Menu English Ukrainian Tiếng Nga Trang Chủ

Thư viện kỹ thuật miễn phí cho những người có sở thích và chuyên gia Thư viện kỹ thuật miễn phí


ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Các mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ vi điều khiển

Bình luận bài viết Bình luận bài viết

Máy tính đang nhanh chóng trở nên rẻ hơn và tốc độ tính toán của chúng ngày càng tăng. Các chương trình xuất sắc đã xuất hiện cho phép những người nghiệp dư vô tuyến mô phỏng và quan sát các quá trình trên màn hình điều khiển trong các thiết bị thực, công việc trực tiếp đòi hỏi các dụng cụ đo rất đắt tiền. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những người mới bắt đầu, những người thường chỉ có đồng hồ vạn năng và ít thường xuyên hơn là máy hiện sóng đơn giản.

Các chương trình phổ biến nhất trong số những người yêu thích radio là MicroCap 5, Electronic Workbench, PSpice (PSpice là một phần của các gói Design Center, DesignLab, OrCad-9). Chúng luôn có thể được tìm thấy trên các đĩa laze do thị trường radio cung cấp. Những gì chưa đủ trên những chiếc đĩa này là các mẫu linh kiện điện tử vô tuyến trong nước và nhập khẩu cho các chương trình như vậy. Và đây là một khối tài sản đáng kể, đặc biệt nếu các mô hình được chuẩn bị bởi các chuyên gia và được thử nghiệm.

Trong lịch sử, chương trình PSpice xuất hiện lần đầu tiên - được phát triển bởi MicroSim Corporation vào đầu những năm 70. Kể từ đó, nó đã phát triển mạnh mẽ và do tính đơn giản của ngôn ngữ đầu vào và độ tin cậy của các thuật toán được sử dụng, nó đã trở thành một loại tiêu chuẩn cho các hệ thống như vậy. Do đó, các chương trình khác sử dụng ngôn ngữ nhập PSpice. Các mô hình thành phần PSpice hoặc chứa cốt lõi của chương trình này. Về cơ bản, nhiều trong số chúng là những cái vỏ tiện lợi cho phép bạn viết một tác vụ bằng ngôn ngữ tự nhiên dành cho những người nghiệp dư về radio - ngôn ngữ của mạch điện. Điều này rất thuận tiện, vì ngôn ngữ nhập “bản địa” của chương trình PSpice là một tệp văn bản có mã ASCII, đòi hỏi khối lượng công việc thủ công lớn, tốn nhiều công sức và thường kèm theo lỗi.

Tuy nhiên, có một lĩnh vực không thể thiếu ngôn ngữ nhập liệu PSpice. Các mô hình thành phần tốt, nhanh cho các chương trình này được viết bằng ngôn ngữ PSpice. Ở các nước phát triển, các công ty sản xuất mạch tích hợp phải phát triển và xuất bản các mẫu PSpice cho thiết bị của mình, nếu không sẽ không được sử dụng. Ở Nga vẫn chưa có truyền thống như vậy. Do đó, các thư viện mô hình PSpice hiện có chắc chắn sẽ không làm hài lòng những người yêu thích đài phát thanh nghiệp dư và một hướng đi khả thi cho sự sáng tạo của đài nghiệp dư có thể là tạo ra các mô hình thành phần của riêng họ. Hãy để chúng tôi chỉ ra bằng các ví dụ đơn giản rằng điều này khá đơn giản.

Để làm rõ hơn mọi thứ, chúng ta hãy xem thuật ngữ PSpice.

  • Sơ đồ điện là một biểu diễn đồ họa thông thường của các thành phần điện tử và các kết nối điện giữa chúng trên một số hình thức giống như giấy.
  • Nút là điểm kết nối chung về điện giữa các cực của các thành phần mạch.
  • Thành phần là một đơn vị mạch được sử dụng để mô tả các mạch điện tử. như một quy luật, tương ứng với một thiết bị thực sự được sản xuất bởi ngành công nghiệp. Một thành phần bao gồm tên, hình ảnh đồ họa và mô hình của nó, được bổ sung các tham số.
  • Mô hình là một mô tả toán học của một thành phần mô tả hoạt động của nó với độ chính xác có thể chấp nhận được cho các mục đích thực tế.
  • Mô hình tích hợp - một mô hình có mô tả được xác định trong phần nội dung của chương trình PSpice.
  • Macromodel - bao gồm một tập hợp các thành phần liên quan đến cấu trúc liên kết với các mô hình tích hợp sẵn. Bạn có thể sử dụng các macromodel khác trong macromodel.
  • Mô hình macro tiêu chuẩn là mô hình macro được cung cấp chương trình tiêu chuẩn có khả năng tự động tạo mô hình macro của một thành phần dựa trên các tham số hộ chiếu. Ví dụ: bộ khuếch đại hoạt động và bộ so sánh trong PSpice có các mô hình macro tiêu chuẩn.
  • Xác định mô hình - đặt tham số tương ứng với một thành phần cụ thể.
  • Tham số là các hằng số điều chỉnh mô hình lý tưởng theo các đặc tính của thiết bị thực.
  • Nguyên mẫu là một mô hình đã có sẵn, được sử dụng làm nguồn tham số cho thành phần mới được tạo. Nguyên mẫu rất thuận tiện để sử dụng khi tạo một nhóm các thành phần có liên quan chỉ có các tham số riêng lẻ khác nhau.
  • Thành phần lý tưởng là thành phần sử dụng mô hình với các tham số mặc định.
  • Thư viện - một hoặc nhiều tệp trong đó các mô hình và mô hình vĩ mô của các thành phần được ghi lại.
  • Tác vụ mô hình hóa là một tệp văn bản có mã ASCII chứa các lệnh bằng ngôn ngữ đầu vào của chương trình PSpice.

Rõ ràng là để tạo một thành phần dựa trên mô hình tích hợp hoặc mô hình macro tiêu chuẩn, bạn cần xác định các tham số của chúng. Để làm điều này, có những chương trình đặc biệt, dựa trên các thông số hộ chiếu cho một thành phần cụ thể, cho phép bạn tạo mô hình của nó. Công việc mang tính chất thường xuyên, đòi hỏi phải có số liệu tham khảo chi tiết cho các bộ phận. Sách tham khảo đã xuất bản về nguyên tố phóng xạ thường không chứa thông tin đầy đủ. Sau đó, bạn phải thực hiện một số phép đo độc lập hoặc tham khảo ý kiến ​​​​của các nhà sản xuất phần tử vô tuyến. Quá trình này được mô tả chi tiết trong [1-3]. Thật không may, trong các phiên bản DEMO, các chương trình như vậy hoạt động với những hạn chế, chỉ cho phép bạn tạo các mô hình diode.

Nhưng có một lối thoát. Có một số lượng lớn các mô hình như vậy trong các thư viện đi kèm với bộ phân phối và không khó để chọn một mô hình tương tự cho các thành phần trong nước, đặt tên mới và chỉnh sửa cho phù hợp. Bạn có thể làm việc với các thư viện, chỉnh sửa và sao chép mô hình bằng bất kỳ trình soạn thảo văn bản nào.

Ngoài ra, đối với những người nghiệp dư về radio nói các ngôn ngữ lập trình, chẳng hạn như BASIC, sẽ không có vấn đề gì lớn khi viết chương trình tính toán các tham số của mô hình PSpice bằng cách sử dụng các tham số hộ chiếu. Có thể tìm thấy mối liên hệ giữa các đặc điểm hộ chiếu và các tham số mô hình trong [1-3]. Tác giả có kế hoạch tạo ra một tiện ích như vậy, phù hợp với sách tham khảo trong nước. Sẽ khá hợp lý khi đặt nhiệm vụ viết các chương trình tạo cho các mô hình macro PSpice như vậy, việc tạo ra chúng không được cung cấp trong các chương trình tiêu chuẩn.

Một nhiệm vụ thú vị khác đối với những người nghiệp dư vô tuyến là tạo ra một phụ kiện đo tự động cho máy tính, phụ kiện này sẽ tạo ra các tham số của mô hình PSpice hoặc mô hình vĩ mô từ các mẫu kiểm soát và thậm chí có khả năng xử lý thống kê. Những người nghiệp dư về đài có kinh nghiệm tạo các tệp đính kèm đo lường kết nối với PC.

Điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điốt, bóng bán dẫn, mạch từ, đường dây truyền thông, nguồn điện áp và dòng điện, một bộ cơ bản của các phần tử kỹ thuật số và một số phần tử lý tưởng hóa có mô hình tích hợp.

Nhưng phải làm gì nếu không có mô hình thành phần làm sẵn. Sau đó, bạn cần có khả năng phát triển các mô hình macro của riêng mình. Và ở đây khả năng của PSpice thực sự là vô tận. Các khối xây dựng của mô hình vĩ mô là các mô hình nhúng. Do những hạn chế của bài viết trên tạp chí, chúng tôi sẽ chỉ nói về những điều đó. sẽ được sử dụng trong các ví dụ.

Để bắt đầu, hãy nói một chút về các tính năng của chương trình bằng ngôn ngữ PSpice.

  • Dòng đầu tiên của chương trình là một chú thích.
  • Các ký hiệu "*" (dấu hoa thị) và ";" (dấu chấm phẩy) biểu thị dòng chú thích hoặc chú thích trong dòng chương trình.
  • Ký hiệu (dấu cộng) là dấu ngắt dòng, được sử dụng cho các câu lệnh dài.
  • Biểu tượng "." (dấu chấm) - phần đầu của dòng lệnh điều khiển quá trình lập mô hình.

Các dòng còn lại mô tả cấu trúc liên kết và các thành phần.

Bình luận đóng vai trò hỗ trợ. Các chỉ thị kiểm soát tiến trình của quá trình tính toán, quyền truy cập vào các mô hình và mô hình vĩ mô cũng như đầu ra của kết quả mô phỏng. Các dòng mô tả cấu trúc liên kết xác định chính thức mạch điện của thiết bị, chỉ ra các nút để kết nối các chân thành phần và mô hình của chúng

MÔ HÌNH PSPICE VÀ VỎ HÌNH ẢNH

Để sử dụng mô hình Pspice đã tạo trong các chương trình có lớp vỏ đồ họa đã phát triển, chẳng hạn như MicroCap 5 hoặc DesignLab, cần sử dụng khả năng dịch vụ của các gói này để đưa nó vào thư viện PSpice hiện có và tạo đồ họa tương ứng. biểu tượng, tốt nhất là phù hợp với GOST. Công việc tiếp theo với thành phần mới sẽ không khác gì những thành phần hiện có.

TẠO CÁC THÀNH PHẦN ANALOG VỚI MÔ HÌNH TÍCH HỢP

Các thông số của các linh kiện analog có sẵn trong model được biểu thị bằng 2 cách: trực tiếp trên câu mô tả vị trí của linh kiện trong mạch; sử dụng lệnh .MODEL, mô tả các mô hình thành phần tích hợp sẵn.

Dạng mô tả chung của mô hình:

.MODEL <tên thành phần> 1AKO:<tên mẫu nguyên mẫu>] <tên loại mô hình> ([<tham số mô hình>=<giá trị> [<đặc tả biến thể ngẫu nhiên của giá trị tham số>]1 [T_MEA-SURED=<giá trị>] [[ T_AB8=<value>] hoặc [T_REL_GLOBAC=<value>] hoặc [T_REL_LOCL=<value>]])

trong đó: <tên thành phần> là tên của một thiết bị cụ thể, ví dụ: RM. KD503. KT315A;

[AKO:<prototype model name>] - định nghĩa mô hình sử dụng nguyên mẫu hiện có (điều này cho phép bạn giảm kích thước của thư viện). Chỉ nên nêu rõ các thông số khác nhau trong phần mô tả;

<tên loại mô hình> - tên tiêu chuẩn của mô hình lý tưởng tích hợp (Bảng 1);

[<tham số mô hình>=<giá trị> [<đặc tả phân tán ngẫu nhiên của giá trị tham số>]] - trong ngoặc đơn biểu thị danh sách các giá trị của tham số mô hình thành phần. Nếu danh sách này bị thiếu hoặc không đầy đủ, các giá trị tham số mô hình bị thiếu sẽ được gán theo mặc định. Mỗi tham số có thể lấy các giá trị ngẫu nhiên liên quan đến giá trị danh nghĩa của nó, nhưng giá trị này chỉ được sử dụng để phân tích thống kê.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Các thông số của nhiều mô hình phụ thuộc vào nhiệt độ. Có hai cách để cài đặt nhiệt độ của linh kiện thụ động và thiết bị bán dẫn. Đầu tiên, lệnh .MODEL chỉ định nhiệt độ mà tại đó các tham số có trong nó được đo T_MEASURED=<value>. Giá trị này thay thế nhiệt độ TNOM được đặt theo lệnh .OPTIONS (mặc định 27 °C). Thứ hai, nhiệt độ vật lý của từng thiết bị có thể được đặt, ghi đè nhiệt độ chung được đặt theo chỉ thị .TEMP, .STEP TEMP hoặc .DC TEMP. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một trong ba tham số sau: T ABS - nhiệt độ tuyệt đối (mặc định 27°C); T_REL_GLOBAL - chênh lệch giữa nhiệt độ tuyệt đối và nhiệt độ toàn cầu (mặc định - 0), do đó T_ABS = nhiệt độ toàn cầu + T_REL_GLOBAL, T_REL_LOCL - nhiệt độ tương đối, nhiệt độ tuyệt đối của thiết bị đang nghiên cứu bằng nhiệt độ tuyệt đối của nguyên mẫu cộng với giá trị của T_REL_LOCL tham số

Tất cả các tham số mô hình được biểu thị bằng đơn vị SI. Để rút ngắn mục nhập, các tiền tố đặc biệt được sử dụng (Bảng 2). Được phép thêm các ký hiệu chữ cái vào chúng để cải thiện sự rõ ràng của các ký hiệu, ví dụ: 3, ZkOhm, 100pF, 10uF, 144MEG, WmV.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mẫu mô tả việc đưa một thành phần vào sơ đồ:

<ký tự đầu tiên + phần tiếp theo> liệt kê các nút> [<tên model>] <tham số>

Bất kỳ dòng nào không bắt đầu bằng ký tự "." (dấu chấm) đều được coi là mô tả thành phần.

Tên thành phần bao gồm ký tự đầu tiên tiêu chuẩn (Bảng 3), xác định loại thành phần và phần tiếp theo tùy ý không quá 130 ký tự.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Số nút kết nối thành phần trong sơ đồ được liệt kê theo thứ tự cụ thể được thiết lập cho từng thành phần. Tên mẫu - tên của mẫu thành phần có loại được xác định bởi ký tự đầu tiên.

Tiếp theo, các tham số của mô hình thành phần có thể được xác định.

KHÁNG SINH

Dạng mô tả sự bao gồm một điện trở trong mạch:

R<tên> <nút(+)> <nút(-)> [<tên model>] <giá trị điện trở>

Mẫu mô tả mẫu:

.MODEL <tên mẫu> RES (<thông số mẫu>)

Danh sách các thông số của mô hình điện trở được đưa ra trong bảng. 4.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Ví dụ: RL30 56 1.3K; điện trở RL có điện trở 1,3 kOhm, nối với nút 30 và 56.

R2 12 25 2.4K TC=0.005, -0.0003; điện trở R2 có điện trở 2.4 kOhm, nối với nút 12 và 25, có hệ số nhiệt độ TC1 = 0.005°C-1 TC2 = -0.0003°C-2. R3 3 13RM 12K

.MODEL RM.RES (R = 1.2 DEV = 10% TC1 = 0.015 TC2 = -0.003): điện trở R3 có điện trở 12 kOhm, được kết nối giữa nút 3 và nút 13. với mô hình RM, có tính đến sự phổ biến công nghệ của định mức và có hệ số nhiệt độ TC1 = 0,015°C-1 TC2 = 0.003°C-2; R là hệ số tỷ lệ giữa giá trị điện trở được sử dụng trong mô phỏng và giá trị danh nghĩa được chỉ định.

Các mô hình tụ điện và cuộn cảm trông giống nhau.

VỐN

Dạng mô tả sự bao gồm của tụ điện trong mạch:

C<tên> <nút(+)> <nút(-)> (<tên model>) Giá trị điện dung>

Mẫu mô tả mẫu:

.MODEL <tên model> CAP (<thông số model>)

Danh sách các thông số của mô hình tụ điện được đưa ra trong bảng. 5.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Ví dụ: C1 1 4 10i; tụ điện C1 có công suất 10 μF được nối giữa nút 1 và nút 4.

С24 30 56 100pp. tụ điện C24 có công suất 100 pF được nối giữa các nút 30 và 56.

CUỘN CẢM

Dạng mô tả sự bao gồm một cuộn dây trong mạch điện:

L <node(+)> <node(-)> (<tên model>] Giá trị điện cảm>

Mẫu mô tả mẫu:

.MODEL <tên model> IND (<thông số model>)

Danh sách các tham số của mô hình cuộn cảm được đưa ra trong bảng. 6.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Ví dụ: L2 30 56 100u; cuộn dây L2 có độ tự cảm 100 μH được nối giữa các nút 30 và 56.

DIODE

Mẫu mô tả sự bao gồm của một diode trong mạch:

D<tên> <nút(+)> <nút(-)> [<tên model>]

Mẫu mô tả mẫu:

.MODEL <tên mô-đun> D [<tham số mô hình>)

Danh sách các tham số của mô hình diode được đưa ra trong bảng. 7.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Ví dụ về các mô hình điốt trong nước:

.MODEL KD503A D (IS=7.92E-13 + RS=2.3 CJO=1.45p M=0.27 + TT=2.19E-9 VJ=0.71 BV=30 + IBV=1E-11 EG= 1.11 FC=0.5 XTI=3 + N=1.JJ)

.MODEL KD522A D (IS=2.27E-13 + RS=1.17 CJO=2.42p M=0.25 + TT=2.38n VJ=0.68 BV=50 IBV=1E-11 + EG= 1.11 FC=0.5 XTI=3 N= 1)

.MODEL KD220A D (IS=1.12E-11 + N=1.25 RS=7.1E-2 CJO=164.5p + TT=1.23E-9 M=0.33 VJ=0.65 BV=400 + IBV=1E-11 EG=1.11 FC=0.5XTI=3)

.MODEL KD212A D (IS=1.26E-10 + N=1.16 RS=0.11 CJO= 140.7p M=0.26 + TT-J.27E-8 VJ=0.73 BV=200 + IBV= 1E-10 EG-1.JJ FC=0.5 XT1=3)

.MODEL KS133A D (fS=89E-15 + N=1.16 RS=25 CJO=72p TT=57n + M=0.47 VJ=0.8 FC=0.5 BV=3.3 IBV=5u + EG=1.11 XTI=3).MODEL D814A D (IS=392E- J2 + N=1.19 RS=1.25 CJO=41.15p + TT=49.11n M-0.41 VJ=0.73 FC=0.5 + BV=8 IBV=0.5u EG=1.11 XTI=3)

.MODEL D814G D (IS=.1067E-12 + N=1.12 RS=3.4 CJO=28.08p + TT=68.87n M=0.43 VJ=0.75 FC=0.5 + BV^11 IBV= 1 và EG= 1.11 XTI=3 )

TRANSISTOR lưỡng cực

Dạng mô tả sự bao gồm một bóng bán dẫn lưỡng cực trong mạch:

0<tên> <nút thu> <nút cơ sở> <nút bộ phát> [<tên model>)

Mẫu mô tả mẫu:

.MODEL <tên model> NPN [<tham số model>); cấu trúc npn của bóng bán dẫn lưỡng cực

.MODEL <tên model> PNP [<thông số model>'; cấu trúc pnp bóng bán dẫn lưỡng cực

Danh sách các tham số của mô hình bóng bán dẫn lưỡng cực được đưa ra trong bảng. số 8.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

TRANSISTOR TRƯỜNG CÓ NỐI ĐIỀU KHIỂN PN

Mẫu mô tả việc đưa bóng bán dẫn hiệu ứng trường 8 vào mạch:

o"<tên> <nút chìm> <nút cổng> <nút nguồn> (<tên model>]

Mẫu mô tả mẫu:

.MODEL <tên model> NJF [<thông số model>], bóng bán dẫn hiệu ứng trường kênh n

.MODEL <tên model> PJF [<tham số model>]; bóng bán dẫn hiệu ứng trường kênh p

Danh sách các tham số của mô hình bóng bán dẫn hiệu ứng trường được đưa ra trong bảng. 9.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Ví dụ về các mô hình bóng bán dẫn:

.model NPN LÝ TƯỞNG; tranzito lý tưởng.

.model KT3102A NPN (ls=5.258f Xti=3 + Eg=1.11 Vaf=86 Bf=185 Ne=7.428 + lse=28.21n lkf=.4922 Xtb=1.5 Var=25 + Br=2.713 Nc=2 lsc=21.2 p lkr=.25 Rb=52 + Rc=1.65 Cjc=9.92lp Vjc=.65 Mjc=.33 + Fc=.5 Cje=11.3p Vje=.69 Mje=33 + Tr=57.7ln Tf=611.5p ltf =.52 Vtf=80 + Xtf=2)

.model KT3102B NPN (ls=3.628f Xti=3 h Eg= 1.11 Vaf=72 Bf=303.3 Ne=l3.47 + lse=43.35n lkf=96.35m Xtb=1.5 Var=30 + Br=2.201 Nc=2 lsc =5.5p lkr=.1 Rb=37 + Rc=1.12 Cjc=11.02p Vjc=.65 Mjc=.33 + Fc"-.5 Cje=13.31p Vje=.69 Mje=.33 + Tr=41.67n Tf =493.4p W=12 Vtf-50 + Xrf=2)

.model KT3107A PNP (ls=5.2f Xti=3 + Eg= 1.11 Vaf=86 Bf= 140 Ne=7.4 lse=28n + lkf=.49 Xtb= 1.5 Var=25 Br=2.7 Nc=2 + lsc=21 p lkr=.25 Rb=50 Rc= 1.65 Cjc= 10p + Vjc=.65 Mjc=.33 Fc-.5 Cje=11.3p Vje=.7 + Mje=.33 Ti=58n Tf=62p ltf=52 Vtf= 80 + Xtf=2)

.model KT312A NPN (ls=21f Xti=3 + Eg=1.11 Vaf=126.2 Bf-06.76 Ne=1.328 + lse=189f Ikf=.l64 Nk=.5 Xtb=1.5 Br=1 + Nc" 1.385 lsc=66.74p lkr=1.812 + Rc=0.897 Rb=300 Cjc=8p Mjc=.29 + Vjc=.692 Fc=.5 Cje=2653p Mje=.333 + Vje=.75 Tr= 10n Tf-1.743n Itf = 1)

.model 2T630A NPN (ls=17.03f Xti=3 + Eg=1.11 Vaf=l23 Bf=472.7 Ne= 1.368 + Ise=l63.3f lkf=.4095 Xtb=1.5 var=75 + Br=4.804 Nc=2 lsc= 1.35p 1kr=.21 + Rb=14.2 Rc=0.65 Cjc=2L24p Vjc=.69 + Mjc=.33 Fc=.5 Cje=34.4p Vje=.69 + Mje=.33 Tg=50.12p Tf=1.795n ltf=.65 + Vtf=60 Xtf=1.1)

NGUỒN ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐỘC LẬP

Mẫu mô tả nguồn:

\/<name> <node{+)> <node(-)> [^C]<value> [AC<amplitude>[phase)] [<signal>(<parameters>)]

1<tên> <nút(+)> <nút(-)> [(0С]<dấu> [AC<biên độ> [pha]] [<tín hiệu>(<thông số>)]

Chiều dương của dòng điện được coi là chiều từ nút (+) qua nguồn tới nút (-). Đối với nguồn, bạn có thể chỉ định các giá trị để tính toán dòng điện một chiều và quá độ DC (mặc định - O), để phân tích tần số AC (biên độ mặc định - 0; pha được biểu thị bằng độ, mặc định - 0). Đối với quá trình nhất thời, <signal"> có thể nhận các giá trị sau: EXP - dạng sóng nguồn hàm mũ, PULSE - nguồn xung, PWL - nguồn đa thức. SFFM - nguồn được điều chế tần số, SIN - dạng sóng nguồn hình sin.

Ví dụ: V2 3 0 DC 12; Nguồn điện áp 12 V được kết nối giữa nút 3 và 0.

VSIN 2 O TỘI LỖI(0 0.2V 1MEG); nguồn điện áp hình sin 0.2 V có tần số 1 MHz với thành phần không đổi là 0 V.

11 (4 11) DC 2mA; Nguồn dòng 2 mA được kết nối giữa nút 4 và 11.

ISIN 2 0 SIN(0 0.2m 1000); nguồn dòng điện hình sin 0.2 mA có tần số 1000 Hz với thành phần không đổi là 0 mA.

PHỤ THUỘC ĐIỆN ÁP VÀ NGUỒN DÒNG

Các nguồn phụ thuộc được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng mô hình vĩ mô. Việc sử dụng chúng cho phép các phương tiện đơn giản mô phỏng bất kỳ mối quan hệ nào giữa điện áp và dòng điện. Ngoài ra, với sự trợ giúp của họ, việc tổ chức truyền thông tin từ khối chức năng này sang khối chức năng khác trở nên rất dễ dàng. B PSpice đã tích hợp sẵn các mô hình nguồn phụ thuộc:

E - nguồn điện áp điều khiển bằng điện áp (VNC);

F - nguồn dòng được điều khiển bởi dòng điện (ITUT);

G - nguồn dòng điều khiển bằng điện áp (VTUN);

N - nguồn điện áp điều khiển bằng dòng điện (INUT).

Mẫu mô tả nguồn phụ thuộc:

Ký tự đầu tiên<tên> <node(+)> <node(-)> <hàm truyền>

Ký tự đầu tiên của tên phải khớp với loại nguồn. Chiều dương của dòng điện được coi là chiều từ nút (+) qua nguồn đến nút (-). Tiếp theo, chỉ ra hàm truyền, có thể được mô tả theo nhiều cách khác nhau:

đa thức lũy thừa: POLY (<biểu thức>):

công thức: VALUE=(<biểu thức>):

bảng: BẢNG (<biểu thức>):

Biến đổi Laplace: LAPLACE (<biểu thức>):

bảng tần số: FREQ (<biểu thức>);

Đa thức Chebyshev: CHEBYSHEV (<biểu thức>).

Ví dụ: E1 (12 1) (9 10) 100: nguồn điện áp được điều khiển bằng điện áp giữa nút 9 và 10. Nối giữa nút 12 và nút 1 với độ lợi 100.

EV 23 56 VALUE={3VSQRT(V(3.2)+ +4*SIN(I(V1)}: nguồn được kết nối giữa các nút 23 và 56, với chức năng phụ thuộc vào điện áp giữa nút 3 và 2 và dòng điện của nguồn VI .

EN 23 45 POLY(2) (3.0) (4,6) 0.0 13.6 0.2 0.005: nguồn điện áp phi tuyến tính được kết nối giữa các nút 23 và 45. phụ thuộc vào điện áp giữa các nút 3 và 0 V{3.0) và các nút 4 và 6 V( 4.6). Sự phụ thuộc được mô tả bằng đa thức EN=0 + 13.6V3,0 + 0.2V1,6 + 0.005V3,02.

EP 2 0 BẢNG (V(8))=(0.0) (1.3.3) (2.6.8): nguồn được kết nối giữa nút 2 và 0. tùy thuộc vào điện áp ở nút 8. được đo tương ứng với dây chung. Tiếp theo, sau dấu bằng, các hàng trong bảng được liệt kê biểu thị một cặp giá trị (đầu vào, đầu ra). Các giá trị trung gian được nội suy tuyến tính.

EL 8 0 LAPLACE {V( 10)}={exp(-0.0rS)/ (1+0.rS)}; xác định hàm truyền theo Laplace.

G1 (12 1) (9 10) 0.1; nguồn dòng điện V (9.10) được điều khiển bằng điện áp với mức tăng 0.1.

Ở đây sẽ thích hợp để đưa ra các ví dụ về ký hiệu biến trong các chương trình PSpice: V(9) - điện áp ở nút 9, được đo tương ứng với dây chung.

V(9.10) - điện áp giữa các nút 9 và 10.

V(R12) - sụt áp trên điện trở R12v

VB(Q1) là điện áp tại cực B của Transistor Q1.

VBE(Q1) là điện áp cực phát của Transistor Q1 l(D1) là dòng điện của diode D1.

1C(02) - dòng thu của bóng bán dẫn Q2.

KHÁM PHÁ MÔ HÌNH THÀNH PHẦN

Các mô hình thành phần có thể được kiểm tra bằng các chương trình mô phỏng. Bằng cách sử dụng lớp vỏ đồ họa, rất dễ dàng tạo một phòng thí nghiệm ảo để kiểm tra các đặc tính tĩnh và động của các phần tử hiện có và được tạo. Điều này sẽ giúp thiết lập mức độ tương ứng của các thuộc tính của chúng với các tham số tham chiếu của các thành phần thực, để chọn các chất tương tự trong số các mô hình của các thành phần nước ngoài hoặc nghiên cứu chi tiết một mô hình chưa biết. Tuy nhiên, trong các ví dụ đưa ra, khả năng của chính PSpice được sử dụng.

Hãy sử dụng lệnh .OS (tính toán đa biến của chế độ DC) của ngôn ngữ PSpice và xây dựng họ đặc tính đầu ra của bóng bán dẫn lưỡng cực có cấu trúc npn, được kết nối trong một mạch có bộ phát chung (Hình 1).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Đặc tính đầu ra là sự phụ thuộc của dòng điện cực thu của bóng bán dẫn vào điện áp tại cực thu của nó.

Đối với các giá trị khác nhau của dòng điện cơ sở, chúng ta thu được một nhóm đặc tính đầu ra. Việc tính toán được thực hiện cho bóng bán dẫn KT315A (Hình 2) và một bóng bán dẫn lý tưởng với các thông số mặc định (Hình 3).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Nhiệm vụ lập mô hình ở dạng văn bản trông rất đơn giản (Bảng 10).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Để tính đặc tính dòng điện-điện áp của một bóng bán dẫn lý tưởng, trong chương trình bạn cần loại bỏ dấu hoa thị ở đầu dòng (* Q1 120 IDEAL) và thêm nó vào dòng (Q1 1 2 0 KT315A). Tốt hơn là viết nhận xét trong văn bản chương trình bằng tiếng Anh hoặc ít nhất bằng chữ cái Latinh, vì các chương trình mô hình hóa thường không hỗ trợ bảng chữ cái Cyrillic. Trong bài viết có bình luận bằng tiếng Nga cho rõ ràng.

Đặc tính dòng điện-điện áp của diode zener D814A được xây dựng tương tự - sự phụ thuộc của điện áp vào dòng điện (Hình 4, 5, Bảng 11).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Bây giờ, hãy tận dụng khả năng của các lệnh .DC và .TEMP (biến đổi nhiệt độ) và xây dựng một nhóm đặc tính truyền của bóng bán dẫn hiệu ứng trường KP303D được kết nối trong mạch nguồn chung (Hình 6, Bảng 12).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Đặc tính truyền của bóng bán dẫn hiệu ứng trường là sự phụ thuộc của dòng thoát vào điện áp giữa cổng và nguồn. Đối với các giá trị nhiệt độ khác nhau, có thể xây dựng một nhóm đặc tính (Hình 7), do mô hình có tính đến sự phụ thuộc nhiệt độ của các tham số bóng bán dẫn.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Để làm ví dụ về việc đánh giá các đặc tính động của các mô hình, chúng ta sẽ xây dựng một họ đặc tính tần số của bóng bán dẫn KT315A ở bốn giá trị của dòng điện thu. Sơ đồ đo được thể hiện trong Hình 8. số XNUMX.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Để thực hiện điều này, chúng tôi sử dụng khả năng của các lệnh .AC (tính toán đáp ứng tần số) và .STEP (phân tích đa biến), lập một nhiệm vụ mô hình hóa (Bảng 13) và tính toán IB(Q1) và lC(Q1).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Sau khi thực hiện mô phỏng, chúng tôi so sánh kết quả thu được (Hình 9) với các thông số trong sách tham khảo [4].

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Để làm điều này, chúng tôi sẽ tiến hành như sau. Bộ xử lý hậu đồ họa của các chương trình mô hình hóa cho phép bạn thực hiện các phép toán trên biểu đồ. Điều này sẽ cho phép chúng ta vẽ đồ thị tỷ lệ của dòng điện cực góp IC(Q1) với dòng cơ sở IB(Q 1). Kết quả là chúng ta thu được đáp ứng tần số của mô đun hệ số truyền dòng điện của bóng bán dẫn ở các dòng thu khác nhau. Sử dụng chế độ đo con trỏ, chúng ta sẽ xác định mô đun của hệ số truyền dòng điện ở tần số 100 MHz. Đối với tất cả các tùy chọn, các con số được hiển thị trên biểu đồ. Sau khi kiểm tra chúng bằng sách tham khảo, chúng ta sẽ thấy rằng mô hình đề xuất của bóng bán dẫn KT315A, có tính đến độ lan truyền, là gần với thực tế. (Theo sách tham khảo: lh21eI = 2,5 tại Ik = 1 mA, Uk = 10 V). Sự phụ thuộc của đặc tính tần số của Transistor vào dòng điện cực góp cũng phù hợp với lý thuyết và với các số liệu trong sách tham khảo.

Để kết thúc phần này, cần phải nói rằng các mô hình tích hợp, mặc dù có số lượng lớn các tham số được tính đến, nhưng lại nhanh chóng tự thỏa hiệp. Các thiết bị bán dẫn mô phỏng dễ dàng truyền dòng điện lớn và chịu được điện áp khổng lồ.

Chỉ cần mở rộng giới hạn thay đổi điện áp và dòng điện trong các ví dụ được xem xét ở đây (xem Hình 1, b) là đủ và sẽ trở nên rõ ràng rằng mô hình bóng bán dẫn tích hợp không tính đến hiện tượng đánh thủng các điểm nối p-n.

Các mô hình điện trở, tụ điện, cuộn cảm và bóng bán dẫn cũng không tính đến điện dung, điện cảm và điện trở ký sinh, điều này rất quan trọng khi mô phỏng hoạt động của thiết bị ở tần số cao.

Điều tương tự cũng có thể nói về các mô hình tích hợp khác. Tất cả chúng đều có phạm vi giới hạn và theo quy luật, không tính đến điều gì đó.

Kết luận rút ra từ điều này: cần có những mô hình tiên tiến hơn, không có những thiếu sót này. Biện pháp cuối cùng, chẳng hạn như để tránh hỏng bóng bán dẫn, bạn cần bật điốt có mô hình không quán tính song song với sự chuyển đổi của bóng bán dẫn và lựa chọn thông số BV thích hợp. Hiệu ứng ký sinh có thể được tính đến bằng cách “cân” các mô hình tích hợp với tụ điện, cuộn dây và điện trở.

Các mô hình tích hợp giống như các khối xây dựng cho phép bạn khám phá bất kỳ tùy chọn lập mô hình nào. Đây là những gì họ lý tưởng cho.

Sử dụng các phương pháp được thảo luận dưới đây, bạn có thể tạo ra các mô hình hiệu quả và hoàn hảo của các thành phần cơ bản.

TẠO VÀ ÁP DỤNG MÔ HÌNH VĨ MÔ

Nếu bạn đã từng học ngôn ngữ lập trình thì chắc hẳn bạn biết chương trình con là gì. Đây là một chương trình được thiết kế đặc biệt được mô-đun chương trình chính truy cập nhiều lần. Trong thực tế, điều này có nghĩa là một mô hình vĩ mô.

Mẫu mô tả macromodel: .SUBCKT <tên macromodel> <danh sách + các nút bên ngoài>

+ [PARAMS:<<tên tham số> = + <value>>] + [TEXT:<<tên tham số văn bản> + =<text>>]

<dòng mô tả lược đồ mô hình vĩ mô> .ENDS

Lệnh .SUBCKT là tiêu đề của macromodel. Nó xác định điểm bắt đầu của macromodel, tên của nó và các nút kết nối với mạch bên ngoài.

Các dòng mô tả sơ đồ mô hình vĩ mô - danh sách các toán tử theo thứ tự ngẫu nhiên mô tả cấu trúc liên kết và thành phần của mô hình vĩ mô.

Lệnh .ENDS xác định phần cuối của phần thân macromodel.

Từ khóa PARAMS xác định danh sách các tham số được truyền từ mô tả mạch chính đến mô tả mô hình vĩ mô.

Từ khóa TEXT xác định một biến văn bản được truyền từ mô tả mạch chính đến mô tả mô hình vĩ mô.

Mẫu mô tả việc đưa mô hình vĩ mô vào sơ đồ: X<name> <nút kết nối> [<name + macromodel>]

+ [PARAMS:<<tên tham số> = + <giá trị>)

+ (TEXT:<<tên văn bản + tham số>=<text>]

Toán tử này xác định rằng trong mạch, một mô hình macro được kết nối với các nút đã chỉ định, được mô tả bởi toán tử .SUBCKT. Số lượng và thứ tự các nút được liệt kê phải khớp với số lượng và thứ tự các nút được liệt kê trong lệnh .SUBCKT tương ứng.

Từ khóa PARAMS và TEXT cho phép bạn đặt giá trị của các tham số được xác định trong mô tả mô hình macro làm đối số và sử dụng các biểu thức này bên trong mô hình macro.

VÍ DỤ TẠO MÔ HÌNH MACRO ĐƠN GIẢN

Ví dụ đã cho minh họa cách giải quyết vấn đề trực tiếp. Những người nghiệp dư vô tuyến thường sử dụng cổng logic kỹ thuật số để thực hiện các chức năng tương tự, chẳng hạn như khuếch đại hoặc tạo tín hiệu. Để mô hình hóa chi tiết các thiết bị như vậy, việc xây dựng một mô hình vĩ mô chính xác của phần tử logic là điều hợp lý. Hãy xem xét phần tử logic 2I-NOT của vi mạch K155LAZ.

Khi tạo macromodel bạn cần thực hiện các công việc sau:

  • vẽ sơ đồ điện của mô hình vĩ mô của phần tử này (Hình 10):
  • gán chỉ định vị trí cho tất cả các thành phần của sơ đồ;
  • đánh số tất cả các nút (dây chung luôn được gán số 0):
  • sử dụng các toán tử để bao gồm các phần tử trong mạch, mô tả tất cả các thành phần:
  • chính thức hóa mô hình macro, mô tả nó bằng các lệnh .SUBCKT và .ENDS;
  • lưu văn bản macromodel vào một tệp riêng biệt hoặc thêm nó vào tệp thư viện hiện có có phần mở rộng *.lib.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Kết quả chúng ta được một file văn bản (Bảng 14).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Với cách tiếp cận này để tạo mô hình vĩ mô, điều cần thiết là:

  • sự hiện diện của một sơ đồ rất chính xác của phần tử (hoặc vi mạch);
  • tính sẵn có của các tham số tham chiếu của các thành phần có trong IS.

Cần lưu ý rằng các vấn đề luôn nảy sinh với các tham số tham chiếu, đặc biệt đối với các thành phần tích phân. Đối với mô tả chính xác về vi mạch, nó hiếm khi được xuất bản, hầu hết bạn sẽ tìm thấy những cái đơn giản nhất và thậm chí sau đó có lỗi. Thật không may, cho đến gần đây, điều này hiếm khi làm phiền bất cứ ai.

Tuy nhiên, thoạt nhìn có vẻ lạ lùng, cách tiếp cận được mô tả ở trên khi tạo mô hình vĩ mô vẫn chưa đưa ra bất kỳ đảm bảo nào cho việc xây dựng một mô hình hoạt động tốt.

LÀM THẾ NÀO ĐỂ TẠO MÔ HÌNH MACRO NHANH CHÓNG ĐƠN GIẢN?

Giải quyết trực tiếp vấn đề này không phải lúc nào cũng là con đường thực sự để tạo ra một mô hình vĩ mô tốt. Các mô hình được xây dựng theo “phương pháp” này sẽ yêu cầu nhiều tài nguyên tính toán và sẽ có hiệu suất thấp, tức là việc tính toán mạch sẽ rất chậm. Chúng ta hãy nhớ có bao nhiêu bóng bán dẫn trên một con chip mà các vi mạch hiện đại có thể có! Vì vậy, điều rất quan trọng là có thể xây dựng các mô hình vĩ mô đơn giản hóa, thay thế các hệ thống con vi mạch riêng lẻ bằng các đơn vị tương đương. Trong trường hợp này, chất lượng của mô hình thậm chí có thể được cải thiện, đặc biệt nếu mô phỏng một vi mạch tích hợp cao.

Hãy tạo mô hình macro PSpice đơn giản hóa của bộ so sánh K521SAZ của riêng chúng ta.

Có thể có những trường hợp cực đoan ở đây quá. Ví dụ: bạn có thể triển khai chức năng so sánh bằng cách sử dụng nguồn phụ thuộc. Mô hình sẽ trở nên đơn giản và tương đối nhanh, nhưng nó sẽ không phản ánh tính chất vật lý của thiết bị thực. Vì vậy, cần phải tìm kiếm một giải pháp thỏa hiệp giữa độ chính xác của mô hình và hiệu suất của nó.

Chúng ta hãy xem bộ so sánh K521SAZ là gì. Nó thực hiện chức năng so sánh hai tín hiệu tương tự. Nếu chênh lệch giữa các tín hiệu ở đầu vào là dương thì đầu ra của bộ so sánh sẽ ở mức cao, nếu âm thì đầu ra sẽ ở mức thấp. Việc so sánh tín hiệu được thực hiện bởi bộ khuếch đại vi sai ở đầu vào. Giai đoạn đầu ra được thực hiện trên một bóng bán dẫn có bộ thu và bộ phát mở. Thông tin này đã đủ để tổng hợp mô hình đơn giản nhất nhưng khá hoạt động của vi mạch này (Hình 11).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Để mô phỏng đầy đủ các đặc tính đầu vào và đầu ra của bộ so sánh, các bóng bán dẫn được lắp đặt ở đầu vào và đầu ra. Tuy nhiên, bộ khuếch đại vi sai được đơn giản hóa rất nhiều. Các bộ phát của cặp vi sai sử dụng nguồn dòng điện lý tưởng, trên thực tế, nó được thực hiện bằng cách sử dụng một số bóng bán dẫn. Việc kết nối với giai đoạn đầu ra được thực hiện bằng nguồn dòng điện được điều khiển bằng điện áp. Con chip thật cũng sử dụng một số bóng bán dẫn.

Do đó, khi xây dựng mô hình thỏa hiệp này, các nút đa bóng bán dẫn được thay thế bằng các nút đơn giản hóa và lý tưởng hóa nhưng vẫn duy trì các đặc tính bên ngoài của thiết bị. PSpice có các công cụ hoàn hảo để thể hiện, ngay cả trong những trường hợp phức tạp hơn, bất kỳ thuộc tính nào của thiết bị thực với độ chính xác đủ cho mục đích thực tế.

Hãy gán các ký hiệu vị trí cho tất cả các phần tử của mạch, đánh số các nút và mô tả mô hình vĩ mô của bộ so sánh bằng ngôn ngữ đầu vào PSpice (Bảng 15).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Bây giờ hãy kiểm tra xem macromodel thu được thực hiện các chức năng của bộ so sánh như thế nào. Để làm điều này, chúng tôi sẽ vẽ một mạch thử nghiệm (Hình 12).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Sau đó chúng ta sẽ lập một nhiệm vụ lập mô hình (Bảng 16) và tính toán đặc tính truyền của mô hình này (Hình 13)

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Đặc tính truyền của bộ so sánh là sự phụ thuộc của điện áp đầu ra vào chênh lệch điện áp ở đầu vào. Từ những đặc điểm tính toán có thể thấy rằng. Mặc dù mô hình đơn giản nhưng bộ so sánh hóa ra lại hoạt động khá hiệu quả.

Trong ví dụ này, lần đầu tiên chúng tôi sử dụng mô hình vĩ mô của thành phần, mô tả kết nối của nó trong mạch với đường X1 (0 1 2 0 4 3) K521СЗ. Lưu ý rằng tên phần tử trong mô hình macro là cục bộ và có thể bị bỏ qua khi đặt tên cho các thành phần trong mạch ngoài.

Đã đến lúc mô phỏng một số đơn vị điện tử được chế tạo trên bộ so sánh K521SAZ. ví dụ, máy dò biên độ chính xác (Hình 14, Bảng 17).

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Các kết quả mô phỏng được thể hiện trong hình. 15 và 16.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Chúng tôi sẽ gọi macromodel so sánh từ tệp thư viện C:\USERLlB\kompar.lib.

Để chỉ định thư viện lưu trữ mô hình, hãy sử dụng lệnh .LIB, lệnh này phải được mô tả trong tác vụ lập mô hình. Khi đó không cần phải đưa mô tả về mô hình vĩ mô vào văn bản. Mẫu khai báo: .LIB [<tên file thư viện^].

Hãy nhớ rằng, nói chung, một mô hình vĩ mô có thể chứa các mô hình vĩ mô khác. Do đó, bằng cách loại bỏ các chỉ thị điều khiển và đặt mô tả bộ dò đỉnh giữa SUBCKT và .ENDS, chúng ta thu được một mô hình vĩ mô mới chứa mô hình vĩ mô lồng nhau. Bằng cách này, bạn có thể soạn thảo các mô hình phức tạp một cách rất gọn nếu trước tiên bạn chuẩn bị các thành phần tiêu chuẩn cần thiết và lưu trữ chúng trong một tệp thư viện riêng.

TẠO MÔ HÌNH CÓ TÍNH BIẾN ĐỔI CÔNG NGHỆ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐẶC TÍNH CỦA THÀNH PHẦN

Các thông số của tất cả các phần tử đều có độ trải rộng và. Ngoài ra chúng còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Cuộc sống của những người làm đài nghiệp dư sẽ trở nên khá nhàm chán nếu không có những vấn đề này, vì sẽ không thể tạo ra một thiết kế không hoạt động được từ các bộ phận có thể sử dụng được, được hướng dẫn bởi sơ đồ chính xác. Thiên nhiên đã ban tặng cho chúng ta cơ hội như vậy. Các chương trình mô phỏng cho phép bạn xác định các thiết bị có hiệu suất phụ thuộc vào nhiệt độ và sự thay đổi của các thông số thành phần. Để làm điều này, phân tích thống kê được thực hiện bằng phương pháp Monte Carlo và phân tích đa biến. Tuy nhiên, bạn cần phải có những mô hình thành phần phù hợp.

Trong các mô hình PSpice tích hợp, để tính đến sự lan truyền và ảnh hưởng của nhiệt độ, có: “Đặc điểm lan truyền ngẫu nhiên của giá trị tham số”, “Hệ số nhiệt độ tuyến tính”, “Hệ số nhiệt độ bậc hai”. "Hệ số nhiệt độ theo cấp số nhân". Ngoài ra, bạn có thể kiểm soát nhiệt độ của từng bộ phận bằng thông số T_MEASURED. T ABS. T_REL_GLOBAL. T_REL_LOCL, đôi khi hữu ích.

Trong phân tích đa biến, một biến có thể không chỉ là nhiệt độ mà còn có thể là hầu hết mọi tham số mô hình có thể thay đổi do bất kỳ ảnh hưởng vật lý nào của môi trường bên ngoài hoặc sự suy giảm của các tham số thành phần theo thời gian.

Rõ ràng, nếu các mô hình vĩ mô được xây dựng trên cơ sở các mô hình như vậy thì chúng cũng sẽ có sự phân tán ngẫu nhiên và phụ thuộc vào nhiệt độ.

Trên thực tế, trong trường hợp xây dựng mô hình vĩ mô, cách tiếp cận đơn giản như vậy là hoàn toàn không phù hợp. Như đã đề cập ở trên, khi xây dựng mô hình vĩ mô, về cơ bản, sự đơn giản hóa và giả định được sử dụng. Kết quả là sơ đồ mô hình vĩ mô hiếm khi tương ứng với sơ đồ ban đầu. Ngoài ra, một người vô tuyến nghiệp dư không thể theo dõi các kết nối nhiệt thực sự giữa các phần tử được tích hợp trong vi mạch. Do đó, một mô hình vĩ mô được xây dựng từ các thành phần ổn định, sau đó các phần tử có sự phân tán và phụ thuộc vào nhiệt độ sẽ được đưa vào một cách có mục tiêu. Nhưng họ làm theo cách này. để hiển thị các thuộc tính nhiệt độ và thống kê quan trọng nhất của thiết bị mô phỏng. Cách tiếp cận này phù hợp để tính đến ảnh hưởng của các ảnh hưởng vật lý khác, mặc dù nó không phải là cách duy nhất. Vì thế. Với bức xạ ion hóa, ảnh hưởng đến hầu hết tất cả các thông số của các thành phần, sẽ thuận tiện hơn khi có nhiều bản sao thư viện với các liều lượng khác nhau. Sau đó, bằng cách sử dụng lệnh .LIB, toàn bộ thư viện thành phần sẽ được thay thế theo liều lượng nhận được. Các kết quả sau đó có thể được kết hợp trên một biểu đồ.

Để làm ví dụ về việc tạo và sử dụng các mô hình có sự trải rộng các tham số và sự phụ thuộc vào nhiệt độ, chúng tôi sẽ mô phỏng bộ lọc (Hình 17, Bảng 18) được sử dụng trong điện thoại vô tuyến hoạt động trong điều kiện khí hậu khó khăn. Phạm vi nhiệt độ - từ -40 đến +80 "C. Trong mô hình của tất cả các thành phần, các thông số về độ phân tán công nghệ và độ không ổn định nhiệt độ của các thông số chính được chỉ định.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Sử dụng các chỉ thị .AC, .TEMP và .MC, chúng tôi sẽ tính toán đáp ứng tần số của bộ lọc và các biến thể của nó theo sự thay đổi nhiệt độ và các biến thể trong tham số của các phần tử.

Rõ ràng ngay lập tức (Hình 18) rằng các đặc tính của bộ lọc phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và một chiếc điện thoại như vậy sẽ hoạt động kém. Kết luận rất rõ ràng - cần phải chọn các phần tử ổn định và chính xác hơn cho bộ lọc này để có được một thiết bị hoạt động.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

VÍ DỤ XÂY DỰNG MÔ HÌNH CHUYÊN NGHIỆP

Dưới đây là các mô hình macro PSpice tiêu chuẩn của bộ khuếch đại thuật toán có bóng bán dẫn lưỡng cực (K140UD7, Hình 19, Bảng 19) và bóng bán dẫn hiệu ứng trường (K140UD8, Hình 20, Bảng 20) ở đầu vào.

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Mô hình PSPICE cho các chương trình mô phỏng

Lưu ý rằng chúng loại trừ tất cả các bóng bán dẫn ngoại trừ các bóng bán dẫn đầu vào. Điều này có tác dụng có lợi đối với hiệu suất của các mô hình vĩ mô. Tuy nhiên, chúng tính đến rất chính xác nhiều hiệu ứng xảy ra trong một thiết bị thực.

Lưu ý việc sử dụng rộng rãi các nguồn phụ thuộc và độc lập. Đây là công cụ chính để xây dựng thành thạo các mô hình vĩ mô tốt của các vi mạch phức tạp.

Giai đoạn vi sai đầu vào mô hình hóa sự hiện diện của dòng điện trộn và sự phụ thuộc của tốc độ tăng của điện áp đầu ra vào điện áp vi sai đầu vào. Tụ điện Cee (Css) cho phép bạn hiển thị tính không đối xứng của xung đầu ra op-amp trong kết nối không đảo. Tụ điện C1 và điện dung tiếp giáp của các bóng bán dẫn mô phỏng tính chất lưỡng cực của đáp ứng tần số của op-amp. Các nguồn dòng điều khiển ga, gcm và điện trở r2, rо2 mô phỏng khuếch đại điện áp chế độ chung và vi sai. Sử dụng tụ điện C2, được kết nối theo ý của người dùng, bạn có thể mô phỏng hiệu chỉnh bên trong hoặc bên ngoài của op-amp. Tính phi tuyến của giai đoạn đầu ra op-amp được mô hình hóa bằng các phần tử din. nhúng. ro1 (chúng giới hạn dòng điện đầu ra tối đa) và dc, de, vc, ve (chúng giới hạn sự dao động điện áp đầu ra). Điện trở rр mô phỏng mức tiêu thụ DC của vi mạch. Điốt bảo vệ DP.

Tuy nhiên, kinh nghiệm cho thấy không phải lúc nào cũng cần những mẫu xe hạng nặng, vì cái giá phải trả cho việc này là hiệu suất giảm. Sẽ rất hợp lý nếu bạn phát triển cho mình một thư viện các mô hình vĩ mô đơn giản hóa để không mất thời gian chờ đợi kết quả khi chỉ cần “thử nghiệm” ý tưởng.

Ngoài ra, chúng ta không nên quên rằng luôn có thể tạo ra một mô hình tiên tiến hơn mô hình tiêu chuẩn hoặc chuyên nghiệp. Trong trường hợp cụ thể của chúng tôi, các mô hình macro op-amp nhất định không mô hình hóa tất cả các thuộc tính của thiết bị thực và chúng có thể được cải thiện. Điều này áp dụng cho các đặc tính nhiệt độ, thống kê, tiếng ồn và trên hết là điện trở đầu vào. Điện dung đầu vào của bộ khuếch đại bằng 0, vì điện dung không được chỉ định trong mô hình bóng bán dẫn. Một nhược điểm khác là thiếu mô tả về sự cố (mở điốt bảo vệ hoặc đánh thủng có thể đảo ngược của các điểm nối bộ phát) ở các tín hiệu đầu vào đóng lớn và danh sách này vẫn tiếp tục.

Dựa trên tất cả những gì đã nói, chúng tôi sẽ xây dựng một cách tiếp cận hình thức chung để xây dựng các mô hình vĩ mô của các thành phần tương tự.

Cấu trúc đơn giản nhất của mô hình vĩ mô có thể được biểu diễn bao gồm ba khối được kết nối nối tiếp: khối thứ nhất mô tả các đặc tính đầu vào, khối thứ hai - các đặc tính truyền (biến dạng tuyến tính và phi tuyến), khối thứ ba - các đặc tính đầu ra. Thông tin được truyền từ khối này sang khối khác bằng cách sử dụng nguồn điện áp hoặc dòng điện phụ thuộc. Số khối, loại của chúng. sự phân bổ các chức năng và số lượng đường dẫn song song có thể khác nhau nếu nhiệm vụ yêu cầu.

Sau khi đã tạo một bộ mô hình tiêu chuẩn cho các khối như vậy, có thể đưa việc tạo các mô hình macro vào hoạt động theo đúng nghĩa đen.

Do đó, việc tạo ra một mô hình tốt đòi hỏi phải có tài liệu tham khảo sâu rộng, trực giác, kiến ​​thức về vật lý của chất bán dẫn và thiết bị điện tử, kỹ thuật điện, kỹ thuật vô tuyến, kỹ thuật vi mạch, thiết kế mạch, toán học và lập trình. Nhiệm vụ chỉ dành cho những người làm đài nghiệp dư với nghị lực sáng tạo không thể kìm nén được.

Văn chương

  1. Razevig V.D. Hệ thống thiết kế toàn diện DesignLab 8.0. - M.: Solon. 1999.
  2. Razevig V.D. Hệ thống mô hình mạch MicroCap 5. - M.: Solon. 1997.
  3. Arkhangelsky A. Ya. Trung tâm thiết kế và PSpice. Phần 1 Mô hình mạch điện. Mô hình các phần tử. Mô hình hóa vĩ mô. - M.: MEPhI. 1996.
  4. Thiết bị bán dẫn: Transistor. Thư mục Ed. N. N. Goryunova. - M. Energoatomizdat. 1985.

Tác giả: O. Petrkov, Matxcova

Xem các bài viết khác razdela Bộ vi điều khiển.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Máy tỉa hoa trong vườn 02.05.2024

Trong nền nông nghiệp hiện đại, tiến bộ công nghệ đang phát triển nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình chăm sóc cây trồng. Máy tỉa thưa hoa Florix cải tiến đã được giới thiệu tại Ý, được thiết kế để tối ưu hóa giai đoạn thu hoạch. Công cụ này được trang bị cánh tay di động, cho phép nó dễ dàng thích ứng với nhu cầu của khu vườn. Người vận hành có thể điều chỉnh tốc độ của các dây mỏng bằng cách điều khiển chúng từ cabin máy kéo bằng cần điều khiển. Cách tiếp cận này làm tăng đáng kể hiệu quả của quá trình tỉa thưa hoa, mang lại khả năng điều chỉnh riêng cho từng điều kiện cụ thể của khu vườn, cũng như sự đa dạng và loại trái cây được trồng trong đó. Sau hai năm thử nghiệm máy Florix trên nhiều loại trái cây khác nhau, kết quả rất đáng khích lệ. Những nông dân như Filiberto Montanari, người đã sử dụng máy Florix trong vài năm, đã báo cáo rằng thời gian và công sức cần thiết để tỉa hoa đã giảm đáng kể. ... >>

Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến 02.05.2024

Kính hiển vi đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học, cho phép các nhà khoa học đi sâu vào các cấu trúc và quá trình mà mắt thường không nhìn thấy được. Tuy nhiên, các phương pháp kính hiển vi khác nhau đều có những hạn chế, trong đó có hạn chế về độ phân giải khi sử dụng dải hồng ngoại. Nhưng những thành tựu mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản tại Đại học Tokyo đã mở ra những triển vọng mới cho việc nghiên cứu thế giới vi mô. Các nhà khoa học từ Đại học Tokyo vừa công bố một loại kính hiển vi mới sẽ cách mạng hóa khả năng của kính hiển vi hồng ngoại. Thiết bị tiên tiến này cho phép bạn nhìn thấy cấu trúc bên trong của vi khuẩn sống với độ rõ nét đáng kinh ngạc ở quy mô nanomet. Thông thường, kính hiển vi hồng ngoại trung bị hạn chế bởi độ phân giải thấp, nhưng sự phát triển mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã khắc phục được những hạn chế này. Theo các nhà khoa học, kính hiển vi được phát triển cho phép tạo ra hình ảnh có độ phân giải lên tới 120 nanomet, cao gấp 30 lần độ phân giải của kính hiển vi truyền thống. ... >>

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

LD39100 - Bộ điều chỉnh LDO Series 1A từ STMicroelectronics 21.09.2018

LD39100 là bộ điều chỉnh LDO mới mạnh mẽ với dòng điện đầu ra lên đến 1A trong một gói DFN6 3x3mm nhỏ. Một tính năng của bộ điều chỉnh là cân bằng tốt trong tất cả các thông số chính: tiêu thụ riêng, giảm điện áp đầu vào - đầu ra, độ ồn đầu ra, v.v.

Vi mạch được sản xuất với chứng chỉ ô tô AEQ-100, cho thấy độ tin cậy cao của giải pháp này. LD39100 có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Đồng thời, điều hòa khá hấp dẫn về giá thành.

Thông số kỹ thuật:

dải điện áp đầu vào: 1,5 ... 5,5 V;
điện áp đầu ra 0,8 ... 4,5 V (cho phiên bản "Điều chỉnh");
dòng điện đầu ra cao - 1000 mA;
tính khả dụng của nguồn Sản lượng tốt;
điện áp đầu vào-đầu ra (bão hòa) 200 mV (ở dòng điện 1000 mA);
dòng tĩnh ở 20 μA nhàn rỗi;
mức độ tiếng ồn đầu ra thấp - chỉ 30 microvolts;
giá trị cao của tham số PSRR - 70 dB ở 10 kHz;
Vỏ DFN6 có đế tản nhiệt;
phạm vi nhiệt độ hoạt động -40 ... 125 ° С.

Tin tức thú vị khác:

▪ vật liệu hấp thụ carbon dioxide

▪ Điện thoại thông minh tự hủy

▪ Các vận động viên có cần khởi động không?

▪ DeLorean sẽ được sản xuất trở lại

▪ Làm thế nào nước Anh trở thành một hòn đảo

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

 

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Thiết bị điện gia dụng. Lựa chọn các bài viết

▪ bài báo Thời gian là tiền bạc. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Cần sa là gì? đáp án chi tiết

▪ Bài báo Guayava. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài báo Chỉ thị pha. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Kính trong xi lanh. bí mật tập trung

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Имя:


Email (tùy chọn):


bình luận:





Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024