Архангелский Справочное пособие по ПСпице и Десигн Центер 1996

.FOUR - АНАЛИЗ ФУРЬЕ

Формы оператора

1).FOUR <частота> <список выходных переменных>

2).FOUR <частота> [<число гармоник>] <список выходных переменных> (только для PSpice 5)

Примеры

1).FOUR 10KHz V(5) V(6,7) I(VSENS3)

2).FOUR 10KHz 20 V(5) V(6,7) I(VSENS3)

Пояснения

Оператор .FOUR задает разложение в ряд Фурье результатов расчета переходного процесса. Поэтому применение оператора .FOUR требует наличия в задании оператора

.TRAN.

В<список выходных переменных> могут включаться переменные в той же самой форме, как в операторы .PRINT и .PLOT для переходного процесса.

Результаты расчета переходных процессов для величин, включенных в <список выходных переменных>, подвергаются разложению в ряд Фурье. При этом в качестве частоты первой гармоники берется <частота> F1, указанная в операторе .FOUR. Разложение ведется не на всей длительности переходного процесса, а только на последнем отрезке длиной 1/F1, т.е. на последнем периоде. Поэтому длительность переходного процесса должна быть не менее 1/F1.

Анализ Фурье не требует использования операторов .PROBE, .PRINT, .PLOT для просмотра результатов. Результаты автоматически включаются в выходной файл с расширением .OUT. В нем указываются значения постоянной составляющей и высших гармоник величин, включенных в <список выходных переменных>. Рассчитываются также коэффициенты гармоник, представляющие собой корень из суммы квадратов относительных значений высших гармоник.

ВPSpice 4 всегда, а в PSpice 5 по умолчанию рассчитываются первые девять гармоник. Однако в PSpice 5 число рассчитываемых гармоник может быть изменено (от 1 до 100) применением второй формы оператора .FOUR.

Следует отметить, что для получения удовлетворительной точности расчета высоких гармоник желательно рассчитывать переходный процесс с повышенной точностью. Иначе конечная величина шага при расчете переходного процесса может внести существенную погрешность в результаты разложения в ряд Фурье.

.FUNC - ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИИ

Форма оператора

.FUNC <имя>([<аргументы>]) <тело функции>

Примеры

4).FUNC Sinh(x) (E(x) + E(-x))/2

5).FUNC MIN(A,B) (A+B-ABS(A-B))/2

6).FUNC MAX(A,B) (A+B+ABS(A-B))/2

Первый пример определяет функцию без аргумента, в которой подразумевается, что RNOM - параметр, определенный оператором .PARAM. Во втором примере функция без аргумента использует определенный в PSpice параметр GMIN (см. оператор

.OPTIONS). Третий и четвертый примеры в совокупности определяют гиперболический синус. При этом функция Sinh ссылается на ранее определенную функцию E. Пятый и шестой примеры определяют функции минимума и максимума.

Пояснения

Оператор .FUNC применяется для определения пользователем своих функций, которые далее могут использоваться в любых математических выражениях. Определение функций позволяет преодолеть ограничение PSpice, заключающееся в том, что математическое выражение должно умещаться в одной строке. Запись отдельных частей выражения в виде функций позволяет сократить результирующую длину выражения.

В отличие от большинства операторов PSpice оператор .FUNC должен быть описан раньше, чем указанная в нем функция использована в каких-либо выражениях.

Имена функций не должны совпадать с именами встроенных функций (см. "математические выражения" в разделе 2).

Число аргументов в функции может достигать 10-ти. Аргументов может и не быть (см. примеры 1 и 2), однако скобки “()” в определении функции и при последующих вызовах функции должны сохраняться.

<тело функции> должно располагаться в одной строке и может ссылаться на другие функции (см. пример 4). После описания функции нельзя применять комментарии в строке (т.е. нельзя заканчивать строку символом ";" и последующим комментарием).

PSpice при чтении входного файла раскрывает функции как макроопределения, т.е. вместо вызова какой-то функции подставляется заключенный в круглые скобки текст <тела функции> из соответствующего оператора .FUNC. При этом аргументы заменяются их действительными значениями.

Поскольку функции являются полезным инструментом при моделировании, можно создать отдельный файл описаний некоторых часто используемых в том или ином применении функций. В дальнейшем можно пользоваться этим файлом, включая соответствующий оператор .INC в начале файла описания своей схемы.

.IC - ЗАДАНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ НАЧАЛЬНОЙ ТОЧКИ

Задание потенциалов отдельных узлов в начальной точке для расчета переходного процесса

Формы оператора

.IC <V(<узел>) = <значение> > ...

.IC <V(<узел>,[<узел>]) = <значение> > ... (отсутствует в PSpice 4)

Примеры

1).IC V(2)=3.4 V(102)=0 V(3)=-1V

2).IC V(2,0) =3.4 V(1,2)=5

Пояснения

Оператор .IC применяется для задания потенциалов отдельных (или всех) узлов в начальной точке. Каждое <значение>, указываемое в операторе, - это напряжение, задаваемое в <узел> во время вычисления рабочей точки. Напряжение задается через сопротивление 0.002 Ом, что обеспечивает практически точно заданное <значение> напряжения в данном узле. После завершения расчета рабочей точки узел "освобождается" от этого источника напряжения.

Вторая форма оператора, допускающая задание не только потенциалов, но и их разностей, введена начиная с PSpice 5. Однако использовать ее надо с большой осторожностью, поскольку если к указанным узлам подключены емкости или индуктивности, результат может оказаться непредсказуемым. К тому же, если в одном члене оператора указан не потенциал, а разность потенциалов, то и во всех остальных членах тоже надо указывать разности, т.е. задавать, например, не V(2), а V(2,0).

Оператор .IC влияет только на расчет точки, являющейся исходной для частотного анализа (оператор .AC) и расчета переходных процессов (оператор .TRAN). На выполнение оператора .DC оператор .IC влияния не оказывает.

Если в задании указаны команды .IC и .NODESET, то команда .NODESET игнорируется (т.е. оператор .IC перекрывает оператор .NODESET.)

Подробнее об использовании оператора .IC см. в работе [1].

.INC - ВСТАВКА ФАЙЛА

Оператор задает вставку в данный файл содержимого другого файла.

Форма оператора

.INC <имя файла>

Примеры

1).INC SETUP.CIR

2).INC C:\LIB\VCO.CIR

Пояснения

Оператор .INC применяется для вставки в файл задания содержимого какого-то другого файла. <имя файла> - любая символьная строка, обозначающая файл (с указанием пути или без него). Включаемый файл может содержать любые операторы за следующими исключениями:

-файл не должен содержать строку заголовка или эта строка должна быть оформлена как комментарий;

-оператор .END, если он имеется во включаемом файле, воспринимается только как конец включаемого файла;

-операторы .INC может быть использованы во включаемом файле, но общая получающаяся в результате вложенность этих операторов не должна превышать

4-х.

Применение оператора .INC является наиболее простым способом включения в файл задания каких-либо текстов. Это могут быть описания вводимых пользователем функций (операторы .FUNC), описания каких-то фрагментов схемы, источников сигналов, комментарии и т.п. Надо только иметь в виду, что все содержимое включаемого файла (может быть даже и не нужное для данной задачи) читается и занимает место в оперативной памяти. В этом отличие данного оператора от оператора

.LIB.

.LIB - ОБРАЩЕНИЕ К БИБЛИОТЕКЕ

Оператор задает обращение к библиотечному файлу подсхем или моделей.

Форма оператора

.LIB [<имя файла библиотеки>]

Примеры

1).LIB

2).LIB LINEAR.LIB

3).LIB C:\LIB\BIPOLAR.LIB

Впервом из этих примеров подразумевается библиотека NOM.LIB, расположенная в текущей директории, если только не установлена, как указано ниже, переменная окружения PSpiceLIB.

Пояснения

Оператор .LIB применяется для обращения к библиотеке подсхем или моделей, содержащейся в указываемом в операторе файле. <имя файла библиотеки> указывается с расширением, а если необходимо, то и с путем к файлу. Расширение ".LIB" является общепринятым, но по умолчанию не подразумевается.

Если <имя файла библиотеки> в операторе не указано, то по умолчанию принимается имя "NOM.LIB". В эту библиотеку могут быть включены операторы .LIB, обеспечивающие ссылки на все другие необходимые библиотеки.

Если <имя файла библиотеки> не содержит пути к библиотечному файлу, то PSpice ищет файл в текущей директории. Однако есть возможность указать для PSpice список директорий, в которых следует искать библиотеки. Для этого перед вызовом PSpice надо установить соответствующую переменную окружения, выполнив команду вида

SET PSPICELIB = <список директорий>

Например,

SET PSpiceLIB = c:\dir1;..\lib;d:\pspice\lib

Подобную команду можно включить в файл AUTOEXEC.BAT. В случае задания переменной PSPICELIB поиск осуществляется так же, как при использовании команды SET PATH: если PSpice не нашел библиотеку в текущей директории, то поиск осуществляется в директориях, указаных в команде SET PSPICELIB слева направо, т.е. сначала в первой директории, затем во второй и т.д.

Библиотечные файлы могут содержать комментарии, операторы .MODEL, описания подсхем и операторы .LIB. Подробнее об использовании библиотек и об их индексных файлах см. в работе [1].

.LOADBIAS - ЧТЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ ИЗ ФАЙЛА

Оператор предназначен для чтения узловых потенциалов из файла, подготовленного оператором .SAVEBIAS (эти операторы отсутствуют в PSpice 4)

Форма оператора

.LOADBIAS “<имя файла>”

Примеры

1).LOADBIAS “DC”

2).LOADBIAS “E:\PSAPICE\DC.NOD”

Пояснения

Оператор загружает потенциалы узлов схемы из внешнего текстового файла, который может содержать комментарии и оператор .NODESET или оператор .IC. Соответственно, загруженные потенциалы используются как начальное приближение при расчете рабочей точки или как начальная точка для расчета переходных процессов. Внешний файл может быть создан в каком-то из предыдущих расчетов оператором

.SAVEBIAS, а затем при желании может быть видоизменен с помощью любого текстового редактора. В частности, оператор .SAVEBIAS создает файл с оператором

.NODESET, а его можно изменить на оператор .IC.

Совместное использование операторов .LOADBIAS и .SAVEBIAS очень полезно при длительных расчетах больших схем. Они позволяют при многократных расчетах схемы избегать затрат времени на повторный расчет одной и той же рабочей точки. При длительных расчетах переходного процесса, статистическом анализе, расчете на наихудший случай появляется возможность прерывать вычисления и затем продолжать их в другом сеансе работы. Наконец, применение этих операторов позволяет решить некоторые проблемы со сходимостью вычислений при расчетах по постоянному току. Подробнее об использовании этих операторов см. в работе [1].

.MC - СТАТИСТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПО МЕТОДУ МОНТЕ-КАРЛО

Форма оператора

.MC <объем выборки> <вид анализа> <выходная переменная> + <функционал> [<опции>]

Примеры

1).MC 10 TRAN V(5) YMAX

2).MC 100 DC IC(Q7) MAX LIST

3).MC 200 AC V(4,5) RISE_EDGE(7) OUTPUT EVERY 10

Первый пример задает статистический расчет переходного процесса с объемом выборки 10 и с сортировкой по критерию "максимальное отклонение от номинала напряжения узла 5". Второй пример задает статистический DC анализ с объемом выборки 100, с сортировкой по критерию "максимальное значение коллекторного тока транзистора Q7 при DC анализе", с печатью значений параметров элементов, используемых в каждом варианте расчета. Третий пример задает статистический расчет АЧХ напряжения V(4,5) с объемом выборки 200, с сортировкой по критерию "частота пересечения нарастающим напряжением V(4,5) уровня 7 В" (например, нижняя граничная частота), с подробной печатью каждого 10-го варианта.

Пояснения

Оператор .MC обеспечивает статистический анализ схемы методом Монте-Карло (см. работу [1]). Проводится многократный расчет схемы с выбранным видом анализа. Первый расчет проводится при номинальных значениях всех параметров компонентов. Последующие расчеты ведутся с изменениями тех параметров моделей, для которых заданы допуски DEV и LOT (см. работу [1] и оператор .MODEL).