Архангелский Справочное пособие по ПСпице и Десигн Центер 1996

Математические выражения в PSpice

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ В PSPICE

В описаниях элементов, моделей и во многих других операторах входного языка можно вместо конкретных значений записывать математические выражения, содержащие константы, глобальные параметры, арифметические операции "+", "-", "*", "/", скобки, функции, вводимые пользователем с помощью оператора .FUNC и следующие встроенные функции:

5) - начиная с PSpice 5

Табличная кусочно-линейная функция Y(X) имеет формат

TABLE(<имя аргумента>, <X1> <Y(X1)> <X2> <Y(X2)> ... <Xn> <Y(Xn)>) .

В нем задаются имя аргумента, а затем пары чисел - координаты точек излома. При значениях X<X1 функция постоянна и равна Y(X1). Аналогично при X>Xn функция равна Y(Xn). Внутри заданного диапазона изменения аргумента проводится линейная интерполяция таблицы.

Функция ограничения LIMIT имеет формат

LIMIT(<имя аргумента>, <Xмин>, <Xмакс>).

Значения функции определяются соотношением

R| Xмин при X ≤ Xмин,

Y = S| X при Xмин < X < Xмакс,

TXмакспри X ≥ Xмакс.

Математические выражения в PSpice (окончание)

Фактически, функция LIMIT является частным случаем табличной функции. Так,

выражения TABLE(X,-1,-1,1,1) и LIMIT(X,-1,1) описывают одну и ту же функциональную зависимость.

При записи математическое выражение заключается в фигурные скобки и должно размещаться в одну строку, т.е. без переносов. Если для сложных выражений возникают трудности при их записи в одну строку, то возможны два выхода. Наиболее простой - увеличить допустимую длину строки оператором

.WIDTH IN=132.

Более универсальный путь - оформить отдельные члены выражения как функции и ввести их операторами .FUNC.

Математические выражения можно использовать вместо численных значений:

-для параметров моделей;

-для параметров элементов (номиналов резисторов, конденсаторов, индуктивностей, относительной площади полупроводниковых приборов и т.п.);

-для параметров источников V, I, E, G, F, H;

-для начальных значений напряжений конденсаторов и токов индуктив-ностей, задаваемых элементами описаний IC;

-для значений, задаваемых операторами .IC и .NODESET;

-для определения глобальных параметров.

Во всех этих случаях математическое выражение при записи заключается в фигурные скобки {}. Математические выражения используются также в операторе

.FUNC, причем в этом случае они не заключаются в фигурные скобки. Запрещено использование математических выражений:

-вместо имен узлов;

-вместо значений в операторах, задающих вид анализа (.AC, .TRAN и др.);

-вместо параметров модели PWL для V и I;

-вместо полиномиальных коэффициентов для E, G, F, H;

-вместо параметров NL и F в описании линии задержки T;

-вместо температурных коэффициентов, указываемых в операторе R; однако математические выражения можно использовать для температурных коэффициентов в модели резистора.

Обозначения переменных в PROBE

ОБОЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ В PROBE

В работе с постпроцессором PROBE используются следующие обозначения переменных.

Обозначения результатов расчета по постоянному току и переходных процессов

Форма I(<имя>) применима к двухполюсным элементам C, D, I, L, R, V.

Формы Vx(<имя>) и Ix(<имя>) применимы к трех- и четырехполюсным элементам, для которых 'x' в зависимости от вида элемента может принимать следующие значения

:

Обозначения переменных в PROBE (продолжение)

Формы Vx(<имя>) и Ix(<имя>) можно применять и к двухполюсным элементам. В этих случаях "x" - № полюса в описании элемента. Например, V1(R1) - напряжение первого полюса резистора R1. Соответственно V1(R1)-V2(R1) означает падение напряжения на R1.

Формы Vz(<имя>) и Iz(<имя>) применимы к длинной линии и 'z' может принимать одно из двух значений : A или B. A означает выводы A (первая пара узлов), а B - выводы B (вторая пара узлов).

Не все токи могут фигурировать в качестве выходных величин. Нельзя непосредственно обращаться к токам элементов F и G - зависимых источников тока. Если все же эти токи требуются, надо включить последовательно в интересующую цепь источник нулевого напряжения и обращаться к току этого источника.

Обозначения результатов частотного анализа

Для AC анализа используются те же обозначения переменных, что и для расчета по постоянному току и для расчета переходных процессов. Однако, к этим обозначениям добавляются суффиксы, отражающие тот факт, что в данном случае все переменные - комплексные.

Помимо обычных выходных переменных может указываться частота FREQUENCY.

Обозначения переменных в PROBE (окончание)

Обозначения результатов анализа шумов

При анализе шумов используются следующие обозначения:

Общие правила обозначения переменных

Для обозначения переменной, относящейся к внутреннему узлу или элементу подсхемы, перед узлом или элементом указывается имя подсхемы (или цепочка имен, если подсхемы вложенные), завершающееся символом ".". Например, V(X1.3) - напряжение узла 3 подсхемы X1. Или V(XEXT2.XINT1.R3) - напряжение резистора R3 подсхемы XINT1, входящей в подсхему XEXT2.

Если идет работа с несколькими секциями файла .DAT (например, с несколькими вариантами многовариантного анализа), то все указанные выше обозначения означают переменные сразу всех секций (вариантов). Соответственно, если речь идет о выводе кривой на график, будет сразу выведено семейство кривых. Если же надо указать переменную конкретного варианта, то после ее имени надо ввести символ "@" и номер варианта. Например, V(4)@2 означает напряжение узла 4 второго варианта.

Математические выражения в PROBE

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ В PROBE

Работая с PROBE можно наряду с переменными использовать и математические выражения при задании кривых на графиках (раздел меню Add_trace), выборе аргумента графика (раздел меню X_axIs/X_varIable), описании макросов (раздел меню Macros). Математические выражения могут содержать переменные в стандартном виде (см. раздел "Обозначения переменных в PROBE), константы, арифметические операции "+", "-", "*", "/", скобки, функции, вводимые пользователем в виде макросов и следующие встроенные функции:

5) - начиная с PSpice 5

Математические выражения в PROBE (окончание)

Для дифференциалов и интегралов простых переменных (не выражений) можно использовать форму записи как с круглыми скобками, так и без них. Например,

выражения d(V(4)) и dV(4), s(IC(Q1)) и sIC(Q1) эквивалентны.

При обработке результатов частотного анализа в некоторых функциях (MIN(Y), MAX(Y) и других) нельзя указывать модуль комплексной величины без указания суффикса “M”. Например, нельзя записывать MAX(V(5)) (результат вычисления может оказаться неверным), а надо записывать MAX(VM(5)).

Если на экране уже построен график некоторого выражения, то на это выражение можно сослаться в последующих выражениях, введя номер кривой с предшествующим ему символом "#". Например, если уже построены две каких-то кривых, то можно при построении следующей кривой записать (#1 + #2)/2 или #1 - #2 и будут построены соответственно кривая среднего значения или разности двух предыдущих.

Приведем некоторые примеры применения математических выражений.

Если при анализе результатов DC анализа записать dIC(Q1)/dIB(Q1), то будет построен график дифференциального коэффициента передачи базового тока транзистора Q1.

Если желательно построить характеристику некоторой переменной, например, V(4), отнормировав ее на максимальное значение, достаточно в режиме Add_trace записать

V(4)/MAX(V(4)) или .V(4)/MAX(VM(4)) в случае частотного анализа.

Если требуется определить размах изменения некоторой переменной, например, V(4), достаточно написать MAX(V(4))-MIN(V(4)).

Если желательно на одном графике получить кривые входного (например, V(1)) и выходного (например, V(2)) напряжений усилителя с коэффициентом усиления 100, то в режиме Add_trace можно записать: V(1)*100 V(2). Тогда обе кривые на графике будут иметь примерно одинаковый размах (в противном случае входной сигнал не был бы виден на фоне выходного).

Модели электрических сигналов

3. ОПЕРАТОРЫ ОПИСАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ В ПРОГРАММЕ PSPICE

В данном разделе в алфавитном порядке приведены операторы входного языка программы PSpice, описывающие элементы схем. Более общие сведения о входном языке, основных операторах и методике их применения для расчета схем приведены в

[1].

МОДЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Вданном разделе приведены модели сигналов, используемые независимыми источниками напряжения и тока (элементами V и I) при расчетах переходных процессов. Во всех приведенных ниже выражениях символом “x” обозначается напряжение или ток в зависимости от того, какой источник использует данную модель.

Вприведенном ниже описании сигналов используются для значений по умолчанию переменные TSTEP и TSTOP. Эти параметры устанавливаются оператором .TRAN: TSTEP - <шаг печати>, TSTOP - <длительность процесса>.

EXP - импульс с экспоненциальными фронтами

70 Введение