24

−Values – список параметров.

Врежиме анализа DC Sweep имеется возможность осуществления вложенного цикла, параметры которого задаются в окне DC Nested Sweep, которое открывается нажатием кнопки Nested Sweep (рис. 1.7,б). Если указаны спецификации двух варьируемых параметров, то первый параметр изменяется в заданных пределах для каждого значения второго параметра. Такой вложенный цикл удобен, в частности, для построения статических характеристик полупроводниковых приборов. Для выполнения вложенного цикла в появившемся диалоговом окне задаются те же параметры, что и в основном и кроме этого еще должна стоять галочка напротив строки Enable Nested

Sweep.

Замечание. При анализе цепей, обладающих регенеративными обратными связями (например, триггера Шмитта), не удается проанализировать точки неустойчивого равновесия. Для этого рекомендуется вместо режима DC Sweep… выполнить расчет переходных процессов Transient, введя источники медленно нарастающего и спадающего по линейному закону напряжения (см. п.3.5 – пример расчета триггера Шмитта на биполярных транзисторах).

1.3.3. Расчет коэффициентов чувствительности

Диалоговое окно режима расчета чувствительности выглядит, как показано на рис.1.8. При выборе этого режима рассчитывается коэффициенты влияния на напряжение в заданном уз-

	ле или на ток через независимый ис-
	точник напряжения. Расчет произво-
	дится в окрестности рабочей точки для
	каждой из указанных выходных пере-
	менных	в	окне Output	Variable(s)
Рис. 1.8. Диалоговое окно режима	(рис. 1.8). Чувствительность рассчи-
	тывается	к	изменению	параметров
расчета чувствительности	всех компонентов и параметров их

моделей. Результаты выводятся в выходной файл. На выходные переменные накладывается одно единственное ограничение: если выходная переменная - ток, то можно указывать только ток через независимые источники напряжения.

1.3.4. Расчет малосигнальных параметров на постоянном токе

Малосигнальные передаточные функции в режиме по постоянному току рассчитываются при выборе анализа Transfer Function (рис. 1.9). Расчет производится в окрестности рабочей точки, и результат выводится в выходной файл. В качестве выходной переменной (Output Variable) может служить напряжение в заданном узле. Если же в качестве выходной переменной необходимо получить ток, то это должен быть ток через независимый источ-

Рис. 1.9. Окно расчета малосигнальных передаточных функций

25

ник напряжения. В качестве входного источника (Input Source) может быть указан или источник напряжения или источник тока, включенный в схему. В результате анализа рассчитываются:

•Коэффициент передачи от выходного источника к выходной переменной. В зависимости от выбора входного источника и выходной переменной это могут быть:

−коэффициент передачи по напряжению;

− коэффициент передачи по току; − передаточная проводимость;

− передаточное сопротивление.

•Входное сопротивление (сопротивление со стороны включения источника входного сигнала);

•Выходное сопротивление (сопротивление со стороны зажимов, определяющих выходную переменную).

1.3.5. Расчет частотных характеристик

Диалоговое окно задания параметров режима AC Sweep (рис. 1.10) состоит из трех разделов:

•AC Sweep Type определяет характер изменения частоты:

−Linear - линейная шкала;

−Octave - изменение частоты окта-

вами - log 2 ( f ) ;

−Decade - изменение частоты декадами - lg ( f ) .

•Sweep Parameters задает параметры диапазона частот:

−Total Pts, Pts/Decade, Pts/Octave -

общее число точек при линейном масштабе, на одну декаду или на одну октаву;

Рис. 1.10. Диалоговое окно задания параметров режима AC Sweep

−Start Freq. - начальная частота;

−End Freq. - конечная частота

•Noise Analys устанавливает параметры расчета спектральной плотности внутреннего шума:

−Noise Enabled - включение режима расчета уровня шума;

−Output Voltage - выходное напряжение;

−I/V Source - имя входного источника напряжения или тока;

−Interval - интервал расчета парциальных уровней шума.

Рис. 1.11. Диалоговое окно

Transient

26

Расчет характеристик в частотной области производится после определения режима по постоянному току и линеаризации нелинейных компонентов (это делается автоматически). Все независимые источники напряжения V и тока I, для которых заданы параметры АС-сигналов (амплитуды и фазы), являются входными воздействиями. При проведении АС-анализа остальные спецификации этих источников, в том числе параметры синусоидального сигнала SIN, не принимаются во внимание (они учитываются при анализе переходных процессов).

1.3.6. Расчет переходных процессов

Для запуска расчета переходных процессов в диалоговом окне Transient (рис. 1.11) необходимо задать следующие параметры:

•Print Step - шаг вывода данных;

•Final Time - конечное время расчета;

•No-Print Delay - начальный момент вывода данных;

•Step Ceiling - максимальный шаг. Последние два параметра являются необязательными.

Переходные процессы всегда рассчитываются с момента t=0 до момента Final Time. Перед началом расчета переходных процессов рассчитывается режим по постоянному току. Шаг интегрирования выбирается автоматически. Если задан параметр No-Print Delay, то вывод результатов расчетов подавляется на интервале времени от t=0 до указан-

ного значения. Максимальное значение шага интегрирования устанавливается параметром Step Ceiling; если он не

указан, то максимальный шаг интегрирования устанавливается равным Final Time /50. Если исследуемая схема не имеет реактивных элементов, то шаг интегрирования равен Print Step.

Величина Print Step используется для вывода в выходной файл при включении в схему символов PRINT1, VPRINT1, VPRINT2, IPRINT. При этом для расчета значений переменных применяется квадратичная интерполяция между дискретными отсчетами (это не относится к выводу графиков с помощью программы Probe, где применяется линейная интерполяция). С шагом Print Step рассчитываются импульсные характеристики управляемых источников, заданных передаточными функциями, с помощью обратного преобразования Лапласа.

Режим по постоянному току определяет начальные условия для расчета переходных процессов. Это связано с тем, что значения источников сигналов

27

в момент t=0 могут отличаться от их постоянных составляющих. При этом в выходной файл .out выводятся только значения узловых потенциалов в режиме по постоянному току.

Галочка напротив строки Detailed Bias Pt. указывается на необходимость вывода полной информации о режиме по постоянному току.

Пометка строки Skip initial transient solution отменяет расчет режима по постоянному току перед моделированием переходных процессов.

При этом начальные значения напряжений на емкостях и токов через индуктивности указываются в атрибутах IC конденсаторов и индуктивностей, а начальные значения узловых потенциалов указываются с помощью элемента IC1 и IC2.

При моделировании смешанных аналого-цифровых цепей шаги интегрирования в аналоговых и цифровых устройствах выбираются разны-

ми независимо друг от друга. Шаг интегрирования, указываемый для информации на экране программы PSpice, равен шагу интегрирования аналоговой части цепи. Шаг интегрирования цифровой части определяется значениями задержек в цифровых компонентах.

При отсутствии сходимости расчета переходного процесса рекомендуется увеличить максимальное количество итераций на одном временном ша-

ге ITL4 (по умолчанию ITL4=10).

Допустимая относительная ошибка расчета токов и напряжений задается опцией RELTOL (по умолчанию 0.001), а абсолютные ошибки токов, зарядов и напряжений — опциями ABSTOL (по умолчанию 10-12 A), CHGTOL (по умолчанию 10-14 Кл), VNTOL (по умолчанию 10-6 В). Однако нельзя устанавливать абсолютные ошибки чрезмерно малыми. В частности, при анализе сильноточных или высоковольтных цепей задание абсолютных ошибок по умолчанию может привести к потере точности вычислений из-за ограниченности разрядной сетки ПК.

Для выполнения спектрального анализа в разделе Fourier Analysis диалогового окна Transient необходимо выбрать строку Enable Fourier. Спектральный анализ производится с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) после завершения расчета переходного процесса. Имена переменных, спектр которых должен быть рассчитан, указываются в списке Output Vars. Необходимо также задать число гармоник (Number of harmonics) и частоту основной гармоники (Center Frequency). По умолчанию рассчитываются первые 9 гармоник. В программе рассчитываются амплитуды постоянной составляющей A0 и остальных n гармоник А1, А2,…, Аn. Спектральному анализу подвергается участок реализации переходного процесса длительностью Т=1/f, в конце интервала анализа (чтобы завершились переходные процессы). Результаты спектрального анализа выводятся в выходной файл .out в виде таблицы. Кроме того, рассчитывается коэффициент нелинейных искажений (в процентах).