24. Язык моделирования pSpice. Классификация моделей компонентов. Имена типов моделей.
Классификация позволяет систематизировать объекты, облегчает их изучение, упорядочивает образ мышления и может привести к важным научным обобщениям. Например, классификация химических элементов привела Д. Менделеева к открытию периодического закона.
Разновидностью абстрактных моделей является математическая модель. Такая модель представляет собой описание объекта на языке математических отношений. Математические модели в свою очередь делятся на аналитические и имитационные.
Аналитические модели представляют собой уравнения или системы уравнений. Они записаны и решены в буквенном виде.
Имитационная модель представляет собой алгоритм (процедуру), которым описывается поведение соответствующего ей объекта или способ вычисления его выходных сигналов. Классификация моделей в PSpice.
25. Математические операции в pSpice: классификация, порядок и примеры применения.
В пакете OrCAD параметрическая оптимизация выполняется методом наискорейшего спуска путем взаимодействия модуля PSpice Optimizer с графическим редактором схем (PSpice Schematics или OrCAD Capture), программой моделирования PSpice и постпроцессором Probe.
В выражениях программы PSpice Optimizer разрешается использовать следующие математические операции и функции:
+, -, *, / — арифметические операции;
** — возведение в степень;
ЕХР(x) — ехр(х), экспонента числа х;
LOG(x) — ln(x) , натуральный логарифм х;
LOG10(x) — l og(x), десятичный логарифм х;
SIN(x) — sin(x), синус х (х в радианах);
COS(x) — cos(x), косинус х (х в радианах);
TAN(x) — tg(x), тангенс х (х в радианах);
ATAN(x) — acrtg(x), арктангенс х (х в радианах).
По команде Parameters меню Edit открывается окно co списком спецификации функций (рис. 5.11, а). Нажатием кнопки Add открывается меню спецификации новой функций, показанное на рис. 5.11, б. Это же окно открывается щелчком по имени функции из списка. В окне спецификации вводятся следующие данные:
Name — имя функции;
Enabled — включение режима расчета функций на следующей итерации;
Reference — выбор между внутренней спецификацией (Internal), задаваемой в диалоговом окне, и внешней (External), адресуемой к имени файла данных;
Weight — весовой коэффициент целевой функции (с их помощью устанавливается важность каждой целевой функции и учитываются различия их абсолютных значений).
Внутренняя спецификация задается параметрами:
Target — желаемое значение функции;
Range — ширина допустимого диапазона значений функции;
Constraint — включение/выключение режима учета ограничений. Если режимConstraint включен, задаваемая в этом окне функция является ограничением,в противоположном случае — целевой функцией;
Туре — тип-ограничения: =target — равно, >=target — больше или равно, <=target — меньше или равно заданному значению функции.
26. Язык PSpice. Моделирование переходных процессов.
Для исследования временной зависимости электрических процессов программа PSPICE использует Transient-анализ. Графическое отображение результатов анализа переходных процессов осуществляется с помощью программы-осциллографа PROBE.
Шаг 1 Загрузите схему последовательного включения резистора и емкости, изображенную на рис. 3.1, которую вы сохранили в папке Projects под именем RC_AC.sch. Если на чертеже присутствуют символы VPRINT и IPRINT, удалите их.
Шаг 2 Двойным щелчком по символу источника напряжения VSIN откройте окно его атрибутов (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Окно атрибутов источника напряжения VSIN с установками для анализа переходных процессов
Шаг 3 Установите значения всех атрибутов как 0, за исключением VAMPL=1 В и FREQ=2 кГц; атрибуты SIMULATIONONLY, PKGREF, а также все атрибуты с пометкой «*» оставьте без изменения.
Шаг 4 Вызовите на экран SCHEMATICS индикаторы атрибутов VAMPL=1В и FREQ=2 кГц (рис. 4.2) и сохраните свой чертеж со всеми внесенными изменениями в папке Projects под именем RC_TRANS.sch.
Рис. 4.2. Экран редактора SCHEMATICS с чертежом схемы с последовательным включением сопротивления и конденсатора
Шаг
5 Для
установки параметров моделирования
откройте окно Analysis
Setup,
выбрав из меню Analysis опцию Setup… или
щелкнув по кнопке 
.
Шаг 6 Установите флажок рядом с кнопкой Transient… (рис. 4.3) и затем щелкните по ней, чтобы открыть окно анализа переходных процессов.
Рис. 4.3. Окно Analysis Setup с заданным Transient-анализом
Шаг 7 Настройте это окно по образцу на рис. 4.4. Оставьте значение в поле Print Step (Печатный шаг) как есть, так как этот атрибут не имеет для проводимых нами анализов никакого значения. В поле Step Ceiling (Ширина шага)[19] вы можете изменять ширину шага вычислений, если вас не устраивают значения, автоматически выбранные PSPICE. Доверимся на первый раз программе и не будем пока ничего вводить в этом поле. Теперь закройте окно Transient с помощью кнопки OK, а затем и окно Analysis Setup, щелкнув по кнопке Close.
Рис. 4.4. Окно Transient
В предварительных настройках (окно Transient) вы указали в поле Final Time (Конечное время) 4 мс — см. рис. 4.4. Это означает, что PSPICE будет исследовать схему во временном интервале от 0 до 4 мс, то есть проанализирует ровно восемь периодов входного напряжения.
Шаг 8 Теперь запустите моделирование, щелкнув по желтой кнопке. На экране появится окно PSPICE с индикаторами процесса моделирования[20]. По окончании анализа это окно должно выглядеть так, как на рис. 4.5.
Рис. 4.5. Окно PSPICE после завершения анализа переходных процессов во временном интервале
Теперь поговорим о том, какие имеются поля ввода в окне предварительной установки анализа переходных процессов и какие значения в этих полях являются оптимальными (раздел Transient Analysis):
• Step Ceiling (Ширина шага) — PSPICE автоматически определяет временной интервал между пунктами (то есть между контрольными точками), для которых он проводит анализ схемы. Если токи и напряжения на определенных участках цепи изменяются слишком сильно, то PSPICE автоматически выбирает меньшие интервалы, при незначительных изменениях - наоборот, большие. Это сокращает время проведения расчетов, не нанося ущерба качеству анализа. Однако максимально возможный интервал между контрольными точками задается значением, которое вы вводите в поле Step Ceiling. Если вы оставляете поле пустым, PSPICE устанавливает максимальную ширину шага равную 2% от заданного значения в поле Final Time, то есть просчитывает как минимум 50 контрольных точек. Это значение по умолчанию использовалось еще во времена низкоскоростных компьютеров и зачастую слишком мало для того, чтобы получить высококачественное графическое изображение. Как правило, хороших результатов (за приемлемое время) вы сможете добиться при расчете 1000-2000 точек. Если волновые фронты на диаграмме получаются чересчур крутые, нужно увеличить количество контрольных точек;
• Final Time (Конечное время) — конечная временная точка анализа;
• Print Step (Печатный шаг) — вводимое в поле значение определяет, с какими интервалами следует записывать в выходной файл результаты анализа. Этот параметр имел значение раньше, когда графическая программа PROBE не была интегрирована в PSPICE. Сегодня же данная опция едва ли может оказаться полезной. Практически во всех случаях удобнее использовать значение 20 нс, устанавливаемое по умолчанию;
• No Print Delay (Задержка печати) — в этом поле можно определить момент, с которого следует начать запись данных в выходной файл. С тех пор как существует программа-осциллограф PROBE, выходной файл в таких случаях уже практически не используется. Поэтому можно оставить это поле пустым.
Внимание! Следуя логике, значение в поле Print Step не может быть равно 0 и должно быть меньше значения, указанного в поле Final Time. Если вы когда-нибудь забудете об этом, PSPICE выдаст вам сообщение об ошибке.
Индикаторы времени в окне PSPICE:
• Time Step (Ширина шага) — ширина шагов при моделировании. Этот индикатор во время моделирования показывает расстояния, которые PSPICE в данный момент выбирает для контрольных точек анализа. В процессе моделирования они могут меняться;
• Time (Время) — состояние моделирования на данный момент;
• End (Конечное время) — конечное время, заданное в ходе предварительной установки в поле Final Time.