Analysis:

Содержит команды запуска различных режимов моделирования:

Transient... — режим анализа переходных процессов (временной анализ).

AC... — режим анализа частотных характеристик (частотный анализ).

DC ... — режим анализа передаточных функций по постоянному току .

Dynamic DC — расчет режима по постоянному току и его динамическое отображение на схеме.

Dynamic AC — расчет по переменному току напряжений, токов и фазового сдвига и динамическое отображение этих значений на схеме. В диалоговом окне задаются значения частоты и температуры.

Sensitivity... — расчет чувствительностей по постоянному току одного или нескольких выражений по отношению к одному или нескольким параметрам.

Transfer Function... — расчет передаточных функций по постоянному току, а также входного и выходного сопротивления.

Distortion… — расчет нелинейных искажений.

При выборе трех оставшихся режимов анализа рабочее поле делится на две части: справа размещается окно с изображением схемы, а слева окно построения графиков характеристик. Далее курсором на схеме указывается узел схемы или компонент. При этом в левой части экрана немедленно вычерчивается его характеристика. Эти режимы анализа — Probe Transient... , Probe AC... , Probe DC... .

Desing:

Меню Design содержит две команды для синтеза активных и пассивных аналоговых фильтров: Active Filters… и Passive Filters…. Обе эти команды имеют однотипные диалоговые окна и будут подробнее рассмотрены ниже.

5.2.3 Создание схемы

Новая схема создается по команде File> New. При этом возможно как графическое изображение схемы (расширение .cir), так и ее текстовое описание (.txt, .ckt и т.д.). Наибольшую привлекательность программе МС9 придает именно графический ввод схем, поэтому не будем останавливаться на текстовом вводе.

В результате выполнения команды File> New открывается пустой экран для создания на нем новой схемы. При первоначальном создании схемы рекомендуется нанести на рабочее поле координатную сетку. Для этого нажимается иконка и выбирается шаг сетки.

Добавление компонента в схему осуществляется путем выбора его в панели компонентов, а затем перемещения курсора на рабочее поле. Щелчок мыши устанавливает изображение компонента в выбранное место. Компонент можно поворачивать на 90۫ нажатием правой кнопки мыши до отпускания левой. Фиксация компонента на схеме осуществляется после отпускания левой кнопки мыши, в результате чего появляется диалоговое окно задания атрибутов компонента. Следует отметить, что компоненты из библиотек Analog Library и Digital Library уже имеют необходимые атрибуты, которые при необходимости можно редактировать. Пример диалогового окна атрибутов резистора приведен на рисунок 5.2.

Рисунок 5.2 – Пример окна задания атрибутов резистора

Простые компоненты (резисторы, конденсаторы и т.д.) имеют минимальный набор атрибутов:

• позиционное обозначение Part, например, C1, Rin, Lout и т.д. По умолчанию программа МС9 назначает первый символ позиционного обозначения компонента по правилам, принятым в программе PSpice. Кроме того, если при вводе резистора указано его позиционное обозначение R1, то при вводе следующего резистора программа предложит назначить ему имя R2 и т.д.

• номинальное значение компонента RESISTANCE, CAPACTANCE, INDUCTANCE или выражение для его расчета плюс необязательные начальные условия, например, 50k, 2.5nF IC=2, 13mH IC=0.1.

• FREQ частотнозависимое выражение, которое замещает определенный выше атрибут для использования его в режиме анализа частотных характеристик.

• CHARGE выражение для вычисления величины заряда.

• FLUX выражение для вычисления величины магнитного потока.

• COST, POWER, PACKAGE – цена, мощность рассеяния и тип корпуса выбранного компонента.

• SHAPEGROUP – группа условнографических отображений, из которой берется отображение компонента для данной схемы. Например, выбирая для резистора группу Euro можно обеспечить для резисторов привычное отображение в виде прямоугольника (по умолчанию в программе МС9 резисторы обозначаются в виде ломаной линии).

• на панели Display отмечаются маркеры выводов, их имена, номера выводов и т.д., которые необходимо отображать на схеме. Для некоторых компонентов это облегчает понимание схемы или ее «читаемость».

• в окне, расположенном справа от окна атрибутов, приводится список моделей, находящихся в доступных библиотеках. Подходящая модель выбирается при активизации строки MODEL= .

В программе МС9 существует целый ряд встроенных моделей источников сигналов:

1) модель синусоидальных сигналов Sin разной формы – чисто синусоидальный, затухающий синусоидальный и трехфазные синусоидальные сигналы;

2) модель импульсных сигналов Pulse разной формы – дельта-импульс, меандр, равнобедренный треугольник, пилообразный;

3) модель импульсных сигналов экспоненциальной формы Exp;

4) модель сигналов кусочно-ломаной формы PWL;

5) модель сигнала с частотной модуляцией SFFM;

6) модель случайного сигнала Noise;

7) модель импульсного сигнала гауссовской формы Gaussian.

На рисунке 5.3а приведен пример диалогового окна задания параметров модели источника напряжения. Выбор формы сигнала осуществляется нажатием соответствующей кнопки, а затем производится корректировка численных значений параметров сигнала.

а)

б)

Рисунок 5.3 – Пример диалогового окна задания параметров источника напряжения (а) и график выбранного сигнала (б)

Для упрощения и наглядного контроля этой процедуры, в середине окна расположена иконка Plot, при нажатии на которую появляется окно с изображением графика формируемого сигнала, как показано на рисунке 5.3б.

Кроме описанного способа задания атрибутов компонентов существует еще и текстовый. Для этого в окне задания параметров компонентов в строке описания переменной записывают имя компонента (например Rload, Cout, Cin, Lown и т.д.). А затем вводят информацию в виде текста. Эта информация ставит в соответствие этой переменной его номинал или модель. Текстовый ввод информации выполняется директивой «.Define» и может быть осуществлен как в схемном окне (что более наглядно), так и в текстовом (рисунок 5.4). Задание компонентов таким способом является более универсальным. Оно предоставляет пользователю ряд дополнительных возможностей при выполнении анализа.

Рисунок 5.4 – Пример текстового задания конденсатора

Кроме того, текстовые надписи на схеме могут носить информационный характер, например, название имя назначение схемы, любые комментарии и т.д. На них можно ссылаться при выводе результатов моделирования также как и на номера узлов. Присваивание цепям имен существенно упрощает читаемость схемы.

Получение информации о компонентах и их моделях.

Нажатие на иконку включает режим получения информации. Компонент, информацию о котором нужно получить, выбирается щелчком мыши. После этого на экран выводятся значения параметров модели компонента, описание макромодели, таб­лица цифровых сигналов или таблица описания функциональных ис­точников в зависимости от типа компонента. Для простейших компо­нентов, не имеющих модели, выводится диалоговое окно редактирова­ния атрибутов.

Как правило, при создании схем в программе МС9 сначала на рабочее поле последовательно выставляются все компоненты схемы и устанавливаются их атрибуты. После этого выводы компонентов соединяются проводниками. Существует два вида проводников: ортогональные и диагональные. В первом случае проводник выглядит как ломаная линия с одним изгибом под углом 90°. Во втором ­­ прямая под произвольным углом. Режим ввода проводников включается нажатием на иконку или.Начало проводника отмечается щелчком мыши в выбранном месте схемы. Затем, не отпуская левую кнопку мыши, передвигают курсор и наносят проводник на схему. Отпускание кнопки фиксирует окончание проводника.

Электрические соединения образуются, когда проводник заканчивается в средней части другого проводника, образуя Т-образную цепь. Наличие такого соединения обозначается точкой, как на обычных принципиальных электрических схемах. Соединения образуются также, если проводник пересекает конечную точку другого проводника или вывод какого-либо компонента.

Если в процессе проведения проводника он пересекает другой проводник, не останавливаясь в точке пересечения, электрическое со­единение не образуется и точка не проставляется. Примеры образования соединений и пересечения проводников без соединения показаны на рисунке 5.5.

Рисунок ­­5.5  Примеры нанесения проводников на схему

Двойной щелчок мыши на графическом объекте открывает диалоговое окно для его редактирования.

Щелчок по иконке переводит редактор в режим «резиновых» проводников: при перемещении любого компонента по рабочему полю его связь со схемой не будет нарушаться.

Важно отметить, что величина любого пассивного компонента (сопротивление резистора, емкость конденсатора, индуктивность катушки) может определяться как любая функция узловых напряжений схемы, токов ветвей, времени и температуры.

Копирование фрагментов схем. Этот режим позволяет определить прямоугольную область, в которую заключен фрагмент схемы, и за­тем скопировать его несколько раз. Эта команда наиболее полезна при создании схем, содержащих большое количество повторяющихся структур, в частности, схем с логическими элементами, триггерами и т.п.

Копирование выполняется в три этапа:

1. Сначала переходят в режим выбора нажатием на иконку ;

2. Щелчком мышью в определенной точке начинают зада­вать область копирования, буксируя мышь до тех пор, пока образу­ющийся прямоугольник не приобретет нужные размеры. После то­го, как будет создана эта область, ее размеры могут быть при необхо­димости скорректированы буксировкой углов или сторон;

3. Нажатием на иконку (команда Box/Step Box меню Edit) открывается диалоговое окно задания параметров копирования (рисунок 5.6).

Рисунок 5.6 – Окно копирования фрагмента схемы.

В ячейках Times to step Horizontal и Times to step Vertical задается количество копий выделенного фрагмента по горизонтали и вертикали соответственно.

Нанесение рамки чертежа и основной надписи.

Часто чертеж схемы и результаты проведенного моделирования необходимо представить, например, в виде отчета по лабораторной работе. Для облегчения документирования в программе МС9 имеется возможность сопроводить проделанную работу соответствующими комментариями, которые вносятся в специальный угловой штамп.

Щелчком по иконке наносится рамка чертежа схемы вместе с угловым штампом. Формат рамки чертежа устанавливается в соответствии с форматом бумаги, выбираемом в меню File по команде Print Setup. В принципе, размер схемы может быть произвольным. Причем если размер схемы превышает габаритные размеры рамки, на схему наносится ряд при­мыкающих друг к другу рамок, и пользователь должен сам позабо­титься, чтобы компоненты и цепи схемы не пересекались линиями рамки. Это неудобно, поэтому для создания больших схем целесооб­разно использовать несколько листов.

Заполнение полей углового штампа выполня­ется в окне, вызываемом двойным щелчком по угловому штампу (рисунок 5.7б).

В диалоговом окне имеются пять полей Field 1 — Field 5. По умолчанию в них помещаются ключевые слова, которые на схеме заменяются их значениями, введенными пользователем с клавиатуры:

Field 1 — имя файла схемы;

Field 2 — $user $company — фамилия пользователя и название ком­пании;

Field 3 — по усмотрению пользователя;

Field 4 — $date — текущая дата;

Field 5 — sheet $sheet of $maxsheet — номер страницы и общее ко­личество страниц.

а)

б)

Рисунок 5.7 – Пример заполнения углового штампа чертежа

принципиальной схемы

После завершения создания схемы ее следует сохранить стандартным способом, присвоив ей понятное имя и указав путь.