- •ВВЕДЕНИЕ
- •Последний пример иллюстрирует применение смешанного формата, в котором сигналы узлов 1, 2 и 7 описаны в двоичном формате, а узлы 3, 4, 5, 6 - в шестнадцатеричном.
- •USTIM STIM(7,1141) 1 2 3 4 5 6 7 IO_STM
- •4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •4.2. ДИОДЫ
- •4.3. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
- •4.4. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
- •4.5. МДП ТРАНЗИСТОРЫ
- •4.6. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
- •4.7. КОМПАРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
- •4.8. МОДЕЛЬ МАГНИТНОГО СЕРДЕЧНИКА
4.6. Операционные усилители |
149 |
В данном экране определяются параметры выходного каскада макромодели. График показывает зависимость максимального выходного напряжения от сопротивления нагрузки. Эта зависимость определяется выходным сопротивлением, которое равно сумме Ro-dc + Ro-ac. Под сопротивлением Ro-ac понимается сопротивление в области ограничения выходного тока. Нет никаких оснований по справочным данным различить Ro-dc и Ro-ac. Поэтому рекомендуется так разделить эти величины, чтобы Ro-dc равнялось примерно 2 Ro-ac.
* *
*
На этом идентификация параметров макромодели заканчивается. Следует отметить, что ряд важных параметров операционного усилителя в процессе идентификации не используется и, следовательно, неизвестно, какими получатся значения этих параметров. Это относится к температурным, шумовым характеристикам и, прежде всего, ко входному сопротивлению. Входная емкость усилителя получается равной нулю, поскольку в модели транзистора емкости не указываются. Если надо выдержать в макромодели входной импеданс, можно определить его расчетом на PSpice, подобрать соответствующие параметры макромодели (прежде всего RE и емкости транзистора), а затем вернуться в PARTS и повторить идентификацию.
Подробнее достоинства и недостатки данной модели а также основные соотношения ее параметров рассмотрены в работе [1], п. 5.4.
4.7. КОМПАРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
PARTS генерирует макромодель компараторов напряжения, рассмотренную в работе [1], п. 5.5. Результатом является файл, содержащий описание макромодели в виде подсхемы.
Могут моделироваться компараторы напряжения со входным каскадом на n-p-n или p-n-p биполярных транзисторах. Выход макромодели - открытый коллектор, к которому внешним образом надо подключать нагрузку. Макромодель описывает следующие эффекты:
♦нелинейность входных ВАХ, входные токи смещения;
♦коэффициент усиления;
♦сопротивление нагрузки;
♦время задержки, спада, фронта.
150 4. Идентификация параметров моделей с помощью PARTS
В начале работы с компаратором напряжения надо указать программе тип усилительных элементов во входном каскаде, выбрав ответ из следующего меню:
0)Bipolar, NPN input (example: LM319)
1)Bipolar, PNP input (example: LM339)
Вответе на следующий запрос программы:
0)Output grounded to V-suply (example: LM339)
1)Output has separate ground (example: LM319)
указывается, как включен оконечный каскад (вариант 0 - транзистор выходного каскада подключен к источнику отрицательного напряжения, вариант 1 -предусмотрен независимый вывод "земли" выходного каскада).
После этого начинается работа по идентификации параметров. Программа идентифицирует следующие внутренние параметры макромодели (см.
работу [1], п. 5.5):
BF1 - коэффициент передачи тока транзисторов входного каскада; BF5 - коэффициент передачи тока выходного транзистора;
RP - сопротивление, отражающее рассеиваемую мощность; VI - входное смещение;
TR3 - время пролета носителей в инверсном включении транзистора
Q3 (см. работу [1], п. 5.5);
TF5 - время пролета носителей в выходном транзисторе;
TR5 - время пролета носителей в инверсном включении выходного транзистора.
Экран "Transfer Function"
Передаточная характеристика
|
ВЕРХНИЙ СПИСОК |
|
|
Обозначен |
Справочные данные |
ие |
|
+Vpwr |
Номинальное положительное |
|
питающее напряжение |
-Vpwr |
Номинальное отрицательное |
|
питающее напряжение |
НИЖНИЙ СПИСОК
Обозначе- |
Значение по |
ние |
умолчанию |
BF1 |
2000 |
|
|
BF5 |
10350 |
|
|
|
4.7. Компараторы напряжения |
151 |
|||
|
|
|
RP |
|
|
+Vicr |
Максимальное положительное |
|
50 |
|
|
|
синфазное напряжение |
|
|
|
|
-Vicr |
Максимальное отрицательное |
|
V1 |
0 |
|
|
синфазное напряжение |
|
|
|
|
Ib |
Входной ток смещения |
|
|
|
|
Avd |
Усиление по постоянному |
|
|
|
|
|
току |
|
|
|
|
Rl |
Сопротивление нагрузки |
|
|
|
|
Pd |
Статическая потребляемая |
|
|
|
|
|
мощность при Uвх=0 |
|
|
|
|
Приводится график передаточной характеристики - зависимость выходного напряжения от парафазного входного сигнала. В варианте макромодели с независимым выводом земли GND (см. работу [1], п. 5.5) выходное напряжение отсчитывается от потенциала этого вывода. В верхнем списке перечисляются электрические параметры, определяющие передаточную характеристику, а в нижнем - соответствующие параметры элементов макромодели.
Задаваемые величины +Vpwr и -Vpwr представляют собой фактически максимальное и минимальное значения выходного напряжения. Действительные напряжения питания, подаваемые на макромодели в процессе ее использования могут, конечно, отличаться от заданных. При этом будет соответственно изменяться и размах выходного напряжения.
Величина Ib определяет усиление входных транзисторов - параметр BF1. Коэффициент Avd определяет чувствительность компаратора, т.е. пороги срабатывания, отражаемые на передаточной характеристике. Величины Avd и Rl совместно определяют параметр BF5 - коэффициент передачи тока выходного транзистора макромодели. При этом под Rl понимается номинальная нагрузка, которая в процессе моделирования, конечно, может изменяться. Значение Pd совместно с заданными питающими напряжениями определяет величину сопротивления RP, описывающего потребляемую мощность.
Задание отличных от умолчания величин +Vicr и -Vicr вообще никак не сказывается на параметрах макромодели. По-видимому, задание этих значений зарезервировано для каких-то будущих изменений макромодели.
Если величина V1 оставляется равной нулю, то источники Vi1 и Vi2 (см. работу [1], п. 5.5) вообще не присутствуют в макромодели. Если же V1 задать, то источники Vi1 и Vi2 включаются в макромодель и их напряжения равны V1. На характеристиках макромодели это практически не сказывается, но дает возможность при моделировании изменять их значение и исследовать влияние асимметрии входного каскада.
152 4. Идентификация параметров моделей с помощью PARTS
Экран "Falling Delay"
Задержка выключения
ВЕРХНИЙ СПИСОК
Обозначен |
Справочные данные |
ие |
|
Vst |
Перепад входного |
|
напряжения |
Vod |
Перевозбуждение |
|
входного напряжения |
td |
Задержка выключения |
НИЖНИЙ СПИСОК
Обозначение |
Значение по |
|
умолчанию |
TR3 |
594 нс |
|
|
Приводится график зависимости задержки выключения от величины входного сигнала. Задержка измеряется по уровням 1÷0.9 выходного сигнала, т.е. до начала спада. По заданной величине задержки рассчитывается параметр TR3, определяющий время рассасывания носителей в базе внутреннего нагрузочного транзистора Q3 макромодели (см. работу [1], п. 5.5), которое и дает основной вклад в задержку выключения.
Обычно в справочных данных дается полное время выключения. Но само время спада часто значительно меньше задержки и им можно пренебречь или вычесть его из времени выключения при задании td.
Экран "Transition Time"
Время переключения
|
ВЕРХНИЙ СПИСОК |
|
НИЖНИЙ СПИСОК |
|
|
|
|
|
Значение |
Обознач |
Справочные данные |
|
Обознач |
|
е-ние |
|
|
е-ние |
по умолчанию |
Vst |
Перепад входного наряжения |
|
TF5 |
7 нс |
Vod |
Перевозбуждение входного |
|
|
|
|
напряжения |
|
|
|
ttr |
Время переключения |
|
|
|
Приводится график зависимости времени переключения по уровням 0.9÷ 0.1. Обычно эта величина составляет около 25% от полного времени переключения, которое дается в справочниках.
По заданному времени переключения определяется параметр TF5 - время пролета носителей в базе выходного транзистора макромодели.
|
4.7. Компараторы напряжения |
153 |
|||
|
Экран "Rising Delay" |
|
|
||
|
Время включения |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
ВЕРХНИЙ СПИСОК |
|
НИЖНИЙ СПИСОК |
|
||
|
|
|
|
Значение по |
|
Обозначен |
Справочные данные |
|
Обозначение |
|
|
ие |
|
|
|
умолчанию |
|
Vst |
Перепад входного |
|
TR5 |
384 нс |
|
|
напряжения |
|
|
|
|
Vod |
Перевозбуждение |
|
|
|
|
|
входного напряжения |
|
|
|
|
td |
Задержка включения |
|
|
|
|
Приводится график зависимости задержки включения от величины входного сигнала. Задержка измеряется по уровням 0÷0.1 выходного сигнала, т.е. до начала переключения. По заданной величине задержки рассчитывается параметр TR5, определяющий время рассасывания носителей в базе выходного транзистора.
Обычно в справочных данных дается полное время включения. Но само время нарастания часто значительно меньше задержки и им можно пренебречь или вычесть его из времени включения при задании td.