Самосадный Автоматизированное проектирование устройств систем сбора-обработки Ч2 2015

Рис. 4.21. Результаты расчета целевой функции при графическом варианте вывода

CenterFreq(V(Out),40)=1,5697e+005

В верхней части графика вблизи пика появляется указатель

CenterFreq(V(Out),40)=1,5697e+005. Координаты точек по оси X: P1 и P2, задают диапазон поиска максимума (см. пояснения на рис. 4.19). Результаты расчета целевой функции представлены на рис. 4.21.

Ввод значений в окне Arguments for Goal Function Evaluation эквивалентен прямому вы-

зову процедуры настройки использования стандартной целевой функции по команде Trace>Eval Goal Function… Для целевой функции CenterFreq это окно и настройки функции представлены на рис. 4.22.

Рис. 4.22. Окно ввода аргументов целевой функции CenterFreq при вызове целевой функ-

ции по команде Trace>Eval Goal Function...

101

Однако вывод результатов будет отличаться.

Результаты расчетов с использованием целевой функции во втором случае по команде

Trace>Eval Goal Function.. представлены на рис. 4.23.

Рис. 4.23. Результаты расчета целевой функции при текстовом варианте вывода

CenterFreq(V(Out),40)=1,5697e+005

В обоих окнах (см. рис. 4.21 и 4.23) задаются следующие значения для целевой функции CenterFreq(V(Out), 40). Параметр “V(Out)” означает расчет целевой функции для графика АЧХ выходного напряжения V(Out), “40” - означает задние диапазона поиска экстремума

относительно первого перегиба кривой. Оба вывода результатов (см. рис. 4.21 и 4.23) показывают, что пиковое значение CenterFreq(V(Out),40)=1,5697e+005 АЧХ находится при зна-

чении частоты 157 кГц. Сравните полученное значение с аналогичным, полученным при выполнении задания п.1 (Значение около 167 кГц). Если точность определения резонансной частоты с помощью целевой функции считается не удовлетворительной, попробуйте улуч-

шить результат, за счет сужения диапазона поиска. Например, вместо 40 поставьте 3: CenterFreq(V(Out), 3). Получите и сравните результаты с результатами полученными ранее.

Примечание.

Возможно, в новых версиях САПР работа с получением результатов расчетов с использованием целевых функций и макросов усовершенствована разработчиками САПР и позволит получать более точные результаты, совпадающие с оценками расчетов в графическом представлении результатов.

Задача

Получите значение коэффициента усиления для резонансной частоты на графике АЧХ для выходного напряжения схемы проекта RLC_Goal с помощью целевой функции.

Краткие итоги.

Путем обработки результатов расчетов в постпроцессоре PROBE с использованием макросов может быть ускорен процесс получения нужных результатов. Тоже самое, при определенных навыках и опыте, очевидно, можно получить и при использовании целевых функций.

Подготовьте материалы по выполнению задания 2 для файла отчета.

Выполните задание 3

При выполнении пункта задания 3 необходимо изучить область назначения и освоить практическую работу по осуществлению формирования и использования сигналов началь-

ных воздействий, создаваемых и модифицируемых с помощью редактора входных сигналов Stimulus Editor (StmEd). Для этого необходимо изучить раздел, посвященный этому редакто-

ру в технической документации. Также рекомендуется изучение материалов книги [5]. При

этом необходимо иметь в виду, что редактор входных сигналов интегрируется с системой программ САПР на основе редактора CAPTURE также как и SCHEMATICS.

102

Свойства источника VSTIM с позиционным обозначением V1 показаны на рис. 4.27.

Рис. 4.27. Свойства источника VSTIM, как компонента схемы

Выделив источник VSTIM левой кнопкой мыши, правой кнопкой мыши можно вызвать меню обслуживания компонента с пунктом “Edit PSpice Stimulus”, как показано на рис. 4.28.

Рис. 4.28. Вызов редактора StmEd для редактирования начальных воздействий

После вызова открывается окно редактирования проекта 2NAND_2 в редакторе Stimulus Editor. Для сохранения настроек создается файл 2NAND_2.stl, в который записываются все данные настроек для текущего источника начальных воздействий.

Примечание.

Фактически создается файл библиотеки начальных воздействий, описывающий поведение не только текущего редактируемого компонента, но и других компонентов библиотеки SOURCSTM, используемых в работе с проектами в данной папке.

Вводим значения настроек источника сигнала VSTIM в строки окна SIN Attributes и по окончании нажимаем кнопку Apply. Наблюдаем появление формы или графика вводимого воздействия, как показано на рис.4.29.

Необходимо также настроить профиль моделирования на ввод начальных воздействий из файла 2NAND_2.stl, созданного редактором входных сигналов Stimulus Editor. Для такой настройки в профиле имеется опция Stimulus (см. рис.4.30).

105

Рис. 4.29. Работа с редактором StmEd для задания начальных воздействий VSTIM

Рис. 4.30. Настройка профиля моделирования на ввод начальных воздействий из файла

2NAND_2.stl

Проведите расчеты и получите графики, описывающие форму входных и выходных сигналов. Проанализируйте данные выходного текстового файла, в частности, познакомьтесь с текстом задания на моделирования в части, где описывается начальные или входные воздействия. Проанализируйте и объясните полученные результаты. Сравните полученные графики с рис. 4.25.

Файл начальных воздействий 2NAND_2.stl является текстовым файлом следующего содержания, как показано ниже.

*C:\Work\2NAND_2.stl written on Fri Jun 11 17:42:29 2004 * by Stimulus Editor -- Lite Version 9.2

;!Stimulus Get

;! V1 Analog ;!Ok

;!Plot Axis_Settings ;!Xrange 0s 2ms ;!Yrange 0 5

106

;!AutoUniverse ;!XminRes 1ns ;!YminRes 1n ;!Ok

.STIMULUS DSTM1 STIM (1, 1) ;! CLOCK 2kHz 0.5 0 0

++0s 0

++250us 1

+Repeat Forever

++250us 0

++250us 1

+EndRepeat

.STIMULUS V1 SIN( 2.5V 2.5V 10KHz 0 0 0 )

Файл задания на моделирование включает в себя следующие строки, как показано ниже.

*Libraries:

*Local Libraries :

.STMLIB ".\2nand_2.stl"

*From [PSPICE NETLIST] section of C:\Program Files\Orcad\PSpice\PSpice.ini file:

.lib "nom.lib"

*Analysis directives:

.TRAN 0 500us 0 1us

.PROBE V(*) I(*) W(*) D(*) NOISE(*)

.INC ".\2nand_2-SCHEMATIC1.net"

****INCLUDING 2nand_2-SCHEMATIC1.net ****

*source 2NAND_2

**** RESUMING 2nand_2-schematic1-profile1.sim.cir ****

.END

*C:\WORK\2NAND_2.stl written on Fri Jun 11 18:01:14 2004 * by Stimulus Editor -- Lite Version 9.2

;!Stimulus Get

;! DSTM1 Digital ;!Ok

;!Plot Axis_Settings ;!Xrange 0s 1ms ;!AutoUniverse

107

Рис. 4.32. Работа с редактором StmEd для задания начальных воздействий DSTM1

В проекте 2NAND_3 в качестве источников сигналов по входу A используется цифровой сигнал источника DigStim1 (DSTM1) из библиотеки SOURCSTM. Настройте входные сигна-

лы, обеспечьте интерфейс с редактором входных воздействий. Настройте профиль модели-

рования на ввод начальных воздействий из файла 2NAND_3.stl, созданного редактором входных сигналов Stimulus Editor.Проведите расчеты и получите графики, описывающие

форму входных и выходных сигналов как показано на рис.4.33.

Рис. 4.33. Результаты расчетов анализа TRAN схемы проекта 2NAND_3.

Проанализируйте данные выходного текстового файла, в частности, познакомьтесь с текстом задания на моделирования в части, где описывается входные воздействия. Проанализируйте и объясните полученные результаты.

Краткие итоги.

В задании 3 изучались особенности использования редактора начальных воздействий и отдельных источников начальных воздействий. Получены навыки соз-

109

дания, редактирования и использования, при работе с проектами, файлов начальных воздействий.

Подготовьте материалы по выполнению задания 3 для файла отчета.

Подведение итогов практических занятий по теме 3.

Подготовьте окончательный вариант файла отчета по выполненным заданиям. Сформулируйте вопросы (если они имеются). Представьте преподавателю результаты работы по теме в виде файла отчета, включая и список вопросов, если они имеются.

4.4 Рекомендации по выполнению задания

При выполнении пункта задания 1 обратите внимание на то, что преобразование Фурье должно проводиться только для анализа переходных процессов. К сожалению, для преобразования FFT, проводимого в постпроцессоре, ограничений нет. Рекомендуется осуществлять проведение преобразование Фурье только для графиков, описывающих форму сигналов. Для чисто цифровых сигналов, описывающих форму сигнала в виде идеальных переключений «Высокий-Низкий» уровни, использование FFT также бессмысленно. В противном случае будет сильно затруднен анализ полученных результатов и практически невозможна проверка достоверности результатов.

При выполнении пункта задания 2 Вы можете столкнуться с неудовлетворительной точ-

ностью выполнения расчетов при использовании целевых функций. Попробуйте сузить поиск для функции CenterFreq(V(Out), 3). При этом рекомендуется познакомиться с замечани-

ем, представленным в книге [5] на странице 323. В целом, рекомендуется использовать целевые функции для предварительной обработки результатов, либо, наоборот, для окончательной обработки, когда вся предварительная работа уже проведена. Как универсальное средство, целевые функции использовать не рекомендуется. Дополнительная проверка достоверности результатов при использовании целевых функций является обязательной.

Внимание!

Демо-версии пакета программ могут не поддерживать в полном объеме проведение обработки сигналов средствами PROBE, как предусмотрено в заданиях 1 и 2. Версии PSpice A/D Basics и демо-версии также не включают в себя Stimulus Editor. В этом случае рекомендуется отказаться от проведения обработки сигналов в PROBE и использования редактора Stimulus Editor или пользоваться полной версией САПР.

110