Записи с меткой «analysis»

Директивы моделирования

Директивы моделирования задаются в схемном редакторе PSpice Schematics по команде Analysis>Setup или выбором пиктограммы. В раскрывшемся меню (см. рис. 3.49) выбирают нужный вид анализа (помечая его крестиком в графе Enabled) и щелчком мыши по панели с именем вида анализа раскрывают меню задания параметров моделирования.
При работе с OrCAD Capture аналогичные директивы моделирования задаются/редактируются по командам PSpice>New/Edit Simulation Profile. Приведенное ниже описание директив моделирования будем иллюстрировать изображением диалоговых окон PSpice Schematics. Этого достаточно для понимания их ввода в OrCAD Capture. далее…

Директивы моделирования

Директивы моделирования
Программа PSpice рассчитывает следующие характеристики электронных цепей:

  • режим цепи по постоянному току в «рабочей точке» (Bias Point);
  • режим по постоянному току при вариации источников постоянного напряжения или тока, температуры и других параметров цепи (DC Sweep);
  • чувствительность характеристик цепи к вариации параметров компонентов в режиме по постоянному току (Sensitivity);
  • малосигнальные передаточные функции в режиме по постоянному току (Transfer Function);
  • характеристики линеаризованной цепи в частотной области при воздействии одного или нескольких сигналов (AC Sweep);
  • спектральную плотность внутреннего шума (Noise Analysis);
  • переходные процессы при воздействии сигналов различной формы (Transient Analysis);
  • спектральный анализ (Fourier Analysis);
  • "статистические испытания по методу Монте-Карло и расчет наихудшего случая (Monte Carlo/Worst Case);
  • многовариантный анализ при вариации температуры (Temperature) и других параметров (Parametric).

С помощью модуля PSpice Optimizer выполняется параметрическая оптимизация.
Каждому виду расчета соответствует определенная директива. Их полный перечень приведен.
Директивы моделирования

Имя

Назначение

Расчет стандартных характеристик

.АС

Расчет частотных характеристик

.DC

Расчет режима по постоянному току

.FOUR

Спектральный анализ

.NOISE

Расчет уровня внутреннего шума

.OP

Передача в выходной файл параметров схемы, линеаризованной в окрестности рабочей точки

.SENS

Расчет малосигнальных чувствительностей в режиме по постоянному току

.TF

Расчет малосигнальных передаточных функций в режиме по постоянному току

.IRAN

Расчет переходных процессов

Управление выдачей результатов

.PLOT

Представление результатов расчета в выходном файле в виде графиков, построенных в текстовом режиме

 

Имя

Назначение

.PRINT

Представление результатов расчета в выходном файле в виде таблиц

.PROBE

Передача данных в графический постпроцессор Probe

.VECTOR

Создание файла с результатами моделирования цифровых устройств

.WATCH

Выдача промежуточных результатов анализа на экран программы PSpice в текстовом виде

.WIDTH

Назначение длины строк выходного файла

Многовариантный анализ

.STEP

Вариация параметров

.TEMP

Назначение температуры окружающей среды

Вспомогательные файлы, определение функций и параметров

.END

Конец задания

.FUNC

Определение функции

.INC

Включение во входной файл другого файла

.LIB

Подключение библиотеки моделей компонентов

.PARAM

Определение глобальных параметров

Статистический анализ

.МС

Статистический анализ по методу Монте-Карло

.WCASE

Расчет наихудшего случая

Модели устройств

.ENDS

Конец описания макромодели

.DISTRIBUTION

Табличное определение закона распределения случайных величин

.MODEL

Описание моделей компонентов

.SUBCKT

Начало описания макромодели

Задание начальных условий

.IC

Задание начальных условий

.LOADBIAS

Считывание из файла узловых потенциалов схемы

.NODESET

Задание узловых потенциалов по постоянному току на начальной итерации

.SAVEBIAS

Запись в файл узловых потенциалов схемы

Прочие директивы

.ALIASES

Начало списка соответствий имен выводов графических обозначений компонентов именам цепей схемы, к которым они подключены

.ENDALIASES

Конец списка соответствий

.EXTERNAL

Спецификация внешних портов

.OPTIONS

Установка параметров и режимов работы программы

.STIMLIB

Задание имени файла с описанием внешних воздействий

.STIMULUS

Задание внешних воздействий

 

Имя

Назначение

.TEXT

Задание текстовых переменных, текстовых выражений или имен файлов, используемых в описании цифровых устройств

*

Комментарий

;

Комментарий в конце строки

+

Продолжение строки

Список команд программы PSpice Schematics

Подготовка к моделированию и запуск программ PSpice и Probe

Подготовка к моделированию и запуск программ PSpice и Probe
Подготовка к моделированию и само моделирование проводятся в несколько этапов.

  • Размещение» символов сигналов. После создания схемы моделируемого устройства должны быть введены символы источников сигналов, примеры которых приведены.
  • Фрагменты библиотек символов сигналов

    Имя, назначение

    Символ

    Атрибуты

    Библиотека Sourcstm.slb

    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 STIMTYPE=ANALOG STIMULUS — имя сигнала

     

    Имя, назначение

    Символ

    Атрибуты

    DigStim,
    источник цифрового сигнала для StmEd

    DSTM?
    STIMULUS=

    REFDES=DSTM? TEMPLATE=IT@REFDES STIM(%#*OUT,0) %PWR %GND %*OUT @IO_MODEL STIMULUS=@STIMULUS STIMTYPE=DIGITAL, STIMULUS — имя сигнала

    Библиотека Source.slb

    FileStim,
    источник цифрового сигнала, записанного в файле

    DSTM?

    REFDES=DSTM? TEMPLATE=IT@REFDES FSTIM(%#*1) %PWR %GND %*1 @IO_MODEL FILE="@FileName" IO_LEVEL=@IO_LEVEL ?SigName/SIGNAMES=@SigName/ FileName — имя файла библиотеки сигналов; SigName — имя сигнала

    IAC,
    простой источник тока в режимах AC, DC

    REFDES=I? 17 TEMPLATE=r@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC| ?AC|AC @AC| DC — постоянная составляющая тока; AC — амплитуда тока при анализе в частотной области

    VPULSE,
    импульсный источник напряжения

    REFDES=V? TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC| ?AC|AC @AC|\n+PULSE @V1 @V2 ?TD/@TD/~TD/0/ #TR/@TR/ #TF/@TF/#PW/@PW/ #PER/@PER/ DC — постоянная составляющая напряжения; AC — амплитуда напряжения, при анализе в частотной области; VI — минимальное напряжение; V2 — максимальное напряжение; TD — задержка; TR — длительность переднего фронта; TF — длительность заднего фронта; * PW — длительность импульса; PER — период повторения

    Примечание.
    Все источники сигналов имеют атрибут SIMULATIONONLY, означающий, что эти компоненты предназначены только для моделирования и, не переносятся на ПП.

    В библиотеке Sourcstm.slb находятся символы источников сигналов, которые создаются с помощью программы Stimulus Editor. Символы VSTIM и ISTIM предназначены для создания источников напряжения и тока аналоговых сигналов, DigStim — источник цифрового сигнала. После двойного щелчка по такому символу пользователю предлагается ввести имя сигнала (по умолчанию имя сигнала совпадает с позиционным обозначением символа) и затем управление передается программе Stimulus Editor для выбора типа сигнала, предназначенного для анализа переходных процессов, и ввода его параметров. Наиболее часто эти. возможности используются для задания цифровых сигналов. Источники аналоговых сигналов VSTIM и ISTIM имеют два атрибута DC и АС, определяющих постоянную составляющую напряжения или тока и амплитуду сигнала при анализе в частотной области. Значения этих атрибутов устанавливаются по команде Edit>Attribute или щелчком по пиктограмме [И] .
    В библиотеке Source.slb находятся символы аналоговых и цифровых сигналов, параметры которых определяются с помощью атрибутов, описание которых приведено. При заполнении атрибутов следует принимать во внимание правила составления шаблонов символов TEMPLATE, изложенные. Проиллюстрируем правила заполнения атрибутов на примере символа источника импульсного напряжения VPULSE, помещенного.
    1) Запись в шаблоне @V1 означает, что она будет заменена значением атрибута VI; такие атрибуты вводить обязательно;
    2) Запись ?DC|DC @DC| означает, что если атрибут DC определен, то в строке описания сигнала будет внесена запись DC <значение атрибута DO; такие атрибуты вводить не обязательно;
    3) Запись ?TD/@TD/~TD/0/ означает, что если атрибут TD определен, то в строке описания сигнала будет внесена запись <значение атрибута TD>; если же атрибут TD не определен, то его значение будет положено равным 0;
    4) Запись #TR/@TR/ означает, что если атрибут TR определен, то в строке описания сигнала будет внесена запись <значение атрибута TR>; если же атрибут не задан, то удаляется вся остальная часть шаблона.

  • Простановка позиционных обозначений. Перед моделированием схемы всем ее компонентам (резисторам, конденсаторам, диодам и т.п.) необходимо присвоить уникальные имена, так называемые позиционные обозначения (Reference Designator). Позиционные обозначения обычно вводятся при расстановке компонентов на схеме. Однако если в процессе редактирования часть компонентов получили совпадающие позиционные обозначения или не для всех компонентов проставлены эти обозначения, выполняется команда Tools>Annotate. Кроме того, эта команда выполняет так называемую «упаковку» компонентов, необходимую для разработки ПП. Упаковка отдельных символов в физически существующие корпуса компонентов заключается в простановке номеров секций и указании типов корпусов. В диалоговом окне команды в пункте Function выбирается тип операции:
    • Package and Assign Reference Designators — упаковка компонентов и назначение позиционных обозначений всем символам (простановке номеров секций и указании типов корпусов) в соответствии с данными раздела Set Values for (необходима при разработке печатных плат);
    • Assign Reference Designators Only — назначение только позиционных обозначений компонентов без проведения их упаковки, что достаточно для проведения моделирования;
    • Undo Packaging — удаление всех атрибутов, проставленных в процессе обратной корректировки схемы по команде Tools>Back Annotate (необходимо при возникновении проблем при генерации цепей).

    В разделе Set Values for выбирается метод простановки позиционных обозначений компонентов:

    • All Except User-Assigned — автоматическая простановка позиционных обозначений, имен секций и типов корпусов за исключением тех, что проставлены пользователем;
    • Only Unpackaged — простановка позиционных обозначений, имен секций и типов корпусов, которые еще не назначены;
    • All — простановка позиционных обозначений, имен секций и типов корпусов всем компонентам (с переопределением существующих).

    Заметим, что по команде Options>Auto-Naming можно включить режим автоматической простановки позиционных обозначений компонентов при нанесении их символов на схему (пометив курсором панель Enable Auto-Naming и задав начальный номер позиционных обозначений Starting Designator). К сожалению, как при автоматической простановке позиционных обозначений, так и при выполнении команды Tools>Annotate позиционные обозначения расставляются неупорядоченно. Поэтому перед выпуском документации по ЕСКД приходится отредактировать позиционные обозначения компонентов вручную.

  • Именование цепей. Осуществляется по команде Edit>Label или после двойного щелчка мыши на выбранной цепи. При выполнении некоторых видов анализа (например, при спектральном анализе, статистическом анализе по методу Монте-Карло, расчете уровня шума) необходимо указывать имена выходных переменных, в качестве которых могут быть потенциалы и разности потенциалов узлов и токи ветвей. При записи выходных переменных можно пользоваться всеми правилами программы PSpice, однако ссылки на имена узлов цепи (имена проводников) возможны, только если они обозначены на схеме.
  • Проверка схемы. По команде Analysis>Electrical Rule Check проверяется наличие в схеме неподсоединенных (плавающих) выводов компонентов, совпадающих позиционных обозначений и др. Полнота проверки тем больше, чем больше информации о типе компонентов и их выводов занесено в библиотеку символов. При обнаружении ошибок на экран выводится информационное сообщение. Перечень ошибок просматривается по команде File>View Messages.
  • Создание списка соединений. По команде Analysis>Create Netlist создаются список соединений схемы и задание на моделирование, которые заносятся в файлы с расширениями *.NET, *.ALS и *.CIR. При наличии ошибок в схеме или директивах моделирования выводится информационное сообщение. В этих сообщениях приведена информация (INFO), предупреждения (WARNING) и ошибки (ERROR). Если курсором щелкнуть по строке ошибок, то это окно закроется и курсор покажет на схеме связанный с этой ошибкой вывод компонента. Повторно информационное сообщение выводится по команде File>View Messages или нажатием клавиши F10.
  • Файлы списков соединений просматриваются по команде Analysis>Examine Netlist с помощью встроенного текстового редактора. Однако необходимость в этом возникает крайне редко при отладке новых схем и моделей компонентов.

  • Составление задания на моделирование. Перед проведением моделирование необходимо составить задание на моделирование по команде Analysis>Setup или щелкнув по пиктограмме. В открывшемся окне нажатием курсором отмечают нужные директивы моделирования (при этом в графе Enabled проставляется галочка) и нажатием соответствующей кнопки открывают диалоговые меню задания директив, которые подробно рассматриваются.
  • Подключение библиотек и других файлов. Перед выполнением моделирования необходимо убедиться, что подключены файлы с математическими библиотеками компонентов схемы. Поставляемые вместе с системой фирменные библиотеки перечислены в файле NOM.LIB (и его лучше не редактировать). Дополнительные библиотеки и другие необходимые для моделирования файлы подключаются по команде Analysis>Library and Include Files . Сначала в строке File Name указывается имя файла, которое проще отыскать нажатием кнопки Browse. Далее в зависимости от типа файла нажимается одна из кнопок:
    • Add Library* — библиотеки математических моделей (файлы *.LIB и *.MOD);
    • Add Include* — файлы, подключаемые по директиве .INCLUDE;
    • Add Stimulus* — влешние воздействия (файлы *.STL).

    Так подключаются файлы, которые будут доступны при моделировании любых схем. далее…

    Атрибуты и шаблоны символов

    Атрибуты и шаблоны символов

  • В графическом редакторе PSpice Schematics имеются атрибуты со строго определенными именами, список которых приведен.
  • Атрибуты компонентов

    Атрибут

    Назначение

    Примечание

    COMPONENT

    Имя упаковочной информации компонента. Этот атрибут не нужен, если имя упаковочной информации совпадает с именем компонента PART

    2, 5

    GATE

    Имя секции компонента А, В, С, D и т.д. Не указывается, если компонент состоит из одной секции. При размещении символов на схеме всем им присваивается имя первой секции А, добавляемой к позиционному обозначению, например U1A, U2A. Автоматическое распределение секций по корпусам компонентов производится по команде Tools>Annotate. Изменение имен секций выполняется вручную двойным щелчком по атрибуту REFDES или по команде Edit>Attribute

    2, 4

    GATETYPE

    Тип секции. Применяется, когда компонент состоит из секций разных типов (неоднородный компонент). Например, ИС 533ТР2 состоит из четырех триггеров, два из которых имеют дополнительный вход установки. Секции каждого типа имеют отдельные символы с разными атрибутами GATETYPE, чтобы правильно "назначить номера выводов различных секций

    2, 5

     

    Атрибут

    Назначение

    Примечание

    IРIN[<имя скрытого
    вывода>]

    Имя цепи схемы, к которой подключается скрытый вывод

    5

    MODEL

    Имя модели компонента (должно согласовываться с именами моделей в директивах .MODEL и .SUBCKT, размещаемых в библиотечных файлах .LIB). Обычно атрибут MODEL помечен звездочкой в списке атрибутов, что означает невозможность его изменения на схеме. Для изменения имени модели или создания ее копии применяется команда Edit>Model;

    1, 3, 5

    PART

    Имя компонента, под которым он заносится\ в библиотеку символов

    1, 2, 5

    PKGREF

    Позиционное обозначение корпуса компонента. Если корпус состоит из четырех секций А, В, С и D, то все эти секции имеют один и тот же атрибут PKGREF, например U1, и разные атрибуты REFDES U1A ….. U1D. Атрибут REFDES образован слиянием атрибутов PKGREF и GATE

    2, 4

    PKGTYPE

    Тир корпуса компонента, например DIP14, DIPS, SOIC. Если при упаковке компонента указан только один тип корпуса, то атрибуту PKGTYPE это значение присваивается автоматически. далее…