Ю.Б. Болотовский Моделирование в OrCAD

Ю.Б. Болотовский
Г.И. Та на злы
OrCAD
Моделирование
«Поваренная» книга____
Новый подход к формальному описанию задач
Все виды анализа
Сервисная информация
Примеры моделирования
Дружелюбный стиль изложения
Более 350 практических «рецептов» — не только для специалистов
©pkdQd
ООО "Оркада"
официальный
дистрибьютор
CADENCE
www.orcada.ru
НУЖЕН OrCAD?
Тогда идите к нам!
Поставляем все системы
РСВ-проектирования CADENCE:
OrCAD
SPECCTRA
Allegro PCB Design
iiifo<a!orcada.ru
[серия
(095) 136-3213
Серия «Библиотека студента»
Ю. И. Болотовский
Г. И. Таназлы
OrCAD. Моделирование
«Поваренная» книга
Москва
СОЛОН-Пресс
2005
ББК 32.973-018.2
УДК 004
Б79
Ю. И. Болотовский, Г. И. Таназлы
Б79
OrCAD. Моделирование. «Поваренная» книга. - М.: СОЛОН-Пресс,
2005. — 200 с. — (Серия «Библиотека студента»)
ISBN 5-98003-178-2
Книга посвящена описанию моделирования в среде OrCAD с помощью специального языка EUL (Environment User's Language), который
позволяет в краткой формализованной записи отображать «рецепты» решения конкретных задач, которые возникают перед пользователем в процессе работы со средой. В книге приводятся функциональные характеристики OrCAD 9.2, описание языка EUL и около 360 «рецептов», рекомендаций и приемов работы со средой. Часть «рецептов» сопровождается
примерами. В приложениях приводится информация, которая может
быть полезна пользователям.
Приведенная в книге информация может быть также использована при
работе с версией OrCAD 10.0.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, студентов и всех тех, кто занимается моделированием электронных схем.
КНИГА - ПОЧТОЙ
Книги издательства «СОЛОН-Пресс» можно заказать наложенным платежом по фиксированной цене. Оформить заказ можно одним из двух способов:
1. Послать открытку или письмо по адресу: 123242, Москва, а / я 20;
2. Передать заказ по электронной почте на адрес: magazin@solon-r.ru.
Бесплатно высылается каталог издательства по почте.
При оформлении заказа следует правильно и полностью указать адрес, по которому должны быть высланы книги, а также фамилию, имя и отчество получателя. Желательно указать дополнительно свой телефон и адрес электронной почты.
Через Интернет Вы можете в любое время получить свежий каталог издательства
«СОЛОН-Пресс». Для этого надо послать пустое письмо на робот-автоответчик по адресу:
katalog@solon-r.ru.
Получать информацию о новых книгах нашего издательства Вы сможете, подписавшись
на рассылку новостей по электронной почте. Для этого пошлите письмо по адресу:
news@solon-r.ru. В теле письма должно быть написано слово SUBSCRIBE.
ISBN 5-98003-178-2
Макет и обложка «СОЛОН-Пресс», 2005
Ю. И. Болотовский, Г. И. Таназлы, 2005
Введение
Наши бифштексы предназначены
для настоящих мужчин.
Жалобы принимаются от всех остальных.
Объявление в ресторане
Среда OrCAD 9.2 предназначена для проектирования электронных схем, обладает большими функциональными возможностями и является сложной системой. Описание любой сложной системы также является сложным. Это ограничивает возможности применения среды как при обучении начинающих, так
и при межпользовательском обмене. Количество задач, которые возникают и
могут возникнуть при ее эксплуатации в режиме моделирования, очень велико.
Существуют подробные и большие по объему инструкции по пользованию средой OrCAD 9.2 (документы фирмы Cadence и специальная литература, среди
которой необходимо выделить книгу В. Д. Разевига «Система проектирования
OrCAD 9.2»). Предлагаемая читателям книга не является заменой перечисленных источников, а служит дополнением и предназначена для облегчения пользования средой OrCAD 9.2, 10.0.
Одним из способов облегчения пользования средой является формализация
эксплуатационной информации. В предлагаемой книге для решения этой задачи авторы разработали формальный язык EUL описания пользовательских задач среды OrCAD. Книга имеет следующую структуру. В первой главе показаны основные функциональные возможности среды OrCAD 9.2. Вторая глава
посвящена описанию языка EUL. В последующих главах приведено около 360
«рецептов», написанных на языке EUL (отсюда слово «Поваренная» в названии книги и выбор эпиграфов к главам) и позволяющих решать конкретные
задачи на различных этапах эксплуатации среды. Книга построена на основании литературных источников (см. Список литературы) и опыта авторов по
применению среды в режиме моделирования (вопросы, связанные с проектированием печатных плат, не рассматриваются). Авторы надеются, что настоящая книга будет полезна широкому кругу пользователей среды OrCAD 9.2.
Приведенная в книге информация может быть также использована при работе
с версией OrCAD 10.0.
Очевидно, что набор «рецептов», приведенных в книге, не является исчерпывающим. Авторы заранее благодарят читателей, которые поделятся с ними
своими рецептами, выходящими за рамки настоящей книги.
Авторы будут благодарны читателям, которые укажут на возможные ошибки
или неточности в книге по адресам: eltech@ufacom.ru или g_thanazly@mail.ru.
1. Характеристики и функциональные
возможности среды OrCAD 9.2
...рыжики соленые, медвежатнику копченую с черемшой,
лосиный окорок с клюковкой моченой, карбонат шкворчащий
из дикой кабанятинки, филе глухарей тушеное
зайчатинку
под соусом, рябчиков и куропаток, нежно похрустывающих
в топленом маслице, беломясую рыбку чир малосольную,
тающую, — и не хочешь, а выпьешь, и закусишь, и повторишь.
М. Веллер, «Узкоколейка»
1.1. Структура среды OrCAD 9.2
и требования к компьютеру для ее установки
Среда OrCAD 9.2 является мощным универсальным современным средством сквозного проектирования электронных систем и обладает широкими возможностями. По функциональным возможностям среда разделяется на две части, обеспечивающие моделирование электронных систем и проектирование печатных плат (в настоящей книге вопросы проектирования печатных плат не
рассматриваются).
Часть среды, обеспечивающая моделирование, состоит из следующих программ:
1. OrCAD Capture — графический редактор, предназначенный для создания
моделей электрических схем из моделей элементов.
2. OrCAD Capture CIS (Component Information System) — выполняет те же
функции, что и OrCAD Capture, однако возможности этой программы расширены за счет того, что справочная информация может получаться через Internet, при этом зарегистрированный пользователь получает доступ к информации о приблизительно 200 тысячах электронных компонентов.
3. PSpice Schematics - - графический редактор, использовавшийся в среде
Design Lab 8.0. Хронологически среда Design Lab 8.0 является предшественницей OrCAD 9.2 и имеет с ней много общего. Возможности графического ввода
информации в PSpice Schematics ограничены (по сравнению с OrCAD Capture
и OrCAD Capture CIS), однако этот редактор имеет удобства, связанные с редактированием кода моделей, создания новых моделей с расширенными функциональными характеристиками. В литературных источниках по OrCAD 9.2 и
Design Lab 8.0 имеются многочисленные и полезные примеры, в которых приводятся коды моделей, записанные аналитически на языке PSpice.
4
1.1. Структура среды OrCAD 9.2 и требования к компьютеру для ее установки
4. OrCAD PSpice — программа моделирования в среде OrCAD 9.2. Эта программа создавалась как самостоятельное средство моделирования и достаточно
широко применяется в различных средах моделирования. В OrCAD 9.2 применяются три версии OrCAD PSpice:
• OrCAD PSpice — программа, предназначенная для проведения только
аналогового моделирования;
• OrCAD PSpice A/D Basic — упрощенная универсальная программа моделирования с возможностями аналого-цифрового моделирования;
• OrCAD PSpice A/D — универсальная программа моделирования с возможностями аналого-цифрового моделирования. В табл. 1.1 приведены
сопоставительные характеристики программ PSpice, PSpice A/D и PSpice
A/D Basic.
Таблица 1.1. Сопоставительные характеристики программ
PSpice, PSpice A/D и PSpice A/D Basic
PSpice
PSpice
A/D
Графический ввод проекта
+
-t-
Настройка моделирования с помощью простого
диалога с пользователем
+
Иерархический список соединений
+
+
+
Работа со щупами
+
+
+
Шаблоны окна вывода осциллограмм
+
+
+
Осциллограммы в окне Probe: просмотр и анализ
+
+
+
Использование символов из моделей
+
+
+
Поддержка нескольких профилей моделирования
+
+
Ключевая особенность
PSpice
A/D Basic
i
-t-
+
;
Важнейшие особенности анализа и моделирования
в PSpice
\
Анализ по постоянному току, по переменному току
и анализ переходных процессов
+
+
+
Анализ шумов, фурье- и температурный анализ
+
+
+
Параметрический анализ
+
+
Анализ методами Монте-Карло и наихудшего случая
+
+
Приостановка
моделирования
+
+
Интерактивное управление моделированием
+
+
Моделирование аналоговых устройств, не имеющих
физической реализации
+
+
Моделирование длительности паузы для цифровых
устройств
i!
+
+
1. Характеристики и функциональные возможности среды OrCAD 9.2
Продолжение табл. 1.1
Ключевая особенность
PSpice
PSpice
A/D
Проверка ограничений (время настройки, время
задержки)
+
Время наихудшего случая для цифровой схемы
+
PSpice
A/D Basic
Накопители заряда в цифровой сети
+
+
Редактор сигналов
+
+
Редактор моделей (по характеристикам)
+
+
Измерения и построения зависимости целевой
функции от варьируемой переменной
+
+
Сохранение и загрузка начальных условий
+
+
Измерение мощности с помощью щупа
+
+
Блок построения зависимостей целевой функции
от варьируемой переменной
+
+
GaAsFet: Модели Кертиса, Штатца, ТриКвинт,
Паркера-Скеллерна
Все
Все
Штатц
MOSFET: SPICE3 (1-3 с консервацией заряда)
+
+
+
MOSFET: B S I M l , BSIM3 (версии 2 и 3.I), EKV 2.6.
+
+
+
IGBT
+
+
Транзисторы Дарлингтона
+
+
Только
диод
+
Важнейшие элементы и библиотеки моделей PSpice
+
+
ЦАП и АЦП
JFET, BJT
+
-i-
-Ь
Поддержка моделей резистора, конденсатора
и индуктивности
+
+
+
Идеальные и неидеальные (с потерями) длинные
линии
Все
Все
Идеальные
Связанные длинные линии
+
+
Связанные индуктивности
+
+
Нелинейные магнитные сердечники
+
+
Ключи, управляемые напряжением и током
+
+
+
14 000
14000
7 500 '
Цифровые примитивы
Все
Больш. 2
Библиотеки цифровых моделей
2000
2000
Библиотеки аналоговых моделей
Опции продукции
+
1.1. Структура среды OrCAD 9.2 и требования к компьютеру для ее установки
Окончание табл. 1.1
Ключевая особенность
PSpice
PSpice
A/D
Расширенный анализ PSpice
+
+
Сетевая лицензия
+
+
Поддержка уравнений устройств
+
+
PSpice
A/D Basic
!
' PSpice A/D Basic включает все библиотеки, содержащие IGBT, SCR, тиристоры, магнитные
сердечники, длинные линии, АЦП и ЦАП.
2
PSpice A/D Basics не включает двунаправленные передающие элементы.
Кроме этих версий существует учебная версия PSpice A/D Lite. Она предназначена для студентов и имеет ряд ограничений:
• моделируемая схема ограничена 64 узлами, 10 транзисторами, 2 операционными усилителями или 65 цифровыми устройствами и 10 длинными
линиями (не более чем 4 парами связанных линий);
• возможность создания модели по характеристикам в редакторе Model Editor распространяется только на модель диода;
• возможно только использование источников сигналов: синусоидальный
(аналоговый) и временной (цифровой);
• образец библиотеки содержит 39 аналоговых и 134 цифровых элемента;
• отображаются на экране только данные, созданные с использованием демонстрационной версии программы моделирования;
• PSpice Optimizer позволяет провести оптимизацию только для одной целевой функции, одного параметра и одного ограничения методом;
• проекты, созданные в Capture, могут быть сохранены, только если включают не более 30 элементов.
5. OrCAD Probe — программа, позволяющая осуществлять обработку результатов моделирования в виде осциллограмм.
6. OrCAD PSpice Model Editor — программа, предназначенная для создания
и редактирования математических моделей электронных элементов.
7. OrCAD Stimulus Editor — программа, использующаяся при создании и редактировании моделей источников сигналов.
8. OrCAD PSpice Optimizer — программа параметрической оптимизации режимов работы моделей методом наискорейшего спуска.
9. PSpice Simulation Manager — программа, обеспечивающая очередность работы со схемами, ожидающими моделирования и находящимися в процессе
моделирования. Пользователь имеет возможность приостановить текущее моделирование, запустить анализ другой схемы, а затем вернуться к первой. Возможна расстановка приоритетов в очереди.
Для установки среды OrCAD 9.2 требуется компьютер с конфигурацией не
ниже чем:
• Intel Pentium 90 МГц или эквивалентный процессор;
• операционная оболочка Windows 95/98/NT;
• оперативная память 16 Мб (рекомендуется 32 Мб);
• 250 Мб свободного пространства на винчестере;
1. Характеристики и функциональные возможности среды OrCAD 9.2
• наличие привода CD-ROM;
• наличие манипулятора «мышь»;
• минимальное разрешение экрана 800 х 600 (рекомендуется 1024 х 768).
Зарегистрированные пользователи OrCAD могут получать ответы на интересующие их вопросы через Интернет (http://www.orcad.com/odn). Круглосуточно
функционирует «горячая линия» по e-mail: info@orcad.com.
1.2. Элементная база среды OrCAD 9.2
1.2.1. Типы элементов и функциональных
блоков, с которыми работает среда OrCAD 9.2
В среде OrCAD 9.2 можно создавать модели схем, состоящие из моделей
элементов и функциональных блоков.
Приведем перечень аналоговых элементов: конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности, длинные линии с потерями и без потерь, биполярные
п-р-п- и p-n-p-транзисторы, диоды, магнитные сердечники с воздушным зазором и без зазора, IGBT-транзисторы, полевые транзисторы с управляющими
n-р- и p-n-переходами (JFET), операционные усилители, МОП-транзисторы с
индуцированным каналом n-типа, МОП-транзисторы с индуцированным каналом р-типа, МОП-транзисторы с индуцированным каналом n-типа и подложкой, соединенной с истоком, МОП-транзисторы с индуцированным каналом
р-типа и подложкой, соединенной с истоком, МОП-транзисторы со встроенным каналом n-типа, МОП-транзисторы со встроенным каналом р-типа,
МОП-транзисторы со встроенным каналом n-типа и подложкой, соединенной
с истоком, МОП-транзисторы со встроенным каналом р-типа и подложкой,
соединенной с истоком (MOSFET), компараторы, стабилизаторы напряжения,
регуляторы напряжения, транзисторы Дарлингтона. Все другие элементы (например тиристоры, полевые арсенид-галлиевые транзисторы и т. д.) описываются в виде подсхемы, параметры которой может задавать пользователь.
Перечень аналоговых функциональных блоков выглядит следующим образом: управляемые напряжением источники напряжения, управляемые током
источники тока, управляемые напряжением источники тока, управляемые током источники напряжения, воздушные трансформаторы, ключи, управляемые
напряжением, ключи, управляемые током, независимые источники тока (постоянного (DC), экспоненциального (ЕХР), синусоидального (SIN), синусоидального с затуханием (SFFM), задаваемого кусочно-линейной функцией
(PWL), импульсного (PULSE)), независимые источники напряжения (постоянного (DC), экспоненциального (ЕХР), синусоидального (SIN), синусоидального с затуханием (SFFM), задаваемого кусочно-линейной функцией (PWL), импульсного (PULSE)).
Кроме этого в PSpice возможно использование блоков, не имеющих физической реализации, что удобно при отработке принципов построения новых
8
1.2. Элементная база среды OrCAD 9.2
схем. В случае, если работа такого блока является приемлемой, возможна его
реализация в виде подсхемы, состоящей из стандартных блоков.
Перечень цифровых функциональных блоков (примитивов) приведен в
табл. 1.2 [5].
Таблица 1.2. Перечень цифровых примитивов
Тип
Описание
Стандартные элементы
BUF
Буфер
INV
Инвертор
AND
Элемент «И»
NAND
Элемент «не И»
OR
Элемент «ИЛИ»
NOR
Элемент «не ИЛИ»
XOR
Элемент «исключающее ИЛИ»
NXOR
Элемент «не исключающее ИЛИ»
BUFA
Буферная матрица
INVA
Инверторная матрица
AN DA
Матрица элементов «И»
NAN DA
Матрица элементов «не И»
ORA
Матрица элементов «ИЛИ»
NORA
Матрица элементов «не ИЛИ»
XORA
Матрица элементов «исключающее ИЛИ»
NXORA
Матрица элементов «не исключающее ИЛИ»
АО
Совмещенный элемент «И-ИЛИ»
OA
Совмещенный элемент «ИЛИ-И»
АО I
Совмещенный элемент «И-не ИЛИ»
OAI
Совмещенный элемент «ИЛ И-не И»
Элементы трех состояний
BUF3
Буфер
INV3
Инвертор
AND3
Элемент «И»
NAND3
Элемент «не И»
OR3
Элемент «ИЛИ»
NOR3
Элемент «не ИЛИ»
XOR3
Элемент «исключающее ИЛИ»
NXOR3
Элемент «не исключающее ИЛИ»
/. Характеристики и функциональные возможности среды ОгСАР 9.2
Продолжение табл. 1.2
Описание
Тип
BUF3A
Буферная матрица
INV3A
Инверторная матрица
AND3A
Матрица элементов «И»
NAND3A
Матрица элементов «не И»
OR3A
Матрица элементов «ИЛИ»
NOR3A
Матрица элементов «не ИЛИ»
XOR3A
Матрица элементов «исключающее ИЛИ»
NXOR3A
Матрица элементов «не исключающее ИЛИ»
Двунаправленные передающие элементы
NBTG
N-канальный передающий элемент
PBTG
Р-канальный передающий элемент
Триггеры и затворы
JKFF
ЖК-триггер
DFF
Д-триггер
SRFF
СР-триггер
DLTCH
Д-затворы
Источники постоянных логических сигналов
PULLUP
Матрица источников «I»
PULLDN
Матрица источников «0»
Линии задержки
DLYLINE
Линия задержки
Программируемые логические матрицы
PLAND
Матрица «И»
PLOR
Матрица «ИЛИ»
PLXOR
Матрица «исключающее ИЛИ»
PLNAND
Матрица «не И»
PLNOR
Матрица «не ИЛИ»
PLNXOR
Матрица «не исключающее ИЛИ»
PLAN DC
Матрица «И-НЕ»
PLORC
Матрица «ИЛИ-НЕ»
PLXORC
Матрица «исключающее ИЛИ» прямого и
доп. кода
PLNANDC
Матрица «не И-НЕ»
PLNORC
Матрица «не ИЛИ-НЕ»
10
1.2. Элементная база среды ОгСАР 9.2
Окончание табл. 1.2
Описание
Тип
PLNXORC
Матрица «не исключающее ИЛИ-НЕ»
Память
ROM
Память только для чтения
RAM
Перезаписываемая память
Многобитные АЦП и ЦАП
ADC
АЦП
DAC
ЦАП
Имитаторы
LOGICEXP
Логическое выражение
PINDLY
Межвыводовая задержка
CONSTRAINT
Проверка состояния
Помимо этого, OrCAD 9.2 содержит цифровые источники сигналов, зависимых от времени.
Пользователю предоставляется возможность установки порогового значения
логической единицы (64 дискретных уровня).
Цифровые элементы могут реализовываться пользователем на базе перечисленных примитивов. Также возможно использование моделей серийно выпускаемых цифровых элементов, приведенных в соответствующих библиотеках
(например, библиотека CD4000.lib содержит практически все известные элементы серии цифровых интегральных схем CD4000 — российский аналог представляют серии 155 и 561).
Кроме этого имеется возможность создания устройств, описываемых уравнениями, создаваемыми пользователем. В некоторых случаях удобно создавать
новую модель с использованием шаблона уже имеющейся модели (например,
модель тиристора).
Существенным достоинством среды OrCAD 9.2 является возможность соединения аналоговых и цифровых элементов в соответствии с моделируемой
принципиальной схемой без применения вспомогательных устройств согласования аналоговых и цифровых сигналов. Это достигается за счет автоматического использования специальных интерфейсов и существенно облегчает работу пользователя при моделировании смешанных схем.
1.2.2. Состав стандартных библиотек среды OrCAD 9.2
Стандартные библиотеки среды OrCAD 9.2 предоставляют пользователю
широкие возможности выбора моделей различных элементов при создании моделей устройств. В табл. 1.2 приведен перечень стандартных библиотек среды
OrCAD 9.2 и перечень типов элементов, содержащихся в этих библиотеках.
В различных вариантах поставки среды OrCAD 9.2 возможны изменения состава библиотек по сравнению с приведенным в табл. 1.3.
11
1. Характеристики и функциональные возможности среды ОгСАР 9.2
Таблица 1.3. Перечень стандартных библиотек и типов элементов,
входящих в них, для среды OrCAD 9.2
Содержание
Библиотека
12
Ishot.lib
M ульти вибраторы
74ac.lib
Цифровые устройства
74act.lib
Цифровые устройства
74als.lib
Цифровые устройства
74as.lib
Цифровые устройства
74f.lib
Цифровые устройства
74h.lib
Цифровые устройства
74hc.lib
Цифровые устройства
74hct.lib
Цифровые устройства
74l.lib
Цифровые устройства
74ls.lib
Цифровые устройства
74s.Iib
Цифровые устройства
7400. lib
Цифровые устройства
ad. lib
Различные устройства
adv_lin.lib
Операционные усилители фирмы Advanced Linear Devices
amp. lib
RLC-сборки
ana_swit.lib
Ключи аналоговых сигналов
analog.lib
Аналоговые элементы (резисторы, конденсаторы, дроссели, ключи, источники, индуктивно связанные элементы)
anl_misc.lib
Различные устройства
anlg_dev.lib
Операционные усилители, аналоговые умножители, буфера, переключатели,
стабилитроны фирмы Analog Device Inc.
apex. lib
Мощные операционные усилители фирмы Apex Microtechnology Corp.
apexpwm.lib
Широтно-импульсные модуляторы фирмы Apex Microtechnology Corp.
bipolar.lib
Биполярные транзисторы
breakout. lib
Заготовки символов
buffer.lib
Буфера
burr_brn.lib
Операционные усилители фирмы Burr- Brown Corp.
burrbn.lib
Различные устройства фирмы Burr-Brown Corp.
cd4000.lib
CMOS цифровые логические элементы серии CD4000
eel. lib
Радиочастотные устройства фирмы California Eastern Laboratory
cmos.lib
CMOS цифровые логические элементы серии CD4000
comlin.lib
Линейные операционные усилители фирмы Comlinear
1.2, Элементная база среды OrCAD 9.2
Продолжение табл. 1.3
Библиотека
Содержание
comlinr.lib
Операционные усилители фирмы Comlinear
cur_regs.Iib
Регуляторы тока
darlngtn.lib
Транзисторы Дарлингтона
dc_prim.lib
Цифроаналоговые преобразователи
dig_ecl.lib
Различные цифровые устройства
dig_gal.lib
Различные цифровые устройства
dig_io.lib
Модели интерфейса А/Ц и Ц/А цифровых устройств
dig_misc.lib
Цифровые примитивы
dig_pal.lib
Цифровые устройства
dig_prim.Iib
Различные цифровые устройства
diode. lib
Диоды (Европа)
ebipolar.lib
Биполярные транзисторы (Европа)
eel. lib
Различные цифровые устройства
ediode.lib
Диоды (Европа)
elantec.lib
Операционные усилители, транзисторы фирмы Elantec Inc.
epwrbjt.lib
Силовые биполярные транзисторы
fairch.Iib
MOSFET фирмы Fairchild
fitsub.lib
Различные устройства
fwbell.lib
Модели генераторов фирмы F.W.Bell
gensemi.lib
Диоды и диодные сборки
harhip.lib
Диоды и диодные сборки фирмы Harris Semiconductor
harprmos.lib
Силовые MOSFET фирмы Harris Semiconductor
harris.lib
Операционные усилители, транзисторы, силовые MOSFET, полумостовые
драйверы фирмы Harris Semiconductor
hpdiode.lib
Диоды
igbt.lib
IGBT
Infineon. lib
Полупроводники фирмы Infineon
intersil.lib
Тепловые модели различных устройств
irf.Iib
Продукция фирмы International Rectifier
jbipolar.lib
Биполярные транзисторы (Япония)
jdiode.lib
Диоды, стабилитроны (Япония)
jfet.lib
JFET
JUfet.lib
JFET (Япония)
jopamp.lib
Операционные усилители (Япония)
1. Характеристики и функциональные возможности среды ОгСАР 9.2
Окончание табл. 1.3
Содержание
Библиотека
jpwrbjt.lib
jpwrmos.lib
14
Силовые биполярные транзисторы (Япония)
Силовые MOSFET (Япония)
linear.lib
Линейные операционные усилители и компараторы напряжения
lin_tech.lib
Операционные усилители фирмы Linear Technology Corp.
magnetic. lib
Ферромагнитные сердечники трансформаторов
maxim. lib
Операционные усилители и компараторы фирмы Maxim Integrated Circuits
mix_misc.lib
Устройства электромеханики
mosfet.lib
MOSFET
motor_rf.lib
Радиочастотные биполярные транзисторы фирмы Motorola
motoramp.lib
Операционные усилители фирмы Motorola
motormos.lib
MOSFET фирмы Motorola
motorsen.lib
Датчики давления фирмы Motorola
nat_semi.iib
Операционные усилители фирмы National Semiconductor
nation. lib
Различные устройства фирмы National Semiconductor
opamp.lib
Операционные усилители
opto.lib
Оптоэлектронные пары
phil_bjt.lib
Маломощные транзисторы фирмы Philips
phil_fet.lib
Полевые транзисторы фирмы Philips
phil_rf.lib
Радиочастотные биполярные транзисторы фирмы Philips
polyfet.lib
Радиочастотные MOSFET фирмы POLYFET RF Devices
pwrbjt.lib
Мощные биполярные транзисторы
pwrmos.lib
Мощные MOSFET
rectifie.lib
Выпрямители
shindngn.lib
Диоды и диодные мосты фирмы Shindengen
Siemens. lib
Продукция фирмы Siemens
source, lib
Источники сигналов
swit_rav.lib
Переключатели
tex_inst.lib
Операционные усилители и компараторы напряжения фирмы Texas
Instruments
thyristr.lib
Тиристоры
tj.lib
Различные устройства
tline.lib
Длинные линии
xtal.lib
Кварцевые резонаторы
zetex.lib
Диоды, биполярные транзисторы, транзисторы Дарлингтона, MOSFET
фирмы Zetex Inc.
1.3. Функциональные возможности среды ОгСАР 9,2
Возможно включение разработанных пользователем PSpice моделей элементов в перечисленные библиотеки или создание для этих элементов новых библиотек. Следует отметить, что содержание библиотек достаточно быстро обновляется фирмой-разработчиком. На сайтах различных фирм-разработчиков
электронных элементов (см. Приложение 3) можно найти PSpice модели элементов, не включенные в вышеперечисленные библиотеки. Полезной может
оказаться техническая информация (паспорта и т. п.) об элементах, модели которых включены в стандартные библиотеки OrCAD, поскольку по модели не
всегда легко определить технические характеристики прибора. Эта информация в ряде случаев также может быть найдена на соответствующих сайтах.
1.3. Функциональные возможности
среды OrCAD 9.2
Среда OrCAD 9.2 позволяет для моделей, составленных из вышеперечисленных элементов, производить следующие виды анализа.
1. Анализ по постоянному току.
Анализ по постоянному току позволяет получать характеристики схемы (токи, напряжения, мощности) при изменении параметров источников напряжения, источников тока, глобальных параметров схемы, параметров модели и
температуры элемента. При анализе задаются интервалы изменения перечисленных параметров, характер их изменения (линейный, логарифмический с
основанием 10 и с основанием 8) и шаг изменения. Возможно также табличное
задание изменения перечисленных параметров. Существует возможность одновременного изменения двух параметров.
2. Анализ по переменному току.
Анализ по переменному току позволяет производить построение амплитудно-частотных характеристик схемы (токи, напряжения, мощности и т. д.). Анализ производится от источника переменного тока IAC или источника переменного напряжения VAC, для которого указываются амплитудное значение переменной составляющей и величина постоянной составляющей (в частном
случае может быть принята равной нулю). При анализе задаются минимальное
значение частоты, максимальное значение частоты и, для линейного значения
частоты, общее число точек, а для логарифмического закона изменения частоты — число точек на декаду либо октаву.
3. Анализ шумов.
Анализ шумов позволяет рассчитывать входную и выходную спектральные
плотности шумов. Анализ производится от источника переменного тока или
напряжения, для которого указываются амплитудное значение переменной составляющей и величина постоянной составляющей (в частном случае может
быть принята равной нулю). При анализе задаются элемент, на котором будет
рассматриваться выходное напряжение шумов, наименование используемого
источника и интервал расчета парциальных уровней шума. Анализ шумов яв/5
1. Характеристики и функциональные возможности среды OrCAD 9.2
ляется составной частью анализа по переменному току. Результатом анализа
являются кривые спектральных плотностей по входу и выходу.
4. Анализ переходных процессов.
Анализ переходных процессов позволяет получать значения характеристик
схемы (токов, напряжений, мощностей и т. д.) при переходном процессе. Анализ переходных процессов всегда начинается с момента времени t = 0. Указывается время окончания анализа переходного процесса и максимальный шаг интегрирования (пользователем или по умолчанию). В случае, если требуется информация о переходном процессе с момента времени t > 0, это время задается,
при этом обеспечивается получение графической информации с заданного времени, хотя сам анализ осуществляется с момента времени t = 0. При анализе
указывается параметр, определяющий режим расчета начального приближения
по постоянному току. По умолчанию он включен, и анализ по постоянному току автоматически предваряет анализ переходных процессов. Результаты анализа
по постоянному току в этом случае являются начальными значениями переменных при анализе переходных процессов. В случае отключения этого параметра
за начальные значения принимаются токи в индуктивностях и напряжения на
емкостях, указанные в свойствах 1C индуктивностей и конденсаторов (по умолчанию эти значения равны нулю).
Существует возможность наблюдать анализ переходного процесса не только
как временную функцию, но и, заменяя переменную «время» по оси X на любую
другую схемную функцию, получать требуемые функциональные зависимости.
5. Фурье-анализ.
Фурье-анализ позволяет осуществить разложение функций, полученных в
результате анализа переходного процесса в ряд Фурье. В среде OrCAD 9.2
применяется быстрое преобразование Фурье. Для проведения анализа необходимо задать частоту первой гармоники, количество гармоник (не более ста,
по умолчанию — девять) и список переменных, спектр которых должен быть
рассчитан. В результате анализа получаются зависимости амплитуд гармоник
спектральных характеристик соответствующих функций от частоты в заданном диапазоне.
6. Параметрический анализ.
Параметрический анализ позволяет осуществить ряд итераций, во время которых производится расчет некоторой функции цепи (тока, напряжения и т. д.)
во время переходного процесса или анализа по постоянному или переменному
току при скачкообразном изменении задаваемого пользователем глобального
параметра, параметра модели, величины компонента или рабочей температуры.
При этом за один цикл достигается эффект, эквивалентный просчету переходного процесса схемы столько раз, сколько раз изменяется заданный параметр.
В результате выдается семейство кривых переходного процесса анализируемой
функции, при этом количество кривых равно числу изменений величины заданного параметра.
7. Температурный анализ.
Температурный анализ позволяет осуществить расчет схемы при разных заданных температурах окружающей среды (по умолчанию температура окружа16
1.4. Моделирование и некоторые сервисные функции среды OrCAD 9.2
ющей среды равняется 27 градусам Цельсия). В результате выдаются соответствующие функции анализируемой схемы (токи, напряжения и т. д.) при заданных температурах.
8. Анализ разброса параметров методом Монте-Карло.
Анализ разброса параметров методом Монте-Карло позволяет получить некоторые схемные функции (токи, напряжения и т. д.) при изменении параметра некоторого элемента схемы по задаваемому закону с использованием различных типов генераторов случайных чисел (всего имеется 10 различных генераторов). Результатом анализа по методу Монте-Карло являются гистограммы
изменения соответствующих схемных функций по отношению к номинальному значению.
9. Анализ чувствительности методом наихудшего случая.
Анализ чувствительности методом наихудшего случая предназначен для
определения возможного наихудшего значения некоторой схемной функции,
если заданы диапазоны разброса параметров схемы. При этом рассматриваются
все возможные комбинации изменения параметров в пределах разброса и определяется величина наихудшего значения рассматриваемой схемной функции.
Результатом анализа чувствительности методом наихудшего случая является
нахождение наибольшего или наименьшего отклонения рассматриваемой схемной функции от номинального значения.
1.4. Моделирование и некоторые сервисные
функции среды OrCAD 9.2
Выделим следующие этапы при моделировании электронной схемы в среде
OrCAD 9.2 (редактор Capture/Capture CIS).
1. Создание проекта.
На этапе создания проекта осуществляется присвоение проекту имени, указывается его расположение на диске и предоставляется возможность выбора
одного из трех видов проекта:
• Analog or Mixed A/D — создание нового проекта аналогового или смешанного моделирования;
• PC Board Wizard — создание проекта для моделирования и последующей
разработки печатных плат;
• Schematic — создание проекта, содержащего принципиальную схему и не
предусматривающего моделирование и разработку печатных плат.
2. Задание свойств проекта.
На этом этапе предоставляется возможность определить, какой тип проекта
будет создаваться:
• планарный — проект, в котором все элементы модели указываются на ее
принципиальной схеме без применения блоков;
• иерархический — проект, в котором допускается на принципиальной схеме модели указывать как собственно элементы, так и иерархические бло17
1. Характеристики и функциональные возможности среды OrCAD 9.2
ки, содержащие подсхему, а также указывать связи между иерархическими блоками и схемой основной модели.
3. Разработка моделей элементов (если моделей нужных элементов не имеется
в наличии).
На данном этапе пользователь может создать модель не имеющегося в наличии элемента. При этом ему предоставляются две возможности:
• создание модели в редакторе Model Editor, с использованием необходимой справочной информации, зависящей от типа модели (см. п. 1.2.1);
• создание модели в текстовом файле, путем разработки подсхемы, с использованием необходимой технической информации. Уровень разрабатываемой модели при этом определяется пользователем.
4. Создание схемы проекта.
В редакторе Capture пользователь рисует моделируемую схему, используя
при этом модели элементов из библиотек, провода, шины и вспомогательные
знаки (например, текстовые метки, геометрические фигуры, линии и т. п.). Создание схемы проекта может осуществляться во время анализа другого проекта
в фоновом режиме.
5. Создание профиля моделирования.
Процедура, предшествующая моделированию, автоматически обеспечивающая передачу проекта из Capture в PSpice и требующая от пользователя задать
имя профиля моделирования. Без создания профиля иконка Edit Simulation Settings (позволяющая осуществить выбор необходимого вида анализа, а также его
опции) не активизируется. Пользователю предоставляется возможность создания нескольких профилей моделирования для модели схемы, что дает ему возможность анализировать одну и ту же схему, используя различные виды анализа.
6. Выбор необходимых видов анализа.
На этом этапе пользователь выбирает вид анализа, которым он желает воспользоваться (см. п. 1.3).
7. Задание опций анализа.
Каждый из видов анализа требует задания целого ряда параметров, которые
вызываются вкладкой Options на окне, вызываемом нажатием иконки Edit Simulation Settings. Кроме этого, каждый из видов анализа может потребовать задания ряда специфических параметров, относящихся к конкретному виду анализа. По умолчанию, моделирование в среде OrCAD 9.2 производится при температуре 27 градусов Цельсия. Пользователь может задать другие температуры,
при которых производится моделирование.
8. Запуск моделирования.
Запуск моделирования осуществляется для созданного проекта и профиля
моделирования путем выполнения команды Run. Запуск моделирования может
осуществляться как с нулевыми, так и с ненулевыми начальными условиями.
В случае, если начальные условия ненулевые, то они вводятся как параметр 1C,
который для индуктивности является значением тока в нулевой момент времени, а для емкости — напряжением. Полученные в результате счета на определенный момент времени начальные условия могут быть сохранены с помощью
18
1.4. Моделирование и некоторые сервисные функции среды ОгСАР 9.2
команды Save Bias Point и впоследствии счет можно начать с этих начальных
условий с помощью команды Load Bias Point. Имеется возможность анализа
переходных процессов с продолжением с помощью команды Run For.
9. Обработка ошибок.
В случае, если в запущенной на моделирование схеме имеются формальные
ошибки, на экран выдается сообщение о наличии ошибок, а в текстовый
файл — их перечень и, в некоторых случаях, рекомендации по устранению.
Продолжение моделирования требует обязательного устранения всех ошибок,
обнаруженных средой OrCAD 9.2.
10. Собственно процесс моделирования.
Процесс моделирования осуществляется автоматически после выполнения
команды Run в случае отсутствия формальных ошибок. Возможно одновременное моделирование нескольких схем, причем как поочередное, так и параллельное, которое реализуется в менеджере моделирования (PSpice Simulation Manager).
11. Просмотр и обработка результатов моделирования.
По желанию пользователя на экран дисплея выдаются осциллограммы токов, напряжений, мощностей, выделяемых на элементах схемы (требуемые для
выдачи на экран осциллограммы могут, по желанию пользователя, задаваться
щупами напряжений, токов, мощностей и потенциалов относительно «земли»
или задаваться с помощью системы выражений PSpice Trace Expression), а также схемных функций, которые могут быть образованы из мгновенных значений токов, напряжений и мощностей с использованием встроенных стандартных функций (см. табл. 1.4).
Таблица 1.4. Перечень стандартных функций среды OrCAD 9.2
Физический смысл
Функция
ABS (х)
Модуль аргумента х
SGN (х)
Знак аргумента х
SQRT (х)
Квадратный корень из аргумента х
ЕХР (х)
Экспонента аргумента х
LOG (х)
Натуральный логарифм аргумента х
LOGlO(x)
Десятичный логарифм аргумента х
М(х)
Модуль комплексной переменной х
Р(х)
Фаза комплексной переменной х (в градусах)
R(x)
Действительная часть комплексной переменной х
IMG (x)
Мнимая часть комплексной переменной х
G(x)
Групповое время запаздывания комплексной переменной х (в секундах)
PWR (x,y)
Степенная функция (х в степени у)
19
1. Характеристики и функциональные возможности среды ОгСАР 9.2
Окончание табл. 1 .4
Физический смысл
Функция
SIN (x)
Синус x
COS (х)
Косинус x
TAN (x)
Тангенс х
ATAN (х)
Арктангенс х
d (у(х))
Производная от переменной у, откладываемой по оси х
s (у(х))
Интеграл от переменной у, откладываемой по оси х
AVG (у(х))
Текущее среднее значение переменной у, откладываемое по оси х
AVGX (y(x),d)
Текущее среднее значение переменной у на отрезке оси х длиной d
RMS (у)
Текущее среднеквадратичное отклонение переменной у
DB(x)
Значение переменной х в децибелах
M1N (x)
Минимальное значение вещественной части переменной х
MAX (x)
Максимальное значение вещественной части переменной х
Кроме этого, при создании схемных функций могут использоваться знаки:
#, (), *, +, -, /, @.
Выходная информация (кроме осциллограмм) также заносится в текстовый файл (*.out). Существует возможность запомнить местоположение
осциллограмм в окне выдачи результатов с сохранением их при последующих
запусках моделирования (включая случаи с изменением схемы модели). Также существует возможность выбора режима выдачи осциллограмм в окно выдачи результатов:
• выдача результатов после окончания процесса моделирования;
• выдача результатов в режиме реального времени с заданием шага выдачи
графических результатов, что дает пользователю возможность оперативно
реагировать на поведение схемных функций модели. Для ряда типов
осциллограмм этот режим недоступен (например, при построении петли
гистерезиса для магнитного сердечника).
Возможно осуществление копирования осциллограмм с высоким разрешением и большим масштабом с последующей вставкой в другие приложения,
что облегчает оформление технической документации.
При моделировании комбинированных аналого-цифровых схем пользователю предоставляется возможность выводить на дисплей на одной и той же временной оси аналоговые и цифровые сигналы модели.
Среда OrCAD 9.2 позволяет импортировать проекты, созданные в других
средах моделирования, например MicroSim.
Удобной возможностью, предоставляемой средой OrCAD 9.2 пользователю,
является поиск элемента в библиотеках по заданному параметру. Для того чтобы им воспользоваться, необходимо знать условные обозначения соответствующего параметра.
20
1.4. Моделирование и некоторые сервисные функции среды OrCAD 9.2
Ввод моделей возможен не только графическим путем, но и посредством
написания текста программы на языке PSpice. При этом ввод программы в
PSpice A/D осуществляется напрямую, минуя графические редакторы схемы.
Среда OrCAD 9.2 предоставляет пользователю развитую систему диагностики формальных ошибок, уровень которых может задаваться в каждом конкретном случае.
Таким образом, среда OrCAD 9.2 при прозрачных алгоритмах моделирования обеспечивает пользователю большие сервисные возможности.
В данной главе в конспективном виде приведены предоставляемые пользователю возможности среды OrCAD 9.2. В следующей главе приводится описание формального языка, который, по мнению авторов, позволит формализовать
описание возможностей пользования средой OrCAD 9.2, а также облегчить ее
изучение и обмен опытом между разработчиками среды и пользователями, а
также межпользовательский обмен.
21
_
2. EUL — язык пользователя среды
OrCAD 9.2
...никогда не нужно думать об умном;
умное да ученое всегда аппетит отшибает...
А. П. Чехов, «Сирена»
Язык EUL (Environments User's Language) разработан в 2003 году как средство описания задач, возникающих у пользователей среды OrCAD 9.2. Язык
предназначен для формализации этих задач и облегчения обмена информацией
между разработчиками среды и пользователями, а также межпользовательского
обмена. Это декларативный язык, описывающий объекты и процессы, встречающиеся в среде OrCAD 9.2. Авторы EUL надеются, что пользование этим языком существенно сократит время, затрачиваемое для освоения среды.
2.1. Определения языка EUL
Под элементами языка понимают его базовые конструкции, используемые
при описании решения задач. В языке EUL существуют следующие элементы: алфавит, идентификаторы, инструкции и операции с ними, слова, предложения.
Алфавит включает в себя следующие символы:
1. 26 латинских букв (А, В, С, D, E, F, G, H, I, J, К, L, M, N, О, Р, Q, R, S,
Т, U, V, W, X, Y, Z). Прописные и строчные буквы не различаются.
2. 10 цифр (0, 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 ) .
3. Пробел.
Идентификатор — одно из множества ключевых слов и выражений, используемых в среде OrCAD, а также слов, составленных из элементов алфавита.
Инструкция — информация, данная для исполнения пользователю.
Командой называется любой идентификатор или инструкция, применяемые
в предложении.
Операция — действие с элементами языка, приводящее к получению требуемого пользователю результата. Набор идентификаторов и/или инструкций, не
приводящий к получению требуемого пользователю результата, не является
операцией.
Операнд — объект, на который действует операция.
22
2.1. Определения языка EUL
Правила словообразования:
1. Идентификатор, обозначающий команду панелей инструментов, записывается буквой латинского алфавита и цифрой, где буква означает тип панели
инструментов (Пример — А — панель меню команд), цифра — номер команды
в панели (Пример — D4 — четвертая команда в панели инструментов D, то есть
Run PSpice).
2. Идентификаторы, обозначающие редакторы и программы, входящие в ОгCAD, обозначаются двумя буквами латинского алфавита (Пример — ME (Model
Editor) — редактор моделей).
3. Идентификаторы OrCAD сохранены в оригинале (Пример — Edit Simulation Profile — редактирование профиля моделирования).
Предложение — совокупность идентификаторов, разделяемых знаками препинания, описывающих действия, необходимые и достаточные для решения
задачи. Предложение должно начинаться с идентификатора, обозначающего
редактор или программу OrCAD. Предложение должно заканчиваться символом «4».
В языке EUL для обозначения операций используются следующие символы:
«-» — дефис;
«()» — круглые скобки;
«.» — точка;
«[]» — квадратные скобки;
«,» — запятая;
«"» — двойной апостроф;
«:» — двоеточие;
«->» — импликация;
«""» — кавычки;
« Л » — циркумфлекс;
«{}» — фигурные скобки;
«&» — амперсант;
«4» — стрелка;
«О» — угловые скобки.
Ниже приведены функции, выполняемые операциями:
1. Знак препинания «-» (дефис) — означает переход к следующей команде.
Пример: РЕ-А7. — Переход от команды РЕ к команде А7. При этом по команде
РЕ пользователь перейдет в редактор схем (Page Editor), а по команде А7 —
войдет в пункт PSpice верхней панели инструментов.
2. Знак препинания «.» (точка) — означает, что необходимо выполнить операцию с всплывающим или выпадающим меню (Popup Menu). Развивая предыдущий пример, команда PE-A7.Run приведет к выполнению следующих действий: по команде РЕ пользователь перейдет в редактор схем (Page Editor), no
команде А7 — войдет в пункт PSpice верхней панели инструментов, в которой
необходимо выполнить команду Run.
3. Знак препинания «,» (запятая) — означает, что необходимо выполнить
операцию с меню в модальном окне (Modal Window), открывшемся при выполнении предыдущей команды. Пример: Add to Design, OK — нажать клавишу
OK, появившуюся после выполнения команды Add to Design.
4. Знак препинания «:» (двоеточие) — означает, что необходимо произвести
открытие (файла, документа и т. п.) с диска либо из памяти. Пример: PE-E2.Add
Library:"thyristr.olb". При этом по команде РЕ пользователь перейдет в редак-
23
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
тор схем (Page Editor), по команде Е2 — войдет в пункт Place Part (разместить
элемент), в выпавшем меню по команде Add Library попадет в режим добавления библиотек, из которых в данном случае откроет библиотеку thyristr.olb.
5. Знак препинания «"А "» (кавычки) — означает, что А является псевдонимом файла или ссылки в Windows, который в данной ситуации не подлежит
никакому редактированию, а также стандартных команд Windows. Развивая
предыдущий пример: PE-E2.Add Library:"thyristr.olb". Файл thyristr.olb заключается в кавычки.
6. Знак препинания «(А)» (круглые скобки) — означает, что А является псевдонимом варианта предыдущей команды, независящим от пользователя. Пример: Открыть (Open) — здесь: Открыть или Open — команда, варианты которой зависят от версий OrCAD и Windows, установленных на компьютере пользователя.
7. Знак препинания «[А]» (квадратные скобки) — означает, что А является
псевдонимом варианта предыдущей команды, зависящим от пользователя.
Пример: OK [Cancel] — здесь: пользователь может выбрать варианты ОК — подтвердить согласие либо Cancel — отказаться от варианта.
8. Знак препинания «'А '» (двойной апостроф) — означает, что А является
псевдонимом авторских инструкций и должно восприниматься пользователем
как комментарий, а не как команда. Пример: Filename.Browse: 'ввести имя файла ' — здесь при выполнении команды Filename выпадет меню, в пункт Browse
которого необходимо ввести имя файла.
9. Знак препинания «->» (импликация) — означает, что необходимо произвести операцию ввода информации в окно редактирования. Пример:
PE-E2.Part->TB 143-630-14. В данном случае по команде РЕ переходим в редактор схем (Page Editor), по команде Е2 — в окно Part Place и в окно редактирование Part вводим ТВ143-630-14.
10. Знак препинания «Л» (циркумфлекс) — означает, что необходимо провести операцию выбора из списка. Пример: РЕ-Е2. Libraries "BREAKOUT. В данном
случае по команде РЕ переходим в редактор схем (Page Editor), по команде
Е2 — в окно Part Place и из списка Libraries выбираем библиотеку BREAKOUT.
11. Знак препинания «{Л}» (фигурные скобки) — означает, что А является
псевдонимом набора команд, расположенных в одном окне, которые следует
выполнить до перехода к следующей команде. Пример: см. п. 12.
12. Знак препинания «&» (амперсант) — означает, что команды, разделенные им, входят в один блок. Пример: LE-A6.Part Properties, {Implementation ->
'название модели' & Value->'название модели'}-ОК. Пользователь по команде LE
входит в редактор библиотек, по команде А6 попадает в пункт Options, затем
по команде Part Properties в модальное окно, в котором необходимо задать два
параметра: Implementation и Value. После их задания выполняется команда ОК.
13. Знак препинания «4» (стрелка) — обозначает конец предложения.
14. Знак препинания «<А>» (угловые скобки) — означает операцию выделения области с псевдонимом А. Пример: выделение на осциллограмме временного
интервала <Т1...Т2>.
24
2.2. Перечень редакторов, входящих в OrCAD 9.2
2.2. Перечень редакторов, входящих
в OrCAD 9.2
В среде OrCAD 9.2 при моделировании используются следующие редакторы:
1. DM — менеджер проектов (Design Manager) — вход осуществляется из
меню Пуск->Программы->ОгСАО Family Release 9.2->Capture CIS (в соответствии с маршрутизацией, принятой при использовании операционной оболочки Windows).
2. РЕ — редактор схем (Page Editor) — вход осуществляется из менеджера
проектов (DM) путем File."X'.dsn'.Schematic'Y'.Page'Z', где X — наименование
вашего проекта, Y, Z — номера соответственно, схемы и страницы в вашем
проекте (согласно маршрутизации, принятой в языке EUL).
3. PS — окно PSpice — вход осуществляется из меню Пуск->Программы->ОгСАО Family Release 9.2->PSpice AD (в соответствии с маршрутизацией,
принятой при использовании операционной оболочки Windows).
4. ME — редактор моделей (Model Editor) — вход осуществляется из меню
Пуск->Программы->ОгСАО Family Release 9.2->PSpice Model Editor (в соответствии с маршрутизацией, принятой при использовании операционной оболочки Windows).
5. LE — редактор библиотек (Library Editor) — вход осуществляется автоматически путем выбора необходимой библиотеки *.olb.
6. РгЕ — редактор элементов (Part Editor) — вход осуществляется автоматически путем выбора необходимой модели в библиотеке *.olb.
7. SE — редактор сигналов (Stimulus Editor) — вход осуществляется из меню
Пуск->Программы->ОгСАО Family Release 9.2->PSpice Stimulus Editor (в соответствии с маршрутизацией, принятой при использовании операционной оболочки Windows).
2.3. Перечень идентификаторов, входящих
в редакторы
В данном перечне приведены идентификаторы языка EUL, обозначающие
команды панелей инструментов редакторов, входящих в среду OrCAD 9.2
(см. п. 2.2).
1. Редактор DM:
А1 — окно свертки *£а — содержит группу команд, отвечающих за размеры окна и его местоположение на экране;
А2 — File — содержит группу команд, отвечающих за работу с файлом, в котором создан проект;
A3 — Design — содержит группу команд, отвечающих за работоспособность
проекта и внесение в него изменений;
А4 — Edit — содержит группу команд, отвечающих за навигацию по проекту;
25
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
А5 — View — содержит команду Toolbar, позволяющую вывести на экран
остальные панели инструментов;
А6 — Tools — содержит группу команд, отвечающих за позиционные обозначения элементов в схемах проекта, проверку ошибок, создание списков соединений и ссылок, ведомостей покупных элементов, экспорт и импорт свойств
объектов;
А7 — PSpice — содержит группу команд, отвечающих за передачу информации о проекте из программы Capture в PSpice;
А8 — Accessories — содержит группу вспомогательных команд;
А9 — Reports — содержит группу команд, отвечающих за составление отчетов по проекту;
А10 — Options — содержит группу команд, отвечающих за сервисные функции графики проекта;
A l l — Window — содержит группу команд, позволяющих осуществлять ротацию информации по проекту на экране;
А12 — Help — содержит группу команд, позволяющих получить справочную
информацию;
Bl — Create document
— создает новый документ, базирующийся на
активном документе. Подобно команде New из меню File (DM-A2.New);
82 — Open document И — открывает существующий документ, базирующийся на активном документе. Подобно команде Open из меню File
(DM-A2.Open);
83 — Save document
— сохраняет активный проект. Эквивалентно
команде Save из меню File (DM-A2.Save);
84 — Print Щ — печатает активный проект. Эквивалентно команде Print
из меню File (DM-A2.Print);
85 — Cut to clipboard HI — перемещает выделенный объект в буфер. Эквивалентно команде Cut из меню Edit (DM-A4.Cut);
86 — Copy to clipboard
— копирует выделенный объект в буфер. Эквивалентно команде Сору из меню Edit (DM-A4.Copy);
87 — Paste from clipboard
— вставляет содержимое буфера в место клика «мышью». Эквивалентно команде Paste из меню Edit (DM-A4.Paste);
88 — Undo Щ — отменяет последнюю выполненную команду. Эквивалентно команде Undo из меню Edit (DM-A4.Undo);
89 — Redo Э — возвращает последнюю отмененную команду. Эквивалентно команде Redo из меню Edit (DM-A4.Redo);
Cl — Place part I,
_...Ж — отображает наименования использованных элементов в выпадающем списке. Capture автоматически добавляет наименование элемента в список, как только вы выберете его в диалоговом окне Place part. Впоследствии для размещения элемента возможен его выбор из списка;
26
2.3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
С2 — Zoom in *§U — увеличивает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом;
СЗ — Zoom out H_! — уменьшает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом;
С4 — Zoom to region Ё±| -- определяет область на схеме для заполнения ею
окна целиком;
rtfjl
С5 — Zoom to all Ш» — показывает документ целиком;
С6 — Annotate Щ; — назначает позиционные обозначения элементам выбранного проекта. Эквивалентно команде Annotate из меню Tools (DM-A6.Annotate);
С7 — Back annotate i — выполняет перестановки логически эквивалентных секций компонентов и выводов в процессе обратной корректировки. Эквивалентно команде Back Annotate из меню Tools (DM-A6.Back Annotate);
.
C8 — Design rules check :*g.l — проверяет проект на предмет ошибок в выбранном проекте. Эквивалентно команде Design Rules Check из меню ТооЬ
(DM-A6. Design Rules Check);
С9 — Create netlist ЦЦ — создает список соединений для выбранного проекта. Эквивалентно команде Create Netlist из меню Tools (DM-A6.Create Netlist);
СЮ — Cross reference parts £"i * - создает отчет о перекрестных ссылках в
выбранном проекте. Эквивалентно команде Cross Reference из меню Tools
(DM-A6. Cross Reference);
СИ — Bill of materials Щ_\ — создает отчет о проекте и используемых в нем
элементах для выбранного проекта. Эквивалентно команде Bill of materials из
меню Tools (DM-A6.Bill of materials);
C12 — Snap to grid g— осуществляет привязку к сетке и отцеп от нее.
Эквивалентно выбору опции Pointer Snap to Grid в диалоговом окне Preferences
меню Options (DM-A10.Preferences.Grid Display, Pointer Snap to Grid->'V');
С 13 — Project manager ij°j -- отображает окно менеджера проектов для активного документа, производит обзор содержимого проекта. Эквивалентно выбору менеджера проектов из меню Window (DM-A1 1.«имя проекта»);
С14 — Help •:Ж:.1 — выводит справочную информацию на экран. Эквивалентно команде Help Topics в меню Help (DM-A12.Help Topics);
Dl — Active profile L,«««^«_J:1 — отображает наименование активного
на данный момент профиля моделирования. В списке также содержатся наименования всех остальных имеющихся в проекте профилей моделирования;
D2 — New Simulation Profile fey — открывает диалоговое окно New Simulation. Эквивалентно команде New Simulation Profile из меню PSpice
(DM-A7.New Simulation Profile);
27
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
D3 — Edit Simulation Settings Щ!| — открывает диалоговое окно Simulation
Settings. Эквивалентно команде Edit Simulation Settings из меню PSpice
(DM-A7.Edit Simulation Settings);
D4 — Run PSpice J^J — запускает процесс моделирования. Эквивалентно
команде Run из меню PSpice (DM-A7.Run);
D5 — View Simulation Results IP) — открывает окно результатов моделирования. Эквивалентно команде View Simulation Results из меню PSpice
(DM-A7.View Simulation Results);
D6 — Voltage/Level Marker y&\ — размещает щуп потенциала (для цифрового устройства — логического уровня) относительно «земли» на схеме. Эквивалентно команде Voltage Level из подменю Markers, выпадающего из меню
PSpice (DM-A7.Markers.Voltage Level);
D7 — Voltage Differential Marker(s) ff] - размещает щупы разности потенциалов на схеме. Эквивалентно команде Voltage Differential из подменю Markers, выпадающего из меню PSpice (DM-A7.Markers.Voltage Differential);
D8 — Current Marker j§\ — размещает щуп тока на выводе элемента в схеме. Эквивалентно команде Current Into Pin из подменю Markers, выпадающего
из меню PSpice (DM-A7.Markers.Current Into Pin);
D9 — Power Dissipation Marker Щ - размещает маркер рассеиваемой корпусом элемента мощности. Эквивалентно команде Power Dissipation из подменю Markers, выпадающего из меню PSpice (DM-A7.Markers.Power Dissipation);
D10 — Enable Bias Voltage Display V | — отображает на схеме узловые напряжения в рабочей точке. Эквивалентно команде Enable Bias Voltage Display
из подменю Bias Point, выпадающего из меню PSpice (DM-A7.Bias Point.Enable
Bias Point Voltage Display);
"ч U
Dll — Toggle Voltages On Selected Net(s) t- — показывает либо удаляет
значение потенциала по постоянному току выбранной цепи. Эквивалентно
команде Toggle Selected Bias Voltage из подменю Bias Point, выпадающего из
меню PSpice (DM-A7.Bias Point.Toggle Selected Bias Voltage);
D12 — Enable Bias Current Display Д 1 — отображает на схеме токи ветвей в
рабочей точке. Эквивалентно команде Enable Bias Current Display из подменю
Bias Point, выпадающего из меню PSpice (DM-A7.Bias Point.Enable Bias Point
Current Display);
D13 — Toggle Current On Selected Part(s)/Pin(s) Ц|- •- показывает либо удаляет значение постоянного тока выбранного вывода компонента. Эквивалентно команде Toggle Selected Bias Current из подменю Bias Point, выпадающего из
меню PSpice (DM-A7.Bias Point.Toggle Selected Bias Current);
D14 — Enable Bias Power Display |W — отображает на схеме рассеиваемую
мощность ветви в рабочей точке. Эквивалентно команде Enable Bias Power Display из подменю Bias Point, выпадающего из меню PSpice (DM-A7.Bias Point.Enable Bias Point Power Display);
28
2.3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
D15 — Toggle Power On Selected Part(s) Щ — показывает либо удаляет значение рассеиваемой мощности по постоянному току выбранного компонента.
Эквивалентно команде Toggle Selected Bias Power из подменю Bias Point, выпадающего из меню PSpice (DM-A7.Bias Point.Toggle Selected Bias Power).
2. Редактор РЕ:
Al — окно свертки щ — содержит группу команд, отвечающих за размеры
окна и его местоположение на экране;
А2 — File — содержит группу команд, отвечающих за работу с файлом, в котором создана схема;
A3 — Edit — содержит группу команд, отвечающих за навигацию по проекту;
А4 — View — содержит группу команд, отвечающих за сервисные функции
визуального отображения схемы;
А5 — Place — содержит группу команд, отвечающих за размещение на схеме
ее составляющих компонентов;
Аб — Macro — содержит группу команд, отвечающих за конфигурацию и
работу макросов;
А7 — PSpice — содержит группу команд, отвечающих за передачу информации из Capture в PSpice;
А8 — Accessories — содержит команду Rotate Aliases, отвечающую за поворот
на 90 градусов псевдонимов проводов, выводов и т. п.;
А9 — Options — содержит группу команд, отвечающих за сервисные функции графики схемы;
А10 — Window — содержит группу команд, позволяющих осуществлять ротацию информации по схеме на экране;
А11 — Help — содержит группу команд, позволяющих получить справочную
информацию;
Bl — Create document ftfli — создает новый документ, базирующийся на
активном документе. Подобно команде New из меню File (PE-A2.New);
В2 — Open document "Ч — открывает существующий документ, базирующийся на активном документе. Подобно команде Open из меню File
(РЕ-А2.Ореп);
83 — Save document ЦЩ — сохраняет активную схему. Эквивалентно
команде Save из меню File (PE-A2.Save);
84 — Print
— печатает активную схему. Эквивалентно команде Print из
меню File (PE-A2.Print);
85 — Cut to clipboard ЦН — перемещает выделенный объект в буфер. Эквивалентно команде Cut из меню Edit (PE-A4.Cut);
86 — Copy to clipboard
— копирует выделенный объект в буфер. Эквивалентно команде Сору из меню Edit (РЕ-А4.Сору);
87 — Paste from clipboard
— вставляет содержимое буфера в место клика «мышью». Эквивалентно команде Paste из меню Edit (PE-A4.Paste);
29
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
88 — Undo ВИ — отменяет последнюю выполненную команду. Эквивалентно команде Undo из меню Edit (PE-A4.Undo);
89 — Redo тщ — возвращает последнюю отмененную команду. Эквивалентно команде Redo из меню Edit (PE-A4.Redo);
Cl — Place part L^^ssiii^i
— отображает наименования использованных элементов в выпадающем списке. Capture автоматически добавляет наименование элемента в список, как только вы выберете его в диалоговом окне Place part. Впоследствии для размещения элемента возможен его выбор из списка;
С2 — Zoom in -ЛУ — увеличивает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде In из подменю Zoom,
выпадающем из меню View (PE-A5.Zoom.In);
СЗ — Zoom out Щ — уменьшает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде Out из подменю
Zoom, выпадающем из меню View (PE-A5.Zoom.Out);
С4 — Zoom to region
— определяет область на схеме для заполнения ею
окна целиком. Эквивалентно команде Area из подменю Zoom, выпадающем из
меню View (PE-A5.Zoom.Area);
G5 — Zoom to all Hi — показывает документ целиком. Эквивалентно
команде АИ из подменю Zoom, выпадающем из меню View (PE-A5.Zoom.All);
С6 — Annotate Щ — назначает позиционные обозначения элементам
выбранной схемы. Эквивалентно команде Annotate из меню Tools
(PE-A6.Annotate);
С7 — Back annotate HI — выполняет перестановки логически эквивалентных секций компонентов и выводов в процессе обратной корректировки. Эквивалентно команде Back Annotate из меню Tools (PE-A6.Back Annotate);
С8 — Design rules check Щ — проверяет схему на предмет ошибок в выбранной схеме. Эквивалентно команде Design Rules Check из меню Tools
(PE-A6.Design Rules Check);
C9 — Create netlist Щ! — создает список соединений для выбранной схемы.
Эквивалентно команде Create Netlist из меню Tools (PE-A6.Create Netlist);
СЮ — Cross reference parts ЦП —.создает отчет о перекрестных ссылках в
выбранной схеме. Эквивалентно команде Cross Reference из меню Tools
(РЕ-А6.Cross Reference);
СП — Bill of materials Hi — создает отчет о проекте и используемых в нем
элементах для выбранной схемы. Эквивалентно команде Bill of materials из меню Tools (РЕ-А6.ВШ of materials);
C12 — Snap to grid
— осуществляет привязку к сетке и отцеп от нее.
Эквивалентно выбору опции Pointer Snap to Grid в диалоговом окне Preferences
меню Options (PE-A10.Preferences.Grid Display, Pointer Snap to Grid->V);
30
2.3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
С13 — Project manager HsJ — отображает окно менеджера проектов для активного документа, производит обзор содержимого проекта. Эквивалентно выбору менеджера проектов из меню Window (РЕ-А11.«имя проекта»);
С14 — Help • Ж I — выводит справочную информацию на экран. Эквивален1
тно команде Help Topics в меню Help (PE-A12.Help Topics);
D1 -- Active profile !,_,..,..
JP — отображает наименование активного
на данный момент профиля моделирования. В списке также содержатся наименования всех остальных имеющихся в проекте профилей моделирования;
D2 — New Simulation Profile fej. — открывает диалоговое окно New Simulation. Эквивалентно команде New Simulation Profile из меню PSpice (PE-A7.New
Simulation Profile);
D3 — Edit Simulation Settings Щ - открывает диалоговое окно Simulation
Settings. Эквивалентно команде Edit Simulation Settings из меню PSpice
(PE-A7.Edit Simulation Settings);
D4 — Run PSpice r£j — запускает процесс моделирования. Эквивалентно
команде Run из меню PSpice (PE-A7.Run);
D5 — View Simulation Results 5J — открывает окно результатов моделирования. Эквивалентно команде View Simulation Results из меню PSpice
(PE-A7.View Simulation Results);
D6 — Voltage/Level Marker jQ\ — размещает щуп потенциала (для цифрового устройства — логического уровня) относительно «земли» на схеме. Эквивалентно команде Voltage Level из подменю Markers, выпадающего из меню
PSpice (PE-A7.Markers.Voltage Level);
D7 — Voltage Differential Marker(s) -fffij — размещает щупы разности потенциалов на схеме. Эквивалентно команде Voltage Differential ,из подменю Markers, выпадающего из меню PSpice (PE-A7.Markers.Voltage Differential);
D8 — Current Marker
— размещает щуп тока на выводе элемента в схеме. Эквивалентно команде Current Into Pin из подменю Markers, выпадающего
из меню PSpice (PE-A7.Markers.Current Into Pin);
D9 — Power Dissipation Marker rjgg — размещает маркер рассеиваемой корпусом элемента мощности. Эквивалентно команде Power Dissipation из подменю Markers, выпадающего из меню PSpice (PE-A7.Markers.Power Dissipation);
D10 — Enable Bias Voltage Display "V| — отображает на схеме узловые напряжения в рабочей точке. Эквивалентно команде Enable Bias Voltage Display
из подменю Bias Point, выпадающего из меню PSpice (PE-A7.Bias Point.Enable
Bias Point Voltage Display);
D l l - - Toggle Voltages On Selected Net(s) lr- — показывает либо удаляет
значение потенциала по постоянному току выбранной цепи. Эквивалентно
команде Toggle Selected Bias Voltage из подменю Bias Point, выпадающего из
i меню PSpice (PE-A7.Bias Point.Toggle Selected Bias Voltage);
31
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
D12 — Enable Bias Current Display | I j — отображает на схеме токи ветвей в
рабочей точке. Эквивалентно команде Enable Bias Current Display из подменю
Bias Point, выпадающего из меню PSpice (PE-A7.Bias Point.Enable Bias Point
Current Display);
D13 — Toggle Current On Selected Part(s)/Pin(s) -М- — показывает либо удаляет значение постоянного тока выбранного вывода компонента. Эквивалентно команде Toggle Selected Bias Current из подменю Bias Point, выпадающего из
меню PSpice (РЕ-А7.Bias Point.Toggle Selected Bias Current);
D14 — Enable Bias Power Display |W - отображает на схеме рассеиваемую
мощность ветви в рабочей точке. Эквивалентно команде Enable Bias Power Display из подменю Bias Point, выпадающего из меню PSpice (PE-A7.Bias Point.Enable Bias Point Power Display);
D15 — Toggle Power On Selected Part(s) ' W f ' — показывает либо удаляет значение рассеиваемой мощности по постоянному току выбранного компонента.
Эквивалентно команде Toggle Selected Bias Power из подменю Bias Point, выпадающего из меню PSpice (PE-A7.Bias Point.Toggle Selected Bias Power);
'k I
El — Select objects y£fj — позволяет осуществить выбор объектов. Является
режимом, используемым по умолчанию;
Е2 — Place a part :ЕУ -- позволяет выбрать элемент из библиотеки для размещения. Эквивалентно команде Part из меню Place (PE-A5.Part);
ЕЗ — Place a wire _2i! — позволяет разместить на схеме соединительные
провода. Одновременное удерживание при этом клавиши Shift позволяет размещать их под любым углом. Эквивалентно команде Wire из меню Place
(PE-A5.Wire);
Е4 — Place a net alias
— позволяет разместить на схеме псевдонимы
проводов и шин. Эквивалентно команде Net Alias из меню Place (PE-A5.Net
Alias);
Е5 — Place a bus T-j — позволяет разместить на схеме шины проводов. Одновременное удерживание при этом клавиши Shift позволяет размещать их под
любым углом. Эквивалентно команде Bus из меню Place (PE-A5.Bus);
Е6 — Place a junction Г!' ] — позволяет разместить или удалить соединение.
Эквивалентно команде Junction из меню Place (PE-A5.Junction);
Е7 — Place a bus entry I ! -- позволяет разместить на схеме подводы к шине. Эквивалентно команде Bus Entry из меню Place (PE-A5.Bus Entry);
PMft !
E8 -- Place a power symbol _2J — позволяет разместить на схеме символы
выводов источников питания. Эквивалентно команде Power из меню Place
(РЕ-А5.Power);
/
- „
„„
_ — позволяет разместить на схеме символы
«земли». Эквивалентно команде Ground из меню Place (PE-A5.Ground);
32
Ш
2.3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
ЕЮ — Place a hierarchical block e-|j — позволяет разместить на схеме иерархический блок. Эквивалентно команде Hierarchical Block из меню Place
(РЕ-А5.Hierarchical Block);
gJSj
E l l — Place a hierarchical port -^°j — позволяет разместить на схеме иерархический порт. Эквивалентно команде Hierarchical Port из меню Place
(РЕ-А5.Hierarchical Port);
El2 — Place a hierarchical pin ЯЙЗ — позволяет разместить на схеме вывод
иерархического блока. Эквивалентно команде Hierarchical Pin из меню Place
(РЕ-А5.Hierarchical Pin);
йй£1
Е13 — Place an off-page connector ffly — позволяет разместить на схеме
символ соединителя страниц. Эквивалентно команде Off-page connector из меню Place (РЕ-А5.Off-page connector);
Е14 — Place no connect on a pin НИ — позволяет разместить символ отсутствия контакта на выводах элементов схемы. Эквивалентно команде No connect из меню Place (PE-A5.No connect);
El5 — Place a line §11 — позволяет провести прямую линию. Эквивалентно
команде Line из меню Place (PE-A5.Line);
El6 — Place polyline or polygon gfea — позволяет провести ломаную линию.
Одновременное удерживание при этом клавиши Shift позволяет провести ее под
любым углом. Эквивалентно команде Polyline из меню Place (PE-A5.Polyline);
Е17 — Place a rectangle or square Ш| — позволяет рисовать многоугольники.
Одновременное удерживание при этом клавиши Shift позволяет менять их форму. Эквивалентно команде Rectangle из меню Place (PE-A5.Rectangle);
Е18 — Place an ellipse or circle
— позволяет рисовать эллипсы, при нажатой клавише Shift — круги. Эквивалентно команде Ellipse из меню Place
(PE-A5.Ellipse);
••^C'.j
El9 — Place a circular arc Щ — позволяет рисовать дугу. Эквивалентно
команде Arc из меню Place (PE-A5.Arc);
Е20 — Place text i^-l — позволяет разместить на схеме текстовые метки.
Эквивалентно команде Text из меню Place (PE-A5.Text).
3. Редактор PS:
— содержит группу команд, отвечающих за размеры
окна и его местоположение на экране;
А2 — File — содержит группу команд, отвечающих за работу с файлом, в котором находятся результаты моделирования;
A3 — Edit — содержит группу команд, отвечающих за навигацию по результатам моделирования;
А4 — View — содержит группу команд, отвечающих за сервисные функции
визуального отображения результатов моделирования;
33
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
А5 — Simulation — содержит группу команд, отвечающих за запуск моделирования и его настройки;
А6 — Trace — содержит группу команд, отвечающих за выбор отображаемых
осциллограмм и вид их отображения;
А7 — Plot — содержит группу команд, отвечающих за выбор системы координат и масштабов, в которых отображаются осциллограммы;
А8 — Tools — содержит группу команд, обслуживающих информацию, сопровождающую осциллограммы;
А9 — Window — содержит группу команд, позволяющих осуществлять ротацию информации по результатам моделирования на экране;
А10 — Help — содержит группу команд, позволяющих получить справочную
информацию;
A l l — Alternate Display — позволяет включить и отключить режим Alternate
Display;
Bl — New S3 — создает новый файл моделирования или новый текстовый файл. Эквивалентно команде Simulation Profile или команде Text File из
подменю New, выпадающего из меню File (PS-A2. New. Simulation Profile [Text
File]);
B2 — Open **J — открывает файл с данными. Эквивалентно команде Open
из меню File (PS-A2.Open);
ВЗ — Append File S- — открывает диалоговое окно Append, которое используется для присоединения файла данных к текущим данным. Эквивалентно
команде Append Waveform (.DAT) из меню File (PS-A2.Append Waveform
(.DAT));
B4 — Save :Щ| — сохраняет активный файл. Эквивалентно команде Save из
меню File (PS-A2.Save);
В5 — Print яЦ — печатает активный файл. Подобно команде Print из меню
File (PS-A2.Print);
,"U I
B6 — Cut j»bj — перемещает выделенный объект в буфер. Эквивалентно
команде Cut из меню Edit (PS-A4.Cut);
В7 — Сору д§_| — копирует выделенный объект в буфер. Эквивалентно
команде Сору из меню Edit (PS-A4.Copy);
В8 — Paste 2=Ц — вставляет содержимое буфера в место клика «мышью».
Эквивалентно команде Paste из меню Edit (PS-A4. Paste);
В9 — Undo —"'I — отменяет последнюю выполненную команду. Эквивалентно команде Undo из меню Edit (PS-A4.Undo);
BIO — Redo :•"—j — возвращает последнюю отмененную команду. Эквивалентно команде Redo из меню Edit (PS-A4.Redo);
Bll — Current Simulation [
_J — отображает наименование активного профиля;
34
2.3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
812 — Run For L__«_»»»_J — содержит значение времени, в момент которого должна произойти остановка моделирования;
v|t |
813 — Run и* I — запускает текущее моделирование. Эквивалентно команде Run из меню Simulation (PS-A5.Run);
814 — Pause
(PS-A5.Pause);
— временно приостанавливает запущенное моделирование
С1 — Zoom in _2у — увеличивает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде In из подменю Zoom,
выпадающего из меню View (PS-A4.Zoom.In);
С2 — Zoom out ШУ — уменьшает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде Out из подменю
Zoom, выпадающего из меню View (PS-A4.Zoom.Out);
СЗ — Zoom Area -ЦИ — отображает на экране выбранную область графиков. Эквивалентно команде Area из подменю Zoom, выпадающего из меню View (PS-A4.Zoom.Area);
С4 — Zoom Fit §Л — отображает на экране все заданные осциллограммы и
метки. Эквивалентно команде Fit из подменю Zoom, выпадающего из меню View (PS-A4.Zoom.Fit);
С5 — Log X Axis ЩЦ — переключает формат оси X с линейного на логарифмический и обратно. Эквивалентно выбору опции Log или опции Linear в
таблице X Axis в диалоговом окне Axis Settings, доступном при выборе команды
Axis Settings из меню Plot (PS-A7.Axis Settings, X Axis, Scale, Log [Linear]);
fit" jI — переключает все осциллограммы в выбранном окне к
C6 — Fourier IB
виду преобразования Фурье и обратно. Эквивалентно команде Fourier из меню
Trace (PS-A6.Fourier);
С7 — Performance Analysis ИД — включает и отключает режим зависимостей целевых функций от варьируемой переменной. Эквивалентно команде
Performance Analysis из меню Trace (PS-A6.Performance Analysis). Замечание: эта
иконка и соответствующее ей меню отсутствуют в PSpice A/D Basic;
С8 — Log Y Axis Щ — переключает формат оси Y с линейного на логарифмический и обратно. Эквивалентно выбору опции Log или опции Linear в таблице Y Axis в диалоговом окне Axis Settings, доступном при выборе команды
Axis Settings из меню Plot (PS-A7.Axis Settings, Y Axis, Scale, Log [Linear]);
C9 — Add Trace F$l — открывает диалоговое окно Add Traces, которое используется для добавления осциллограмм в выбранное окно. Эквивалентно
команде Add Trace из меню Trace (PS-A6.Add Trace);
СЮ — Eval Goal Function Щ — открывает диалоговое окно Evaluate Goal
Function, которое используется для задания значения соответствующей целевой функции. Эквивалентно команде Eval Goal Function из меню Trace
(PS-A6.Eval Goal Function). Замечание: эта иконка и соответствующее ей меню
отсутствуют в PSpice A/D Basic;
35
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
СИ -- Text Label *c_j — открывает диалоговое окно Text Label, которое используется для нанесения текстовых меток на осциллограммы. Эквивалентно
команде Text из подменю Label, выпадающего из меню Plot (PS-A7.Label.Text);
С12 — Mark Data Points Д — отмечает точки расчета на осциллограммах,
соответствующих схемным функциям аналоговых элементов. Эквивалентно
выбору опции Mark Data Points в диалоговом окне Probe Options, доступном
при выборе команды Options из меню Tools (PS-A8. Options, Mark Data Points);
C13 — Toggle Cursor KT| — включает и отключает лучи курсора Probe. Эквивалентно команде Display из подменю Cursor, выпадающего из меню Trace
(PS-A6.Cursor.Display);
С14 — Cursor Peak 'Ж I — перемещает курсор к следующему локальному
максимуму на осциллограмме. Эквивалентно команде Peak из подменю Cursor,
выпадающего из меню Trace (PS-A6.Cursor.Peak);
С15 — Cursor Through -*rl — перемещает курсор к следующему локальному
минимуму на осциллограмме. Эквивалентно команде Through из подменю Cursor, выпадающего из меню Trace (PS-A6.Cursor.Through);
С16 — Cursor Slope Яя — перемещает курсор к следующей точке с максимальной по модулю производной на осциллограмме. Эквивалентно команде
Slope из подменю Cursor, выпадающего из меню Trace (PS-A6.Cursor.Slope);
С17 -- Cursor Min Щ — перемещает курсор к следующему глобальному
минимуму на осциллограмме. Эквивалентно команде Min из подменю Cursor,
выпадающего из меню Trace (PS-A6.Cursor.Min);
С18 — Cursor Мах Ш1 — перемещает курсор к следующему глобальному
максимуму на осциллограмме. Эквивалентно команде Мах из подменю Cursor,
выпадающего из меню Trace (PS -А6. Cursor. Max);
Ц+ly
С 19 — Cursor Point ill — перемещает курсор к следующей расчетной точке
на осциллограмме. Эквивалентно команде Point из подменю Cursor, выпадающего из меню Trace (PS-A6.Cursor.Point);
С20 — Cursor Search 'jffi — открывает диалоговое окно Search Command,
которое используется для задания точки, в которую необходимо поместить
курсор. Эквивалентно команде Search Commands из подменю Cursor, выпадающего из меню Trace (PS-A6.Cursor.Search Commands);
С21 — Cursor Next Tran ffij — перемещает курсор к точке следующего изменения состояния цифрового элемента. Эквивалентно команде Next Transition
из подменю Cursor, выпадающего из меню Trace (PS-A6.Cursor.Next Transition);
С22 — Cursor Prev Tran
— перемещает курсор к точке предыдущего изменения состояния цифрового элемента. Эквивалентно команде Previous Transition из подменю Cursor, выпадающего из меню Trace (PS-A6.Cursor.Previous
Transition);
36
2,3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
С23 — Mark Label о — выдает значения координат текущего положения
курсора. Эквивалентно команде Mark из подменю Label, выпадающего из меню
Plot (PS-A7.Label.Mark);
С24 — Always On Top ^ — позволяет сохранить результаты текущего моделирования в верхнем окне в случае, если моделируется несколько схем. Эквивалентно команде Always On Top из меню View (PS-A4.Always On Top);
C25 — View Circuit File '&* — позволяет просмотреть файл схемы. Эквивалентно команде Circuit File из меню View (PS-A4.Circuit File);
С26 — View Simulation Output File 3H — позволяет просмотреть текстовый
файл с результатами моделирования. Эквивалентно команде Output File из меню View (PS-A4.Output File);
MjL
(
C27 — View Simulation Results
— позволяет просмотреть результаты моделирования. Эквивалентно команде Simulation Results из меню View
(PS-A4.Simulation Results);
С28 — Simulation Queue ^ — позволяет просмотреть очередь моделирования. Эквивалентно команде Simulation Queue из меню View (PS-A4.Simulation
Queue);
С29 — Edit Simulation Settings Щ — открывает диалоговое окно Simulation
Settings. Эквивалентно команде Edit Profile из меню Simulation (PS-A5.Edit
Profile).
4. Редактор ME:
.
Ш — содержит группу команд, отвечающих за размеры
окна и его местоположение на экране;
А2 — File — содержит группу команд, отвечающих за работу с файлом, в котором находится библиотека моделей;
A3 — Edit — содержит группу команд, отвечающих за навигацию по библиотеке;
А4 — View — содержит группу команд, отвечающих за сервисные функции
визуального отображения элементов библиотеки;
А5 — Model — содержит группу команд, отвечающих за создание новых моделей;
А6 — Plot — содержит группу команд, отвечающих за введение графической
информации при построении модели по характеристикам;
А7 — Tools — содержит группу команд, отвечающих за связь модели с ее
графическим обозначением;
AS — Window — содержит группу команд, позволяющих осуществлять ротацию информации о библиотеке на экране;
А9 — Help — содержит группу команд, позволяющих получить справочную
информацию;
В1 — New Library ПУН — создает новую библиотеку. Эквивалентно команде
New из меню File (ME-A2.New);
37
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
В2 — Open Library ggj — открывает существующую библиотеку. Эквивалентно команде Open из меню File (ME-A2.Open);
83 — Save Library Wfj — сохраняет текущую библиотеку. Эквивалентно
команде Save из меню File (ME-A2.Save);
84 — Print Model Directly я|1 — печатает активную модель. Эквивалентно
команде Print из меню File (ME-A2.Print);
В5 — Print Preview LSI — позволяет осуществить предварительный просмотр выводимой на печать модели. Эквивалентно команде Print Preview из меню File (ME-A2.Print Preview);
U
I
B6 — Cut jtwj — перемещает выделенный объект в буфер. Эквивалентно
команде Cut из меню Edit (ME-A3.Cut);
В7 — Сору 2Й1 — копирует выделенный объект в буфер. Эквивалентно
команде Сору из меню Edit (ME-A3.Сору);
88 — Paste WA — вставляет содержимое буфера в место клика «мышью».
Эквивалентно команде Paste из меню Edit (ME-A3.Paste);
89 — Zoom in Щ — увеличивает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде In из меню View
(ME-A4.In);
BIO — Zoom out 5»j — уменьшает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде Out из меню View
(ME-A4.Out);
B l l — Zoom Area \Щ_ — отображает на экране выбранную область графиков. Эквивалентно команде Area из меню View (ME-A4.Area);
812 — Zoom to Fit Data |*% — отображает на экране все данные. Эквивалентно команде Fit из меню View (ME-A4. Fit);
813 — New Model "**•• — создает новую модель в библиотеке. Эквивалентно команде New из меню Model (ME-A5.New...);
814 — Toggle X
I — переключает формат оси X с линейного на логарифмический и обратно. Эквивалентно выбору опции Log или опции Linear в диалоговом окне Axis Settings, доступном при выборе команды Axis Settings из меню Plot (ME-A6.Axis Settings.X Axis Settings, Scale->Linear[Log]);
B15 — Toggle Y — ~ — переключает формат оси Y с линейного на логарифмический и обратно. Эквивалентно выбору опции Log или опции Linear в диалоговом окне Axis Settings, доступном при выборе команды Axis Settings из меню Plot (ME-A6.Axis Settings,Y Axis Settings, Scale->Linear[Log]);
B16 — Extract l£c — рассчитывает параметры модели по уточненным данным. Эквивалентно команде Extract Parameters из меню Tools (ME-A7.Extract
Parameters);
38
2.3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
В17 — Sync Splitters Hf-1 — сопоставляет информацию о модели с окном
специального входного документа. Эквивалентно выбору опции Synchronize
Graph Splitter Window в диалоговом окне Options, доступном при выборе
команды Options из меню Tools (ME-A7.Options,Misc Settings, Synchronize
Graph Splitter Window->'V');
B18 — Update Graph L. — перерисовывает характеристику после добавления или модификации информации. Эквивалентно команде Redraw из меню
View (ME-A4.Redraw);
В19 — Auto Refresh .Ug'i — автоматически обновляет характеристику после
внесенных изменений. Эквивалентно выбору опции Automatically Update Graph
в диалоговом окне Options, доступном при выборе команды Options из меню
Tools (ME-A7.Options, Misc Settings, Automatically Update Graph->'V').
5. Редактор LE:
Al — окно свертки ^Щ — содержит группу команд, отвечающих за размеры
окна и его местоположение на экране;
А2 — File — содержит группу команд, отвечающих за работу с файлом, в котором создана библиотека;
A3 — Design — содержит группу команд, отвечающих за работоспособность
проекта библиотеки и внесение в него изменений;
А4 — Edit — содержит группу команд, отвечающих за навигацию по библиотеке;
А5 — View — содержит команду Toolbar, позволяющую вывести на экран
остальные панели инструментов;
Аб — Tools — содержит группу команд, отвечающих за позиционные обозначения элементов в схемах проекта, проверку ошибок, создание списков соединений и ссылок, ведомостей покупных элементов, экспорт и импорт свойств
объектов;
А7 — PSpice — содержит группу команд, отвечающих за передачу информации о библиотеке из программы Capture в PSpice;
А8 — Accessories — содержит группу вспомогательных команд;
А9 — Reports — содержит группу команд, отвечающих за составление отчетов по библиотеке;
А10 — Options — содержит группу команд, отвечающих за сервисные функции графики библиотеки;
A l l — Window — содержит группу команд, позволяющих осуществлять ротацию информации по библиотеке на экране;
81 — Create document JM.1 — создает новый документ, базирующийся на
активном документе. Подобно команде New из меню File (LE-A2.New);
82 — Open document J~j — открывает существующий документ, базирующийся на активном документе. Подобно команде Open из меню File
(LE-A2.Open);
39
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
ВЗ - - Save document яиц — сохраняет активный проект. Эквивалентно
команде Save из меню File (LE-A2.Save);
84 — Print Щ] — печатает активный проект. Эквивалентно команде Print
из меню File (LE-A2.Print);
у • •|
85 — Cut to clipboard 'Mj — перемещает выделенный объект в буфер. Эквивалентно команде Cut из меню Edit (LE-A4.Cut);
86 — Copy to clipboard gfil — копирует выделенный объект в буфер. Эквивалентно команде Сору из меню Edit (LE-A4.Copy);
В7 — Paste from clipboard Щ\ — вставляет содержимое буфера в место клика «мышью». Эквивалентно команде Paste из меню Edit (LE-A4.Paste);
В8 — Undo —«] — отменяет последнюю выполненную команду. Эквивалентно команде Undo из меню Edit (LE-A4.Undo);
В9 — Redo ~| — возвращает последнюю отмененную команду. Эквивалентно команде Redo из меню Edit (LE-A4.Redo);
Cl - - Place part L^,........
,М — отображает наименования использованных элементов в выпадающем списке. Capture автоматически добавляет наименование элемента в список, как только вы выберете его в диалоговом окне Place part. Впоследствии для размещения элемента возможен его выбор
из списка;
С2 — Zoom in lj?J — увеличивает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом;
СЗ — Zoom out :.Ц*Я — уменьшает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом;
С4 — Zoom to region i2zJ — определяет область на схеме для заполнения ею
окна целиком;
С5 — Zoom to all ffi. — показывает документ целиком;
С6 — Annotate Щ; — назначает позиционные обозначения элементам выбранного проекта. Эквивалентно команде Annotate из меню Tools (LE-A6.Annotate);
С7 — Back annotate Si — выполняет перестановки логически эквивалентных секций компонентов и выводов в процессе обратной корректировки. Эквивалентно команде Back Annotate из меню Tools (LE-A6.Back Annotate);
С8 — Design rules check '*^:.| — проверяет проект на предмет ошибок в выбранном проекте. Эквивалентно команде Design Rules Check из меню Tools
(LE-A6.Design Rules Check);
C9 — Create netlist Щ — создает список соединений для выбранного проекта. Эквивалентно команде Create Netlist из меню Tools (LE-A6. Create Netlist);
40
2.3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
СЮ — Cross reference parts Щ.] — создает отчет о перекрестных ссылках в
выбранном проекте. Эквивалентно команде Cross Reference из меню Tools
(LE-A6.Cross Reference);
1
И
— создает отчет о проекте и используемых в нем
элементах для выбранного проекта. Эквивалентно команде Bill of materials из
меню Tools (LE-A6.Bill of materials);
"Ш
C12 — Snap to grid gSJ — осуществляет привязку к сетке и отцеп от нее.
Эквивалентно выбору опции Pointer Snap to Grid в диалоговом окне Preferences
меню Options (LE-A10.Preferences.Grid Display, Pointer Snap to Grid->'V');
C13 — Project manager
— отображает окно менеджера проектов для активного документа, производит обзор содержимого проекта. Эквивалентно выбору менеджера проектов из меню Window (LE-A11.«имя проекта»);
С14 — Help Щ;1 — выводит справочную информацию на экран. Эквивалентно команде Help Topics в меню Help (LE-A12.Help Topics).
6. Редактор PrE:
А1 — окно свертки gf — содержит группу команд, отвечающих за размеры
окна и его местоположение на экране;
А2 — File — содержит группу команд, отвечающих за работу с файлом, в котором создано графическое изображение элемента;
A3 — Edit — содержит группу команд, отвечающих за навигацию по графическому изображению элемента;
А4 — View — содержит группу команд, отвечающих за сервисные функции
визуального отображения графического изображения элемента;
А5 — Place — содержит группу команд, отвечающих за размещение на графическом изображении элемента его составляющих компонентов;
Аб — Options — содержит группу команд, отвечающих за сервисные функции графики изображения элемента;
А7 — Window — содержит группу команд, позволяющих осуществлять ротацию информации по графическому изображению элемента на экране;
А8 — Help — содержит группу команд, позволяющих получить справочную
информацию;
Bl — Create document
— создает новый документ, базирующийся на
активном документе. Подобно команде New из меню File (PrE-A2.New);
82 — Open document ИИ — открывает существующий документ, базирующийся на активном документе. Подобно команде Open из меню File
(PrE-A2.Open);
83 — Save document
— сохраняет активную схему. Эквивалентно
команде Save из меню File (PrE-A2.Save);
84 — Print
— печатает активную схему. Эквивалентно команде Print из
меню File (PrE-A2.Print);
41
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
85 — Cut to clipboard 1Й — перемещает выделенный объект в буфер. Эквивалентно команде Cut из меню Edit (PrE-A4.Cut);
86 — Copy to clipboard аШ — копирует выделенный объект в буфер. Эквивалентно команде Сору из меню Edit (PrE-A4.Copy);
В7 — Paste from clipboard 5U — вставляет содержимое буфера в место клика «мышью». Эквивалентно команде Paste из меню Edit (PrE-A4.Paste);
В8 — Undo ~ii — отменяет последнюю выполненную команду. Эквивалентно команде Undo из меню Edit (PrE-A4.Undo);
В9 — Redo ™з — возвращает последнюю отмененную команду. Эквивалентно команде Redo из меню Edit (PrE-A4.Redo);
Cl — Place part l.^..^-^.
Л1 — отображает наименования использованных элементов в выпадающем списке. Capture автоматически добавляет наименование элемента в список, как только вы выберете его в диалоговом окне Place part. Впоследствии для размещения элемента возможен его выбор из списка;
С2 — Zoom in jjfeJ — увеличивает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде In из подменю Zoom,
выпадающего из меню View (PrE-A5.Zoom.In);
СЗ — Zoom out Sll — уменьшает масштаб окрестности клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде Out из подменю
Zoom, выпадающего из меню View (PrE-A5.Zoom.Out);
С4 — Zoom to region *f2j — определяет область на схеме для заполнения ею
окна целиком. Эквивалентно команде Area из подменю Zoom, выпадающего из
меню View (PrE-A5.Zoom.Area);
С5 — Zoom to all j-jjjfe — показывает документ целиком. Эквивалентно
команде АИ из подменю Zoom, выпадающего из меню View (PrE-A5.Zoom.All);
С6 — Annotate Щ — назначает позиционные обозначения элементам выбранной схемы. Эквивалентно команде Annotate из меню Tools (РгЕ-Аб.Аппоtate);
С7 — Back annotate *Ш — выполняет перестановки логически эквивалентных секций компонентов и выводов в процессе обратной корректировки. Эквивалентно команде Back Annotate из меню Tools (PrE-A6.Back Annotate);
С8 — Design rules check *_] — проверяет схему на предмет ошибок в выбранной схеме. Эквивалентно команде Design Rules Check из меню Tools
(PrE-Аб.Design Rules Check);
C9 — Create netlist SU — создает список соединений для выбранной схемы.
Эквивалентно команде Create Netlist из меню Tools (PrE-Аб.Create Netlist);
Ш|
СЮ — Cross reference parts -.'*'I — создает отчет о перекрестных ссылках в
выбранной схеме. Эквивалентно команде Cross Reference из меню Tools
(PrE-Аб.Cross Reference);
42
2.3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
СИ — Bill of materials Р?-1 — создает отчет о проекте и используемых в нем
элементах для выбранной схемы. Эквивалентно команде Bill of materials из меню Tools (PrE-A6.Bill of materials);
C12 — Snap to grid -1-g.l — осуществляет привязку к сетке и отцеп от нее.
Эквивалентно выбору опции Pointer Snap to Grid в диалоговом окне Preferences
меню Options (PrE-AlO.Preferences.Grid Display, Pointer Snap to Grid->'V');
ШЦ
C13 — Project manager IPiJ — отображает окно менеджера проектов для активного документа, производит обзор содержимого проекта. Эквивалентно выбору менеджера проектов из меню Window (PrE-Al 1.«имя проекта»);
:
С14 — Help ж.1 — выводит справочную информацию на экран. Эквивалентно команде Help Topics в меню Help (PrE-A12.Help Topics);
"MSi
Dl — Select «33 — позволяет осуществить выбор объектов. Является режимом, используемым по умолчанию;
D2 — Place IEEE Symbols 'Щ — позволяет разместить на объекте символ
стандарта IEEE. Эквивалентно команде IEEE Symbol из меню Place
(PrE-A5.IEEE Symbol);
D3 — Place pin j j — размещает выводы элемента. Эквивалентно команде
Pin из меню Place (PrE-A5.Pin);
D4 — Place pin array 811 — размещает массив выводов элемента. Эквивалентно команде Pin Array из меню Place (PrE-A5.Pin Array);
D5 — Place a line .^::J — позволяет провести прямую линию. Эквивалентно
команде Line из меню Place (PrE-A5.Line);
D6 — Place polyline or polygon i£j — позволяет провести ломаную линию.
Одновременное удерживание при этом клавиши Shift позволяет провести ее под
любым углом. Эквивалентно команде Polyline из меню Place (PrE-A5.Polyline);
D7 — Place a rectangle or square JBJ — позволяет рисовать многоугольники.
Одновременное удерживание при этом клавиши Shift позволяет менять их форму. Эквивалентно команде Rectangle из меню Place (PrE-A5.Rectangle);
D8 — Place an ellipse or circle Ф| — позволяет рисовать эллипсы, при нажатой клавише Shift — круги. Эквивалентно команде Ellipse из меню Place
(PrE-A5.Ellipse);
D9 — Place a circular arc ||j — позволяет рисовать дугу. Эквивалентно
команде Arc из меню Place (PrE-A5.Arc);
D10 — Place text jfej — позволяет разместить на схеме текстовые метки.
Эквивалентно команде Text из меню Place (PrE-A5.Text).
7. Редактор SE:
A l — File — содержит группу команд, отвечающих за работу с файлом, в котором создан генератор сигналов;
А2 — Edit — содержит группу команд, отвечающих за навигацию по генератору сигналов;
43
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
A3 — Stimulus — содержит группу команд, отвечающих за создание новых
генераторов сигналов;
А4 — Plot — содержит группу команд, отвечающих за введение графической
информации при построении генератора сигналов по характеристикам;
А5 — View — содержит группу команд, отвечающих за сервисные функции
визуального отображения генераторов сигналов;
А6 — Tools — содержит группу команд, отвечающих за служебную информацию при создании генераторов сигналов;
А7 — Window — содержит группу команд, позволяющих осуществлять ротацию информации о библиотеке на экране;
А8 — Help — содержит группу команд, позволяющих получить справочную
информацию;
81 - - Create a new stimulus file Of — создает новый генератор сигналов.
Эквивалентно команде New из меню File (SE-Al.New);
82 — Open stimulus library Шй — открывает существующую библиотеку генераторов сигналов. Эквивалентно команде Open из меню File (SE-Al.Open);
83 — Save current stimulus library jpg — сохраняет текущую библиотеку генераторов сигналов. Эквивалентно команде Save из меню File (SE-Al.Save);
84 -- Print plots li$ - печатает активное окно. Подобно команде Print из
меню File (SE-A1.Print);
85 -- Zoom in on graph location Щ — увеличивает масштаб окрестности
клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде In
из меню View (SE-A5.In);
86 -- Zoom out on graph location \~^i - уменьшает масштаб окрестности
клика левой клавиши «мыши» с дискретным шагом. Эквивалентно команде
Out из меню View (SE-A5.Out);
87 — Zoom in on selected area of plot 1Д — отображает на экране выбранную область графиков. Эквивалентно команде Area из меню View (SE-A5.Area);
88 — Zoom to default view level
— отображает на экране все данные.
Эквивалентно команде Fit из меню View (SE-A5. Fit);
89 — Specify to axis settings fcj — открывает диалоговое окно Axis Settings,
позволяющее уточнить диапазоны изменения переменных координатных осей.
Эквивалентно команде Axis Settings из меню Plot (SE-A4.Axis Settings);
BIO — Create a new stimulus "J-sJ — открывает диалоговое окно New Stimulus, позволяющее создать новый генератор сигналов. Эквивалентно команде
New из меню Stimulus (SE-A3.New);
Bll — Add stimuli to the current plot Щ — открывает диалоговое окно Get
Stimulus, которое позволяет добавить генератор сигналов в окно. Эквивалентно
команде Get из меню Stimulus (SE-A3.Get);
В12 — Edit the attributes of the selected object |§| — открывает диалоговое
окно Edit Digital Transition, которое позволяет редактировать значения и на44
\
2.4. Пример применения языка EUL
стройки выбранного источника. Эквивалентно команде Attributes из меню Edit
(SE-A2.Attributes);
813 — Add a new point of transition to the stimulus Щ — добавляет новую
точку на кривую сигнала. Эквивалентно команде Add из меню Edit
(SE-A2.Add);
814 — Digital value to use then adding transition [0
бавляет точку изменения состояния для цифрового сигнала.
— до-
2.4. Пример применения языка EUL
В качестве примера применения языка EUL рассмотрим задачу нахождения
локального максимума на участке с псевдонимом X осциллограммы, обозначенной псевдонимом Y, полученной в результате моделирования некоторой
схемы в окне редактора PSpice.
На языке EUL решение данной задачи описывается следующим предложением:
PS-'Y'-C3-<'X'>-C13-C18>1
Целесообразны следующие пояснения:
1. На данном этапе общения со средой OrCAD 9.2 пользователь находится в
окне PSpice, где имеются одна или несколько осциллограмм, полученных в результате моделирования некоторой схемы, чему соответствует идентификатор
PS, с которого начинается предложение.
2. Знак препинания «-» соответствует операции перехода к следующей
команде.
3. Знак препинания «"», в которые заключен идентификатор, обозначающий псевдоним Y, указывает пользователю на необходимость выбора осциллограммы Y.
4. Знак препинания «-» соответствует операции перехода к следующей
команде.
5. Команда СЗ (Zoom Area) указывает пользователю на необходимость кликнуть левой клавишей манипулятора «мышь» на пиктограмме ™ I .
6. Знак препинания «-» соответствует операции перехода к следующей
команде.
7. Знак препинания «< >», в которые заключен знак препинания «"», в которые заключен идентификатор, обозначающий псевдоним X, указывает пользователю на необходимость выделения области с псевдонимом X путем нажатия левой клавиши манипулятора «мышь» на окне с осциллограммой с псевдонимом Y и последующим передвижением курсора манипулятора «мышь» до
границ области с псевдонимом X, подлежащей выделению.
8. Знак препинания «-» соответствует операции перехода к следующей
команде.
45
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
9. Команда С13 (Toggle Cursor) указывает пользователю на необходимость
кликнуть левой клавишей манипулятора «мышь» на пиктограмме £Т| •
10. Знак препинания «-» соответствует операции перехода к следующей
команде.
11. Команда CIS (Cursor Max) указывает пользователю на необходимость
кликнуть левой клавишей манипулятора «мышь» на пиктограмме Ян .
12. Знак препинания «-» соответствует операции перехода к следующей
команде.
13. Знак препинания «I» указывает на конец предложения, написанного на
языке EUL, и завершение выполнения задачи.
46
3. Проект в OrCAD Capture
Пирог, ножи и вилки тут,
,
Но что-то гости не идут...
Д. Хармс, Н. Гернет,
«Очень-очень вкусный пирог»
Задание на моделирование в среде OrCAD 9.2 оформляется в виде проекта
(Project) и является первым этапом моделирования.
Project (проект) включает в себя Design (создаваемую часть проекта, содержащую схему и Cache (кэш) — перечень, в который последовательно заносятся
элементы, используемые в модели) и Libraries (библиотеки) — подключаемую
часть проекта.
Перед созданием проекта необходимо четко и однозначно поставить задачу
моделирования и сформулировать цель, которую вы хотите достигнуть. После
этого необходимо вычертить электрическую принципиальную схему модели,
которая, вообще говоря, может отличаться от электрической принципиальной
схемы моделируемого устройства. Необходимо тщательно продумать схему модели, обеспечивающей достижение поставленной цели. Возможно, удастся сделать некоторые упрощения, иногда очень существенные, которые позволят решить задачу без ненужного усложнения модели, что может заметно сократить
время на отладку модели и собственно моделирование по сравнению с прямым
переносом электрической принципиальной схемы моделируемого устройства в
схему модели.
Необходимо убедиться в доступности моделей всех элементов, применяемых в электрической принципиальной схеме модели. Под доступностью понимается наличие модели в стандартных библиотеках OrCAD 9.2, возможность
нахождения модели в фирменных материалах производителей электронных
компонентов и ее подключение в стандартные библиотеки, поиск аналога необходимого вам элемента, модель которого имеется, либо разработка собственной модели. В некоторых случаях возможно для получения приемлемой модели элемента заменить в существующей модели аналогичного элемента некоторые параметры (данный подход будет обсужден в последующих разделах).
Необходимо также решить вопрос о целесообразности выбора планарного
или иерархического проекта. Обычно иерархический проект выбирается в случае большой размерности схемы, когда ее трудно просмотреть на экране дисплея или листе бумаги разумных размеров. Кроме этого, иерархический проект
целесообразно создавать в случае, если в схеме имеется большое количество
однотипных блоков.
47
3. Проекта OrCAD Capture
В проекте задаются все возможные режимы моделирования, оформления и
выдачи соответствующей информации. Грамотное и полное использование
всех возможностей среды OrCAD 9.2, которые фактически задаются в проекте,
позволяет существенно облегчить моделирование, расширить класс моделируемых систем и сэкономить время пользователя.
Ниже принимается по умолчанию, что среда OrCAD 9.2 установлена по адресу: "C:\Program Files\OrCAD". Все примеры рассмотрены с учетом этого адреса. В случае, если на вашем компьютере среда OrCAD 9.2 установлена по
другому адресу, следует во всех рецептах заменить этот адрес на ваш.
3.1. Проект: его свойства
и функциональные характеристики
При создании проекта пользователю предоставляется возможность выбора
масштаба (формата) изображения модели, создания стандартных рамок и угловых штампов, выбора шрифтов для текстовой информации, широкие возможности цветового оформления проекта, получения различных протоколов и отчетов, содержащих информацию о созданном проекте.
Каждый проект в среде OrCAD 9.2 должен иметь адрес его расположения на
дисковом накопителе и уникальное имя. Целесообразно для последующего сокращения времени поиска необходимого проекта присваивать ему имя, которое ассоциируется с сутью решаемой задачи, типом схемы модели и т. д.
3.1.1. Бланк проекта
Первым этапом создания проекта является выбор типа проекта, который
при моделировании определяется используемой элементной базой. Возможны следующие варианты типов проекта: Analog or Mixed A/D (аналоговый
или смешанный аналого-цифровой проект для моделирования), PC Board
Wizard (проектирование печатных плат) и Schematic (проект для создания
принципиальной схемы без ее моделирования). В данной работе рассматриваются проекты типа Analog or Mixed A/D. Для проектов типа Schematic
справедливыми являются все те рецепты, которые касаются создания принципиальных схем моделей.
3.1.1.1. Создание бланка планарного проекта
Задача.
Для проекта с псевдонимом X создать бланк планарного проекта.
Решение.
DM — A2.New.Project.Name->'X', OK — Create PSpice Project, Create a blank
project, OKi
48
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
3.1.1.2. Создание бланка иерархического проекта
Задача.
Для проекта с псевдонимом X создать бланк иерархического проекта.
Решение.
DM — A2.New.Project.Name->'X', OK — Create PSpice Project, Create based
upon an existing project A hierarchical.opj, OKi
3.1.1.3. Открытие существующего проекта
Задача.
Существует проект с псевдонимом X на дисковом накопителе. Следует открыть его программой Capture.
Решение.
DM — А2.Project, Имя файла (Filename)->'X ! , Открыть (Open)!
3.1.1.4. Генерация новой создаваемой части проекта
Задача.
Сгенерировать новую создаваемую часть проекта.
Решение.
DM — A2.New.Designi
3.1.1.5. Создание новой страницы в проекте
Задача.
Создать в проекте с псевдонимом X новую страницу с псевдонимом Y.
Решение.
DM - 'X.dsn', SCHEMATICl - A3.New Schematic Page, Name->'Y', OKI
3.1.1.6. Создание новой библиотеки в проекте
Задача.
Создать в проекте новую библиотеку.
Решение.
DM — A2.New.Library4
3.1.1.7. Открытие существующей создаваемой части проекта
Задача.
Открыть существующую создаваемую часть проекта с псевдонимом X.
Решение.
DM — А2.Open.Design, Имя файла (Filename)->'X', Открыть (Open)l
49
3. Проекте OrCAD Capture
3.1.1.8. Открытие существующей страницы проекта
Задача.
В проекте под псевдонимом X открыть существующую страницу проекта с
псевдонимом Y.
Решение.
DM - 'X.dsn', SCHEMATIC T'Y'I
3.1.1.9. Открытие существующей библиотеки
Задача.
Открыть существующую библиотеку с псевдонимом X.
Решение.
DM — А2.Open.Library, Имя файла (Filename)->'X', Открыть (Ореп)4
3.1.1.10. Добавление файла в проект
Задача.
Добавить в проект файл с псевдонимом X.
Решение.
DM — Design Resources [Library] [Outputs] [Referenced Projects] — A4.Project,
Имя файла (Filename)->'X', Открыть (Ореп)43.1.1.11. Удаление файла из проекта
Задача.
Удалить из проекта файл с псевдонимом X.
Решение.
DM -'X', "Del"4
3.1.1.12. Переход из Capture в текстовый редактор
Задача.
Перейти из Capture в текстовый редактор.
Решение.
DM [РЕ] - A2.New.Text File!
3.1.1.13. Создание VHDL-файла
Для описания цифровых устройств широко используется язык высокого
уровня VHDL. Среда OrCAD 9.2 позволяет создавать файлы на этом языке.
Задача.
Создать VHDL-файл.
Решение.
DM [РЕ] - A2.New.VHDL Filei
50
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
3.1.1.14. Открытие VHDL-файла
Задача.
Открыть VHDL-файл с псевдонимом X.
Решение.
DM[PE] - A2.Open.VHDL File, Имя файла (Filename)->'X', Открыть
(Open)l
•
3.1.1.15. Архивация проекта
Задача.
Заархивировать проект в директорию под псевдонимом X.
•
Решение.
DM — A2.Archive Project, Archive Directory"'X', OKI
3.1.1.16. Экспортирование создаваемой части проекта
в формат EDIF
Среда OrCAD 9.2 позволяет осуществлять обмен моделями с другими системами моделирования. Формат EDIF (Electronic Data Interchange Format) является стандартным форматом баз данных электрических схем и списков их соединений для обмена между разными средами моделирования.
Задача.
Экспортировать создаваемую часть проекта в формат EDIF.
Решение.
DM — A2.Export Design, EDIF, OKI
.
3.1.1.17. Импортирование создаваемой части проекта
из формата EDIF
Задача.
Импортировать создаваемую часть проекта из формата EDIF.
_
Решение.
DM — А2. Import Design, EDIF, OKI
3.1.1.18. Сохранение проекта
Задача.
Сохранить проект с псевдонимом X на дисковом накопителе.
Решение.
DM — A2.SaveAs, Имя файла (Filename)->'X', Сохранить (Save)l
ш
3. Проект в OrCAD Capture
3.1.1.19. Закрытие проекта
Задача.
Закрыть проект.
Решение.
DM — A2.Close Project^
3.1.1.20. Выход из Capture
Задача.
Выйти из Capture.
Решение.
DM - A2.Exit4
3.1.2. Оформление проекта
На втором этапе работы над проектом производится его оформление на
стандартных форматах АО...А4 или на формате, заданном пользователем. На
листе могут помещаться внешняя и внутренняя рамки, пространство между которым»! делится на поля и обозначается цифрами или буквами в определенном
порядке, угловой штамп и сетка для фиксации элементов создаваемой модели
относительно определенных координатных точек. Пользователь по своему желанию может создать свою рамку и угловой штамп.
3.1.2.1. Визуализация внешней рамки проекта
Задача.
Визуализировать внешнюю рамку проекта.
Решение.
РЕ — А9.Schematic Page Properties, Grid Reference, Border Visible, Displayed->'V, OKi
3.1.2.2. Девизуализация внешней рамки проекта
Задача.
Девизуализировать внешнюю рамку проекта.
Решение.
РЕ — РЕ — А9.Schematic Page Properties, Grid Reference, Border Visible, Displayed->' ', OKi
3.1.2.3. Визуализация рамки проекта при рисовании
принципиальной схемы
Задача.
Визуализировать рамку проекта.
52
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
Решение.
РЕ - A4.Grid Referenced 'л/' - OKI
3.1.2.4. Девизуализация рамки проекта при рисовании
принципиальной схемы
'
Задача.
Девизуализировать рамку проекта.
Решение.
РЕ - A4.Grid Referenced '
' - OKI
Замечание.
По умолчанию рамка присутствует.
3.1.2.5. Установка толщины горизонтальных линий рамки
Задача.
Установить толщину горизонтальных линий рамки равную 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Grid Reference, Horizontal, Width->'X', OKI
; .
Sf- ' •
•
3.1.2.6. Установка толщины вертикальных линий рамки
Задача.
Установить толщину вертикальных линий рамки равную 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Grid Reference, Vertical, Width->'X', OKI
3.1.2.7. Установка количества межрамочных полей
между горизонтальными линиями
Задача.
Поделить пространство между горизонтальными линиями на 'X' межрамочных полей.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Grid Reference, Horizontal, Count->'X', OKI
3.1.2.8. Установка количества межрамочных полей
между вертикальными линиями
Задача.
Поделить пространство между вертикальными линиями на 'X' межрамочных полей.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Grid Reference, Vertical, Count->'X', OKI
53
3. Проект в OrCAD Capture
3.1.2.9. Буквенное обозначение межрамочных полей
между горизонтальными линиями
Задача.
Обозначить межрамочные поля между горизонтальными линиями буквами.
Решение.
РЕ _ A9.Design Template, Grid Reference, Horizontal, Alphabetic->V, OKI
3.1.2.10. Буквенное обозначение межрамочных полей
между вертикальными линиями
Задача.
Обозначить межрамочные поля между вертикальными линиями буквами.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Grid Reference, Vertical, Alphabetic->'•', OKI
3.1.2.11. Цифровое обозначение межрамочных полей
между горизонтальными линиями
Задача.
Обозначить межрамочные поля между горизонтальными линиями цифрами.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Grid Reference, Horizontal, Numeric->V, OKI
3.1.2.12. Цифровое обозначение межрамочных полей
между вертикальными линиями
Задача.
Обозначить межрамочные поля между вертикальными линиями цифрами.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Grid Reference, Vertical, Numeric->V, OKI
3.1.2.13. Обозначение межрамочных полей между
горизонтальными линиями по восходящей
Задача.
Обозначить межрамочные поля между горизонтальными линиями по восходящей.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Grid Reference, Horizontal, Ascending->V, OKI
3.1.2.14. Обозначение межрамочных полей между
горизонтальными линиями по нисходящей
Задача.
Обозначить межрамочные поля между горизонтальными линиями по нисходящей.
54
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Grid Reference, Horizontal, Descending->V, OKI
3.1.2.15. Обозначение межрамочных полей между
вертикальными линиями по восходящей
Задача.
Обозначить межрамочные поля между вертикальными линиями по восходящей.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Grid Reference, Vertical, Ascending->V, OKI
3.1.2.16. Обозначение межрамочных полей между
вертикальными линиями по нисходящей
Задача.
Обозначить межрамочные поля между вертикальными линиями по нисходящей.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Grid Reference, Vertical, Descending->V, OKI
3.1.2.17. Установка в качестве рамки проекта
стандартной рамки ANSI
Задача.
Установить в качестве рамки проекта стандартной рамки ANSI.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Grid Reference, ANSI grid references->'V', OKI
3.1.2.18. Визуализация углового штампа
Задача.
Визуализировать угловой штамп.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Grid Reference, Title Block Visible, Displayed->4',
OKI
3.1.2.19. Девизуализация углового штампа
Задача.
Девизуализировать угловой штамп.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Grid Reference, Title Block Visible, Displayed->' ',
OKI
55
3. Проект в OrCAD Capture
3.1.2.20. Визуализация сетки при рисовании
принципиальной схемы
Задача.
Визуализировать сетку при рисовании принципиальной схемы.
Решение.
РЕ - A4.Grid-> Ч' - OKI
3.1.2.21. Девизуализация сетки
при рисовании принципиальной схемы
Задача.
Девизуализировать сетку при рисовании принципиальной схемы.
Решение.
РЕ - A4.Grid-> '
' - OKI
Замечание.
По умолчанию сетка присутствует.
3.1.2.22. Отключение привязки к сетке
Задача.
Отключить привязку схемы к узлам сетки.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Grid Display, Pointer snap to grid->' 'I
Замечание.
По умолчанию схема привязана к узлам сетки.
3.1.2.23. Настройка типа линии
Задача.
Выбрать линию типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Preferences.Miscellanneous, Schematic Page Editor, Line Style and
Width A ) X', OKI
3.1.2.24. Настройка вида заливки
Задача.
Выбрать заливку типа 'X'.
Решение.
A
РЕ — A9.Preferences.Miscellanneous, Schematic Page Editor, Fill Style 'X',
OKI
56
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
3.1.2.25. Установка опций редактора текста
Задача.
Перейти в режим установки опций редактора текста.
'•
Решение.
РЕ — A9.Preferences.Text Editorl
3.1.2.26. Восстановление умолчаний при работе с редактором текста
Задача.
Восстановить умолчания в установках опций редактора текста.
Решение.
РЕ — A9.Preferences.Text Editor, Reset, OKI
3.1.2.27. Настройка типа линии в редакторе элементов
Задача.
Выбрать линию типа 'X'.
-
Решение.
РЕ — A9.Preferences.Miscellanneous, Part and Symbol Editor, Line Style and
WidthT'X', OKI
3.1.2.28. Настройка вида заливки элемента
в редакторе элементов
Задача.
Выбрать заливку элемента типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Preferences.Miscellanneous, Part and Symbol Editor, Fill StyleA'X',
OKI
3.1.2.29. Включение выделения элементов схемы,
пересекаемых линией выделения
Задача.
Включить режим выделения элементов схемы, пересекаемых границей выделения.
Решение.
РЕ — A9.Preferences.Select, Schematic Page Editor, Area Select, Intersecg->'«'|
Замечание.
По умолчанию данный режим является включенным.
57
3. Проект в OrCAD Capture
3.1.2.30. Отключение выделения элементов схемы,
пересекаемых линией выделения
Задача.
Отключить режим выделения элементов схемы, пересекаемых границей выделения.
Решение.
РЕ — A9.Preferences.Select, Schematic Page Editor, Area Select, Fully Enclosed^ '•'!
Замечание.
По умолчанию включенным является режим выделения элементов схемы,
пересекаемых границей выделения.
3.1.2.31. Визуализация в проекте «невидимых» выводов элементов
Задача.
Визуализировать в проекте под псевдонимом X «невидимые» выводы элементов.
Решение.
DM — 'X.dsn' — А10.Design Properties, Miscellaneous, Display Invisible Power
Pins->'V', OKI
3.1.2.32. Девизуализация в проекте «невидимых» выводов элементов
Задача.
Девизуализировать в проекте под псевдонимом X «невидимые» выводы элементов.
Решение.
DM — 'X.dsn' — А10.Design Properties, Miscellaneous, Display Invisible Power
Pins->' ', OKI
3.1.2.33. Просмотр выходных данных страницы проекта
Задача.
Просмотреть выходные данные (дата создания, дата изменения, число страниц проекта) страницы проекта.
Решение.
РЕ — А9.Schematic Page Properties, Miscellaneousl
3.1.3. Панели инструментов
При создании проекта и моделировании используются следующие панели
инструментов: Tool Palette — панель инструментов редактирования схемы, которая включает элементы от РЕ.Е1 до РЕ.Е19 (см. раздел 2.3), Toolbar — панель
инструментов, которая включает элементы от РЕ.В1 до РЕ.С14 (см. раздел 2.3)
58
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
и Status Bar — строку состояния, находящуюся внизу экрана и несущую информацию о местоположении курсора на панели инструментов. Панель инструментов, содержащая элементы от РЕ — Dl до РЕ — D15, является статичной.
3.1.3.1. Включение панели инструментов режима
редактирования схем
Задача.
Включить панель инструментов режима редактирования схем.
Решение.
РЕ - A4.Tool Palette->'V4
3.1.3.2. Отключение панели инструментов режима
редактирования схем
Задача.
Выключить панель инструментов режима редактирования схем.
Решение.
РЕ - A4.Tool Palette->' Ч
3.1.3.3. Отключение панели инструментов
Задача.
Выключить панель инструментов.
Решение.
РЕ - A4.Toolbar->' Ч
3.1.3.4. Включение панели инструментов
Задача.
Включить панель инструментов.
Решение.
РЕ - A4.Toolbar->'V'l
3.1.3.5. Отключение строки состояния
Задача.
Отключить строку состояния.
Решение.
РЕ - А4.Status Bar->' '43.1.3.6. Включение строки состояния
•
Задача.
Включить строку состояния.
59
3. Проект в OrCAD Capture
Решение.
РЕ - A4.Status
3.1.4. Шрифты
При работе в среде OrCAD 9.2 стандартным является использование шрифтов, инсталлированных в Windows. He рекомендуется при обозначениях файлов, библиотек и т. д. применять кириллицу.
3.1.4.1. Изменение шрифтов в Capture
Задача.
Изменить шрифт в Capture на шрифт с псевдонимом X
Решение.
РЕ - A9.Preferences, Text Editor, 8е1.Шрифт (Font) A 'X', OK, OKi
3.1.4.2. Изменение размера шрифта в Capture
Задача.
Изменить размер шрифта в Capture на X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Text Editor, Set-Размер (Size) A 'X', OK, OKI
3.1.4.3. Выбор типа шрифта для наименования подводов
проводов к шине
Задача.
Выбрать для наименования подводов проводов к шине шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Fonts, Alias"'X', OKJ,
x
3.1.4.4. Выбор типа шрифта для закладок
Задача.
Выбрать для закладок шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Fonts, Bookmark A 'X', OK4
3.1.4.5. Выбор типа шрифта для текста рамки
Задача.
Выбрать для текста рамки шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Fonts, Border ТехГ'Х',
60
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
Замечание.
Нормативные российские и зарубежные документы в ряде случаев требуют
выполнения текстовых надписей, примыкающих к рамке, ограничивающей поле
формата. Данный рецепт позволяет выбрать шрифт для этих текстовых надписей.
3.1.4.6. Выбор типа шрифта для иерархических блоков
Задача.
Выбрать для иерархических блоков шрифт типа 'X'.
Решение.
A
РЕ — A9.Design Template, Fonts, Hierarchical Block 'X', OKI
3.1.4.7. Выбор типа шрифта для наименований
электрических соединений
Задача.
Выбрать для наименований электрических соединений шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Fonts, Net Name A 'X', OKI
3.1.4.8. Выбор типа шрифта для соединителя страниц
Задача.
Выбрать для соединителя страниц шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Fonts, Off-Page Connected'X', OKI
3.1.4.9. Выбор типа шрифта для позиционных
обозначений элементов
Задача.
Выбрать для позиционных обозначений элементов шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Fonts, Part Reference A 'X', OKI
3.1.4.10. Выбор типа шрифта для номиналов элементов
Задача.
Выбрать для номиналов элементов шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Fonts, Part Value"'X', OKI
3.1.4,11. Выбор типа шрифта для наименований выводов
Задача.
Выбрать для наименований выводов шрифт типа 'X*.
6/
3. Проекте OrCAD Capture
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Fonts, Pin Name A 'X', OKI
3.1.4.12. Выбор типа шрифта для номеров выводов
Задача.
Выбрать для номеров выводов шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Fonts, Pin Number A 'X', OKI
3.1.4.13. Выбор типа шрифта для портов
Задача.
Выбрать для портов шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Fonts, PorT'X', OKI
3.1.4.14. Выбор типа шрифта для текста
символов «О» и «1» ($D_HI, $D_LO)
Задача.
Выбрать для текста символов «О» и «1» шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Fonts, Power ТехГ'Х', OKI
3.1.4.15. Выбор типа шрифта для текста свойств
Задача.
Выбрать для текста свойств шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Fonts, Property A 'X', OKI
3.1.4.16. Выбор типа шрифта для текстовых меток
Задача.
Выбрать для текстовых меток шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Design Template, Fonts, ТехГ'Х', OKI
3.1.4.17. Выбор типа шрифта для текста углового штампа
Задача.
Выбрать для текста углового штампа шрифт типа 'X'.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Fonts, Title Block Text A 'X', OKI
62
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
3.1.4.18. Выбор шрифта протокола обработки информации
Задача.
Выбрать для протокола обработки информации шрифт 'X'.
Решение.
РЕ — А9.Preferences.Miscellaneous, Session Log, Роп1Л'Х', OK.4-
3.1.5. Цветовое оформление
Для улучшения выразительных свойств проекта среда OrCAD 9.2 предлагает
перечень цветов, которые могут использоваться для выделения элементов, текстовых меток, заливок объектов и т. д.
3.1.5.1. Выбор цвета линии
Задача.
Выбрать для линии цвет 'X'.
Решение.
РЕ — А9. Preferences.Miscellaneous, Schematic Page Editor, Со1огЛ'Х', OK43.1.5.2. Выбор цвета подвода провода к шине
Задача.
Установить для подводов проводов к шине цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Alias, Alias Со!огЛ'Х'1
3.1.5.3. Выбор цвета заднего фона (Background) схемы
Задача.
Установить для заднего фона схемы цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Background, Background Со1огЛ'Х'>1
3.1.5.4. Выбор цвета закладок
Задача.
Установить для закладок цвет с псевдонимом X.
Решение.
A
РЕ — А9. Preferences, Colors/Print, Bookmark, Bookmark Color 'X'i
3.1.5.5. Выбор цвета шин
Задача.
Установить для шин цвет с псевдонимом X.
63
3. Проекте OrCAD Capture
Решение.
РЕ — А9. Preferences, Colors/Print, Bus, Bus Color A 'X'i
3.1.5.6. Выбор цвета площади соединения
Задача.
Установить для площади соединения цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9. Preferences, Colors/Print, Square Connection, Square Connection Co-
3.1.5.7. Выбор цвета свойств экрана
Задача.
Установить для свойств экрана цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9. Preferences, Colors/Print, Display Properties, Display Properties Co1огЛ'ХЧ
3.1.5.8. Выбор цвета маркеров ошибок
Задача.
Установить для маркеров ошибок цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9. Preferences, Colors/Print, DRC Marker, DRC Marker Color A 'X'l
3.1.5.9. Выбор цвета графики комментариев
Задача.
Установить для графики комментариев цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9. Preferences, Colors/Print, Graphics, Comment Graphics Со1огЛ'Х'43.1.5.10. Выбор цвета сетки
Задача.
Установить для сетки цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Grid, Grid Со1огЛ'ХЧ
3.1.5.11. Выбор цвета иерархического блока
Задача.
Установить для иерархического блока цвет с псевдонимом X.
64
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Hierarchical Block, Hierarchical Block Co1огл'Х'1
3.1.5.12. Выбор цвета наименования иерархического блока
.
Задача.
Установить для наименования иерархического блока цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Hier. Block Name, Hierarchical Block Name
Color A 'X'l
3.1.5.13. Выбор цвета вывода иерархического блока
Задача.
Установить для вывода иерархического блока цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Hierarchical Pin, Hierarchical Block Port
CoIorA'X4
3.1.5.14. Выбор цвета иерархического порта
Задача.
Установить для иерархического порта цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Hierarchical Port, Hierarchical Port Co1огЛ'Х'4
'.
3.1.5.15. Выбор цвета текста иерархического порта
Задача.
Установить для текста иерархического порта цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9. Preferences, Colors/Print, Hierarchical Port Text, Hierarchical Port
Text Color"'X'i
3.1.5.16. Выбор цвета узла соединения пересекающихся проводов
Задача.
Установить для узла соединения пересекающихся проводов цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Junction, Junction Со1огЛ'Х'465
3. Проект в OrCAD Capture
3.1.5.17. Выбор цвета символа отсутствия соединения
Задача.
Установить для символа отсутствия соединения цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, No Connect, No Connect Color'ХЧ
3.1.5.18. Выбор цвета соединителя страниц
Задача.
Установить для соединителя страниц цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Off-Page Connector, Off-Page Connector
A
CoIor 'X'l
3.1.5.19. Выбор цвета текста соединителя страниц
Задача.
Установить для текста соединителя страниц цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Off-Page Cnctr Text, Off-Page Connector
Text Color'X'l
3.1.5.20. Выбор цвета корпуса элемента
Задача.
Установить для корпуса элемента цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Part Body, Part Body ColorA'X'l
3.1.5.21. Выбор цвета рамки корпуса элемента (в Part Editor)
Задача.
Установить для рамки корпуса элемента цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Part Body Rectangle, Part Body Rectangle
Color'X'l
3.1.5.22. Выбор цвета позиционного обозначения элемента
Задача.
Установить для позиционного обозначения элемента цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Part Reference, Part Reference Со1оГ'Х'4
66
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
3.1.5.23. Выбор цвета значения элемента
Задача.
Установить для значения элемента цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Part Value, Part Value Со1огЛ'ХЧ
3.1.5.24. Выбор цвета выводов элемента
Задача.
Установить для выводов элемента цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Pin, Pin Color A 'X'l
3.1.5.25. Выбор цвета наименования выводов элемента
Задача.
Установить для наименования выводов элемента цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Pin Name, Pin Name Coh>r A 'X'i
j
3.1.5.26. Выбор цвета номеров выводов элемента
Задача.
Установить для номеров выводов элемента цвет с псевдонимом X'.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Pin Number, Pin Number ColorA'X'4
3.1.5.27. Выбор цвета символов «О» и «1» ($D_HI, $D_LO)
Задача.
Установить для символов «О» и «I» цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Power, Power Со1огЛ'Х'1
3.1.5.28. Выбор цвета текста символов
«О» и «1» ($D_HI, $D_LO)
Задача.
Установить для текста символов «О» и «1» цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Power Text, Power Text Со1огЛ'ХЧ
67
3. Проект в OrCAD Capture
3.1.5.29. Выбор цвета элементов, находящихся
в выделяемой области
Задача.
Установить для элементов, находящихся в выделяемой области, цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Selection, Selection Со1огЛ'Х'4
3.1.5.30. Выбор цвета текста на схеме
Задача.
Установить для текста, находящегося на схеме, цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Text, Text Со1огЛ'Х'1
3.1.5.31. Выбор цвета углового штампа
Задача.
Установить для углового штампа цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Title Block, Title Block ColorA'X4
3.1.5.32. Выбор цвета текста углового штампа
Задача.
Установить для текста углового штампа цвет с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A9.Preferences, Colors/Print, Title Text, Title Text Color"'X'i
3.1.5.33. Выбор цвета провода
Задача.
Установить для провода цвет с псевдонимом X.
Решение.
Л
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Wire, Wire Со1ог 'Х'43.1.5.34. Восстановление умолчаний при выборе цветов
Задача.
Восстановить умолчания при выборе цветов.
Решение.
РЕ — А9.Preferences, Colors/Print, Use Defaults^
68
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
3.1.6. Масштабирование областей проекта
Среда OrCAD 9.2 позволяет выбирать следующие стандартные форматы
проекта: АО, A l , А2, A3, А4, а также применять нестандартный формат с заданными размерами листа. Возможно назначение форматов с размерами листа в
дюймах — форматы А, В, С, D, Е. Кроме того, для удобства пользователей предоставляется возможность масштабирования фрагментоб формата или всего
формата в целом с определенной дискретностью или непрерывно.
3.1.6.1. Назначение формата проекта
Задача.
Выбрать формат проекта А4.
Решение.
DM — А9.Schematic Page Properties, Page Size.Units->Millimeters, New Page
Size->A4, OKI
3.1.6.2. Изменение масштабного (ZOOM) коэффициента
Задача.
Внести в качестве масштабного коэффициента X.
Решение.
РЕ — А9.Preferences.Pan and Zoom, Schematic Page Editor, Zoom Factor->'X'i
3.1.6.3. Изменение коэффициента автоскроллинга
Задача.
Внести в качестве коэффициента автоскроллинга 'X'.
Решение.
РЕ — A9.Preferences.Pan and Zoom, Schematic Page Editor, Auto Scroll Percent->'X4
.
3.1.7. Списки соединений
При описании схем широко используются два способа: графическое начертание схемы и задание схемы с помощью списка соединений. Среда OrCAD 9.2
предоставляет пользователям применение обоих способов, причем могут быть
получены несколько типов списков соединений.
3.1.7.1. Создание планарного списка соединений
Задача.
Создать планарный список соединений проекта 'X'.
69
3. Проект в OrCAD Capture
Решение.
DM — 'X.dsn' — A6.Create Netlist — OKI
Замечание.
Просмотр созданного списка соединений на экране осуществляется следующим образом: DM — 'X-schematicl.net'l
3.1.7.2. Создание иерархического списка соединений
Задача.
Создать иерархический список соединений проекта 'X'.
Решение.
DM — 'X.dsn' — А6.Create Netlist,Pspice, Options, Create Hierarchical Format
Netlist ->'V - OKI
Замечание 1.
Просмотр созданного списка соединений на экране осуществляется следующим образом: DM — 'X-schematicl.net'l
Замечание 2.
Иерархический список соединений может быть получен только для иерархического проекта.
3.1.7.3. Создание списка соединений подсхемы
Задача.
Создать список соединений подсхемы в проекте 'X'.
Решение.
DM — 'X.dsn' — А6.Create Netlist,Pspice, Options, Create Subcircuit Format
Netlist ->'V - OKI
Замечание 1.
Просмотр созданного списка соединений на экране осуществляется следующим образом: DM — 'X-schematicl.net'l
Замечание 2.
Список соединений подсхемы может быть получен только для проекта, содержащего подсхему.
•
3.1.8. Протоколы и отчеты
Описание модели и результатов моделирования несет в себе большое количество информации, пользование которой, в случае, если она не упорядочена
соответствующим образом, затруднено или практически невозможно. Среда
OrCAD 9.2 предоставляет широкие возможности сортировки и упорядочения
информации при получении осциллограмм, протоколов и отчетов.
70
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
3.1.8.1. Просмотр протокола обработки информации
(Session Log)
Задача.
Просмотреть протокол обработки информации.
Решение.
РЕ — А 10. Session Logl
3.1.8.2. Использование поиска в протоколе обработки информации
Задача.
Найти в протоколе обработки информации набор символов с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — AlO.Session Log — Edit.Find, Что->'Х', Найти далее4:
-
3.1.8.3. Сохранение протокола обработки информации
в текстовый файл
Задача.
Сохранить протокол обработки информации в текстовый файл с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — AlO.Session Log — File. Save As, Имя файла(РПепате)->'Х.1х!', Сохра-
3.1.8.4. Очистка протокола обработки информации
Задача.
Очистить протокол обработки информации.
Решение.
РЕ — AlO.Session Log — Edit. Clear Session Logi
3.1.8.5. Создание перечня элементов модели в Capture
Задача.
Создать в Capture перечень элементов проекта 'X'.
Решение.
DM — 'X' — A9.CIS Bill of Materials.Standard, OK43.1.8.6. Поиск элемента в перечне
Задача.
Найти элемент с псевдонимом X в перечне.
Решение.
DM - A4.Find, Scope, Parts->V, Find What->'X', OK471
3. Проект в OrCAD Capture
3.1.8.7. Поиск провода в перечне
Задача.
Найти провод с псевдонимом X в перечне.
Решение.
DM - A4.Find, Scope, Nets->V, Find What->'X' ; OKI
3.1.8.8. Поиск углового штампа в перечне
Задача.
Найти угловой штамп с псевдонимом X в перечне.
Решение.
DM - A4.Find, Scope, Title Blocks->V, Find What->'X', OKI
.
3.1.8.9. Поиск соединителя страниц в перечне
Задача.
Найти соединитель страниц с псевдонимом X в перечне.
Решение.
DM — A4.Find, Scope, Off-Page Connectors->V, Find What->'X', OKI
3.1.8.10. Поиск принадлежности выводов элементов проводнику
Задача.
Установить принадлежность выводов элементов проводнику с псевдонимом
X в перечне.
Решение.
DM - A4.Find, Scope, Flat Nets->V, Find What->'X', OKI
3.1.8.11. Поиск символов «О» и «1» ($D_HI, $D_LO)
или «земли» в перечне
Задача.
Найти символ «О» или «1» или символ «земля» с псевдонимом X в перечне.
Решение.
DM - A4.Find, Scope, Power/GND->V, Find What->'X', OKI
3.1.8.12. Поиск закладки в перечне
Задача.
Найти закладку с псевдонимом X в перечне.
Решение.
DM — A4.Find, Scope, Bookmark->V, Find What->'X', OKI
72
3. 1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
3.1.8.13. Поиск иерархического порта в перечне
Задача.
Найти иерархический порт с псевдонимом X в перечне.
Решение.
DM - A4.Find, Scope, Hierarchical Ports->'•', Find What->'X', OKI
3.1.8.14. Поиск текстовой метки в перечне
Задача.
Найти текстовую метку с псевдонимом X в перечне.
Решение.
DM - A4.Find, Scope, Text->V, Find What->'X', OKI
3.1.8.15. Поиск маркера ошибки в перечне
Задача.
Найти маркер ошибки с псевдонимом X в перечне.
Решение.
DM - A4.Find, Scope, DRC Marker->V, Find What->'X', OKI
Замечание.
Под псевдонимом X здесь понимается описание ошибки, полученное из
протокола обработки информации (Session Log).
3.1.8.16. Замена элемента в кэше
Задача.
В кэше проекта с псевдонимом N существует элемент с псевдонимом X. Заменить его на элемент с псевдонимом Y из библиотеки с псевдонимом Z.
Решение.
DM — 'N.dsn'.Design Cache.'X' — A3.Replace Cache, (Part Name->Y & Part
Library->Z}, OKI
3.1.8.17. Обновление кэша проекта
При попытке ввести в проект модель элемента, графическое изображение
которой отличается от уже существующего, выдается ошибка. Для того чтобы
избежать замены всех элементов этого типа, среда OrCAD 9.2 предоставляет
возможность поменять элемент в кэше.
Задача.
Обновить кэш проекта.
Решение.
DM — A3.Update Cache. Yesl
73
3. Проектв OrCAD Capture
3.1.8.18. Очистка кэша
Задача.
Убрать из кэша проекта с псевдонимом N неиспользуемые в проекте элементы.
Решение.
. DM — 'N.dsn'.Design Cache — A3.Cleanup Cache!
3.1.8.19. Создание отчета «элемент-библиотека»
Задача.
Создать отчет «элемент-библиотека» для проекта с псевдонимом X.
Решение.
DM — 'X.dsn' — A6.Cross Reference, OK — 'X.dsn', Outputs, 'X.xrf 4
3.2. Создание принципиальной схемы
3.2.1. Размещение объектов на схеме
Для создания принципиальной схемы необходимо разместить на странице
проекта элементы схемы. После размещения на схеме всех элементов необходимо соединить их проводами. Провода можно сводить в шины. По умолчанию провода и шины изображаются под прямым углом. Выбор произвольного
угла осуществляется при фиксировании клавиши Shift.
Первоначально изображение элемента может осуществляться только из соответствующей библиотеки. Одновременно с выбором из библиотеки осуществляется занесение элемента в перечень компонентов проекта (Design Cache).
В случае необходимости повторного занесения элемента в принципиальную
схему, он может выбираться как из библиотеки, так и из перечня компонентов
проекта.
Если схема рисуется без применения сетки экрана (Grid), перевод создания
схемы в режим с применением сетки не вызывает автоматической установки
узлов схемы в узлы сетки, что может привести к осложнениям при дальнейшей
работе со схемой.
3.2.1.1. Размещение элемента на изображаемой схеме
Задача.
Разместить на изображаемой схеме элемент с псевдонимом X из библиотеки
с псевдонимом Y.
Решение.
РЕ - A2.PlacePart, Libraries"'Y', PartListA'X', OK - "Left Mouse"!
74
3.2. Создание принципиальной схемы
3.2.1.2. Размещение на схеме провода
Задача.
Разместить на схеме провод.
Решение.
РЕ - AS.Wirel
3.2.1.3. Размещение на схеме наименований
выводов шины
Задача.
Разместить на схеме наименование вывода шины — 'X'.
Решение.
РЕ - А4.Р1асе Net Alias, Alias->'X', OKI
3.2.1.4. Размещение шины на схеме
Задача.
Разместить на схеме шину.
Решение.
РЕ - E5I
3.2.1.5. Обозначение соединения пересекающихся проводов
Задача.
Обозначить соединение пересекающихся проводов.
Решение.
РЕ - E6I
•
•
•
'
'
..
3.2.1.6. Маркировка подводов к шине
Задача.
Маркировать подвод к шине псевдонимом X.
Решение.
РЕ - E4.Alias->'X', OKI
3.2.1.7. Размещение на схеме символов «О» и «1»
($D_HI, $D_LO)
Задача.
Разместить на схеме символ $D_HI или $D_LO.
Решение.
РЕ - Е8, Symbol->$D_HI[$D_LO], ОК475
3. Проект в OrCAD Capture
3.2.1.8. Размещение «земли» на схеме
Задача.
Разместить на схеме элемент «земля».
Решение.
РЕ - Е9.Symbol->0, ОК43.2.1.9. Размещение на схеме иерархического блока
Задача.
Разместить на схеме иерархический блок под псевдонимом X.
Решение.
РЕ - ЕЮ, Reference->'X', OKI
3.2.1.10. Размещение на схеме иерархического порта
Задача.
Разместить на схеме иерархический порт под псевдонимом X.
Решение.
РЕ — El I, LibrariesAcapsym, Symbol->'X', OKI
3.2.1.11. Размещение на схеме иерархического вывода
Задача.
Разместить на иерархическом блоке под псевдонимом X в схеме иерархический вывод под псевдонимом Y.
Решение.
РЕ -'X' - E12,Name->'Y', OKI
3.2.1.12. Размещение на схеме соединителя страниц
Задача.
Разместить на схеме соединитель страниц.
Решение.
РЕ -Е13, Libraries A capsym, Symbol->OFFPAGELEFT-L[OFFPAGELEFT-R],
OKI
3.2.1.13. Размещение на схеме символа отсутствия соединения
В ряде случаев, например при использовании в модели микросхем, ряд выводов элементов не должен соединяться с проводом или шиной (висящий вывод). Однако наличие такого вывода идентифицируется в среде OrCAD 9.2 как
ошибка. Для того чтобы избежать этой ситуации, в среде OrCAD 9.2 предусмотрен специальный символ.
76
3.2. Создание принципиальной схемы
Задача.
Разместить на выводе элемента символ
отсутствия соединения.
н С1
Решение.
РЕ - E14i
На рис. 3.1 иллюстрируется использова-
НИ
НИС символа ОТСУТСТВИЯ Соединения.
С2
. 3.1. Иллюстрация использования
Рис
символа отсутствия соединения
3.2.1.14. Размещение на схеме прямых линий
В ряде случаев на схеме модели необходимо размещение иллюстративной
информации, не относящейся непосредственно к модели. Для этого в среде
OrCAD 9.2 предусмотрена возможность изображения некоторых графических
символов.
Задача.
Разместить на схеме прямую линию.
Решение.
РЕ - E15i
3.2.1.15. Размещение на схеме ломаных линий
Задача.
Разместить на схеме ломаную линию.
Решение.
РЕ - Е164
3.2.1.16. Размещение на схеме п-угольника
Задача.
Разместить на схеме п-угольник.
Решение.
РЕ - E17I
3.2.1.17. Размещение на схеме эллипса
Задача.
Разместить на схеме эллипс.
Решение.
PE-E18I
3.2.1.18. Размещение на схеме дуги
Задача.
Разместить на схеме дугу.
Решение.
РЕ - Е194
77
3. Проект в OrCAD Capture
3.2.1.19. Размещение на схеме текстовой метки
Задача.
Разместить на схеме текстовую метку со значением 'X'.
Решение.
РЕ - Е20.Р1асе Text->'X', OK - "LeftMouse"!
3.2.1.20. Размещение элемента из списка кэша.
Задача.
Разместить на схеме элемент 'X', имеющийся в списке кэша.
Решение.
РЕ - СГ'Х' - "Left Mouse"!
3.2.1.21. Размещение на схеме вспомогательных рисунков
Задача.
Разместить на схеме вспомогательный рисунок под псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А5.Picture, Имя файла (Filename)->'X.bmp', Открыть (Open)!
3.2.1.22. Размещение на схеме закладки
Задача.
Разместить закладку с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ — А5.Bookmark, Name->'X', OK!
3.2.1.23. Размещение на схеме индуктивно связанных
элементов
Задача.
Разместить в схеме встречно включенные индуктивности W1 и W2.
Решение.
РЕ - E2.LibrariesAAnalog, Part List A L [Part->L],OK, -> {'Wl' & 'W2'} <"W2'XRotate — Rotate!
Замечание 1.
По умолчанию индуктивности L1 и L2 включаются согласно.
Замечание 2.
В случае вертикального расположения индуктивно связанных обмоток для
их встречного включения допустимо использование функции Mirror Vertically и
недопустимо использование функции Mirror Horizontally. В случае горизонтального размещения индуктивно связанных обмоток для их встречного включения допустимо использование функции Mirror Horizontally и недопустимо использование функции Mirror Vertically.
78
3.2. Создание принципиальной схемы
Замечание 3.
Для облегчения пользователя рекомендуется в библиотеке analog.olb изменить графическое изображение индуктивности путем маркирования каким-либо символом начала обмотки.
На рис. 3.2 иллюстрируется перестановка с использованием функции Mirror
Vertically и Mirror Horizontally. Исходное состояние индуктивностей при их согласном включении приведено на рис. 3.2, а, расположение индуктивностей
после применения функции Mirror Horizontally приведено на рис. 3.2, б, после
применения функции Mirror Vertically — на рис. 3.2, в.
а)
б)
в)
Рис. 3.2. Иллюстрация к использованию функций Mirror Horizontally и Mirror Vertically
для индуктивно связанных элементов
3.2.2. Операции с объектами
Для облегчения создания схемы модели среда OrCAD 9.2 позволяет оперировать не только с элементами схемы, но и с объектами, которые понимаются
как совокупность элементов и других атрибутов схемы, не принимающих непосредственного участия в моделировании.
3.2.2.1. Выбор объекта на схеме
Задача.
Выбрать на схеме объект с псевдонимом X.
Решение.
РЕ - El - 'Х'1
t'
3.2.2.2. Выбор нескольких объектов на схеме
Задача.
Выбрать на схеме объекты с псевдонимами X и Y.
Решение.
РЕ - El - {'X' & "Ctrl") - {'У & "Ctrl"}!
Замечание.
Количество выделенных объектов может быть больше двух.
3.2.2.3. Отказ от выбора объекта
Задача.
На схеме выбран объект с псевдонимом X. Отказаться от его выбора.
Решение.
Л
РЕ - Е1 - 'X' - ' '479
3. Проект в OrCAD Capture
3.2.2.4. Отказ от выбора одного объекта
в случае выбора нескольких
Задача.
На схеме выбраны объекты с псевдонимами X и Y. Отказаться от объекта с
псевдонимом X, оставив выделенным объект с псевдонимом Y.
Решение.
РЕ - Е1 - {'X' & "Ctrl"} - {'¥' & "Ctrl"} - {'Y' & "Ctrl"}i
3.2.2.5. Выбор всех объектов в области на схеме
Задача.
Выбрать все объекты в отмеченной на схеме области с псевдонимом X.
Решение.
РЕ - Е1 - <'Х'Н
3.2.2.6. Выбор всех объектов на схеме
Задача.
Выбрать все объекты на схеме.
Решение.
РЕ - A3.Select Alii
3.2.2.7. Выбор элемента из множества элементов,
изображенных на общем поле
При создании схемы или ее редактировании может сложиться ситуация,
когда на общем поле будет изображено несколько элементов (наложение элементов). Попытка выделить один из этих элементов приводит к автоматическому выделению всех элементов этого поля. Для выделения одного элемента с
поля применяется следующий метод.
Задача.
Выбрать из множества элементов, изображенных на общем поле, элемент с
псевдонимом X.
Решение.
РЕ - 'X' - {'X' & "ТаЬ"}1
Замечание.
Операция повторяется до выделения элемента X.
3.2.2.8. Группировка нескольких выбранных объектов
Задача.
Даны два объекта с псевдонимами X и Y. Сгруппировать их в единое целое.
Решение.
РЕ - {'X' & "Ctrl"} - {'Y' & "Ctrl"} - AS.Groupl
Замечание.
Данная операция применима для количества объектов, большего двух.
80
3.2. Создание принципиальной схемы
3.2.2.9. Разгруппировка объекта, полученного
в результате группировки
Задача.
Дан объект с псевдонимом X, полученный в результате группировки нескольких объектов. Разгруппировать объект X.
Решение.
РЕ - 'X' - AS.Ungroup^
3.2.2.10. Поворот элемента на схеме на 90 градусов
по часовой стрелке
Задача.
На схеме размещен элемент под псевдонимом X. Следует повернуть его на
90 градусов по часовой стрелке.
Решение.
РЕ - 'X' - AS.Rotatel
Замечание.
Данная задача может быть также решена использованием клавиши R на
клавиатуре.
3.2.2.11. Зеркальное отображение элемента относительно
горизонтальной оси
Задача.
На схеме размещен элемент под псевдонимом X. Следует отобразить его
зеркально относительно горизонтальной оси.
Решение.
РЕ — 'X' — A3.Mirror.Horizontallyl
3.2.2.12. Зеркальное отображение элемента
относительно вертикальной оси
Задача.
На схеме размещен элемент под псевдонимом X. Следует отобразить его
зеркально относительно вертикальной оси.
Решение.
РЕ - 'X' - A3.Mirror.Verticallyl
3.2.2.13. Зеркальное отображение элемента одновременно
относительно горизонтальной и вертикальной осей
Задача.
На схеме размещен элемент под псевдонимом X. Следует одновременно
отобразить его зеркально относительно горизонтальной и вертикальной осей.
81
3. Проект в OrCAD Capture
Решение.
РЕ - 'X' - A3.Mirror.BotU
3.2.2.14. Клонирование объекта
Задача.
Дан объект с псевдонимом X. Клонировать объект 'X' (копировать объект
'X' с наследованием его свойств).
Решение.
РЕ - 'X' - "Ctrl+переместить 'Х'Ч
3.2.2.15. Изменение размеров объекта
Здесь под объектом понимается все, что изображено на схеме, за исключением элементов схемы. Объектами являются вспомогательные геометрические
элементы, провода, шины и т. п.
Задача.
Дан объект с псевдонимом X. Увеличить его размер.
Решение.
РЕ -- 'X' -- "удерживая левую клавишу мыши, двигать курсор до необходимого положения"!
3.2.2.16. Поиск элемента на схеме
Задача.
Найти элемент с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ — A3.Find, Scope, Parts->'•', Find What->'X', OKI
3.2.2.17. Поиск проводника на схеме
Задача.
Найти проводник с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ - A3.Find, Scope, Nets->V, Find What->'X', OKI
3.2.2.18. Поиск углового штампа на схеме
Задача.
Найти угловой штамп с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ — A3.Find, Scope, Title Blocks->V, Find What->'X', OKI
82
3.2. Создание принципиальной схемы
3.2.2.19. Поиск соединителя страниц на схеме
Задача.
Найти соединитель страниц с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ — A3.Find, Scope, Off-Page Connectors->V, Find What->'X', OKI
3.2.2.20. Поиск принадлежности выводов элементов
проводнику на схеме
Задача.
Установить принадлежность выводов элементов проводнику с псевдонимом
X на схеме.
Решение.
РЕ - A3.Find, Scope, Flat Nets->V, Find What->'X', OKI
3.2.2.21. Поиск символов «О», «1» ($D_HI, $D_LO)
или «земли» на схеме
Задача.
Найти символ «О», «1» или «земля» с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ - A3.Find, Scope, Power/GND->V, Find What->'X', OKI
3.2.2.22. Поиск закладки на схеме
Задача.
Найти закладку с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ - A3.Find, Scope, Bookmarks->V, Find What->'X', OKI
3.2.2.23. Поиск иерархического порта на схеме
Задача.
Найти иерархический порт с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ - A3.Find, Scope, Hierarchical Ports->V, Find What->'X', OKI
3.2.2.24. Поиск текстовой метки на схеме
Задача.
Найти текстовую метку с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ - A3.Find, Scope, Text->V, Find What->'X', OKI
83
3. Проект в OrCAD Capture
3.2.2.25. Поиск маркера ошибки на схеме
Задача.
Найти маркер ошибки с псевдонимом X на схеме.
Решение.
РЕ - A3.Find, Scope, DRC Marker->V, Find What->'X', OKi
Замечание.
Под псевдонимом X здесь понимается описание ошибки, полученное из
протокола обработки информации (Session Log).
3.2.2.26. Изменение текста на схеме
.
Задача.
Дан текст с псевдонимом X на схеме. Заменить его содержание на 'Y'.
Решение.
РЕ - 'X' - AS.Properties, Value->'Y', OKI
3.2.2.27. Соединение элементов проводами
Задача.
Соединить вывод элемента с псевдонимом X с выводом элемента с псевдонимом Y проводом.
Решение.
РЕ - AS.Wire-'XV'Left Mouse".'Y'4
3.2.2.28. Соединение проводов в шину
Задача.
Подсоединить провод к шине.
Решение.
РЕ — ЕП
Замечание.
Соединитель (Bus Entry), вызываемый по команде Е7, должен одним концом касаться провода, а вторым — шины.
3.2.2.29. Автоматическая перенумерация элементов схемы
Задача.
В некоторых случаях при создании или изменении принципиальной схемы
проекта могут появиться элементы с одинаковыми номерами. Необходимо
упорядочить их в соответствии со стандартом.
Решение.
DM — A6.Annotate, Reset references to "?", OK — OK — A6.Annotate, Incremental References update, OK — OK484
3.2. Создание принципиальной схемы
3.2.2.30. Обратная перенумерация элементов схемы
Задача.
Осуществить обратную перенумерацию элементов схемы.
Решение.
DM — A6.Back Annotate, Scope, Process entire design->V, OK^
•
3.2.3. Операции со свойствами элементов
Для изменения характеристик элемента удобно применение операций с его
свойствами.
3.2.3.1. Переименование элемента
Задача.
Элемент в схеме обозначен псевдонимом X. Изменить его обозначение на 'Y'.
Решение.
РЕ - 'X' - AS.Properties, Part Reference->'Y' - PEl
3.2.3.2. Изменение значения параметра элемента
Задача.
Элемент в схеме обозначен псевдонимом X и имеет некоторое значение параметра. Изменить значение параметра элемента на 'Y'.
Решение.
РЕ - 'X' - AS.Properties, Value->'Y'- PEi
3.2.3.3. Задание начальных условий для элемента схемы
Задача.
Задать для элемента с псевдонимом X начальное условие 'Y'.
Решение.
РЕ - 'X' - AS.Properties, IC->'Y' - PEi
Замечание.
В качестве начальных условий задаются токи индуктивностей и напряжения
на емкостях. За положительное направление токов через индуктивности и напряжений на емкостях принимаются направления от вывода с меньшим номером к выводу с большим номером.
3.2.4. Операции с библиотеками
3.2.4.1. Поиск библиотеки, содержащей элемент
с заданным именем
В связи с большим количеством библиотек в среде OrCAD 9.2 задачи поиска библиотеки, содержащей данный элемент, и определения наличия данного
85
3. Проекте OrCAD Capture
элемента в библиотеках являются нетривиальными. Среда позволяет решать
обе эти задачи.
Задача.
Найти библиотеку с псевдонимом Y, содержащую элемент с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A2.PlacePart, Part Search.Part Name->'X', Begin Searchi
Замечание 1.
В случае, если библиотека, содержащая элемент с псевдонимом X, найдена,
в окне Libraries модального окна Part Search появляется надпись X/Y.
Замечание 2.
В случае, если элемент с псевдонимом X не найден ни в одной библиотеке,
на экран выдается модальное окно предупреждений OrCAD Capture, содержащее надпись: No parts found that match the search string: 'X'.
3.2.4.2. Подключение библиотеки к проекту
Построение среды OrCAD 9.2 не позволяет занести элемент из библиотеки,
расположенной на дисковом накопителе непосредственно в проект. Для занесения элемента из библиотеки в проект, данная библиотека должна быть занесена в окно Libraries модального окна PlacePart.
Задача.
Подключить библиотеку с псевдонимом X к проекту.
Решение.
РЕ — А2.PlacePart, Add Library.'X', Открыть (Open) — OKI
3.2.4.3. Исключение библиотеки из проекта
Держать подключенной к проекту библиотеки, которые в нем не используются, нецелесообразно. В среде OrCAD 9.2 предусмотрена возможность исключения не используемых библиотек из проекта.
Задача.
Исключить библиотеку с псевдонимом X из проекта.
Решение.
РЕ — А2.PlacePart, Libraries"'X', Remove Library, OKI
3.3. Топологические ограничения
Методы анализа электрических цепей, применяемые в среде OrCAD 9.2,
ограничивают класс анализируемых схем. В табл. 3.1 приведены некоторые топологические ограничения и способы их устранения.
86
3.4. Создание профиля моделирования и установка его настроек
Таблица 3.1. Топологические ограничения и способы их устранения
Топологическое ограничение
Способ устранения
Схема с отсутствующим заземлением
Заземление любой точки схемы
Схема, включающая подсхему (или узел), отделенную только емкостными ветвями и/или
ветвями с источниками тока
Введение элемента, не являющегося емкостью
и/или источником тока, соединяющего подсхему (или узел) со схемой
Схема, включающая чисто индуктивный контур или контур, состоящий из индуктивностей
и/или источников напряжения
Введение последовательно в контур элемента,
не являющегося индуктивностью и/или источником напряжения
Схема, содержащая элемент с не подсоединенными выводами
Подсоединение всех выводов элемента или
подключение к выводу символа отсутствия соединений
Схема, состоящая из двух потенциально несвязанных подсхем
Потенциальная связь подсхем (если возможн о — с помощью заземления)
Замечание 1.
Тип и номинал вводимого в схему дополнительного элемента должны
быть такими, чтобы погрешность, вносимая при этом в работу схемы, была
допустимой.
Замечание 2.
Диагностические сообщения об ошибках, вызванных топологическими
ограничениями, часто содержат рекомендации о применении способов их
устранения.
3.4. Создание профиля моделирования
и установка его настроек
Задание на моделирование заносится в профиль моделирования (Profile),
имеющий следующие вкладки, определяющие тип анализа, используемые библиотеки, параметры моделирования, информацию, отображаемую в графических файлах:
1) General — задание имен файлов (профиля, текстового файла результатов
моделирования и файла графических данных для программы построения графиков Probe);
2) Analysis — выбор директивы моделирования;
3) Include Files — подключение внешних файлов;
4) Libraries — загрузка библиотек математических моделей;
5) Stimulus — загрузка файлов описания внешних сигналов;
6) Options — задание параметров моделирования;
7) Data Collection — выбор переменных, заносимых в файл графических
данных;
8) Probe Window — характер отображения данных в программе построения
графиков Probe.
87
3. Проект в OrCAD Capture
3.4.1. Создание профиля моделирования
Задача.
Создать профиль моделирования под псевдонимом X.
Решение.
РЕ - D2, Name->'X'l
3.4.2. Установка настроек профиля моделирования
Задача.
Установить для профиля моделирования 'X' следующие настройки:
• допустимая относительная ошибка расчета напряжений и токов — 'ХГ;
• допустимая ошибка расчета напряжений — 'Х2';
• допустимая ошибка расчета токов — 'ХЗ';
• допустимая ошибка расчета заряда — 'Х4';
• минимальная проводимость ветви цепи — 'Х5';
• максимальное количество итераций при расчетах по постоянному току
'Х6';
• максимальное количество итераций при расчете передаточных функций
по постоянному току при переходе к последующей точке — 'Х7';
• максимальное количество итераций при переходе к следующему моменту
времени -- 'Х8';
• номинальная температура — 'Х9'.
Решение.
РЕ - DT'X' - D3.Options.{RELTOL->'Xl' & VNTOL->'X2' &
ABSTOL->'X3' & CHGTOL->'X4' & GMIN->'X5' & ITLl->'X6' & ITL2->'X7'
& ITL4->'X8' & TNOM->'X9'}, OK4
3.4.3. Изменение пути поиска библиотеки
Задача.
Изменить путь поиска библиотеки на 'X'.
Решение.
РЕ - D3.Libraries, Library Path->'X', OKI
3.4.4. Подключение библиотек к проекту
Задача.
При запуске профиля моделирования выдается сообщение: ERROR:'X' is undefined^
Замечание.
Причина ошибки в том, что не подключена библиотека, содержащая элемент 'X'.
88
3.4. Создание профиля моделирования и установка его настроек
Решение.
A
РЕ — E2.Part Search, Part Name->'X', Begin Search, Library Y, OKI
PE — D3.Libraries, Filename.Browse [Filename->]: "C:\Program Files\OrCAD\Capture\ Library\PSpice\'Y'", Открыть (Open), Add to Design, OKI
3.4.5. Выдача результатов в процессе моделирования
Задача.
Настроить профиль моделирования так, чтобы осциллограммы выдавались
в процессе анализа.
Решение.
РЕ — D3.Probe Window, during simulation^'»', OKI
Замечание.
По умолчанию осциллограммы выдаются после анализа.
3.4.6. Выдача результатов после окончания
моделирования
Задача.
Настроить профиль моделирования так, чтобы осциллограммы выдавались
после окончания анализа.
Решение.
.
РЕ — D3.Probe Window, after simulation has completed->V, OKI
Замечание.
По умолчанию осциллограммы выдаются после анализа.
3.4.7. Отображение информации, соответствующей
всем щупам, расположенным на схеме
Задача.
Настроить профиль моделирования так, чтобы осциллограммы выдавались
в соответствии со всеми щупами, расположенными на схеме.
Решение.
РЕ — D3.Probe Window, Show, All markers on open schematic->'»', OKI
3.4.8. Отображение информации, соответствующей
предыдущему варианту анализа
Задача.
Настроить профиль моделирования так, чтобы осциллограммы выдавались
в соответствии с предыдущим вариантом анализа.
Решение.
РЕ — D3.Probe Window, Show, Last Plot->V, OKI
89
3. Проект в OrCAD Capture
3.4.9. Режим моделирования без выдачи осциллограмм
Задача.
Настроить профиль моделирования так, чтобы осциллограммы не выдавались.
Решение.
РЕ — D3.Probe Window, Show, Nothing->V, OKI
3.4.10. Изменение интервала продления осциллограмм
в секундах
Задача.
Настроить профиль моделирования так, чтобы изображения осциллограмм
продлевались в процессе анализа каждые 'X' секунд.
Решение,
PS — AS.Options, Auto-Update Interval, {Every ->'X' sec}->V, OKI
Замечание.
По умолчанию осциллограммы продлеваются в процессе анализа автоматически с подачей в PSpice новой порции выходных данных.
3.4.11. Изменение интервала продления осциллограмм
в процентах
Задача.
Настроить профиль моделирования так, чтобы изображения осциллограмм
продлевались в процессе анализа через каждые 'X' процентов времени.
Решение.
PS — AS.Options, Auto-Update Interval, {Every ->'X' %}->'•', OKI
Замечание.
По умолчанию осциллограммы продлеваются в процессе анализа автоматически с подачей в PSpice новой порции выходных данных.
3.4.12. Исключение из выходного файла информации,
полученной при моделировании без помощи щупов
Задача.
Настроить профиль моделирования так, чтобы исключить из выходного
файла всю информацию, кроме информации, полученной при помощи щупов.
Решение.
РЕ -- D3.Data Collection, {Voltages"At Markers Only & Currents A At Markers
Only & PowerAAt Markers Only}, OKI
90
4. Виды анализа
...отрезал кусок ананаса, посолил его, поперчил,
съел и после этого так залихватски тяпнул вторую
стопку спирта, что все зааплодировали.
М. А. Булгаков, «Мастер и Маргарита»
Среда OrCAD 9.2 предоставляет пользователям возможность производить
следующие виды анализа моделей (краткая характеристика основных видов
анализа приведена в разд. 1.3):
1) анализ по постоянному току;
2) анализ по переменному току;
3) анализ шумов;
4) анализ переходных процессов;
5) фурье-анализ;
6) параметрический анализ;
7) температурный анализ;
8) анализ разброса параметров методом Монте-Карло;
9) анализ чувствительности методом наихудшего случая;
10) анализ начального приближения;
11) анализ характеристик.
Более подробное описание перечисленных видов анализа и рецепты, позволяющие ими пользоваться, приведены в настоящей главе.
4.1. Анализ по постоянному току
Анализ по постоянному току позволяет осуществлять для анализируемой
цепи перебор источников (тока или напряжения), глобальных параметров, параметров модели или температуры в заданных диапазонах.
Начальное приближение для цепи рассчитывается для каждой перебираемой величины. Это полезно для нахождения передаточной функции усилителя,
пороговых значений «1» и «О» для логических схем и так далее.
При вычислении реакции аналоговой цепи на воздействие постоянного тока PSpice не производит временной анализ. Это осуществляется путем исключения из схемы конденсаторов, закорачивания всех индуктивностей и использования только постоянной составляющей источников напряжения и тока.
Аналогично анализируются цифровые схемы: задержки распространения сиг-
91
4. Виды анализа
нала полагаются равными нулю и значения всех источников сигналов устанавливаются в соответствии их величинам в нулевой момент времени.
Для решения уравнений цепи в PSpice используется итеративный алгоритм.
Для аналоговых цепей эти уравнения являются непрерывными, а для цифровых — логическими. Если в PSpice не достигается сходимость после определенного количества итераций, аналого-цифровые устройства приводятся к состоянию неопределенности «X» и осуществляются следующие итерации. Этот подход определяется тем, что неопределенное состояние на входе цифрового
элемента обеспечивает неопределенное состояние на его выходе и логические
уравнения всегда могут быть решены.
Если состояние цифрового узла не может быть задано в качестве известного
при итерациях по постоянному току, то его состояние устанавливается неопределенным.
В табл. 4.1 приведены минимальные требования, которым должна удовлетворять цепь при анализе по постоянному току.
Таблица 4.1. Минимальные требования к цепи при анализе
по постоянному току
Анализируемая переменная
Требования
Источник напряжения
Источник напряжения, обеспечивающий постоянную
составляющую (например VDC)
Температура
Отсутствуют
Источник тока
Источник тока, обеспечивающий постоянную составляющую (например IDC)
Параметр модели
Модель PSpice A/D (.MODEL)
Глобальный параметр
Глобальный параметр, определенный в параметрическом
блоке (.PARAM)
4.1.1. Выбор анализа по постоянному току
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать анализ по постоянному току
(DC Sweep).
Решение.
A
РЕ — D3.Analysis Type DC Sweep, OKi
4.1.2. Настройка и запуск анализа по постоянному току
Задача.
Перед анализом по постоянному току задать его настройки: анализируемую
переменную 'X', ее начальное 'Y1' и конечное 'Y2' значения, шкалу (линейную
или логарифмическую), приращение 'Z' и начать моделирование.
92
4.1. Анализ по постоянному току
Решение.
РЕ — D3.Analysis TypeADC Sweep, {Sweep Variable.Name->'X' & Sweep Type.
Start Value->'Yl' & Sweep Type. End Value->'Y2' & Sweep Type. Increment->'Z'
& Linear [Logarithmic/4Decade][LogarithmicAOctave],OK — D4-1
Замечание 1.
В качестве переменной могут фигурировать источники тока или напряжения, глобальные параметры, параметры модели и температура.
Замечание 2.
Диапазон значений переменной может быть заменен набором ее дискретных значений.
4.1.3. Пример анализа по постоянному току
В качестве примера анализа по постоянному току рассмотрим процесс
включения IGBT-транзистора типа IRG4PH50UD от источника постоянного
напряжения (см. схему на рис. 4.1, транзистор показан условно). В коллекторную цепь транзистора VT1 включено сопротивление R1 величиной 50 Ом.
R1 50
—ii—
VT1
R210
V1
0
2
1
~
irg4ph50ud
500 ~
V2
Рис. 4.1. Схема включения транзистора IRG4PH50UD при анализе по постоянному току
500V
400V
300V
200V
100V
OV
0V
2V
V(VT1:1,VT1:3)
4V
6V
8V
V V1
10V
12V
14V
16V
Рис. 4.2. Характеристика включения транзистора IRG4PHSOUD при анализе по постоянному току
93
4. Виды анализа
Транзистор запихан от источника постоянного напряжения V2 = 500 В. На затвор транзистора через сопротивление R2 величиной 10 Ом для отпирания подается напряжение от источника постоянного напряжения VI. Начальное значение напряжения (Start Value) 1 В, конечное напряжение (End Value) — 15 В,
шаг изменения напряжения (Increment) — 0,1 В.
Выходной характеристикой анализа по постоянному току в рассматриваемом
примере является величина напряжения на коллекторе транзистора при изменении напряжения затвора от 1 до 15 В с шагом 0,1 В. В результате проведения анализа удается установить, что в рассматриваемой схеме (рис. 4.1) при изменении
напряжения затвора от 1 до 4 В транзистор находится в закрытом состоянии, при
изменении напряжения от 4 до 6 В транзистор находится в активном режиме и
при напряжениях более 6 В переходит в ключевой режим (см. рис. 4.2).
4.2. Анализ по переменному току
Анализ по переменному току представляет собой определение реакции цепи
на изменение частоты. PSpice определяет малосигнальную реакцию цепи на
комбинацию входных сигналов в окрестности точки начального приближения
при условии линеаризации анализируемой цепи. При этом необходимо учитывать следующее:
Нелинейные устройства, такие как управляемые напряжением или током
ключи, преобразуются в линейные цепи в окрестности начального приближения
и, только после этого PSpice A/D производит малосигнальный линейный анализ.
Цифровые устройства сохраняют состояния, которые PSpice определяет,
рассчитывая начальное приближение.
Поскольку анализ по переменному току является линейным, определяются
только амплитуда и фаза реакции цепи; напряжение и ток не ограничиваются.
Рекомендуется производить анализ по переменному току при назначении
единичной амплитуды источника. При этом относительная величина выходного
сигнала определяется по отношению к амплитуде входного сигнала (т. е. к 1).
4.2.1. Выбор анализа по переменному току
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать анализ по переменному току
(AC Sweep).
Решение.
Л
РЕ — D3.Analysis Туре АС Sweep/Noise, OKi
4.2.2. Настройка и запуск анализа по переменному току
Задача.
Перед анализом по переменному току задать его настройки: стартовую частоту (Start Frequency), равную 'X', конечную частоту (End Frequency), равную
'Y', количество точек на выбранном диапазоне частот (Total Points) при линей94
4.2. Анализ по переменному току
ной оси частот или количество точек на декаду (Points/Decade) или октаву (Points/Octave) при логарифмической оси и начать моделирование.
Решение.
A
РЕ — D3.Analysis Type AC Sweep/Noise, AC Sweep Type, {LinearfLogarithA
mic Decade[Octave]]&Start Frequency->'X'&'End Frequency'->'Y'&Total Points[Points/Decade][Points/Octave]->'Z'} ,OK — D44-
4.2.3. Введение дополнительных щупов при анализе
по переменному току
Задача.
После проведения анализа по переменному току использовать кроме штатных щупов (ток, напряжение, разность потенциалов, мощность) дополнительный щуп величины напряжения в децибелах (db Magnitude of Voltage) на выводе элемента с псевдонимом X.
Решение.
РЕ — A7.Markers.Advanced.db Magnitude of Voltage — 'X'i
/
Замечание.
При анализе по переменному току также возможно использование следующих дополнительных щупов:
• щуп величины тока в децибелах (db Magnitude of Current);
• щуп фазы напряжения (Phase of Voltage);
• щуп фазы тока (Phase of Current);
• щуп группового запаздывания напряжения (Group Delay of Voltage);
• щуп группового запаздывания тока (Group Delay of Current);
• щуп действительной части напряжения (Real Part of Voltage);
• щуп действительной части тока (Real Part of Current);
• щуп мнимой части напряжения (Imaginary Part of Voltage);
• щуп мнимой части тока (Imaginary Part of Current).
4.2.4. Пример анализа по переменному току
В качестве примера анализа по переменному току рассмотрим резонансные
явления в контуре, схема которого приведена на рис. 4.3. При назначении параметров, определяющих анализ по переменному току (AC Sweep Type), выбрана линейная шкала частот (Linear), начальная частота (Start Frequency) —
5 кГц, конечная частота (End Frequency) — 15 кГц, общее число расчетных точек (Total Points) — 10000. Осциллограммы токов через сопротивления R1 и R2
приведены на рис. 4.4.
Замечание.
При анализе по переменному току применяется источник VAC, определяемый амплитудой переменной составляющей напряжения Vac и постоянной со95
4. Виды анализа
0,1
iouH
C1
10llH
0,1
Рис. 4.3. Схема контура при анализе по переменному току
100А
50А
SEL»
100A
50A
10KHz
Frequency
20KHz
Рис. 4.4. Резонансные кривые токов в ветвях контура при анализе по переменному току
ставляющей Vdc или источник IAC, определяемый амплитудой переменной составляющей тока lac и постоянной составляющей Tdc. (He путать с источниками VSIN и ISIN.)
4.3. Анализ шумов
При анализе шумов PSpice рассчитывает и выдает следующую информацию
для каждой частоты, для которой производится анализ по переменному току:
• шум, генерируемый на выходе некоторого устройства, который складывается из шумов, генерируемых каждым резистором и полупроводником, из
96
4.3. Анализ шумов
которых состоит данное устройство. Для полупроводникового устройства
составляющая шума определяется режимами его работы;
• общий выходной и эквивалентный входной шум.
В табл. 4.2 приведены входные и выходные характеристики цепи, рассчитываемые при анализе шумов.
Таблица 4.2. Входные и выходные характеристики цепи, рассчитываемые
при анализе шумов
Характеристика
Способ определения
Выходной шум
Среднеквадратичное значение шумов всех элементов цепи
Входной шум
Эквивалентный входной шум, который бы обеспечивал на
выходе соответствующий выходной шум в случае идеальной
(не шумящей) цепи
При вычислении полного шума на выходе цепи PSpice вычисляет среднеквадратичную сумму шумов, генерируемых всеми «шумящими» элементами
данной цепи.
При вычислении эквивалентного входного шума PSpice делит общий выходной шум на шум, который распространяется по анализируемой цепи от входа к выходу. Этот результат получается при определении входного шума, который обеспечивает на выходе эквивалентный расчетный выходной шум в случае
идеальной (не шумящей) цепи.
4.3.1. Выбор анализа шумов
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать анализ шумов (Noise).
Решение.
РЕ — D3.Analysis TypeA AC Sweep/Noise, Noise Analysis, Enabled->'V', OKi
4.3.2. Настройка и запуск анализа шумов
Задача.
Перед анализом шумов задать его настройки: выходное напряжение (Output
Voltage), равное 'X', источник питания (I/V Source), обозначаемый 'Y', интервал k расчета парциальных уровней шума (Interval), обозначаемый 'Z', и начать
моделирование.
Решение.
РЕ — DS.Analysis ТуреЛАС Sweep/Noise, Noise Analysis, Enabled->'V', {Output
Voltage->'X'& I/V Source->'Y'& Interval->'Z'}, OK - D44
97
4. Виды анализа
4.4. Анализ переходных процессов
Анализ переходных процессов производится для сформированного проекта
путем обращения к диалоговому окну Simulation Settings и выбору вида анализа
Transient Analysis.
Во время анализа переходных процессов PSpice обеспечивает величину временного шага, которая непрерывно изменяется в соответствии с требуемой точностью до тех пор, пока величина шага не становится предельно допустимой.
Если моделируемые процессы являются медленно изменяющимися, величина
временного шага увеличивается. Естественно, что для быстропеременных процессов шаг уменьшается. Максимальная величина временного шага может
управляться назначением параметра Maximum time step в диалоговом окне Simulation Settings. PSpice никогда не будет увеличивать значение шага более чем
на два процента от общего времени анализа переходного процесса вне зависимости от абсолютной величины этого времени. Если максимальный шаг не задается пользователем, то по умолчанию его величина устанавливается равной
TSTOP/50. При определении максимального шага по умолчанию при моделировании переходных процессов может возникнуть ситуация, которая сводится к
тому, что при изменении времени TSTOP одна и та же схема с полностью идентичными параметрами анализа может успешно анализироваться или анализ
прерывается из-за неустойчивости процессов численного интегрирования
(Convergence). В этом случае обеспечить устойчивый анализ переходных процессов при любом значении TSTOP можно подбором величины Maximum Time
Step. Ориентировочное значение этой величины при подборе определяется как
TSTOP/50 при значении TSTOP, обеспечившем успешный анализ переходного
процесса без конвергенции при назначении Maximum Time Step по умолчанию.
Временной шаг при интегрировании может не соответствовать требуемым
временным шагам выдачи информации. Величины временных шагов выдачи
информации рассчитываются исходя из шагов интегрирования с помощью интерполяционных полиномов второго порядка.
При моделировании смешанных аналого-цифровых цепей фактически реализуются два временных шага: аналоговый и цифровой. Это необходимо для
повышения эффективности моделирования. Так как аналоговая и цифровая
части моделируемой схемы часто характеризуются существенно различными
скоростями протекания переходных процессов, то есть являются «быстрыми» и
«медленными», то любая попытка совместить при моделировании аналоговые
и цифровые части в одно целое может приводить к существенному замедлению
процесса моделирования. Временной шаг, выдаваемый на осциллограммы при
моделировании переходного процесса, фактически является шагом моделирования аналоговой части схемы.
Моделирование переходных процессов в цепях с коммутациями может вести к существенному увеличению времени моделирования. Временной шаг в
PSpice при этом выбирается исходя из времени между коммутациями, а переходный процесс может включать в себя большое количество таких межкоммутационных интервалов времени.
98
4.4. Анализ переходных процессов
Один из методов решения этой проблемы заключается в том, что схема с
коммутациями преобразуется в эквивалентную схему без коммутаций. Эквивалентная цепь представляет собой квазистационарный аналог исходной схемы и
позволяет корректно моделировать исходную схему на промежутках времени,
когда переменные изменяются достаточно «медленно».
По умолчанию анализ переходных процессов осуществляется с нулевыми
начальными условиями. В этом случае перед началом анализа переходного
процесса среда OrCAD 9.2 анализирует схему по постоянному току и назначает
полученные при этом напряжения на емкостях и токи через индуктивности в
качестве начальных условий для анализа переходных процессов. Режим анализа по постоянному току может быть отключен (SKIPBP). В этом случае начальные условия могут быть либо нулевыми, либо отличными от нуля (задается пользователем, см. 3.2.3.3).
Режим вывода информации при анализе переходных процессов определяется заданием параметра Start saving data after ... seconds. При нулевом значении
этого параметра осциллограммы переходных процессов выдаются на экран с
момента времени t = 0. В случае, если указанный параметр назначается равным t, осциллограммы выдаются на интервале времени от t до TSTOP, что
иногда бывает удобно в случае необходимости «растягивания» по времени
определенных участков переходного процесса.
4.4.1. Выбор анализа переходных процессов
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать анализ переходных процессов
(Transient Analysis).
Решение.
РЕ — D3.Analysis TypeATime Domain(Transient), ОК4-
4.4.2. Настройка и запуск анализа переходных процессов
Задача.
Перед анализом переходных процессов задать время моделирования, равное
'X', и начать моделирование.
Решение.
РЕ — D3.Analysis Type'Time Domain(Transient), TSTOP->'X',OK — D4i
4.4.3. Отключение расчета режима по постоянному току
при анализе переходных процессов
Задача.
Отключить расчет режима по постоянному току при анализе переходных
процессов.
99
4. Виды анализа
Решение.
РЕ
D3. Analysis
SKIPBP->' ', OKI
TypeTime
Domain(Transient),
Transient
options,
Замечание.
По умолчанию анализ по постоянному току перед анализом переходных
процессов производится.
4.4.4. Включение расчета режима по постоянному току
при анализе переходных процессов
Задача.
Включить расчет режима по постоянному току при анализе переходных
процессов.
Решение.
РЕ
DS.Analysis
SKIPBP->'V, OKI
TypeTime
Domain (Transient),
Transient
options,
Замечание.
Если перед анализом переходных процессов задается режим анализа по постоянному току и назначаются пользователем начальные условия, то анализ
переходных процессов осуществляется с начальными условиями, задаваемыми
пользователем.
.
4.4.5. Анализ переходных процессов с временным
сдвигом выдачи осциллограмм
Задача.
Осуществить анализ переходного процесса с выдачей осциллограмм на временном интервале от t до TSTOP.
Решение.
РЕ — D3.Analysis TypeTime Domain(Transient), Start saving data after->'t' sec,
OKI
4.4.6. Пример анализа переходного процесса
В качестве примера приведем анализ переходного процесса в схеме широт но-импульсного регулятора (см. рис. 4.5). Регулятор собран на двух поочередно
включаемых IGBT-транзисторах IRG4PH50UD с обратными диодами (на схеме
указаны условно). В качестве систем управления транзисторами применены
источники импульсного напряжения VPULSE. Модель выпрямителя представлена в виде последовательно включенных источника постоянного напряжения
VDC и диода. Регулятор нагружен на активное сопротивление R1. Численные
значения параметров элементов приведены на рис. 4.5. При анализе TSTOP за100
4.4. Анализ переходных процессов
1
А
0 С
11
2 LOI
1
V1=0
V2=15
TD=0
TR=300n
TF=300n
PW=20u
PER=50u
VT1
2
0,
V2
CAJ
_x
4^
L2
120uH
2
VT2
2
0,
1 „
V3
-\
(у V
i- V1
=• 520
-C1
гзооои
V1=0
Г 1R1
_C2
:"ЗООи
•
2 ^D2
V2=15
TD=25u
TR=300n
TF=300n
PW=20u
PER=50u
Рис. 4.5. Схема модели широтно-импульсного регулятора
600V
400V
200V
SEL»
1,2ms
1,4ms
1,6ms
1,8ms
2ms
Рис. 4.6. Осциллограммы токов и напряжений при анализе переходных процессов в модели
широтно-импульсного регулятора
дано равным 2 мс, Maximum step size задан по умолчанию, расчет режима по
постоянному току отключен. На рис. 4.6 приведены осциллограммы тока через
транзистор VT1 и напряжение на нагрузочном сопротивлении R1.
101
4. Виды анализа
4.5. Фурье-анализ
Фурье-анализ предназначен для проведения спектрального анализа результатов моделирования. Возможно два варианта использования фурье-анализа:
• Быстрое преобразование Фурье (FFT), которое проводится для осциллограмм, полученных в результате анализа переходных процессов. При этом
в выходных файлах не содержатся численные результаты фурье-анализа,
а на экран выдаются амплитуды соответствующих гармоник, как функции частоты.
• Фурье-анализ, осуществляющий обработку результатов анализа переходных процессов с выдачей результатов в численном виде. При этом выдаются постоянная составляющая анализируемой кривой, заданное число
гармоник, соответствующие этим гармоникам частоты в герцах, амплитуды разложения Фурье, соответствующие каждой частоте в абсолютных и
относительных величинах, абсолютные и относительные фазы смещения
относительно заданной центральной частоты в градусах и коэффициент
нелинейных искажений в процентах, определяемый по формуле:
А
При этом варианте анализа фурье-разложение на экран не выдается.
4.5.1. Выбор фурье-анализа
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать фурье-анализ (Fourier Analysis).
Решение.
РЕ — D3.Analysis Type A Time Domain(Transient), Output File Options. Perform
Fourier AnarysisI
4.5.2. Настройка и запуск фурье-анализа
Задача.
Перед фурье-анализом задать центральную частоту 'X', число гармоник 'Y'
и выходную переменную с псевдонимом Z и начать моделирование.
Решение.
РЕ — DS.Analysis TypeTime Domain(Transient), Output File Options. Perform
Fourier Analysis, {Center Frequency->'X' & Number of Harmonics->'Y' & Output
Variables->'Z'}, OK, OKI
Замечание.
Максимально возможное количество гармоник — 100. По умолчанию берутся первые 9.
102
4.5. Фурье-анализ
4.5.3. Быстрое преобразование Фурье
Задача.
Осуществить быстрое преобразование Фурье для функции, выведенной на
осциллограмме.
Решение.
PS - С64
4.5.4. Изменение частотного диапазона
Задача.
Дана осциллограмма функции, разложенной в ряд Фурье. Изменить ее частотный диапазон с исходного на интервал [X,Y].
Решение.
PS - A7.XAxis, DataRange A UserDefmed->'X' to 'Y', OKI
4.5.5. Пример фурье-анализа
В качестве примера применения фурье-анализа рассмотрим спектральный
состав входного и выходного напряжений на схеме (рис. 4.7) фазного регулятора напряжения с помощью встречно-параллельно включенных тиристоV2
V1=0
V2=6
TD=5m
TR=1u
TF=1u
PW=5m
PER=20m
VT2
V1=0
VOFF=0
VAMPL=20
FREQ=50
V2=6
TD=15m
TR=1u
TF=1u
PW=5m
PER=20m
П
R1
U 200
Рис. 4.7. Схема фазного регулятора выходного напряжения с помощью встречно-параллельно
включенных тиристоров
703
4. Виды анализа
20V
-20V
20V
SEL»
-20V
Os
2ms
4ms
6ms
8ms
10ms
12ms
14ms
16ms
18ms 20ms
V(VT1:A,V1:-)
Рис. 4.8. Осциллограммы напряжений на элементах схемы фазного регулятора
12V
30V
V(VT1:K,R1:1)
-rr- rr
-rrrr-"ГГГГ"-rrrr-rrrr- -ГГГГ'-rrrr rrrrr- -rrrr'
rrrrr-rrrr
~ГГГГ'
20V
-rrrr-rrrr- -rrrr -rrrr
-rrrr -rrrr-rrrr ^ГГГГ'-rrrr- -rrrr4-rrrr -rrrr
-rrrr'
~-^ty
ГГГГГ'
-rrrr--rrrr
-rrrr- "ГГГГ'
ЛГТ—ГГ -rrrr -rrrr-Vrrr -rrrr -rrrr
-rrrr -rrrr
-rrrr -rrrr
-rri/Г'~r\-rr -rrrr--rrrr- -rrrr1 -rrrr- -rrrr--rrrr-1 -rrrr -rrrr
-ГГ/-Г'-rvrr--rrrr--rrrr- -rrrr'-rrrr'"ГГГГ"-rrrr -rrrr'
10V
1 l\^ 1
-TJrrT""rrvr--rrrr--rrrr- -rrrr'-rrrr- -rrrr--rrrr--rrrr -rrrr'
-•/гтт~ -ГГ1ЛГ--rrrr ^rrrr- -ГГГГ'-rrrr- -rrrr -rrrr ~rrrr--rrrr
-rrrr- -ГГГГ'-rrrr- -rrrr -rrrr -rrrr- "ГГГГ'
-/-rrr-rrrVSEL» n~rrr- -rrrr\-rrrr
-rrrr -rrrr- -rrrr -rrrr- -rrrr -rrrr -rrrr -ГГГГ'
0V,
OHz
5 0 H z l O O H z 1 5 0 H z 200HZ 250Hz 300HZ 350HZ 400Hz 450HZ 500
V(VT1:A,V1:-)
Рис. 4.9. Осциллограммы спектрального анализа напряжений
на элементах схемы фазного регулятора
ров. В качестве входного применяется источник синусоидального напряжения VSIN, используются тиристоры 2N1595, в качестве нагрузки применено
активное сопротивление R1. Управление тиристорами осуществляется от источников импульсного напряжения VPULSE. Численные значения параметров элементов приведены на схеме. Осциллограммы напряжений на входном
источнике VSIN и на нагрузочном сопротивлении R1 приведены на рис. 4.8.
Осциллограммы, полученные в результате быстрого преобразования Фурье,
приведены на рис. 4.9. Характерным является ухудшение спектрального состава выходного напряжения.
104
4.6. Параметрический анализ
4.6. Параметрический анализ
Параметрический анализ представляет собой многократно повторяемые
итерации одного из типов стандартных анализов, когда изменяется глобальный
параметр, параметр модели, величина компонента или рабочая температура.
При этом за одно обращение к среде достигается эффект, эквивалентный многократному обращению при пошаговом изменении параметра.
При работе в режиме параметрического анализа необходимо вместо значения элемента, величина которого является переменной, указать в фигурных
скобках произвольное имя переменной. Кроме этого необходимо обратиться к
библиотеке special.olb и извлечь из нее элемент PARAM, войти в свойства этого элемента и добавить свойство (см. п. 3.2.3.2) с именем, идентичным имени
переменной, заданным в фигурных скобках. В качестве начального значения
этого свойства внести начальное значение параметра.
4.6.1. Выбор параметрического анализа
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать параметрический анализ (Parametric Sweep).
Решение.
РЕ — D3.Analysis Type A AC Sweep/Noise [Time Domain(Transient)], Parametric
Sweep, OKI
4.6.2. Настройка и запуск параметрического анализа
Задача.
Перед параметрическим анализом задать его настройки: анализируемую переменную 'X', ее начальное 'Y1' и конечное 'Y2' значения, шкалу (линейную
или логарифмическую), приращение 'Z' и начать моделирование.
Решение.
РЕ — D3.Analysis Type A Time Domain (Transient)[DC Sweep],OptionsAParametric Sweep, {Sweep Variable.Name->'X' & Sweep Type. Start Value->'Yl' & Sweep
Type. End Value->'Y2' & Sweep Type. Increment->'Z' & Linear [Logarithmic A Decade] [LogarithmicAOctave],OK — D44
Замечание.
Диапазон значений переменной может быть заменен набором ее дискретных значений.
4.6.3. Пример параметрического анализа
В качестве примера параметрического анализа рассмотрим влияние сопротивления R1 в цепи затвора на скорость и время задержки включения и выключения IGBT-транзистора типа IRG4PH50UD (со встречно-параллельным
705
4. Виды анализа
R210
PARAMETERS:
R val=1
-V2
"100
VT1
V1=0
V2=15
TD=10u
TR=100n
TF=100n
PW=0,5us
PER=2s
Рис. 4.10. Схема для определения влияния времени задержки и крутизны включения
и выключения IGBT-транзистора (параметрический анализ)
i
100V
\
\_ 1 \
80V
1
1
60V
1
.-•
•
i
'
•••/
*f •'
1
i
I"
... -j.-
JL--
1
*
1
1
i
1
1
7
1
|
*"
..
i
_ X*
(Г
*
:
1
|
10us
*
rr
;
\
20V
оу
**
'•rf*
, V'*
\
1
1
!
,
l-£
*
\
1
40V
t
;
f
;
-Us «r: y*v< */*!•
т
I"
T"
1
г
!
1
tMWS
1 0,8us
—Time
1 1 ,2us
1 1 ,6us
11,9us
Рис. 4.11. Осциллограммы напряжения на транзисторе при определении влияния времени задержки
и крутизны включения и выключения (параметрический анализ)
диодом). Принципиальная схема включения транзистора и параметры элементов схемы приведены на рис. 4.10. В качестве глобального параметра берется
величина сопротивления R1. В фигурных скобках около этого сопротивления
указывается имя переменной (в нашем случае {R_val}). При обращении к элементу PARAM из библиотеки special.olb задается свойство R_val с начальным
106
4.7. Температурный анализ
значением, равным 1. Далее, согласно рецепту 4.6.2, задаются следующие свойства: {Global parameter->'R_val'& Value List->'l, 25, 50'}. На рис. 4.11 приведены осциллограммы напряжения на транзисторе при значениях сопротивления
затвора, соответственно 1, 25, 50 Ом. Из осциллограмм видно, что величина
сопротивления затвора существенным образом влияет на крутизну и время задержки включения и выключения IGВТ-транзистора.
4.7. Температурный анализ
При температурном анализе PSpice использует стандартные виды анализа из
диалогового окна Simulation Settings при различных температурах.
Количество температурных точек при анализе может быть нулевым или
отличным от нуля. Если температурная точка не определена, анализ цепи
выполняется при 27 "С. Если в списке температурных точек больше чем
один элемент, анализ производится для каждой температурной точки этого
списка.
Установка температуры большей, чем максимально допустимая паспортная
температура элемента, приводит к перерасчету значений параметров элементов, зависящих от температуры.
4.7.1. Выбор температурного анализа
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать температурный анализ (Temperature Sweep).
Решение.
РЕ D3.Analysis TypeAAC Sweep/Noise [Time Domain(Transient)], OptionsTemperature Sweep, OK4
4.7.2. Настройка и запуск температурного
анализа
Задача.
Перед температурным анализом задать его настройку — температуру Т'
(или ряд температур T1...TN), при которых производится анализ модели, и начать моделирование.
Решение.
РЕ D3.Analysis ТуреЛАС Sweep/Noise [Time Domain(Transient)], Optiл
оп8 ТетрегаШге Sweep, Run the simulation at temperature -XT' [Repeat the simulation for each of the temperatures]-> 'T1...TN', OK — D4i
Замечание.
Температура задается в градусах Цельсия.
107
4. Виды анализа
4.7.3. Пример температурного анализа
В качестве примера температурного анализа рассмотрим процесс коммутации IGBT-транзистора IRG4PH50UD (со встречно-параллельным диодом) для
температур 25, 50, 75, 100 "С. Принципиальная схема и параметры элементов
приведены на рис. 4.12. На рис. 4.13 приведены осциллограммы напряжения на
транзисторе для вышеприведенных температур. Моделирование показывает,
что включение транзистора для данной схемы практически не зависит от температуры, а процесс выключения существенно зависит от рабочей температуры.
R210
R1 10
-V2
"100
VT1
V1=0
V2=15
TD=10u
TR=100n
TF=100n
PW=0,5us
PER=2s
Рис. 4.12. Схема для определения влияния температуры на процессы коммутации транзистора
N
\
/,-
'— "-•
•
/ ,
'
.
2
*>
/"
4
,1
"ILIL Г/
• •'
_>•
80V
~Г~
т
_м
1ч
;1
1}
\1
|
F
60V
40V
20V
..'•••••
Ж2
"ТЕ
if
7:
i
Е4
Я
V
10us
10,5us
;:: V(VT1:1,VT1:3)
.. — ••
..'•
' Ж •'
1
а*
-%=
L.--
-гя мы ffS -Т--JT--=L----Тй гл*
/
/•
11us
I
1
i
Time
i
11,5us
12us
12,4us
Рис. 4.13. Осциллограммы напряжения на транзисторе при различных рабочих температурах
708
4.8. Анализ разброса параметров методом Монте-Карло
4.8. Анализ разброса параметров
методом Монте-Карло
Анализ разброса параметров методом Монте-Карло является видом статистического анализа.
При анализе методом Монте-Карло изменяются наборы допусков параметров устройств при следующих видах анализа: по постоянному току, по переменному току или переходных процессов, которые запускаются из диалогового
окна Simulation Settings с номинальными значениями параметров моделируемых элементов. Перед запуском анализа следует задать модель и набор допусков на необходимые параметры модели.
При анализе методом Монте-Карло генерируются следующие виды отчетов:
• значения параметров модели, используемые для каждого просчета;
• кривые или набор переменных, получаемые при каждом ,просчете как
функция определенной совокупности параметров.
Таким образом, при всех вариантах просчета есть возможность сопоставить
некоторые выходные функции.
Полученные в виде результатов данные служат для анализа соответствующих зависимостей. При анализе методом Монте-Карло можно использовать
анализ характеристик для построения гистограмм выходных данных.
Для анализа методом Монте-Карло может быть использовано пять вариантов выходных переменных, которые можно определить в диалоговом окне
Monte Carlo (приведены в табл. 4.3).
Таблица 4.3. Варианты выходных переменных при анализе
методом Монте-Карло
Вариант
<попе>
Характеристика
Выходные переменные не генерируются
АИ
Обеспечивает генерацию всех выходных данных (включая просчет, соответствующий номинальному набору исходных данных)
First*
Генерирует выходные данные только для первых п вариантов просчетов
Every*
Генерирует выходные данные для каждого n-ного просчета
Runs (list)*
Производит анализ и генерирует выходные данные в соответствии со списком, в который может быть занесено до 25 значений
* Указывает на то, что можно устанавливать номер просчета в текстовом окне.
Значения выходных переменных определяются для выбранных просчетов и
сохраняются в выходном файле моделирования и файле данных.
Замечание.
Даже небольшое число просчетов может привести к созданию выходных
файлов больших размеров.
709
4. Виды анализа
В случае проведения анализа по методу Монте-Карло PSpice сохраняет результаты анализа по постоянному току для дальнейшей обработки и сравнения. После того как анализ с номинальным значением параметров завершен,
PSpice A/D проводит дополнительные просчеты (например, анализ по постоянному току).
Последующие просчеты осуществляются в том же виде анализа, что и просчет номинального варианта, но с принципиальным отличием: вместо использования номинальных значений параметра, просчет производится со значением параметра, определенным с учетом указанных допусков, то есть с новым
значением параметра.
Имеется выбор при определении количества просчетов при анализе по методу Монте-Карло. Большее количество просчетов обеспечивает более достоверные статистические данные, но при этом требуются большие затраты времени. Количество временных шкал непосредственно линейно связано с количеством просчетов. Во время просчета анализа по методу Монте-Карло PSpice
обеспечивает на дисплее индикацию текущего просчета и количество уже выполненных просчетов.
По мере того как количество расчетов по методу Монте-Карло возрастает,
процесс моделирования требует большего времени и размер файла данных возрастает. Увеличение размера файла данных может привести к замедлению открытия данных и замедлению вывода осциллограмм.
Один из способов избежать проявления этого эффекта состоит в том,
что необходимо организовать не последовательное выполнение всех просчетов по методу Монте-Карло, а создать блок команд, обеспечивающих каждый раз новое обращение к просчету по методу Монте-Карло. Можно установить набор программных заданий, обеспечивающих построение соответствующих осциллограмм по методу Монте-Карло и оставить выполнение этой
задачи на ночь.
4.8.1. Выбор анализа разброса параметров
методом Монте-Карло
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать анализ разброса параметров
методом Монте-Карло (Monte Carlo).
Решение.
РЕ — D3.Analysis TypeTime Domain(Transient)[DC Sweep][AC Sweep/Noise],
Options A Monte Carlo/Worst Case, Monte Carlo, OKI
4.8.2. Настройка и запуск анализа разброса
параметров методом Монте-Карло
Задача.
Перед анализом разброса параметров методом Монте-Карло задать его настройки: выходную переменную 'X', число просчитываемых вариантов 'Y', вид
110
4,8. Анализ разброса параметров методом Монте-Карло
распределения (равновероятное либо гауссовское), начальное значение датчика
случайных чисел 'Z' и начать моделирование.
Решение.
РЕ — DS.Analysis ТуреЛТ1те Domain(Transient)[DC Sweep][AC Sweep/Noise],
Options A Monte Carlo/Worst Case, Monte Carlo, Output variable->'X', Monte Carlo
options, {Number of runs->'Y' & Use distribution A Uniform [Gaussian] & Random
number seed->'Z', OK — D4l
Замечание.
Начальное состояние датчика случайных чисел может задаваться в виде нечетных чисел в диапазоне 1...32767. По умолчанию оно равняется 17533.
4.8.3. Составление отчета о значениях
параметров модели при анализе
методом Монте-Карло
Задача.
При анализе методом Монте-Карло составить отчет о значениях параметра
модели.
Решение.
РЕ — D3.Analysis Type A Time Domain(Transient)[DC Sweep][AC Sweep/Noise],
A
Options Monte Carlo/Worst Case, Monte Carlo, More Settings.List model parameter
value in the output file for each run -> 'V', OK, OKI
4.8.4. Создание гистограмм
Задача.
При анализе по методу Монте-Карло создать гистограммы выходного параметра с псевдонимом X для целевой функции 'Y'.
Решение.
PS — A6.Axis Settings, Processing Options, Performance Analysis->'V', OK —
A5.Add Trace, {Function or Macros"'Y' & Simulation Output Variables A 'X'}, OKI
4.8.5. Задание количества делений интервала
целевой функции для формирования
гистограмм
Задача.
Задать количество делений интервала целевой функции для формирования
гистограмм равным N.
Решение.
PS — А8.Options, Number of Histogram Divisions->'N', OKI
111
4. Виды анализа
4.8.6. Пример анализа разброса параметров
методом Монте-Карло
В качестве примера анализа разброса параметров методом Монте-Карло
рассмотрим влияние разброса параметров сопротивления R1 на величину коллекторного тока (целевая функция). Схема приведена на рис. 4.14. Численные
значения параметров элементов приведены на схеме. Тип анализа — переходный процесс. Распределение случайной величины — гауссовское, число проR2 10
R3 1к
R410K
'
Q1
MPS3709
I— V2
- 10
(Г
Л
V1=0
V2=5
TD=10u
TR=100n
TF=100n
PW=1us
PER=2s
[Jl80
V1
К
Г
VLV
Рис. 4.14. Схема для определения влияния разброса параметров элемента на разброс
целевой функции (метод Монте-Карло)
p4U
e
r
с
e 20
I|
16m
20m
24m
n samles = 5
n divisions = 10
mean = 0.0328915
40mA
30mA
20mA
.4
.4-
-
,
±n
.4
.4
-J
.4
J
32m
sigma=0, 00784227
minimum=0,0204198
10th %ile=0 0204198
36m
40m
4
"-If- :t::
Щ
4
4
. . - 4 - - - 4 - - - 4 - - - 1:::t::
4
---4---1--4--I
-4
10,0us
10,4us
10,8us
44r
median=0, 0337172
90th %ile=0,0398722
maximum=0,0398722
- - - t - - t " J - - -_ 4. -4
""I/<?[-- t-4
4
J
4
j
-4
4
4
4
4
':t::
~.I~W1
::: - - 4 - - - J - - - 4 '." j; -_4j t::|
4
4
10mA -4---.
:£
28m
-I
us
Ш
4
4
4
:::::::£
4
4
4
:::t::i=
4
'. ^ III^III!
I;
11,2us
4
4
4
4
4
4
\
:::t::i=
11,6us
11,86514!
i(R2)
Рис. 4.15. Осциллограммы коллекторного тока (целевая функция) и соответствующая гистограмма
772
4.9. Анализ чувствительности методом наихудшего случая
счетов целевой функции — 5, допуск на изменение величины сопротивления
R1 — 20%, количество делений интервала целевой функции для формирования
гистограммы — 10.
Осциллограммы коллекторного тока и соответствующая гистограмма приведены на рис. 4.15. Кроме этого на рис. 4.15 приведены численные значения
следующих статистических величин: число просчетов целевой функции (n samples), количество делений интервала целевой функции для формирования гистограммы (n divisions), среднее значение целевой функции (mean), среднеквадратичное отклонение целевой функции (sigma), минимальное значение целевой функции (minimum), десятипроцентная окрестность минимального
значения целевой функции (10 %ile), медиана (median), десятипроцентная
окрестность максимального значения целевой функции (90 %ile), максимальное значение целевой функции (maximum).
4.9. Анализ чувствительности методом
наихудшего случая
Анализ чувствительности методом наихудшего случаем используется, чтобы
найти наихудший возможный вариант режима работы схемы или устройства с
учетом разброса параметров. Например, если рассматриваются три резистора
Rl, R2 и R3 и допуск на их сопротивление '+10 %, при анализе по наихудшему
случаю будет найдена комбинация возможных значений сопротивлений, которые обеспечивают наихудший случай и будет проведено для этого варианта моделирование. При анализе чувствительности методом наихудшего случая рассматриваются три важных элемента: вход, рабочая процедура и выход.
В дополнение к описанию моделируемой схемы необходимо обеспечить
следующую информацию:
• допуски параметра;
• определение понятия наихудшего случая.
Возможно установление допусков на любое количество параметров, которые характеризуют модель.
Критерий для определения наихудшего случая, для расположения параметров модели в допустимых пределах их изменения, определяется директивой
.WC как некоторая функция базовых выходных переменных при определенном
типе анализа.
В заданном диапазоне каждый параметр приводится к соответствующему
значению с использованием одной из пяти функций (см. табл. 4.4).
Наихудший случай определяется как наибольшее (HI) или наименьшее (LO)
возможное значение функции по отношению к номинальному значению.
Чтобы установить начальное значение функции, по отношению к которой
определяется наихудший случай (функция сопоставления), анализ начинается
с просчета номинального режима, определяемого номинальными значениями
параметров модели.
113
4. Виды анализа
Таблица 4.4. Функции для определения значения параметра при анализе
методом наихудшего случая
Вариант
Характеристика
МАХ
Максимальное значение выходной переменной
M1N
Минимальное значение выходной переменной
УМАХ
Значение выходной переменной в точке, где она максимально отличается
от текущего значения
RISE_EDGE
Номинальное значение, при котором выходная переменная находится выше
заданного уровня
FALL_EDGE
Номинальное значение, при котором выходная переменная находится ниже
заданного уровня
Затем с помощью ряда просчетов определяется индивидуальное воздействие
каждого параметра модели на функцию сопоставления. Это осуществляется изменением параметров модели по одному при каждом просчете. Направление
(лучше или хуже), в котором изменение функции сопоставления происходит с
малым увеличением при изменении каждого параметра модели, регистрируется.
Наконец, для просчета наихудшего случая значение величины каждого параметра берется так далеко от номинала, как это позволяет допуск в направлении, которое вызывало изменение функции сопоставления к ее худшему значению (задается максимальным HI или минимальным LO относительным значением функции сопоставления).
Анализ нахождения наихудшего случая не является оптимизационным процессом; при нем не происходит поиск набора параметров, которые дают наихудший результат.
Это предполагает, что наихудший случай реализуется, когда каждый параметр находится на одном из концов интервала допуска или принимает свое номинальное значение. Наихудший случай выдается, когда функция сопоставления монотонна при всех комбинациях допусков параметров.
Обычно уверенности в том, что это утверждение истинно, нет, но проведение поиска наихудшего случая указывает на возможность аномального поведения анализируемой цепи.
Результаты анализа чувствительности печатаются в выходном файле (.OUT).
Этот результат показывает процентное изменение величины функции сопоставления, отнесенное к малым (по умолчанию — 1%) изменениям каждого параметра модели. Если директива .PROBE включена в файл схемы, тогда результаты номинального просчета и просчета для наихудшего случая сохраняются
для просмотра в окне Probe. Для каждого изменяемого параметра задаются: изменение функции сопоставления в процентах и значения переменных, в которых заданы значения функции сопоставления. При применении функции сопоставления УМАХ в выходном файле также перечисляются отклонения и
среднеквадратичные отклонения значений. Это основывается на изменениях
выходных переменных от номинального значения на каждой точке при каждом
просчете анализа чувствительности.
114
4.9. Анализ чувствительности методом наихудшего случая
4.9.1. Выбор анализа чувствительности методом
наихудшего случая
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать анализ чувствительности методом наихудшего случая (Worst Case/Sensitivity).
Решение.
РЕ — D3.Analysis Type A Time Domain(Transient)[DC Sweep][AC Sweep/Noise],
Ор1юп8ЛМогПе Carlo/Worst Case, Worst Case/Sensitivity,
4.9.2. Настройка и запуск анализа чувствительности
методом наихудшего случая
Задача.
Перед анализом чувствительности методом наихудшего случая задать его
настройки: выходную переменную TOUT', вид допуска (DEV или LOT) и перечень типов элементов модели схемы 'X', участвующих в анализе чувствительности методом наихудшего случая, и начать моделирование.
Решение.
РЕ — D3.Analysis TypeTime Domain(Transient)[DC Sweep] [AC Sweep/Noise],
OptionsAMonte Carlo/Worst Case, Worst Case/Sensitivity, Output Variable->'TOUT, {Vary Devices that have" DEV [LOT][both DEV and LOT] & Limit
devices to type(s)->'X'}, OK - D4l
4.9.3. Пример анализа чувствительности методом
наихудшего случая
Анализ чувствительности
методом наихудшего случая
проведен на схеме (рис. 4.16),
которая обеспечивает коммутацию биполярного транзистора MPS3709, управляемого
от источника напряжения
VPULSE. При этом допуск
20% имеют резисторы R1 и
R4, а резисторы R2 и R3 являются постоянными (допуск
на их изменение не задается).
Остальные параметры элементов приведены на схеме.
Функцией сопоставления является величина тока через
резистор R2.
R2 10
—ii—
R4 1к
R31K
i—i
Q1
MPS3709
-V2
- 10
V1=0
V2=5
TD=10u
TR=100n
TF=100n
V1
PW=1us f.IS
PER=2s \L^>
[
J180
c-
Рис. 4.16. Схема для определения чувствительности
методом наихудшего случая
115
4. Виды анализа
Рассмотрены два случая:
1. Минимальное значение выходной переменной I(R2) при минимальном
значении функции сопоставления (LO). Осциллограммы приведены на
рис. 4.17. При этом осциллограмма с максимальным значением тока 135,83 мА
соответствует базовым значениям параметров сопротивлений R1 и R4, а осциллограмма, расположенная ниже базовой, является результатом анализа по наихудшему случаю. Выходная переменная при этом имеет значение 110,69 мА,
138,3mA
-- -- - -
120mA
/
ъ.
/
\
I
1
1 *'
100mA
\
» \
1
1
/
/
1
/
80mA
1
1
1
.._ *
ч
_
™
^ — mm
1
1
г
60mA
1
\
1
1
1
1
1
*. ., _ ,
Е
_
•..- ._
40mA
26,2mA
9,807us
10us
--Г. I(R2) .
10,2us
10,4us
10,6us
10,8us
11 us
11.2us
11,4us
11,6us
Рис. 4.17. Осциллограммы значений выходной переменной I(R2) для номинального режима
и наихудшего случая (минимальное значение)
Ниже приведен фрагмент выходного файла .OUT для рассмотренного случая.
RUN
MINIMUM VALUE
R_R1 RBREAK R
0.1357 at Т = 10.5520Е-06
(0.3163% change per 1% change in Model Parameter)
R_R4 RBREAK R
0.1356 at Т = 10.5600Е-06
(-0.5482% change per 1% change in Model Parameter)
UPDATED MODEL PARAMETERS
TEMPERATURE = 27.000 DEG С
WORST CASE ALL DEVICES
Device
MODEL
PARAMETER NEW VALUE
R_R1
Rbreak
R
.8
(Decreased)
R_R4
Rbreak
R
1.2
(Increased)
SORTED DEVIATIONS OF I(R_R2) TEMPERATURE = 27.000 DEG С
WORST CASE SUMMARY
The range is ( 1.02500E-05 to 1.10000E-05)
RUN
MINIMUM VALUE
WORST CASE ALL DEVICES
0.1105 at Т = 10.5100Е-06
(81.418% of Nominal)
116
4.9. Анализ чувствительности методом наихудшего случая
2. Максимальное значение выходной переменной I(R2) при максимальном
значении функции сопоставления (HI). Осциллограммы приведены на рис. 4.18.
При этом осциллограмма с максимальным значением тока 135,83 мА соответствует базовым значениям параметров сопротивлений R1 и R4, а осциллограмма,
расположенная выше базовой, является результатом анализа по наихудшему
случаю. Выходная переменная при этом имеет значение 159,93 мА.
\\
1 /
__-_---
fl
fl
1j
140mA
J1 ^
-т
" "/"T/
11"
\
\
t
l\
„ \
/
120mA
—
ь
\
"77"
\
1 !
1 \
J
I|
Г
100mA
\
—
1
80mA
1
67,5mA
9,79 Bus
10us
:— l(R2)
!
i
'
i
10,4us
i
10,8us
11,2us
11,6us
Рис. 4.18. Осциллограммы значений выходной переменной I(R2) для номинального режима
и наихудшего случая (максимальное значение)
Ниже приведен фрагмент выходного файла .OUT для рассмотренного случая.
MAXIMUM VALUE
RUN
0.1359 at Т = 10.3560Е-06
R Rl RBREAK R
(0.3587% change per 1% change in Model Parameter)
0.1358 at Т = 10.3580Е-06
R R4 RBREAK R
(-0.5366% change per 1% change in Model Parameter)
UPDATED MODEL PARAMETERS
TEMPERATURE = 27.000 DEG С
WORST CASE ALL DEVICES
Device
MODEL
PARAMETER NEW VALUE
R_R1
Rbreak
R
1.2
(Increased)
R_R4
Rbreak
R
.8
(Decreased)
SORTED DEVIATIONS OF I(R_R2)
TEMPERATURE = 27.000 DEG С
WORST CASE SUMMARY
The range is ( 1.02500E-05 to 1.10000E-05)
RUN
MAXIMUM VALUE
WORST CASE ALL DEVICES
0.1599 at Т = 10.3180Е-06
(117.74% of Nominal)
117
4. Виды анализа
4.10. Анализ начального приближения
Анализ начального приближения осуществляется для любого вида анализа,
вне зависимости от того, включено или нет проведение этого анализа в диалоговом окне Simulation Settings. В случае если анализ начального приближения
включен в диалоговом окне, объем выходной информации увеличивается.
Когда анализ начального- приближения не включается, в выходной файл выдаются только аналоговые напряжения и состояния узлов в цифровых схемах.
Когда анализ начального приближения включен, в выходном файле содержится следующая информация:
• список всех напряжений аналоговых узлов;
• список всех состояний цифровых узлов;
• для каждого источника напряжения задаются его ток и мощность;
• список малосигнальных параметров для всех устройств.
4.10.1. Выбор анализа начального приближения
Задача.
Из списка возможных видов анализа выбрать анализ начального приближения (Bias Point).
Решение.
РЕ — D3.Analysis TypeABias Point, ОК4-
4.10.2. Настройка и запуск анализа начального
приближения
Задача.
Перед анализом начального приближения задать его настройки: расчет начального приближения для нелинейных управляемых источников и полупроводников, расчет чувствительности и расчет малосигнальных импульсов и начать моделирование.
Решение.
РЕ — D3.AnaIysis Type'Bias Point, Output File Options, {.OP->'V & .SENS->'
V & .TF->' V'} ,OK - D4l
4.10.3. Расчет малосигнальных импульсов, входного
и выходного сопротивлений
Задача.
В схеме имеется входной источник 'V. Выходная переменная — 'Vout'. Рассчитать прохождение импульса малого сигнала от входного источника к выходу, входное и выходное сопротивление.
118
4.10. Анализ начального приближения
Решение.
A
РЕ — D3.Analysis Type Bias Point, Output File Options, .TF->' V', From Input
Source Name->'V, To Output Variable->'Vout' ,OK — D4l
4.10.4. Сохранение начального приближения
Задача.
Сохранить начальные приближения для элементов схемы в файле под псевдонимом X.
Решение.
A
РЕ — D3.Analysis,Options Save Bias Point->'V', Save Bias Information in filename->'X', OK4-
4.10.5. Настройки для сохранения начального
приближения
При сохранении начального приближения среда OrCAD 9.2 предоставляет
следующие варианты настроек:
• один раз за время моделирования;
• с повторением через каждые t секунд.
Эти варианты настроек могут применяться в случае, когда переменная при
параметрическом анализе и/или анализе по методу Монте-Карло и/или температурном анализе достигает заданного пользователем значения.
Задача.
Задать настройку для начального приближения: сохранить один раз за время
моделирования в Ч' секунд, переменная при параметрическом анализе имеет
значение 'X', при анализе по методу Монте-Карло — 'У, при температурном
анализе — 'Z'.
Решение.
РЕ — D3.Analysis,OptionsASave Bias Point->'V', Options,Once at simulation time->4', (When Parametric Sweep Value->'X' & When Monte Carlo run number->'Y' & When Temperature Sweep temperature is->'Z', OKI
4.10.6. Сохранение начального приближения без учета
токов и напряжений в подсхемах
Задача.
Сохранить начальные приближения для элементов схемы в файле под псевдонимом X не учитывая токи и напряжения в подсхемах.
Решение.
РЕ — D3.Analysis,OptionsASave Bias Point->'V', Options, Do not save subcircuit
voltages and currents->'V', Save Bias Information in filename->'X', OK4
119
4. Виды анализа
4.10.7. Загрузка начального приближения
Задача.
Загрузить начальные приближения для элементов схемы из файла под псевдонимом X.
•
Решение.
РЕ — D3.Analysis,OptionsALoad Bias Point->'V', Load Bias Information from filename->'X', OKi
4.10.8. Выдача в выходной файл информации
о начальном приближении
Задача.
Выдать в выходной файл (.OUT) информацию о начальном приближении в
схеме.
Решение.
РЕ — D3.Options, Category A Output List, NOBIAS->'V', ОКф
4.10.9. Визуализация всей информации о начальном
приближении
Задача.
Визуализировать всю информацию о начальном приближении.
Решение.
РЕ - AT.Bias Point.Enable->'V4,
4.10.10. Девизуализация всей информации о начальном
приближении
Задача.
Девизуализировать всю информацию о начальном приближении.
Решение.
РЕ — A7.Bias Point.Enable->' '4-
4.10.11. Визуализация информации о начальном
приближении токов схемы
Задача.
Визуализировать информацию о начальном приближении токов схемы.
Решение.
РЕ — AV.Bias Point.Enable Bias Current Display->'V'4
720
4.10. Анализ начального приближения
4.10.12. Девизуализация информации о начальном
приближении токов схемы
Задача.
Девизуализировать информацию о начальном приближении токов схемы.
Решение.
РЕ — A7.Bias Point.Enable Bias Current Display->' 'I
4.10.13. Визуализация информации о начальном
приближении напряжений схемы
Задача.
Визуализировать информацию о начальном приближении напряжений
схемы.
Решение.
РЕ — A7.Bias Point.Enable Bias Voltage Display->'V'i
4.10.14. Девизуализация информации о начальном
приближении напряжений схемы
Задача.
Девизуализировать информацию о начальном приближении напряжений
схемы.
Решение.
РЕ — A7.Bias Point.Enable Bias Voltage Display->' 'i
4.10.15. Визуализация информации о начальном
приближении мощностей схемы
Задача.
Визуализировать информацию о начальном приближении мощностей схемы.
Решение.
РЕ — AV.Bias Point.Enable Bias Power Display-XV'4-
4.10.16. Девизуализация информации о начальном
приближении мощностей схемы
.
Задача.
Девизуализировать информацию о начальном приближении мощностей
схемы.
Решение.
РЕ — AV.Bias Point.Enable Bias Power Display->' 'I
727
4. Виды анализа
4.10.17. Визуализация информации о начальном
приближении выбранных токов схемы
Задача.
Визуализировать информацию о начальном приближении выбранных токов
схемы.
Решение.
РЕ — A7.Bias Point.Toggle Selected Bias Current->'V'4
4.10.18. Девизуализация информации о начальном
приближении выбранных токов схемы
Задача.
Девизуализировать информацию о начальном приближении выбранных токов схемы.
Решение.
РЕ — AV.Bias Point.Toggle Selected Bias Current->' '4
4.10.19. Визуализация информации о начальном
приближении выбранных напряжений схемы
Задача.
Визуализировать информацию о начальном приближении выбранных напряжений схемы.
Решение.
РЕ — A7.Bias Point.Toggle Selected Bias Voltage->'V'4
4.10.20. Девизуализация информации о начальном
приближении выбранных напряжений схемы
Задача.
Девизуализировать информацию о начальном приближении выбранных напряжений схемы.
Решение.
РЕ — AV.Bias Point.Toggle Selected Bias Voltage->' '4
4.10.21. Визуализация информации о начальном
приближении выбранных мощностей схемы
Задача.
Визуализировать информацию о начальном приближении выбранных мощностей схемы.
122
4.11. Анализ характеристик
Решение.
РЕ — A7.Bias Point.Toggle Selected Bias Power->'V'l
4.10.22. Девизуализация информации о начальном
приближении выбранных мощностей схемы
Задача.
Девизуализировать
мощностей схемы.
информацию
о начальном
приближении выбранных
Решение.
РЕ — AT.Bias Point.Toggle Selected Bias Power->' 'I
4.11. Анализ характеристик
Анализ характеристик представляет собой отдельную область в PSpice и позволяет сравнить характеристики семейства кривых схемных функций, обраба
тывая их с помощью целевых функций, перечень которых приведен в окне
PS — A6.Add Traces.
4.11.1. Выбор анализа характеристик
Задача.
Для выходной осциллограммы произвести анализ характеристик (Performance Analysis).
Решение.
PS - С74
723
5. Моделирование
Но рыбой не насытишься — это еда несущественная;
главное в обеде не рыба, не соусы, а жаркое.
А. П. Чехов, «Сирена»
Среда OrCAD 9.2 дружелюбна к пользователю и позволяет ему с удобствами
использовать широкие возможности настройки процессов моделирования и
обработки результатов. В настоящей главе будут приведены рецепты настройки
и обработки результатов моделирования, а также некоторые приемы, позволяющие эффективно использовать возможности среды OrCAD 9.2.
5.1. Настройка процесса моделирования
5.1.1. Моделирование схемы из Capture
Задача.
Запустить моделирование из Capture.
Решение.
РЕ - D41
5.1.2. Моделирование схемы из PSpice
Задача.
Запустить моделирование из PSpice.
Решение.
PS - В134
5.1.3. Пауза в PSpice при моделировании
Задача.
Временно остановить моделирование из PSpice.
Решение.
PS- В144124
5.1. Настройка процесса моделирования
5.1.4. Переназначение времени TSTOP
в процессе моделирования
В некоторых случаях, особенно при моделировании новой схемы, трудно
определить время моделирования TSTOP, поскольку характер и длительность
переходного процесса заранее неизвестны. Если время TSTOP первоначально
установлено неверно и не позволяет получить необходимую о переходном процессе информацию, необходимо либо начать моделирование с нулевого момента времени, установив новое значение TSTOP, либо продолжить моделирование с момента остановки, задав необходимые начальные условия и состояния
соответствующих нелинейных и/или ключевых элементов, что не всегда просто
реализовать. Среда OrCAD 9.2 предоставляет удобную возможность продолжать
анализ переходного процесса до тех пор, пока это необходимо, устанавливая в
процессе счета новое значение TSTOP (счет с продолжением).
Задача.
Проект запущен на моделирование. Необходимо изменить длительность моделирования TSTOP на время 'Y' из PSpice, не прерывая моделирования.
Решение.
PS - В14 - B12->'Y' - B134
Замечание.
Процедуру назначения новой величины времени TSTOP необходимо произвести до остановки процесса моделирования.
5.1.5. Остановка в PSpice при моделировании
Задача.
Остановить моделирование из PSpice.
Решение.
PS - AS.Stopi
5.1.6. Остановка моделирования для изменения
параметров расчетов
После установки параметров моделирования может возникнуть необходимость проверки оптимального (рационального) их выбора. В частности, это
может касаться максимальной величины шага (Maximum Step Size, TMAX), a
также параметров, задаваемых во вкладке Options диалогового окна Simulation
Settings. При этом перечисленные параметры подбираются из соображений
поддержания необходимой точности моделирования при минимальных затратах времени. Для упрощения этого процесса среда OrCAD 9.2 предоставляет
специальную процедуру.
Задача.
Проект запущен на моделирование. Необходимо изменить параметры моделирования из PSpice, не прерывая моделирования.
125
5. Моделирование
Решение.
PS — В14 — AS.Edit Simulation Settings, "внести новые параметры в поля
Change To", OK & Resume Simulation!
Замечание.
Доступны к изменению следующие параметры: RELTOL, ABSTOL, VNTOL,
GMIN, TSTOP, ТМАХ, ITL1, ITL2, ITL4 (смысл и значение параметров, обозначенных перечисленными терминами см. в разделе 3.5).
5.1.7. Плановое изменение опций моделирования
Функционирование численных методов решения уравнений, описывающих
модель, определяется параметрами, заключенными во вкладке .OPTIONS диалогового окна Simulation Settings (см. п. 3.4.2). Соответствие этих параметров
конкретной модели является очень важным, так как определяет точность получаемых результатов и время моделирования. В случае, когда модель является существенно нелинейной (ключи, тиристоры, транзисторы, диоды и т.
д. — то есть ключевые элементы), работа схемы подразделяется на периоды
между коммутациями ключевых элементов. Вообще говоря, для каждого такого периода возможно назначение набора параметров из вкладки .OPTIONS,
являющегося оптимальным по обеспечению точности или быстродействия, а
часто на практике — рациональным для обеспечения точности и быстродействия одновременно. При этом наборы этих параметров для каждого из периодов между коммутациями могут существенно отличаться. Задача определения
набора параметров одновременно являющегося рациональным с точки зрения
точности и быстродействия на всем временном интервале моделирования является достаточно сложной. В случае, если моменты коммутаций ключевых
элементов заранее известны, можно для каждого периода между коммутациями устанавливать свой рациональный (а может быть, и оптимальный) набор
параметров. Среда OrCAD 9.2 предоставляет пользователю возможность назначения набора параметров из диалогового окна Simulation Settings в соответствующие моменты времени.
Задача.
Установить значение параметра RELTOL в интервале времени от 0 до ti —
'Xj', от t] до t2 — 'Х21 и от t2 до TSTOP — 'Хз' и запустить моделирование. Настройки сохранить в файле с псевдонимом Y.
Решение.
РЕ - A2.New.Text File - -> .OPTIONS RELTOL - {SCHEDULE (Os, 'Xf,
t,, 'X2', t2, 'X3')} - A2.SaveAs, Имя файла (Filename) -> 'Y' - PE - D3.Include
Files, Filename->'Y', Add to Design, OK — D44
Замечание 1.
Данный рецепт справедлив для любого из параметров из диалогового окна
Simulation Settings или их произвольного набора.
Замечание 2.
Количество временных интервалов может быть произвольным.
726
5.1. Настройка процесса моделирования
5.1.8. Установка опций для менеджера очереди
Задача.
Установить опции для менеджера очереди.
Решение.
PS — С28 — Tools.Options, "выбрать нужные опции", OKI
Замечание.
Имеются два блока опций. В первом выбирается один из трех пунктов:
• отобразить моделирование в очереди (Display simulation in queue);
• приостановить текущее моделирование и запустить следующее (Pause the
current simulation and run the new one);
• остановить текущее моделирование и запустить следующее (Stop the current simulation and run the new one).
Во втором блоке выбирается один из двух пунктов:
• продолжить моделирование (Resume simulation);
• ждать вмешательства пользователя (Wait for user intervention).
5.1.9. Использование PSpice при работе с очередью
Задача.
При моделировании проекта 'X', стоящего в очереди, просмотреть его
осциллограммы.
.
Решение.
PS — С28 —'X' — View.Simulation Results^
5.1.10. Запуск параллельного моделирования
Задача.
Даны два проекта 'X' и 'Y'. Необходимо осуществить их параллельное моделирование.
Решение.
DM — A2.Open.Project, Имя файла (Filename)->'X' — РЕ — D4 -- DM —
А2.Open.Project, Имя файла (Filename)->'Y' — РЕ — D4l
5.1.11. Запуск проекта на моделирование из очереди
Задача.
Запустить проект 'X' на моделирование из очереди.
Решение.
PS — С28 —'X' — Simulation. Runl
127
5. Моделирование
5.1.12. Добавление проектов в очередь
на моделирование
Задача.
Добавить проект 'X' в очередь на моделирование.
Решение.
PS - - С28 (Open)!
File.Add Simulation, Имя файла (Filename)->'X', Открыть
5.1.13. Пауза при моделировании проекта из очереди
Задача.
При моделировании проекта 'X' поставить из окна очереди паузу.
Решение.
PS — С28 —'X' — Simulation.Pausel
5.1.14. Остановка моделируемого проекта из очереди
Задача.
Остановить моделирование проекта 'X' из очереди.
Решение.
PS — С28 —'X' — Simulation.StopI
5.1.15. Трансляция PSpice-программы
в исполняемый файл
Пусть на компьютере проведено моделирование схемы в среде OrCAD 9.2.
Для демонстрации результатов моделирования на компьютерах, на которых не
установлена среда OrCAD 9.2, имеется возможность после окончания моделирования оттранслировать программу получения результатов моделирования в
исполняемый файл.
Задача.
Оттранслировать PSpice-программу в файл с псевдонимом X.
Решение.
PS — A2.Log Commands, Имя файла (Filename)->'X', Сохранить (Save)l
5.2. Обработка результатов моделирования
Обработка результатов моделирования в среде OrCAD 9.2 может быть подразделена на следующие пункты:
• обработка графической и связанной с ней символьной информации;
• функциональные преобразования полученной информации;
• вспомогательные преобразования полученной информации.
128
5.2. Обработка результатов моделирования
5.2.1. Отображение осциллограммы с помощью щупа
При моделировании возникает задача вывода осциллограммы (ток, напряжение, потенциал, мощность). Одним из способов вывода осциллограммы является использование щупов.
Задача.
В схеме имеется элемент с псевдонимом X. Необходимо с помощью щупа
получить осциллограмму тока через этот элемент.
Решение.
РЕ - DS.'X'I
Замечание 1.
Щуп необходимо устанавливать на выводе элемента.
Замечание 2.
Аналогично решаются задачи получения осциллограмм потенциала (D6) и
мощности (D9) на элементе.
Замечание 3.
Для получения осциллограммы напряжения необходимо разместить два щупа (D7) в соответствующих точках схемы.
5.2.2. Отображение осциллограммы путем
задания переменной
При моделировании возникает задача вывода осциллограммы (ток, напряжение, потенциал, мощность). Одним из способов вывода осциллограммы является задание переменной.
Задача.
В схеме имеется элемент с псевдонимом X. Необходимо с помощью задания
переменной получить осциллограмму тока через этот элемент.
Решение.
PS - C9.Full ListAI('X'),OKl
Замечание 1.
Аналогично могут быть получены значения потенциалов V('X') и мощностей W('X').
Замечание 2.
Для получения осциллограммы напряжения необходимо рассмотреть разность между потенциалами двух соответствующих точек схемы.
5.2.3. Изменение цвета осциллограммы
Задача.
Для осциллограммы 'X' изменить цвет на 'Z'.
Решение.
PS — 'X' — "RightMouse".Properties, Colors Л 'Z'.OKi
5. Моделирование
Замечание.
По умолчанию в Capture маркеры имеют серый цвет. PSpice отображает выбранные маркерами в Capture осциллограммы, автоматически назначая их цвета. Цвет, назначенный маркеру, будет совпадать с цветом осциллограммы в
PSPICE и наоборот.
5.2.4. Изменение ширины линии осциллограммы
Задача.
Изменить ширину линии осциллограммы 'X', выведенной на экран на ширину, равную 'Y'.
Решение.
A)
PS - 'X' - "RightMouse".Properties, Width Y', OKI
Замечание.
По умолчанию осциллограммы имеют минимальную ширину линии.
5.2.5. Отображение осциллограмм
без специальных значков
Задача.
Отобразить осциллограмму без значков, идентифицирующих осциллограммы при печати.
Решение.
PS — А8.Options, Use Symbols.Never — OKi
Замечание.
По умолчанию значки присутствуют.
5.2.6. Нахождение локального максимума
на заданном участке
Задача.
Найти локальный максимум на заданном участке 'X' осциллограммы 'У.
Решение.
PS - 'Y' - СЗ - <'Х'> - С13 - С184
5.2.7. Нахождение локального минимума
на заданном участке
Задача.
Найти локальный минимум на заданном участке 'X' осциллограммы 'Y'.
Решение.
PS - 'Y' - СЗ - <'Х'> - С13 - C17I
730
5.2. Обработка результатов моделирования
5.2.8. Определение длительности импульса
двумя лучами
Задача.
Дан импульс с фронтами Тг и Tf. Определить его длительность двумя лучами.
Решение.
A
A
PS - С13 - "LeftMouse" Tr, "RightMouse" Tf 4Замечание.
Значение длительности импульса отображается в пункте dif окна ProbeCursor.
5.2.9. Отображение осциллограммы в требуемом
диапазоне по оси ординат
Задача.
Отобразить осциллограмму 'X' в требуемом диапазоне 'Y'...'Z' по оси ординат.
Решение.
PS — 'X' — "RightMouse".Settings, Y Axis.Data RangeAUser Defined -> 'Y' to
'Z', OK4
Пример.
Отображение переменной величины, положительное отклонение которой
настолько больше отрицательного, что отрицательное неразличимо. Отображение осуществляется на двух осциллограммах: на первой отображается весь сигнал, а на второй — его отрицательная часть.
5.2.10. Увеличение на осциллограмме масштаба
окрестности заданной точки с дискретным шагом
Задача.
Увеличение масштаба осей осциллограммы с псевдонимом X, в окрестности
заданной точки 'Y'.
Решение.
PS - 'X' - Cl - 'Y'4Замечание.
Данная процедура может повторяться.
5.2.11. Уменьшение на осциллограмме масштаба
окрестности заданной точки с дискретным шагом
Задача.
Уменьшение масштаба осей осциллограммы с псевдонимом X, в окрестнс
сти заданной точки 'У.
5. Моделирование
Решение.
PS - 'X' - С2 - 'Y'l
Замечание.
Данная процедура может повторяться.
5.2.12. Выделение на осциллограмме требуемой области
с увеличением масштаба
Задача.
Выделить на осциллограмме с псевдонимом X требуемую область в окрестности точки 'Y'.
Решение.
PS - 'X' - СЗ - <'¥'>!
Замечание.
Данная процедура может повторяться.
5.2.13. Возвращение к масштабу осциллограмм,
определенному при первоначальной настройке
моделирования
Задача.
Вернуться к масштабу осциллограмм, определенному при первоначальной
настройке моделирования.
Решение.
PS - C4I
5.2.14. Изменение переменной по оси абсцисс
•
Задача.
Заменить переменную по оси абсцисс на 'X'.
Решение.
PS — A7.Axis Settings, Axis Variable.Full ListA'X'[Trace Expression->'X'], OK,
OKI
Замечание.
По умолчанию переменной по оси абсцисс является Time.
5.2.15. Добавление второй оси ординат
В случае, если в одном окне выдачи осциллограмм отображаются две осциллограммы, среда OrCAD 9.2 предоставляет возможность построения второй оси
ординат. Масштабы осей могут задаваться различными.
732
5.2, Обработка результатов моделирования
Задача.
Добавить вторую ось ординат в окно выдачи осциллограмм.
Решение.
PS - A7.Add Y Axisi
5.2.16. Удаление второй оси ординат
Задача.
Удалить вторую ось ординат из окна выдачи осциллограмм.
Решение.
PS — AT.Delete Y Axisl
,
....
.
5.2.17. Отображение двух осциллограмм в одном окне
Задача.
Отобразить в одном окне две осциллограммы с псевдонимами X и Y.
Решение.
PS - A6.Add Trace, Full List A 'X','Y',OK4,
Замечание.
Данная задача может быть решена для занесения в одно окно количества
осциллограмм большего, чем две. Все осциллограммы отображаются в окне
разными цветами.
5.2.18. Отображение в одном окне графиков двух
осциллограмм, амплитуда которых существенно отличается
Задача.
Отобразить в одном окне графики двух осциллограмм, амплитуда которых
существенно отличается.
Пример.
Ток через вентиль и импульс управления на вентиле.
'
Решение.
Ввести масштабный коэффициент
для одной из осциллограмм.
Пример.
В качестве примера рассмотрим ток
через тиристор и импульсы управления
тиристором для схемы, приведенной на
рис 5.1. На рис. 5.2 приведены осциллограммы тока через тиристор и импульсов управления для случая с естествеННЫМ масштабом ПО ОСИ Ординат, а
V2
V1=0
V2=8
TD=3m
TR=1u
TF=1u
PW=8m
PER=20m
•
'
,
1
VT1
0
I
I VI
ZS
Ji
VOFF=0
VAMPL=100
FREQ=50
ГЫ
2
А
^M
R1
Рис. 5.1. Схема для иллюстрации отображения
в одном окне графиков двух осциллограмм,
амплитуда которых существенно отличается
733
5. Моделирование
-
1000
~~ -- V
--- - ----
- __
~
- __ -i __ — __ -- - - __
1
800
\\
600
\
\
\\
\
\\
\
\
\
\
400
1
1
\
i
\
1
200
: --- ~ -л ... -- -1
—
5ms
10ms
—
15ms
i
\
--... ----20ms
-- __
30ms
25ms
I(VT1 -.ANODE) ---- V(V2:+,V2:-)
35ms
-40ms
^
Рис. 5.2. Осциллограммы тока через тиристор и импульсов управления для случая
с естественным масштабом по оси ординат
_ — {'x -—
--—\--t
-- -- - - — r--- — — — -h
- --~
"\ — —
800
\
...
—
—
-r--- —
-—t—
T
~'r
\
\
\
\
\
...
J.
—\— " - - -— V ---- - --- -- -- — - -- - \- - -- - — — -
4:; --- '- 1
:;
1000
:E
^
\
\
*
200
-
5ms
""*!
\
1
1
|
I
1
Г
i
\
i
-- -
i
-
-l:: ih
.-,..
::
- --ц
1
-...-- r_ ---- --
10ms
15ms
20ms
- - -"Г -25ms
\
30ms
!
- "— -----35ms
40ms
I(VT1:ANODE) •••-V(V2:+,V2:-)"30
Рис. 5.З. Осциллограммы тока через тиристор и импульсов управления для случая, когда масштаб
отображения импульсов управления искусственно увеличен для удобства работы
на рис. 5.3 осциллограммы тока через тиристор и импульсов управления для
случая, когда масштаб отображения импульсов управления искусственно увеличен для удобства работы.
5.2.19. Отображение в одном окне осциллограмм
из разных проектов
Задача.
Отобразить в одном окне две осциллограммы с псевдонимами X и Y из разных проектов.
134
5.2. Обработка результатов моделирования
Решение.
A
PS — A6.Add Trace, Full List 'X' —A2.Append Waveform, Имя файла (Filename)->'Y', Открыть (Open)!
Замечание.
Данная задача может быть решена для занесения в одно окно количества
осциллограмм большего, чем две. Все осциллограммы отображаются в окне
разными цветами.
5.2.20. Построение выражений в PSpice
В PSpice кроме выдачи осциллограмм токов, напряжений, потенциалов и
мощностей имеется возможность строить более сложные выражения (например, функции от токов, напряжений, потенциалов и мощностей). Выражения
могут быть построены с помощью набора стандартных функций, приведенных в табл. 1.4.
Задача.
Построить осциллограмму значения модуля тока через резистор R1.
Решение.
PS — A6.Add Trace, Trace Expression->ABS(I(Rl)), OK!
5.2.21. Вычисление средних значений
Очень часто при анализе схем разработчику необходимо знание средних
и/или действующих значений напряжений, токов, мощностей и т. д. Рассмотрим вычисление средних и действующих значений в среде OrCAD 9.2. По
определению:
(5.1)
При анализе переходных процессов часто требуется вычисление «текущих»
средних и действующих значений и реализуется счет по формулам, где вместо
значений периода Т подставляется текущее время (Time). В среде OrCAD 9.2
применяются следующие формулы:
}f(x)dx
(5.3)
х, -хп
RMS(f(x))t
\]\f(x)\2dx
=1|^—
Xj
.
(5-4)
XQ
135
5. Моделирование
Вообще говоря, формулы (5.1) и (5.2) дают результат, отличный от полученного по формулам (5.3) и (5.4) соответственно. Покажем, что погрешность
при этом для достаточно больших значениях времени Time может быть допустимо малой.
Вычисление определенного интеграла предполагает нахождение предела
где ^S - nS + Д51 — суммарная площадь геометрических фигур, образуемых
графиком рассматриваемой функции и осью времени.
Здесь S — площадь под кривой в размере одного периода установившегося
процесса; п — число рассматриваемых периодов; Д5 — площадь под кривой в
размере части полного цикла;
^/ = пТ + А/ — суммарное время интегрирования.
Здесь Т — полный период; п — число рассматриваемых периодов; Д/ — дополнительный временной интервал, меньший полного периода Т, входящий в
суммарное время интегрирования (и соответствующий Дб).
Очевидно, что по мере роста п вышеуказанный предел все более приближается к некоторой постоянной величине:
^~
,' nS + AS}
nS S
hm^r-^hml —-—— =hm—- = -.
ni + At ) "-»« пТ Т
Это есть не что иное, как среднее значение функции за время Т (в том числе и среднее значение корня из квадрата функции, что дает действующее значение).
Следует заметить, что в моменты времени, когда Д ? = 0 и Д5'=0, искомый
предел равен среднему значению при любом п для любой функции.
Рассмотрим, например, вычисление среднего значения величины синусоидального тока для схемы, приведенной на рис. 5.4.
VOFF=O
VAMPL=100
FREQ=50
Рис. 5.4. Схема для вычисления среднего значения тока
Для данной схемы амплитуда тока /будет равна 10 ампер, а среднее значение синусоидального тока, как известно, определится как 2Д х /и будет равно
6,38 ампера. На осциллограммах (рис. 5.5) представлены мгновенное значение
синусоидального тока и его среднее значение, вычисленное с применением
стандартных математических функций среды OrCAD 9.2 (см. п. 1.4) как
AVG(ABS(I(R1))), равняется 6,43 ампера (погрешность 0,8% имеет тенденцию
136
5.2. Обработка результатов моделирования
к уменьшению при увеличении времени рассмотрения процесса). Закономерности, полученные при вычислении среднего значения, могут быть распространены на действующее значение.
--4-4-
1
\[|1 -1— 1—
"M"
—
л ПА
1
4*
i»
-
—
"f '
^>
*"!*•'
-j—
+ —1—1— — -4—1— — —
4- -1—1— — -1—1— -—
1
i i
SEL»
1 I
Л (ABS( (F 1 ))
—
ПА
-ЮА
l\\
\i\\
/!
'/ i
i/ i 1
/ !
/it !i
/ I
/f| !i
1
/I i '
I/I 1 _vhf-t-!- -Д-
\
20ms
n
i p\
40ms
f! I
li I
1'
j
J
J
1
1—1
._[__
—
._(__
1 II 1
^-L~t-
— -[„— — — —j—
--I— I— — ~г"г"
-4-4i i —ij_.— — j.-— -— „j__
„|__
I'll
If! I
— [__ — — i—
—^1-4-4- — --k- — — 1~1~
i
* — __ |—j— -j— 1~ -j— — —i— -— __f,_ — ._l__j._
-.
i i
i
" j
iд
i /I \
] i i if
!/ i
1 M '! /' i i / i ' / \ ! f i
Ш
!1 i
!/ i i i i
i/ \
If! 1
!Пi
/ 1
\j
i
i.
ii
a
i
jl
f
/
/1 I
iт i j / 1 l\/I l /I
I' I
l /! |
1 /1
I
I\ /
\ 4J-4- \ /i i
i i
|
ii\
i /
100ms
120ms
140ms
160ms
180ms
200ms
Рис. 5.5. Осциллограммы, поясняющие вычисление среднего значения синусоидального тока
'
./
Задача.
Вычислить среднее значение величины 'X' на осциллограмме.
•
Решение.
Существует два способа решения данной задачи:
1) PS — A7.Add Plot to Window — C9 [A6.Add Trace], Trace Expression^ AVG
('X'), OIU
2) PS — A7.Add Plot to Window -- C9 [A6.Add Trace], Trace Expression^
S('X')/Time, OKi
Внимание.
S('X')/Time^AVG('X'), Vt 0 >0 в течение времени At.
5.2.22. Вычисление действующих значений
Задача.
Вычислить действующее значение величины 'X' на осциллограмме.
Решение.
PS — A7.Add Plot to Window — C9 [A6.Add Trace], Trace Expression^ SQRT
(S('X'*'X')/Time), OK^
Пример.
Пусть в исследуемой схеме необходимо вычислить действующее значение
тока в резисторе R5. Тогда его следует вычислить следующим образом:
PS — A7.Add Plot to Window — C9 [A6.Add Trace], Trace Expression^ SQRT
(S(I(R5)*I(R5))/Time), OKI
737
5. Моделирование
5.2.23. Выбор типов переменных, отображаемых
при построении графиков
Задача.
Назначить тип переменной Analog, отображаемой в окне Add Traces, которая может быть построена в виде графика, из перечня (Analog, Digital, Voltages,
Currents, Power, Noise, Alias Names, Subcircuit Nodes).
Решение.
PS - A6.Add Trace, Analog->'V, OKI
Замечание.
Из перечня может быть выбрана любая входящая в него переменная или
любая их комбинация.
•••:
5.2.24. Вызов списка целевых функций
Задача.
Вызвать список целевых функций.
Решение.
PS — A6.Eval Goal Function(s)!
5.2.25. Добавление целевой функции в список
Задача.
Добавить в список целевую функцию с псевдонимом X.
Решение.
PS — A6.Goal Functions, New, New Goal Function Name->'X', OKI
5.2.26. Выдача целевых функций в виде графика
Задача.
Выдавать целевые функции на экран в виде графиков.
i
Решение.
PS — AS.Options, Display Evaluation->'V', OK 4
5.2.27. Выдача целевых функций в виде текста
Задача.
Выдавать целевые функции на экран в виде текста.
Решение.
PS — А8.Options, Display Evaluation->' ', OK 4
138
i
5.2. Обработка результатов моделирования
5.2.28. Удаление всех осциллограмм из окна моделирования
Задача.
Удалить все осциллограммы, отображенные в окне моделирования с псевдонимом X.
Решение.
PS - 'X' - A6.Delete All TracesJ-
5.2.29. Просмотр выходного файла результатов
моделирования
Задача.
Просмотреть результаты моделирования в текстовом виде.
Решение.
PS - С264-
5.2.30. Добавление текстовых меток в PSpice
Задача.
В окно выдачи осциллограммы 'X' добавить текстовую метку со значением 'Y'.
Решение.
PS - A7.Label.Text, Enter Text Label->'Y', OK, 'X'4
5.2.31. Способ сравнения идентичных схемных
характеристик, реализуемых различными схемами
В некоторых случаях при сравнении различных схемных вариантов, реализующих определенную эквивалентную схемную функцию, удобно сравнивать
работу двух схем или параметрических различий в одной схеме, имея на экране
сразу оба сравниваемых варианта. Добиться этого можно, поместив в один
проект две различные схемы или вариант одной схемы с различными параметрами некоторых элементов. При этом появляется возможность вывести на экран эквивалентные токи, напряжения, мощности, либо другие, более сложные
схемные функции двух схем, рассмотреть разность требуемых схемных функций, отклонение от требуемого результата и т. д.
Задача.
Провести в одном проекте моделирование двух схем.
Решение.
Создать в одном проекте две принципиальные схемы. Запустить моделирование.
Замечание 1.
Следует помнить, что две моделируемые схемы будут иметь потенциальную
связь через «землю».
Замечание 2.
Рецепт также справедлив для количества схем, большего двух.
139
6. Модели и их особенности
Кулебяка должна быть аппетитная, бесстыдная
во всей своей наготе, чтоб соблазн был. Подмигнешь
на нее глазом, отрежешь этакий кусище и пальцами
над ней пошевелишь вот этак, от избытка чувств.
Станешь ее есть, а с нее масло, как слезы, начинка
жирная, сочная, с яйцами, с потрохами, с луком...
А. П. Чеков, «Сирена»
Как известно, моделью является объект-заменитель объекта-оригинала. Среда OrCAD 9.2 предоставляет следующие возможности при работе с моделями:
1) использование готовых моделей элементов из стандартных библиотек;
2) использование готовых моделей элементов из любых других источников
информации (фирменные сайты, публикации и т. д.);
3) использование стандартных шаблонов среды OrCAD 9.2 для построения
новых моделей. Всего имеется 11 стандартных шаблонов элементов: диод (Diode), биполярный транзистор (Bipolar Transistor), магнитный сердечник (Magnetic Core), IGBT-транзистор (Ins Gate Bipolar Tran), JFET (Junction FET), операционный усилитель (Operational Amplifier), MOSFET (MOSFET), компаратор
(Voltage Comparator), стабилизатор напряжения (Voltage Reference), регулятор
напряжения (Voltage Regulator), транзистор Дарлингтона (Darlington Transistor);
4) создание моделей в виде подсхем (.SUBCKT);
5) создание моделей как схем, состоящих из моделей, перечисленных в
пунктах 1 — 4.
6.1. Создание моделей
Для создания моделей в среде OrCAD 9.2 предназначен редактор Model Editor. Одной из функций этого редактора является расчет параметров моделей по
паспортным данным. В некоторых случаях для расчета параметров моделей
требуются исходные данные, которые выходят за рамки задаваемых в паспортах или технических условиях (например, данные, требуемые для построения
модели силового диода). В этом случае требуется либо поиск дополнительной
информации из специальных источников, либо проведение экспериментальных работ.
Существенным этапом создания модели является ее тестирование, подтверждающее адекватность созданной модели оригиналу. При этом необходимо
140
6.1. Создание моделей
различать тестирование модели в паспортных условиях и в условиях, отличных
от приведенных в паспорте:
1) при тестировании моделей в условиях, которые оговариваются в паспортных данных на элемент, следует помнить, что в этом случае совпадение параметров модели с паспортными гарантирует ее адекватность элементу только в
условиях, при которых получались паспортные данные. При использовании
модели в отличных от паспортных режимах ее адекватность элементу, вообще
говоря, не гарантируется (точно также, как не гарантируется работа моделируемого элемента);
2) при эксплуатации модели в условиях, отличных от паспортных, целесообразно проведение специализированного тестирования модели на режимах, в
которых ожидается ее эксплуатация.
В данной главе будут рассмотрены примеры создания и корректировки моделей распространенных элементов электронных схем.
6.1.1. Примеры создания моделей по шаблонам
6.1.1.1. Модель сердечника
Задача.
Создать модель сердечника X в редакторе Model Editor. Характеристики модели: величина зазора G, площадь сердечника А, длина средней линии Р, коэффициент заполнения Pk.
Решение.
1. Создание собственно модели сердечника:
ME — A2.Open:"C:\Program Files\ OrCAD\ Capture\ Library\ PSpice\ magnetic.lib" — A5.New, |Model->'X' & From Model Л Magnetic Core}, OK — Hysteresis
Curve. {H(Oers).l->0 & B(Gauss).l->'Br' & H(Oers).2->'Hc' & B(Gauss).2->0 &
H(Oers).3->'Hm' & B(Gauss).3->'Bm' & Initial Perm->V'} — A7.Extract Parameters — Parameters.{Gap->'G' & Area->'A' & Path->'P' & Pack->'Pk'} — B3
2. Создание графического изображения модели сердечника:
DM — A2.Open.Library:" C:\Program Files\ OrCAD\ Capture\ Library\ PSpice\
magnetic.olb" — AS.New Part, (Name-> 'X' & Part Preference Prefix->K & Attach
Implementation, {Implementation Type Л PSpice Model & Implementation->'X'},
OK} — OK — A6.Part Properties, {Implementation->'X' & VaIue->'X'} — OKI
Замечание 1.
При создании модели сердечника приняты следующие условные обозначения:
1) Не [Эрстед] — напряженность электромагнитного поля сердечника при
индукции, равной нулю;
2) Вг [Тесла] — индукция в сердечнике при напряженности электромагнитного поля, равной нулю;
3) Нт [Эрстед] — напряженность электромагнитного поля сердечника при
индукции, равной индукции насыщения;
4) Вт [Тесла] — индукция насыщения;
5) Initial Perm — значение первоначального намагничивания.
747
6. Модели и их особенности
Замечание 2.
Построение петли гистерезиса производится при занесении в таблицу, описывающую кривую гистерезиса, трех пар чисел:
1) (0, Вг);
2) (Не, 0);
3) (Нт, Вт).
Попытка более точного построения петли гистерезиса по большему количеству точек не дает положительных результатов, так как в Model Editor рассматриваются только три первых занесенных в таблицу пары чисел.
6.1.1.2. Модель тиристора
К сожалению, в вышеприведенный перечень шаблонов моделей среды ОгCAD 9.2 тиристор не входит. Однако в библиотеке thyristor.lib, в которой приводится перечень тиристоров фирмы Motorola, в файле SCR дана модель тиристора, обращение к которой представляется следующим образом:
.subckt SCR anode gate cathode PARAMS
VDRM. V R R M , IDRM> IH, dvdt, IQT> V G r> VTM> ITM. TON. TOFFСМЫСЛ входных параметров модели приведен в табл. 6.1.
Таблица 6.1. Параметры PSpice-модели тиристора ТБ-143-630-14
и ее тестирование
№
п/п
2
3
4
5
6
I
Неповторяющееся импульсное напряжение в открытом состоянии, В
UDSM
1 500
PW VSIN = 10 ms
1493
2
Неповторяющееся импульсное обратное напряжение, В
URSM
1 500
PW VSIN = 10 ms
1493
3
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии, В
UDRM*
1 400
PW VSIN = 10 ms
1400
4
Повторяющееся импульсное обратное напряжение, В
URRM*
1 400
PW VSIN = 10 ms
1400
5
Средний ток в открытом состоянии, А, не более
ITAV
630
PW 1SIN = 10 ms
—
6
Ударный ток в открытом состоянии, кА, не более
ITSM
10,5
PW ISIN = 10 ms
—
7
Критическая скорость нарастания
тока в открытом состоянии, А/мкс,
не более
di/dt
1000
U D = 0,67UDRM
—
8
Импульсное напряжение в открытом состоянии, В, не более
UTM*
2
ITM = 1980 A*
2,12
9
Пороговое напряжение в открытом
состоянии, В, не более
UT
1
142
0,75
6.1. Создание моделей
№
п/п
2
3
4
5
6
10
Повторяющийся импульсный обратный ток, мА, не более
IRRM
70
U R = URRM
15
11
Повторяющийся импульсный ток в
закрытом состоянии, мА
'DRM*
70
UD = UDRM
15
12
Отпирающий постоянный ток
управления, мА, не более
IGT*
320
U D = 12 В
320
13
Отпирающее постоянное напряжение управления, В, не более
UGT*
2,5
UD=12 В
2,5
14
Неотпирающее постоянное напряжение управления, В, не более
UGD
0,25
U D = 0,67UDRM
0,27
15
Время включения, мкс
Т
1
on
*
3,2
UD = 0,67UDRM
Hex.
16
Время выключения, мкс
Toff*
32
U D = 0,67UDRM
И ex.
17
Критическая скорость нарастания
напряжения в закрытом состоянии,
В/мкс, не менее
duD/dt*
1000
U D = 0,67UDRM
1000
18
Ток удержания, мА, не более
IH*
500
U D = 12 В
420
На примере тиристора ТБ-143-630-14 проведено тестирование PSpice-модели по его паспортным данным. В табл. 6.1 приведена следующая информация.
Столбец 1 — порядковый номер параметра, столбец 2 — наименование параметра, столбец 3 — обозначение параметра, столбец 4 — паспортное значение
параметра, столбец 5 — условия, при которых изготовитель производил экспериментальное измерение данного параметра, столбец 6 — величина параметра,
полученная на PSpice-модели. Кроме этого в столбце 3 значком «*» обозначены параметры, являющиеся входными для PSpice-модели. Условия тестирования (столбец 5, табл. 6.1) воспроизводились с помощью PSpice-программы на
схемах, приведенных на рис. 6.1, а, б.
На рис. 6.1, а дана тестовая схема для проверки следующих параметров: IH,
IGT> IDRM> IRRM> IT> dUp/dt. В этом случае схема запитана от источника трапецеидальных импульсов напряжения VPULSE. Для проверки IH, IGT. IT подается напряжение 12 В, IDRM и IRRM — 1400 В. При проверке dUo/dt подается напряжение Up = 0,67 х 1400 = 938 В и изменяется крутизна фронтов TR и TF
(см. параметры источника VPULSE на рис. 6.1, а).
На рис. 6.1, б приведена тестовая схема для проверки следующих параметров: U D R M , U RRM , UDSM. URSM, UTM- В этом случае схема запитана от синусоидального источника напряжения VSIN частотой 50 Гц, амплитудой 1400 В.
Таким образом, полученная модель соответствует паспортным параметрам,
которые определяются заводом-изготовителем. Вопрос о достоверности модели в режимах, отличных от паспортных, точно также, как и для самого тиристора ТБ143-630-14, является открытым и требует дополнительного тестирования, для чего необходимо рассмотрение его характеристик в реально работающей схеме.
743
6. Модели и их особенности
VT1
... л
4
гП 1
I
\
ID ItO-UOU- I*
n
U NO i
1
1
VT1
TB143-630-14
R1 1
~
P*T"
1
V1=0
V4
V2=2.5
TD=40u i,-,
v
TR=300e-9
TF=300e-9
PW=20u
PER=160u
V1=0
V4
V2=2.5
TD=40u
Г)\ )
TR=300e-9 VL
TF«300e-9
PW=20u
PER=160u
V1
Г\
fX
V1=0
V2=1400
TD=0
TR=300e-9
TF=300e-9
PW=20u
PER=40u
V1
VOFF=0
VAMPL=1980
FREQ=50
a)
6)
Рис. 6.1. Схемы для тестирования паспортных параметров тиристора:
а — с трапецеидальным источником напряжения; б — с синусоидальным источником напряжения
Рассматриваемая модель тиристора адекватно описывает паспортные параметры, за исключением параметров, определяющихся тепловыми потерями.
Она тестировалась также при анализе электромагнитных процессов в схемах
автономных инверторов для индукционного нагрева металла и показала хорошее соответствие экспериментальным данным.
Таким образом, предлагается следующая методика построения моделей силовых тиристоров:
1)в файл SCR библиотеки thyristr.lib вводятся 11 паспортных параметров
тиристора, перечисленных выше;
2) разрабатываются схемы, позволяющие произвести тестирование модели
на соответствие паспортным параметрам;
3) в случае, если разработанная модель соответствует паспортным параметрам, она считается адекватной тиристору;
4) достоверность работы модели на режимах, отличных от паспортных, требует дополнительных исследований (точно также как сам тиристор, при его эксплуатации в режимах, отличных от паспортных, нуждается в соответствующих
экспериментальных проверках).
;
6.1.2. Схемные модели
В библиотеках среды OrCAD 9.2 содержится большое количество разнообразных моделей элементов, однако эти модели, естественно, не перекрывают всех возможных потребностей пользователя. Как говорилось выше, одним из способов создания новых моделей являются схемные комбинации
известных моделей. Ниже приведены несколько примеров построения таких
моделей.
744
6.1. Создание моделей
6.1.2.1. Модель трансформатора
Задача.
Построить модель двухобмоточного трансформатора, используя модель сердечника с псевдонимом X (см. 6.1.1.1.).
Решение.
Схема модели двухобмоточного трансформатора приведена на рис. 6.2.
L1
UBX
R1
.„<
К,ч
ивых
Рис. 6.2. Схема модели двухобмоточного трансформатора
На рис. 6.2:
К1 — сердечник, выбирается из РЕ — E2.Libraries A Magnetic, PartList A 'X'
[Part->'X'], OKI
L1...L4 — выбираются из РЕ — E2.Libraries A Analog, PartList A 'L' [Part->'L'],
OKI
Rl, R2 — выбираются из РЕ — E2.Libraries A Analog, PartList A 'R' [Part->'R'],
OKI
UBX — входное напряжение; ивых — выходное напряжение,
где:
L1 — индуктивность рассеяния первичной обмотки;
L2 — число витков первичной обмотки;
L3 — число витков вторичной обмотки;
L4 — индуктивность рассеяния вторичной обмотки;
R1 — активное сопротивление первичной обмотки;
R2 — активное сопротивление вторичной обмотки;
К1 — модель сердечника.
Замечание 1.
В модель трансформатора при описании сердечника вводится коэффициент
связи Coupling.
Замечание 2.
Аналогично строятся модели трансформатора с числом обмоток от 3 до 6.
6.1.2.2. Модель диода на основе ключа SBreak
Задача.
Построить идеализированную модель диода, позволяющую работать при больших значениях прямых токов и обратных напряжений.
Решение.
Целесообразно использование модели тгсевдоидеального диода, построенной на базе ключа SBreak (библиотека breakout.lib).
145
6. Модели и их особенности
Схема модели приведена на рис. 6.3, где: А — анод; К — катод; R1 — резиA
A
стор (РЕ — E2.Libraries Analog, PartList 'R' [Part->'R'], OKI); SI — ключевой
A
элемент (РЕ — E2.Libraries Breakout, Part List"'Sbreak' [Part->'Sbreak']) OKI).
Характерной особенностью данной модели
является возможность ее использования на
очень больших значениях обратных напряжений и прямых токов. При этом величина обратного напряжения ограничивается значением сопротивления ключа в закрытом состоянии (свойство ROFF), а прямое падение
напряжения — сопротивлением ключа в отРис. 6.3. Схема модели
псевдоидеального диода
крытом состоянии (свойство RON). Следует
учитывать, что для обеспечения устойчивости
процесса моделирования разработчиками среды OrCAD 9.2 заложено требование, что RON>0, a ROFF<(1/GMIN), где
GMIN — минимальная проводимость ветви цепи (задается во вкладке
OPTIONS диалогового окна Simulation Settings среды OrCAD 9.2).
По умолчанию RON=1 Ом, ROFF=106 Ом, GMIN = 1012 См.
6.1.2.3. Модель однофазного выпрямительного моста
из диодов на основе ключа SBreak
Задача.
Построить модель выпрямительного моста из псевдоидеальных диодов.
Решение.
Схема модели выпрямительного моста приведена на рис. 6.4 где:
~и вх ь ~UBX2 — входные клеммы (переменное напряжение);
+
U Bb ix — плюсовая выходная клемма;
-UBblx — минусовая выходная клемма;
Рис. 6.4. Схема модели выпрямительного моста
146
6.1. Создание моделей
A
R1 — R4 выбираются из РЕ — E2.Libraries Analog, Part ListAR [Part->R], OKI;
SI, — S4 выбираются из РЕ — E2.LibrariesABreakout, Part LisfSbreak
[Part->SBreak], OKI
Замечание.
Аналогичные модели могут быть построены для трехфазного моста и других
выпрямительных схем.
6.1.2.4. Модель двухполярного источника
Задача.
Построить двухполярный источник импульсов.
Решение.
На схеме (рис. 6.5) приведено решение, реализованное в виде встречно включенных источников напряжения VPULSE или источников тока IPULSE.
На рис. 6.5 V I , V2 выбираются из РЕ — E2.LibrariesASource, Part List'VPULSE [Part->VPULSE], OKI
Замечание.
Меняя амплитуды импульсов и их временные параметры, можно получить достаточно большое количество
двухполярных импульсов различной формы.
Рис. 6.5. Модель
двухполярного
источника импульсов
Пример.
На осциллограмме (рис. 6.6) приведены двухполярные импульсы, полученные на модели двухполярного источника при следующих параметрах источников VPULSE:
VI: VI = 0; V2 = 10; TD = 5u; T R = l u ; T F = lu; PW= lOu; PER = 40u.
V2: VI = 0; V2 = 10; TD = 0; TR = 20u; TF = 20u; PW = 0,lu; PER = 40u.
— __ — ——"4 / Ч s-~-- -
10V
—
5V
±>- ::
-— ~
I
~s 1
-,
Ч
s\
-
-^ss,\
-, ; ;
ч /- i ... -- I. --— - ... - ч
--- ... L - --— --•\
tf i -- .. -- - -- -- - -...\k- •- 1i -- - -~ I.„ -- --- - - "Г"
i
i
/
/
ч
-5V
/
/
——
,'
/
— " -- - -- -- - __
i
!
T
OS
...у.
—
—
-10V
"
\
ч
t -- :^ \*\ — -- -- "/i -...----_ ll --._ - ч, --\
— -- ;;
__.
OV
;
- - ...;: — - (
—V
-
S
h
—
10us
—
20us
30us
-
f
/
j -^-~ --—
—
—
SOUS
60us
——r
— —
- -70us-— SOus
Рис. 6.6. Осциллограммы двухполярных импульсов, полученные на модели, состоящей из встречно
включенных источников VPULSE
147
6. Модели и их особенности
6.1.2.5. Модель источника на основе наложения
синусоид
Задача.
Построить модель
(см. рис. 6.7).
источника,
выдающего
сигнал
следующей
формы
Рис. 6.7. Сигнал специальной формы
Рис. 6.8. Схема модели для получения сигнала специальной формы (см. рис. 6.7)
Решение.
Схема решения приведена на рис. 6.8, где
V I , V2
выбираются из РЕ — E2.Libraries A Source, Part List'VSIN
[Part->VSIN], OKI
148
6.1. Создание моделей
V3, V4 — выбираются из РЕ — E2.LibrariesASource, Part List'VPULSE
[Part->VPULSE], OKI
SI, S2 — выбираются из РЕ — Е2.1лЬгапе5лВгеа1соШ:, Part ListASBreak
[Part->SBreak], OKI
Замечание 1.
Амплитуды источников V I , V2 должны быть обратными, например +100
и -100.
Замечание 2.
Меняя параметры источников VSIN (амплитуда, частота, фаза) и параметры
источников управления VPULSE ключей SBreak, можно получить достаточно
большое количество сигналов сложной формы.
6.1.2.6. Модель идеального компаратора
Задача.
Создать модель идеального компаратора.
Решение.
Использовать элемент EVALUE из библиотеки ABM.OLB. Значение свойства
EXPR установить в виде LIMIT (lMeg*V(%IN+, %IN-), <VCC>, <VEE>),
где
1 Meg — коэффициент усиления;
<VCC> — положительное напряжение двухполярного источника питания;
<VEE> — отрицательное напряжение двухполярного источника питания.
На входы IN+ и IN- подать сравниваемые сигналы. Выходной сигнал снимается с выхода OUT+. Выход OUT- заземляется.
Пример.
На рис. 6.9 приведена схема идеального компаратора, построенного на базе элемента EVALUE. На входы IN+ и IN- подаются синусоидальные напряжения от источников VSIN. Амплитуды синусоид — 1 В, частоты — 1 кГц,
сдвиг по фазе — 50 °. На выходе установлено сопротивление 100 кОм. В качестве VCC и VEE заданы величины напряжений +15 В и -15 В соответственно. Осциллограммы, поясняющие работу схемы, приведены на рис. 6.10.
LIMIT (1MEG*V(%IN+,%IN-),15V,-15V)
lINf
Е1
UUI +
EVALUE
V1
VOFF=0 /-Ц '
VAMPL=1 \~)
FREQ=1K |
, R1
I
V7
VOFF=0 >*Ц~
VAMPL=1 (~)
FREQ=1K Jf
ЮОк
-: =•
Рис. 6.9. Схема идеального компаратора на базе элемента EVALUE
149
6. Модели и их особенности
*!UV
\
I ! !
< i
— 1— —
fl ! —
--h-h-h- —h-h-hjЩ — h-j-4-- --h- h-h-"fit" - "t" —
OV
11t
1
-h-
1—
-tf —th-hi i
1
— h-h- h— h- -f- -j~h- h- -h-i—l—
-20V
=№
V(R1:2,R1:1)
1V —
i i i
,<•" ""TyJ •"T^T^J
1
\t
/i
f 1
OV
1
p
1
I
Os
|
'^
i
i^
' N. I
"f"
I,
\
,'
i
i
s !
i
i
Ч i i\
4
! I *,
1
1 '
,.1-4,
0,2ms 0,4ms 0,6ms 0,8ms
^
V(V1:+,0)
V(V2:+,V2:-)
\
'
f
1 tf
1
\
1,0ms
N
] ч
f
J/
V"
| l| |
i i i
j^1 •^\
^* Ч
/
— i— 1— i~
— i~ i—t—
-h-h-h- -h-h- hi i i
-j— h-t~ -j-j— 1—
i™
1
-j— j-j—
—h-h-h- — 1— j-l—
— j-|— j-
.'
f\
I i I
!
: — I— j-l— — I— h- i—
1
i ! *v I V
! ! | T\T [ 1
i\
\
i i i '> i i Ч
!
i
"t"
-j-
-— ~f~ —
-- ._'(._ — — --
1 1
i i i
E !
— i—
\
\
1,2ms
i i i
N]\i i
i * i
i i/
i ,|
i /1
1i !i !i
!/! I
!\\ '
/ ' ' '
. i p\
\ i | \ 1 1 b* '! i/
i\i i v ' 2 \s '
s\ \ \
1
! !>.
\
1,4ms
LX^ '
1,6ms
1,8ms 2ms
Рис. 6.10. Осциллограммы, поясняющие работу идеального компаратора на базе элемента EVALUE
6.1.2.7. Оформление подсхемы в качестве модели
Задача.
Оформить подсхему некоторой схемы модели в качестве модели элемента.
Решение.
1) Выделить подсхему, оформление которой в качестве модели элемента целесообразно. На все провода, связывающие данную подсхему с остальной частью схемы поставить иерархические порты (РЕ — А5.Hierarchical Port)!
2) РЕ - A2.Savel
3) DM — Аб.Create Netlist, PSpice, Options, Create Subcircuit Format Netlist->'V', OKI
Замечание.
Отличие полученной таким образом модели подсхемы от иерархического
блока заключается в том, что модель может быть включена в соответствующую
библиотеку.
6.1.3. Коррекция моделей в Capture
Как говорилось выше, одним из способов создания модели является изменение или добавление некоторых свойств в уже известных моделях. Отметим, что
при использовании этого способа нужно проявлять определенную осторожность, так как изменение одного из свойств или параметров модели может привести к изменению ее характеристик, например, повышение класса тиристора
путем изменения повторяющегося импульсного прямого и обратного напряжений (см. табл. 6.1) приведет к увеличению токов утечки по сравнению с Паспортными при значениях прямого и обратного напряжений выше паспортных.
Ниже приведены рецепты, позволяющие получить новые модели путем коррекции известных моделей в Capture.
750
6. Т. Создание моделей
6.1.3.1. Изменение свойства модели в Capture
Задача.
Существует модель элемента с псевдонимом X. Необходимо изменить значение ее свойства с псевдонимом Y на 'Z'.
Решение.
РЕ - 'X' - A3.Properties, 'Y'->'Z'4
6.1.3.2. Создание модели путем изменения значения
ее параметра
Задача.
Существует модель с псевдонимом X, описываемая, кроме прочих параметров, параметром '¥', имеющим некоторое значение. Необходимо изменить
значение параметра 'Y' на 'Z' и сохранить модель с измененным параметром.
Решение.
ME — А2.Ореп, Имя файла (Filename) ->'Y', Открыть (Open) — Models
List A 'X','Y'->'Z' -B3l
Замечание.
Количество одновременно изменяемых параметров может быть больше одного.
6.1.3.3. Визуализация свойства модели в Capture
Задача.
Существует модель элемента с псевдонимом X. Необходимо визуализировать ее свойство с псевдонимом Y.
Решение.
РЕ — 'X' — A3.Properties,'Y', Display.Display Format, Name and Value->V, OKI
6.1.3.4. Девизуализация свойства модели в Capture.
Задача.
Существует модель элемента с псевдонимом X. Необходимо девизуализировать ее свойство с псевдонимом Y.
Решение.
РЕ —'X' — A3.Properties,'Y', Display.Display Format, Do Not Display->V, OKI
6.1.3.5. Добавление свойства модели в Capture
Задача.
Существует модель элемента с псевдонимом X. Необходимо добавить ей
свойство с псевдонимом Y и значением 'Z'.
Решение.
РЕ - 'X'.New Column, Name->'Y', Value->'Z', OKI
75?
6. Модели и их особенности
6.1.3.6. Удаление свойства модели в Capture
Задача.
Существует модель элемента с псевдонимом X. Необходимо удалить ее
свойство с псевдонимом Y.
Решение.
РЕ — 'X' — A3.Properties,'Y', Delete Propertyl
6.1.3.7. Генерация значений параметров модели
В среде OrCAD 9.2 каждая модель определяется набором параметров. В ряде
случаев эти параметры легко могут быть определены непосредственно из справочной литературы или путем элементарных расчетов. Построение таких моделей не вызывает затруднений. Однако в некоторых случаях получение параметров модели из справочной литературы или расчетным путем существенно затруднено. В этом случае OrCAD 9.2 предоставляет для ряда моделей сервисные
возможности генерации значений параметров модели по общедоступным характеристикам моделируемого элемента.
Задача.
Некоторые характеристики модели с псевдонимом X из библиотеки с псевдонимом Y задаются в виде графиков и/или таблиц. Необходимо произвести
генерацию значений параметров модели.
Решение.
ME — А2.Ореп, Имя файла (Filename) ->'Y', Открыть (Open) — Models
List A 'X' — A7.Extract Parameters^
Замечание.
В качестве примера укажем, что для создания модели диода необходимо задать прямую ветвь вольт-амперной характеристики, зависимость барьерной емкости перехода от модуля напряжения обратного смещения, зависимость тока
утечки от абсолютной величины напряжения обратного смещения, абсолютную величину напряжения пробоя при токе пробоя, дифференциальное сопротивление на участке пробоя, ток пробоя, время рассасывания носителей заряда, ток диода в прямом направлении до переключения, обратный ток диода после переключения, эквивалентное сопротивление нагрузки (включая выходное
сопротивление генератора). По перечисленным зависимостям и параметрам
программа Model Editor осуществляет построение модели диода.
6.1.4. Создание графического изображения модели
Создание или изменение графического изображения модели в среде OrCAD 9.2 обычно вызывается следующими причинами:
1) в ряде библиотек OrCAD содержится только математическое описание
модели и отсутствует ее графическое изображение, что делает невозможным
обращение к этой модели и требует создания ее графического изображения;
152
в. 1. Создание моделей
2) в ряде случаев существующие графические изображения моделей могут
не устраивать пользователя в силу несовпадения существующих в различных
странах стандартов на изображение элементов электронных схем;
3) может возникнуть потребность внесения или исключения некоторой информации в существующих графических изображениях модели.
Существует три способа создания графического изображения модели. Наиболее удобным и простым является автоматический метод. В этом случае создаваемое графическое изображение будет повторять уже созданные для аналогичного типа элементов (диод-диод, транзистор-транзистор и т. д.). К сожалению, этот метод недоступен в случаях, когда модель является принципиально
новой и не существует графических изображений его подобий. Метод создания
«по образу и подобию» также достаточно прост и сводится к тому, что существующему графическому изображению модели ставится в соответствие математическая модель другого элемента. Метод создания вручную неудобен, но обладает тем достоинством, что позволяет создать изображение модели с требуемой
пользователю графикой.
Ниже приведены рецепты, позволяющие создавать и редактировать графические изображения моделей.
i
6.1.4.1. Создание графического изображения модели
автоматическим методом
Задача.
Существует модель 'X'. Необходимо создать ее графическое изображение
автоматическим методом.
Решение.
ME, Models List Л 'Х' — А7.Options, {Always Create Part when Saving Model->'V' & Schematic Editor л Capture & Save Symbols To л Part Library Path same as model library & Base Parts on-> "C:\Program Files\OrCAD\Capture\Library\Pspice\'X'.olb"}, OKi
6.1.4.2. Создание графического изображения модели
«по образу и подобию»
Задача.
Существует модель 'X', относящаяся к классу элементов 'Z'. Необходимо
создать ее графическое изображение «по образу и подобию» существующей модели 'Y' из класса 'Z'.
.
Решение.
DM — A2.Open.Library: "C:\Program Files\OrCAD\Capture\Library\PSpice\
'X'.olb" - File A 'Y' -- "LeftMouse" - A3.Select All -- B6 -- LE -- "X'.olb' AS.New Part, |Name->'X' & Part Preference Prefix-> 'Z' & Attach Implementation,
{Implementation Type Л PSpice Model & Implementation->X}, OK} — OK —
A6.Part Properties, {Implementation->'X' & Value-> 'X'} — OKI
753
6. Модели и их особенности
6.1.4.3. Создание графического изображения
модели вручную
Задача.
Существует модель 'X', относящаяся к классу элементов 'Z'. Необходимо
создать ее графическое изображение вручную.
Решение.
DM - A2.Open.Library: "C:\Program Files\OrCAD\Capture\Library\PSpice\
'X'.olb" - File"".\'X'.olb" - AS.New Part, {Name->'X' & Part Preference Prefix->
'Z' & Attach Implementation, {Implementation Type Л PSpice Model & Implementation-^}, OK} — OK — "нарисовать требуемое графическое изображение,
используя D1...D10" — LEl
6.1.4.4. Связь изображения элемента с его моделью
по указанному пути
Задача.
Существует графическое изображение элемента с псевдонимом X. Необходимо связать его с моделью этого элемента, находящейся в библиотеке Y.
Решение.
РЕ — 'X'."Right Mouse", Edit Properties, {Implementation->'X' & Implementation Path->'Y'} - PEl
6.1.4.5. Размещение на графическом изображении модели
элемента IEEE символа
Задача.
Разместить на графическом изображении модели элемента соответствующий ему IEEE символ.
Решение.
PrE - D2I
6.1.4.6. Изменение значения свойства принадлежности графического
изображения модели
Задача.
Существует графическое изображение модели 'X' некоторого элемента. Поставить в соответствие графическому изображению модели 'X' элемент 'Z'.
Решение.
LE — 'X' — РгЕ — A6.Part Properties, Properties*Implementation, Implementation->'Z', OKI
154
6.2. Работа PSpice-моделей полупроводниковых приборов в аварийных режимах
6.2. Работа PSpice-моделей
полупроводниковых приборов
в аварийных режимах
Ряд моделей силовых элементов, применяемых в среде OrCAD 9.2, неадекватно описывают поведение элемента в аварийных ситуациях (здесь под аварийной ситуацией будет пониматься режим работы элемента, при котором значения некоторых его параметров, например ток, напряжение, крутизна нарастания тока, крутизна нарастания напряжения, время, предоставляемое для
восстановления запирающих свойств и т. д., превосходят паспортные значения). Неадекватность описания сводится к тому, что реальный вентиль в подавляющем большинстве случаев при аварийной ситуации выходит из строя
необратимо — «сгорает», а модель вентиля может, в случае если параметр возвращается в пределы, допустимые по паспорту, вернуться к нормальному функционированию. В ряде случаев это приводит к тому, что моделируемая схема
продолжает функционировать в периодическом режиме, существенно отличающемся от штатного, в то время как реальная установка «сгорает». Часто, если
выход за паспортные параметры вентиля происходит только в переходном процессе, заметить это при моделировании достаточно трудно.
Пример.
На рис. 6.11 — 6.13 приведены тестовая схема и осциллограммы, иллюстрирующие поведение функционирования модели тиристора в штатном и аварийном режимах.
Для тиристора 2N1595 максимально допустимые паспортные прямое и обратное напряжение составляют 50 В. При амплитуде источника питания на
схеме (рис. 6.11) 40 вольт схема функционирует в штатном периодическом режиме. Тиристор открывается по импульсу управления через 7 мс после начала
периода и закрывается отрицательной полуволной тока в 1.0 мс. К закрытому
тиристору прикладывается напряжение, амплитуда которого составляет
xi Г
V1=0
V2=10
TD=7m
TR=1u
TF=1u
PW=3m
PER=20m
[_^| .....
ьГ
2N1595
V1
-LV2
(f\)
>1Г
VOFF-0
VAMPL=40
FREQ=50
4R1
3
[Jio
Рис. 6.11. Тестовая схема для иллюстрации поведения модели тиристора
в штатном и аварийном режимах
755
6. Модели и их особенности
2А
i i i
ОА
-2А
/
Z
_pi /Г
i/
i/
SEL»
40V
/
i
£
!/
ft
/1
— I(R1)
-
i^"" i\
i i
i i i
1
U*T
r«J i
i i i i
i i i i
h
Г •" \ Г !~ !" Г
i i i i
i Г
!~ f" !~ г / L
1 1
i i i i
/! ГГТ Г [_Г_Г_
Л!--!-j—
I—
—
-j— I— I— 1— •4- h- 1— h— i~(~l~h- ~ I~M~|~
i.i i i
i i i i
\t i i
*Xj--|—
--i~i|—
l lI—hi — 1-Ц-i i i i
™!> !"!" !/ ' -l—h-h-h-h-l-l-f-l--l/-h-|-4hh1
i
i
"!~l~!~!~
1X1 i
—И! !
-40V
!
ИЧ-г !
1 1
i
?
OV
/ ' '
Г t"
LLL
*" г !" Г
i ii i
—1~i— $й£
~H"4/K
--(-(-/ч—
5ms
10ms
V(X1:A, X1:K)
)s
--h-pf-j-
15ms
20ms
25ms
30ms
35ms 40ms
Рис. 6.12. Осциллограммы токов и напряжений на элементах схемы в штатном режиме
^M
3
•iи ^^ ч
/
a
iTi
"T
Й
1 j
!\!
qpi »
-ЙД
100V
P^
i/
-100V
и
V
i
i
i
\
'!
1
^*
L*
4^^^"
i
OV
/
n
5ms
i
i
!
!
™t
i
i i
^
1 1
! j
j
15ms
[L
i
20ms
i
i
™j
!
vI
\\
H
ky
10ms
--- V(X1:A,X1:K)
!|
! !
i i f
! 1/'
К
|
25ms
i
i
i
30ms
ч
i
j
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
L!
i i i
i t i
i i i
i i i
! \/
\2
i i
35ms
33
i ii
i i i
40ms
Рис. 6.13. Осциллограммы токов и напряжений на элементах схемы в аварийном режиме
40 вольт. Соответствующая осциллограмма приведена на рис. 6.12. При имитации аварийного режима амплитуда напряжения источника питания выбирается
80 вольт. При этом тиристор отпирается не по импульсу управления, а при достижении прямого напряжения на нем, равного 50 вольт. Модель также ограничивает величину обратного напряжения на тиристоре значением 50 вольт
(рис. 6.13). Тем не менее аварийный режим, полученный на модели, является
периодическим, а моделируемая реальная схема перестает функционировать.
Поскольку количество видов моделей, реализуемых в системе OrCAD 9.2,
достаточно велико и поведение их в аварийных режимах различно, рекомендуется при работе с новым типом модели на простейшей схеме определить поведение модели в интересующих пользователя аварийных режимах и в дальнейшем учитывать это при моделировании для исключения возможных ошибок.
756
6.3. Сервисные функции при работе с моделями
6.3. Сервисные функции при работе
с моделями
Среда OrCAD 9.2 предоставляет при работе с моделями элементов некоторые сервисные функции.
'
6.3.1. Вызов текста модели
Задача.
Вызвать текст модели с псевдонимом X из библиотеки 'Y' на экран.
Решение.
ME — А2.Ореп, Имя файла (Filename) ->'Y', Открыть (Open) — Models
List A 'X' - A4.Model Textl
6.3.2. Импорт моделей
Задача.
Существует модель с псевдонимом X. Необходимо импортировать ее в библиотеку с псевдонимом Y и сохранить под псевдонимом Z.
Решение.
ME — А2.Ореп, Имя файла (Filename) ->'Y', Открыть (Open) — А5.Сору
From, From Moder'X', NewModel->'Z', OKI
157
7. Конвергенция и достоверность
получения результатов при моделировании
Спробуй заячий помет!
Он — ядреный! Он проймет!
И куды целебней меду,
Хоть по вкусу и не мед.
•
Он на вкус, хотя и крут,
И с него, бывает, мрут,
Но какие выживают —
Те до старости живут!
Л. Филатов,
«Про Федота-стрельца, удалого молодца»
Для вычисления начального приближения по постоянному току и проведения анализа переходного процесса для аналоговых устройств в PSpice решается
система нелинейных уравнений, которые описывают поведение схемы по постоянному току. При этом используется итерационный метод Ньютона—Рафсона, который запускается при наличии начального приближения и осуществляет итерационное улучшение решения до удовлетворительной сходимости по
вычисляемым напряжениям и токам.
В некоторых случаях решение нелинейного уравнения не может быть найдено, то есть не достигается сходимость к истинному решению по токам и напряжениям.
При анализе переходных процессов могут встретиться дополнительные
трудности, связанные с ограниченными возможностями уменьшения шага интегрирования, вызванными наличием в анализируемой схеме быстро изменяющихся процессов.
Отсутствие сходимости при реализации метода Ньютона — Рафсона и неустойчивость вычислительного процесса, связанная с размерами максимально и
минимально возможных шагов интегрирования, определяется термином «конвергенция».
7.1 Требования, определяемые
методом Ньютона—Рафсона
Метод Ньютона—Рафсона обладает свойством абсолютной сходимости. Однако эта сходимость может быть достигнута при следующих условиях:
1) система нелинейных уравнений должна иметь решение;
2) уравнения должны быть непрерывны;
158
7.1 Требования, определяемые методом Ньютона—Рафсона
3) уравнения должны быть дифференцируемы;
4) начальное приближение должно быть достаточно близко к решению.
Для успешного нахождения решения требуется совместное выполнение этих
условий. Алгоритмы PSpice имеют конечную точность и конечную динамическую разрядную сетку, что накладывает следующие ограничения:
• напряжения и токи в PSpice ограничены величиной ±10'° вольт и ампер;
14
• производные в PSpice ограничены величиной 10 ;
• в PSpice используется арифметика двойной точности, что обеспечивает
получение достоверных 15 знаков.
Основная трудность при предварительном анализе схемы заключается в
том, что соответствие нелинейной системы уравнений вышеперечисленным
условиям определить по топологии схемы и параметрам ее элементов затруднительно.
При создании модели следует учитывать ограничения на токи, напряжения
и их производные, приведенные выше.
Например, цепь, состоящая из источника напряжением один мегавольт, нагруженного на резистор сопротивлением один микроом, не может быть проанализирована из-за ограничений на величину тока (±1010 ампер).
Вообще говоря, следует быть осторожным при анализе схем, в которых токи
и напряжения не ограничиваются.
Уравнения, которые формируются и решаются в PSpice, непрерывны. Функции, реализуемые при имитационном моделировании, также непрерывны. Таким образом, для реальных физических цепей уравнения являются непрерывными.
При этом исключения, которые встречаются при моделировании в PSpice,
обычно касаются численных ограничений на параметры модели, приводящие к
изменениям токов и напряжений на элементах, происходящим с крутизной,
превышающей приведенное на производные ограничение (1014). Во время
предварительного анализа модели необходимо оценивать значения производных токов и напряжений и, в случае необходимости, осуществлять их схемное
ограничение.
Метод Ньютона—Рафсона гарантирует сходимость только при достаточно
близком начальном приближении. Однако не существует способа, позволяющего определить, достаточно ли близко начальное приближение для получения
сходимости.
В PSpice эта проблема решается на основе непрерывности переменных.
Каждая задача анализа начинается с первого приближения. При этом для нахождения следующего приближения применяется переменный шаг. Если последующее решение не сходится, осуществляется уменьшение размера шага и
возврат к первому приближению.
Самая сложная часть процесса анализа — нахождение начального приближения. PSpice на первом этапе анализирует схему с номинальными токами и
напряжениями источников питания. При этом нахождение решения не гарантируется, но, в большинстве случаев, алгоритмы PSpice его находят. В противном случае токи и напряжения источников питания уменьшаются до уровня,
759
7. Конвергенция и достоверность получения результатов при моделировании
близкого к нулю. При этом влияние нелинейностей не сказывается на работе
схемы, то есть цепь становится линейной и решение может быть найдено всегда (естественно, близкое к нулю). Затем токи и напряжения источников питания повышаются до номинальных значений и используется переменный размер шага.
Как только найдено начальное приближение, обеспечивающее сходимость,
анализ переходных процессов может быть выполнен. Шаг является переменным и автоматически выбирается таким образом, чтобы обеспечить, если это
возможно, устойчивое нахождение решения.
7.2. Анализ по постоянному току
При анализе по постоянному току используются гибридные методы. Первым реализуется алгоритм поиска начального приближения (за счет изменения
параметров источников токов и напряжений). Для последующих этапов это
приближение используется в качестве исходного. Однако при этом шаг не меняется. Если решение не может быть найдено при этом шаге, тогда алгоритм
начального приближения используется для получения результата, реализуемого
при данном шаге.
Этот процесс является достаточно неэффективным по временным затратам.
При этом также требуется, чтобы схема была линейна при малых значениях
параметров источников тока и напряжения.
Альтернативным алгоритмом анализа по постоянному току является пошаговое изменение параметра GMIN. По умолчанию этот алгоритм не работает и
включается при анализе цепи путем установки флажка STEPGMIN в меню
Analysis/Setup/Options (или путем внесения .OPTION STEPGMIN в списке соединений). При включении алгоритма STEPGMIN (он применяется в случае,
когда схема не может быть проанализирована при номинальных значениях параметров источников тока и напряжения и если алгоритм также не приводит к
результату) параметры источников напряжения и тока уменьшаются до малых
значений.
Алгоритм пошагового изменения параметра GMIN для нахождения решения, на первом шаге реализуется с большой величиной параметра GMIN.
Первоначально эта величина определяется умножением номинального значения GMIN на 1010. Если при этом решение найдено, то GMIN уменьшается
в 10 раз и поиск решения повторяется. Это продолжается до тех пор, пока
либо GMIN не придет к номинальному значению, либо не появляется конвергенция. В последнем случае GMIN восстанавливается до номинальной величины и начинается процедура снижения параметров тока и напряжения
источников.
Как было отмечено выше, PSpice использует алгоритм, который реализует
процесс изменения параметров источников питания практически от нуля до
номинальных значений. Начальной точкой является значение параметров
0,001 % от номинального значения параметров источников питания, а конеч160
7.3. Параметры моделей полупроводниковых и ключевых элементов
ной точкой — номинальное значение. Минимальный размер шага принимается
6
равным 10' (>=0,0001 % от TSTOP). Первый шаг итераций начинается при нулевом значении всех напряжений.
7.3. Параметры моделей полупроводниковых
и ключевых элементов
При моделировании полупроводниковых приборов в технической документации по PSpice рекомендуется следующее:
1) при рассмотрении моделей полупроводниковых приборов необходимо избегать физически нереализуемых параметров;
2) следует исключить моделирование p-n-переходов без последовательно
включенного сопротивления;
3) следует избегать ситуаций, при которых идеальный источник обеспечивает протекание тока через обратносмещенный p-n-переход без параллельно
включенного сопротивления. Во многих PSpice-моделях, разработанных пользователями, p-n-переходы не имеют почти никакого сопротивления утечки, и
это может привести к появлению на переходе напряжения более 1010 В, что,
как говорилось выше, недопустимо.
Библиотеки моделей, поставляемые с PSpice, построены с учетом этих трех
принципов.
Типичной ошибкой разработчиков моделей является задание нереальных
параметров элемента. Следующий MOSFET:
Ml 3, 2, 1, О MMOD L=5 W=3
характеризуется длиной пять метров и шириной три метра вместо микрометров. Правильное описание такого MOSFET должно выглядеть следующим
образом:
Ml 3, 2, 1, О MMOD L=5u W=3u
PSpice выдаст ошибку в том случае, если величина L слишком велика, но не
сделает этого для мощности, потому что модели MOSFET построены таким образом, что ограничение мощности в них не реализуется. Опция LIST отражает
информацию о мощности, выделяемой в MOSFET-модели. При перечислении
элементов в выходном файле, их величины отображаются в экспоненциальном
формате, что облегчает запись больших или малых величин.
В PSpice ключи в момент коммутаций имеют значения внутренних параметров, существенно превосходящие значения таковых в установившемся режиме.
При последовательном соединении нескольких ключей суммарное значение
этих параметров может обеспечить превышение максимально допустимой величины производной, равной 1014. Это может случиться при моделировании
простых логических пороговых элементов с использованием идеальных ключей
(totem-pole), включенных последовательно. Обычно каскад из двух ключей работает, а из трех или более — уже нет.
161
7. Конвергенция и достоверность получения результатов при моделировании
7.4. Анализ переходных процессов
Анализ переходных процессов начинается с использования начального
приближения — при этом за начальные условия принимаются значения переменных, полученные при анализе схемы по постоянному току. Эти значения
переменных используются как наиболее близкое начальное приближение на
каждом шаге. В случае необходимости в процедуре Ньютона—Рафсона при
итерации делается шаг назад для нахождения нового момента времени, который обеспечивает лучшее начальное приближение. Величина шага выбирается
подходящей для того, чтобы обеспечить вычисление зарядов и потоков с необходимой точностью.
Теоретически те же самые соображения были изложены, когда обсуждалось
принятие результатов анализа по постоянному току как начальных условий при
анализе переходных процессов.
Однако практически первое приближение начальных значений корректируется для получения лучшего варианта и только после этого начинается анализ
переходного процесса. Анализ переходных процессов может быть прерван до
завершения, если шаг интегрирования становится слишком малым (конвергенция).
Это может создать два различных эффекта:
1) метод Ньютона—Рафсона не сходится даже для минимально допустимого размера временного шага;
2) существенные изменения в токах и напряжениях схемы происходят за
интервал времени меньший, чем минимально допустимый размер шага.
В выходной файл PSpice выдается информация о том, по какой причине
произошло прерывание.
Опция SKIPBP при анализе переходных процессов пропускает вычисление
начального приближения. В этом случае анализ переходного процесса не имеет
исходного начального решения и поэтому не гарантирует схождения в начальной по времени точке. Поэтому использование этой опции не рекомендуется.
Переменная TIME определяет время моделирования переходного процесса
и является переменной двойной точности, что обеспечивает точность 15 знаков. Динамический диапазон устанавливается таким образом, что из 15 знаков
(переменная TIME) вычитается число знаков, определяемое параметром
RELTOL. Для значения по умолчанию RELTOL = 0,001 (0,1 % или 3 знака),
что определяет динамический диапазон TIME как 15-3 = 12 знаков. Из этого
следует, что минимальный временной шаг вычисляется как заданное .время
счета TSTOP, поделенное на 1012. Таким образом, если в анализируемой схеме
за время, меньшее либо равное TSTOP/1012, происходят существенные изменения переменных, то такая схема практически не может быть проанализирована. Динамический диапазон PSpice достаточно большой, но конечный. Для
анализа процессов с быстрыми изменениями переменных рекомендуется уменьшение величины TSTOP.
Возможно расширить этот динамический диапазон при анализе некоторых
цепей. Рассмотрим, например, хронирующее устройство, в котором заряжается
емкость 100 мкФ за 100 секунд. При определенном пороговом значении компа162
7.4. Анализ переходных процессов
ратор включает силовой MOSFET. При этом заданное время счета — 100 секунд. Параметр RELTOL по умолчанию дает минимальное значение шага интегрирования 100 пикосекунд. Если компаратор и остальная часть анализируемой цепи имеет элементы, которые коммутируются за времена порядка
наносекунд, для анализа такой цепи с достаточной точностью для PSpice необходима величина шага, меньшая, чем 100 пикосекунд.
Если при анализе переходных процессов происходит срыв на первом шаге
интегрирования, то обычно причиной этого являются емкость или индуктивность с необоснованно большим значением параметра. Как правило, это опечатка. Рассмотрим следующий пример:
С 1 3, 0 lOuf
Ошибка заключается в замене цифры «О» буквой «О». В результате конденсатор получает значение одной фарады вместо 10 микрофарад. Наиболее простой путь выявления ошибок — использование опции LIST (из блока команд
.OPTIONS).
Опция LIST передает информацию обо всех элементах схемы в выходной
файл. Значения параметров элементов выводятся в экспоненциальном формате.
Это дает возможность легко определить элемент с нереальными параметрами. Такая ситуация не возникает во время анализа начального приближения,
потому что конденсаторы и индуктивности при этом исключаются из рассмотрения.
Подобные рассуждения относятся и к паразитным емкостям моделей транзисторов и диодов. Эта информация стандартно отображается в выходном файле (опция NOMOD исключает отображение, но по умолчанию оно включено).
В выходной информации опции LIST параметры отображаются в экспоненциальной форме, что облегчает поиск ошибок. Дальнейшая диагностика направлена на то, чтобы уточнить информацию о начальном приближении (опция
.TRAN/OP), которая выдает информацию о перечне малосигнальных параметров для каждого полупроводникового элемента, включая расчетные паразитные емкости.
Важно, чтобы время переключения было отличным от нуля. Это гарантируется в случае, если устройство имеет паразитные емкости. Такие емкости имеются в моделях полупроводников в стандартных библиотеках PSpice. Если используются ключи и/или управляемые источники, то необходимо обеспечить
условия, при которых никакие участки цепи не коммутировались за нулевое
время (мгновенно). На практике это означает, что если существует любая петля
положительной обратной связи (например, триггер Шмитта, встроенный в
ключ), то она должна содержать емкость.
Другой способ решения проблемы состоит в том, что уравнения, описывающие переходный процесс, должны быть непрерывны в течение всего времени
анализа (а именно во время вычисления начального приближения уравнения
должны быть непрерывны с номинальными параметрами источников питания). При этом следует учитывать, что полное сопротивление конденсаторов
понижается при высоких частотах (и малых шагах интегрирования), а полное
763
7. Конвергенция и достоверность получения результатов при моделировании
сопротивление индуктивностей растет. Индуктивности в PSpice имеют неограниченную ширину частотного диапазона.
Реальные индуктивности имеют ограниченную ширину диапазона частот
из-за потерь на вихревые токи и/или поверхностный эффект. На высоких частотах индуктивности падают. Другими словами, дело в том, что реальные индуктивности характеризуются частотой, при которой их добротность начинает
достаточно резко падать. Модели индуктивностей в PSpice не имеют такого
ограничения. Это может привести к очень острому пику напряжения, вызванному коммутацией транзистора или диода, подключенного к индуктивности.
Острые пики в PSpice, в свою очередь, могут потребовать нереально малого
шага интегрирования. Поэтому при работе в OrCAD 9.2 рекомендуется параллельно индуктивностям включать резистор (последовательное сопротивление
хорошо использовать для моделирования по постоянному току, но оно не расширяет частотный диапазон индуктивности).
Параллельные резисторы дают хорошие модели, учитывающие вихревые токи и ограничение частотного диапазона. Номинал резистора должен устанавливаться таким образом, чтобы полное сопротивление индуктивности, характеризуемое добротностью, начинало спадать на той же частоте, что и у реальной
индуктивности.
Пример.
Для обычной индуктивности с сердечником номиналом 1 мГн Q начинает
спадать на частоте не меньшей, чем 100 кГц. Оптимальное значение номинала
параллельного резистора определится как R = 2 х л х Ю О х 10 3 х 0,001 = 628 Ом.
До частоты, на которой начинается падение Q, доминирует индуктивная составляющая, а выше этой частоты — резистивная составляющая. Это позволяет
избежать появления нереально острых пиков.
7.5. Диагностика при конвергенции
Если при анализе схем с помощью PSpice возникает конвергенция, то в выходном файле появляется сообщение, которое выглядит следующим образом.
ERROR -- Convergence problem in transient analysis at Time = 7.920E-03
Time step = 47.69E-15, minimum allowable step size = 300.0E-15
These voltages failed to converge:
V(x2.23) = 1230.23 / -68.4137
V(x2.25) = -1211.94 / 86.6888
These supply currents failed to converge:
I(X2.L1) = -36.6259 / 2.25682
I(X2.L2) = -36.5838 / 2.29898
These devices failed to converge:
X2.DCR3 X2.DCR4 x2.ktr X2.Q1 X2.Q2
764
7.6. Эмпирическая процедура подбора параметров, позволяющих избежать конвергенции
Last node voltages tried were:
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
(
1) 25.2000
( 3)
4.0000
( 4)
0.0000
( 6)
25.2030
(x2.23) 1230.2000 (X2.24)
9.1441 (x2.25)-1211.9000 (X2.26) 256.9700
(X2.28) -206.6100 (X2.29) 75.4870 (X2.30) -25.0780 (X2.31) 26.2810
(X3.34) 1.771E-06 (X3.35)
1.0881 (X3.36) .4279 (X2.XU1.6) 1.2636
Сообщение всегда включает заголовок (ERROR -- convergence problem ...) и
завершается концовкой (Last node voltages tried were ...). Наличие всех трех блоков, содержащихся между заголовком и концовкой, не обязательно.
Концовка Last node voltages tried... показывает узловые потенциалы при последней итерации Ньютона—Рафсона. Если величина потенциала любого из
узлов нереально велика, это является признаком ошибки. Сообщение «These
voltages failed to converge» содержит список узлов, которые не были проверены
по критерию приемлемости их величин. Там также указываются их величины
во время двух последних итераций. Сообщение «These supply currents failed converge» выдает аналогичную информацию для токов через источники напряжения и индуктивности. Если любая из перечисленных величин попадает в диапазон ±10'°, это является признаком, что величина реальна. Наконец, сообщение «These devices failed to converge» выдает список элементов, токи через
которые или магнитные потоки в сердечниках не были проверены по критерию приемлемости их величин.
7.6. Эмпирическая процедура подбора
параметров, позволяющих избежать
конвергенции
В среде OrCAD 9.2 для управления численными методами при анализе переходных процессов используются следующие параметры (в скобках — значения по умолчанию):
1) RELTOL — относительная точность вычисления токов и напряжений
(10-3);
2) VNTOL — абсолютная точность вычисления напряжения (10~6);
3) ABSTOL — абсолютная точность вычисления тока (10"12);
4) CHGTOL — абсолютная точность вычисления заряда (10~14);
5) GMIN — минимальная проводимость ветви электрической цепи (10"12);
6) ITL4 — максимальное количество итераций на одном временном шаге
(Ю);
7) STEPGMIN — включение алгоритма расчета режима по постоянному току вариацией проводимости (Выкл.)
Эти параметры вносятся во вкладке Options диалогового окна Simulation
Settings. .Кроме того, настройка численных методов может осуществляться изменением величины максимального временного шага (Maximum step size), вносящегося во вкладке Analysis диалогового окна Simulation Settings. По умолча/65
7.6. Эмпирическая процедура подбора параметров, позволяющих избежать конвергенции
нию значение максимального временного шага равняется 1/50 от конечного
времени анализа (TSTOP).
Выскажем следующие соображения, позволяющие уменьшить вероятность
появления ошибки ERROR — Convergence and "time step too small errors".
1. Принципиальная схема модели анализируемого устройства должна быть
построена таким образом, чтобы избегать в модели «быстрых процессов» изменения токов и напряжений, не свойственных моделируемой схеме.
2. В системах силовой электроники оперируют с большими значениями токов и напряжений, поэтому использовать точность ABSTOL, VNTOL и
CHGTOL, предлагаемую разработчиками по умолчанию, в таких системах нецелесообразно.
3. Загрубление вышеупомянутых параметров до значений, равных вольтам и
амперам недопустимо, так как может привести к большим погрешностям при
определении моментов коммутации силовых ключевых элементов (тиристоры,
транзисторы и т. д.).
4. В электронных системах других типов параметры ABSTOL, VNTOL и
CHGTOL должны выбираться исходя из допустимых максимальных и минимальных погрешностей на токи и напряжения.
Для систем силовой электроники предлагается следующая эмпирическая
процедура подбора параметров, позволяющих уменьшить вероятность ошибки,
связанной с конвергенцией (в порядке их применения в случае возникновения
ошибки ERROR — Convergence and "time step too small errors"):
1) попытка анализа переходного процесса с набором значений перечисленных параметров по умолчанию.
2) перевод параметра STEPGMIN в режим «Вкл.»;
3) установка параметра ITL4 = 100;
4) установка параметра ITL4 = 1000;
5) установка параметров VNTOL = 10'3 и ABSTOL = 10'3;
6) установка параметров CHGTOL = 10'8 и GMIN = Ю'6;
7) установка параметра RELTOL = 0,01;
8) установка параметра RELTOL = 0,0001;
9) ввод величины максимального временного шага, равной 10'6;
10) уменьшение величины максимального временного шага на 0,1 х 10~6 до
величины 10"10 (при уменьшении шага растет и может стать недопустимо большим время счета).
Применение вышеприведенной процедуры, вообще говоря, не гарантирует
исключение конвергенции, но, в некоторых случаях, может оказаться полезным.
Следует отметить, что манипулирование вышеперечисленными параметрами, определяющими численную устойчивость при моделировании, является
небезопасным, особенно для существенно нелинейных схем. Для иллюстрации
этого рассмотрим пример.
Пример.
На рис. 7.1 приведена электрическая принципиальная схема силового тиристорного инвертора с активной нагрузкой, включенной в цепи разделительной емкости. Анализ этой схемы осуществлялся с набором параметров, управ166
7.6. Эмпирическая процедура подбора параметров, позволяющих избежать конвергенции
L1 2тН
Доз
Рис. 7.1. Схема силового тиристорного инвертора с активной нагрузкой, включенной в цепи
разделительной емкости
т
AVG(ABS(W(R1)))
I(VT1:ANODE)
V(VT1 :Anode,VT1 :Cathode)
I(RD
Рис. 7.2. Осциллограммы токов и напряжений на элементах схемы (рис. 7.1), полученные при
моделировании с максимально допустимым шагом 0,2 миллисекунды
167
7. Конвергенция и достоверность получения результатов при моделировании
AVG(ABS(W(R1)))
----- i5jii;U- ...у V— -Л
-2КА
1KV
——
:
V -р| /V ._-f
t!
-т\ -- V- ™t\
—
^
I(VT1 ANODE)
f\
"~f y___
-A ::::::
—
OV
-1KV
2КА
V(VT1 :Anode,VT1 :Cathode)
КV К5
rJ-^rr Се 3 SE
5?С !57Г?
:д&
ОА
-2КА
РЕ
35^;
Е;5Р
I(L4)
Рис. 7.З. Осциллограммы токов и напряжений на элементах схемы (рис. 7.1), полученные при
моделировании с максимально допустимым шагом 1 микросекунда
ляющих численными методами, при моделировании принятыми по умолчанию, и величиной максимально допустимого шага 0,2 миллисекунды,
который назначается по умолчанию при TSTOP = 30 миллисекунд (рис. 7.2) и
1 микросекунда (рис. 7.3).
Из осциллограмм на рис. 7.2 следует, что пуск схемы инвертора является
неустойчивым и приводит к срыву инвертирования (ошибочное заключение).
Из осциллограмм на рис. 7.3 следует, что пуск схемы с указанными параметрами является устойчивым, что подтверждается упрощенными аналитическими
расчетами и экспериментальными данными.
Приведенный пример демонстрирует необходимость критического подхода
к полученным при моделировании схем результатам.
168
•
8.Иерархическиеструктуры
...мой повар начиняет барашка сосисками,
которые он выписывает из Страсбурга;
колбасками, которые он заказывает в Труа;
жаворонками, которые он получает
из Питивье. Когда барашка режут ломтями...
изнутри течет розовый сок, и на глаз
приятный, и на вкус восхитительный.
А. Дюма,
«Виконт де Бражелон или Десять лет спустя*
В Capture имеется возможность представления схемы в виде одного блока
или иерархической структуры путем использования приема, применяемого при
автоматизации проектирования электронных устройств (EDA), при котором
используется либо планарный вариант (разводка печатных плат), либо иерархический (синтез и моделирование). Если в схеме несколько раз используется
один и тот же фрагмент, иерархическое построение дает возможность изображать его только один раз и использовать данное изображение (иерархический
блок) многократно.
Различают следующие виды иерархических структур:
1. Простая иерархия — иерархическая структура без повторения одних и тех
же фрагментов схемы, оформленных в виде иерархических блоков.
2. Сложная иерархия — иерархическая структура с повторением одних и тех
же фрагментов схемы, оформленных в виде иерархических блоков.
Планарные проекты применяются для небольших схем, расположенных на
малом количестве страниц. Планарный проект является структурой, в которой
соответствующие выводы страниц соединяются с помощью объектов Off-Page
Connectors. Планарные проекты не могут быть организованы с помощью
иерархических объектов (блоков, портов, выводов или ссылок на иерархический проект). Структура планарного проекта приведена на рис. 8.1. Все страницы схемы в планарном проекте содержатся в одной папке Windows и находятся на одном уровне менеджера проектов (Design Manager).
Имеется возможность создавать объекты на страницах схемы, которые находятся в различных папках. Эти объекты называются иерархическими блоками.
Многоуровневое расположение иерархических блоков называется иерархией.
Любая схемная страница может содержать иерархические блоки (или ссылки на проект с иерархической структурой), которые находятся в различных
папках Windows; структура проекта может иметь много уровней. Папка Windows, находящаяся на высшем уровне и содержащая прямые или косвенные
769
8. Иерархические структуры
Страница схемы А
^
Страница схемы В
Страница схемы С
^ « »^"
Рис. 8.1. Структура планарного проекта
Рис. 8.2. Структура проекта с простой иерархией
Рис. 8.3. Структура проекта
со сложной иерархией
обращения ко всем другим папкам, называется корневой. Количество страниц
в корневой папке не ограничено.
Взаимно однозначное соответствие между иерархическими блоками (или
ссылками на проекты с иерархической структурой) и папками Windows, на которые они ссылаются, называется простой иерархией. Пример простой иерархии приведен на рис. 8.2.
В простой иерархии каждый иерархический блок или ссылка на проект с
иерархической структурой содержится в отдельной папке Windows.
Если имеется более чем одна связь между иерархическими блоками или ссылками на проекты с иерархической структурой и папками Windows, то такая структура называется сложной иерархией. На рис. 8.3 приведен пример структуры со
сложной иерархией. Схема А связана со схемой В по трем различным путям.
8.1. Иерархические блоки
Иерархические блоки (или элементы, содержащие ссылки на папки Windows) относятся к нисходящим схемам, соединение с которыми осуществляется только сверху вниз. Иерархические выводы в иерархическом блоке и внешние иерархические порты являются точками соединения иерархических блоков
с остальной частью электрической схемы.
170
8.1. Иерархические блоки
Иерархические порты обеспечивают вертикальные восходящие соединения
и соединения на одном уровне в иерархических проектах. Иерархический порт
соединяется вертикально с иерархическим выводом внутри иерархического
блока или соединяется на одном уровне с узлами на той же странице схемы
или иерархическими портами в той же папке Windows.
Иерархические выводы обеспечивают только вертикальные нисходящие
связи. Они подключаются к соответствующим иерархическим портам на страницах схемы.
Кроме иерархических блоков существует такой тип иерархических структур,
как иерархический символ.
Каждый иерархический блок можно преобразовать в иерархический символ
и поместить его в библиотеку, что позволяет в дальнейшем размещать на схеме
ранее созданные структуры. В этом случае для размещения на схеме еще одного такого же блока не нужно создавать его вновь, а можно поместить на схему
как обычный символ. Графика такого символа создается автоматически.
При создании иерархической структуры формируется список соединений
иерархического формата, рассчитанный на использование в составе принципиальной схемы иерархических блоков.
Иерархический формат списка соединений позволяет воспользоваться рядом возможностей, недоступных в простом формате, например, маркером мощности в иерархическом блоке.
Только для иерархического списка соединений поддерживается индикация
значений тока в иерархических выводах в PSpice. Они не поддерживаются для
простого списка соединений PSpice. Когда информация для Probe ограничена
директивой «At Markers Only», тогда простой список соединений заставит PSpice остановить выполняемое моделирование с выдачей ошибки: ERROR — Must
be a two terminal device (Должны быть два присоединенных устройства). Эта
ошибка возникает, если маркер помещен на вывод иерархического символа
или иерархического блока.
Далее приведены некоторые рецепты, позволяющие работать с иерархическими блоками.
8.1.1. Назначение глобальных параметров
иерархических блоков
Задача.
Назначить глобальные параметры иерархических блоков в проекте.
Решение.
РЕ — А9.Design Template, Hierarchy, Hierarchical Blocks, Primitive->V [Nonprimitive->V], OK4Замечание.
В случае выбора пункта Nonprimitive иерархические блоки могут содержать
в себе другой иерархический блок.
171
а. Иерархические структуры
8.1.2. Переход на верхний уровень иерархии
Задача.
Задан иерархический проект. Следует перейти на его верхний уровень
иерархии.
Решение.
РЕ — A4.Ascend Hierarchy!
8.1.3. Переход на нижний уровень иерархии
Задача.
Задан иерархический проект под псевдонимом 'X'. Следует перейти на его
нижний уровень иерархии.
Решение.
РЕ — А4.Descend Hierarchy!
8.1.4. Переход к иерархическому формату списка
соединений
Задача.
Перейти от простого к иерархическому формату списка соединений.
Решение.
DM — '*.dsn' — A6.Create Netlist, PSpice.Options -> 'V, OKi
8.2. Пример использования иерархической
структуры
В данном параграфе приведен пример использования иерархической структуры, демонстрирующий возможности сокращения графического начертания
схемы и исключения дублирования однотипных фрагментов схемы. На рис. 8.4
приведена схема автономного инвертора на IGBT-транзисторах с включением
L1
L
'
М2 |
( OUTIN1 4J
EV1
Ml |
§ OUTIN1 ^
: С1
Рис. 8.4. Схема автономного инвертора, построенная с применением иерархической структуры
172
8.2. Пример использования иерархической структуры
^
VT1
о
VT2
С1
L1
VT4
VT3
OUT
Рис. 8.5. Схема транзисторного моста, оформленного в виде иерархического блока
нагрузки в цепь разделительного конденсатора, позволяющая получать удвоение частоты по отношению к частоте следования импульсов управления. Здесь
Ml и М2 — инверторные мосты на транзисторах типа IRG4PH50UD с включением LC-цепей во вторую диагональ моста. М1 и М2 являются иерархическими блоками и подключаются к схеме с помощью иерархических выводов IN1 и
OUT. Параметры и соединения остальных элементов схемы ясны из рисунка.
На рис. 8.5 приведена схема транзисторного моста, входящего в схему автономного инвертора, приведенного на рис. 8.4 в виде иерархических блоков Ml
и М2. На рис. 8.5 IN1 и OUT являются иерархическими портами.
173
9. Моделирование цифровых
и аналого-цифровых устройств
Первая — колом;
Вторая — соколом;
Третья — легкой пташечкой...
Тост
Среда OrCAD 9.2 позволяет осуществлять моделирование аналоговых, цифровых, а также смешанных аналого-цифровых устройств. При моделировании
цифровых устройств предоставляются следующие возможности:
1) использование примитивов цифровых устройств и их комбинаций (таблица цифровых примитивов, имеющихся в PSpice A/D, приведена в разд. 1.2);
2) использование цифровых элементов, являющихся моделями реально существующих цифровых устройств (например, библиотека CD4000, содержащая
модели цифровых элементов общеизвестной цифровой серии).
Использование возможностей, перечисленных в пунктах 1 и 2, практически
перекрывает подавляющее большинство встречающихся на практике случаев
построения цифровых и аналого-цифровых систем. Однако если все-таки возникнет необходимость моделирования цифровой системы, формирование которой не удается осуществить стандартными методами, пользователь может построить собственную цифровую модель.
Законченная модель цифрового устройства имеет три основные характеристики:
1) функциональные зависимости: описаны уровнем затвора и цифровыми
примитивами поведения, включенными в подсхему;
2) входные/выходные зависимости: описаны моделью входа/выхода, интерфейсом подсхемы и источниками питания, относящимися к логическому семейству;
3) временные зависимости: описаны одной или более временными моделями, примитивами межвыводной задержки или примитивами проверки состояния.
При моделировании аналого-цифровых устройств осуществляется возможная их стыковка с применением стандартных AtoD и DtoA интерфейсов, которые подключаются по умолчанию автоматически, или построение собственных
интерфейсов пользователя. Для использования стандартных интерфейсов необходимо подключить к проекту библиотеку dig_io.lib.
174
9.1. Построение цифровых моделей
В библиотеках PSpice (например, SOURCSTM.lib) содержатся цифровые источники сигналов с широким набором функциональных свойств, применение
которых во многих случаях может упростить решение задач моделирования
цифровых устройств.
Для работы с цифровыми элементами имеются источники постоянного логического нуля $D_LO и постоянной логической единицы $D_HI (см. п. 3.2).
При работе с моделями выпускаемых промышленностью цифровых элементов PSpice позволяет применять либо стандартное напряжение питания (5 В),
либо напряжение питания по желанию пользователя.
9.1. Построение цифровых моделей
Ниже приведены рецепты, которые могут быть применены при моделировании цифровых устройств.
9.1.1. Создание цифрового источника
Задача.
Создать цифровой источник с именем 'X' и заданными параметрами: частотой 'F', временем задержки 'TD' и начальным значением (0;1).
Решение.
РЕ - E2.LibrariesASOURCSTM, Part List A DigStiml,OK - DigStiml A3.PSpice Stimulus.New Stimulus->'X', Name->'X', DigitarClock, OK — (Frequency->'F' & Initial Value->0[l] & Time Delay->'TD'}, OKI
9.1.2. Создание цифрового источника в редакторе
Stimulus Editor
Задача.
Создать цифровой источник с именем 'X' и заданными параметрами: частотой 'F', временем задержки TD' и начальным значением (0;!) в редакторе Stimulus Editor.
Решение.
SE - В1 - A3.New, Name->'X', DigitarClock, OK - {Frequency->'F' & Initial Value->0[l] & Time Delay->TD'}, OKi
9.1.3. Изменение свойства цифрового источника
в редакторе Stimulus Editor
Задача.
У цифрового источника с именем 'X' изменить параметр частоты на 'F',
время задержки на TD' и начальное значение (0;!) в редакторе Stimulus
Editor.
175
9. Моделирование цифровых и аналого-цифровых устройств
Решение.
SE -- В2.Имя файла (Filename)->'X' — A2.Attributes — {Frequency->'F' &
Initial Value->0[l] & Time Delay->'TD'}, OKI
.
9.1.4. Создание цифрового источника с сигналом
произвольной формы в редакторе Stimulus Editor
Задача.
Создать цифровой источник 'X' с сигналом произвольной формы в редакторе Stimulus Editor.
Решение.
SE - Bl - AS.New, Name->'X', DigitaPSignal, OKI
Замечание.
В результате этого создается источник, обеспечивающий на выходе ноль,
единицу или неопределенность.
9.1.5. Добавление переходов «ноль-единица»
и «единица-ноль» в цифровом источнике
Задача.
Определен цифровой источник 'X' с сигналом произвольной формы. Добавить в сигнал переходы «ноль-единица» и «единица-ноль».
Решение.
SE - A2.Add - 'X'l
Замечание.
По каждому клику мыши создается один переход в точке клика (по времени). Таким образом, формируется сигнал с задаваемыми пользователем моментами перехода.
9.1.6. Изменение длительности состояний «единица»
и «ноль» в цифровом источнике сигнала произвольной
формы
,
Задача.
Определен цифровой источник 'X' с сигналом произвольной формы. Изменить длительность состояний «единица» и «ноль».
Решение.
SE — 'X','о',"Left Mouse", "Переместить курсор мыши в нужную точку"!
776
9.1. Построение цифровых моделей
9.1.7. Редактирование сигнала произвольной формы
путем задания времени переходов «единица-ноль»
и «ноль-единица»
Задача.
Определен цифровой источник 'X' с сигналом произвольной формы. Задать
времена переходов «единица-ноль» и «ноль-единица». Начальное время перехода TS', длительность 'TW'.
Решение.
SE - 'X' - A2.Attributes, {Start Time->'TS' & Duration->'TW' & Value" 0[1]},
OKi
.
9.1.8. Удаление сигнала произвольной формы
Задача.
Определен цифровой источник 'X' с сигналом произвольной формы. Следует удалить сигнал.
Решение.
SE - 'X' - A2.Delete4-
9.1.9. Визуализация выводов питания цифрового
элемента
. •
Задача.
Дан цифровой элемент 'X'. Визуализировать выводы питания этого цифрового элемента
Решение.
РЕ - 'XV'Right Mouse", Power Pins Visible->'V' - PE4-
9.1.10. Установка уровня входа/выхода
для аналого-цифровых интерфейсов
Задача.
Установить для аналого-цифровых интерфейсов схемы-уровень входа/выхода равный 3.
Решение.
РЕ — D3.Options, Category"Gate Level Simulation, Default I/O Level for A/D
interfaces^, OKi
Замечание.
Предусмотрены уровни с 0 до 4. Смысл значения уровней приведен в
табл. 9.1.
777
9. Моделирование цифровых и аналого-цифровых устройств
Таблица 9.1. Уровни моделей интерфейса входа/выхода
Уровень
Характеристика уровня
0
Расчетное значение переменной в цифровых примитивах
I
Минимально возможное значение переменной в цифровых примитивах
2
Более вероятное значение переменной в цифровых примитивах
3
Максимально возможное значение переменной в цифровых примитивах
4
Значение переменной в цифровых примитивах при наихудшем времени переключения цифровых примитивов
9.1.11. Установка начального состояния триггеров
1
Задача.
Установить в качестве начального состояния триггеров в схеме логический
ноль.
Решение.
РЕ — D3.Options, CategoryAGate Level Simulation, Initialize all flip-flops toA0,
OKI
Замечание.
Всего имеется три начальных состояния триггера: логический ноль (0), логическая единица (1) и неопределенное состояние (X). По умолчанию используется неопределенность.
9.2. Пример моделирования
аналого-цифровой схемы
Для демонстрации моделирования аналого-цифровых схем рассмотрим пример моделирования варианта схемы, обеспечивающей генерирование двух последовательностей противофазных прямоугольных импульсов, длительность
которых плавно увеличивается при постоянстве периода их следования. Принципиальная схема модели приведена на рис. 9.1. В схеме используются два генератора пилообразного напряжения, выполненных на источниках V2, V3 типа
VPULSE, компаратор LM139, триггер CD4027A, двухвходовые элементы И-НЕ
с петлей гистерезиса CD4093B и трехвходовые элементы ИЛИ-НЕ CD4025A.
Все применяемые микросхемы запитаны от источника постоянного напряжения VI 15В. Для того чтобы таким образом запитать микросхемы необходимо было визуализировать выводы питания микросхем (см. 3.1.2.31 или 9.1.9)
На соответствующие входы триггера подаются логический ноль $D_LO и логическая единица $D_HI. Характерным является то, что установка начального
состояния триггера (см. 9.1.11) определяет режим работы схемы. На рис. 9.2
приведены осциллограммы работы схемы в штатном режиме, когда начальное
778
9.2. Пример моделирования аналого-цифровой схемы
Рис. 9.1. Схема аналого-цифровой модели генератора импульсов
состояние триггера — логическая единица. Осциллограммы, приведенные на
рис. 9.3, соответствуют начальному состоянию триггера — неопределенность.
Работа схемы в этом случае является нештатной.
779
9. Моделирование цифровых и аналого-цифровых устройств
DD2A:Q
D2A:Qbar
20V
10V
SEL»
ov V(R6:2,R6:1)
20V
10V
OV
Os
0,1ms
0,2ms
V(R5:1.R5:2)
0,3ms
0,4ms
0,5ms
0,6ms
0,7ms
0,8ms
0.9ms
1ms
Time
Рис. 9.2. Осциллограммы, отображающие штатный режим работы схемы генератора
DD2A:Q i
D2A:Qbar
i
i i i i
1
1
1
1
ii
1
1
I
1
1
1
t
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
||
i
1
1
1
1
1
|
10V
-
_.I
5V
SEL»
OV
10V
V(R6:2,R6:1)
--
5V
nv
--
Os
0,1 ms
V(R5:1.R5:2)
0,2ms
0,3ms
0,4ms
0,5ms
0,6ms
0,7ms
0,8ms
0,9ms
1ms
Time
Рис. 9.З. Осциллограммы, отображающие нештатный режим работы схемы генератора
В данном примере использовались стандартные аналого-цифровой и цифро-аналоговый интерфейсы (подключение библиотеки dig_io.lib, см. 3.2.4.2).
Верхний луч на осциллограммах (рис. 9.2, 9.3) отображает цифровые сигналы выходов триггера, а остальные осциллограммы отображают аналоговые сигналы, соответствующие напряжениям на резисторах R5 и R6.
780
10. Сервисные функции
...на маленьком столике сервирован поднос, на коем имеется
нарезанный белый хлеб, паюсная икра в вазочке, белые
маринованные грибы на тарелочке... водка в объемистом
графинчике. Накрыто, словом, было чисто, умело.
М. А. Булгаков, «Мастер и Маргарита»
Одним из важных факторов, определяющих эффективность применения
среды OrCAD 9.2, является развитая система сервисных функций. Некоторые
правила пользования этими функциями приведены в настоящей главе.
10.1. Вывод информации на печать
В данном параграфе будут рассмотрены вопросы и приведены рецепты, связанные с выводом информации, полученной в среде OrCAD 9.2, на печать.
10.1.1. Выбор ориентации листа бумаги
Задача.
Выбрать ориентацию листа для печати.
Решение.
PS — A2.Page Setup, Orientation Л Landscape (Portrait), OK4-
10.1.2. Предварительный просмотр графической
информации перед печатью в Capture
Задача.
Осуществить предварительный просмотр графической информации перед
печатью в Capture.
Решение.
РЕ — А2.Print Preview, Scale to paper size [Scale to page size][Scaling], OKi
10.1.3. Предварительный просмотр графической
информации перед печатью в PSpice
Задача.
Осуществить предварительный просмотр графической информации перед
печатью в PSpice.
181
10. Сервисные функции
Решение.
PS — A2.Print Preview!
10.1.4. Выбор масштаба печати на всю страницу
Задача.
Дана схема. Необходимо распечатать ее полностью на одной странице как
можно крупнее.
Решение.
A
РЕ — А2.Print, Scale Scale to paper size, OK!
Замечание.
Размер страницы определяется принтером и его настройками.
10.1.5. Выбор масштаба печати по заданному
формату бумаги
Задача.
Дана схема. Необходимо распечатать ее на формате бумаге А2(С).
Решение.
РЕ — A2.Print, ScaleAScale to page size, Page size'C, OKI
Замечание.
Рецепт справедлив также для форматов бумаги АО(А), А1(В), A3(D), A4(E).
1О.1.6. Назначение масштаба печати
Задача.
Дана схема. Необходимо распечатать ее с масштабом, равным 'X'.
Решение.
РЕ - A2.Print, ScaleAScaling->'X', OK!
Замечание.
Величина 'X' может быть как больше, так и меньше 1.
10.2. Выбор масштаба изображения схемы
На разных этапах работы со схемой модели целесообразно использование
различных масштабов ее изображения на экране: изображение схемы во весь
экран, выделение части схемы путем ее смещения по вертикали и/или горизонтали, выделение области схемы в окрестности заданной курсором точки
и т. д. Ниже приведены рецепты, позволяющие реализовать различные способы масштабирования схемы на экране.
782
10.2. Выбор масштаба изображения схемы
10.2.1. Увеличение на схеме масштаба окрестности
заданной точки с дискретным шагом
Задача.
Увеличение масштаба схемы в окрестности заданной точки 'Y'.
Решение.
РЕ - С2 - 'Y'4-
Замечание.
Данная процедура может повторяться.
10.2.2. Уменьшение на схеме масштаба окрестности
заданной точки с дискретным шагом
Задача.
Уменьшение масштаба схемы в окрестности заданной точки 'Y'.
Решение.
РЕ - СЗ - 'Y'4Замечание.
Данная процедура может повторяться.
10.2.3. Выделение на схеме требуемой области
с увеличением масштаба
Задача.
Выделить на схеме требуемую область в окрестности точки 'Y'.
Решение.
РЕ - С4 - <'Y'>I
Замечание.
Данная процедура может повторяться.
10.2.4. Отображение на экране схемы целиком
•
Задача.
Отобразить на экране схему целиком.
Решение.
РЕ - C5I
10.2.5. Перевод экрана со стандартного
на альтернативный вид
В некоторых случаях для увеличения размера выведенных на экран осциллограмм (не путать с выделением, см. пп. 9.2.1 Л — 9.2.1.4) среда OrCAD 9.2
183
10. Сервисные функции
предоставляет пользователю возможность применять альтернативный вид экрана. При этом увеличение размера изображения достигается за счет удаления
всей вспомогательной информации в виде панелей инструментов с экрана.
Задача.
Перевести экран со стандартного на альтернативный вид.
Решение.
PS - A1U
10.3.
Прочие сервисные функции
,
10.3.1. Проверка ошибок в схеме
.
В среде OrCAD 9.2 заложена диагностическая подсистема обнаружения
формальных ошибок, которые могут возникнуть при построении схем моделей.
Информация об обнаруженных подсистемой диагностики ошибках предоставляется в выходном файле проекта и состоит из указания на тип ошибки и, иногда, способа ее устранения. В качестве примеров могут быть рассмотрены диагностика топологических ошибок (см. п. 3.3) или диагностика ошибок, связанных с конвергенцией (см. п. 7).
Для уменьшения количества ошибок, возникающих при построении схемы,
в среде OrCAD 9.2 проведена формализация этих ошибок. Результат этой работы оформлен в виде правил проверки ошибок (Design Rules Check), которые
представлены в окне Design Rules Check (вкладка ERC Matrix). Копия данного
окна приведена на рис. 10.1.
В таблице по двум осям приведены следующие характеристики и особенности схем моделей:
1) Input — вход;
2) Bidirectional — двунаправленный элемент;
3) Output — выход;
4) Open Collector — открытый коллектор;
5) Passive — пассивный элемент;
6) 3 State — элемент с тремя состояниями;
7) Open Emitter — открытый эмиттер;
8) Input Port — входной порт;
9) Bidirectional Port — двунаправленный порт;
10) Output Port — выходной порт;
И) Open Collector Port — порт с открытым коллектором;
12) Passive Port — пассивный порт;
13) 3 State Port — порт с тремя состояниями;
14) Open Emitter Port — порт с открытым эмиттером;
15) Power — силовой вывод;
16) Unconnected — отсутствие соединения.
784
10.3. Прочие сервисные функции
Design Rules Check
Design Rules Check
ERC Matrix
input
Bidirectional
Output
Open Collector
Passive
3 State
Open Emitter
input Port
Bidirectional Port
Output Port
Open Collector Port
|_W
| 1Ш W
|
|_J|ill
|.W|
Ж
3 State Port
||(
Open Emitter Port
Power
Ц Unconnected W
| |
OK
Отмена
Справка
Рис. 10.1. Таблица возможных ошибок при построении схем в среде OrCAD 9.2
На пересечении соответствующих строк и столбцов таблицы в зависимости
от топологических отношений между перечисленными выше характеристиками
и особенностями схем возможны три варианта:
1) клетка пустая — соединение является разрешенным;
2) клетка, обозначенная буквой W (Warning), — предупреждение о возможной ошибке или некорректности. Данная ошибка не вызывает прекращения
анализа схемы;
3) клетка, обозначенная буквой Е (Error), — сообщение об ошибке, при которой анализ схемы становится невозможным и прекращается.
Для того чтобы осуществить проверку схемы модели до запуска ее анализа,
можно воспользоваться специальной процедурой проверки ошибок.
Задача.
Проверить схему на наличие ошибок.
Решение.
DM — A6.Design Rules Check, OKI
Замечание.
Результаты проверки заносятся в Session Log.
185
10. Сервисные функции
10.3.2. Повтор последней операции в Capture
Задача.
Повторить последнюю операцию в Capture.
Решение.
РЕ — AS.Repeati
10.3.3. Отмена последней операции в Capture
Задача.
Отменить последнюю операцию, произведенную в Capture.
Решение.
РЕ - В84
10.3.4. Возврат отмененной операции в Capture
Задача.
Выполнить операцию, отмененную в Capture.
Решение.
РЕ - В94
10.3.5. Запись макроса в Capture
Задача.
Создать в Capture макрос под псевдонимом X.
Решение.
РЕ — А6.Configure, Macro Name->'X', Macro, Recordl
10.3.6. Исполнение макроса
Задача.
Исполнить макрос с псевдонимом X.
Решение.
РЕ - 'X'- A6.Playi
10.3.7. Запись макросов в PSpice
Задача.
Создать в PSpice макрос под псевдонимом X со значением 'Y'.
Решение.
PS - A6.Macros, 'X'='Y', Save, Closed
186
10.3. Прочие сервисные функции
10.3.8. Переход курсора в заданную точку схемы
Задача.
Осуществить переход курсора в точку схемы с координатами 'X','Y'.
Решение.
РЕ - A4.Go To, Location, {X->'X ! & Y->'Y'}, OKI
.
10.3.9. Переход курсора в заданную область
страницы схемы
Задача.
Осуществить переход курсора в область страницы схемы 'X.Y'.
Решение.
РЕ - A4.Go To, Grid Reference, {НопгопгаГ'Х' & Verticar'Y'}, OKI
Замечание.
Под областью страницы понимается область, полученная в результате в соответствии с маркировкой внешней рамки.
787
Приложение 1.
Аналоги моделей российских
полупроводниковых приборов
в PSpice-библиотеках
Таблица 1. Биполярные транзисторы
Тип
Аналог
Библиотека
КТЗЮ2А
MPS3709
Bipolar.lib
КТЗЮ7А
MPS3703
Bipolar. lib
КТЗЮ7Ж
MPS6518
Bipolar.lib
КТЗЮ7Л
MPS6519
Bipolar.lib
Тип
Аналог
Библиотека
Тип
Аналог
| Библиотека
Тип
Аналог
Библиотека
Таблица 2. Транзисторы Дарлингтона
Тип
Аналог
Библиотека
КТ829А
BDX53C
Darlngtn.lib
КТ853А
BDX54C
Darlngtn.lib
КТ873А
BDX53C
Darlngtn.lib
КТ8141В
BDX53C
Darlngtn.lib
Таблица 3. Стабилитроны
Тип
Аналог
Библиотека
КС509Б
D1N5248
Diode.lib
КС522А
D1N4748
Diode.lib
2С522А
D1N4748
Diode.lib
2С524А
D1N4749
Diode.lib
КС168А
I N4099
Diode.lib
188
Приложение 1
Таблица 4. Диоды
Тип
Аналог
Библиотека
D1N914A
Diode.lib
D1N914B
Diode.lib
D1N916A
Diode.lib
D1N916B
Diode.lib
КД240К
D1N3940
Diode.lib
2Д254А
D1N4007
Diode.lib
D1N4149
Diode.lib
D1N4532
Diode.lib
D1N360
Diode.lib
D1N4149
Diode.lib
D1N4151
Diode.lib
D1N4153
Diode.lib
D1N4154
Diode.lib
D1N4001
Diode.lib
D1N4305
Diode.lib
D1N4446
Diode.lib
D1N4447
Diode.lib
D1N4448
Diode.lib
D1N4449
Diode.lib
D1N4454
Diode.lib
D1N4531
Diode.lib
BAW62
Ediod.lib
D1N4747
Diode.lib
КД521А
КД509А
КД522Б
Д521А
КД503А
Тип
Аналог
Библиотека
Тип
Аналог
Библиотека
Таблица 5. Диоды силовые
Тип
В25
Д112-25
Аналог
Библиотека
DIN3491
Diode.lib
D1N3492
Diode.lib
D1N3493
Diode.lib
D1N3491
Diode.lib
D1N3492
Diode.lib
D1N3493
Diode.lib
189
Приложение 1
Таблица 6. Тиристоры
Тип
Т2-12
ТЮ-12
ТЮ-20
Т1 32-200
ТС2-40
Аналог
Библиотека
2N6397
Thyristr.lib
2N6398
Thyristr.lib
2N6399
Thyristr.lib
2N3668
Thyristr.lib
2N3669
Thyristr.lib
2N3670
Thyristr.lib
2N6168
Thyristr.lib
2N6169
Thyristr.lib
2N6170
Thyristr.lib
2N2574
Thyristr.lib
2N5444
Thyristr.lib
2N5445
Thyristr.lib
2N5446
Thyristr.lib
Тип
Аналог
| Библиотека
Тип
Аналог
Библиотека
Таблица 7. Компараторы
Тип
Аналог
Библиотека
521 САЗ
LM111
opamp.lib
597САЗ
LM119
opamp.lib
К554САЗ
LM311
opamp.lib
КР597САЗ
LM319
opamp.lib
Незаполненные места в таблицах дают читателю возможность самостоятельно расширить списки аналогов.
190
Приложение 2.
Соответствие зарубежных
и отечественных микросхем
(Библиотека CD4000)
CD
К176/К561
4000
ЛП4
4001
ЛЕ5
4002
ЛЕ6
4009
ПУ2
4010
ПУЗ
4011
ЛА7
4012
ЛА8
4013
ТМ2
4017
ИЕ8
4018
ИЕ19
4019
ЛС2
4020
ИЕ16
4022
ИЕ9
4023
ЛА9
4025
ЛЕЮ
4027
ТВ1
4028 '
ИД1
4029
ИЕН
4030
ЛП2
4042
ТМЗ
4043
ТР2
4049
ЛН2
4050
ПУ4
4093
ТЛ1
40107
ЛАЮ
40108
ИР12
191
Приложение 3.
Перечень сайтов фирм-производителей
электронных компонентов, на которых
можно найти PSpice-модели элементов
и их паспорта
Analog Devices
www.analog.com
Apex Microtechnology Corp.
www.teamapex.com
Burr-Brown Corp.
www.burr-brown.com
California Eastern Laboratory
www.cel.com
Fairchild
www.fairchildsemi.com
Harris Semiconductor
www.semi.harris.com
Infineon
www.infmeon.com
International Rectifier
www.irf.com
Linear Technology Corp.
www.linear-tech.com
Maxim Integrated Circuits
www.mxim.com
Motorola
www.motorola.com
National Semiconductors
www.natsemi.com
Philips
www.philipslogic.com
POLYFET RF Devices
www.polyfet.com
Shindengen
www.shindengen.com
Siemens
www.siemens.de
Texas Instruments
www.ti.com
Zetex Inc.
www.zetex.com
192
Список литературы
1. Воронин П. А., «Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики и применение», М.: «Додэка-ХХ1», 2001. — 380 с.
2. Петраков О., Серия статей в журнале «Схемотехника» за 2001 год.
3. Разевиг В. Д..«Система проектирования OrCAD 9.2», М.: «Солон-Р»,
2001. - 520с.
4. Разевиг В. Д., «Система сквозного проектирования электронных
устройств DesignLab 8.0», М.: «Солон», 1999. — 700 с.
5. OrCAD Capture Quick Reference, Cadence Design System, Inc. — 8 c.
6. OrCAD Capture User's Guide. Cadence Design System, Inc. — 374 c.
7. OrCAD Component Information System Quick Reference. Cadence Design
System, Inc. — 5 c.
8. OrCAD Component Information System User's Guide. Cadence Design System, Inc. — 142 c.
9. PSpice Application Notes, www.orcad.com
10. PSpice Datasheet, www.orcad.com
11. PSpice Frequently Asked Question, www.orcad.com
12. PSpice Library List, Cadence Design System, Inc. - 678 c.
13. PSpice Optimizer User's Guide, Cadence Design System, Inc. - 172 c.
14. PSpice Quick Reference Guide, Cadence Design System, Inc. - 10 c.
15. PSpice Reference Guide, Cadence Design System, Inc. - 360 c.
16. PSpice Schematics. User's Guide. Cadence Design System, Inc. - 350 c.
17. PSpice Tutorial, www.orcad.com
18. PSpice User's Guide, Cadence Design System, Inc. - 600 c.
19. Болотовский Ю. И., Таназлы Г. И., «Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2», «Силовая электроника», № 1, СПб,
2004. - с. 90-95.
193
Оглавление
Введение
.
3
1. Характеристики и функциональные
возможности среды OrCAD 9.2
4
1.1. Структура среды OrCAD 9.2 и требования к компьютеру для ее установки . 4
1.2. Элементная база среды OrCAD 9.2
8
1.2.1. Типы элементов и функциональных
блоков, с которыми работает среда OrCAD 9.2
8
1.2.2. Состав стандартных библиотек среды OrCAD 9.2
И
1.3. Функциональные возможности среды OrCAD 9.2
15
1.4. Моделирование и некоторые сервисные функции среды OrCAD 9.2.. . . 17
2. EUL — язык пользователя среды OrCAD 9.2
2.1. Определения языка EUL
2.2. Перечень редакторов, входящих в OrCAD 9.2
2.3. Перечень идентификаторов, входящих в редакторы
2.4. Пример применения языка EUL
22
22
25
25
45
3. Проект в OrCAD Capture
47
3.1. Проект: его свойства и функциональные характеристики
3.1.1. Бланк проекта
3.1.2. Оформление проекта
3.1.3. Панели инструментов
3.1.4. Шрифты
3.1.5. Цветовое оформление
3.1.6. Масштабирование областей проекта
3.1.7. Списки соединений
3.1.8. Протоколы и отчеты
3.2. Создание принципиальной схемы
3.2.1. Размещение объектов на схеме
3.2.2. Операции с объектами
3.2.3. Операции со свойствами элементов
3.2.4. Операции с библиотеками
3.3. Топологические ограничения
3.4. Создание профиля моделирования и установка его настроек
3.4.1. Создание профиля моделирования
3.4.2. Установка настроек профиля моделирования
3.4.3. Изменение пути поиска библиотеки
3.4.4. Подключение библиотек к проекту
3.4.5. Выдача результатов в процессе моделирования
194
48
48
52
58
60
. 63
69
69
70
74
74
.79
85
85
86
87
88
88
88
88
89
Оглавление
3.4.6. Выдача результатов после окончания моделирования
3.4.7. Отображение информации, соответствующей всем щупам,
расположенным на схеме
3.4.8. Отображение информации, соответствующей
предыдущему варианту анализа
3.4.9. Режим моделирования без выдачи осциллограмм
3.4.10. Изменение интервала продления осциллограмм в секундах
3.4.11. Изменение интервала продления осциллограмм в процентах
3.4.12. Исключение из выходного файла информации,
полученной при моделировании без помощи щупов
4. Виды анализа
89
89
89
90
90
90
•. 90
91
4.1. Анализ по постоянному току
91
4.1.1. Выбор анализа по постоянному току
92
4.1.2. Настройка и запуск анализа по постоянному току
92
4.1.3. Пример анализа по постоянному току
93
4.2. Анализ по переменному току
94
4.2.1. Выбор анализа по переменному току
94
4.2.2. Настройка и запуск анализа по переменному току
94
4.2.3. Введение дополнительных щупов при анализе по переменному току. . 95
4.2.4. Пример анализа по переменному току
95
4.3. Анализ шумов
97
4.3.1. Выбор анализа шумов
97
4.3.2. Настройка и запуск анализа шумов
97
4.4. Анализ переходных процессов
98
4.4.1. Выбор анализа переходных процессов
99
4.4.2. Настройка и запуск анализа переходных процессов
99
4.4.3. Отключение расчета режима
по постоянному току при анализе переходных процессов
99
4.4.4. Включение расчета режима
по постоянному току при анализе переходных процессов
100
4.4.5. Анализ переходных процессов
с временным сдвигом выдачи осциллограмм
100
4.4.6. Пример анализа переходного процесса
100
4.5. Фурье-анализ
102
4.5.1. Выбор фурье-анализа
102
4.5.2. Настройка и запуск фурье-анализа
102
4.5.3. Быстрое преобразование Фурье
103
4.5.4. Изменение частотного диапазона
103
4.5.5. Пример фурье-анализа
103
4.6. Параметрический анализ
105
4.6.1. Выбор параметрического анализа
105
4.6.2. Настройка и запуск параметрического анализа
105
4.6.3. Пример параметрического анализа
. . 105
4.7. Температурный анализ
107
4.7.1. Выбор температурного анализа
107
4.7.2. Настройка и запуск температурного анализа
107
4.7.3. Пример температурного анализа
108
795
Оглавление
4.8. Анализ разброса параметров методом Монте-Карло . . .
109
4.8.1. Выбор анализа разброса параметров методом Монте-Карло
ПО
4.8.2. Настройка и запуск анализа
разброса параметров методом Монте-Карло
ПО
4.8.3. Составление отчета о значениях параметров
модели при анализе методом Монте-Карло
111
4.8.4. Создание гистограмм
111
4.8.5. Задание количества делений интервала целевой
функции для формирования гистограмм
111
4.8.6. Пример анализа разброса параметров методом Монте-Карло
112
4.9. Анализ чувствительности методом наихудшего случая
113
4.9.1. Выбор анализа чувствительности методом наихудшего случая . . . . 115
4.9.2. Настройка и запуск
анализа чувствительности методом наихудшего случая
115
4.9.3. Пример анализа чувствительности методом наихудшего случая . . . . 115
4.10. Анализ начального приближения
118
4.10.1. Выбор анализа начального приближения
118
4.10.2. Настройка и запуск анализа начального приближения. . . . . . . . 118
4.10.3. Расчет малосигнальных импульсов,
входного и выходного сопротивлений
118
4.10.4. Сохранение начального приближения
119
4.10.5. Настройки для сохранения начального приближения
119
4.10.6. Сохранение начального
приближения без учета токов и напряжений в подсхемах
119
4.10.7. Загрузка начального приближения
. 120
4.10.8. Выдача в выходной файл информации о начальном приближении. . 120
4.10.9. Визуализация всей информации о начальном приближении
120
4.10.10. Девизуализация всей информации о начальном приближении . . . 120
4.10.11. Визуализация информации о начальном приближении токов схемы . 120
4.10.12. Девизуализация информации
о начальном приближении токов схемы
121
4.10.13. Визуализация информации
о начальном приближении напряжений схемы
121
4.10.14. Девизуализация информации
о начальном приближении напряжений схемы
121
4.10.15. Визуализация информации
о начальном приближении мощностей схемы
121
4.10.16. Девизуализация информации
о начальном приближении мощностей схемы
. 121
4.10.17. Визуализация информации
о начальном приближении выбранных токов схемы
122
4.10.18. Девизуализация информации
о начальном приближении выбранных токов схемы
122
4.10.19. Визуализация информации
о начальном приближении выбранных напряжений схемы . . . . . 122
4.10.20. Девизуализация информации
о начальном приближении выбранных напряжений схемы. . . . . 122
4.10.21. Визуализация информации
о начальном приближении выбранных мощностей схемы
122
4.10.22. Девизуализация информации
о начальном приближении выбранных мощностей схемы
123
196
Оглавление
4.11. Анализ характеристик
4.11.1. Выбор анализа характеристик
5. Моделирование
123
123
124
5.1. Настройка процесса моделирования
124
5.1.1. Моделирование схемы из Capture
124
5.1.2. Моделирование схемы из PSpice
124
5.1.3. Пауза в PSpice при моделировании
124
5.1.4. Переназначение времени TSTOP в процессе моделирования
125
5.1.5. Остановка в PSpice при моделировании
125
5.1.6. Остановка моделирования для изменения параметров расчетов . . . . 125
5.1.7. Плановое изменение опций моделирования . . .
126
5.1.8. Установка опций для менеджера очереди
127
5.1.9. Использование PSpice при работе с очередью
127
5.1.10. Запуск параллельного моделирования
127
5.1.11. Запуск проекта на моделирование из очереди
127
5.1.12. Добавление проектов в очередь на моделирование
128
5.1.13. Пауза при моделировании проекта из очереди
128
5.1.14. Остановка моделируемого проекта из очереди
128
5.1.15. Трансляция PSpice-программы в исполняемый файл
128
5.2. Обработка результатов моделирования
128
5.2.1. Отображение осциллограммы с помощью щупа
129
5.2.2. Отображение осциллограммы путем задания переменной. . . . . . . 129
5.2.3. Изменение цвета осциллограммы
129
5.2.4. Изменение ширины линии осциллограммы
130
5.2.5. Отображение осциллограмм без специальных значков
130
5.2.6. Нахождение локального максимума на заданном участке
. 130
5.2.7. Нахождение локального минимума на заданном участке
130
5.2.8. Определение длительности импульса двумя лучами
131
5.2.9. Отображение осциллограммы в требуемом диапазоне по оси ординат . 131
5.2.10. Увеличение на осциллограмме
масштаба окрестности заданной точки с дискретным шагом
131
5.2.11. Уменьшение на осциллограмме
масштаба окрестности заданной точки с дискретным шагом
131
5.2.12. Выделение на осциллограмме
требуемой области с увеличением масштаба
132
5.2.13. Возвращение к масштабу осциллограмм, определенному
при первоначальной настройке моделирования
132
5.2.14. Изменение переменной по оси абсцисс
132
5.2.15. Добавление второй оси ординат
132
5.2.16. Удаление второй оси ординат
133
5.2.17. Отображение двух осциллограмм в одном окне
133
5.2.18. Отображение в одном окне графиков двух осциллограмм,
амплитуда которых существенно отличается
133
5.2.19. Отображение в одном окне осциллограмм из разных проектов. . . . 134
5.2.20. Построение выражений в PSpice
135
5.2.21. Вычисление средних значений
135
5.2.22. Вычисление действующих значений
137
5.2.23. Выбор типов переменных, отображаемых при построении графиков . 138
5.2.24. Вызов списка целевых функций
138
797
Оглавление
5.2.25. Добавление целевой функции в список
5.2.26. Выдача целевых функций в виде графика
5.2.27. Выдача целевых функций в виде текста
5.2.28. Удаление всех осциллограмм из окна моделирования
5.2.29. Просмотр выходного файла результатов моделирования
5.2.30. Добавление текстовых меток в PSpice
5.2.31. Способ сравнения идентичных схемных характеристик,
реализуемых различными схемами
6. Модели и их особенности
6.1. Создание моделей
6.1.1. Примеры создания моделей по шаблонам
6.1.2. Схемные модели. .
6.1.3. Коррекция моделей в Capture
6.1.4. Создание графического изображения модели
6.2. Работа PSpice-моделей
полупроводниковых приборов в аварийных режимах
6.3. Сервисные функции при работе с моделями
6.3.1. Вызов текста модели
6.3.2. Импорт моделей
7. Конвергенция и достоверность
получения результатов при моделировании
7.1 Требования, определяемые методом Ньютона—Рафсона
7.2. Анализ по постоянному току
7.3. Параметры моделей полупроводниковых и ключевых элементов . . . .
7.4. Анализ переходных процессов
7.5. Диагностика при конвергенции
7.6. Эмпирическая процедура подбора параметров,
позволяющих избежать конвергенции
8. Иерархические структуры
8.1. Иерархические блоки
8.1.1. Назначение глобальных параметров иерархических блоков
8.1.2. Переход на верхний уровень иерархии
8.1.3. Переход на нижний уровень иерархии
8.1.4. Переход к иерархическому формату списка соединений
8.2. Пример использования иерархической структуры . .
138
138
138
139
139
139
139
140
140
141
144
150
152
155
157
157
157
158
158
160
160
162
164
165
169
170
171
172
172
172
172
9. Моделирование цифровых и аналого-цифровых устройств . . . 174
9.1. Построение цифровых моделей
.:
9.1.1. Создание цифрового источника
.
,
9.1.2. Создание цифрового источника в редакторе Stimulus Editor
9.1.3. Изменение свойства цифрового источника в редакторе Stimulus Editor .
9.1.4. Создание цифрового источника
с сигналом произвольной формы в редакторе Stimulus Editor. . . . .
9.1.5. Добавление переходов
«ноль-единица» и «единица-ноль» в цифровом источнике
198
175
175
175
175
176
176
Оглавление
9.1.6. Изменение длительности состояний «единица» и «ноль» в цифровом
источнике сигнала произвольной формы
9.1.7. Редактирование сигнала произвольной формы путем задания
времени переходов «единица-ноль» и «ноль-единица»
9.1.8. Удаление сигнала произвольной формы
9.1.9. Визуализация выводов питания цифрового элемента
9.1.10. Установка уровня входа/выхода для аналого-цифровых интерфейсов .
9.1.11. Установка начального состояния триггеров
9.2. Пример моделирования аналого-цифровой схемы
10. Сервисные функции
176
177
177
177
177
178
178
181
10.1. Вывод информации на печать
181
10.1.1. Выбор ориентации листа бумаги
181
10.1.2. Предварительный просмотр
графической информации перед печатью в Capture
181
10.1.3. Предварительный просмотр
графической информации перед печатью в PSpice
181
10.1.4. Выбор масштаба печати на всю страницу
182
10.1.5. Выбор масштаба печати по заданному формату бумаги
182
10.1.6. Назначение масштаба печати
182
10.2. Выбор масштаба изображения схемы . . .
.- . . . 182
10.2.1. Увеличение на схеме масштаба
окрестности заданной точки с дискретным шагом
183
10.2.2. Уменьшение на схеме масштаба
окрестности заданной точки с дискретным шагом
183
10.2.3. Выделение на схеме требуемой области с увеличением масштаба . . 183
10.2.4. Отображение на экране схемы целиком
183
10.2.5. Перевод экрана со стандартного на альтернативный вид
183
10.3. Прочие сервисные функции
184
;
10.3.1. Проверка ошибок в схеме
184
10.3.2. Повтор последней операции в Capture
186
10.3.3. Отмена последней операции в Capture
186
10.3.4. Возврат отмененной операции в Capture
186
10.3.5. Запись макроса в Capture
186
10.3.6. Исполнение макроса
186
10.3.7. Запись макросов в PSpice
186
10.3.8. Переход курсора в заданную точку схемы
187
10.3.9. Переход курсора в заданную область страницы схемы
187
Приложение 1. Аналоги моделей российских
полупроводниковых приборов в PSpice-библиотеках . . . . . . 188
Приложение 2. Соответствие зарубежных
и отечественных микросхем (Библиотека CD4000)
191
Приложение 3. Перечень сайтов фирм-производителей
электронных компонентов, на которых можно найти
PSpice-модели элементов и их паспорта
192
Список литературы
193
199
Серия «Библиотека студента»
Юрий Израилевич Болотовский
Георгий Иванович Таназлы
OrCAD. Моделирование
«Поваренная» книга
Ответственный за выпуск В. Мишин
Верстка Н. Бармина
Обложка Е. Жбанов
ООО «СОЛОН-Пресс»
123242, Москва, а/я 20
Телефоны:
(095) 254-44-10, 252-36-96, 252-25-21
E-mail: Solon-Avtor@coba.ru
По вопросам приобретения обращаться:
ООО «Альянс-книга»
Тел.: (095) 258-91-94, 258-91-95
www.abook.ru
ООО «СОЛОН-Пресс»
127051, г. Москва, М. Сухаревская пл., д. 6, стр. 1 (пом. ТАРП ЦАО)
Формат 70 хЮО/16. Объем 12,5 п. л. Тираж 1000
отпечатано в ООО «Аделия»
142605, Московская обл., г. Орехово-Зуево,
ул. Красноармейская, д. 1
Заказ № 2 ?£
Уважаемый
читатель!
Издательство "СОЛОН-Пресс" приглашает к сотрудничеству авторов
Если Вы опытный преподаватель, инженер, программист, специалист
по компьютерам, радиоэлектронной и бытовой технике
Напишите книгу!
Хорошая книга —
хороший гонорар!
Наши серии:
"Ремонт" (радиоэлектронная и бытовая техника)
"Аспекты защиты" (компьютеры и сети)
"Библиотека инженера"
"Библиотека студента и школьника"
"Библиотека профессионала"
"Системы проектирования" (САПР)
"Полное руководство пользователя" (программное обеспечение ПК)
"Самоучитель" (ПК, интернет)
"СОЛОН-радиолюбителям" (радиолюбительские устройства)
ISBN 5-98003-178-2
9"785980"031787l
123242, г. Москва, а/я 20
e-mail: Solon-Avtor@coba.ru