Архангелский Справочное пособие по ПСпице и Десигн Центер 1996

E - ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ, УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ

Формы оператора

1)E<имя> <узел(+)> <узел(-)>

+<управляющий узел(+)> <управляющий узел(-)>

+<коэффициент передачи>

2)E<имя> <узел(+)> <узел(-)> POLY (<число управлений>)

+<(<управляющий узел(+)>,<управляющий узел(-)>)...>

+<<коэффициент полинома>...>

3)E<имя> <узел(+)> <узел(-)> VALUE={<выражение>}

4)E<имя> <узел(+)> <узел(-)> TABLE {<выражение>}=

+<(<входная величина>,<выходная величина>)...>

5)E<имя> <узел(+)> <узел(-)> LAPLACE {<выражение>}=

+{<операторное выражение>}

6)E<имя> <узел(+)> <узел(-)> FREQ {<выражение>}=

+<(<частота>,<амплитуда>,<фаза>)...>

7)E<имя> <узел(+)> <узел(-)> CHEBYSHEV {<выражение>}=

+<тип фильтра>,<частоты отсечки>,<коэффициенты ослабления>,

где тип фильтра - LP, или HP, или BP, или BR ( эта форма оператора введена только начиная с PSpice 3.5).

Примеры

1) EAMP 3 0 1 0 500

2)ESUM 100 101 POLY(2) (3,0) (4,0) 0.0 1 1.0

3)EMULT 100 101 POLY(2) (3,0) (4,0) 0 0 0 1

4)ESQR 100 101 POLY(1) (1,0) 0. 0. 1.

+(6kHz,-60,-6912)

9) ES 1 2 TABLE {I(VSENS)}=(0,0) (1,1) (2,0.1) (10,12)

Пояснения

Первые две формы оператора поддерживаются основной версией PSpice. Остальные формы поддерживаются всеми версиями PSpice 5 и версиями Pspice 4, включающими опцию аналогового поведенческого моделирования (Analog BehavIoral ModelIng).

Во всех формах оператора идеальный источник напряжения подключается между узлами <узел(+)> и <узел(-)>.

Первая форма оператора и первый пример описывают линейную зависимость этого напряжения от разности потенциалов между управляющими узлами. Вторая форма и примеры 2 и 4 описывают полиномиальную зависимость. POLY{<число управлений>} определяет число пар управляющих узлов, которых в этой форме может быть несколько. Если обозначить напряжения между этими парами узлов как V1,...,Vn, то выходное напряжение источника в общем случае описывается выражением

P0 + P1 V1+K +Pn Vn + Pn+1 V1 V1 + Pn+2 V1 V2 +K

+P2n V1 Vn + P2n+1 V2 V2 + P2n+2 V2 V3+K

+Pn!/[2 (n−2)!+2n+1] V1 V12 + Pn!/[2 (n−2)!+2n+2] V1 V22+K

Коэффициенты полинома Pi перечисляются в операторе в том порядке, в котором они входят в это выражение, вплоть до последнего ненулевого. Соответственно, пример 2 описывает суммирование потенциалов узлов 3 и 4, пример 3 - их умножение, пример 4 - квадратичную зависимость от потенциала узла 1.

В формах оператора 3-7 управляющей величиной является описанное в них <выражение>, которое должно занимать не более одной строчки. Оно может содержать любые допустимые в PSpice арифметические операторы, функции, константы, время (TIME), потенциалы (например, V(4)), разности потенциалов (например , V(3,2)), токи идеальных V-элементов (например, I(VSENS)). Таким образом, исчезает разница между источниками, управляемыми напряжением и током. Если требуется управление током какого-либо элемента, отличного от V, то последовательно с этим элементом можно включить V-элемент нулевой величины и использовать в выражении его ток.

Пример 5 иллюстрирует форму 3 с ключевым словом VALUE. Пример 6 иллюстрирует форму 4 - описание табличной зависимости. В ней после слова TABLE обязателен пробел. После знака равенства перечисляются строки таблицы: пары значений вход-выход. Для значений входной величины, лежащих между заданными точками таблицы, при расчете выходной величины программа вводит линейную интерполяцию. Для значений входной величины, лежащих вне указанных в таблице пределов, выходная величина считается постоянной и равной соответствующему крайнему значению таблицы. Максимальное число точек в таблице - 2048. Точки должны перечисляться в порядке возрастания входной величины.

Пользуясь формами 3-4 можно реализовать требуемые нелинейные ВАХ, однозначные по току. Для этого в качестве управляющей переменной надо задать ток V-элемента нулевой величины, включенного последовательно с E-элементом. Это иллюстрируется примером 9. Если VSENS включен последовательно с ES, то такое последовательное соединение обладает в этом примере S-образной ВАХ.

Пример 7 иллюстрирует форму 5, позволяющую описывать передаточную функцию в форме операторного выражения. После ключевого слова LAPLACE должен следовать пробел. В операторном выражении оператор Лапласа обозначается символом S. Операторное выражение может использовать любые допустимые в PSpice арифметические операторы и функции и должно занимать не более одной строки.

Пример 8 иллюстрирует форму 6, при которой передаточная характеристика описывается частотной таблицей, каждая строка которой содержит частоту (в герцах), амплитуду (в децибеллах) и фазу (в градусах). В операторе по форме 6 строки таблицы должны перечисляться в порядке возрастания частоты. Между точками таблицы фаза интерполируется линейно, а амплитуда - логарифмически. При частотах вне пределов, указанных в таблице, используются значения, соответствующие минимальной или максимальной частоте таблицы.

В примере 8 до 5 кГц коэффициент равен нулю, а свыше 6 кГц равен -60 дБ. Фаза нарастает линейно с ростом частоты, что соответствует постоянной задержке.

Форма оператора 9 введена только начиная с версии моделирующей программы 5.3. Это оператор описывает фильтр Чебышева. Задается тип фильтра: LP - высших частот (пропускающий нижние частоты), HP - низших частот, BP - полосовой, BR - заграждающий. Для фильтров LP и HP задается по две частоты и коэффициенты передачи на них в децибеллах. Для фильтров BP и BR - по четыре частоты с соответствующими коэффициентами передачи.

Коэффициенты полинома Pi перечисляются в операторе в том порядке, в котором они входят в это выражение, вплоть до последнего ненулевого. Таким образом, пример 2 - обычный усилитель тока, который можно описать и по форме 1. Пример 3 - суммирование токов источников V1 и V2, пример 4 - их умножение. Пример 5 - нелинейная квадратичная зависимость выходного тока от тока источника V1.

Если в качестве управления требуется ток не V-элемента, а какого-либо другого, то последовательно с интересующим элементом можно включить V-элемент нулевой величины и использовать его для управления.

G - ИСТОЧНИК ТОКА, УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ

Формы оператора

1)G<имя> <узел(+)> <узел(-)>

+<управляющий узел(+)> <управляющий узел(-)>

+<коэффициент передачи>

2)G<имя> <узел(+)> <узел(-)> POLY (<число управлений>)

+<(<управляющий узел(+)>,<управляющий узел(-)>)...>

+<<коэффициент полинома>...>

3)G<имя> <узел(+)> <узел(-)> VALUE={<выражение>}

4)G<имя> <узел(+)> <узел(-)> TABLE {<выражение>}=

+<(<входная величина>,<выходная величина>)...>

5)G<имя> <узел(+)> <узел(-)> LAPLACE {<выражение>}=

+{<операторное выражение>}

6)G<имя> <узел(+)> <узел(-)> FREQ {<выражение>}=

+<(<частота>,<амплитуда>,<фаза>)...>

Примеры

1) GAMP 3 0 1 0 500

2)GSUM 100 101 POLY(2) (3,0) (4,0) 0.0 1.0 1.0

3)GMULT 100 101 POLY(2) (3,0) (4,0) 0. 0. 0. 1.

4)GSQR 100 101 POLY(1) (1,0) 0. 0. 1.

+(6kHz,-60,-6912)

9)GRSQR 100 101 POLY(1) (100,101) 0. 0. 1.

10) GN 100 101 TABLE {V(100,101)} (0,0) (1,1) (2,0.1) (10,12)

Пояснения

Первые две формы оператора поддерживаются основной версией PSpice. Остальные формы поддерживаются всеми версиями PSpice 5 и версиями PSpice 4, включающими опцию аналогового поведенческого моделирования (Analog BehavIoral ModelIng).

Во всех формах оператора идеальный источник тока подключается между узлами

<узел(+)> и <узел(-)>.

Первая форма оператора и первый пример описывают линейную зависимость этого тока от разности потенциалов между управляющими узлами. Вторая форма и примеры 2 и 4 описывают полиномиальную зависимость. POLY{<число управлений>} определяет число пар управляющих узлов, которых в этой форме может быть несколько. Если обозначить напряжения между этими парами узлов как V1,...,Vn, то выходной ток источника в общем случае описывается выражением

P0 + P1 V1+K +Pn Vn + Pn+1 V1 V1 + Pn+2 V1 V2 +K

+P2n V1 Vn + P2n+1 V2 V2 + P2n+2 V2 V3 +K

+Pn!/[2 (n−2)!+2n+1] V1 V12 + Pn!/[2 (n−2)!+2n+2] V1 V22 +K

Коэффициенты полинома Pi перечисляются в операторе в том порядке, в котором они входят в это выражение, вплоть до последнего ненулевого. Соответственно, пример 2 описывает суммирование потенциалов узлов 3 и 4, пример 3 - их умножение, пример 4 - квадратичную зависимость от потенциала узла 1.

В формах оператора 3-6 управляющей величиной является описанное в них <выражение>, которое должно занимать не более одной строчки. Оно может содержать любые допустимые в PSpice арифметические операторы, функции, константы, время (TIME), потенциалы (например, V(4)), разности потенциалов (например , V(3,2)), токи идеальных V-элементов (например, I(VSENS)). Таким образом, исчезает разница между источниками, управляемыми напряжением и током. Если требуется управление током какого-либо элемента, отличного от V, то последовательно с этим элементом можно включить V-элемент нулевой величины и использовать в выражении его ток.

Пример 5 иллюстрирует форму 3 с ключевым словом VALUE. Пример 6 иллюстрирует форму 4 - табличное описание зависимости. В ней после слова TABLE обязателен пробел. После знака равенства перечисляются строки таблицы: пары значений вход-выход. Для значений входной величины, лежащих между заданными точками таблицы, при расчете выходной величины программа вводит линейную интерполяцию. Для значений входной величины, лежащих вне указанных в таблице пределов, выходная величина считается постоянной и равной соответствующему крайнему значению таблицы . Максимальное число точек в таблице - 2048. Точки должны перечисляться в порядке возрастания входной величины.

Задавая в качестве управляющих узлов узлы самого G-элемента, можно, пользуясь формами 3 и 4, описывать нелинейные элементы с заданной однозначной зависимостью тока от напряжения. В примере 9 описан резистор с квадратичной ВАХ, а в примере 10 - нелинейный элемент с N-образной ВАХ.

Пример 7 иллюстрирует форму 5, позволяющую описывать передаточную функцию в форме операторного выражения. После ключевого слова LAPLACE должен следовать пробел. В операторном выражении оператор Лапласа обозначается символом S. Операторное выражение может использовать любые допустимые в PSpice арифметические операторы и функции и должно занимать не более одной строки.

Пример 8 иллюстрирует форму 6, при которой передаточная характеристика описывается частотной таблицей, каждая строка которой содержит частоту (в герцах), амплитуду (в децибеллах) и фазу (в градусах). В операторе по форме 6 строки таблицы должны перечисляться в порядке возрастания частоты. Между точками таблицы фаза интерполируется линейно, а амплитуда - логарифмически. При частотах вне пределов, указанных в таблице, используются значения, соответствующие минимальной или максимальной частоте таблицы. В примере 8 до 5 кГц коэффициент равен нулю, а свыше 6 кГц равен -60 дБ. Фаза нарастает линейно с ростом частоты, что соответствует постоянной задержке.

Коэффициенты полинома Pi перечисляются в операторе в том порядке, в котором они входят в это выражение, вплоть до последнего ненулевого. Таким образом, пример 2 - преобразователь тока в напряжение, который можно описать и по форме 1. Пример 3 - суммирование токов источников V1 и V2, пример 4 - их умножение. Пример 5 - нелинейная квадратичная зависимость выходного напряжения от тока источника V1.

Если в качестве управления требуется ток не V-элемента, а какого-либо другого, то последовательно с интересующим элементом можно включить V-элемент нулевой величины и использовать его ток в качестве управляющего: то можно реализовать нелинейное сопротивление. Так, если в примере 5 V1 включен последовательно с Н- элементом, то относительно внешних выводов этого последовательного включения реализуется ВАХ с квадратичной зависимостью напряжения от тока.