Собственно говоря, такая работа никогда не может быть завершена, ее можно только объявить завершенной.
(Иоганн Вольфганг Гете)
В приложении содержится дополнительная информация, которая пригодится вам для успешной работы с программой PSPICE, список приведенных в книге рецептов, а также перечень рекомендуемой литературы для самостоятельного изучения.
Изменение настроек цветов экрана PROBE
После инсталляции PSPICE на черный фон выводятся цветные диаграммы. Несомненно, такое изображение выглядит очень привлекательно, но, к сожалению, неприемлемо для печати, поскольку приводит к быстрому износу тонера и, естественно, картриджа вашего принтера. Поэтому перед выводом диаграмм на печать можно изменить настройки цветов экрана PROBE. Как правило, для печати устанавливается белый цвет фона.
Если вы намерены это сделать, откройте файл MSIM_EVL.ini, который находится в папке WINDOWS, и измените оригинальные настройки цветов под заголовком [PROBE DISPLAY COLORS] в соответствии с табл. П1. Так как желтый цвет плохо различим на белом фоне, лучше поменять цвет изображения четвертой диаграммы (TRACE 4).
Таблица П1. Настройки цветов
Оригинальные цвета (черный фон)
Измененные цвета (белый фон)
[PROBE DISPLAY COLORS]
[PROBE DISPLAY COLORS]
NUMTRACECOLORS=6
NUMTRACECOLORS=6
BACKGROUND=BLACK
BACKGROUND=BRIGHTWHITE
FOREGROUND=WHITE
FOREGROUND=BLACK
TRACE_1=BRIGHTGREEN
TRACE_1=BRIGHTGREEN
TRACE_2=BRIGHTRED
TRACE_2=BRIGHTRED
TRACE_3=BRIGHTBLUE
TRACE_3=BRIGHTBLUE
TRACE _4=ВRIGHTYELLOW
TRACE_4=BROWN
TRACE_5=BRIGHTMAGENTA
TRACE_5=BRIGHTMAGENTA
TRACE_6=BRIGHTCYAN
TRACE_6=BRIGHTCYAN
Функции PROBE
В табл. П2 перечислены наиболее важные функции программы PROBE и дано их краткое описание.
Таблица П2. Функции программы PROBE
Функция PROBE
Описание
ABS(x)
|x|
SGN(x)
1 (если x > 0), 0 (если x = 0), -1 (если x < 0)
SQRT(x)
√x
ЕХР(х)
ex
LOG(x)
ln(x) — натуральный логарифм (логарифм по основанию)
LOG10(x)
log(x)
M(х)
Амплитуда от x
P(x)
Угол фазы от х (в градусах)
R(x)
Действительная (реальная) часть от x
IMG(x)
Мнимая часть от x
G(x)
Групповое время задержки от x (в секундах)
PWR(x,y)
(ABS(x))y
SIN(x)
sin x (x в радианах)
COS(x)
cos х (x в радианах)
TAN(x)
tg х (х в радианах)
ATAN(x)
arctan х (в радианах)
ARCTAN(x)
arctan х (в радианах)
D(f)
Производная от f по переменной оси x
S(f)
Интеграл от f по области оси x
AVG(f)
Среднее значение от f по области оси x
AVGX(x,d)
Среднее значение от x в интервале от x до d
RMS(f)
Действующее значение от f по области оси x
DB(f)
Амплитуда от f в дБ
MIN(f)
Минимальное значение действительной части от f
MAX(f)
Максимальное значение действительной части от f
Компоненты схем
Табл. П3 содержит сведения о названии и назначении имеющихся в библиотеках PSPICE компонентах для моделирования электросхем.
Таблица П3. Компоненты схем
Компонент
Российский аналог
Функция
Компоненты, находящиеся в библиотеке EVAL.lib
BC548B
NPN маломощный биполярный транзистор
BC558B
PNP маломощный биполярный транзистор
2N2222
NPN биполярный транзистор
2N2907A
PNP биполярный транзистор
2N3904
NPN биполярный транзистор
2N3906
PNP биполярный транзистор
1N750
Стабилитрон
MV2201
Варикап
1N4002
Выпрямительный (силовой) диод
1N4148
Импульсный диод
MBD101
Импульсный диод
1N914
Диод
2N3819
N-канальный полевой транзистор
2N4393
N-канальный полевой транзистор
IXGH40N60
N-channel Insulated Gate Bipolar Transistor
LM324
Операционный усилитель
LF411
Операционный усилитель
UA741
Операционный усилитель
LM111
Компаратор
K3019PL_3C8
Трансформатор с ферромагнитным сердечником
K502T300_3C8
Трансформатор с ферромагнитным сердечником
K528Т500_3C8
Трансформатор с ферромагнитным сердечником
KRM8PL_3C8
Трансформатор с ферромагнитным сердечником
IRF150
Мощный МОП-транзистор N-типа
IRF9140
Мощный МОП-транзистор Р-типа
PAL20RP4B
Программируемое логическое устройство
A4N25
Оптоэлектронный элемент
2N1595
Тиристор
2N5444
Семистор
555D
Смешанный аналогово-числовой таймер
Sw_tOpen,Sw_tClose
Программируемые переключатели
P/L2C
Coupled, equal, lumped T-section tline. В данной библиотеке отсутствует
P/LS
Uncoupled (single), lumped tline. В данной библиотеке отсутствует
P/TS
Uncoupled (single), distributed tline. В данной библиотеке отсутствует
ESC2_B
Pentium Mercury IBIS I/O модель
54152A
8-канальный селектор данных/мультиплексор
7400
ЛАЗ
Четыре логических элемента 2И-НЕ
7401
ЛА8
Четыре логических элемента 2И-НЕ (открытый коллектор)
7402
ЛЕ1
Четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ
7403
ЛА9
Четыре логических элемента 2И-НЕ (открытый коллектор)
7404
ЛН1
Шесть инверторов
7405
ЛН2
Шесть инверторов (открытый коллектор)
7406
ЛН3
Шесть инверторов (открытый коллектор, 15 В)
7407
ЛН3
Шесть инвертирующих буферных преобразователей (открытый коллектор, 30 В)
7408
ЛИ1
Четыре логических элемента
7409
ЛИ2
Четыре логических элемента (открытый коллектор)
7410
ЛА4
Три логических элемента 3 И-НЕ
74100
Два 4-разрядных D-триггера
74107
ТВ6
Два JK-триггера с входами сброса
74109
ТВ15
Два JK-триггера с входами предварительной установки и сброса
7411
ЛИ3
Три логических элемента 3И
74S11
S-серия TTL, три логических элемента 3И
74110
JK-триггер с логическими элементами 3И на входах J и K, входами установки и сброса
74111
Два JK-триггера с входами установки и сброса
7412
ЛА10
Три логических элемента 3И-НЕ (открытый коллектор)
74121
АГ1
Одновибратор с логическим элементом на триггере Шмитта на входе
74122
Одновибратор со входом сброса и возможностью перезапуска
74123
АГ3
Два одновибратора со входом сброса и возможностью перезапуска
74125
ЛП8
Четыре буфера шины (выходы с тремя состояниями)
74126
Четыре буфера шины (выходы с тремя состояниями)
74128
ЛЕ6
Четыре 50-омных буферных формирователя
7413
ТЛ1
Два логических элемента 4И-НЕ на триггерах Шмитта
74132
ТЛ3
Четыре логических элемента 2И-НЕ на триггерах Шмитта
74136
ЛП12
Четыре логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (открытый коллектор)
7414
ТЛ2
Шесть инвертирующих триггеров Шмитта
74147
ИВ3
Шифратор десятичных чисел в двоично-десятичный код с приоритетом
74148
Приоритетный двоичный шифратор 8-3
74151А
8-канальный селектор данных/мультиплексор
74153
КП2
Два 4-канальных селектора данных/мультиплексора
74154
ИД3
Дешифратор/демультиплексор 4-16
74155
ИД4
Два дешифратора/демультиплексора 2-4
74156
Два дешифратора/демультиплексора 2-4 (открытый коллектор)
Regelstrecke erster Ordnung (регулируемый участок первого порядка)
PT3_st
Regelstrecke dritter Ordnung (регулируемый участок второго порядка)
Источники напряжения для анализа переходных процессов
В этом разделе будут описаны только атрибуты источников напряжения. Для каждого источника напряжения в PSPICE имеется также соответствующий источник тока. Атрибуты источников тока соответствуют атрибутам аналоговых источников напряжения.
Источник напряжения VSIN
Этот источник можно использовать для анализа цепей как постоянного (DC-анализ), так и переменного (АС-анализ) тока, а также для анализа переходных процессов (Transient-анализ). При проведении анализа переходных процессов источник VSIN создает синусоидальное переменное напряжение. В табл. П4 описаны атрибуты источника напряжения VSIN. На рис. П1 дана диаграмма, соответствующая параметрам: VOFF=0 B; VAMPL=1 B; FREQ=1 кГц; TD=0.5 мс; DF=500; PHASE=45°.
Таблица П4. Атрибуты источника напряжения VSIN
Атрибут
Описание
Атрибуты DC-анализа
DC
Высота напряжения
Атрибуты АС-анализа
АС
амплитуда
Атрибуты анализа переходных процессов
VOFF
Смещение (Offset)
VAMPL
Амплитуда
FREQ
Частота
TD
Время задержки. По умолчанию TD=0. Напряжение равно нулю для TD<0. Подача напряжения, соответствующего установкам прочих атрибутов, начинается только после завершения TD
DF
Коэффициент затухания. По умолчанию DF=0. В этом случае источник подает синусоиду с ровной (постоянной) амплитудой. Если DF<0, то амплитуда затухает экспоненциально в соответствии с коэффициентом затухания (для сравнения см. уравнение, приведенное ниже)
TC2
Положение напряжения по фазе при начале его подачи
Рис. П1. Диаграмма напряжения источника VSIN
Во время моделирования всегда действительны только те атрибуты, которые относятся к проводимому в данный момент анализу. Однако даже тогда, когда вы не собираетесь проводить анализ переходных процессов, вы, тем не менее, должны задать какие-нибудь значения для его атрибутов, так как в противном случае программа PSPICE откажется проводить моделирование. Диаграмма напряжения источника VSIN строится по следующей функции:
Этот источник можно использовать для анализа цепей как постоянного (DC-анализ), так и переменного (АС-анализ) тока, а также для анализа переходных процессов (Transient-анализ). При проведении анализа переходных процессов источник VPULSE создает периодическую последовательность импульсов напряжения. В табл. П5 описаны атрибуты источника напряжения VPULSE. На рис. П2 дана диаграмма, соответствующая параметрам: V1=0.5 В; V2=2 В; TD=0.5 мс; TR=0.2 мс; TF=0.2 мс; PW=2 мс; PER=4 мс.
Таблица П5. Атрибуты источника напряжения VPULSE
Атрибут
Описание
Атрибуты DC-анализа
DC
Высота напряжения
Атрибуты АС-анализа
AC
амплитуда
Атрибуты анализа переходных процессов
V1
минимальное напряжение (пьедестал)
V2
амплитуда импульса
TD
Время задержки (Delay Time)
TR
Время нарастания импульса (Rise Time)
TF
Время спада импульса (Fall Time)
PW
ширина импульса (Pulse Width). Этим атрибутом задается время, когда импульс имеет свое максимальное значение
PER
период повторения серии импульсов
Рис. П2. Диаграмма напряжения источника VPULSE
Источник напряжения VEXP
Этот источник можно использовать для анализа цепей как постоянного (DC-анализ), так и переменного (АС-анализ) тока, а также для анализа переходных процессов (Transient-анализ). При проведении анализа переходных процессов источник VEXP создает экспоненциально нарастающее и падающее напряжение. В табл. П6 описаны атрибуты источника напряжения VEXP. На рис. П3 дана диаграмма, соответствующая параметрам: V1=0.5 В; V2=2 В; TD1=0.5 мс; TD2=5 мс; ТС1=0.5 мс; ТС2=0.2 мс.
Таблица П6. Атрибуты источника напряжения VEXP
Атрибут
Описание
Атрибуты DC-анализа
DC
Высота напряжения
Атрибуты АС-анализа
AC
амплитуда
Атрибуты анализа переходных процессов
V1
начальное значение напряжения
V2
максимальное (конечное) значение напряжения
TD1
задержка начала импульса
TD2
начало падения напряжения
TC1
постоянная времени нарастания напряжения
TC2
постоянная времени затухания напряжения
Рис. П3. Диаграмма напряжения источника VEXP
Источник напряжения VSRC
Этот источник напряжения поддерживает связь с более ранними версиями программы PSPICE. Здесь вы можете вводить атрибуты всех источников напряжения непосредственно в том синтаксисе, которым пользуется PSPICE. Раньше, когда в программе еще не было такого удобного редактора проектирования схем, каким она располагает сейчас, это приходилось делать поневоле. Теперь уже вряд ли кто- нибудь станет вводить атрибуты источников по старинке добровольно.
Источник напряжения VPWL
В окне атрибутов этого источника напряжения вы можете вводить пары значений времени и напряжения. Затем каждая часть пары линейно связывается с соответствующей частью следующей пары (partwise linear), образуя таким образом диаграмму напряжения.
Источник напряжения VPWL_ENH
При использовании источника напряжения VPWL_ENH вам предоставляются расширенные (Enhanced) возможности применения источника VPWL. Данный источник напряжения позволяет очень гибкое программирование. Однако дело это непростое, и, если вы хотите ему научиться, вам придется основательно проштудировать соответствующую главу оригинального справочника по программе PSPICE, который находится на прилагаемом к книге компакт-диске.
Источник напряжения VSFFM
С помощью этого источника можно модулировать синусоидальное напряжение носителя с синусоидальным напряжением более низкой частоты. Речь здесь идет о Single Frequency Frequency Modulation, то есть о частотной модуляции с чисто синусоидальным напряжением. В табл. П7 описаны атрибуты источника напряжения VSFFM. На рис. П4 дана диаграмма, соответствующая параметрам: VOFF=0; VAMPL=1; FC=1 кГц; MOD=8; FM=100 Гц.
Рис. П4. Диаграмма напряжения источника VSFFM
Таблица П7. Атрибуты источника напряжения VSFFM
Атрибут
Описание
VOFF
напряжение смещения
VAMPL
амплитуда
FC
частота носителя
MOD
индекс модуляции
FM
частота модуляционного напряжения
Список рецептов
Урок 1. Черчение схем
Рецепт 1. Запустить редактор SCHEMATICS
Рецепт 2. Открыть новый рабочий лист
Рецепт 3. Открыть сохраненный файл SCHEMATICS
Рецепт 4. Сохранить новый, пока еще безымянный чертеж
Рецепт 5. Сохранить уже существующий чертеж
Рецепт 6. Добавить к чертежу новый компонент
Рецепт 7. Маркирование и перемещение
Рецепт 8. Поворот и зеркальный разворот компонентов
Рецепт 9. Начертить соединение
Рецепт 10. Изменение атрибутов
Рецепт 11. Изменение атрибутов в центральном окне атрибутов
Рецепт 12. Отображать/не отображать атрибуты на чертеже
Рецепт 13. Увеличение и уменьшение изображения
Урок 2. Моделирование цепи постоянного тока
Рецепт 1. Запустить процесс моделирования
Рецепт 2. Указать на схеме постоянные напряжения
Рецепт 3. Указать на схеме постоянные токи
Рецепт 4. Удалить с экрана отдельные индикации токов и напряжений
Рецепт 5. Вызвать на экран удаленные индикации токов/напряжений
Рецепт 6. Открыть выходной файл
Рецепт 7. Разобраться в обозначениях выводов
Урок 3. Анализ переменного тока
Рецепт 1. Провести анализ переменного тока (для одной частоты)
Урок 4. Анализ переходных процессов
Рецепт 1. Провести анализ переходных процессов
Рецепт 2. Представить результаты моделирования в программе-осциллографе PROBE
Рецепт 3. Расчет значений токов и напряжений в прямом направлении
Рецепт 4. Редактирование строки Trace Expression
Рецепт 5. Добавить вторую координатную ось Y
Урок 5. Анализ частотных характеристик AC Sweep
Рецепт 1. Провести анализ AC Sweep
Рецепт 2. Переформатировать координатную ось X линейно или логарифмически
Рецепт 3. Переформатировать координатную ось Y линейно или логарифмически
Рецепт 4. Вызвать на диаграмму PROBE индикацию контрольных точек
Рецепт 5. Вызывать на экран PROBE сохраненные ранее диаграммы
Рецепт 6. Объединить диаграммы, созданные на основе результатов моделирования разных схем
Урок 6. Работа с программой-осциллографом PROBE
Рецепт 1. Изменить масштабирование осей координат X и Y
Рецепт 2. Вывести на экран PROBE диаграмму напряжения как разницу двух узловых потенциалов
Рецепт 3. Удалить диаграмму с экрана PROBE
Рецепт 4. Вывести на экран PROBE вторую диаграмму, расположив ее над уже имеющейся
Рецепт 5. Запуск PROBE с установками последнего сеанса работы
Рецепт 8. Закрепить курсоры PROBE за диаграммами, выведенными на экран
Рецепт 9. Управление курсором и установка метки
Урок 7. Анализ цепи постоянного тока DC Sweep
Рецепт 1. Источник постоянного напряжения в качестве изменяемой переменной
Рецепт 2. Источник постоянного тока в качестве изменяемой переменной
Рецепт 3. Температура окружающей среды в качестве изменяемой переменной
Рецепт 4. Модельный параметр в качестве изменяемой переменной
Рецепт 5. Сопротивление резистора (глобальный параметр) в качестве изменяемой переменной
Рецепт 6. Провести сдвоенный анализ DC Sweep (с двумя изменяемыми переменными)
Рецепт 7. Приготовить спагетти под соусом Pesto alla Genovese
Рецепт 8. Моделирование температурных характеристик резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности
Урок 8. Параметрический анализ
Рецепт 1. Провести параметрический анализ
Урок 9. Специальные виды анализов
Рецепт 1. Провести Фурье-анализ процесса
Рецепт 2. Записать результат Фурье-анализа в выходной файл
Рецепт 3. Провести анализ чувствительности
Рецепт 4. Изобразить на диаграмме в PROBE выходной шум электронной схемы
Рецепт 5. Провести анализ передачи тока в режиме малого сигнала
Рецепт 6. Провести анализ производительности
Рецепт 7. Активизировать целевую функцию
Рецепт 8. Разобраться в назначениях целевых функций программы PROBE
Рецепт 9. Присвоить параметру компонента допуск
Рецепт 10. Присвоить один и тот же допуск нескольким резисторам, конденсаторам и/или катушкам одновременно
Рецепт 11. Создать в PROBE гистограмму статистического распределения результатов анализа Монте-Карло
Рецепт 12. Изобразить в PROBE оба прогона анализов наихудшего случая Worst Case Runs вместе с прогонами анализа Монте-Карло на одной общей диаграмме
Рецепт 13. Провести анализ Монте-Карло
Рецепт 14. Провести анализ наихудшего случая
Урок 10. Цифровое моделирование
Рецепт 1. Провести статический логический анализ
Рецепт 2. Сформировать цифровой входной сигнал с одним разрядом
Рецепт 3. Подача входных сигналов на информационную шину
Рецепт 4. Начертить информационную шину
Рецепт 5. Присвоить имя информационной шине (установить метку)
Рецепт 6. Присвоить имена отдельным линиям передачи данных (установить метки)
Рецепт 7. Изменить масштаб изображения в цифровой части экрана PROBE
Рецепт 8. Определить необходимую последовательность импульсов
Список литературы
Это далеко не полный список всей имеющейся по программе PSPICE литературы. В данном перечне содержатся только те источники, которые были использованы при создании настоящей книги (в порядке их значимости).
