Лекции.ИНФО


Тема: «Построение схемы JK-триггера» (1 час)



Цель работы: построить принципиальную схему JK-триггера в среде MICRO-CAP V

Задание:

1. Осуществить вызов программы MICRO-CAP V

2. Для создания чертежа новой схемы в основном меню выбрать команду File, а затем в появившемся дополнительном окне выбрать команду New.

3. Нажатием кнопки Component в основном меню выполнить выбор компонента JKFF

4. После выбора элемента в нужном месте экрана щелкнуть левой кнопкой мыши для размещения выбранного компонента

5. В появившемся меню редактирования параметров JK-триггера задать для него необходимые параметры

6. Сохранить схему JK-триггера в файл на диске

 

 

Методические рекомендации:

Схематическое обозначение:
JKFF DFF
Формат описания схемы:

 

SPICE format:

Программой MC5 поддерживается два типа триггеров: негативный (JK) и позитивный (D).

Синтаксис:
U<имя> JKFF (<количество защелок>)
+<питание> <заземление>
+<контакт presetbar> <контакт clearbar> <контакт clockbar>
+<первый контакт J>...<последний контакт J>
+<первый контакт K>...<последний контакт K>
+<первый контакт Q>...<последний контакт Q>
+<первый выход QBAR>...<последний выход QBAR>
+<название временной модели> <модель ввода-вывода>
+[MNTYMXDLY=<значение выбора задержки>]
+[IO_LEVEL=<значение выбора подсхемы интерфейса>]

U<название> DFF (<количество защелок>)
+<питание> <заземление>
+<контакт presetbar> <контакт clearbar> <контакт clock>
+<первый вход D>...<последний вход D>
+<первый выход Q>...<последний выход Q>
+<первый выход QBAR>...<последний выход QBAR>
+<название временной модели> <модель ввода-вывода>
+[MNTYMXDLY=<значение выбора задержки>]
+[IO_LEVEL=<значение выбора подсхемы интерфейса>]
Примеры:
U1 JKFF(2) $G_DPWR $G_DGND
+PREBAR CLRBAR CLK
+J1 J2 K1 K2 Q1 Q2 Q1BAR Q2BAR
+D0_EFF IO_STD IO_LEVEL=1

U4 DFF(1) $G_DPWR $G_DGND
+PREB CLRB CLKIN
+DIN Q QBAR DLY_DFF IO_ACT

<количество защелок> определяет количество защелок в массиве. Контакты preset, clear, и clock - общие для всех защелок в каком-то массиве. Контакты preset и clear низкоактивны и для триггеров JK и для D. Синхронизированные триггеры изменяют состояние фронта таймера, падающий фронт для JK и поднимающийся фронт D. Логика защелок приводится в таблицах истинности.

Формат описания схемы:
Свойство PART: <название>.
Определяет название элемента.
Примеры:
U1
Uff
UJK

Параметр TIMING MODEL: <название временной модели>.
Этот атрибут определяет название временной модели для описания модели. Временная модель может быть определена в текстовой области, схематически или в библиотеках..

Примеры:
D0_EFF
DLY4
JKDLY

Параметр I/O MODEL: <название модели ввода-вывода>
Этот параметр определяет название модели ввода-вывода. Описание этой модели также возможно несколькими способами.

Примеры:
IO_STD_ST
IO_AC
IO_S

Свойство MNTYMXDLY: <значение выбора задержки>.
Этот атрибут определяет значение параметра MNTYMXDLY для выбора минимальной, типичной или максимальной задержки временной модели. Значение по умолчанию 0.

0 = значение DIGMNTYMX берется в Глобальных Настройках.
1 = минимальная задержка
2 = типичная задержка
3 = максимальная задержка
4 = относительная задержка (минимум/максимум)

Параметр IO_LEVEL: <значение выбора подсхемы интерфейса>.
Этот атрибут определяет параметр IO_LEVEL для выбора одной из необходимых четырех подсхем четырех AtoD или DtoA. Эта подсхема будет использоваться когда аналоговое устройство подключено к вентилю. Значение по умолчанию 0.

0 = Значение DIGIOLVL в Глобальных Настройках.
1 = AtoD1/DtоA1
2 = AtoD2/DtоA2
3 = AtоD3/DtоA3
4 = AtоD4/DtоA4

Свойство POWER NODE: <питание>.
Этот атрибут определяет контакт питания который будет задействован в случае подсоединения аналогового устройства к вентилю.

Пример:
$G_DPWR

Свойство GROUND NODE: <заземление>.
Этот атрибут определяет контакт заземления, который будет использоваться в случае подключения аналогового устройства к вентилю.

Пример:
$G_DGND


Оба указанных триггера меняют свое состояние после достижения активного фронта таймера. Активный фронт JKFF - это негативный, или понижающий фронт. Активный фронт DFF - это позитивный, или повышающий фронт.

Инициализация

Триггеры могут быть приведены в какое-то конкретное состояние с использованием DIGINITSTATE. Логические выходы устанавливаются в соответствии с таблицей:


DIGINITSTATE Выход триггера Q
0 0
1 1
Все другие значения X


DIGINITSTATE устанавливается в Глобальных Настройках. Также можно изменить это значение из какой-то конкретной схемы с помощью команды .OPTIONS.

X-уровни
Как и все остальные устройства, X-состояния не распространяются на выход если логика предотвращает такое стостояние. Например, если clearbar = X, и Q = 0, Q остаются равным 0, так как обе возможности clearbar (clearbar = 0 и clearbar = 1) обе выдают Q = 0. И похоже, если clearbar = X, и Q = 1, Q переходит в X так как обе возможности (clearbar = 0 и clearbar = 1) каждая выдают разные выходы Q.

Временные нарушения

Временные ограничения, указанные в таблице будут проверены только если значение не равно нулю. Если ограничение нарушается, эмулятор помещает предупреждающее сообщение в окно Цифровой Вывод (Numeric Output), и в текстовый файл CIRCUITNAME.TNO. Это окно доступно через меню Transient.

Синтаксис описания модели:
.model <название временной модели> UEFF ([параметры модели])

Пример:

.model JKDLY UEFF (tppcqlhty=10ns tppcqlhmx=25ns tpclkqlhty=12ns
+twpclty=15ns tsudclkty=4ns)

 

Таблица временных параметров синхронизированных триггеров
 
Название Параметр Единицы По умолчанию
TPPCQLHMN Задержка: от preb/clrb до q/qb от low дo hi, минимум Sec.
TPPCQLHTY Задержка: от preb/clrb до q/qb от low дo hi, номинал Sec.
TPPCQLHMX Задержка: от preb/clrb до q/qb от low дo hi, максимум Sec.
TPPCQHLMN Задержка: от preb/clrb до q/qb от hi дo low, минимум Sec.
TPPCQHLTY Задержка: от preb/clrb до q/qb от hi дo low, номинал Sec.
TPPCQHLMX Задержка: от preb/clrb до q/qb от hi дo low, номинал Sec.
TWPCLMN Задержка: min preb/clrb шириной low, минимум Sec.
TWPCLTY Задержка: min preb/clrb шириной low, номинал Sec.
TWPCLMX Задержка: min preb/clrb шириной low, максимум Sec.
TPCLKQLHMN Задержка: от края clk/clkb дo q/qb от low дo hi, минимум Sec.
TPCLKQLHTY Задержка: от края clk/clkb дo q/qb от low дo hi, номинал Sec.
TPCLKQLHMX Задержка: от края clk/clkb дo q/qb от low дo hi, максимум Sec.
TPCLKQHLMN Задержка: от края clk/clkb дo q/qb от hi дo low, минимум Sec.
TPCLKQHLTY Задержка: от края clk/clkb дo q/qb от hi дo low, номинал Sec.
TPCLKQHLMX Задержка: от края clk/clkb дo q/qb от hi дo low, максимум Sec.
TWCLKLMN Минимум clk/clkb шириной low, минимум Sec.
TWCLKLTY Минимум clk/clkb шириной low, номинал Sec.
TWCLKLMX Минимум clk/clkb шириной low, максимум Sec.
TWCLKHMN Минимум clk/clkb шириной hi, минимум Sec.
TWCLKHTY Минимум clk/clkb шириной hi, номинал Sec.
TWCLKHMX Минимум clk/clkb шириной hi, максимум Sec.
TSUDCLKMN Setup j/k/d дo края clk/clkb, минимум Sec.
TSUDCLKTY Setup j/k/d дo края clk/clkb, номинал Sec.
TSUDCLKMX Setup j/k/d дo края clk/clkb, максимум Sec.
TSUPCCLKHMN Setup preb/clrb hi дo края clk/clkb, минимум Sec.
TSUPCCLKHTY Setup preb/clrb hi дo края clk/clkb, номинал Sec.
TSUPCCLKHMX Setup preb/clrb hi дo края clk/clkb, максимум Sec.
THDCLKMN Фиксация j/k/d после края clk/clkb, минимум Sec.
THDCLKTY Фиксация j/k/d после края clk/clkb, номинал Sec.
THDCLKMX Фиксация j/k/d после края clk/clkb, максимум Sec.


Параметр ограничения синхронизации отличный от нуля будет сравнен со входными формами волны. Любые нарушения произведут ошибку в файле вывода. Синхронизация параметров ограничения, которые не определены в описании модели, определяют их значения через правила ограничения синхронизации.

Для более подробной информации смотрите раздел модели ввода-вывода.

 

 

Таблица истинности триггеров JK

    Входы     Выходы  
J K CLK PREBAR CLRBAR Q QBAR
X X X
X X X
X X X
X X Q' QB'
X X Q' QB'
FE Q' QB'
FE
FE
FE QB' Q'

Таблица истинности триггеров D

  Входы     Выходы  
D CLK PREBAR CLRBAR Q QBAR
X X
X X
X X
X Q' QB'
X Q' QB'
RE
RE

 

Параметры синхронных триггеров:

D - информационный вход триггера
CLK - синхронизирующий вход
J и K -информационные входы триггера
PREBAR - установка 1
CLRBAR - установка 0
Q - информационный выход
QBAR - инверсный информационный выход

Параметры PREBAR и CLRBAR служат для задания начальных условий.

В качестве X может быть что угодно, значение этого параметра не столь важно.
FE - задний фронт синхронизатора.
RE - передний фронт синхронизатора.
Q' - предыдущий информационный выход Q.
QB' - предыдущий инверсный информационный выход QBAR.

Так как триггер должен быть запускаемым фронтом чтобы создавать изменения на выходе, инициализация триггера может быть выбрана пользователем.

Контрольные вопросы:

1. Какие типы триггеров поддерживаются программой MICRO-CAP V? Приведите схематичное изображение данных типов триггеров.

2. Какие свойства и параметры используются при описании модели триггера?

3. Как осуществляется инициализация триггера?

Лабораторная работа № 9

Тема: «Анализ переходных процессов (Transient)» (1 час)

Цель работы: ознакомиться с методикой расчета характеристик в режиме RUN и получить навыки выполнения анализа переходных процессов.

 

Задание:

1. Загрузить схему JK-триггера

2. В меню окна схем выбрать режим Analysis и затем в развернувшемся окне выбрать строку Transient Analysis.

3. В окне задания параметров Limits включить кнопку Operating Point.

4. В меню Transient выбрать строку Runили нажать функциональную клавишу F2 (начало моделирования).

5. Результаты расчёта режима по постоянному току в виде графиков оформить в отчет.

Методические рекомендации

После создания чертежа принципиальной схемы и установки вспомогательных параметров переходят к расчету характеристик в режиме RUN. Доступен расчет нескольких видов характеристик. Перейдем к их подробному описанию.

Для выполнения этого анализа в меню окна схем нужно выбрать режим Analysis и затем в развернувшемся окне выбрать строку Transient Analysis (анализ переходных процессов). После этого программа отображается окно задания пределов моделирования и построения графиков Limits (рис.2).

В нём нужно будет включить кнопку Operating Point (Расчёт режима по постоянному току), как показано на рис. 2.1. После этого в меню Transient выбирают строку Runили нажимают функциональную клавишу F2 (начало моделирования). Результаты расчёта режима по постоянному току выводятся в виде графиков, итоговый вид которых показан на рис. 2.2.

 


Рис.2. Окно задания параметров Limits

 

На этом рисунке показаны графики входного и выходного сигналов.

 
 

Рассмотрим основные правила работы с программой МС5.

 

Рис.2. Результаты анализа, представленные в виде графиков

 

Диалоговое окно ограничений анализа переходных процессов

При выборе режима анализа переходных процессов (Transient analysis) из меню Analysis MC5 анализирует схему на ошибки и готовит внутренние структуры к анализу переходных процессов. Если ошибки не найдены, то появляется диалоговое окно Analysis Limits. Это диалоговое окно позволяет сделать дополнительные установки, например, такие как диапазон времени для выполнения, максимальный шаг по времени, параметры печати и другие опции. Диалоговое окно Analysis Limits разделено на пять областей: командные кнопки, числовые ограничения, опции сигнала, выражения и опции.

Кнопки управления

Run: При нажатии кнопки начинается выполнение анализа. Нажатие кнопки Run меню Tool или нажатие F2 также инициирует выполнение анализа.

Add: Кнопка добавляет еще одну строку для описания после строки, содержащей курсор. Строка состоит из поля опции и поля выражения. С помощью полосы прокрутки справа от поля выражения можно просматривать строку полностью.

Delete: Кнопка удаляет строку, на которой находится курсор.

Expand: Кнопка расширяет текстовое поле, где находится курсор, в большое диалоговое окно для редактирования или просмотра. Чтобы использовать эту возможность, нажмите мышь в нужном текстовом поле, и затем нажмите кнопку Expand.

Stepping (Изменение): эта команда вызывает диалоговое окно Stepping.

Help: эта команда вызывает раздел Справки для диалогового окна Transient Analysis Limits.

Stepping (изменение параметра элемента)

В системе МС5 имеется возможность анализа параметров и характеристик схемы при изменении какого-либо параметра элемента схемы. Для пошагового запуска используется вместе с режимом Single Step (см. далее).

Диалоговое окно Stepping: Это диалоговое окно вызывается изнутри анализа нажатием клавиши F11 или кнопки Stepping. Формат диалогового окна общий для всех трех типов анализа.

Изменение какого элемента (Step What): Имеется два окна, с помощью которых можно определить имя элемента и параметр, который будет изменяться.

From (Начиная с) – начальное значение параметра. При логарифмическом шаге это значение не должно быть меньше или равно 0.

To (До) – конечное значение параметра.

Step Value (с шагом) - шаг изменения параметра. Зависимость изменения шага может быть линейной, либо логарифмической.

Type (тип) – тип элемента схемы. Возможны два типа:

Component (компонент): В этом случае во втором окне Step What показывается список всех компонентов схемы.

Model (модель): В этом случае во втором окне Step What показывается список всех используемых моделей в схеме.

Status (состояние):

On (вкл.): Активизирует режим Stepping.

Off (выкл.): Выключает режим Stepping.

Method (метод):

Linear (линейный): В линейном методе значение шага добавляется к начальному значению, пока не будет достигнуто конечное значение.

Log (логарифмический): В этом методе начальное значение умножается на значение шага, пока не будет достигнуто конечное значение. Например, при значениях "from'' равным 2, ''to'' равным 16 и "Step value" равным 2, за исходные данные будут приняты значения параметров 2, 4, 8, и 16.

Числовые ограничения

Диапазон времени (Time Range): Это поле определяет диапазон времени моделирования. Формат - tmax [, tmin]. Например, '3u, 1u' определяет диапазон от 1 до 3 микросекунд. Анализ начинается установкой времени, равного tmin, затем выполняется до тех пор, пока время не дошло до tmax. Значение по умолчанию tmin = 0.

Максимальный шаг времени (Maximum Time Step): Это поле определяет максимальный шаг времени при выполнении. MC5 по умолчанию выбирает максимально большой шаг времени, насколько это возможно, непротиворечивый с поддержанием определенного допуска ошибки, RELTOL. Для схем, содержащих емкость или индуктивность, шаг времени увеличивается до определенного значения Maximum Time Step. При выборе маленького значения Maximum Time Step будет отображено большее количество точек и следовательно получатся более гладкие формы сигнала или характеристик. Это не обязательно подразумевает большую точность, а только более гладкие формы сигнала. Значение по умолчанию для максимального шага времени – (tmax-min)/50.

Число точек (Number of points): Число точек определяет, сколько точек должно быть напечатано, если инициализируется числовой вывод. Это определяет фактическое число строк в таблице распечатки. Значения в числовой таблице вывода берутся из фактических значений формы сигнала. Значение по умолчанию 51.

Температура (Temperature): Это поле определяет значение температуры, которое будет использоваться в течение анализа. Значение определяется в градусах по Цельсию. Формат: Высш[, Низш [, Шаг]]. Температура изменяется от низшей до высшей с приращением шага. Один полный анализ выполняется для каждого значения температуры. Если введено одиночное значение, анализ выполняется с этой температурой. При пропуске ввода шага производятся два исследования, один с высшей и один с низшей температурой. Температура анализа может использоваться как переменная в выражениях. Название переменной Temp.

Опции сигнала

Эти поля размещены ниже поля «Числовые ограничения» и слева от поля «Выражения». Каждая опция воздействует только на форму сигнала в своей строке. Функции опций следующие:

X Log/ Linear Scale: Изменение градуировки X-оси между линейным и логарифмическим масштабами. Логарифмический масштаб требует положительных диапазонов изменения величины. Иконка слева относится к логарифмическому масштабу. Иконка справа обозначает линейный масштаб.

Y Log/Linear Scale: Изменение градуировки Y-оси между линейным и логарифмическим масштабами.

Цвет: Обращение к меню Color. Имеются 16 возможных цветовых выборов для каждого сигнала. Кнопка отражает выбранный цвет.

Числовой вывод: Выбор сигнала для числового вывода. Числовой вывод связан с файлом по имени CIRCUITNAME.TNO и также отображается в окне «Числовой вывод». Число напечатанных значений определяется значением, помещенным в “Number of Points” в «Числовые ограничения».

Монте Карло: Вызов подпрограммы Монте Карло для выполнения статистического анализа. Только один вид сигнал может быть выбрана для анализа Монте Карло.

Выражения

Эти поля определяют горизонтальные и вертикальные оси. MC5 может оценивать и выводить большое число зависимостей для любой оси. Обычно они простые, одна переменная, например, T(время), V(1) (напряжение в узле 1), или D (1) (цифровое состояние узла 1). Они могут, однако, быть более сложными выражениями подобно V(2)*I(V1)*sin(2*PI*1E6*T).

X выражение (X Expression): поля в этом столбце используются для определения выражения переменных оси X. Обычно этот столбец содержит простое выражение: T (время), но, подобно H(K1) (H – напряженность поля в сердечнике K1), также могут использоваться более сложные выражения.

Y выражение(Y Expression): поля в этом столбце используются для определения выражения переменных оси Y. Обычно это поле содержит простые выражения для напряжения узла подобно V (12,11), или току источника подобно I(V1), но могут использоваться более сложные выражения подобно V (VCC) *I (VCC) (мощность, затрачиваемая источником VCC).

X диапазон (X Range): поля в этом столбце устанавливают шкалу для оси X. Формат Высш [, Низш]. Например, чтобы определить диапазон от 1 мкс до 10 мкс, напечатайте "10u, 1u". Значение по умолчанию для Низш = 0. Ключевое слово “Auto” может использоваться, чтобы запросить автоматическое определение диапазона.

Y диапазон (X Range): поля в этом столбце устанавливают шкалу для оси Y.

Формат (Fmt): Это поле определяет формат вывода чисел – значений выражения в конкретных точках. Эти значения можно выводить, нажимая клавишу P, а также в режиме курсора на заключительном графике. Имеются два возможных формата. Первый формат - L.R. Целое число R устанавливает количество цифр справа от десятичной точки, когда число напечатано. Точно так же целое число L устанавливает количество знакомест для цифр слева от десятичной точки. "5.3" определяет, что 5 мест слева от десятичной точки и три места справа от десятичной точки доступны для отображения числа. Второй формат - Re, который представляет число в экспоненциальном формате. "3e " определяет три цифры справа от десятичной точки типа 1.234e06. Слева от десятичной точки всегда будет только 1 цифра.

Опции

Список опций расположен справа от поля числовых ограничений. Эти опции управляются или через выпадающий список, или флажком. Опции запуска (Run options) и переменные состояния (State variables) управляются раскрывающимся списком. Нажатие на раскрывающейся кнопке стрелки выдаст список опций. Список может также быть активизирован, нажимая ALT + (подчеркнутый символ в заголовке списка), и список может затем быть пролистан клавишами курсора. Остальные опции имеют флажки переключения. Нажатие мыши в поле переключит опции “вкл.” или “выкл.”, что контролируется по наличию галочки.

Опции, включают:

Опции запуска (Run options):

Normal: Эта опция выполняет моделирование без сохранения на диск.

Save: При выборе этого пункта моделирование выполняется с сохранением данных на диск. Текстовый файл данных - CIRCUITNAME.TSA.

Восстановление (Retrieve): В этом пункте загружаются предварительно сохраненное моделирование и графики. Чтение файла данных – CIRCUITNAME.TSA.

Переменные состояния (State variables):

Zero: Устанавливаются начальные значения переменных состояния (напряжения узлов, токи(потоки) катушки индуктивности, цифровые состояния) в ноль или “X”.

Read: Читается предварительно сохраненный набор переменных состояния и используется как начальные значения для выполнения моделирования. Чтение файла данных - CIRCUITNAME.TOP. Эти файлы создаются в State Variables Editor (Редакторе переменных состояния).

Оставление (Leave): При этом остаются текущие значения переменных состояния. Они сохраняют свои последние значения. Если же это первое выполнение, то они нулевые.

Рабочая точка (Operating Point): Вычисляет рабочую точку, изменяя переменные состояния в результате. Рабочая точка записывается поверх любых начальных условий, которые, возможно, были установлены.

Только рабочая точка (Operating Point Only): Вычисляется только рабочая точка на постоянном токе. Никакие переходные процессы не рассматриваются. Переменные состояния оставляются с конечными значениями рабочей точки. Это - способ, которым Вы устанавливаете значения до использования опции “View Node Voltages/States” (просмотр напряжений/состояний узла), для отображения напряжения узлов непосредственно на схеме.

Автоматическая установка диапазона шкалы (Auto Scale Ranges): Устанавливает диапазоны по осям X и Y в “Auto” для каждого нового выполнения анализа. Если флажок отсутствует, то используются существующие значения масштаба из описания полей диапазона.

Контрольные вопросы:

1. Как перейти к расчету характеристик в программе MICRO-CAP V?

2. На какие области разделено диалоговое окно Analysis Limits?

3. Определите назначение следующих кнопок управления: Run, Add, Expand, Stepping.

4. Как можно выполнить анализ параметров и характеристик схемы при изменении какого-либо параметра элемента схемы?

5. На какие параметры можно наложить числовые ограничения?

6. Для чего служат поля «Опции сигнала» и «Выражения»?

 

 

Лабораторная работа № 10

Тема: «Анализ по переменному току (AC)» (1 час)

 

Цель работы:изучить возможности среды MICRO-CAP V для анализа устройств в частотной области и построения графиков АЧХ и ФЧХ.

Задание:

1. Загрузить схему JK-триггера

2. Открыть диалоговое окно Analysis Limit.

3. Изучить командные кнопки, числовые ограничения, опции сигнала, выражения и опции открытого диалогового окна.

4. Выполнить расчет АЧХ и ФЧХ для схемы избирательного усилителя.

5. Полученные данные оформить в виде отчета.

 

Методические рекомендации

Этот вид анализа предназначен для анализа устройств в частотной области и построения графиков АЧХ и ФЧХ. Диалоговое окно Analysis Limit разделено на пять областей (аналогично окну «Анализ переходных процессов»): командные кнопки, числовые ограничения, опции сигнала, выражения и опции.

Кнопки управления

Все кнопки имеют аналогичные функции, как и для окна Анализа переходных процессов.

Числовые ограничения

Диапазон частот (Frequency Range): Это поле определяет диапазон частот моделирования. Формат - fmax [, fmin]. Например, '100k, 10' определяет диапазон от 10 Гц до 100 кГц. Анализ начинается установкой частоты, равной fmin, затем выполняется до тех пор, пока частота не дойдет до fmax. Определение одиночного значения производит одиночное вычисление в значении частоты.

Число точек (Number of points): аналогично Анализу переходных процессов.

Температура (Temperature): аналогично Анализу переходных процессов.

Максимальное изменение (Maximum Change %): Это поле определяет предел скорости изменения первого графика сигнала. Это используется для создания гладких кривых. Введенное значение интерпретируется как процент. Максимальное изменение воздействует только на исследования, для которых выбрано автоматическое изменение шага частоты из меню Frequency Step.

Вход шума (Noise Input): Это поле используется, чтобы определить имя источника, где вычисляется входной шум. Это поле применяется только к вычислению Inoise.

Выход шума(Noise Output): Это поле используется, чтобы определить узел, в котором вычисляется выходной шум. Формат - Node1[, Node2]. Два узла, отделяемые запятой, определяют дифференциальное напряжение шума выхода. Это поле применяется только, если переменные Inoise и Onoise вычислены.

Опции сигнала

Все кнопки имеют аналогичные функции, как и для окна Анализа переходных процессов.

Выражения

Эти поля определяют горизонтальные и вертикальные оси. MC5 может оценивать и выводить большое число зависимостей для любой оси. Обычно они простые, одна переменная, например, F (частота) или V (1) (напряжение в узле 1). Однако они могут быть более сложными выражениями подобно V(2)*I(V1).

X выражение (X Expression): поля в этом столбце используются для определения выражения переменных оси X. Обычно этот столбец содержит простое выражение: F (частота), но могут также использоваться более сложные выражения подобно I(L1) (переменный ток, протекающий через L1).

Y выражение (Y Expression): поля в этом столбце используются для определения выражения переменных оси Y. Обычно, это поле содержит простые выражения для напряжения узла подобно V (12,11), или току источника подобно I (V1), фазы сигнала в узле 1 ph (V(1)), но могут использоваться более сложные выражения подобно V (VCC) *I (VCC) (мощность, затрачиваемая источником VCC).

X диапазон (X Range): поля в этом столбце устанавливают шкалу для оси X. Формат Высш [,Низш]. Например, чтобы определить диапазон от 2 кГц до 2 МГц, напечатайте "2Meg, 2k". Значение по умолчанию для Низш = 0. Ключевое слово “Auto” может использоваться, чтобы запросить автоматическое определение диапазона.

Y диапазон (X Range): поля в этом столбце устанавливают шкалу для оси Y.

Формат (Fmt): аналогично Анализу переходных процессов.

Опции

Список опций расположен справа от поля числовых ограничений. Эти опции управляются или через выпадающий список или флажком. Опции запуска (Run options) и переменные состояния (State variables) управляются раскрывающимся списком. Нажатие мыши на раскрывающейся кнопке стрелки выдаст список опций. Список может также быть активизирован, нажимая ALT + (подчеркнутый символ в заголовке списка), и список может затем быть пролистан клавишами курсора. Остальные опции имеют флажки переключения. Нажатие мыши в поле переключит опции “вкл.” или “выкл.”, что контролируется по наличию галочки.

Опции включают:

Опции запуска (Run options):

Normal: Эта опция выполняет моделирование без сохранения на диск.

Save: При выборе этого пункта, моделирование выполняется с сохранением данных на диск. Текстовый файл данных – CIRCUITNAME.ASA.

Восстановление (Retrieve): В этом пункте загружаются предварительно сохраненное моделирование и графики. Чтение файла данных – CIRCUITNAME.ASA.

Шаг частоты (Frequency Step):

Auto: Автоматический выбор шага. Этот метод обычно используется при первом запуске.

Fixed Linear: Этот метод в линейном масштабе распределяет число точек. Поле числа точек (Number of Points) определяет количество воспроизведенных точек.

Автоматическая установка диапазона шкалы (Auto Scale Ranges): Устанавливает диапазоны по осям X и Y в “Auto” для каждого нового выполнения анализа. Если флажок отсутствует, то используются существующие значения масштаба из описания полей диапазона.

На рис.2.2 приведены примеры расчета АЧХ и ФЧХ для схемы избирательного усилителя, изображенного на рис.1.3.

 

 

Рис.2.4. Пример расчета АЧХ и ФЧХ

 

 

 

 

Рис.2.4. Пример расчета АЧХ и ФЧХ

 

Контрольные вопросы:

1. Для чего предназначен анализ по переменному току?

2. Какое поле определяет диапазон частот моделирования?

3. Какая опция выполняет моделирование без сохранения на диск?

Лабораторная работа № 11

Тема: «Расчет передаточных характеристик по постоянному току (DC)»

(1 час)

Цель работы:изучить принципы расчета передаточных характеристик по постоянному току в среде MICRO-CAP V.

 

Задание:

1. Загрузить схему JK-триггера

2. Открыть диалоговое окно Analysis Limit.

3. Изучить кнопки управления, числовые ограничения, опции сигнала и выражения, используемые при расчете передаточных характеристик.

4. Выполнить расчет передаточных характеристик по постоянному току для схемы избирательного усилителя.

5. Полученные данные оформить в виде отчета.

 

Методические рекомендации

Диалоговое окно Analysis Limit разделено на пять областей (аналогично окну Анализа переходных процессов): командные кнопки, числовые ограничения, опции сигнала, выражения и опции.

Кнопки управления

Все кнопки имеют аналогичные функции, как и для окна Анализа переходных процессов.

Числовые ограничения

Диапазон входа 2 (Input 2 range): Это поле определяет первоначальное, конечное значение и шаг изменения вторичного независимого источника напряжения/тока. Формат – Конечн [, Начальн [, Шаг]]. Начальное значение по умолчанию равно 0, шаг по умолчанию равен разности Конечн - Начальн.

Вход 2 (Input 2): Это поле определяет имя вторичного источника. Напишите NONE, если вторичный источник не используется.

Диапазон входа 1 (Input 1 range): Это поле определяет первоначальное, конечное значение и шаг изменения основного независимого источника напряжения/тока. Формат – Конечн [, Начальн [, Макс Шаг]]. Макс Шаг определяет максимально возможный шаг во время изменения.

Вход 2 (Input 2): Это поле определяет имя основного источника.

Число точек (Number of points): аналогично Анализу переходных процессов.

Температура (Temperature): аналогично Анализу переходных процессов.

Максимальное изменение (Maximum Change %): Это поле определяет предел скорости изменения первого графика сигнала. Это используется для создания гладких кривых. Введенное значение интерпретируется как процент.

Опции сигнала

Все кнопки имеют аналогичные функции, как и для окна Анализа переходных процессов.

Выражения

Эти поля определяют горизонтальные и вертикальные оси. MC5 может оценивать и выводить большое число зависимостей для любой оси.

X выражение (X Expression): поля в этом столбце используются для определения выражения переменных оси X.

Y выражение(Y Expression): поля в этом столбце используются для определения выражения переменных оси Y.

X диапазон (X Range): поля в этом столбце устанавливают шкалу для оси X. Формат Высш[,Низш]. Значение по умолчанию для Низш = 0. Ключевое слово “Auto” может использоваться, чтобы установить автоматическое определение диапазона.

Y диапазон (X Range): поля в этом столбце устанавливают шкалу для оси Y.

Формат (Fmt): аналогично Анализу переходных процессов.

Опции

Список опций расположен справа от поля числовых ограничений. Эти опции управляются или через выпадающий список, или флажком. Опции запуска (Run options) и переменные состояния (State variables) управляются раскрывающимся списком. Нажатие мыши на раскрывающейся кнопке стрелки выдаст список опций. Список может также быть активизирован, нажимая ALT + (подчеркнутый символ в заголовке списка), и список может затем быть пролистан клавишами курсора. Остальные опции имеют флажки переключения. Нажатие мыши в поле переключит опции “вкл.” или “выкл.”, что контролируется по наличию галочки.

Опции включают:

Опции запуска (Run options):

Normal: Эта опция выполняет моделирование без сохранения на диск.

Save: При выборе этого пункта моделирование выполняется с сохранением данных на диск. Текстовый файл данных – CIRCUITNAME.DSA.

Восстановление (Retrieve): В этом пункте загружаются предварительно сохраненное моделирование и графики. Чтение файла данных – CIRCUITNAME.DSA.

Автоматическая установка диапазона шкалы (Auto Scale Ranges): Устанавливает диапазоны по осям X и Y в “Auto” для каждого нового выполнения анализа. Если флажок отсутствует, то используются существующие значения масштаба из описания полей диапазона.

Контрольные вопросы:

1. Для чего выполняется расчет передаточных характеристик по постоянному току?

2. Какие числовые ограничения доступны в этом виде расчета?

Лабораторная работа № 12

Тема:«Просмотр результатов моделирования»(1 час)

 

Цель работы: изучить возможные режимы для просмотра и аннотирования графика анализа.

Задание:

1. Загрузить схему JK-триггера

2. Изучить режимы просмотра и оформления результатов анализа в среде MICRO-CAP V.

3. С помощью режима Добавление графических объектов к схеме JK-триггера добавить прямоугольник, другие графические объекты

4. Сохранить видоизмененный документ.

Методические рекомендации









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-26; Просмотров: 120;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная