Модели аналоговых компонентов программного пакета MC8

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Пассивные компоненты

Глава 2. Активные компоненты

Глава 3. Источники сигналов

3.1 Независимые источники постоянного напряжения и тока

3.2 Источники импульсного и синусоидального сигналов

3.3 Независимые источники напряжения и тока сложной формы (Voltage Source и Current Source)

3.4 Источник напряжения User Source

Глава 4. Компоненты для специальных целей (Special Purpose)

4.1 Коммутирующие устройства

4.2 Устройство выборки-хранения (Sample and Hold)

4.3 Стрелки (Arrow) и контакты (Bubble)

Заключение

Список литературы

Введение

Все компоненты (аналоговые и цифровые), из которых состоит электрическая принципиальная схема, имеют математические модели двух типов:

- встроенные математические модели стандартных компонентов (резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, источники сигналов и др.), которые не могут быть изменены пользователями (можно изменить только значения их параметров);

- макромодели произвольных компонентов, составляемые пользователями по своему усмотрению из стандартных компонентов.

В свою очередь, встроенные модели подразделяются на две категории: простые и сложные модели в зависимости от количества параметров, характеризующих компоненты. Например, модель резистора можно описать одним - тремя параметрами, а модель биполярного транзистора характеризуется 52 параметрами. Как уже отмечалось выше, в программе MC8 используется двоякое описание моделируемого устройства: в виде чертежа схемы (формат схем) или в виде текстового описания модели в формате SPICE. В настоящей курсовой работе приводятся краткие сведения о моделях некоторых компонентов в формате схем.

Глава 1. Пассивные компоненты

Размещено на http://www.allbest.ru/

К пассивным компонентам относятся: резисторы, конденсаторы, индуктивности, линии передачи, высокочастотные трансформаторы, взаимные индуктивности, диоды и стабилитроны. В формате схем MC8 основные параметры резистора (Resistor), конденсатора (Capacitor) и индуктивности (Inductor), изображенных на рис. 1, задаются в виде одинакового набора атрибутов (рис. 2.6):

Атрибут PART: <имя> - (на рис. 1 R1, C1, L1);

Атрибут VALUE: <значение> - (2.4k, 51p, 56u);

Атрибут MODEL: <имя модели> - (для каталога Analog Library);

Атрибут FREQ: <выражение> - значение компонента может быть задано в виде выражения, зависящего от времени, узловых потенциалов, разности узловых потенциалов или токов ветвей, температуры и других параметров. При расчете переходных процессов величина компонента равна значению атрибута VALUE.

Для резисторов также предусмотрены атрибуты SLIDER_MIN и SLIDER_MAX - минимальное и максимальное относительные значения сопротивления, которые в режиме анализа Dynamic DC (расчет схемы по постоянному току) позволяют с помощью движкового регулятора менять сопротивление резистора в заданных пределах. Данные атрибуты при их отсутствии можно ввести в диалоговое окно задания параметров резистора с помощью кнопки Add и последующей редакции атрибута в окне Name (рис. 2.6).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Модель линии передачи (Transmission Line - TLine) может быть задана как с потерями (атрибут MODEL=LOSSY), так и без потерь (атрибут MODEL=IDEAL). На рис. 2, а показана электрическая схема с линией передачи без потерь (T1), а на рис. 2, б - схема замещения линии передачи с потерями. После выбора модели линии (Ideal или Lossy) открывается окно задания параметров, значения которых приведены в табл. 1. В формате схем MC8 параметры линии можно задать и с помощью атрибута VALUE, присвоив в окне задания величины VALUE перечисленным в табл. 1 параметрам соответствующие значения. Например, атрибут VALUE: ZO=50 TD=100n F=1Е6 NL=0.25 - означает, что задана линия передачи без потерь с волновым сопротивлением 50 Ом и временем задержки 100 нс. Последние два параметра для идеальной линии задержки можно не указывать.

В программе MC8 имеется модель идеального двухобмоточного трансформатора без потерь (Transformer). В формате схем MC модель трансформатора может быть задана с помощью атрибута имени (PART) - например, K1 и атрибута VALUE: <индуктивность первичной обмотки>, <индуктивность вторичной обмотки>, <коэффициента связи>. Параметры трансформатора перечисляются в окне VALUE в указанном порядке через запятую: 0.01uH, 0.1uH, 0.98.

Таблица 1

Обозначение	Параметр	Размерность	Значение по умолчанию
Идеальная линия без потерь
ZO	Волновое сопротивление	Ом	-
TD	Время задержки сигнала	с	-
F	Частота для расчета NL	Гц	-
NL	Электрическая длина на частоте F (относительно длины волны)	-	0,25
Линия с потерями
R	Погонное сопротивление	Ом/м	-
L	Погонная индуктивность	Гн/м	-
G	Погонная проводимость	См/м	-
C	Погонная емкость	Ф/м	-
LEN	Длина линии	м	-

Размещено на http://www.allbest.ru/

Математические модели диода (Diode) и стабилитрона (Zener) мало чем отличаются друг от друга (разве что значениями параметров моделирования) и относятся к категории сложных моделей, которые характеризуются 30 параметрами (рис. 3). Полный перечень параметров модели диода приведен в [1]. При схемотехническом моделировании пользователю проще (и логичнее) воспользоваться встроенными моделями данных компонентов, обратившись в соответствующие библиотеки программы MC8 и присвоив атрибуту MODEL имя выбранного компонента. Например: MODEL=D104A - означает, что в схему будет вставлен кремневый диод Д104А широкого применения.

Программа Micro-Cap 8 предоставляет широкий выбор диодов различного назначения, однако для лучшего понимания результатов моделирования следует иметь в виду следующие принятые в MC8 обозначения параметров диодов:

RS - объемное сопротивление диода;

NR - предельный ток при высоком уровне инжекции;

CJO - барьерная емкость;

BV - обратное напряжение пробоя.

Так, параметр RS определяет крутизну вольт-амперной характеристики (ВАХ) диода, а при выборе стабилитрона необходимо обращать внимание на параметр модели BV - напряжение обратного пробоя, поскольку фактически оно и является напряжением стабилизации при обратном включении диода.

Глава 2. Активные компоненты

Программа MC8 содержит большое количество моделей транзисторов и операционных усилителей, которые (как и диоды) удобно задавать с помощью атрибута MODEL. При выборе того или иного типа транзистора на схеме вновь вводимому компоненту автоматически присваивается имя (атрибут PART), первый символ которого (префикс имени) указан в табл. 2. На рис. 4 приведены принятые в Micro-Cap графические изображения некоторых типов транзисторов с соответствующими позиционными обозначениями:

- Q1, Q2 - биполярные транзисторы (Bipolar transistor - BJT);

- J1, J2 - полевые транзисторы (JFET);

Размещено на http://www.allbest.ru/

M1, M2 - МОП-транзисторы (MOSFET).

После введения имени модели транзистора открывается панель редактирования параметров модели. Ниже приводятся основные параметры, полный список которых можно найти в [1].

Биполярный транзистор (BJT):

IS - ток насыщения;

BF - максимальный коэффициент усиления тока в нормальном режиме;

BR - максимальный коэффициент усиления тока в инверсном режиме;

RC, RE, RB - объемное сопротивление коллектора, эмиттера, базы;

TF - время переноса заряда через базу в нормальном режиме (определяет граничную частоту транзистора:

);

CJE, CJC - емкость эмиттерного (коллекторного) перехода.

Полевой транзистор (JFET):

VTO - пороговое напряжение;

BETA - коэффициент пропорциональности (удельная передаточная проводимость);

RD, RS - объемное сопротивление области стока (истока);

CGD, CGS - емкость перехода затвор-сток (затвор-исток) при нулевом смещении.

МОП-транзистор (MOSFET):

LEVEL - уровень сложности (1, 2 или 3) используемой модели. Модель первого уровня (LEVEL=1) наиболее простая, но и наименее точная при моделировании вольт-амперных характеристик транзистора;

VTO - пороговое напряжение при нулевом смещении;

KP - параметр удельной крутизны;

RD, RS, RG - объемное сопротивление стока (истока или затвора).

Операционные усилители (OPAMP) относятся к классу сложных электронных устройств, состоящих из большого количества активных и пассивных компонентов. Поэтому префикс имени операционного усилителя - X, что обозначает макромодель, т.е. модель устройства, состоящего из нескольких компонентов. Графическое изображение операционного усилителя (ОУ), используемое при моделировании в МС8, с обозначениями выводов ОУ показано на рис. 5, где Plus (Minus) input - неинвертирующий (инвертирующий) вход, output - выход, VCC и VEE - напряжения источников питания.



Размещено на http://www.allbest.ru/

В отличие от программы PSPICE, в которой модель ОУ описывается только как макромодель, в программе MC8 также имеются встроенные модели операционных усилителей разной сложности (LEVEL = 1, 2, 3), что упрощает работу с ними и повышает скорость моделирования. Простейшие линейные модели (LEVEL=1, 2) имитируют ОУ с конечным выходным и бесконечным входным сопротивлениями. Вторая модель (LEVEL=2) уточняет частотные свойства ОУ (имитируются два полюса передаточной функции, вводятся ограничения скорости нарастания выходного напряжения). Нелинейная модель (LEVEL=3) наиболее полно описывает частотные свойства ОУ, а также определяет реальные значения диапазона выходного напряжения и другие присущие ОУ параметры.

После выбора модели операционного усилителя (атрибут MODEL) открывается окно параметров ОУ, которые можно редактировать. В табл. 2 представлены основные параметры ОУ. Следует отметить, что не все параметры учитываются в моделях 1 и 2 уровней.

Таблица 2

Обозначение	Уровень модели	Параметр
LEVEL	1 - 3	Уровень модели
TYPE	3	Тип входного транзистора: 1-NPN, 2-PNP, 3-JFET
C	3	Емкость коррекции
A	1 - 3	Коэффициент усиления по постоянному току
ROUTAC (ROUTDC)	1 - 3	Выходное сопротивление по переменному (постоянному) току
VOFF	3	Напряжение смещения нуля
IOFF	3	Разность входных токов смещения
IBIAS	3	Входной ток смещения
SRP (SRN)	2, 3	Максимальная скорость нарастания (спада) выходного напряжения
VPS (VNS)	3	Максимальное выходное положительное (отрицательное) напряжение
CMRR	3	Коэффициент подавления синфазного сигнала
GBW	2, 3	Площадь усиления (произведение коэфф. A на частоту первого полюса)
PM	2, 3	Запас по фазе на частоте единичного усиления
PD	3	Рассеиваемая мощность
IOSC	3	Выходной ток короткого замыкания

Глава 3. Источники сигналов

Программа Micro-Cap 8 содержит модели источников сигналов различного назначения [1].

Function Sources - функциональные источники сигналов задаются функциональными зависимостями во времени (например, VALUE=5*Sin(2*PI*1E6*T) - гармоническое колебание с амплитудой 5 В и частотой 1 МГц).

Laplace Sources, Z Transform Sources - линейные управляемые источники, задаваемые преобразованиями Лапласа и Z-преобразованиями. Эти источники используются при расчете частотных характеристик и проведении других видов анализа.

Dependent Sources - линейные и нелинейные зависимые источники. Линейные зависимые источники в формате схем МС задаются двумя атрибутами: PART: <имя>, VALUE: <коэффициент передачи>. Управляемые источники с нелинейной зависимостью описываются более сложными математическими выражениями, например, полиномиальной функцией. В программе MC8 имеется четыре типа линейных и нелинейных зависимых источника:

- источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН);

- источник тока, управляемый током (ИТУТ);

- источник напряжения, управляемый током (ИНУТ);

- источник тока, управляемый напряжением (ИТУН).

Наиболее часто используемые при моделировании схем источники сигналов объединены в библиотеке Analog Primitives в каталог Waveform Sources, а способы их задания в формате схем МС приводятся ниже.

3.1 Независимые источники постоянного напряжения и тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Графические изображения источника постоянного напряжения (Battery), источника фиксированного смещения для аналоговых цепей (Fixed Analog) и источника постоянного тока (ISource) показаны на рис. 6. В формате схем МС они задаются одинаковым способом, т.е. после выбора данных компонентов (или после двойного щелчка по компоненту) появляется окно задания параметров источника. Далее указываются значения атрибутов PART:<имя> и VALUE:<значение>. Упомянутые выше источники являются идеальными, т.е. внутреннее сопротивление источников напряжения равно нулю, а источника тока - бесконечности.

3.2 Источники импульсного и синусоидального сигналов

Источники импульсного напряжения (Pulse Source) в формате MC8 имеют одинаковые параметры модели (табл 3). На рис. 7 показано графическое изображение импульсного источника и форма генерируемого импульсного сигнала. В зависимости от соотношения

Таблица 3

Обозначение	Параметр	Размерность
VZERO	Начальное значение	В
VONE	Максимальное значение	В
P1	Начало переднего фронта	С
P2	Начало плоской вершины импульса	С
P3	Конец плоской вершины импульса	С
P4	Момент достижения уровня VZERO (конец заднего фронта)	С
P5	Период повторения	С

Размещено на http://www.allbest.ru/

параметров сигнала в окне задания имени модели предусмотрены следующие названия моделей источников импульсного напряжения (атрибут MODEL:<имя модели>), формирующих импульсные сигналы разной формы:

IMPULSE - импульсный сигнал с нулевой длительностью фронтов (P1=P2, P3=P4) и площадью импульса, равной 1, при этом длительность импульса (P4-P1) близка к нулю (приближенная модель д-импульса);

PULSE - импульсный сигнал, показанный на рис. 7;

SAWTOOTH - пилообразный импульсный сигнал, длительность переднего фронта которого (P2-P1) равна длительности самого импульса (P4-P1), а длительность вершины равна нулю (P3-P2=0);

SQUARE - импульсный сигнал с нулевой длительностью фронтов (прямоугольный сигнал), а при длительности вершины импульса, равной половине периода повторения, такой сигнал называется меандром;

TRIANGLE - импульсный сигнал, имеющий форму треугольника (в частности, при P2-P1=P4-P3 и P3-P2=0 - сигнал приобретает форму равнобедренного треугольника).

Конечно, с точки зрения моделирования данное деление весьма условно, поскольку, выбрав, например, MODEL=TRIANGLE можно переопределить значения параметров Pi и получить форму сигнала, приведенную на рис. 7. Модель источника Pulse Source является идеальной, т.е. внутреннее сопротивление генератора равно нулю.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Источник синусоидального напряжения (Sine Source) в отличие от импульсного источника представлен в MC8 моделью, внутреннее сопротивление которого может быть задано пользователем. Принятое в MC8 графическое изображение генератора показано на рис. 8. После выбора модели генератора MODEL=GENARAL открывается окно задания параметров источника, список которых представлен в табл. 4. Имя модели впоследствии пользователь может отредактировать по своему усмотрению, например, как показано на рис. 8, имя атрибута MODEL=1 MHZ.

Таблица 4

Обозначение	Параметр	Размер-ность
F	Частота	Гц
A	Амплитуда	В
DC	Постоянная составляющая	В
PH	Начальная фаза	Радиан
RS	Внутреннее сопротивление	Ом
RP	Период повторения затухающего сигнала	С
TAU	Постоянная времени изменения амплитуды сигнала по экспоненциальному закону	С

Последние два параметра для источника гармонического колебания принимаются равными нулю, а для затухающего синусоидального колебания параметр RP определяет периодичность синусоидальных «вспышек», а TAU - постоянную времени «затухания» колебания. Форма сигнала в пределах одного периода RP при этом описывается выражением . В случае гармонического колебания (параметры RP=TAU=0) программа MC8 моделирует сигнал .

3.3 Независимые источники напряжения и тока сложной формы (Voltage Source и Current Source)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Независимые источники напряжения (Voltage) и тока (Current) позволяют создавать входные воздействия разнообразной формы: импульсные (Pulse), синусоидальные (Sin), экспоненциальные (Exp), кусочно-линейные (PWL), гармонические с частотной модуляцией (SFFM), случайный сигнал или «шум» (Noise), сигнал в виде гауссового импульса (Gaussian). Графические изображения независимых источников показаны на рис. 9, а способы задания параметров практически одинаковы (см. табл. 5… 8). Поскольку для данных источников в программе MC8 не определены внутренние сопротивления, то модели независимых источников Voltage Source и Current Source следует считать идеальными.

После выбора независимого источника открывается окно задания



параметров модели, показанное на рис. 10. Форма генерируемого сигнала определяется с помощью закладок (Puls, Sin и т.д.), а параметры сигнала вводятся в окне задания параметров, которое имеет разный состав для разных моделей сигнала. Для всех этих сигналов можно задавать значение постоянной составляющей - параметр DC (для режима анализа DC), а также (для режима АС) указать значения амплитуды (AC magnitude) и начальной фазы (AC Phase) сигналов.

В табл. 5 представлены параметры импульсного сигнала (Pulse), аналогичного сигналу, рассмотренному ранее (см. рис. 7). Следует отметить отличия не только в обозначении, но и в способе задания параметров модели сигнала (табл. 4).

Таблица 5

Обозначение	Параметр	Размерность
V1	Начальное значение	В или А
V2	Максимальное значение	В или А
TD	Начало переднего фронта	С
TR	Длительность переднего фронта	С
TF	Длительность заднего фронта	С
PW	Длительность плоской части импульса	С
PER	Период повторения	С

Синусоидальный сигнал (Sin) определяется выражением:

Параметры гармонического сигнала приведены в табл. 6.

Таблица 6

Обозначение	Параметр	Размерность
V0	Постоянная составляющая	В или А
VA	Амплитуда	В или А
F	Частота	Гц
TD	Задержка	С
DF	Коэффициент затухания	1/С
PH	Фаза	град.

Экспоненциальная функция (Exp) описывается выражением:

Форма сигнала Exp показана на рис. 11, а назначение параметров поясняется в табл. 7. Экспоненциальный сигнал похожей формы можно получить на выходе простейшей пассивной линейной цепи первого порядка (при TC1=TC2), например, RC-цепи. Модель генератора сигнала (Exp) позволяет сформировать экспоненциальный сигнал с произвольными значениями параметров TC1 и TC2 и оперативно задать значения других параметров.

Таблица 7

Обозначение	Параметр	Размерность
V1	Начальное значение	В или А
V2	Максимальное значение	В или А
TD1	Начало переднего фронта	С
TC1	Постоянная времени переднего фронта	С
TD2	Начало заднего фронта	С
TC2	Постоянная времени заднего фронта	С

Синусоидальная функция с частотной модуляцией (SFFM) описывается выражением:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Параметры независимого источника гармонического сигнала с частотной модуляцией приведены в табл. 8, а пример частотно-модулированного колебания показан на рис. 12. В данном примере значение несущей частоты составляет 1 МГц, модулирующая частота равна 100 кГц, а индекс модуляции (отношение девиации частоты к модулирующей частоте) равен 5.

Таблица 8

Обозначение	Параметр	Размерность
V0	Постоянная составляющая	В или А
VA	Амплитуда	В или А
F0	Частота несущей	Гц
MI	Индекс частотной модуляции	-
FM	Частота модуляции	Гц

Кусочно-линейный сигнал (PWL) задается координатами точек излома (Ti, Vi), которые вводятся в окне параметров и определяют значение атрибута VALUE. Следует обратить внимание, что для каждой пары координат точки излома сначала определяется время, а затем величина сигнала, причем значение сигнала не может быть отрицательной величиной. Координаты соседних точек отделяются друг от друга пробелом.

Случайный сигнал (Noise) генерируется в виде кусочно-линейной функции, точки излома которой по оси времени задаются параметром Interval (расстояние между соседними точками), а амплитуда сигнала в этих точках определяется по случайному закону (рис. 13) в диапазоне ± Um. Величина Um задается параметром Amplitude. Кроме того, необходимо ввести параметры Start Time и End Time - начало и конец реализации случайного процесса.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сигнал в виде гауссового импульса (Gaussian) представляет собой последовательность импульсов колоколообразной формы (рис. 14), форма которых задается следующими параметрами:

Amplitude - амплитуда импульсов;

Width at 50% - ширина импульсов по уровню 0,5 от амплитуды;

Time to peak - время фиксации вершины первого импульса;

Period - период повторения импульсов.

3.4 Источник напряжения User Source

импульсный синусоидальный сигнал ток

Источник напряжения User Source задается пользователем или в виде файла (атрибут FILE), или в виде выражения (атрибут EXPRESSION). Пользователь имеет возможность задать источник напряжения произвольной формы. Для этого отсчеты сигнала записываются в текстовый файл (который должен иметь расширение .usr) с помощью любого текстового редактора. В этом файле записывается общее количество отсчетов N и пары значений, определяющие выражения для отсчетов моментов времени и значения напряжений [1].

Ручное редактирование файла требует значительных временных затрат, поэтому в MC8 предусмотрено создание файла сигнала путем сохранения сигналов, полученных в результате расчета переходных процессов (режим анализа Transient). Для этого после получения графиков переходных процессов двойным щелчком левой клавиши мыши вызывается диалоговое окно Properties, в котором выбирается закладка Save Curves. Далее указывается требуемый график сигнала (в качестве пользовательского) и нажимается кнопка SAVE.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Для вызова подготовленного файла в качестве источника напряжения необходимо в окне задания параметров в позиции FILE указать имя и путь сохраненного *.usr файла. При поиске нужного файла можно воспользоваться кнопкой Browse. На рис. 15 в качестве примера показан сигнал, вырабатываемый источником User Source, заданным файлом Sample.usr (папка DATA в программе MC8).

Глава 4. Компоненты для специальных целей (Special Purpose)

В раздел Special Purpose помещены ключи (Switch), устройства выборки и хранения (Sample and Hold), стрелки (Arrow) и контакты (Bubble).

4.1 Коммутирующие устройства

При расчете переходных процессов удобно пользоваться электрическими коммутирующими устройствами (ключами). В программе MC8 предусмотрены три модели ключей (рис. 16).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Switch - ключи (обозначение на схеме - SW), управляемые разностью потенциалов (V) или током (I) через индуктивность, а также коммутируемые в определенные моменты времени (T). Для задания параметров модели ключа SW необходимо в строке атрибута VALUE указать X, n1, n2, Ron, Roff, где

X - тип управляющего сигнала (V, I или T);

n1, n2 - значения управляющей величины, при которых происходят переключения;

Ron, Roff - сопротивления ключа в замкнутом и разомкнутом состояниях (задавать необязательно).

Для ключей типа V управляющий сигнал представляет собой разность потенциалов между управляющими выводами ключа. Для ключей типа I управляющим сигналом является ток, протекающий через индуктивность, которая должна быть включена между управляющими выводами. При использовании ключа типа T управляющим сигналом является время, а управляющие выводы ключа должны быть заземлены.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Соотношение между значениями управляющих величин n1 и n2 определяет алгоритм функционирования ключа. Если n1<n2, то ключ замкнут (находится в состоянии ON) при управляющем сигнале n1<X<n2 и разомкнут (находится в состоянии OFF), когда X<n1 или X>n2. Если же n1>n2, то при n1>X>n2 ключ разомкнут (OFF), а при X>n1 или X<n2 - ключ замкнут (ON).

На рис. 17 показана схема, содержащая три ключа Switch разных типов: SW1 (V, 2, 4), SW2 (I, 0.2m, 0.6m), SW3 (T, 0.1u, 0.4u). Источник сигнала V1 вырабатывает синусоидальное колебание амплитудой 5В и частотой 1 МГц. Ключи SW1 и SW2 коммутируют постоянное напряжение (источник V2), а ключ SW3 - переменное напряжение (V1). Эпюры управляющих напряжения (v(3) для SW1) и тока (I(L1) для SW2), а также коммутируемые напряжения в контрольных точках схемы v(4), v(2) и v(5) приведены на рис. 18.

Как следует из рис. 18, ключ SW1 находится в состоянии ON при условии 2В<v(3)<4В, ключ SW2 замкнут при условии 0.2mA<I(L1)<0.4mA, а ключ SW3 находится в замкнутом состоянии на интервале времени 0.1 мкс…0.4 мкс.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Ключ, управляемый напряжением S(V-Switch), имеет тот же принцип управления, что и рассмотренный выше ключ Switch типа V. Для задания параметров модели данного ключа необходимо присвоить атрибуту MODEL имя <VSWITCH>, а в открывшемся окне параметров ввести их значения. Обозначения параметров ключа (табл. 9) несколько отличаются от рассмотренных выше параметров, однако имеют тот же смысл, а процедура ввода их значений более наглядна.

Таблица 9

Обозначение	Параметр	Размерность
VON	Напряжение замыкания ключа	В
VOFF	Напряжение размыкания ключа	В
RON	Сопротивление замкнутого ключа	Ом
ROFF	Сопротивление разомкнутого ключа	Ом

Ключ, управляемый током W(I-Switch), аналогичен ключу Switch типа I. После присвоения атрибуту MODEL имени <ISWITCH> открывается окно параметров, обозначение которых приводится в табл. 10.

Таблица 10

Обозначение	Параметр	Размерность
ION	Ток замыкания ключа	А
IOFF	Ток размыкания ключа	А
RON	Сопротивление замкнутого ключа	Ом
ROFF	Сопротивление разомкнутого ключа	Ом

4.2 Устройство выборки-хранения (Sample and Hold)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устройство выборки-хранения (рис. 19) представляет собой аналоговое запоминающее устройство, которое запоминает аналоговый сигнал в заданные моменты времени и хранит это значение в течение определенного времени, равного периоду дискретизации. Иными словами данное устройство реализует первый этап преобразования аналогового сигнала в цифровую форму, а именно осуществляет дискретизацию сигнала во времени.

Для задания параметров устройства в формате схем MC используются следующие атрибуты:

PART: <имя>, (на рис. 19 - S1);

INPUT EXPRESSION: <функция>;

SAMPLE EXPRESSION: <логическое выражение>;

PERIOD: <значение>.

В поле атрибута INPUT EXPRESSION вносится функция напряжения или тока, которая будет обрабатываться устройством выборки-хранения. Например, напряжение в контрольной точке схемы V(1) или ток через резистор I(R1) и т.п.

В поле атрибута SAMPLE EXPRESSION вносится логическое выражение, формирующее команды выборки и хранения. Определять данный атрибут не обязательно, если задан период дискретизации в поле атрибута PERIOD, поскольку на этот же период времени происходит и запоминание выборки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пример работы устройства выборки-хранения показан на рис. 20. В данном случае при моделировании компонента Sample and Hold в качестве дискретизируемой функции указано падение напряжения на конденсаторе С1, которое определено как напряжение V(3). Период дискретизации (атрибут PERIOD) равен 10 нс. Для получения эпюры напряжения на выходе устройства выборки-хранения достаточно подсоединить к нему в качестве нагрузки резистор (на рис. 20 - R2).

4.3 Стрелки (Arrow) и контакты (Bubble)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Компоненты Arrow (стрелки) и Bubble (контакты) используются, как правило, для нанесения на схему дополнительной информации и не участвуют в моделировании (рис. 21). В частности, компонент Arrow может указывать направление тока, а компонент Bubble, помеченный текстовой меткой, может обозначать вход (Input) или выход (Output) схемы, а также номер контрольной точки и др.

Заключение

MicroCAP-7 -- это универсальный пакет программ схемотехнического анализа, предназначенный для решения широкого круга задач. Характерной особенностью этого пакета, впрочем, как и всех программ семейства MicroCAP (MicroCAP-3… MicroCAP-8) [1, 2], является наличие удобного и дружественного графического интерфейса, что делает его особенно привлекательным для непрофессиональной студенческой аудитории. Несмотря на достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам ПК (процессор не ниже Pentium II, ОС Windows 95/98/ME или Windows NT 4/2000/XP, память не менее 64 Мб, монитор не хуже SVGA), его возможности достаточно велики. С его помощью можно анализировать не только аналоговые, но и цифровые устройства. Возможно также и смешанное моделирования аналого-цифровых электронных устройств, реализуемое в полной мере опытным пользователем пакета, способным в нестандартной ситуации создавать собственные макромодели, облегчающие имитационное моделирование без потери существенной информации о поведении системы.

Перечисленные достоинства делают пакет программ MicroCAP-7 весьма привлекательным для моделирования электронных устройств средней степени сложности. Удобство в работе, нетребовательность к ресурсам компьютера и способность анализировать электронные устройства с достаточно большим количеством компонентов позволяют успешно использовать этот пакет в учебном процессе. Настоящее пособие не претендует на полное руководство по работе с MicroCAP-7.

Список литературы

1. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap V. - Москва, «Солон», 1997. - 273 с. 621.3 Р17 /1997 - 1 аб, 3 чз

2. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств Design Lab 8.0. - Москва, «Солон», 1999. 004 Р-17 /2003 - 1 аб/ 2000 - 11 аб, 5 чз

3. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение.-- Москва: Солон-Р, 2001. - 726 с. 004 K23/ 10 аб, 5 чз.

4. Micro-Cap 7.0 Electronic Circuit Analysis Program Reference Manual Copyright 1982-2001 by Spectrum Software 1021 South Wolfe Road Sunnyvale, CA 94086

Размещено на Allbest.ru