Архангелский Справочное пособие по ПСпице и Десигн Центер 1996

параметров. В заключении рассчитывается схема для этого наихудшего сочетания параметров. В процессе анализа чувствительности и расчета наихудшего случая варьируются параметры моделей, содержащие спецификации допусков DEV и LOT (см. оператор .MODEL и работу [1]).

Спецификация <вид анализа> в операторе .WCASE равна DC, или AC, или TRAN. Она указывает, для какого из видов анализа проводится анализ чувствительности и расчет наихудшего случая. Все остальные виды анализа, указанные в задании на расчет схемы, проводятся один раз при номинальных значениях параметров элементов.

Спецификация <выходная переменная> указывает, к значениям какой переменной относится заданный критерий наихудшего случая. Форма описания выходной переменной обычная (см. раздел "Обозначения переменных"). Во всех трех видах анализа (DC, AC, TRAN), которые могут использоваться при расчете наихудшего случая, получается некоторая зависимость выходной переменной: от аргумента оператора DC, от частоты, от времени. На этих зависимостях (графиках кривых) и задается некоторый критерий (функционал), определяющий качество схемы и служащий для формулировки понятия "наихудший случай".

Спецификация <критерий> может принимать значения:

RISE_EDGE (<значение>) ищется первый момент пересечения нарастающей кривой заданного значения; для того, чтобы результат был значимым, на кривой должен быть хотя бы один участок, на котором переменная в одной точке меньше заданного значения, а в следующей точке больше;

FALL_EDGE (<значение>) ищется первый момент пересечения спадающей кривой заданного значения; для того, чтобы результат был значимым, на кривой должен быть хотя бы один участок, на котором переменная в одной точке больше заданного значения, а в следующей точке меньше.

В оператор .WCASE могут быть включены одна или несколько опций, управляющих печатью результатов расчета, диапазоном изменения аргумента зависимостей, уточняющих понятие наихудшего случая. Опции могут принимать следующие значения:

OUTPUT ALL - задает вывод результатов расчетов, заданных операторами .PROBE,

.PRINT, .PLOT при каждом изменении параметров. Если эта

опция отсутствует, вывод результатов по операторам .PROBE, .PRINT,

.PLOT осуществляется только в номинальной и в наихудшей точках. Печать коэффициентов чувствительности, значений заданного критерия и наихудшего сочетания параметров осуществляется в выходном файле всегда, независимо от этой опции и от присутствия в задании операторов

.PROBE, .PRINT, .PLOT.

RANGE (<минимальная величина>, <максимальная величина>) - задает ограничения на диапазон изменения аргумента (параметра DC, частоты, времени) при расчете критерия. В качестве <минимальная величина> или <максимальная величина> может быть задан символ "*", что означает "без ограничения". Например:

RANGE(*,0.5) - критерий вычисляется только для значений аргумента

≤ 0.5.

RANGE(-1,*) - критерий определяется только для значений аргумента ≥ - 1.

HI или LO - определяет, какое значение критерия (максимальное или минимальное) является наихудшим. По умолчанию для критериев YMAX и MAX используется HI, а для остальных критерив - LO. Это умолчание и можно изменить, задавая эту опцию (см. пример 4, в котором использована опция HI, чтобы определить, что наихудшему случаю соответствует максимальное значение нижней граничной частоты).

VARY <спецификация> - определяет, какие параметры моделей варьируются в процессе расчета. <спецификация> может принимать значения:

DEV - варьируются только параметры, допуск которых описан как DEV; LOT - варьируются только параметры, допуск которых описан как LOT;

BOTH - варьируются параметры, имеющие описания или DEV, или LOT, или и то и другое (данная спецификация используется по умолчанию).

BY <спецификация> - определяет, на какую долю от номинала варьируются параметры при расчете чувствительности. <спецификация> может принимать значения:

RELTOL - варьирование осуществляется на величину, заданную опцией RELTOL (см. оператор .OPTIONS, по умолчанию

RELTOL=0.001);

<значение> - варьирование осуществляется на заданную величину.

По умолчанию используется BY RELTOL. При выборе величины варьирования следует учитывать, что при слишком малых приращениях параметров значения коэффициентов чувствительности недостоверны из-за алгоритмических ошибок вычисления критерия.

DEVICE <список видов элементов> - задает список видов элементов, параметры которых варьируются. По умолчанию варьируются параметры моделей всех видов элементов в схеме. Если требуется ограничиться только несколькими видами элементов, следует задать эту опцию и сформировать <список видов элементов>. В него записываются без пробелов и других разделителей символы, обозначающие соответствующие виды элементов (см. пример 4).

Оператор .WCASE изменяет параметры элементов схемы. Но параметры могут изменяться и другими операторами: .DC, .STEP, .MC. Чтобы в подобных случаях не возникало недоразумений, в PSpice принято правило: нельзя совмещать в одном задании операторы, изменяющие одни и те же параметры. Поэтому операторы .MC и

.WCASE всегда несовместимы друг с другом, а операторы .DC и .STEP несовместимы с

.WCASE в некоторых случаях. Например, можно совместить в задании оператор

.WCASE и операторы .DC или .STEP, изменяющие напряжение каких-либо источников. Но эти операторы нельзя объединить, если .DC или .STEP изменяют параметры резистора.

Более подробную информацию об анализе чувствительности и расчете на наихудший случай см. в работе [1].

.WIDTH - ДЛИНА СТРОКИ

Оператор задает длину строки входного или выходного файла.

Форма оператора

.WIDTH [IN = <значение>] [OUT = <значение>]

Примеры

1).WIDTH IN=132

2).WIDTH OUT=132

3).WIDTH IN=132 OUT=132

Первый пример задает, что в строках входного файла .CIR будет читаться до 132 символов. Второй пример задает длину строки выходного файла .OUT равной 132 символам. В третьем примере длина строки в 132 символа устанавливается и для входного файла .CIR, и для выходного файла .OUT.

Пояснения

Оператор .WIDTH устанавливает максимальное число символов, которое может содержаться в строке входного (форма оператора 1) или выходного (форма оператора 2) файлов. По умолчанию длина строки в обоих файлах 80. Длину строки входного файла имеет смысл увеличивать, чтобы ослабить ограничение на сложность применяемых математических выражений, которые не могут занимать более одной строки. Для входного файла <значение> не может превышать 132. Длина строки выходного файла .OUT может принимать только два значения - 80 или 132. При этом надо учитывать, что на стандартном экране дисплея видно только 80 символов. Поэтому длина 132 не удобна для работы с экраном и может иметь смысл только для печати выходного файла на принтере.

Алфавит логических сигналов

5.ЦИФРОВОЕ И СМЕШАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ВПРОГРАММЕ PSPICE

Вданном разделе приведены логические примитивы, модели и форматы, используемые в программе PSpice для цифрового и смешанного моделирования. Операторы, в которых используются эти модели и форматы (N, O, U), описаны выше в разделе 2. Их можно применять в PSpice 5 или в PSpice 4 при наличии опций Digital Simulation и Digital Files. В Design Center эти опции включены всегда. Более подробные сведения о цифровом и смешанном моделировании приведены в [2]. Особенности программы PLOGIC пакета Design Center 6.2 не рассматриваются.

АЛФАВИТ ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Логические сигналы в PSpice 4 могут принимать следующие значения: “1” - высокий уровень; “0” - низкий уровень;

“X” - неопределенное состояние.

ВPSpice 5 в алфавит добавлено еще 2 значения: “R” - переход “0”→“1” (положительный фронт)

“F” - переход “1”→“0” (отрицательный фронт)

Логическим сигналам может быть приписана сила. Сила сигнала используется в случаях, когда к одному узлу подключено несколько выходов логических элементов. Тогда значение сигнала в этом узле соответствует тому сигналу, который имеет большую силу. Если несколько сигналов имеют одинаковую силу, то результирующий сигнал будет неопределенным. Сила сигнала определяется выходными сопротивлениями, задаваемыми в модели входа/выхода.

В PSpice 4 приняты следующие силы сигналов (они перечисляются в порядке убывания силы и сопровождаются условными трактовками их смыслового значения):

Форматы входных файлов

ФОРМАТЫ ВХОДНЫХ ФАЙЛОВ

Определено 5 форматов входных файлов при последовательном смешанном моделировании. Выбор того или иного формата осуществляется параметром FORMAT в описании модели интерфейса N (см. оператор N в разделе 2). По умолчанию FORMAT=1. Все форматы могут помимо необходимой информации содержать информацию о сигналах, которые не используются в смешанном моделировании. PSpice выберет из файла нужную информацию. В файл достаточно включать только те моменты времени, в которые происходят изменения каких-нибудь сигналов. PSpice будет полагать, что все сигналы остаются постоянными до следующего момента времени.

Logic Simulator Printout Format (FORMAT=1)

Пример формата

RTL EEA S S S ETT TP P

I I

NN 1

0 1 0 X

12 1 1 X

15 0 0 X

25 0 0 1

Описание формата

В начале файла записаны вертикально имена сигналов. Им могут предшествовать только пробелы или символы табуляции. Секция имен кончается строкой, не содержащей символов букв и цифр. Остальные записи в файле - записи данных. Каждая запись относится к одному моменту времени. Запись начинается с текущего времени во временных шагах. Времени могут предшествовать только пробелы или символы табуляции. После времени следуют пробелы или символы табуляции. Первый символ, не являющийся пробелом или символом табуляции, воспринимается как начало вектора значений сигналов. Каждый символ в этом векторе соответствует одному имени сигнала: первый символ - первому сигналу, второй - второму и т.д. Для каждой временной точки указываются все сигналы.

Форматы входных файлов (продолжение)

Table Format (FORMAT=2)

Пример формата

RESET TESTPIN1 \ LASTPIN

0 1 0 X

12 1 1 X

15 0 0 X

25 0 0 1

Описание формата

Этот формат удобно использовать, если программа логического моделирования в своем выходном файле не указывает имена сигналов. Тогда проще всего включить в начало этого файла секцию с именами по описанному ниже формату. Этот формат также удобно использовать при составлении файла вручную, если файл не генерируется какой-либо программой.

Первая запись в файле - список имен сигналов. Порядок перечисления имен соответствует порядку колонок в последующей таблице значений сигналов. Имена отделяются друг от друга пробелами или символами табуляции. Список заканчивается символом перевода строки. Если желательно продолжить список на нескольких строках, перед переводом строки следует поместить символ "\".

Остальные записи в файле - записи данных. Каждая запись относится к одному моменту времени. Запись начинается с текущего времени во временных шагах. Времени могут предшествовать только пробелы или символы табуляции. После времени следуют пробелы или символы табуляции. Первый символ, не являющийся пробелом или символом табуляции, воспринимается как начало вектора значений сигналов. Каждый символ в этом векторе соответствует одному имени сигнала: первый символ - первому сигналу, второй - второму и т.д. Для каждой временной точки указываются все сигналы.

Форматы входных файлов (продолжение)

Column Number Format (FORMAT=3)

Пример формата

RESET TESTPIN1 \ LASTPIN

0 1 0 X

12 1:2

15 0 0

25 1:3

Описание формата

Первая запись в файле - список имен сигналов. Порядок перечисления имен соответствует порядку колонок в последующей таблице значений сигналов. Имена отделяются друг от друга пробелами или символами табуляции. Список заканчивается символом перевода строки. Если желательно продолжить список на нескольких строках, перед переводом строки следует поместить символ "\".

Остальные записи в файле - записи данных. Каждая запись относится к одному моменту времени. Запись начинается с текущего времени во временных шагах. После времени следуют пробелы или символы табуляции, после чего начинается вектор значений сигналов. Отдельные символы в этом векторе отделяются друг от друга пробелами или символами табуляции. В вектор могут включаться не все сигналы, а только те, которые переключаются в данный момент. В этом случае после символа сигнала ставится символ ";" и номер колонки (см. строки 2 и 4 вектора в приведенном выше примере, которые означают, что в момент 12 переключился в состояние “1” сигнал 2, а в момент 25 - сигнал 3) или номер колонки определяется позицией символа в записи (см. в примере строку 3, которая означает, что в момент 15 переключились в “0” первый и второй сигналы).

Форматы входных файлов (продолжение)

CADAT Format (FORMAT=4)

Пример формата

*** DISPLAY PROCESSOR *** Thu Jul 23 15:33:34 1995

Описание формата

Этот формат программы CADAT Display Processor. PSpice при чтении преобразует

"," в 1, "." в 0, ";" в X, "X" в Z.