Warning: include(/var/www/iill7773/data/www/wiselab.ru/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache-base.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/u7426dd0/domains/wiselab.ru/public_html/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache.php on line 65

Warning: include(): Failed opening '/var/www/iill7773/data/www/wiselab.ru/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache-base.php' for inclusion (include_path='.:/opt/alt/php55/usr/share/pear:/opt/alt/php55/usr/share/php') in /home/u7426dd0/domains/wiselab.ru/public_html/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache.php on line 65

Warning: include_once(/var/www/iill7773/data/www/wiselab.ru/wp-content/plugins/wp-super-cache/ossdl-cdn.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/u7426dd0/domains/wiselab.ru/public_html/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache.php on line 82

Warning: include_once(): Failed opening '/var/www/iill7773/data/www/wiselab.ru/wp-content/plugins/wp-super-cache/ossdl-cdn.php' for inclusion (include_path='.:/opt/alt/php55/usr/share/pear:/opt/alt/php55/usr/share/php') in /home/u7426dd0/domains/wiselab.ru/public_html/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache.php on line 82
Аналоговые функциональные блоки | Учебники

Главная > OrCAD > Аналоговые функциональные блоки


Аналоговые функциональные блоки

Аналоговые функциональные блоки
Аналоговые функциональные блоки моделируются с помощью источников напряжения (Е) или тока (G). В отличие от рассмотренных выше зависимых источников здесь разрешается использовать параметры и любые функции от узловых потенциалов, токов (через независимые источники напряжения) и времени.
Нелинейные передаточные функции задаются по формату
Еххх <+узел> <-узел> VALUE ={<выражение>}
Gххх<+узел> <-узел> VALUE ={<выражение>}
После ключевого слова VALUE в фигурных скобках приводится алгебраическое выражение, зависящее от узловых потенциалов, разности узловых потенциалов, токов через независимые источники напряжения и времени, например
ESIGNAL 2 0 VALUE={50mV* SIN(6.28*100kHz*TIME)*V(3,4)} GPW 6 О VALUE={V(5)*I(VP)}
Здесь для текущего времени выделено ключевое слово TIME. .
Область управляемых источников с нелинейным законом управления очень обширна. В частности, нелинейные проводимости или резисторы имитируются в программе PSpice с помощью источников напряжения, управляемых собственным током, или источников тока, управляемых собственным напряжением. Пример имитации нелинейного резистора дан; его описание имеет вид
G 1 2 VALUE={F(V(G))}
Нелинейная функция F(V(G)), описывающая нелинейную зависимость тока от падения напряжения на резисторе, должна быть определена в задании на моделирование до строки с описанием источника G, например
.FUNC F(X)=1e-6*(1-EXP(-40*X))
Замечание.
В режимах .TRAN и .DC значения источников Exxx, Ixxx вычисляются согласно приведенным в фигурных скобках выражениям. Если это выражение представляет собой линейную функцию нескольких переменных, то в режиме .АС данный источник представляет собой линейный управляемый источник. При этом, если в выражение входит переменная TIME, она полагается равной нулю. Если же это выражение представляет собой нелинейную функцию одной переменной, то после расчета режима цепи по постоянному току выражение в фигурных скобках линеаризуется и в частотной области такой источник представляет собой линеаризированный управляемый источник. Нелинейную функцию нескольких переменных при расчете частотных характеристик использовать нельзя — результаты будут непредсказуемы. Эти же замечания справедливы и для описываемого ниже табличного задания управляемых источников.
Табличное описание передаточной функции вводится по формату
Еххх <+узел> <-узел> TABLE {<выражение>} «аргумент> <функция>>*
Gxxx <+узел> <-узел> TABLE {<выражение>} «аргумент> <фунщия>>*
Входом таблицы является <выражение>, которое содержит любую комбинацию напряжений и токов. При обращении к управляемому источнику вычисляется значение выражения и берется значение функции из таблицы с помощью линейной интерполяции между опорными точками, задаваемыми парами чисел (<аргумент>, <функция>). Например, ВАХ туннельного диода, рассматриваемого как нелинейная проводимость, может быть задана в виде
GR 1 2TABLE{V(GR)}=(0.0)(.01.1mA)
+ (.02,1.1mA) (0.05,2mA) (.06,3mA) (.065,3.2mA) (.8,1.5mA) (1,3mA) (1.5,5mA)
Координаты опорных точек задаются в порядке возрастания аргумента.
Заметим, что отсутствие аппроксимации табличных значений сплайнами более высоких порядков, чем линейная интерполяция, в ряде случаев приводит к слишком большим ошибкам.
Линейные функциональные блоки моделируются в терминах соотношения между выходными и входными переменными в частотной области. По директиве .АС определяются значения комплексного коэффициента передачи блока на каждой частоте. При расчете рабочей точки по постоянному току и по директиве .DC берется значение коэффициента передачи на нулевой частоте (поэтому изображения по Лапласу всех узловых потенциалов не должны иметь составляющих типа 1/s). По директиве .TRAN выходная переменная блока вычисляется как интеграл Дюамеля (свертка входного воздействия с импульсной характеристикой блока), что значительно увеличивает длительность расчетов. Возможны следующие варианты задания линейных блоков.
Передаточная функция управляемого источника задается с помощью преобразования Лапласа:
Еххх <+узел> <-узел> LAPLACE {<выражение>}= + {<передаточная функция в s-области>}
Gxxx <+узел> <-узел> LAPLACE {<выражение>}= + {<передаточная функция в s-области>}
Например, передаточная функция активного RC-фильтра задается следующим образом:
EARC 2 О LAPLACE {V(9)}={5/(H-0.01*s)}
Фильтр с чебышевской передаточной функцией задается в виде
Еххх <+узел> <-узел> CHEBYSHEV {<выражение>}=<тип> + <граничная частота>* <затухание>*
Gxxx <+узел> <-узел> CHEBYSHEV {<выражение>}=<тип> + <граничная частота>* <затухание>*
Здесь <тип> — тип фильтра, принимающий значения: LP — фильтр нижних частот, HP — фильтр верхних частот, ВР — полосовой фильтр, BR — режекторный фильтр.
Для задания желаемой характеристики фильтра задается список граничных частот (для ФНЧ и ФВЧ задаются две частоты, для ПФ и РФ — четыре) и затем список затуханий на этих частотах в децибелах; порядок следования граничных частот безразличен. Приведем примеры:
Е1 3 4 CHEBYSHEV {V(10)}=LP 800 1.2К 0.10В 50dB
Е2 5 6 CHEBYSHEV {V(10)}=BP 800 1.2К 2К ЗК 0.1dB 50dB
Табличное описание комплексной передаточной функции в частотной области задается по формату
Еххх <+узел> <-узел> FREQ {<выражение>}=[KEYWORD] + <<частота>,<модуль>,<фаза>>* [DELAY]=<задержка>]
Сххх<+узел> <-узел> FREQ {<выражение>}=[ KEYWORD ] + << частота>,<модуль>,<фаза>>* [DELAY]=<задержка>]
Здесь частота задается в герцах, модуль передаточной функции — в децибелах, фаза передаточной функции — в градусах. Значения опорных точек указываются в порядке возрастания частоты. Максимальное количество точек — 2048. Например, передаточная функция типа фильтра верхних частот задается так:
EHIGHPASS 2 О FREQ (V(9)} (0,-60,69.1) (2kHz,-3,45) (5kHz,0,0)
С помощью ключевого слова KEYWORD изменяется способ задания таблицы передаточной функции. Оно может принимать следующие значения:

  • MAG — задание абсолютных значений передаточной функции вместо децибел;
  • DB — задание значений передаточной функции в децибелах (принимается по умолчанию);
  • RAD — задание фазы в радианах;
  • DEG — задание фазы в градусах (принимается по умолчанию);
  • R_I — задание действительной и мнимой части передаточной функции вместо ее модуля и фазы.

Ключевое слово DELAY задает дополнительную задержку, которая принимается во внимание при расчете фазовой характеристики фильтра.
В качестве еще одного примера составим структурную схему моделирования рассмотренной выше системы дифференциальных уравнений:
dx 1 /dt = -0,3x 1 + х 2 + х 1 2 — 3x 1 x 2 — x 1 ,
dx 2 /dt = 0,24 — 0,6x 2 + 4х 1 х 2 — 6х 1 2 х 2
с помощью интеграторов., а представлена функциональная схема моделирования этой системы уравнений, а, б — ее реализация в компонентном базисе программы PSpice. В ней использованы управляющие источники напряжения E11, EI2 , заданные с помощью преобразования Лапласа и выполняющие операции интегрирования, а также нелинейные управляемые источники напряжения EF1, EF2 для вычисления правых частей системы уравнений. На входном языке программы PSpice задание на решение рассматриваемой системы уравнений имеет вид:
Laplace transforms
EM 1 0 LAPLACE {V(3)}={1/s}
EI2 2 0 LAPLACE {V(4)}={1/s}
EF1 3 0 POLY(3) (1,0) (2,0) (0,0) 0-0.3101-300001
EF2 4 0 POLY(3) (1,0) (2,0) (0,0) 0.6 0 -0.6 00400000-6
R1 1 01E9
R2201E9
R3301E9
R4401E9
.ICV(1)=0V(2)=0.4
.TRAN 0.1s 40s SKIPBP

На рис. 4.31, в показана реализация этой же схемы с помощью графического редактора PSpice Schematics. В ней использованы символы интеграторов INTEG и управляемых источников напряжения EVALUE из библиотеки символов amb.slb (см. Приложение 2 [7]). Резисторы R1, R2 на этой схеме необходимы только для соблюдения правил составления топологии схемы, согласно которым к выходным зажимам компонентов — в данном случае интеграторов — должна быть подключена нагрузка. Если это неудобно, то нужно отредактировать символ INTEGER, изменив атрибуты вывода Out (выход), изменив в разделе If unconnected (если вывод не подсоединен) значение параметра Float=UniqueNet — создать узел для подключения маркера. После этого резисторы Rl, R2 можно из схемы, в удалить.

Статьи по теме

Комментарии запрещены.