Записи с меткой «подключенных»

Аналого-цифровой интерфейс

Аналого-цифровой интерфейс
Аналого-цифровые интерфейсы предназначены для преобразования аналогового напряжения в логический уровень. Они имитируют входные каскады цифровых ИС. Их схема замещения показана, а. Информация о логическом уровне сигнала на выходе интерфейса А/Ц может направляться двояко:

  • в модуль логического моделирования программы PSpice;
  • в файл (позднее он может быть просмотрен визуально или использован в качестве источника цифрового сигнала в следующем сеансе моделирования).

При взаимодействии аналоговых и цифровых компонентов в процессе моделирования описание интерфейса А/Ц (digital output: analog-to-digital) имеет формат
Оххх <+узел интерфейса> <-узел интерфейса> <имя модели А/Ц> + DGTNET =<ижя цифрового узла> <имя модели. вход/выход>
При записи логических уровней в файл описание интерфейса А/Ц имеет формат
Оххх <+узел интерфейса> <-узел интерфейса> <имя модели А/Ц> + [SIGNAME=<имя цифрового сигнала>]
Приведем примеры:
О12 ANALOG_NODE DIGITAL_GND DOUTJ33 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 приведены в табл. 4.25.
Параметры аналого-цифрового интерфейса

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)

SONAME

Имя логического состояния «0»

SOVLO

Нижний уровень напряжения логического «0»

В

SOVHI

Верхний уровень напряжения логического

«0»

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 записи в файл

10- 9

с

TIMESCALE

Масштабный коэффициент при расчете интервала времени TIMESTEP (только при записи в файл)

1

Каждому i-му логическому состоянию соответствует определенный диапазон напряжений SiVL0…SiVH1. До тех пор пока входное напряжение интерфейса
А/Ц V ex не выходит за его границы, логическое состояние на выходе интерфейса А/Ц не изменяется. далее…

Описание цифровых компонентов

Описание цифровых компонентов
Основные понятия
Первоначально программа PSpice была предназначена для моделирования чисто аналоговых устройств. В настоящее время она обеспечивает моделирование смешанных аналого-цифровых цепей, которые, в частности, могут состоять только из цифровых устройств и не содержать аналоговых блоков. Обычно смешанные устройства моделируются в режиме .TRAN (расчет переходных процессов), однако другие режимы также доступны. В режиме .DC задержки сигналов в цифровых блоках игнорируются и рассчитываются логические уровни выходов цифровых компонентов в стационарном режиме. В режимах .AC, .NOISE, .TF и .SENS цифровые компоненты не участвуют в анализе малосигнальных частотных характеристик цепи, лишь для аналоговых частей аналого-цифровых и цифроана-логовых интерфейсов составляются линеаризированные схемы замещения их входных и выходных комплексных сопротивлений. Директивы программы PSpice описаны, здесь же обсудим специфику моделирования цифроаналоговых устройств.
Реальные цифровые ИС в программе PSpice представлены в виде примитивов U xxx, отражающих их функционирование на логическом уровне, и двух аналого-цифровых и цифроаналоговых интерфейсов А/Ц и Ц/А, отображающих их входные и выходные каскады. В задании на моделирование указываются только примитивы цифровых устройств Uxxx. Если при этом цифровые ИС соединяются непосредственно друг с другом, то блоки интерфейсов во внимание не принимаются. Если же ко входу или выходу ИС подключен аналоговый компонент, то необходимо включить соответствующий интерфейс. В принципе они могут быть вручную включены в описание задания на моделирование (в файл.*.СIR) как отдельные компоненты, однако программа PSpice Schematics делает это автоматически.
Итак, смешанные аналого-цифровые цепи состоят из компонентов трех типов:

  • аналоговые компоненты;
  • устройства сопряжения аналоговых и цифровых компонентов (устройства интерфейса);
  • цифровые компоненты (примитивы).

Соответственно различают три типа узлов:

  • аналоговые узлы, к которым подключены только аналоговые устройства;
  • цифровые узлы, к которым подключены только цифровые устройства;
  • узлы интерфейса, к которым подключена комбинация аналоговых и цифровых устройств

Программа PSpice Schematics автоматически расщепляет каждый узел интерфейса на два узла — чисто аналоговый и чисто цифровой — и включает между ними макромодель аналого-цифрового или цифроаналогового интерфейса. Кроме того, к моделям интерфейсов автоматически подключается источник питания цифровых схем. далее…

Макромодели

Макромодели
Отдельные фрагменты цепи или схемы замещения компонентов имеет смысл оформлять в виде макромоделей (подсхем). Описание макромодели начинается директивой .SUBCKT и заканчивается директивой .ENDS. Между ними помещаются описания компонентов, входящих в состав макромодели:
.SUBCKT <имя макромодели> <список узлов>
+ [OPTIONAL:<< узел интерфейса> = <значение по умолчанию>>*}
+ [PARAMS:<имя параметра>=<значение>*}
+ [ТЕХТ:<<имя текстовой переменной> — <текст>>*]
{описание компонентов}
.ENDS [имя макромодели]
Ключевое слово OPTIONAL используется для спецификации одного или более необязательных узлов макромодели — указываются имя узла и его значение по умолчанию. Если при вызове макромодели эти узлы не указываются, используются их значения по умолчанию, что удобно для задания источников питания цифровых устройств; после ключевого слова PARAMS приводится список параметров, значения которых передаются из основной цепи в макромодель. После ключевого слова TEXT — текстовая переменная, передаваемая из описания основной цепи в описание макромодели (используется только при моделировании цифровых устройств). Между директивами .SUBCKT и .ENDS можно помещать описания других макромоделей и другие директивы. Приведем пример:
* Макромодель ОУ К140УД11. далее…

Полупроводниковые приборы

Полупроводниковые приборы
Полупроводниковые приборы, математические модели которых встроены в программу PSpice, описываются большим количеством параметров, задаваемых с помощью директивы .MODEL. Перечень и смысл этих параметров подробно объясняются в [7]. Директиву .MODEL можно поместить в описание анализируемой схемы или в файл библиотеки, доступ к которому осуществляется с помощью директивы .LIB. Описание конкретного полупроводникового прибора содержит его имя, номера узлов подключения, имя модели и коэффициент кратности Area, с помощью которого имитируется параллельное включение нескольких одинаковых приборов.
Диод описывается предложением
Dxxx <узел анода> <узел катода> <имя модели> + [< коэффициент кратности Аrеа>]
Модель диода задается в виде
.MODEL <имя модели> D[(параметры модели)}
Пример 1. Включим между узлами 1 и 2 диод DB, параметры которого вводятся с помощью директивы .MODEL:
D1 12 D9B
.MODEL D9B D(IS=5UA RS=14 BV=2.81 IBV=5UA)
Пример 2. Включим между узлами 1 и 2 диод D104A, параметры которого записаны в библиотечном файле d.lib
D1 1 2D104A .LIB D.LIB
Биполярный транзистор описывается предложением
Qxxx <узел коллектора> <узел базы> <узел эмиттера>
+ [<узел подложки>] <имя модели> [<коэффициент кратности Агеа>]
Модели биполярных транзисторов задаются в виде
.MODEL <имя модели> NPN [(параметры модели)}
.MODEL <имя модели> PNP [(параметры модели)}
.MODEL <имя модели> LPNP[(napaMempbt модели)]
Статически индуцированный биполярный транзистор описывается предложением
Zxxx <узел коллектора> <узел затвора> <узел эмиттера> + <имя модели> [АRЕА=<значение>] [WB-<значение>] + [АGD=<значение>] [КР=<значение>] [ТАU=<значение>]
Назначение необязательных параметров AREA, WB, AGD, КР и TAU указано в [7] . Модели статически индуцированных биполярных транзисторов задаются в виде
.MODEL <имя модели> NIGBT [(параметры модели)]
Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом описывается предложением
Зххх<узел стока> <узел затвора> <узел истока> <имя модели> + [<коэффициент кратности Агеа>]
Модели полевых транзисторов задаются в виде
.MODEL <имя модели> NJF [(параметры модели)]
.MODEL <имя модели> PJF [(параметры модели)]
Арсенид-галлиевый полевой транзистор с управляющим р-я-переходом и каналом n-типа описывается предложением
Еххх <узел стока><узел затеораХузел истока> <имя модели> + [<коэффициент кратности Агеа>]
Модель арсенид-галлиевого полевого транзистора задается в виде .MODEL <имя модели> GASFET [(параметры модели)] МОП-транзистор описывается предложением
Mxxx <узел стокаХузел затеораХузел истока> <узел подложки> + <имя модели>
+ [L=<значение>] [W=<значение>] [АD=<значение>] [АS=<значение>]
+ [PD=<значение>] [PS=<значение>] [NRD=<значение>] [NRS=<значение>]
+ [NRG=<значение>] [NRB=<значение>] [М=<значение>]
Необязательные параметры приведены.
Параметры L и W могут быть заданы при описании модели МОП-транзистора по директиве .MODEL; кроме того, параметры L, W, AD и AS по умолчанию принимают значения, присваиваемые по директиве .OPTIONS.
Модели МОП-транзисторов задаются в виде
.MODEL <имя модели> NMOS[(параметры модели)]
.MODEL <имя модели> РMOS[(параметры модели)]
Необязательные параметры модели МОП-транзистора

Обозначение

Параметр

Значение по умолчанию

Размерность

L

Длина канала

DEFL

м

W

Ширина канала

DEFW

м

AD

Площадь диффузионной области стока

DEFAD

м

AS

Площадь диффузионной области истока

DEFAS

м

PD

Периметр диффузионной области стока

0

м

PS

Периметр диффузионной области истока

0

м

NRD

Удельное относительное сопротивление стока

1

NRS

Удельное относительное сопротивление истока

1

 

Обозначение

Параметр

Значение по умолчанию

Размерность

NRG

Удельное относительное сопротивление затвора

0

NRB

Удельное относительное сопротивление подложки

0

M

Масштабный коэффициент

1