Лабораторная №1 (ОЭУ (Отчеты по лабам 1 и 2)), страница 2

Числовые значения параметров компонентов представляются в виде:

– действительных чисел с фиксированным десятичным знаком (точкой). Например, сопротивление 1,5 кОм, записывается как 1500, а емкость 1 мкФ как 0.000001;

– действительных чисел с плавающим десятичным знаком - научная нотация. Например, емкость 1 мкФ записывается как 1Е-6;

– действительных чисел с плавающим десятичным знаком - инженерная нотация, согласно которой различные степени 10 обозначаются следующими суффиксами (таблица 1).

При этом большие и малые буквы не различаются. Для большей наглядности после стандартных суффиксов разрешается помещать любые символы, которые при интерпретации чисел не будут приниматься во внимание. Например, сопротивление 1,5 Мом может быть записано как 1.5MEG, 1.5meg или 1500К, емкость 1 мкФ как 1U, 1u, 1uF или 1UF. Пробелы между числом и буквенным суффиксом не допускаются.

Таблица 1 – Принятые в Microcap обозначения десятичных суффиксов

После расположения нужных элементов выполняют их соединение проводниками. В Microcap 9 существует два режима ввода проводников: Wire Mode и Diagonal Wire Mode. Для входа в эти режимы в панели инструментов нужно нажать на пиктограммы или соответственно. Соединение компонентов между собой осуществляется, как правило, в режиме ввода ортогональных проводников (Wire mode). Для этого указатель "мыши" устанавливается в точку, из которой будет выходить проводник. Затем, нажимая и удерживая левую кнопку, ведут линию в конечную точку соединения и там кнопку отпускают.

2.3 Источники тестовых сигналов

При моделировании схем используются различные тестовые сигналы. Источники этих сигналов находятся в библиотеке Analog Primitives → Waveform Sources.

Для питания используются источники постоянного напряжения (Battery) и источники постоянного тока (Isourse).

Батарея (Battery) представляет собой источник постоянного напряжения, при этом напряжение на его выводах равно заданному значению, независимо от подключенной внешней цепи.

Компонент Isourse представляет собой источник постоянного тока, при этом выходной ток равен заданному значению, независимо от подключенной внешней цепи.

Для аналогового моделирования наиболее часто используются источники синусоидального и импульсного сигнала. Для этого в Microcap есть компоненты двух типов источников тестового сигнала Sine source и Pulse source.. Перед моделированием необходимо задать параметры этих источников.

Источник синусоидального сигнала воспроизводит кривую вида:

В таблице 2 приведены параметры источника синусоидального сигнала, которые задаются в диалоговом окне для ввода параметров. Отметим, если TAU = 0, то выражение (6, а) принимается в виде:

Таблица 2 – Параметры источника синусоидального сигнала

Источник импульсного сигнала выдает сигнал, форма и параметры которого иллюстрируются рисунком 4, а в таблице 3 приведены его параметры.

Рисунок 4 – Форма выходного сигнала источника Pulse Source

Таблица 3 – Параметры источника импульсного сигнала

Пример введенной схемы показан на рисунке 5.

Рисунок 5 – Пример схемы (RC - цепочка)

3 Моделирование схемы

После того, как создана принципиальная схема или создано ее текстовое описание, переходят к расчету характеристик, выби­рая в меню Analysis один из видов анализа:

Transient, Alt+1 — расчет переходных процессов;

AC, Alt+2 — расчет частотных характеристик;

DC, Alt+3 — расчет передаточных функций по постоянному току (при вариации постоянной составляющей одного или двух источни­ков сигналов, вариации температуры или параметров моделей компонентов);

Dynamic DC, Alt+4 — расчет режима по постоянному току и ди­намическое отображение на схеме узловых потенциалов, токов ветвей и рассеиваемой мощности;

Transfer Function, Alt+5 — расчет малосигнальных передаточ­ных функций в режиме по постоянному току;

Sensitivity, Alt+6 — расчет чувствительности режима по посто­янному току.

3.1 Моделирование во временной области (Transient Analysis)

После перехода в режим анализа во временной области и при отсутствии ошибок открывается окно задания параметров моделирования Transient Analysis Limits, показанное на рисунке 6.

Рисунок 6 – Окно задания параметров моделирования

В окне задания параметров моделирования имеются команды, числовые параметры, управляющие процессом моделирования, параметры, управляющие выводом результатов моделирования и опции.

Команды:

Run – начало моделирования;

Add – добавление еще одной спецификации вывода результатов после строки, отмеченной курсором;

Delete – удаление строки спецификации вывода результатов, отмеченной курсором;

Expand – открытие дополнительного окна для ввода текста большого размера при расположении курсора в одной из граф, содержащих выражения, например Y Expresion;

Stepping – открытие диалогового окна задания вариации параметров;

Properties – открытие диалогового окна, имеющего 5 или 6 за­кладок: Plot— управление выводом графиков на экран и на прин­тер, Scales and Formats — выбор масштабов по осям координат, Colors, Fonts and Lines — выбор цвета объектов, параметров шрифта и типа линий, Header— нанесение заголовков в выходных числовых данных, Save Curves выбор одной или нескольких пере­менных для сохранения в файлах User Source, только в режиме Transient, Tool Bar— нанесение пиктограмм команд на панель инструментов;

Help – вызов помощи.

Числовые параметры моделирования:

Time Range – определяет конечное и начальное время моделирования в формате [Tmax,Tmin]. По умолчанию Tmin = 0. Например, задание "1.2ms,0.4ms" задает интервал моделирования от 0,4 до 1,2 мс. Отрицательные значения не допускаются.

Maximum Time Step – максимальный шаг интегрирования. Расчет переходных процессов ведется с выбираемым автоматически переменным шагом, величина которого определяется допустимой относительной ошибкой RELTOL = 0.001 , определяемой в глобальных установках Global Settings. Изменяя этот параметр можно повысить точность вычислений и улучшить качество кривой переходного процесса, выводимого на экран. Если этот шаг не задан (или задан равным нулю), то максимальный шаг интегриро­вания полагается равным (Tmax—Tmin)/50.

Number of Points – количество точек, выводимых в таблицы, по умолчанию принимается 51, минимальное значение 6.

Temperature – диапазон изменения температуры в градуса Цельсия. Формат High, Low, Step. При изменении температуры изменяются параметры компонентов, имеющие ненулевой температурный коэффициент ТС, а также ряд параметров полупроводниковых приборов. Если параметр Step (шаг) опущен, то анализ выполняется при двух значениях температуры: Low (минимальный) и High (максимальный). Если опущены оба параметра Low и Step, то расчет производится при единственной температуре, равной High.

Вывод результатов моделирования:

Управление выводом результатов осуществляется с помощью пиктограмм и выражений.

Ниже приводятся пиктограммы в порядке их изображения в окне слева направо и действия, выполняемые при их выборе.

– переключение между логарифмической и линейной шкалой по оси Х;

– переключение между логарифмической и линейной шкалой по оси Y;