Архангелский Справочное пособие по ПСпице и Десигн Центер 1996

4.УПРАВЛЯЮЩИЕ ОПЕРАТОРЫ ПРОГРАММЫ PSPICE

Вданном разделе в алфавитном порядке приведены управляющие операторы входного языка программы PSpice. Это - операторы различных видов анализа, операторы, определяющие форму выдачи результатов расчета, и вообще все операторы, начинающиеся с символа ".". Более подробные сведения о входном языке, основных операторах и методике их применения для расчета схем приведены в работе [1].

.AC - РАСЧЕТ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Форма оператора

.AC [<шкала>] <Nт> <Fмин> <Fмакс> ,

где <шкала> = LIN, или DEC, или OCT.

Примеры

1).AC LIN 101 100Hz 200

2).AC DEC 10 1MHz 100Mhz

3).AC OCT 10 1kHz 16kHz

Впервом примере задается частотный анализ схемы с линейным шагом по частоте и общим количеством точек 101 в пределах от 100 Гц до 200 Гц. Во втором и третьем примерах требуется провести частотный анализ схемы при логарифмическом характере изменения частоты декадами (пример 2) и октавами (пример 3). При этом число точек на одну декаду (октаву) задано равным 10.

Пояснения

Оператор .AC задает частотный анализ в диапазоне частот Fмин ÷ Fмакс. <шкала> LIN, или OCT, или DEC - определяет характер изменения частоты в заданном диапазоне и влияет на смысл параметра Nт:

- LIN - линейное изменение частоты. При этом Nт - общее (суммарное) число точек в диапазоне. Частота меняется с постоянным шагом (Fмин-Fмакс)/ (Nт-1);

- DEC - логарифмическое изменение частоты по декадам. При этом Nт - число точек на декаду. Частоты в соседних точках отличаются друг от друга в

постоянное число раз, равное 101(Nт−1);

- OCT - логарифмическое изменение частоты по октавам. При этом Nт - число точек на октаву. Частоты в соседних точках отличаются друг от друга в

постоянное число раз, равное 81 (Nт−1).

Границы задаваемого диапазона частот Fмин и Fмакс должны удовлетворять соотношению Fмин ≤ Fмакс, и кроме того, Fмин и Fмакс должны быть положительными. Таким образом, диапазон может состоять из всего одной точки, если задать Fмин = Fмакс. Расчет на нулевой частоте невозможен. Если это все-таки требуется, то надо или задать очень низкую частоту (например, доли герца), или воспользоваться другим оператором - .TF.

Частотный анализ проводится на схеме, линеаризованной в рабочей точке, т.е. в точке, соответствующей статическому режиму. Таким образом, независимые источники постоянного напряжения (V) и тока (I) в схеме влияют на параметры нелинейных элементов в схеме, определяя их режим, но во время частотного анализа источники V считаются короткозамкнутыми, а источники I - разомкнутыми. Сигналы этих источников, определенные для расчета переходных процессов, на схему не действуют. Единственными сигналами, поступающими на схему, считаются те, которые заданы в источниках V и I спецификацией AC. При этом все рассчитываемые напряжения и токи в схеме являются условными относительными величинами. Так, если в каком-то узле схемы посчитано напряжение 1 кВ при входном сигнале AC равном 1 В, это просто означает, что коэффициент передачи напряжения со входа в данный узел равен 1000. Никакие нелинейные искажения при этом не учитываются.

По умолчанию никаких результатов частотного анализа на печать не выдается. Для получения результатов надо использовать операторы .PROBE, .PRINT, .PLOT.

Если в качестве результатов интересуют групповые задержки, то надо обеспечить достаточно малый шаг по частоте, чтобы фаза в интересующей точке схемы изменялась плавно от одной частоты к другой. Дело в том, что групповая задержка вычисляется как разность фаз в соседних точках по частоте, деленная на приращение частоты. При большом шаге это может дать недопустимые погрешности.

.ALIASES - НАЧАЛО СПИСКА СООТВЕТСТВИЯ ИМЕН

Оператор указывает начало списка соответствия имен графических обозначений компонентов и их выводов (только для Design Center, стыковка со SCHEMATICS).

Форма оператора

.ALIASES

Пример

.ALIASES

Q_Q1 Q1(c=$N_0001 b=1 e=$N_0002 ) R_R1 R1(1=$N_0018 2=$N_0017 )

............................................................

.ENDALIASES

В приведеном примере транзистору, обозначенному на схеме как Q1 соответствует в описании схемы имя Q_Q1. Коллектор транзистора подключен к цепи с именем $N_0001, база - к цепи 1, эмиттер - к цепи $N_0002. Резистору, обозначенному на схеме как R1 соответствует в описании схемы имя R_R1, а к его выводам 1 и 2 подключены цепи $N_0018 и $N_0017.

Пояснения

Оператор .ALIASES открывает список соответствий имен компонентов на изображении схемы, подготовленном с помощью графического редактора схем SCHEMATICS, и имен компонентов, используемых в сформираванном файле цепи

.NET. Эти имена часто различаются (см. работу [2]), например, добавлением начальных символов: Q_ к именам транзисторов, R_ к именам сопротивлений и т.д. В операторах списка соответствий для каждого компонента указываются также его выводы и имена подключенных к ним цепей. Список, начинающийся оператором .ALIASES, заканчивается оператором .ENDALIASES.

Оператор используется для организации взаимодействия с графическим редактором схем SCHEMATICS в системе Design Center. Список соответствий помещается в файл с расширением .ALS. А в файл .CIR помещается оператор .INC, включающий в задание файл .ALS.

А при использовании оператора .PROBE это приводит к изображению семейства графиков, параметром которого является второй аргумент оператора .DC.

В качестве величины <переменная - аргумент> может задаваться :

-имя независимого источника напряжения и тока; тогда на время выполнения оператора .DC значение соответствующего источника меняется в заданных пределах; - имя параметра модели элемента; в этом случае задается <тип модели>

(например, RES, NPN, PNP и т.п.), после пробела имя модели и затем в круглых скобках имя параметра (см. примеры 4, 5); в этом плане в операторе .DC не могут использоваться параметры L и W для МДП-транзистора (но могут LD и WD), а также любые температурные параметры, такие как TC1 и TC2 для резисторов и др.;

-температура, обозначаемая ключевым словом TEMP; тогда в процессе выполнения оператора .DC при каждом изменении значения температуры пересчитываются все зависящие от нее параметры элементов;

-имя глобального параметра; в этом случае пишется ключевое слово PARAM, а

затем после пробела указывается имя параметра (см. пример 7); при каждом изменении параметра пересчитываются все зависящие от него выражения.

После того, как расчеты по оператору .DC завершены, <переменная - аргумент> принимает значение, которое она имела до начала выполнения этого оператора.

Подробнее об операторе .DC и о возникающих иногда при его выполнении проблемах сходимости см. в работе [1].

.DISTRIBUTION - ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Оператор описывает закон распределения, вводимый пользователем.

Форма оператора

.DISTRIBUTION <имя> (<<отклонение> <относительная вероятность>>) ...

Примеры

1).DISTRIBUTION bi_modal (-1,1) (-.5,1) (-0.5,0) (.5,0) (.5,1) (.5,1)

2).DISTRIBUTION triangular (-1,0) (0,1) (1,0)

Первый пример описывает двумодальный закон распределения, которому присваивается имя bi_modal. В пределах -1÷-0.5 и 0.5÷1 относительная вероятность равна 1, а в пределах -0.5÷0.5 - нулю. Второй пример описывает треугольный закон распределения.

Пояснения

Оператор DISTRIBUTION задает в табличном виде закон распределения, который может использоваться при расчете разброса параметров по методу Монте-Карло. Заданный закон распределения управляет вырабатываемыми в PSpice случайными числами, лежащими в диапазоне -1 ÷ 1 и используемыми при задании случайных значений параметров элементов в процессе статистического расчета. Заданное в операторе .DISTRIBUTION <имя> может при желании быть задано как имя закона распределения по умолчанию с помощью опции DISTRIBUTION оператора .OPTIONS.

В одном задании может быть несколько операторов .DISTRIBUTION, определяющих разные законы распределения с разными именами.

Описание закона распределения в операторе .DISTRIBUTION состоит из пар значений <отклонение> и <относительная вероятность>. Может быть указано до 100 таких пар. Величины <отклонение> лежат в пределах -1 ÷ 1, причем каждое следующее значение величины <отклонение> должно быть не меньше предыдущего (но может быть равно ему). Величины <относительная вероятность> представляют собой относительные значения вероятностей и должны быть положительными или равными нулю. Между заданными точками таблицы осуществляется линейная интерполяция.

.END - КОНЕЦ ЗАДАНИЯ НА РАСЧЕТ СХЕМЫ

Форма оператора

.END

Пример

.END

Пояснения

Оператор .END отмечает конец задания на расчет схемы. Все операторы, относящиеся к данной схеме, должны быть записаны до этого оператора. При чтении оператора .END PSpice начинает расчет схемы.

В одном входном файле .CIR может быть записано несколько заданий на расчет нескольких разных схем. Тогда задание для каждой схемы должно завершаться своим оператором .END. Схемы из такого файла рассчитываются поочередно. Информация об очередном задании читается после того, как прочитано и выполнено предыдущее задание. Если в заданиях есть операторы PROBE, то для всех заданий формируется общий файл .DAT.

Объединение в одном файле .CIR нескольких заданий позволяет обрабатывать в графическом постпроцессоре PROBE одновременно результаты расчета нескольких схем, например, нескольких различных схемотехнических вариантов одного и того же устройства. Это очень удобно для сравнительной оценки проектируемых вариантов. Объединение в одном файле нескольких заданий используется также для пакетного режима работы, например, в пакетах, оставляемых для расчета на ночь.

Последним оператором входного файла всегда должен являться оператор .END.

.ENDALIASES - КОНЕЦ СПИСКА СООТВЕТСТВИЯ ИМЕН

Оператор указывает конец списка соответствия имен графических обозначений компонентов и их выводов (только для Design Center, стыковка со SCHEMATICS).

Форма оператора

.ENDALIASES

Пример

.ALIASES

Q_Q1 Q1(c=$N_0001 b=1 e=$N_0002 ) R_R1 R1(1=$N_0018 2=$N_0017 )

............................................................

.ENDALIASES

В приведеном примере транзистору, обозначенному на схеме как Q1 соответствует в описании схемы имя Q_Q1. Коллектор транзистора подключен к цепи с именем $N_0001, база - к цепи 1, эмиттер - к цепи $N_0002. Резистору, обозначенному на схеме как R1 соответствует в описании схемы имя R_R1, а к его выводам 1 и 2 подключены цепи $N_0018 и $N_0017.

Пояснения

Оператор .ENDALIASES завершает начатый оператором .ALIASES список соответствий имен компонентов на изображении схемы, подготовленном с помощью графического редактора схем SCHEMATICS, и имен компонентов, используемых в сформираванном файле цепи .NET. Эти имена часто различаются (см. работу [2]), например, добавлением начальных символов: Q_ к именам транзисторов, R_ к именам сопротивлений и т.д. В операторах списка соответствий для каждого компонента указываются также его выводы и имена подключенных к ним цепей.

Оператор используется для организации взаимодействия с графическим редактором схем SCHEMATICS в системе Design Center. Список соответствий помещается в файл с расширением .ALS. А в файл .CIR помещается оператор .INC, включающий в задание файл .ALS.