Ve 1 0 pwl( 0 0 1n 2 5n 2 7n 0 9n 0) (21.1)

Здесь PWL – кусочно-линейная функция, т.е. заданные точки (t,y) соединяются прямыми ( линейная интерполяция). В примере (21.1) значения t = 0, 1n, 5n, 7n, 9n – это абсциссы точек в наносекундах, y=0, 2, 2, 0, 0 – ординаты точек в Вольтах.

Для гармонического сигнала имеем, например, следующий оператор:

VE 1 0 SIN ( 0.1 .2 100MEG) (21.2)

Здесь записано колебание с частотой 100 МГц , амплитудой 0.2В и постоянной составляющей 0.1В: VE (t) = 0.1 + 0.2  sin ( 2  1e8  t) .

Для исследования переходных процессов в схеме (динамический режим)

используется оператор .TRAN с параметрами,

т.е. TRAN - это вид анализа (от англ. transient).

Мо­де­ли­ро­ва­ние пе­ре­ход­ных про­цес­сов вы­пол­ня­ет­ся пу­тем чис­лен­но­го ре­ше­ния сис­те­мы обык­но­вен­ных диф­фе­рен­ци­аль­ных урав­не­ний. Не­за­ви­си­мой пе­ре­мен­ной яв­ля­ет­ся вре­мя t и диа­па­зон его из­ме­не­ния дол­жен быть за­дан. Пе­ре­ход­ные про­цес­сы все­гда

рас­счи­ты­ва­ют­ся с мо­мен­та t = 0 до мо­мен­та <ко­неч­ное вре­мя> ,

ука­зан­но­го в опе­ра­то­ре .TRAN . В этом же опе­ра­то­ре за­да­ёт­ся шаг вы­во­да данных

и, если нужно, может быть задано на­чаль­ное вре­мя вы­во­да, ко­то­рое, оче­вид­но, не мо­жет пре­вы­шать па­ра­метр <ко­неч­ное вре­мя> .

По­сле­до­ва­тель­ность па­ра­мет­ров:

.TRAN <шаг вы­во­да> <ко­неч­ное вре­мя> [<нач. вре­мя вы­во­да>] ...

Для схемы рис. 20.1 вместо оператора .DC напишем

.TRAN .1n 20n

и изменим вывод на график

.PROBE V(1) V(2)

Это позволит сравнивать входной и выходной сигналы. Целесообразно изменить емкость CJO в модели диода, например, CJO=1е-12.

В заключение этого раздела отметим, что не­яв­ный ме­тод про­гно­за - кор­рек­ции

с пере­мен­ным ша­гом, ис­поль­зуе­мый в про­грам­ме PSPICE для решения системы ОДУ, позволя­ет ре­гу­ли­ро­вать ско­рость и точ­ность вы­чис­ле­ний. Погрешность оценивается на каждом шаге как разность значений узловых потенциалов, полученных при прогнозе и коррекции, т.е. для контроля используется другой метод вычислений. Ос­нов­ным при

рас­че­тах являет­ся зна­че­ние RELTOL (Reltol=1E-3 по умолчанию), которое на каждом шаге дискретизации оп­ре­де­ля­ет допусти­мую по­греш­ность вы­чис­ле­ния век­то­ра уз­ло­вых по­тен­циа­лов и указывается в операторе .OPTION .

****** Cxeмa с диодом. Динамика.

D1 1 2 Mydiod

RN 2 0 100

CN 2 0 20P ; CN - это ёмкость нагрузки

.MODEL Mydiod D (IS=1e-11 NR=1.2 RS=1 CJO=1P

+ BV=10 IBV=1e-11)

VE 1 0 PWL ( 0 0 1n 2 5n 2 7n 0 9n 0)

* VE 1 0 SIN( 0.1 2 100MEG) ; можно sin

.PROBE V(1) V(2) I(D1)

.TRAN .1n 20n

.END

21.2 О формировании математической модели схемы

Кратко рассмотрим только основные этапы формирования математической

модели схемы (ММС).

1. Все сложные элементы, например, транзисторы, заменяются эквивалентными

схемами, состоящими из двухполюсных элементов: проводимостей g

(линейных и нелинейных) и источников тока J. Назовем эту схему новой.

2. Для каждой проводимости g записывается закон Ома,

т.е. математическая модель элемента, в виде i = u • g(u),

где u - напряжение на элементе, i - ток, g(u) - некоторая заданная функция.

3. Создается массив V, элементы которого равны значениям потенциалов

в узлах новой схемы, причем количество элементов в массиве V равно количеству

узлов N. Значения всех элементов массива, т.е. узловых потенциалов, неизвестны,

и определение их является целью расчетов.

4. Для получения математической модели схемы определяется суммарный ток T

каждого узла. Так как этот ток должен быть равен нулю, то имеем систему уравнений

T_m (V) = 0, (21.3)

где m = 1, 2, 3, . . ., N, т.е. N - количество уравнений в системе, V - массив длины N.

Отметим, что для современных интегральных схем значения N изменяются

от нескольких тысяч до миллионов.

5. Для статического режима полученная система обычно является

системой нелинейных уравнений. Для динамического режима в моделях

элементов появляются производные и поэтому система (21.3) является системой

обык­но­вен­ных диф­фе­рен­ци­альных урав­не­ний. Системы решаются численными

методами ( см. радел 20.1).