K_PWR TEMPLATE=X^@REFDES %AGND %VEE %VCC1 %VCC2 %VTT @MODEL PARAMS:VEE=@VEE VCC1=@VCC1 VCC2=@VCC2 VTT=@VTT VEE=-5.2V VCC1=0V VCC2=0V VTT=-2V IPIN(AGND)=0 ipin(VEE)=<VEE_Node> ipin(VCC1)=<VCC1_Node> ipin(VCC2)=<VCC2_Node> ipin(VTT)=<VTT_Node) | |||
| IC1,
назначение начального значения потенциала узла |  | REFDES=IC?
VALUE=0 TEXT=IC= TEMPLATE=.IC V([%+])=@VALUE | |||
| IC2,
назначение начального значения разности потенциалов двух узлов |  | REFDES=IC?
VALUE=0 TEXT=IC= TEMPLATE=.IC V(%+,%-)=@VALUE | |||
| IPROBE,
измеритель тока ветви |  | REFDES=V?
BIASVALUE= TEXT=IC= TEMPLATE=V^@REFDES %+ %_ 0 | |||
| NODESET1,
начальное приближение потенциала узла |  | REFDES=NS?
VALUE=0 TEXT=NODESET= TEMPLATE=.NODESET V([ %+]) =@VALUE | |||
| NODESET2,
начальное приближение разности потенциалов двух узлов |  | REFDES=NS?
VALUE=0 TEXT=NODESET= TEMPLATE=.NODESET V( %+,%-) =@VALUE | |||
| OPTPARAM,
спецификация от 1 до 8 оптимизируемых параметров |  | REFDES=PM?
NAME1= – имя 1-го параметра ENABLE=Y – разрешение вариации 1-го параметра INITIAL1= – начальное значение 1-го параметра CURVAL1= – текущее значение 1-го параметра LOVAL1= – минимальное значение 1-го параметра HIVAL1= – максимальное значение 1-го параметра TOL1= – разброс 1-го параметра NAME2= – имя 2-го параметра . . . . . TOL8= – разброс 8-го параметра | |||
| PARAM,
спецификация от 1 до 3 предварительно задаваемых параметров |  | REFDES=PM?
TEMPLATE=.PARAM @NAME1=@VALUE1 #NAME2/@NAME2=@VALUE2/ ?NAME3/@NAME3=@VALUE3/ NAME1= – имя 1-го параметра VALUE1= – значение 1-го параметра NAME2= – имя 2-го параметра VALUE2= – значение 2-го параметра NAME3= – имя 3-го параметра VALUE3= – значение 3-го параметра | |||
| PRINT1,
вывод на печать по директиве .PRINT потенциала одного узла |  | REFDES=PRINT?
ANALYSIS= TEMPLATE=.PRINT ?ANALYSIS|@ANALYSIS|~ANALYSIS |TRAN| V([%1]) | |||
| PRINTDGTLCHG,
вывод на печать по директиве .PRINT выходной переменной цифрового устройства |  | REFDES=PRINT?
ANALYSIS= TEMPLATE=.PRINT/DGTLCHG ?ANALYSIS|@ANALYSIS|~ANALYSIS |TRAN| %1 | |||
| UNKNOWN,
неизвестный символ |  | REFDES=*??
TEMPLATE=*X^@refdes is a result of an unknown symbol | |||
| VECTOR,
векторный маркер для сохранения состояний цифровых узлов |  | REFDES=VEC?
TEMPLATE=.VECTOR %#*1 ?FILE=“FILE” ?POS/POS=@POS/ ?RADIX/RADIX=@RADIX/ ?SIGNAMES/SIGNAMES=@SIGNAMES/ ?BIT/BIT=@BIT/ POS= FILE= RADIX= BIT= SIGNAMES= | |||
| VIEWPOINT,
точка просмотра напряжения |  | BIASVALUE= | |||
| WATCH1,
метка переменной, включаемой в директиву .WATCH (1-я форма) |  | REFDES=WATCH?
TEMPLATE=.WATCH ?ANALYSIS|@ANALYSIS| ~ANALYSIS |TRAN| V([%1]) ?LO|@LO,@HI| ANALYSIS= LO= HI= | |||
| VPRINT1,
вывод потенциала узла по директиве .PRINT |  | REFDES=PRINT?
TEMPLATE=~AC|~DC/~TRAN! ?PRINT*\n @PRINT* TRAN V([%1])!/ |?TRAN| ?PRINT/\n @PRINT/DC V([%1])| ?AC/?PRINT|AC ?MAG|\n+ VM([%1])| ?PHASE|\n+ VP([%1])| . . . PART=VPRINT1 PRINT=.PRINT DC= AC= TRAN= MAG= PHASE= REAL= IMAG= DB= | |||
| VPRINT2,
вывод разности потенциалов узлов по директиве .PRINT |  | REFDES=PRINT?
TEMPLATE=~AC|~DC/~TRAN! ?PRINT*\n @PRINT* TRAN V([%1],[%2])!/ |?TRAN| ?PRINT/\n @PRINT/DC V([%1],[%2])| ?AC/?PRINT|AC ?MAG|\n+ VM([%1],[%2])| ?PHASE|\n+VP([%1])|... PART=VPRINT2 PRINT=.PRINT DC= AC= TRAN= MAG= PHASE= REAL= IMAG= DB= | |||
| VPLOT1,
вывод потенциала узла по директиве .PLOT |  | REFDES=PLOT?
TEMPLATE=~AC|~DSC/~TRAN! ?PRINT*\n @PRINT* TRAN V([%1])!/ |?TRAN| ?PRINT/\n @PRINT/DC V([%1])| ?AC/?PRINT|AC ?MAG|\n+ VM([%1])| ?PHASE|\n+ VP([%1])| . . . PART=VPLOT1 PRINT=.PLOT DC= AC= TRAN= MAG= PHASE= REAL= IMAG= DB= | |||
| IPRINT,
вывод тока ветви по директиве .PRINT |  | REFDES=PRINT?
TEMPLATE=V^@REFDES %1 %2 0V\n ~AC|~DC/~TRAN! ?PRINT*\n @PRINT* TRAN I(V^@REFDES)!/ |?TRAN| ?PRINT/\n @PRINT/DC I(V^@REFDES)| ?AC/?PRINT|AC ?MAG|\n+ IM(V^@REFDES)| ?PHASE|\n+ IP(V^@REFDES)| . . . PART=IPRINT PRINT=.PRINT DC= AC= TRAN= MAG= PHASE= REAL= IMAG= DB= | |||
| IPLOT,
вывод тока ветви по директиве .PLOT |  | REFDES=PLOT?
TEMPLATE=V^@REFDES %1 %2 0V\n ~AC|~DC/~TRAN! ?PRINT*\n @PRINT* TRAN I(V^@REFDES)!/ |?TRAN| ?PRINT/\n @PRINT/DC I(V^@REFDES)| ?AC/?PRINT|AC ?MAG|\n+ IM(V^@REFDES)| ?PHASE|\n+ IP(V^@REFDES)| . . . PART=IPLOT PRINT=.PLOT DC= AC= TRAN= MAG= PHASE= REAL= IMAG= DB= | |||
| INCLUDE,
задание имени файла, включаемого в задание на моделирование |  | REFDES=IN?
TEMPLATE=.INCLUDE “@FILENAME” FILENAME= – имя подключаемого файла | |||
| LIB,
задание имени просматривае-мых библиотечных файлов |  | REFDES=LIB?
TEMPLATE=.LIB “@FILENAME” FILENAME= – имя файла библиотеки математических моделей | |||
| TITLEBLK,
основная надпись на принци-пиальных схемах (может быть русифицирована) |  | Revision=
PageTitle=Mixed Analog/Digital PageNO=1 PageCount=1 PageSize=A CompanyName=MicroSim Corporation Line1=20 Fairbanks Line2=Irvine, CA 92718 Line3=714-770-3022 RevText=Revision: Date=January 1, 2000 PageText=Page of SizeText=Page Size: |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СООБЩЕНИЯ ПРОГРАММЫ PSpice
Приведем краткую сводку важнейших сообщений программы PSpice и их перевод.
Информационные сообщения
Bias point calculated – завершен расчет режима по постоянному току.
Calculating bias point – рассчитывается режим по постоянному току.
Calculating of DC (AC, Transient) finished – завершен расчет передаточных функций по постоянному току (расчет в частотной области, переходных процессов).
Circuit has errors ... run aborted, see output file for details – в схеме имеются ошибки, выполнение программы прекращено, см. подробности в выходном файле с расширением .OUT.
Computing impulse response for <...> is non-causal. It should be delayed by at least <...> sec – в указанном компоненте не выполняется принцип причинности; необходимо ввести задержку не менее чем на <...> секунд.
Library file has changed since index file was created – после создания индексного файла файл библиотеки изменился.
Making new index file for library file – создание индексного файла для библиотечного файла.
No errors – в схеме нет ошибок.
Only xx columns can be printed at one listing – на одном листе можно печатать только xx
колонок.
PSpice aborted – выполнение программы PSpice прекращено.
Reading and checking circuit – чтение входного файла и проверка схемы.
This evaluation copy of xxx has past its expiration date – просрочено время пользования демонстрационной (evaluation) версией.
Two library files used by this circuit have the same index file – два файла библиотеки имеют один и тот же индексный файл.
Ошибки при моделировании
All terminals are grounded in the circuit – в схеме заземлены выводы всех компонентов.
Bad characters in func name – неверный символ в имени функции.
Bad digital data format – неверен формат цифровых данных.
Bad logic state – неверное логическое состояние.
Bad expression – ошибочное выражение.
Can't find parameter index – не найден индекс параметра.
Can' t use LIST with DEC or OCT sweeps – при вариации в масштабе DEC или OCT ключевое слово LIST недопустимо.
Character 'xx' not allowed – указанные символы недопустимы.
Convergence problem in Power supplies cut back to ... – возникла проблема сходимости режима по постоянному току при наращивании напряжения питания.
Coupling coefficient out of range: 0<K<1 – коэффициент связи не находится в допустимых пределах.
CPU Time limit exceeded – превышено ограничение на время работы центрального процессора.
Duplicate Name: xx – указанное имя компонента встречается дважды.
Expression must fit on one line – выражение должно размещаться на одной строке.
Expression too complicated – выражение очень сложное.
File name too long – имя файла слишком длинное.
Filter order too high – порядок фильтра очень большой.
Func expansion too large – выражение функции очень велико.
Illegal name to func – недопустимое имя функции.
Invalid analysis type – неверен тип анализа.
Invalid global parameter name – неверное имя глобального параметра.
Invalid filter type – неверен тип фильтра.
Invalid Range – неверен диапазон.
Invalid Option – неверна опция.
Laplace expression for filter too large – выражение для передаточной функции фильтра слишком длинное.
Less then 2 connection at node xx – к указанному узлу подключено менее двух компонентов.
Less than two states defined for DINPUT model – в модели DINPUT указано менее двух логических состояний.
Missing or missmatched ( ) – пропущены или не согласованы скобки.
Model type unknown – тип модели неизвестен.
Must be 'I' or 'V' – должен быть компонент типа I или V.
Must be a voltage source name – должно быть имя источника напряжения.
Mutual inductance out of range – недопустимое значение взаимной индуктивности.
No model had tolerances (.MC or .WCASE ignored) – режимы .MC или .WCASE игнорируются, так как ни в одной модели компонента не указан разброс параметров.
No more than 10 args allowed – недопустимо более 10 аргументов.
Node xx is not present in the circuit file – в схеме отсутствует узел с указанным именем.
Node xx is floating -–указанный узел “плавающий”.
Node Table Overflow – таблица узлов переполнена.
Not valid for .WCASE (.MC) – не может использоваться при наличии директивы .WCASE (.MC).
Number of harmonics must be less then xx
– количество гармоник превышает указанный предел.
Only A-Z permitted – разрешены только символы A–Z.
Only one circuit allowed per file xx when using Parallel Analog/Digital Simulation – при выполнении аналого-цифрового моделирования во входном файле может быть описание только одной схемы.
Only one .PROBE and .PROBE/CSDF allowed per circuit file – в файле схемы может быть только одна директива .PROBE или .PROBE/CSDF.
Only one .TEMP value allowed with .STEP – при наличии директивы .STEP в директиве .TEMP можно указать значение только одной температуры.
Pivot not in DC – при итерационном расчете режима по постоянному току нет ведущего элемента при решении системы линейных уравнений.
Resistor has zero value – резистор имеет нулевое сопротивление.
Symbol Table Overflow – таблица символов переполнена.
Subcircuits xx is undefined – указанная подсхема не определена.
Text value must fit on one line – текстовая переменная должна размещаться на одной строке.
Time must not be negative – время должно быть положительным.
Time must be increasing – время должно увеличиваться.
The circuit matrix is singular and can't be solved. The diagonal entry fit xx is 0 – не может быть найдена обратная матрица для сингулярной матрицы схемы. Диагональный элемент матрицы равен нулю.
There are no devices in this circuit – в схеме нет компонентов.
Too many inductors – слишком много индуктивностей.
Too many parameters (limit=49) – слишком много параметров (максимальное значение равно 49).
Too many PWL corners – в описании функции PWL слишком много точек излома.
Transient Analysis must be at least 1/frequency second long.
Fourier analysis aborted – длительность переходного процесса должна быть по крайней мере больше периода первой гармоники спектра. Преобразование Фурье невозможно.
Transfer function too complicated – передаточная функция очень сложная.
Unable to finish bias point calculation (DC Analyses, AC Analyses, Transient Analyses) – невозможно завершить расчет по постоянному току (или другие виды анализа).
Unable to create mailbox to communicate with digital simulator – невозможно создать буферный блок для передачи данных цифровому моделировщику.
Undefined parameter – неопределенный параметр.
Value may not be 0 – значение не может быть равным нулю.
Values must be monotonic increasing – значения должны увеличиваться монотонно.
Voltage loop involving <имя компонента> – указанный компонент входит в состав контура из источников напряжения (см. ниже).
Voltage source and/or inductor loop involving. You may break the loop by addind a series resistance – источники напряжения и/или индуктивности образуют замкнутый контур. Его можно разорвать включением последовательного сопротивления.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ВЫХОДНОЙ ФАЙЛ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Приведем основные фрагменты выходного файла band.out из примера разд. 3.4.1. В начале повторяется содержание файлов задания на моделирование, которое здесь опустим, а далее приведена информация о моделях компонентов и результаты моделирования.
BANDPASS FILTER
(Заглавие схемы)
**** RESISTORS (модели всех резисторов)
NAME NODES MODEL VALUE TC1 TC2 TCE
(Имя) (Узлы) (Модель) (Значение) (Температурные коэффициенты)
RG IN 10 1.00E+03
R1 2 1 MRES 4.50E+03 1.00E-02 0.00E+00 0.00E+00
R2 1 0 MRES 1.30E+03 1.00E-02 0.00E+00 0.00E+00
R3 2 3 1.00E+02
R4 4 0 MRES 2.00E+02 1.00E-02 0.00E+00 0.00E+00
RK1 5 0 2.31E+03
RK2 6 0 2.31E+03
RLOAD 9 0 1.00E+02
**** INDEPENDENT SOURCES (независимые источники)
NAME NODES DC VALUE AC VALUE AC PHASE
(Имя) (Узлы) (Режим DC) (Режим AC, модуль и фаза)
VS 2 0 6.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 degrees
VIN 10 0 0.00E+00 1.00E+00 0.00E+00 degrees
TRANSIENT: SIN
(Переходные процессы, источник типа SIN)
Offset 0.00E+00 (Постоянная составляющая)
Amplitude 5.00E-02 (Амплитуда)
Freq 3.60E+07 (Частота)
Delay 0.00E+00 (Задержка)
Damping 0.00E+00 (Затухание)
Phase 0.00E+00 (Начальная фаза)
**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS (биполярные транзисторы)
NAME C B E S MODEL AREA
Q1 3 1 4 0 KT315A 1.00E+00
**** TEMPERATURE-ADJUSTED VALUES TEMPERATURE = -37.000 DEG C
(Температурно-зависимые параметры, температура -37
**** RESISTORS (резисторы)
NAME VALUE
(Имя) (Сопротивление)
R1 1.620E+03
R2 4.680E+02
R4 7.200E+01
**** BJT MODEL PARAMETERS (параметры модели биполярного транзистора)
NAME BF ISE VJE CJE RE RB
BR ISC VJC CJC RC RBM
IS ISS VJS CJS
KT315A 3.83E+01 4.14E-12 8.58E-01 8.06E-12 0.00E+00 0.000E+00
4.50E-01 0.00E+00 8.58E-01 1.60E-11 0.00E+00 0.00E+00
1.22E-20 0.00E+00 8.58E-01 0.00E+00
**** CURRENT MODEL PARAMETERS FOR DEVICES REFERENCING MRES
R1 R2 R4
R 1.0000E+00 1.0000E+00 1.0000E+00
**** DC TRANSFER CURVES TEMPERATURE = -37.000 DEG C
MONTE CARLO NOMINAL
(Передаточная функция по постоянному току при номинальных значениях случайных параметров)
VS V(1,4) I(R3) IB(Q1)
5.000E-01 1.121E-01 1.361E-12 3.817E-11
5.500E+00 8.253E-01 4.088E-03 2.600E-04
1.050E+01 8.596E-01 1.488E-02 9.709E-04
1.550E+01 8.752E-01 2.470E-02 1.885E-03
2.050E+01 8.854E-01 3.368E-02 2.953E-03
**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = -37.000 DEG C
MONTE CARLO NOMINAL
(Карта узловых потенциалов по постоянному току)
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
(Имя) (Напряжение) (Имя) (Напряжение) (Имя) (Напряжение) (Имя) (Напряжение)
( 1) 1.2284 ( 2) 6.0000 ( 3) 5.4803 ( 4) .3973
( 5) 0.0000 ( 6) 0.0000 ( 9) 0.0000 ( 10) 0.0000
( IN) 0.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS (Токи источников напряжения)
NAME CURRENT
(Имя) (Ток)
VS -8.142E-03
VIN 0.000E+00
TOTAL POWER DISSIPATION 4.89E-02 WATTS
(Общая потребляемая мощность)
**** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS
(Малосигнальные характеристики)
V(3)/VS = 7.781E-01 (Передаточная функция)
INPUT RESISTANCE AT VS = 3.669E+02 (Входное сопротивление)
OUTPUT RESISTANCE AT V(3) = 1.000E+02 (Выходное сопротивление)
**** DC SENSITIVITY ANALYSIS TEMPERATURE = -37.000 DEG C
MONTE CARLO NOMINAL
(Функция чувствительности по постоянному току)
DC SENSITIVITIES OF OUTPUT VBE(Q1) (Чувствительность выходного напряжения VBE(Q1) по постоянному току)
ELEMENT ELEMENT ELEMENT NORMALIZED
NAME VALUE SENSITIVITY SENSITIVITY
(VOLTS/UNIT) (VOLTS/PERCENT)
(Имя (Значение (Чувствительность, (Нормированная
элемента) параметра) В/ед. изм.) чувствительность, В/%)
RG 1.000E+03 0.000E+00 0.000E+00
R1 1.620E+03 -3.132E-05 -5.073E-04
. . .
VS 6.000E+00 1.063E-02 6.376E-04
VIN 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
Q1
RB 3.000E+00 1.516E-04 4.549E–06
BF 3.838E+01 9.363E-05 3.594E–05
. . .
**** AC ANALYSIS TEMPERATURE = -37.000 DEG C
MONTE CARLO NOMINAL
(Расчет уровня внутреннего шума)
FREQ INOISE ONOISE
(Частота) (Вх. шум) (Вых. шум)
1.600E+07 5.514E-08 1.490E-10
1.700E+07 4.943E-08 1.632E-10
1.800E+07 4.449E-08 1.790E-10
. . .
*** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = -37.000 DEG C
MONTE CARLO NOMINAL
**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS
(Параметры линеаризованной модели транзистора)
NAME Q1
MODEL KT315A
IB .21E-04
IC 5.20E-03
VBE 8.31E-01
VBC -4.25E+00
VCE 5.08E+00
BETADC 1.62E+01
GM 2.09E-01
RPI 8.61E+01
RX 0.00E+00
RO 6.40E+05
CBE 2.26E-10
CBC 8.85E-12
CBX 0.00E+00
CJS 0.00E+00
BETAAC 1.80E+01
FT 1.41E+08
**** FOURIER ANALYSIS TEMPERATURE = -37.000 DEG C
MONTE CARLO NOMINAL
(Спектральный анализ)
FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(9)
(Спектральные компоненты напряжения V(9))
DC COMPONENT = 3.065800E-06
(Постоянная составляющая)
HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED
NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG)
(Номер (Частота, (Амплитуда (Нормирован- (Фаза, (Нормированная
гармоники) Гц) спектра) ная амплитуда) град.) фаза, град.)
1 3.600E+07 6.503E-03 1.000E+00 -4.969E+00 0.000E+00
2 7.200E+07 1.036E-05 1.593E-03 1.152E+02 1.202E+02
3 1.080E+08 1.180E-05 1.814E-03 8.382E+01 8.878E+01
4 1.440E+08 6.456E-06 9.928E-04 1.879E+01 2.376E+01
5 1.800E+08 1.321E-05 2.031E-03 2.880E+01 3.376E+01
6 2.160E+08 3.721E-06 5.723E-04 4.638E+01 5.135E+01
7 2.520E+08 4.957E-06 7.622E-04 -1.222E+02 -1.172E+02
8 2.880E+08 1.244E-06 1.912E-04 1.641E+02 1.691E+02
9 3.240E+08 3.742E-06 5.754E-04 -8.227E-01 - 4.146E+00
TOTAL HARMONIC DISTORTION = 3.495378E-01 PERCENT
(Коэффициент гармоник, %)
**** SORTED DEVIATIONS OF V(9) TEMPERATURE = -37.000 DEG C
MONTE CARLO SUMMARY
(Статистический анализ напряжения V(9))
Mean Deviation = 583.8000E-06 (Среднее значение)
Sigma = 664.1100E-06 (Среднеквадратичное отклонение)
RUN MAX DEVIATION FROM NOMINAL
(Номер ( Максимальное отклонение от номинального значения)
испытания)
Pass 3 1.6134E-03 (2.43 sigma) higher at F = 30.0000E+06
( 102.66% of Nominal)
Pass 5 600.3200E-06 ( .90 sigma) higher at F = 32.0000E+06
( 100.61% of Nominal)
Pass 2 340.6000E-06 ( .51 sigma) higher at F = 31.0000E+06
( 100.43% of Nominal)
Pass 4 219.1200E-06 ( .33 sigma) lower at F = 32.0000E+06
( 99.779% of Nominal)
JOB CONCLUDED (Задание завершено)
**** JOB STATISTICS SUMMARY
(Статистика выполнения задания)
NUNODS NCNODS NUMNOD NUMEL DIODES BJTS JFETS MFETS GASFETS
10 10 10 21 0 1 0 0 0
NDIGITAL NSTOP NTTAR NTTBR NTTOV IFILL IOPS PERSPA
0 15 42 45 41 3 76 80.000
NUMTTP NUMRTP NUMNIT DIGTP DIGEVT DIGEVL MEMUSE
1353 467 4566 0 0 0 74296
SECONDS ITERATIONS
(Время, с) (Число итераций)
MATRIX SOLUTION .77 16
MATRIX LOAD 5.00
READIN .38
SETUP .06
DC SWEEP .22 106
BIAS POINT .06 56
AC and NOISE .71 41
TRANSIENT ANALYSIS 23.34 4566
OUTPUT 3.24
MONTE CARLO 1.70
OVERHEAD .06
TOTAL JOB TIME 29.77
Биполярный транзистор
В программе PSpice используется схема замещения биполярного транзистора в виде адаптированной модели Гуммеля–Пуна, которая по сравнению с исходной моделью позволяет учесть эффекты, возникающие при больших смещениях на переходах [4, 25, 33, 45, 47, 53]. Эта модель автоматически упрощается до более простой модели Эберса–Молла, если опустить некоторые параметры. Эквивалентные схемы этих моделей для n–p–n-структуры изображены на рис. 4.4. Параметры полной математической модели биполярного транзистора приведены в табл. 4.2.
Таблица 4.2
| Имя параметра | Параметр | Значение по умолчанию | Единица измерения | ||||
| IS | Ток насыщения при температуре 27 | 10 | А | ||||
| BF | Максимальный коэффициент усиления тока в нормальном режиме в схеме с ОЭ (без учета токов утечки) | 100 | |||||
| BR | Максимальный коэффициент усиления тока в инверсном режиме в схеме с ОЭ | 1 | |||||
| NF | Коэффициент неидеальности в нормальном режиме | 1 | |||||
| NR | Коэффициент неидеальности в инверсном режиме | 1 | |||||
| ISE (C2) * | Ток насыщения утечки перехода база–эмиттер | 0 | А | ||||
| ISC (C4) * | Ток насыщения утечки перехода база–коллектор | 0 | А | ||||
| IKF (IK) * | Ток начала спада зависимости BF от тока коллектора в нормальном режиме |  | А | ||||
| IKR* | Ток начала спада зависимости BR от тока эмиттера в инверсном режиме | | А | ||||
| NE* | Коэффициент неидеальности перехода база–эмиттер | 1,5 | |||||
| NC* | Коэффициент неидеальности коллекторного перехода | 1,5 | |||||
| NK | Коэффициент, определяющий множитель Qb | 0,5 | |||||
| ISS | Обратный ток p–n-перехода подложки | 0 | A | ||||
| NS | Коэффициент неидеальности перехода подложки | 1 | |||||
| VAF (VA) * | Напряжение Эрли в нормальном режиме | | В | ||||
| VAR (VB) * | Напряжение Эрли в инверсном режиме | | В | ||||
| RC | Объемное сопротивление коллектора | 0 | Ом | ||||
| RE | Объемное сопротивление эмиттера | 0 | Ом | ||||
| RB | Объемное сопротивление базы (максимальное) при нулевом смещении перехода база–эмиттер | 0 | Ом | ||||
| RBM* | Минимальное сопротивление базы при больших токах | RB | Ом | ||||
| IRB* | Ток базы, при котором сопротивление базы уменьшается на 50% полного перепада между RB и RBM | | А | ||||
| TF | Время переноса заряда через базу в нормальном режиме | 0 | с | ||||
| TR | Время переноса заряда через базу в инверсном режиме | 0 | с | ||||
| QCO | Множитель, определяющий заряд в эпитаксиальной области | 0 | Кл | ||||
| RCO | Сопротивление эпитаксиальной области | 0 | Ом | ||||
| VO | Напряжение, определяющее перегиб зависимости тока эпитаксиальной области | 10 | В | ||||
| GAMMA | Коэффициент легирования эпитаксиальной области | 10 | - | ||||
| XTF | Коэффициент, определяющий зависимость TF от смещения база–коллектор | 0 | |||||
| VTF | Напряжение, характеризующее зависимость TF от смещения база–коллектор | | В | ||||
| ITF | Ток, характеризующий зависимость TF от тока коллектора при больших токах | 0 | А | ||||
| PTF | Дополнительный фазовый сдвиг на граничной частоте транзистора  | 0 | град. | ||||
| CJE | Емкость эмиттерного перехода при нулевом смещении | 0 | пФ | ||||
| VJE (PE) | Контактная разность потенциалов перехода база–эмиттер | 0,75 | В | ||||
| MJE (ME) | Коэффициент, учитывающий плавность эмиттерного перехода | 0,33 | |||||
| CJC | Емкость коллекторного перехода при нулевом смещении | 0 | Ф | ||||
| VJC (PC) | Контактная разность потенциалов перехода база–коллектор | 0,75 | В | ||||
| MJC (MC) | Коэффициент, учитывающий плавность коллекторного перехода | 0,33 | |||||
| CJS (CCS) | Емкость коллектор–подложка при нулевом смещении | 0 | Ф | ||||
| VJS (PS) | Контактная разность потенциалов перехода коллектор–подложка | 0,75 | В | ||||
| MJS (MS) | Коэффициент, учитывающий плавность перехода коллектор-подложка | 0 | - | ||||
| XCJC | Коэффициент расщепления емкости база–коллектор | 1 | |||||
| FC | Коэффициент нелинейности барьерных емкостей прямосмещенных переходов | 0,5 | |||||
| EG | Ширина запрещенной зоны | 1,11 | эВ | ||||
| XTB | Температурный коэффициент BF и BR | 0 | |||||
| XTI(PT) | Температурный коэффициент IS | 3 | |||||
| TRE1 | Линейный температурный коэффициент RE | 0 |  | ||||
| TRE2 | Квадратичный температурный коэффициент RE | 0 |  | ||||
| TRB1 | Линейный температурный коэффициент RB | 0 | | ||||
| TRB2 | Квадратичный температурный коэффициент RB | 0 | | ||||
| TRM1 | Линейный температурный коэффициент RBM | 0 | | ||||
| TRM2 | Квадратичный температурный коэффициент RBM | 0 | | ||||
| TRC1 | Линейный температурный коэффициент RC | 0 | | ||||
| TRC2 | Квадратичный температурный коэффициент RC | 0 | | ||||
| KF | Коэффициент, определяющий спектральную плотность фликкер–шума | 0 | |||||
| AF | Показатель степени, определяющий зависимость спектральной плотности фликкер–шума от тока через переход | 1 | |||||
| T_MEASURED | Температура измерений |  | |||||
| T_ABS | Абсолютная температура | | |||||
| T_REL_GLOBAL | Относительная температура | | |||||
| T_REL_LOCAL | Разность между температурой транзистора и модели-прототипа | |
* Для модели Гуммеля–Пуна.
Примечания. 1. В круглых скобках в левой графе таблицы указаны альтернативные обозначения параметров. Параметр RB для модели Эберса–Молла имеет смысл объемного сопротивления базы, не зависящего от тока базы. Остальные параметры имеют одинаковый смысл для моделей Эберса–Молла и Гуммеля–Пуна.
  Рис. 4.4. Схема замещения биполярного n–p–n-транзистора: а - модель Гуммеля–Пуна; б - передаточная модель Эберса–Молла |
Статический режим транзистора. Режим описывается следующими соотношениями (см.рис. 4.4, а):
Ib = Ibe1/BF + Ibe2 + Ibc1/BR + Ibc2;
Ic = Ibe1/Qb–Ibc1/Qb–Ibc1/BR–Ibc2;
Ibe1 =IS[exp(Vbe/(NF·Vt)) – 1];
Ibe2 =ISE[exp(Vbe/(NE·Vt)) – 1];
Ibc1 =IS[exp(Vbc/(NR·Vt)) – 1];
Ibc2 =ISC[exp(Vbc/(NC·Vt) – 1];
Qb =Q1[1 + (1 + 4Q2)
Q1=1/(1-Vbc/VAF-Vbe/VAR), Q2=Ibe1/IKF+Ibc1/IKR;
Is =ISS [exp(Vjs/(NS·Vt)) – 1].
На рис 4.4 приняты обозначения: Ib
– ток базы; Ic – ток коллектора; Ibe1 – ток коллектора в нормальном режиме; Ibc1 – ток коллектора в инверсном режиме; Ibe2, Ibc2 – составляющие тока перехода база–эмиттер, вызванные неидеальностью перехода; Is
– ток подложки; Vbe, Vbc
–
напряжения на переходе внутренняя база–эмиттер и внутренняя база–коллектор; Vbs – напряжение внутренняя база–подложка; Vbn – напряжение внутренняя база–подложка для режима квазинасыщения; Vbx – напряжение база–внутренний коллектор; Vce – напряжение внутренний коллектор–внутренний эмиттер; Vjs – напряжение внутренний коллектор–подложка для NPN транзистора, напряжение внутренняя подложка–коллектор для PNP транзистора или напряжение внутренняя база–подложка для LPNP транзистора.
Объемное сопротивление базы Rb
характеризуется двумя составляющими. Первая составляющая RB определяет сопротивление вывода базы и сопротивление внешней области базы, которое не зависит от тока базы Ib. Вторая составляющая RBM характеризует сопротивление активной области базы, находящейся непосредственно под эмиттером; это сопротивление зависит от тока Ib. Объемное сопротивление базы Rb определяется следующими выражениями в зависимости от значения параметра IRB
Rb =
где
Замечание. В программе PSpice токи, втекающие в транзистор, считаются положительными. Поэтому в активном нормальном режиме в n–p–n-структуре (рис. 4.4) Ic>0, Ib>0, Ie<0. Для структуры p–n–p все напряжения и токи имеют противоположный знак.
Динамические свойства переходов. Они учтены включением в модель емкостей коллектора, эмиттера и подложки, которые имеют диффузионные и барьерные составляющие. Емкость перехода база–эмиттер равна сумме диффузионной (Ctbe) и барьерной (Cjbe) составляющих:
Cbe = Ctbe + Cjbe,
где Ctbe = tf·Gbe; Gbe = dIbe/dVbe – дифференциальная проводимость перехода база–эмиттер в рабочей точке по постоянному току;
tf =TF[1+XTF(3x
-2x )exp(Vbc/(1,44VTF))], x=Ibe1/(Ibe1+ITF);
Емкость перехода база-коллектор расщепляется на две составляющие:
емкость между внутренней базой и коллектором Cbc,
Cbc = Ctbc
+ XCJC·Cjbc,
где Cbct = TR·Gbc, Gbc=dIbc1/dVbc;
и емкость между внешним выводом базы и коллектором Cbx,
Емкость коллектор-подложка равна
Режим квазинасыщения. Этот режим характеризуется прямым смещением перехода внутренняя база–коллектор, в то время как переход наружная база–коллектор остается смещенным в обратном направлении. В расширенной модели Гуммеля–Пуна этот эффект моделируется с помощью дополнительного управляемого источника тока Iepi и двух нелинейных емкостей, заряды которых на рис. 4.4,а
обозначены Qo и Qw. Эти изменения вносятся в модель, если задан параметр RCO [59 ]:
где
Температурная зависимость. Эта зависимость параметров элементов эквивалентной схемы биполярного транзистора устанавливается с помощью следующих выражений:
IS(T)=IS·exp[EG(T)/Vt(T) (T/Tnom–1)] (T/Tnom)
ISE(T)=(ISE/ bf)·exp[EG(T)/(NE·Vt(T)) (T/Tnom–1)] (T/Tnom)
ISC(T)=(ISC/ bf)·exp[EG(T)/(NC·Vt(T)) (T/Tnom–1)] (T/Tnom)
ISS(T)=(ISS/bf) ·exp[EG(T)/(NS·Vt(T)) (T/Tnom–1)] (T/Tnom)
BF(T)=BF·bf, BR(T)=BR·bf, bf=(T/Tnom)
RE(T)=RE [1+TRE1(T–Tnom)+TRE2 (T–Tnom)
RB(T)=RB [1+TRB1(T–Tnom)+TRB2 (T–Tnom)
RBM(T)=RBM [1+TRM1(T–Tnom)+TRM2(T–Tnom)
RC(T)=RC[1+TRC1(T–Tnom)+TRC2 (T–Tnom)
VJE(T)=VJE·T/Tnom–3Vt ·ln(T/Tnom) –EG(Tnom) ·T/Tnom+EG(T);
VJC(T)=VJC·T/Tnom–3Vt ·ln(T/Tnom) –EG(Tnom) ·T/Tnom+EG(T);
VJS(T)=VJS·T/Tnom–3Vt ·ln(T/Tnom) –EG(Tnom)·T/Tnom+EG(T);
CJE(T)=CJE{1+MJE [0,0004(T–Tnom)+1–VJE(T)/VJE]};
CJC(T)=CJC{1+MJC [0,0004(T–Tnom)+1–VJC(T)/VJC]};
CJS(T)=CJS{1+MJS [0,0004(T–Tnom)+1–VJS(T)/VJS]};
KF(T)=KF·VJC(T)/VJC, AF(T)=AF·VJC(T)/VJC.
Зависимость EG от температуры описана в разд. 4.2.
Линейная схема замещения биполярного транзистора. Схема приведена на рис. 4.5. В нее дополнительно включены источники флюктуационных токов. Тепловые шумы IшRB, IшRC
и IшRE , создаваемые резисторами Rb, RC и RE, имеют спектральные плотности
S
Источники тока Iшb, Iшc, характеризующие дробовой и фликкер–шумы в цепях базы и коллектора, имеют соответственно спектральные плотности:
Sb = 2qIb
+ KF·Ib
Рис. 4.5. Линейная схема замещения биполярного транзистора с включением источников шума |
IS=IS·Area, ISE=ISE·Area, ISC=ICS·Area, ISS=ISS·Area, IKF=IKF·Area, IKR=IKR·Area, IRB=IRB·Area, ITF=ITF·Area, CJC=CJC·Area, CJE=CJE·Area, CJS=CJS·Area, RBB=RBB/Area, RE=RE/Area, RC=RC/Area, QCO=QCO·Area.
Значение Area указывается в задании на моделирование при включении транзистора в схему, по умолчанию Area=1.
В качестве примера приведем список параметров модели Гуммеля-Пуна биполярного транзистора КТ316Д
.model KT316D NPN(IS=2.75f XTI=3 EG=1.11 VAF=96 BF=136.5
+ NE=2.496 ISE=12.8pA IKF=97.23m XTB=1.5 VAR=55 BR=.66
+ NC=2 ISC=15.5p IKR=.12 RB=70.6 RC=8.4 CJC=4.1pF VJC=.65
+ MJC=.33 FC=.5 VJE=.69 CJE=1.16pF MJE=.33 TR=27.8n
+ TF=79.0p ITF=.151 VTF=25 XTF=2)
Цифро-аналоговый интерфейс
Цифро-аналоговый интерфейс предназначен для преобразования логического уровня выходных сигналов цифровых компонентов (“0”, “1”, “X”, “R”, “F” или “Z”) в аналоговое напряжение, как показано на рис. 6.3, б. Эти устройства включают на входе аналоговых компонентов. Аналоговое напряжение образуется с помощью источника опорного напряжения и делителя на резисторах, сопротивления которых изменяются программно в соответствии с логическим уровнем цифрового сигнала. Информация о логическом уровне сигнала может быть получена из двух источников:
– в процессе расчета временной диаграммы логических устройств с помощью программы PSpice;
– из файла, который создан предварительно вручную или образован в результате моделирования в предыдущем сеансе работы с программой.
В связи с этим цифро-аналоговый интерфейс описывается двояко. При взаимодействии аналоговых и цифровых компонентов в процессе моделирования его описание имеет вид (digital input: digital-to-analog):
Nxxx <узел интерфейса> <–узел источника опорного напряжения>
+ <+узел источника опорного напряжения> <имя модели Ц/А>
+ DGTLNET=<имя цифрового узла> <имя модели вход/выход>
+ [IS=<начальное состояние>]
При управлении из файла описание цифро-аналогового интерфейса имеет формат
Nxxx <узел интерфейса> <–узел источника опорного напряжения>
+ <+узел источника опорного напряжения> <имя модели Ц/А>
+ [SIGNAME=<имя цифрового сигнала>]
+ [IS=<начальное состояние>]
Например
N1 ANALOG DIGITAL_GND U_REF DIN_133 DGTLNET=13 IO_STD
N2 7 15 16 FROM_TTL ; Данные передаются из файла, имя которого
; указано в модели FROM_TTL
Модель цифро-аналогового интерфейса описывается предложением
.MODEL <имя модели Ц/А> DINPUT [<параметры модели>]
Параметры модели цифро-аналогового интерфейса приведены в табл. 6.2.
Таблица 6.2
|
Идентификатор |
Параметр |
Значение по умолчанию |
Единица измерения |
|
CLO |
Емкость между выходным узлом и “землей” |
0 |
Ф |
|
CHI |
Емкость между выходным узлом и источником питания |
0 |
Ф |
|
SONAME |
Имя состояния логический “0” |
||
|
SOTSW |
Время переключения в состояние “0” |
|
с |
|
SORLO |
Сопротивление между выходным узлом и "землей" в состоянии “0” |
Ом |
|
|
SORHI |
Сопротивление между выходным узлом и источником питания в состоянии “0” |
Ом |
|
|
S1NAME |
Имя состояния логическая “1” |
||
|
S1TSW |
Время переключения в состояние “1” |
с |
|
|
S1RLO |
Сопротивление между выходным узлом и “землей” в состоянии “1” |
Ом |
|
|
S1RHI |
Сопротивление между выходным узлом и источником питания в состоянии “1” |
Ом |
|
|
S19NAME |
Имя логического состояния “19” |
||
|
S19TSW |
Время переключения в состояние “19” |
с |
|
|
S19RLO |
Сопротивление между выходным узлом и “землей” в состоянии “19” |
Ом |
|
|
S19RHI |
Сопротивление между выходным узлом и источником питания в состоянии “19” |
Ом |
|
|
FILE |
Имя файла с цифровыми сигналами ( только при чтении из файла) |
||
|
FORMAT |
Код формата входного файла (только при чтении из файла) |
1 |
|
|
TIMESTEP |
Интервал времени между соседними отсчетами цифрового сигнала в файле (только при чтении из файла) |
10 |
с |
DGTLNET=<имя цифрового узла> <имя модели вход/выход>
указывает имя цифрового узла, к которому подсоединен интерфейс Ц/А, и имя модели входного/выходного сопротивления соответствующего цифрового компонента (см. ниже).
Начальное логическое состояние управляющего цифрового узла в момент времени t=0 определяется режимом схемы по постоянному току. Изменение этого состояния при необходимости производится с помощью необязательной опции
IS=<начальное состояние>
Параметры модели FILE, FORMAT и TIMESTEP
используются только при управлении из файла. При этом управление производится цифровым сигналом, имя которого указано в необязательной опции
SIGNAME=<имя цифрового сигнала>
В ее отсутствие управление осуществляется сигналом, имя которого образовано символами xxx, находящимися справа от префикса N имени цифро-аналогового интерфейса Nxxx.
На рис. 6.3, б изображена схема замещения выходного каскада цифровых ИС. Сопротивления резисторов изменяются в соответствии с логическим уровнем управляющего цифрового узла. При его изменении сопротивления резисторов плавно изменяются по экспоненциальному закону с постоянной времени, которая определяется длительностью переключения, указанной в модели DINPUT. Эти сопротивления рассчитываются по формулам
RLO=R
где R
К управляющему цифровому узлу не должны подключаться какие-либо аналоговые компоненты, так как в противном случае между ними автоматически будет включен аналого-цифровой интерфейс и цифровой узел отсоединится.
В процессе моделирования логические состояния управляющего цифрового узла получают имена “0”, “1”, “X”, “R”, “F” и “Z”. Моделирование прерывается, если хотя бы одно из этих состояний не указано в перечне спецификаций SnNAME, SnTSW, SnRLO
и SnRHI.
Логическое состояние входного цифрового сигнала можно просмотреть с помощью программы Probe на аналоговом экране, указывая в качестве имени переменной B(Nxxx). Значение B(Nxxx) равно 0.0, если текущее состояние есть S0NAME, равно 1.0 в состоянии S1NAME и т.д. до 19.0. Однако логические состояния входных цифровых узлов удобнее выводить на цифровой экран программы Probe.
Цифровые компоненты
Цифровые компоненты (примитивы) задаются по формату
Uxxx <тип> [(<список параметров>*)]
+ <+узел источника питания> <–узел источника питания>
+ <список узлов>*
+ <имя модели динамики> <имя модели вход/выход>
+ [MNTYMXDLY=<выбор значения задержки>]
+ [IO_LEVEL=<уровень модели интерфейса>]
Параметр <тип> указывает тип логического устройства (их перечень приведен ниже, например AND, NOR); в круглых скобках указываются значения одного или более параметров через запятую (например, для схемы И указывается количество входов). После списка узлов подключения логического устройства следуют имена двух моделей. Первая модель описывает динамические свойства устройства, вторая – характеристики входных и выходных сопротивлений.
Модели динамики имеют следующие ключевые слова:
| Имя модели динамики | Тип компонента | ||
| UADC | Аналого-цифровой преобразователь | ||
| UDAC | Цифро-аналоговый преобразователь | ||
| UIO | Модель входа/выхода цифрового устройства | ||
| UGATE | Стандартный вентиль | ||
| UTGATE | Вентиль с тремя состояниями | ||
| UBTG | Двунаправленный переключающий вентиль | ||
| UEFF | Триггер с динамическим управлением | ||
| UGFF | Триггер с потенциальным управлением | ||
| UDLY | Цифровая линия задержки | ||
| UPLD | Программируемые логические матрицы | ||
| UROM | Постоянное запоминающее устройство | ||
| URAM | Оперативное запоминающее устройство |
Модели вход/выход имеют ключевое слово UIO (разд. 6.2.3).
Параметр MNTYMXDLY позволяет конкретному индивидуальному устройству назначить минимальное, типичное или максимальное значение времени задержки, указанное в спецификации модели его динамики:
0 – значение задержки, заданное параметром DIGMNTYMX директивы .OPTIONS (по умолчанию параметр равен 2);
1 – минимальное значение;
2 – типичное значение;
3 – максимальное значение;
4 – расчет наихудшего случая (минимум/максимум).
Параметр IO_LEVEL указывает тип цифро-аналогового и аналого-цифрового интерфейса данного цифрового устройства:
0 – в соответствии со значением параметра DIGIOLVL
директивы .OPTIONS (по умолчанию он равен 1);
1 – интерфейс AtoD1/DtoA1;
2 – интерфейс AtoD2/DtoA2;
3 – интерфейс AtoD3/DtoA3;
4 – интерфейс AtoD4/DtoA4.
Запаздывание сигнала в примитивах цифровых устройств определяется в двух моделях: динамики и вход/выход.
Модель динамики определяет задержки распространения и такие временные ограничения, как время установки (setup) и удерживания (hold). Модель вход/выход задает входные и выходные сопротивления и емкости и время переключения.
Когда выход примитива соединяется с другим примитивом, общее время задержки распространения первого примитива равно сумме времени установления напряжения на его нагрузке и времени распространения сигнала, указанного в модели динамики. Время установления напряжения на нагрузке (loading delay) рассчитывается по формуле
где R
или DRVL в зависимости от логического уровня на выходе; C
Когда цифровой примитив подключен к аналоговому устройству, задержка распространения уменьшается на величину, равную времени переключения, заданного в модели вход/выход.
Минимальная длительность сигнала на входе цифрового примитива, необходимая для изменения его логического состояния, должна превышать время задержки, приведенное в модели динамики (это ограничение не относится к цифровым линиям задержки). Более короткие входные импульсы не вызовут на выходе никакого эффекта.
Приведем описание смешанной цепи на рис. 6.2, а:
Analog/Digital Interface Example
.OPT ACCT LIST LIBRARY EXPAND RELTOL=.001
.LIB DIG.LIB
VSIN 1 0 SIN(0 5v 1MEG)
U1 STIM(1, 1) $G_DPWR $G_DGND 2 IO_STD TIMESTEP = 10ns
+ (0C, 1)
+ LABEL=BEGIN
+ (1C,0) (2C,1) (3C,X) (4C,0) (5C,Z)
+ 6C GOTO BEGIN –1 TIMES
X1 1 2 3 133LA3
RL 3 0 25k
CL 3 0 5pF
.TRAN 5ns 500ns
.PRINT TRAN V(1) D(2) V(3)
.PROBE
.END
Здесь имеется обращение к библиотечному файлу моделей цифровых отечественных компонентов dig.lib, фрагменты которого приведены в Приложении 5.
Обратим внимание, что цифровые ИС, даже простейшие, для которых имеются примитивы, представлены в библиотеке в виде макромоделей, имена которых совпадают с обозначением по ЕСКД (правда, в латинской транскрипции). Это позволяет пользователю не задумываться о правилах описания каждой конкретной ИС, предоставляя это разработчикам библиотек моделей.
Информация об автоматически включаемых в схему макромоделях устройств сопряжения, их именах и именах новых цифровых узлов помещается в выходном файле с расширением .out:
**** Generated AtoD and DtoA Interfaces ****
* Analog/Digital interface for node 1
* Moving X1.U1:IN1 from analog node 1 to new digital node 1$AtoD
X$1_AtoD1 1 1$AtoD AtoD
* Analog/Digital interface for node 3
* Moving X1.U1:OUT1 from analog node 3 to new digital node 3$DtoA
X$3_DtoA1 3$DtoA 3 DtoA
* Analog/Digital interface power supply subckt
X$DIGIFPWR 0 DIGIFPWR
В качестве примера расчета переходных процессов приведем фрагмент выдачи данных в табличной форме по директиве .PRINT:
TIME V(1) D(2) V(3)
0.000E+00 0.000E+00 1 3.551E+00
5.000E-09 1.570E-01 1 3.551E+00
1.000E-08 3.139E-01 0 3.551E+00
1.500E-08 4.704E-01 0 3.551E+00
2.000E-08 6.264E-01 1 3.551E+00
2.500E-08 7.820E-01 1 3.551E+00
3.000E-08 9.369E-01 X 3.551E+00
3.500E-08 1.091E+00 X 3.266E+00
Перейдем теперь к описанию цифровых компонентов различных типов, сгруппировав их по следующим категориям:
– многоразрядные АЦП и ЦАП;
– вентили;
– триггеры;
– программируемые логические матрицы;
– устройства памяти;
– источники постоянных логических сигналов;
– линии задержки;
– функциональное описание цифровых устройств.
6.4.1. Многоразрядные АЦП и ЦАП
Многоразрядные АЦП задаются по формату
Uxxx ADC(<m>) <список узлов>
+ <модель динамики> <модель вход/выход>
+ [MNTYMXDLY=<выбор значения задержки>]
+ [IO_LEVEL=<уровень модели интерфейса>]
Имена узлов перечисляются в <списке узлов> в следующем порядке (рис. 6.5):
<+узел источника питания>, <–узел источника питания>, <аналоговый вход>, <опорное напряжение>, <"земля">, <сигнал разрешения>, <сигнал преобразования>, <сигнал переполнения>, <m-й разряд>, ..., <1-й разряд>
Смысл остальных параметров такой же, что и для интерфейса А/Ц типа Oxxx.
 Рис. 6.5. Аналого-цифровой преобразователь |
.MODEL <имя модели> UADC [(параметры)]
Параметры этой модели приведены в табл. 6.4 (значение по умолчанию – 0, единица измерения – с).
Таблица 6.4
|
Идентификатор |
Параметр |
|
TPCSMN |
Время задержки запуска – запаздывание между передними фронтами импульсов разрешения и запуска, минимальное значение |
|
TPCSTY |
То же, типичное значение |
|
TPCSMX |
То же, максимальное значение |
|
TPSDMN |
Время цикла кодирования – интервал времени между передним фронтом импульса запуска и переходом выходного сигнала в новое состояние, минимальное значение |
|
TPSDTY |
То же, типичное значение |
|
TPSDMX |
То же, максимальное значение |
|
TPDSMN |
Запаздывание заднего фронта сигнала запуска относительно момента перехода выходного сигнала в новое состояние, минимальное значение |
|
TPDSMTY |
То же, типичное значение |
|
TPDSMX |
То же, максимальное значение |
Временная диаграмма АЦП показана на рис. 6.6. Выходной сигнал АЦП равен ближайшему целому выражения
где m – количество разрядов.
Если это выражение больше 2
Сигнал (импульс) разрешения (convert pulse) может иметь любую, в том числе и нулевую длительность. Если время цикла кодирования tpsd=0, то m разрядов данных и разряд переполнения, не принимая неопределенного состояния, сразу принимают новое значение. Между узлами <опорное напряжение> и <“земля”> включается резистор с сопротивлением, равным 1/GMIN.
 Рис. 6.6. Переходные процессы в АЦП |
Приведем пример описания 4-разрядного АЦП
U3 ADC(4) $G_DPWR $G_DGND1 10 0 conv stat over
+ out3 out2 out1 out0 DINAM IO_ADC
.MODEL DINAM UADC(
+ tpcsmn=5ns, tpcsty=8ns, tpcsmx=10ns,
+ tpsdmn=16ns, tpsdty=20ns, tpsdmx=22ns,
+ tpdsmn=4ns, tpdsty=5ns, tpdsmx=6ns)
.MODEL IO_ADC UIO(drvh=50 drvl=50)
Многоразрядный ЦАП задается по формату
Uxxx DAC(<m>) <список узлов> <модель динамики>
+ <модель вход/выход>
+ [MNTYMXDLY=<выбор значения задержки>]
+ [IO_LEVEL=<уровень модели интерфейса>]
Имена узлов перечисляются в <списке узлов> в следующем порядке (рис. 6.7):
<+узел источника питания>, <–узел источника питания>, <аналоговый выход>, <опорное напряжение>, <“земля”>, <m-й разряд входного сигнала>, ..., <1-й разряд входного сигнала>
 Рис. 6.7. Цифро-аналоговый преобразователь |
Модель динамики ЦАП имеет вид
.MODEL <имя модели> UDAC [(параметры)]
Параметры этой модели приведены ниже (значение по умолчанию – 0, единица измерения – с):
|
Идентификатор |
Параметр |
|
TSWMN |
Время установления (от момента изменения входного кода до момента достижения выходным напряжением уровня 0,9 установившегося значения), минимальное значение |
|
TSWTY |
То же, типичное значение |
|
TSWMX |
То же, максимальное значение |
V(<опорное напряжение>, <“земля”>)
Опорное напряжение определяет диапазон выходного аналогового напряжения. Между узлом источника опорного напряжения и “землей” включается сопротивление, равное 1/GMIN.
Если какой-либо разряд входного цифрового сигнала не определен, выходное напряжение равно половине разности двух напряжений. Одно из них представляет собой выходное напряжение ЦАП, если все не определенные состояния “X” заменить на “1”, второе – если эти состояния заменить на логический “0”. При изменении состояний всех разрядов выходное напряжение линейно изменяется в течение интервала преобразования, как показано на рис. 6.8.
 Рис. 6.8. Переходные процессы в ЦАП |
Вентили подразделяются на элементарные и сложные. Элементарные вентили имеют один или несколько входов и только один выход. Сложные вентили (сборки) содержат в одном корпусе несколько простых вентилей (рис. 6.9). Кроме того, вентили подразделяются на два типа: стандартные вентили и вентили с тремя состояниями. Вентили с тремя состояниями управляются сигналами разрешения. Когда этот сигнал имеет уровень “0”, выходной сигнал вентиля имеет неопределенный уровень “X” при высоком выходном сопротивлении Z.
 Рис. 6.9. Стандартные вентили и их сборки |
Стандартные вентили
перечислены в табл. 6.5.
Таблица 6.5
|
Тип |
Параметр |
Порядок перечисления выводов |
Функциональное назначение |
|
BUF |
Нет |
Вх., вых. |
Буфер |
|
INV |
Нет |
Вх., вых. |
Инвертор |
|
AND |
N |
Вх.1, вх.2,..., вых. |
Логическое И |
|
NAND |
N |
Вх.1, вх.2,..., вых. |
Логическое И–НЕ |
|
OR |
N |
Вх.1, вх.2,..., вых. |
Логическое ИЛИ |
|
NOR |
N |
Вх.1, вх.2,..., вых. |
Логическое ИЛИ–НЕ |
|
XOR |
Нет |
Вх.1, вх.2, вых. |
Исключающее ИЛИ |
|
NXOR |
Нет |
Вх.1, вх.2, вых. |
Исключающее ИЛИ–НЕ |
|
BUFA |
L |
Вх.1, вх.2,..., вых.1, вых.2,... |
Сборка буферов |
|
INVA |
L |
Вх.1, вх.2,..., вых.1, вых.2,... |
Сборка инверторов |
|
ANDA |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., вых.1, вых.2,... |
Сборка логики И |
|
NANDA |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., вых.1, вых.2,... |
Сборка логики И–НЕ |
|
ORA |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., вых.1, вых.2,... |
Сборка логики ИЛИ |
|
NORA |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., вых.1, вых.2,... |
Сборка логики ИЛИ–НЕ |
|
XORA |
L |
Вх.1, вх.2,..., вых.1, вых.2,... |
Сборка логики исключающее ИЛИ |
|
NXORA |
L |
Вх.1, вх.2,..., вых.1, вых.2,... |
Сборка логики исключающее ИЛИ–НЕ |
|
AO |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., вых. |
Сборка логики И–ИЛИ |
|
OA |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., вых. |
Сборка логики ИЛИ–И |
|
AOI |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., вых. |
Сборка логики И–ИЛИ–НЕ |
|
OAI |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., вых. |
Сборка логики ИЛИ–И–НЕ |
Модель динамики вентилей имеет формат
.MODEL <имя модели> UGATE [(параметры)]
Параметры моделей вентилей типа UGATE приведены ниже (значение по умолчанию – 0, единица измерения – с):
|
Идентификатор |
Параметр |
|
TPLHMN |
Задержка при переходе от низкого уровня к высокому, минимальное значение |
|
TPLHTY |
То же, типичное значение |
|
TPLHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPHLMN |
Задержка при переходе от высокого уровня к низкому, минимальное значение |
|
TPHLTY |
То же, типичное значение |
|
TPHLMX |
То же, максимальное значение |
Вентили с тремя состояниями
перечислены в табл. 6.6.
Таблица 6.6
|
Тип |
Параметр |
Порядок перечисления выводов |
Функциональное назначение |
|
BUF3 |
Нет |
Вх., разр., вых. |
Буфер |
|
INV3 |
Нет |
Вх., разр., вых. |
Инвертор |
|
AND3 |
N |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых. |
Логика И |
|
NAND3 |
N |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых. |
Логика И–НЕ |
|
OR3 |
N |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых. |
Логика ИЛИ |
|
NOR3 |
N |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых. |
Логика ИЛИ–НЕ |
|
XOR3 |
Нет |
Вх.1, вх.2, разр., вых. |
Исключающее ИЛИ |
|
NXOR3 |
Нет |
Вх.1, вх.2, разр., вых. |
Исключающее ИЛИ–НЕ |
|
BUF3A |
L |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых.1, вых.2, ... |
Сборка буферов |
|
INV3A |
L |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых.1, вых.2, ... |
Сборка инверторов |
|
AND3A |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых.1, вых.2, ... |
Сборка элементов логики И |
|
NAND3A |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых.1, вых.2, ... |
Сборка элементов логики И–НЕ |
|
OR3A |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых.1, вых.2, ... |
Сборка элементов логики ИЛИ |
|
NOR3A |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых.1, вых.2, ... |
Сборка элементов логики ИЛИ–НЕ |
|
XOR3A |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых.1, вых.2, ... |
Сборка элементов исключающее ИЛИ |
|
NXOR3A |
N, L |
Вх.1, вх.2,..., разр., вых.1, вых.2, ... |
Сборка элементов исключающее ИЛИ–НЕ |
Модель динамики этих вентилей имеет формат
.MODEL <имя модели> UTGATE [(параметры)]
Параметры моделей вентилей типа UTGATE приведены в табл. 6.7 (значение по умолчанию – 0, единица измерения – с):
Таблица 6.7
|
Идентификатор |
Параметр |
|
TPLHMN |
Задержка при переходе от низкого уровня к высокому, минимальное значение |
|
TPLHTY |
То же, типичное значение |
|
TPLHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPHLMN |
Задержка при переходе от высокого уровня к низкому, минимальное значение |
|
TPHLTY |
То же, типичное значение |
|
TPHLMX |
То же, максимальное значение |
|
TPLZMN |
Задержка при переходе от низкого уровня к уровню Z, минимальное значение |
|
TPLZTY |
То же, типичное значение |
|
TPLZMX |
То же, максимальное значение |
|
TPHZMN |
Задержка при переходе от высокого уровня к уровню Z, минимальное значение |
|
TPHZTY |
То же, типичное значение |
|
TPHZMX |
То же, максимальное значение |
|
TPZLMN |
Задержка при переходе от уровня Z к низкому уровню, минимальное значение |
|
TPZLTY |
То же, типичное значение |
|
TPZLMX |
То же, максимальное значение |
|
TPZHMN |
Задержка при переходе от уровня Z к высокому уровню, минимальное значение |
|
TPZHTY |
То же, типичное значение |
|
TPZHMX |
То же, максимальное значение |
Двунаправленные вентили. Двунаправленный вентиль представляет собой пассивное устройство, которое соединяет или разъединяет два узла (версия Design Center 6.1 и более поздние). Коммутация этих узлов определяется логическим состоянием входного управляющего узла. Устройства типа NBTG соединяют два узла при подаче на вход логической “1” и разъединяют при подаче “0”. Устройства типа PBTG соединяют два узла при подаче на вход логического “0” и рассоединяют при подаче “1”. Эти устройства не имеют параметров, модель их динамики имеет вид
.MODEL <имя модели> UBTG
Параметры DRVH и DRVL модели вход/выход используются для управления ячейками запоминания заряда, сигналы с которых передаются через двунаправленные вентили. Если двунаправленный вентиль соединен с цепью, к которой подключен хотя бы один вход устройства, в модели вход/выход которого имеется параметр INLD со значением больше нуля, или выход устройства, в модели которого параметр OUTLD больше нуля, то эта цепь будет моделироваться как ячейка запоминания заряда.
Двунаправленные вентили имеют стандартный формат записи. Приведем пример
U4 NBTG $G_DPWR $G_DGND GATE SD1 SD2
+ BTG1 IO_BTG
.MODEL BTG1 UBTG
6.4.3. Триггеры
Триггеры имеют динамическое и потенциальное управление. Каждый компонент может содержать один или несколько триггеров в корпусе, у которых общими являются сигналы установки, сброса и тактовой синхронизации (рис. 6.10).
 Рис. 6.10. Триггеры: а – JK-триггер с отрицательным фронтом срабатывания и низким уровнем сигналов установки и сброса; б – D-триггер с положительным фронтом срабатывания и низким уровнем сигналов установки и сброса; в – синхронный двухтактный RS-триггер; г – синхронный однотактный D-триггер |
Таблица 6.8
|
Тип |
Параметры |
Порядок перечисления выводов |
Функциональное назначение |
|
Триггеры с динамическим управлением |
|||
|
JKFF |
Количество триггеров |
S, R, C, J1, J2, ..., K1, K2, ..., Q1, Q2, ...,  |
JK-триггер с отрицательным фронтом срабатывания и низким уровнем сигнала установки и сброса |
|
DFF |
Количество триггеров |
S, R, C, D1, D2, ..., Q1, Q2, ..., |
D-триггер с положительным фронтом срабатывания и низким уровнем сигнала установки и сброса |
|
Триггеры с потенциальным управлением |
|||
|
SRFF |
Количество триггеров |
S, R, G, S1, S2, ..., R , R , ..., Q1, Q2,..., |
Двухтактный синхронный RS-триггер |
|
DLTCH |
Количество триггеров |
S, R, G, D1, D2, ..., Q1, Q2, ..., |
Однотактный синхронный D-триггер |
Модели динамики триггеров с динамическим управлением имеют формат
.MODEL <имя модели> UEFF [(параметры)]
Параметры модели триггеров с динамическим управлением типа UEFF приведены в табл. 6.9 (значение по умолчанию – 0, единица измерения – с).
Таблица 6.9
|
Идентификатор |
Параметр |
|
TPPCQLHMN |
Задержка перехода “0” |
|
TPPCQLHTY |
То же, типичное значение |
|
TPPCQLHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPPCQHLMN |
Задержка перехода “1” |
|
TPPCQHLTY |
То же, типичное значение |
|
TPPCQHLMX |
То же, максимальное значение |
|
TWPCLMN |
Максимальная длительность сигнала “0” на входе S/R, минимальное значение |
|
TWPCLTY |
То же, типичное значение |
|
TWPCLMX |
То же, максимальное значение |
|
TPCLKQLHMN |
Задержка перехода “0” |
|
TPCLKQLHTY |
То же, типичное значение |
|
TPCLKQLHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPCLKQHLMN |
Задержка перехода “1” |
|
TPCLKQHLTY |
То же, типичное значение |
|
TPCLKQHLMX |
То же, максимальное значение |
|
TWCLKLMN |
Минимальная длительность сигнала “0” на входе С/ |
|
TWCLKLTY |
То же, типичное значение |
|
TWCLKLMX |
То же, максимальное значение |
|
TWCLKHMN |
Минимальная длительность сигнала “1” на входе С/ |
|
TWCLKHTY |
То же, типичное значение |
|
TWCLKHMX |
То же, максимальное значение |
|
TSUDCLKMN |
Время подготовки к работе по входам J/K/D перед действием фронта синхроимпульса С/ |
|
TSUDCLKTY |
То же, типичное значение |
|
TSUDCLKMX |
То же, максимальное значение |
|
TSUPCCLKHMN |
Длительность сигнала “1” на входах S/R при действии фронта синхроимпульса С/ |
|
TSUPCCLKHTY |
То же, типичное значение |
|
TSUPCCLKHMX |
То же, максимальное значение |
|
THDCLKMN |
Длительность сигнала на входе J/K/D после действия фронта синхроимпульса С/ |
|
THDCLKTY |
То же, типичное значение |
|
THDCLKMX |
То же, максимальное значение |
Косая черта “/” означает “или”; например, запись S/R означает сигнал S или R.
Модель динамики триггеров с потенциальным управлением имеет формат
.MODEL <имя модели> UGFF [(параметры)]
Параметры моделей триггеров с потенциальным управлением типа UGFF приведены в табл. 6.10 (значение по умолчанию – 0, единица измерения – с).
Таблица 6.10
|
Идентификатор |
Параметр |
|
TPPCQLHMN |
Задержка перехода “0” |
|
TPPCQLHTY |
То же, типичное значение |
|
TPPCQLHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPPCQHLMN |
Задержка перехода “1” |
|
TPPCQHLTY |
То же, типичное значение |
|
TPPCQHLMX |
То же, максимальное значение |
|
TWPCLMN |
Минимальная длительность сигнала “0” на входе S/R, минимальное значение |
|
TWPCLTY |
То же, типичное значение |
|
TWPCLMX |
То же, максимальное значение |
|
TPGQLHMN |
Задержка перехода “0” |
|
TPGQLHTY |
То же, типичное значение |
|
TPGQLHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPGQHLMN |
Задержка перехода “1” |
|
TPGQHLTY |
То же, типичное значение |
|
TPGQHLMX |
То же, максимальное значение |
|
TPDQLHMN |
Задержка перехода “0” |
|
TPDQLHTY |
То же, типичное значение |
|
TPDQLHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPDQHLMN |
Задержка перехода “1” |
|
TPDQHLTY |
То же, типичное значение |
|
TPDQHLMX |
То же, максимальное значение |
|
TWGHMN |
Минимальная длительность сигнала “1” на входе G, минимальное значение |
|
TWGHTY |
То же, типичное значение |
|
TWGHMX |
То же, максимальное значение |
|
TSUDGMN |
Время подготовки к работе по входам S/R/D перед действием фронта синхроимпульса G, минимальное значение |
|
TSUDGTY |
То же, типичное значение |
|
TSUDGMX |
То же, максимальное значение |
|
TSUPCGHMN |
Длительность сигнала “1” на входах S/R при действии фронта синхроимпульса G, минимальное значение |
|
TSUPCGHTY |
То же, типичное значение |
|
TSUPCGHMX |
То же, максимальное значение |
|
THDGMN |
Длительность сигнала на входе S/R/D после действия фронта синхроимпульса G, минимальное значение |
|
THDGTY |
То же, типичное значение |
|
THDGMX |
То же, максимальное значение |
По умолчанию в начальный момент времени выходные состояния триггеров приняты неопределенными (состояния X). Они остаются таковыми до подачи сигналов установки или сброса либо перехода триггера в определенное состояние. В Design Center 6.1 появилась возможность установить определенное начальное состояние с помощью параметра DIGINITSTATE
директивы .OPTIONS.
В моделях триггеров имеются параметры, характеризующие минимальные длительности сигналов установки и сброса и минимальную длительность импульсов. Если эти параметры больше нуля, то в процессе моделирования измеренные значения длительностей импульсов сравниваются с заданными данными и при наличии слишком коротких импульсов на экран выдаются предупреждающие сообщения (Warning messages), которые также передаются в программу Probe и заносятся в выходной файл с расширением .out.
6.4.4. Программируемые логические матрицы
Программируемые логические матрицы (ПЛМ, PLA – Programmable Logic Arrays) имеют ряд входов, которые формируют столбцы матрицы, и ряд выходов, образующих строки [10]. Каждый выход (строка) управляется одним логическим элементом. Совокупность управляющих сигналов составляет программу для ПЛМ, которая определяет, какие входы соединяются с логическими элементами. В состав примитивов ПЛМ входят только однотипные вентили (И, ИЛИ, И–НЕ и т. п.), поэтому реальные ИС ПЛМ составляются из нескольких примитивов в виде макромоделей.
Программа ПЛМ вводится в задание на моделирование двояко:
1) предварительно записывается в файл в формате JEDEC, имя файла указывается в описании примитива конкретной ПЛМ;
2) данные программы включаются непосредственно в описание ПЛМ (с использованием конструкции DATA=...), что менее удобно.
Однако при использовании библиотек, в которых ПЛМ оформлены в виде макромоделей, пользователю не нужно разбираться в деталях их моделей – достаточно указать имя модели ПЛМ, список узлов включения и с помощью опции TEXT указать имя JEDEC-файла, содержащего описание программы ПЛМ, как показано на следующем примере:
X1 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 IN9 IN10 IN11 IN12 IN13 IN14
+ OUT1 OUT2 OUT3 OUT4
+ PAL14H4
+ TEXT: JEDEC_FILE = "myprog.jed"
Здесь в схему включена ПЛМ типа PAL14H4, программируемая из файла “myprog.jed.
Примитивы ПЛМ вводятся в задание на моделирование предложением (рис. 6.11):
Uxxx <тип ПЛМ> (<количество входов>,<количество выходов>)
+ <+узел источника питания> <–узел источника питания>
+ <входной узел>* <выходной узел>*
+ <имя модели динамики> <имя модели вход/выход>
+ [FILE=<имя файла>]
+ [DATA=<флаг системы счисления>$<данные программы>$]
+ [MNTYMXDLY=<выбор значения задержки>]
+ [IO_LEVEL=<уровень модели интерфейса>]
 Рис. 6.11. Программируемая логическая матрица |
PLAND – матрица логики И;
PLOR – матрица логики ИЛИ;
PLXOR – матрица логики исключающее ИЛИ;
PLNAND – матрица логики И–НЕ;
PLNOR – матрица логики ИЛИ–НЕ;
PLNXOR – матрица логики исключающее ИЛИ–НЕ;
PLANDDC – матрица логики И, содержащая для каждого входа столбцы прямого и дополнительного кода;
PLORC – матрица логики ИЛИ, содержащая для каждого входа столбцы прямого и дополнительного кода;
PLXORC – матрица логики исключающее ИЛИ, содержащая для каждого входа столбцы прямого и дополнительного кода;
PLNANDC – матрица логики И–НЕ, содержащая для каждого входа столбцы прямого и дополнительного кода;
PLNORC – матрица логики ИЛИ–НЕ, содержащая для каждого входа столбцы прямого и дополнительного кода;
PLNXORC – матрица логики исключающее ИЛИ, содержащая для каждого входа столбцы прямого и дополнительного кода.
После ключевого слова FILE указывается имя файла
в формате JEDEC, в котором записана программа ПЛМ. Оно может быть указано как текстовая константа (и тогда заключается в кавычки " ") или как текстовое выражение (заключается между вертикальными черточками | |).
Если приведена опция FILE, то любые данные, приведенные после опции DATA, игнорируются. Способ адресации, принятый в файле JEDEC для расположения данных, определяется параметрами модели динамики.
Флаг системы счисления
принимает значения:
B – двоичная система счисления;
O – восьмеричная система счисления (бит старшего разряда расположен по младшему адресу);
X – шестнадцатиричная система счисления (бит старшего разряда расположен по младшему адресу).
Данные программы помещаются между знаками доллара $ и могут располагаться как слитно, так и разделяться одним или несколькими пробелами. Поток данных начинается с нулевого адреса, по которому программируется соединение первого входа с вентилем, управляющим первым выходом. Наличие “0” означает, что вход не подсоединен к вентилю, а “1” – наличие такого соединения (изначально все входы не подсоединены ни к каким выходам). Данные по следующему адресу управляют соединением дополнения первого входа к вентилю, управляющему первым выходом (только для ПЛМ с прямыми и дополнительными входами), или второго входа, подключенного к вентилю, управляющему первым выходом. Каждые дополнительные “1” или “0” программирует соединение следующего входа или его дополнения с вентилем, управляющим первым выходом, до тех пор, пока не переберут все входы (и их дополнения). Последующие данные программируют соединения входов со вторым выходом и т. д.
Модель динамики ПЛМ имеет формат
.MODEL <имя модели динамики> UPLD [(параметры модели динамики)]
Параметры этой модели приведены в табл. 6.11.
Таблица 6.11
|
Идентификатор |
Параметр |
Значение по умолчанию |
Единица измерения |
|
TPLHMN |
Время задержки на выход при переключении “0” |
0 |
с |
|
TPLHTY |
То же, типичное значение |
0 |
с |
|
TPLHMX |
То же, максимальное значение |
0 |
с |
|
TPHLMN |
Время задержки на выход при переключении “1” |
0 |
с |
|
TPHLTY |
То же, типичное значение |
0 |
с |
|
TPHLMX |
То же, максимальное значение |
0 |
с |
|
OFFSET |
Адрес данных, управляющих подключением первого входа к первому выходу (в файле JEDEC) |
0 |
|
|
COMPOFFSET |
Адрес данных, управляющих подключением дополнения первого входа к первому выходу (в файле JEDEC) |
1 |
|
|
INSCALE |
Количество адресов для программирования изменения состояния каждого входа (в файле JEDEC) |
1 |
|
|
OUTSCALE |
Количество адресов в файле JEDEC для программирования изменения состояния каждого выхода (вентиля) |
2 |
Приведем пример декодера 3-8 (рис. 6.12). Входные узлы обозначим IN1 (старший разряд), IN2, IN3 (младший разряд). Если все входы находятся в состоянии “0”, выход OUT1=“1”. Если IN1 и IN2 – в состоянии “1”, а IN3 – в состоянии “1”, OUT2=“1” и т. д. Данные программы для удобства чтения записаны в виде массива. В комментариях сверху от программы указаны имена входных узлов, находящихся в состоянии “1” – true (T) и “0” – false (F, дополнительный код); в комментариях в конце строк указаны имена выходных узлов, управляемых вентилем.
UDECODE PLANDC(3,8) ; 3 входа, 8 выходов
+ $G_DPWR $G_DGND ; Узлы источника питания и “земли”
+ IN1 IN2 IN3 ; Входы
+ OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 ; Выходы
+ PLD_MDL ; Имя модели динамики ПЛМ
+ IO_STD ; Имя модели вход/выход ПЛМ
+ DATA=B$ ; Данные программы ПЛМ
* IN1 IN2 IN3
* TF TF TF
+ 01 01 01 ; OUT1
+ 01 01 10 ; OUT2
+ 01 10 01 ; OUT3
+ 01 10 10 ; OUT4
+ 10 01 01 ; OUT5
+ 10 01 10 ; OUT6
+ 10 10 01 ; OUT7
+ 10 10 10 $ ; OUT8
.MODEL PLD_MDL UPLD(...) ; Определение модели динамики ПЛМ
 Рис. 6.12. Декодер 3-8, реализованный на ПЛМ |
Запоминающие устройства (ЗУ) подразделяются на постоянные ЗУ (ROM, Read Only Memories) и оперативные ЗУ (RAM, Random Access Read–Write Memories).
Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).
Существует два способа записи данных в ПЗУ для последующего моделирования:
1) обычно данные предварительно записываются в файл в формате Intel Hex и перед началом моделирования они из него считываются;
2) данные записываются непосредственно в описание ПЗУ c помощью конструкции DATA=...
Модель ПЗУ (рис. 6.13) задается по формату
Uxxx ROM (<количество адресных входов>,<количество выходов>)
+ <+узел источника питания> <–узел источника питания>
+ <вход разрешения чтения>
+ <старший разряд адреса> . . . <младший разряд адреса>
+ <старший разряд выхода> . . . <младший разряд выхода>
+ <имя модели динамики> <имя модели вход/выход>
+ [FILE=<имя файла>]
+ [DATA=<флаг системы счисления>$<данные программы>$]
+ [MNTYMXDLY=<выбор значения задержки>]
+ [IO_LEVEL=<уровень модели интерфейса>]
 Рис. 6.13. Постоянное запоминающее устройство |
в формате Intel Hex, в котором записаны данные ПЗУ. Оно может быть указано как текстовая константа (и тогда заключается в кавычки " ") или как текстовое выражение (заключается между вертикальными черточками | |). Если приведена опция FILE, то любые данные, приведенные после опции DATA, игнорируются.
Флаг системы счисления
принимает значения:
B – двоичная система счисления;
O – восьмеричная система счисления (бит старшего разряда расположен по младшему адресу);
X – шестнадцатиричная система счисления (бит старшего разряда расположен по младшему адресу).
Данные программы помещаются между знаками доллара $ и могут располагаться как слитно, так и разделяться одним или несколькими пробелами. Поток данных начинается с нулевого адреса, по которому размещается первый разряд данных. Следующий бит относится ко второму разряду данных, и так до тех пор, пока не будут определены состояния всех разрядов по этому адресу. После этого перечисляются данные по следующему адресу и т. д.
Модель динамики ПЗУ имеет формат:
.MODEL <имя модели динамики> UROM [(параметры модели динамики)]
Параметры этой модели приведены в табл. 6.12 (значение по умолчанию – 0, единица измерения – с).
Таблица 6.12
|
Идентификатор |
Параметр |
|
TPADHMN |
Время выборки адреса при переключении входных данных “0” |
|
TPADHTY |
То же, типичное значение |
|
TPADHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPADLMN |
Время выборки адреса при переключении входных данных “1” |
|
TPADLTY |
То же, типичное значение |
|
TPADLMX |
То же, максимальное значение |
|
TPEDHMN |
Время выборки разрешения при переключении выходов “Z” |
|
TPEDHTY |
То же, типичное значение |
|
TPEDHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPEDLMN |
Время выборки разрешения при переключении выходов “Z” |
|
TPEDLTY |
То же, типичное значение |
|
TPEDLMX |
То же, максимальное значение |
|
TPEDHZMN |
Время выборки разрешения при переключении выходов “1” |
|
TPEDHZTY |
То же, типичное значение |
|
TPEDHZMX |
То же, максимальное значение |
|
TPEDLZMN |
Время выборки разрешения при переключении выходов “O” |
|
TPEDLZTY |
То же, типичное значение |
|
TPEDLZMX |
То же, максимальное значение |
 Рис. 6.14. Переходные процессы в ПЗУ |
Приведем пример ПЗУ 8
UMULTIPLY ROM (8, 8) ; Модель ПЗУ 256
+ $G_DPWR $G_DGND ; Узлы источника питания и “земли”
+ ENABLE ; Вход разрешения чтения
+ AIN3 AIN2 AIN1 AIN0 ; Первые 4 бита адреса
+ BIN3 BIN2 BIN1 BIN0 ; Вторые 4 бита адреса
+ OUT7 OUT6 OUT5 OUT4 OUT3 OUT2 OUT1 OUT0 ; Выходы
+ ROM_MDL ; Имя модели динамики
+ IO_STD ; Имя модели вход/выход
+ DATA=X$
* Данные в двоичном коде:
* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+ 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; A=0
+ 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F ; A=1
+ 00 02 04 06 08 0A 0C 0E 10 12 14 16 18 1A 1C 1E ; A=2
+ 00 03 06 09 0C 0F 12 15 18 1B 1E 21 24 27 2A 2D ; A=3
+ 00 04 08 0C 10 14 18 1C 20 24 28 2C 30 34 38 3C ; A=4
+ 00 05 0A 0F 14 19 1E 23 28 2D 32 37 3C 41 46 4B ; A=5
+ 00 06 0C 12 18 1E 24 2A 30 36 3C 42 48 4E 54 5A ; A=6
+ 00 07 0E 15 1C 23 2A 31 38 3F 46 4D 54 58 62 69 ; A=7
+ 00 08 10 18 20 28 30 38 40 48 50 58 60 68 70 78 ; A=8
+ 00 09 12 1B 24 2D 36 3F 48 51 5A 63 6C 75 7E 87 ; A=9
+ 00 0A 14 1E 28 32 3C 46 50 5A 64 6E 78 82 8C 96 ; A=A
+ 00 0B 16 21 2C 37 42 4D 58 63 6E 79 84 8F 9A A5 ; A=B
+ 00 0C 18 24 30 3C 48 54 60 6C 78 84 90 9C A8 B4 ; A=C
+ 00 0D 1A 27 34 41 4E 5B 68 75 82 8F 9C A9 B6 C3 ; A=D
+ 00 0E 1C 2A 38 46 54 62 70 7E 8C 9A A8 B6 C4 D2 ; A=E
+ 00 0F 1E 2D 3C 48 5A 69 78 87 96 A5 B4 C3 D1 E1$ ; A=F
.MODEL ROM_MDL UROM (...)
Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ).
Обычно в начальный момент времени в ОЗУ устанавливаются произвольные данные по всем адресам. Существует два способа записи начальных данных в ОЗУ при моделировании:
1) данные предварительно записываются в файл в формате Intel Hex и перед началом моделирования из него считываются;
2) данные записываются непосредственно в описание ОЗУ c помощью конструкции DATA=...
Модель ОЗУ (рис. 6.15) задается по формату
Uxxx RAM (<количество адресных входов>,<количество выходов>)
+ <+узел источника питания> <–узел источника питания>
+ <вход разрешения чтения> <вход разрешения записи>
+ <старший разряд адреса> . . . <младший разряд адреса>
+ <старший разряд входа данных>... <младший разряд входа данных>
+ <старший разряд выхода> . . . <младший разряд выхода>
+ <имя модели динамики> <имя модели вход/выход>
+ [FILE=<имя файла>]
+ [DATA=<флаг системы счисления>$<данные программы>$]
+ [MNTYMXDLY=<выбор значения задержки>]
+ [IO_LEVEL=<уровень модели интерфейса>]
 Рис. 6.15. Оперативное запоминающее устройство |
в формате Intel Hex, в котором записаны данные ЗУ. Оно может быть указано как текстовая константа (и тогда заключается в кавычки " ") или как текстовое выражение (заключается между вертикальными черточками | | ). Если приведена опция FILE, то любые данные, приведенные после опции DATA, игнорируются.
Флаг системы счисления
принимает значения:
B – двоичная система счисления;
O – восьмеричная система счисления (бит старшего разряда расположен по младшему адресу);
X – шестнадцатиричная система счисления (бит старшего разряда расположен по младшему адресу).
Данные программы помещаются между знаками доллара $ и могут располагаться как слитно, так и разделяться одним или несколькими пробелами. Поток данных начинается с нулевого адреса, по которому размещается первый разряд данных. Следующий бит относится ко второму разряду данных, и так до тех пор, пока не будут определены состояния всех разрядов по этому адресу.
После этого перечисляются данные по следующему адресу и т. д., как и в ПЗУ.
Модель ОЗУ состоит из двух секций записи и считывания данных, которые имеют различные выводы для подачи сигналов разрешения, различные выводы для записи и считывания данных и общие выводы адреса (рис. 6.15).
При записи данных в ОЗУ
необходимо сначала подать сигналы на адресные входы и входы данных и не изменять их в течение определенного времени – времени установления
Для чтения из ОЗУ на вход разрешения чтения необходимо подать “1”, а состояния узлов выходных данных изменяются от состояния высокого импеданса Z до соответствующего состояния спустя некоторое время
 Рис. 6.16. Переходные процессы в ОЗУ: а - запись, б - чтение |
В модели ОЗУ ничто не препятствует одновременно установить “1” на входах разрешения чтения и записи, хотя в большинстве реальных ОЗУ это не допускается. Новые считанные данные посылаются на выходы данных после перехода сигнала разрешения записи из “1” в “0”.
Модель динамики ОЗУ имеет формат
.MODEL <имя модели динамики> URAM [(параметры модели динамики)]
Параметры этой модели приведены в табл. 6.13 (значение по умолчанию – 0, единица измерения – с).
Таблица 6.13
|
Идентификатор |
Параметр |
|
TPADHMN |
Время выборки адреса при переключении выходов “0” |
|
TPADHTY |
То же, типичное значение |
|
TPADHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPADLMN |
Время выборки адреса при переключении выходов “1” |
|
TPADLTY |
То же, типичное значение |
|
TPADLMX |
То же, максимальное значение |
|
TPERDHMN |
Время выборки разрешения при переключении выходов “Z” |
|
TPERDHTY |
То же, типичное значение |
|
TPERDHMX |
То же, максимальное значение |
|
TPERDLMN |
Время выборки разрешения при переключении выходов “Z” |
|
TPERDLTY |
То же, типичное значение |
|
TPERDLMX |
То же, максимальное значение |
|
TPERDHZMN |
Время выборки разрешения при переключении выходов “1” |
|
TPERDHZTY |
То же, типичное значение |
|
TPERDHZMX |
То же, максимальное значение |
|
TPERDLZMN |
Время выборки разрешения при переключении выходов “0” |
|
TPERDLZTY |
То же, типичное значение |
|
TPERDLZMX |
То же, максимальное значение |
|
TSUDEWMN |
Время установления данных относительно переднего фронта сигнала разрешения, минимальное значение |
|
TSUDEWTY |
То же, типичное значение |
|
TSUDEWMX |
То же, максимальное значение |
|
TSUAEWMN |
Время установления адреса относительно переднего фронта сигнала разрешения, минимальное значение |
|
TSUAEWTY |
То же, типичное значение |
|
TSUAEWMX |
То же, максимальное значение |
|
TWEWHMN |
Длительность сигнала разрешения при записи “1”, минимальное значение |
|
TWEWHTY |
То же, типичное значение |
|
TWEWHMX |
То же, максимальное значение |
|
TWEWLMN |
Длительность сигнала разрешения при записи “0”, минимальное значение |
|
TWEWLTY |
То же, типичное значение |
|
TWEWLMX |
То же, максимальное значение |
|
THDEWMN |
Время удержания входных данных относительно заднего фронта сигнала разрешения записи, минимальное значение |
|
THDEWTY |
То же, типичное значение |
|
THDEWMX |
То же, максимальное значение |
|
THAEWMN |
Время удержания адреса по отношению к заднему фронту сигнала разрешения записи, минимальное значение |
|
THAEWTY |
То же, типичное значение |
|
THAEWMX |
То же, максимальное значение |
6.4.6. Прочие устройства
Источники постоянных логических сигналов. Эти компоненты имеют выходы, но не имеют входов. Логический уровень выходного сигнала равен “1” для источников типа PULLUP и “0” для источников типа PULLDN.
Внутренние сопротивления источников задаются при описании модели вход/выход. Модель динамики эти источники не имеют. Приведем их описание:
|
Тип |
Параметр |
Порядок перечисления выводов |
Функциональное назначение |
|
PULLUP |
Количество источников логического сигнала “1” |
Вых.1, вых.2, ... |
Матрица источников |
|
PULLDN |
Количество источников логического сигнала “0” |
Вых.1, вых.2, ... |
Матрица источников |
U4 PULLUP(2) $G_DPWR $G_DGND ; Два источника “1”
+ PIN0 PIN1 R2K
U5 PULLDN(4) $G_DPWR $G_DGND ; Четыре источника “0”
+ BUS0, BUS1, BUS2, BUS3 R50
.MODEL R2K UIO (drvh=2K)
.MODEL R50 UIO (drvl=50)
Цифровые линии задержки. Они осуществляют задержку входного сигнала любой длительности (заметим, что вентили не пропускают импульсы, длительность которых меньше времени задержки). Линии задержки имеют тип DLYNE, в списке узлов после перечисления узлов подключения источника питания указываются <узел входа> и <узел выхода>.
Модель динамики линии задержки имеет форму
.MODEL <имя модели> UDLY [(параметры)]
Линия задержки имеет следующие параметры (значение по умолчанию – 0, единица измерения – с):
|
Идентификатор |
Параметр |
|
DLYMN |
Минимальная задержка |
|
DLYTY |
Типичная задержка |
|
DLYMX |
Максимальная задержка |
Демонстрация основных возможностей
 Рис. 1.1. Экран графического редактора Schematics |
Прежде чем переходить к систематическому изложению правил работы с Design Center, проиллюстрируем основные этапы моделирования на простейшем примере амплитудного детектора (рис. 1.1).
Графический редактор Schematics.
Позволяет создавать чертежи принципиальных схем в среде Windows и передавать управление другим программам (PSpice, Probe, StmEd, Parts, Polaris и Optimizer). Моделируемая схема может состоять из следующих типовых компонентов: резисторы, конденсаторы, индуктивности, трансформаторы (в том числе с магнитными сердечниками), диоды (включая стабилитроны и варикапы), биполярные, полевые и МОП-транзисторы, ключи, управляемые током и напряжением, линии передачи с потерями, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, цифровые элементы (вентили, триггеры, устройства контроля, запоминающие устройства и программируемые логические матрицы). Кроме того, из этих компонентов можно создать макромодели или иерархические структуры более сложных компонентов и устройств.
Графический редактор вызывается щелчком кнопки мыши по пиктограмме Psched (см. нижнюю часть рис. 1.1). В процессе его загрузки подключаются библиотеки графических символов и экран редактора приобретает вид, показанной на рис. 1.1. Редактор Schematics управляется с помощью системы ниспадающих меню и пиктограмм. Имеется встроенная помощь для получения краткой информации об основных правилах работы. Обратим внимание, что на схему можно наносить символы кириллицы – это открывает возможность выпуска технической документации по ЕСКД.
В верхней части экрана располагается горизонтальное меню, состав пунктов которого зависит от выбранного режима редактирования (редактирование принципиальных электрических схем либо редактирование символов, т. е. условных графических обозначений компонентов). Изучение основных команд редактора Schematics не займет много времени, особенно если имеется опыт работы с распространенными системами P-CAD или OrCAD.
Вначале нужно выбрать курсором команду File, после чего в ниспадающем меню выбрать строку New (или щелкнуть по пиктограмме
Символы компонентов наносятся на схему по команде Draw/Get New Part (или выбором пиктограммы
Позиционные обозначения компонентов проставляются автоматически (с возможностью редактирования), а имена цепей – вручную по команде Edit/Label. Однако достаточно проставить имена не всех цепей, а только тех, на которые будут сделаны ссылки при моделировании и графическом отображении результатов. Неименованным цепям по умолчанию присваиваются имена вида $N_0001, на которые делать ссылки достаточно неудобно. Однако, как будет указано ниже, при использовании специальных маркеров именовать цепи не обязательно – достаточно маркером пометить цепь или вывод компонента и на график будет выведена соответствующая характеристика.
Графический редактор Schematics позволяет именовать компоненты на схеме так, как это принято по ЕСКД, например транзисторы всех типов можно именовать как V1, V2 ... В то же время в текстовом задании на моделирование биполярные транзисторы автоматически получат префикс Q (например, Q_V1), полевые – префикс M (например, M_V7) и т. д., как это требуется по правилам PSpice.
 Рис. 1.2. Панель редактирования атрибутов компонента |
На рис. 1.2 в качестве примера приведен список атрибутов независимого источника синусоидального напряжения, который характеризуется величиной ЭДС при расчете режима по постоянному току (DC), комплексной амплитудой (AC) при анализе частотных характеристик и параметрами синусоидального сигнала (постоянная составляющая voff, амплитуда vampl, частота freq и т.
п.), применяемого при расчете переходных процессов.
Подготовка схемы к моделированию.
Для подготовки схемы к моделированию необходимо с помощью редактора Schematics под управлением пункта Analysis горизонтального меню выполнить три этапа.
1. Сначала по команде Analysis/Electrical Rule Check проверяется наличие в схеме неподсоединенных (плавающих) выводов компонентов, совпадающих позиционных обозначений и других ошибок. Полнота проверки тем больше, чем больше информации о типах компонентов и их выводов занесено в библиотеку символов. При обнаружении ошибок на экран выводится информационное сообщение и перечень ошибок с указанием координат.
2. Далее задаются директивы моделирования по команде Analysis/Setup (или нажатием пиктограммы
AC Sweep – расчет характеристик линеаризованной схемы в частотной области и уровня ее внутреннего шума;
Load/Save Bias Points – запоминание/чтение режима схемы по постоянному току;
DC Sweep – расчет режима по постоянному току при вариации входного напряжения, тока или температуры;
Monte Carlo/Worst Case – статистический анализ по методу Монте-Карло и расчет наихудшего случая;
Digital Setup – установка параметров цифровых устройств (тип задержек, тип аналого-цифрового интерфейса, установка начальных состояний триггеров);
Options – задание параметров, контролирующих точность результатов моделирования и характер вывода данных в текстовый файл результатов моделирования .out;
Parametric – задание варьируемых параметров;
Sensitivity – расчет малосигнальных чувствительностей в режиме по постоянному току;
Temperature – установка температуры (по умолчанию 27
Transfer Function – расчет малосигнальных передаточных функций по постоянному току;
Transient – расчет переходных процессов и спектральный анализ по Фурье.
В качестве примера на рис. 1.3 изображена панель задания параметров директив расчета переходных процессов и спектрального анализа.
 Рис. 1.3. Установка параметров директив моделирования переходных процессов |
По команде Setup задаются не все возможные директивы программы PSpice. Остальные директивы задаются с помощью атрибутов, присваиваемых на схеме специальным символам, при этом каждой директиве соответствует отдельный символ. Например, на рис. 1.1 помещен символ PARAMETERS, задающий директиву определения глобальных параметров .PARAM, и специальный символ OPTPARAM, задающий перечень варьируемых параметров и их начальные значения для программы PSpice Optimizer.
3. В заключение по команде Analysis/Create Netlist
создаются список соединений схемы и задание на моделирование, которые заносятся в три файла с расширениями имен .als, .net, .cir. На рис. 1.4 приведены эти файлы для схемы, изображенной на рис. 1.1.
|
Файл ampldet.net (список соединений) |
Файл ampldet.als (список соответствий) |
|
* Schematics Netlist * R_R3 0 4 {R} R_R2 0 2 1k R_R1 2 $N_0001 3k R_R4 0 5 100k C_C4 3 5 50nF C_C1 1 2 1uF C_C3 0 4 1u C_C2 3 $N_0001 25nF V_V1 1 0 AC 1 +SIN 0 0.1 10kHz 0 0 0 L_L1 3 $N_0001 {LK} Q_Q1 3 2 4 KT312B D_D1 5 0 KD220A V_V2 $N_0001 0 9V |
* Schematics Aliases * .ALIASES R_R3 R3(1=0 2=4 ) R_R2 R2(1=0 2=2 ) R_R1 R1(1=2 2=$N_0001 ) R_R4 R4(1=0 2=5 ) C_C4 C4(1=3 2=5 ) C_C1 C1(1=1 2=2 ) C_C3 C3(1=0 2=4 ) C_C2 C2(1=3 2=$N_0001 ) V_V1 V1(+=1 -=0 ) L_L1 L1(1=3 2=$N_0001 ) Q_Q1 Q1(c=3 b=2 e=4 ) D_D1 D1(1=5 2=0 ) V_V2 V2(+=$N_0001 -=0 ) .ENDALIASES |
* D:\MSIM62\EXAMPLES\WORK1\AMPLDET.SCH
* Schematics Version 6.2a - May 1995
* Fri Jan 05 08:58:15 1996
.WATCH TRAN V([5])
.INC "AMPLDET.par"
.PARAM LK=10mH
** Analysis setup **
.ac DEC 101 100 100k
.STEP LIN TEMP -50 100 10
.tran/OP 10us 1ms
.four 10kHz 12 V([3])
.OP
* From [SCHEMATICS NETLIST] section of msim.ini:
.lib D:\MSIM62\LIB\RUS.LIB
.lib D:\MSIM62\LIB\nom.lib
.INC "AMPLDET.net"
.INC "AMPLDET.als"
.probe
.END
Рис. 1.4. Пример файлов описания схемы и задания на моделирование
Замечание. Из перечисленных выше пунктов обязательно выполнить только п. 2 – установку параметров моделирования. Остальные пункты выполняются автоматически после запуска режима моделирования. Однако их имеет смысл выполнять автономно в следующих случаях:
– при отладке сложных схем;
– при внесении изменений в текстовые библиотеки моделей компонентов, потому что текстовые файлы описания схемы автоматически обновляются после запуска режима моделирования только при наличии изменений в схеме.
 Рис. 1.5. Экран программы PSpice |
Графический постпроцессор Probe. Программа Probe выводит на экран графики результатов моделирования, производит их математическую обработку и выводит на экран в табличной форме их важнейшие характеристики, наносит на графики поясняющие надписи и позволяет получать жесткие копии результатов моделирования в графической форме.
Математические преобразования над графиками заключаются в выполнении арифметических операций, вычислении различных функций, взятии интегралов, расчете спектров, измерении параметров формы графиков, построении зависимостей любой характеристики графика от любого варьируемого параметра схемы.
 Рис. 1.6. Многооконный экран |
Важнейшее свойство программы Probe – возможность обработки графиков и построение зависимостей любых характеристик схемы от варьируемых параметров. Так, на рис. 1.7 построены зависимости полосы пропускания и резонансной частоты избирательного усилителя (рис. 1.1) от температуры. Эти характеристики рассчитываются с помощью целевых функций, записанных в файл msim.prb. Приведем пример целевой функции для расчета полосы пропускания по уровню -3 дБ:
Bandwidth(1,db_level) = x2-x1
{
1|Search forward level(max-db_level,p) !1
Search forward level(max-db_level,n) !2;
}
 Рис. 1.7. Характеристики многовариантных расчетов |
Для переключения в режим построения зависимостей характеристик от варьируемого параметра выполняется команда Plot/X Axis Settings/Performance (пиктограмма
Чтобы избежать ввода длинных имен целевых и других функций используются макрокоманды, определяемые по команде Trace/Macro. Введем, например, макрокоманду B= Bandwidth(Vdb(3),3), тогда для расчета полосы пропускания напряжения в узле 3 достаточно по команде Trace/Add указать имя макрокоманды B. Отметим, что если в обычном режиме построения графиков (не выполняя команду Plot/X Axis Settings/Performance) указать имя целевой функции или макрокоманды, то ее значение отображается на поле графика в текстовом виде, как на рис. 1.6.
Замечание. В программе Probe имеется возможность оперативного вывода на экран графиков текущих результатов моделирования (эта возможность появилась в Design Center 6.1). Для этого в меню Analysis в режиме Probe Setup выбирается опция Monitor Waveforms – после начала моделирования автоматически запустится программа Probe и будут выведены графики переменных, помеченных маркерами или указываемых по команде Trace/Add. Графики выводятся на экран порциями в соответствии с размером кэш-памяти компьютера.
 Рис. 1.8. Экран редактора сигналов StmEd |
Диод
Схема замещения полупроводникового диода (рис. 4.1) состоит из идеального диода, изображенного в виде нелинейного зависимого источника тока I(V), емкости p–n-перехода C и объемного сопротивления RS [1, 33]. Параметры математической модели диода (см. разд. 3.2.6) приведены в табл. 4.1.
Таблица 4.1
| Имя параметра | Параметр | Значение по умолчанию | Единица измерения | ||||
| IS | Ток насыщения при температуре 27 | 10 | А | ||||
| RS | Объемное сопротивление | 0 | Ом | ||||
| N | Коэффициент инжекции | 1 | |||||
| ISR | Параметр тока рекомбинации | 0 | А | ||||
| NR | Коэффициент эмиссии для тока ISR | 2 | |||||
| IKF | Предельный ток при высоком уровне инжекции |  | А | ||||
| TT | Время переноса заряда | 0 | с | ||||
| CJO | Барьерная емкость при нулевом смещении | 0 | Ф | ||||
| VJ | Контактная разность потенциалов | 1 | В | ||||
| M | Коэффициент лавинного умножения | 0,5 | |||||
| EG | Ширина запрещенной зоны | 1,11 | эВ | ||||
| FC | Коэффициент нелинейности барьерной емкости прямосмещенного перехода | 0,5 | |||||
| BV | Обратное напряжение пробоя (положительная величина) | | В | ||||
| IBV | Начальный ток пробоя, соответствующий напряжению BV (положительная величина) | 10 | А | ||||
| NBV | Коэффициент неидеальности на участке пробоя | 1 | |||||
| IBVL | Начальный ток пробоя низкого уровня | 0 | А | ||||
| NBVL | Коэффициент неидеальности на участке пробоя низкого уровня | 1 | |||||
| XTI | Температурный коэффициент тока насыщения | 3 | |||||
| TIKF | Линейный температурный коэффициент IKF | 0 |  | ||||
| TBV1 | Линейный температурный коэффициент BV | 0 | | ||||
| TBV2 | Квадратичный температурный коэффициент BV | 0 |  | ||||
| TRS1 | Линейный температурный коэффициент RS | 0 | | ||||
| TRS2 | Квадратичный температурный коэффициент RS | 0 | | ||||
| KF | Коэффициент фликкер-шума | 0 | |||||
| AF | Показатель степени в формуле фликкер-шума | 1 | |||||
| T_MEASURD | Температура измерений | | |||||
| T_ABS | Абсолютная температура | | |||||
| T_REL_GLOBAL | Относительная температура | | |||||
| T_REL_LOCL | Разность между температурой диода и модели-прототипа | |
 Рис. 4.2. ВАХ идеального диода |
 Рис. 4.1. Нелинейная модель полупроводникового диода |
Зависимость
аппроксимирует ВАХ диода при положительном напряжении на переходе V. Здесь
Ток диода при отрицательном напряжении на переходе
где
– абсолютная температура p–n-перехода. Вид ВАХ диода показан на рис. 4.2.
Емкость перехода C
равна
где
Линеаризованная схема замещения диода. Схема приведена на рис. 4.3, а. Ее можно дополнить источниками шумовых токов, как показано на рис. 4.3, б. В диоде имеются следующие источники шума: объемное сопротивление RS, характеризующееся тепловым током
– текущая частота.
 Рис. 4.3. Линеаризованная схема замещения диода (а) с включением источников внутреннего шума (б) |
IS(T) = IS·exp{EG(T)/[N·Vt(T)]T/Tnom–1)}(T/Tnom)
ISR(T)=ISR·exp{EG(T)/[N·Vt(T)](T/Tnom–1)}(T/Tnom)
IKF(T)=IKF [1+TIKF (T–Tnom)];
BV(T)=BV [1+TBV1(T–Tnom)+TBV2(T–Tnom)
RS(T)=RS [1+TRS1(T–Tnom)+TRS2(T–Tnom)
VJ(T) = VJ·T/Tnom–3Vt(T)ln(T/Tnom) –EG(Tnom)T/Tnom+EG(T);
CJO(T)= CJO{1+M[0,0004 (T–Tnom)+1–VJ(T)/VJ]};
KF(T) = KF·VJ(T)/VJ, AF(T) = AF·VJ(T)/VJ;
EG(T) = EGo –
aT
где EG(Tnom) - ширина запрещенной зоны при номинальной температуре (1,11 эВ для кремния; 0,67 эВ для германия; 0,69 эВ для диодов с барьером Шотки при температуре 27
Приведенные выше выражения описывают диоды с p–n-переходом, включая и стабилитроны. Диоды с барьером Шотки также характеризуются этими зависимостями, но они обладают пренебрежимо малым временем переноса TT~0 и более чем на два порядка большими значениями тока диода I
[33]. При этом ток насыщения определяется зависимостью IS = = K·T·exp(-
Скалярный множитель Area. Указываемый при включении диода в схему (разд. 3.2.6), он позволяет в программе PSpice определить эквивалентный диод, характеризующий параллельное включение нескольких одинаковых приборов или прибор, занимающий большую площадь. С его помощью изменяются значения параметров IS, IRS, IBV, IBVL, RS и CJO
IS=IS·Area, ISR=ISR·Area, IBV=IBV·Area, IBVL=IBVL·Area, RS=RS/Area, CJO=CJO·Area.
По умолчанию скалярный множитель Area=1.
В качестве примера приведем описание параметров модели диода Д104А
.model D104A D (IS=5.81e-12 RS=8.1 N=1.15 TT=8.28nS
+ CJO=41.2pF VJ=0.71 M=0.33 FC=0.5 EG=1.11 XTI=3)
