Методы расширения возможностей PSpice. Зависимые источники напряжения и тока

ПОВЕДЕНЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

1 МЕТОДЫ РАСШИРЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ PSPICE

Любые симуляторы электронных схем, в том числе и PSpice, содержат встроенные модели для ограниченного количества устройств. Моделирование схемы, содержащей компонент, не входящий во встроенный набор, требует расширения возможностей симулятора каким-либо способом. Есть три пути расширения возможностей симулятора и, в частности, PSpice:

■ модифицировать исходный код симулятора, чтобы добавить новую модель компонента;

■ формировать макромодель на основе внутреннего устройства компонента;

■ использовать поведенческое моделирование.

Модификация исходного кода. Модификация исходного кода PSpice — сильный метод. Однако использование этого метода связано со значительными проблемами. Среда, для которой готовится код нового компонента PSpice, далеко непростая. Требуется высококлассный программист-эксперт, способный проверить, что дополнительный код обслуживается верно и что сам PSpice в целом продолжает после этого действовать правильно. Далеко не всем доступно подобное умение и понимание какой-либо реализации PSpice. Вероятно, этот способ доступен только специалистам в университетской или академической среде.

Кроме этого, как только исходный код модифицирован, то эта версия PSpice становится несовместимой со стандартной версией. Это потенциальная проблема, если моделирование необходимо проводить в другом месте на другой версии PSpice. К тому же всякий раз, когда на компьютере устанавливается новая версия PSpice, все операции по внесению модификаций и проверке их работоспособности придется повторить.

Формирование макромодели. Формирование макромодели устройства производится с использованием существующих встроенных в симулятор примитивов. Этот метод хорош для моделирования составных устройств, например, таких как оптроны. Обычно есть одна или несколько связей между компонентами составного устройства и они макромоделируются, хотя некоторые функции могут моделироваться абстрактно с использованием управляемых источников напряжения или тока. Метод работает не так хорошо, когда характеристики устройства даны в форме уравнения или в виде набора измеренных величин. В этих случаях, по возможности, необходимо прибегать к методам, например, как при синтезе логарифмической зависимости тока от напряжения, передавая ток через идеальный диод или считывая напряжение с диода. Макромодели, смонтированные этим методом, часто получаются весьма сложными, разработчику их трудно сопровождать, они могут быть медленными и неточными.

Поведенческое моделирование. Поведенческое моделирование (BehavioralModeling) является процессом разработки модели компонента или системы с точки зрения внешне наблюдаемого поведения, а не из описания их внутреннего устройства.

2 ЗАВИСИМЫЕ ИСТОЧНИКИ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА

Зависимые источники (рис. 1) широко используются при построении макромоделей и функциональных блоков. Их применение позволяет простыми средствами имитировать любые зависимости между напряжениями и токами, кроме этого, с их помощью очень просто организовывать передачу информации от одного функционального блока к другому.

В PSpice встроены следующие типы зависимых источников:

Е — источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН);

F — источник тока, управляемый током (ИТУТ);

G — источник тока, управляемый напряжением (ИТУН);

Н — источник напряжения, управляемый током (ИНУТ).

Форма описания включения в схему:

Первый символ <имя> <узел (+)> <узел (-)> <передаточная функция>

Первый символ имени должен соответствовать типу источника. Положительным направлением тока считается направление от узла (+) через источник к узлу (-). Далее указывается передаточная функция, которая может описываться разными способами:

Степенным полиномом: POLY (<выражение>)

Формулой: VALUE = (<выражение>)

Таблицей: TABLE (<выражение>)

Преобразованием Лапласа: LAPLACE (<выражение>)

Частотной таблицей: FREQ (<выражение>)

Полиномом Чебышева: CHEBYSHEV (<выражение>)

Рисунок 1. Зависимые идеальные источники

Источники сигналов сложной формы и разнообразные нелинейные приборы удобно моделировать с помощью источников напряжения