Санкт-Петербургский Государственный

Электротехнический Университет.

Кафедра сапр.

Курсовая работа по

микросхемотехнике на тему:

“ Автоматизированное проектирование интегрального

Стабилизатора напряжения ”.

Преподаватель: Соколов Ю.М.

Студент гр. 5322: Собашников С.А.

Санкт-Петербург

1997Г. Содержание

Техническое задание: стр.3

1.Оценка возможностей САПР PSPISE в решении задач схемотехнического проектирования.

1.1. Входной язык стр.4

1.2. Виды автоматизированных расчетов стр.8

1.3. Графический постпроцессор PROBE стр.14

1.4. Тестовый пример стр.18

2. Автоматизированное проектирование ИСН на уровне инженерного синтеза схемы.

2.1. Общие сведения об ИСН стр.20

2.2. Выбор функциональной схемы ИСН стр.22

2.3. Выбор и автоматизированное проектирование основных функциональных узлов ИСН

2.3.1. Регулирующий элемент стр.23

2.3.2. Источник опорного напряжения стр.23

2.3.3. Дифференциальный усилитель

сигналов рассогласования стр.32

2.3.4. Цепь задания статического

режима и цепь тепловой защиты стр.38

3. Проектирование ИСН на уровне расчета

принципиальной схемы.

3.1. Выбор начального варианта схемы

и его анализ стр.44

3.2. Корректировка принципиальной схемы,

расчет цепей защиты стр.46

Заключение стр.48

Литература стр.49

Техническое задание.

1. Номинальное выходное напряжение:

U_вых=15 В.

2. Максимально допустимый ток нагрузки:

I _{н макс}=2 А.

3. Напряжение вход-выход стабилизатора:

U_вх-вых, не более 3 В.

4. Диапазон допустимого входного напряжения:

U_{вх мин}=18 В, U_{вх макс}=30 В.

5. Ток потребления в режиме холостого хода на выходе:

I_пот, не более7 мА.

6. Коэффициент стабилизации стабилизатора:

K_ст, не менее 2*10⁴.

7. Выходное сопротивление:

R_вых, не более 10^-3 Ом.

8. Относительная температурная нестабильность выходного напряжения:

_uвых не более 0,01 %/C.

9. Коэффициент сглаживания пульсаций:

, не менее 50 дБ

10. Диапазон рабочих температур:

-10 +70 C

1. Оценка возможностей сапр pspice в решении задач схемотехнического проектирования.

1.1. Входной язык.

Составление задания на моделирование для программы PSpice начинается с присвоения имен узлам принципиальной схемы. Имена узлов могут быть целыми числами от 0 до 9990 или алфавитно - цифровыми символами. В качестве этих символов используются буквы латинского алфавита от А до Z, цифры 0,1,...,9 и знаки $, _ ,*,/,%. Узлу " земля " всегда присваивается номер 0. При ссылке на имена узлов в виде алфавитно-цифровых символов они заключаются в квадратные скобки [ ] . В программе существует соглашение , что все узлы , имена которых начинаются с символов $, G_ , являются глобальными. Глобальные узлы используются в схемах, имеющих макромодели. Глобальные узлы с одинаковыми именами автоматически соединяются в основной цепи и во всех макромоделях.

После этого составляют задание на макромоделирование, которое заносится в файл. Имя файла произвольное, в качестве расширения имени рекомендуется использовать . CIR. Первая строка файла - строка заглавия, которая затем выводится в виде заголовка в выходной файл. Строки комментариев содержат символ * в первой позиции. Конец любой строки после знака ; также воспринимается как комментарий. Последняя строка файла .END . Порядок ввода промежуточных строк значения не имеет. Строка продолжения начинается с символа + в первой позиции. Число пробелов между операторами в строке произвольное. Пробелы и запятые или знаки равенства эквивалентны. В одном файле можно объединить задания на моделирование нескольких цепей : каждое задание начинается со своего заголовка и заканчивается директивой .END.

Предложения входного языка программы PSPICE делятся на описание компонентов и директивы управления заданием на моделирование.

Описанием компонента считается любая строка, не начинающаяся с символа '. '. Описание компонент имеет следующую структуру:

< имя компонента > < номера узлов > [ < имя + модели > ] < числовые данные >

Имя компонента состоит из последовательности символов латинского алфавита и цифр, общая длина имени не должна превышать 131 символа. Первый символ - одна из букв латинского алфавита. Первый символ имени компонента определяет его тип, например:

С - Конденсатор

Е-ИНУН

I - Независимый источник тока

Q - Биполярный транзистор

R - Резистор

V - Независимый источник напряжения .

Номера узлов перечисляются в определенном порядке, установленном для каждого компонента .

Имя модели компонентов не является обязательным параметром. Далее указываются численные значения параметров компонента. Сопротивления , емкости и индуктивности могут быть как положительными , так и отрицательными величинами . Нулевые значения параметров компонент не допускаются.

Директивы управления заданием программы PSPISE начинаются с символа в первой позиции, например:

. АС Расчет частотных характеристик

. DC Расчет режима по постоянному току

. END Конец задания

. LIB Подключение библиотеки компонентов

. MODEL Описание моделей компонентов

. ОР Передача в выходной файл параметров схемы , линеаризованной в окрестности рабочей точки

. PROBE Передача данных в графический постпроцессор Probe

. TEMP Назначение температуры окружающей среды

. TF Расчет малосигнальных передаточных функций в режиме по постоянному току

ПАРАМЕТРЫ КОМПОНЕНТОВ.

Параметры компонентов указываются двумя способами: непосредственно в предложении, описывающем включение компонента в схему, и с помощью директивы MODEL, имеющей структуру:

. MODEL < имя модели > < имя типа > ( [ < имя параметра > = < значение > [ < спецификация случайного разброса значения параметра > ]]...)

Здесь < имя модели > - имя модели компонента схемы. Тип компонента определяется его < именем типа > . например :

RES - Резистор

CAP - Конденсатор

В круглых скобках указывается список значений параметров модели компонента ( если этот список отсутствует, то значения параметров модели назначаются по умолчанию ). Каждый параметр может принимать случайные отклонения относительно своего номинального значения.

ПРАВИЛА ОПИСАНИЯ АНАЛОГОВЫХ КОМПОНЕНТОВ.

РЕЗИСТОРЫ.

Rxxx < +узел > < -узел > [ имя модели ] < сопротивление >

Здесь ххх - произвольная алфавитно - цифровая последовательность общей длиной не более 7 символов, которая пишется слитно с символом R и вместе с ним образует имя компонента . Параметры , описывающие модель резистора :

R - Масштабный множитель сопротивления

ТС1-Линейный температурный коэффициент сопротивления

ТС2 - Квадратичный температурный коэффициент сопротивления

Если в описании резистора < имя модели > опущено, то его сопротивление равно параметру < сопротивление > в омах .

НЕЗАВИСИМЫЕ ИСТОЧНИКИ НАПРЯЖЕНИЯ .

Vxxx < + узел > < - узел > [[ DC ]< значение >] [ АС < модуль > < фаза >] ] [[ PULSE ] [ SIN ] [ EXP ] [ PVL] [ SFFM ] (< параметр > ) ] .

Источники могут использоваться во всех видах анализа. По умолчанию все параметры принимают нулевые значения. Параметр DC определяет постоянную составляющую источника напряжения. Для режима АС задаются модуль и фаза ( градусах ) источника гармонического сигнала

ЗАВИСИМЫЕ ИСТОЧНИКИ.

Источник напряжения , управляемый напряжением (ИНУН):

линейный источник

Еххх < +узел > <-узел > < +управляющий узел > < -управляющий узел > < коэффициент передачи >

БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР.

Оххх < узел коллектора > < узел базы > < узел эмиттера > [< узел подложки >] < имя модели > [< коэффициент кратности Area >] .