КНИГА

1.4. Стандартная библиотека моделей компонентов

Числовые значения параметров компонентов системы Micro-CAP II содержатся в библиотеке library.***. Библиотека содержит параметры до 100 компонентов каждого типа. Пользователь может при желании создавать свои библиотеки моделей компонентов, снабжая их уникальными расширениями (обозначенными в общем как ***). Каждый компонент библиотеки характеризуется порядковым номером и именем, на которые может осуществляться ссылка при работе с библиотекой.

Вызов библиотек осуществляется командой Library основного меню Micro- CAP II. Указанное действие вызывает подменю библиотек вида: Standard components
Library STD

0 :Opamps	<Операционные усилители>
1 :Diodes	<Диоды>
2 :Bipolar transistors	<Биполярные транзисторы>
3 :MOS transistors	<МДП-транзисторы>
4 :Programmable waveforms	<Программируемые источники>
5 :Sinusoidal sources	<Синусоидальные источники>
6 :Transformes	<Трансформаторы>
7 :Polynomial sources	<Полиномиальные источники>
8 :Printer copy of library	<Печать копии библиотеки>
9 :Passive component labels	<Пассивные компоненты>
10:Retrieve a library	<Вызов библиотеки>
11:Save a library	<Сохранение библиотеки>
12:Rename current library	<Переименование библиотеки>
13:Quit	<Выход>
14:Change colors	<Изменение цвета>

Your choice?
<Ваш выбор?>

В верхних строчках подменю указывается имя библиотеки стандартных компонентов (в данном случае STD). Вызов желаемого режима осуществляется указанием соответствующего числа. При обращении к стандартным компонентам (команды 1 - 7) вызываются таблицы параметров компонентов, описанные выше, а также подменю команд управления:

E:Edit	N:Next	L:Last	C:Copy
		<Предыдущий>	<Копирование>
A:Alter alias	J:Jump	Q:Quit
<Название>	<Перейти>	<Выход>

Команды позволяют:

- производить коррекцию параметров элементов (E),

- формировать имя модели (А),

- переходить на следующую (N) или предыдущую модель (L),

- переходить на модель с желаемым порядковым номером или именем (J),

- копировать выбранную модель под желаемым порядковым номером (С),

- выходить из редактора библиотек (Q).

Все указанные операции вызывают дополнительные запросы:

Jump to whitch type (0 - 99) or alias?

<Перейти на следующий тип (0 - 99) или имя?>

Enter type number of first recipient type?

<Введите номер предыдущего типа?>

Enter type number of last recipient type?

<Введите номер последующего типа?>

Enter the new alias?

<Введите новое имя?>

Рассмотрим более подробно диалог в ходе операций изменения параметров модели. После выбора режима Е выводится дополнительное сообщение:

Enter parameter nember to edit or press to started at the top?

<Введите номер корректируемого параметра или нажмите Enter для корректировки cначала?>

Для коррекции желаемого параметра вводится его порядковый номер, после чего значение параметра выделяется яркостью или цветом. Для изменения параметра необходимо дополнительно набрать Е, после чего старое значение параметра заменяется знаком ? и разрешается ввод нового значения параметра. Перемещение на изменение нового параметра осуществляется стрелками, после чего процедура повторяется.

Необходимо отметить, что изменение параметров модели происходит лишь в оперативной памяти машины. Для сохранения новых параметров в библиотеке моделей необходимо записать измененную библиотеку на диск, используя пункт 11:Save... меню библиотек. При этом запрашивается имя библиотеки, в которую копируется измененная. Для копирования в старую библиотеку достаточно подтвердить запрос нажатием Enter.

Рассмотрим особенности других пунктов подменю библиотек.

Пункт 8 позволяет распечатать содержание библиотеки моделей с указанием названий и параметров всех компонентов. Пункт 9 позволяет организовать или скорректировать библиотеку пассивных компонентов. Пункт 10 позволяет загрузить желаемую библиотеку. Пункт 11, как отмечалось выше, позволяет сохранить скорректированные значения параметров моделей компонентов. Пункт 12 изменяет название библиотеки, 13 - обеспечивает выход из подменю библиотек в основное меню Micro-CAP II, и, наконец, пункт 14 изменяет цвета при просмотре и корректировке библиотек.

Рассмотрим далее режимы анализа электронных схем, поддерживаемые Micro-CAP II. Анализ схемы задается командой А основного меню. При этом полезно перед началом анализа разметить узлы схемы при помощи команды N. Рассмотрим последовательно все виды анализа. 1.5. Aнализ переходных процессов (Transient)

В этом режиме моделируется работа схемы во временной области, т.е.вычисляются временные зависимости напряжений и токов в схеме. Расчет переходных процессов производится интегрированием уравнений состояния схем конечно-разностным методом с автоматически изменяющимся шагом во времени.

К сожалению, пока нет полностью устойчивых методов расчета переходных процессов. Поэтому не исключено, особенно при неудачном выборе шага и большом разбросе постоянных времени отдельных цепей схем, что решение пойдет вразнос и его результаты будут неверными. В этом отношении система Micro- CAP II несколько уступает системе PSPICE, снабженной более совершенными математическими методами расчета. Однако по большому счету PSPICE также не гарантирует сходимость решения для любых схем. Более того, Micro-CAP в некоторой степени более удачен потому, что результаты расчета выводятся на экран в виде графиков по ходу решения, что позволяет вовремя остановить процесс, не дожидаясь, пока алгоритм, бесполезно "прогнав" сотни тысяч раз бессмысленные наборы чисел, выйдет, наконец, на постпроцессор обработки графической информации.

При задании режима Transient (расчет переходных процессов) на экран выводится таблица параметров и опций анализа: Аnalyses Limits

Simulation time (Tmax/Tmin/Timestep)	<Время моделирования>
Display time (Dmax/Dmin/Printstep)	<Время индикации>
Maximum accuracy (%)	<Максимальная ошибка>
Upper trace A waveform spec	<Верхний луч А>
Upper trace B waveform spec	<Верхний луч В>
Upper trace range (High/Low)	<Масштаб верхних лучей>
Lower trace A waveform spec	<Нижний луч А>
Lower trace B waveform spec	<Нижний луч В>
Lower trace range (High/Low)	<Масштаб нижних лучей>
Zero,Read,Leave initial values (Z,R,L)	<Нулевые,считанные, предыдущие начальные условия>
Edit/review initial conditions (Y,N)	<Коррекция/просмотр начальных условий>
Dump node waveform to user file (Y,N)	<Вывод узловых осцил- лограмм в файл USER>
Calculate D.C. operating point (Y,N)	<Расчет начальных значений из режима постоянного тока>
Temperature (Low/High/Step)	<Температура (низшая, высшая, шаг)>
Number of cases	<Число серий расчетов при статистическом анализе>
Output to Disk, Printer,None(D,P,N)	<Вывод таблицы численных значений на диск, принтер, нет вывода>
Save, Retrive, Normal run (S,R,N)	<Сохранить, считать старые данные или произвести обычный расчет>
Default plotting parameters (Y,N)	<Параметры печати определены?>

Are these correct (Y,N,Esc=Abort) ?
<Условия удовлетворяют (Да,нет, Esc=выход)?>

В режиме Transient Micro-CAP II позволяет вывести на дисплей одновременно 4 расчетные временные зависимости для напряжений или токов в схеме, которые располагаются в двух сетках-экранах (имитируется работа двух двухлучевых осциллографов). При этом возможно задавать разные масштабы токов или напряжений для каждой из зависимостей. Временные масштабы одинаковы для обоих экранов. В дальнейшем эти зависимости мы будем именовать осциллограммами, помня, что речь идет не более чем об их имитации.

Рассмотрим смысл параметров и опций таблицы. Параметры:
Simulation time (Tmax/Tmin/Timestep)
Display time (Dmax/Dmin/Printstep)
определяют полное время расчета переходного процесса и временной интервал, выводимый на дисплей в форме: конечное время/начальное время/шаг по времени. Полная форма задания используется в случае, если начальный шаг расчета и шаг вывода информации необходимо жестко определить. В противном случае возможно задание лишь параметров Tmax и Dmax.

Параметр:

Maximum accuracy (%)
определяет допустимую максимальную погрешность расчета.

Опции и параметры:

Upper trace A waveform spec

Upper trace B waveform spec

Upper trace range (High/Low)

Lower trace A waveform spec

Lower trace B waveform spec

Lower trace range (High/Low)
определяют номера узлов схемы, потенциалы которых выводятся в виде осциллограмм и масштабы указанных осциллограмм в виде : максимальное/минимальное значения величины (осциллограммы А и В на верхнем и нижнем экранах). Возможен вывод осциллограмм разности потенциалов между узлами в виде:
N1/N2/V,
где N1 и N2 - номера узлов.

Аналогично, но с указателем I выводится ток ветви, соединяющей узлы N1 и N2. Мощность на резисторе, объединяющем узлы, выводится с указателем P, а реактивная мощность как произведение мгновенных значений тока на напряжение - с указателем E. Масштабы для лучей А и В задаются через косую черту, например, запись

Upper trace range (High/Low)

-15/15

означает, что на верхнем экране масштаб луча А - 0 ... 5, луча В -15 ... 15.

Опция

Zero,Read,Leave initial values (Z,R,L)
используется для изменения режима расчета переходных процессов. При задании Z каждый новый сеанс расчета начинается с нулевых начальных условий. Задание параметра L позволяет в каждом последующем сеансе использовать в качестве начальных условий конечные значения предыдущего сеанса (продолжить расчет). При задании параметра R программа считывает в качестве начальных условий значения, записанные на диск по команде 5:Save values выходного меню анализа (см. ниже). Если сохранение параметров не было произведено, программа выдает предупреждающий звуковой сигнал и берет в качестве начальных условий выходные значения предыдущего сеанса.

Опция

Edit/review initial conditions (Y,N)
позволяет осуществлять корректировку начальных значений для расчета переходного процесса в схеме. При этом до начала расчета появляется новое подменю: Initial Values Editor
<редактор начальных условий>

1:Node voltages	<Узловые напряжения>
2:Inductor currents	<Токи индуктивностей>
3:Reset all values to zero	<Установка всех величин в 0>
4:Read values from disk file	<Чтение величин с диска>
5:Write values to disk file	<Запись величин на диск>
6:Start simulation	<Начало расчета>

Назначение команд вполне очевидно. Команда 6 выводит программу на начало анализа переходных процессов.

Опция

Dump node waмeform to user file (Y,N)
позволяет записать данные переходного процесса на диск в файл типа USER, который впоследствии может быть использован для гармонического анализа по директиве Fourier. При этом перед началом расчетов программа запрашивает номер файла данных типа USER.N (число от 0 до 9).

Опция

Calculate D.C. operating point (Y,N)
определяет (Y) предварительный расчет начальных условий по постоянному току для анализа переходных процессов.

Параметр

Temperature (Low/High/Step)
позволяет провести анализ температурных зависимостей в схеме.

Опция

Number of cases

позволяет осуществлять статистический анализ схемы. При задании одной серии происходит расчет схемы при средних значениях параметров элементов схем без учета их разброса (напомним, что допуски элементов задаются параметрами Tolerance в библиотеках моделей). При числе серий более одной генератор случайных чисел задает разброс параметров элементов, после чего производится анализ. Следует при этом помнить, что для выявления влияния допусков компонентов на характер переходного процесса следует начинать расчет при одинаковых начальных условиях. Запись выходных данных на диск в этом случае осуществляется для каждого сеанса расчета в отдельный файл, имя или расширение которого модифицируется Micro-CAP II автоматически.

Опция

Output to Disk, Printer,None(D,P,N)
позволяет вывести таблицу численных значений величин в схеме на диск (D) или принтер (P). При этом перед началом анализа вводятся дополнительные параметры:

Enter the maximum number of digits to the

left of the decimal point?

<Введите максимальное количество знаков слева от

десятичной точки?>

Enter the maximum number of digits to the

right of the decimal point?

<Введите максимальное количество знаков справа от

десятичной точки?>

This allows a maximum of N nodes to be printed out.

OK? (Y/N)

<Может быть записано не более N узлов. Достаточно?>

Press to terminate entry process

Enter printout node number 1?

<Нажмите для окончания процесса ввода.

Введите номер первого выводимого узла?>

В ходе этого диалога вводится формат записываемых данных (число знаков до и после десятичной точки), а также номера узлов, потенциалы которых будут записаны на диск или распечатаны принтером. Информация записывается в файле ***.t1,
где *** - имя файла исходной схемы. При статистическом расчете схемы информация о каждой серии расчетов выводится в файл ***.tN, где N - номер серии расчетов.

Опция

Save, Retrive, Normal run (S,R,N)
обеспечивает автоматическое сохранение результатов расчета (S) в графическом виде или вызов исходных данных (R), предварительно записанных на диске. При использовании R для заранее рассчитанной схемы новый расчет не производится, осуществляется лишь вывод графической информации, записанной по опции S. Информация записывается в файл с именем (имя схемы)N.t1, где N - номер серии расчетов.

Опция

Default plotting parametеrs (Y,N)
при указании N определяет параметры вывода информации на принтер и экран, вызывая следующее подменю:

Default Plotting Parametеrs

Plot tokens (Y,N)	Печать символов на графиках>
Print number on screen (Y,N)	<Печать числовых значений на экран>
Double width plot (Y,N)	<Распечатка символами двойной толщины>

Text color	1
Grid color	2
Waveform 1 color	3
Waveform 2 color	4
Waveform 3 color	5
Waveform 4 color	6
Are these correct (Y,N) ?

Указание Y в первой строке вызывает пометку графиков символами и используется при монохромном дисплее. Вторая строка выводит на экран текущие значения токов, напряжений и времени при анализе переходных процессов.

Цифровой ряд 0 - 15, в котором цифры окрашены соответствующими цветами, определяет гамму разрешенных цветов, которые устанавливаются для текста, сеток и осциллограмм в соответствии с диалогом.

Изменение параметров и опций таблицы анализа переходных процессов осуществляется последовательно, после установки желаемых параметров выдается Y на запрос о корректности. Программа переходит в режим расчета.

Micro-CAP II позволяет включить алгоритм итерационного процесса уточнения решения на каждом шаге расчетов. Это резко улучшает сходимость решения ценою увеличения времени моделирования переходных процессов. Установка итерационного алгоритма осуществляется нажатием I при ответе на запрос
Are these correct (Y,N,Esc=Abort) ?

Включение итераций подтверждается появлением сообщения
Iteration On
во второй строке экрана. Использование этого параметра целесообразно при расчете сложных схем с большим количеством реактивных компонентов, а также схем с резко нелинейными приборами (например ключей на биполярных или полевых транзисторах).

Micro-CAP II осуществляет вывод осциллограмм переходных процессов по ходу расчета. При окончании расчета вместе с осциллограммами формируется выходное подменю:

1:Another run 2:Analises limits 3:Quit 4:Dump 5:Save values <След. запуск> <Таблица параметров> <Выход> <Печать>

Пункт 1 позволяет выйти на таблицу параметров анализа для ее корректировки (например, изменения времени расчета). Пункт 2 выводит указанную таблицу на печать. Пункт 4 позволяет напечатать полученные осциллограммы. Пункт 5 сохраняет значения переменных состояния в последней точке расчета для использования их в качестве начальных условий для последующего сеанса расчета по опции R пункта меню анализа Zero,Read,Leave initial values (Z,R,L)

Данные записываются в файлы ****.i и ****.v, где **** - имя файла исходной схемы. <1.6. Малосигнальный анализ в частотной области (AC)

Система Micro-CAP II позволяет провести малосигнальный анализ схемы. Ему автоматически предшествует анализ схемы на постоянном токе (см. ниже), при котором рассчитывается начальное состояние схемы. На все компоненты схемы (прежде всего активные приборы) "подаются" постоянные напряжения смещения и вычисляются токи в рабочих точках. Модели активных приборов линеаризируются и по ним вычисляются дифференциальные малосигнальные параметры по переменному току.

Далее к намеченному входному узлу схемы наряду с его рабочим постоянным напряжением смещения "подключается" источник синусоидального напряжения, амплитуда которого Uin ничтожно мала, а частота f меняется в заданных пределах. Таким образом моделируется поведение схемы, ко входу которой подключен генератор синусоидальных сигналов, а к выходу (выходному узлу) - созданный программно измеритель коэффициента передачи схемы, фазометр, измеритель групповой временной задержки. Полученные от них данные можно вывести в виде графиков или в числовой форме.

В ходе малосигнального анализа система автоматически составляет матрицу состояний моделируемой схемы с комплексными элементами. Их значения зависят от частоты сигнала, но не зависят от его амплитуды (малосигнальное или линейное приближение). Эта система решается для заданного ряда частот, что позволяет найти выходной сигнал в комплексном виде (он представляется модулем и фазой).

Малосигнальный анализ в частотной области позволяет рассчитать и построить зависимости модуля коэффициента передачи схемы от частоты, фазового сдвига входного и выходного сигналов, частотные зависимости группового времени запаздывания выходного сигнала.

Под коэффициента передачи схемы понимается величина:
K(jw)=Uout(w)/Uin(w)=|K(j*w)|*exp(j*phi(w))
где w=2*pi*f - круговая частота, j - мнимая единица, |K(j*w)| - модуль коэффициента передачи и phi(w) - фазовый сдвиг между выходным напряжением Uout и входным Uin на заданной частоте w.

Зависимость |K(j*w)| от частоты w называется амплитудно-частотной характеристикой схемы (или АЧХ), а зависимость phi(w) - фазо-частотной характеристикой (или ФЧХ). Иногда полезно знать производную от последней - групповую фазовую задержку.

Режим малосигнального анализа (AC) устанавливается таблицей параметров и опций вида (слова низшая и высшая относятся к окнам графического вывода - нижнему и верхнему): Analyses Limits

Lowest frеquency	<Низшая частота>
Highest frequency	<Высшая частота>
Lowest gain (db)	<Низшее усиление>
Highest gain (db)	<Высшее усиление>
Lowest phase shift	<Низший сдвиг фаз>
Highest phase shift	<Высший сдвиг фаз>
Lowest group delay	<Низшая задержка>
Highest group delay	Высшая задержка>
Input node number	<Номер входного узла>
Output node number	<Номер выходного узла>
Minimum accuracy	<Погрешность>
Auto or Fixed frequency step (A,F)	<Автоматический или фиксированный шаг по частоте>
Temperature (Low/High/Step)	<Температура (низшая/ высшая/шаг)>
Number of cases	<Число серий расчетов>
Output to Disk, Printer,None(D,P,N)	<Вывод таблицы численных значений на диск, принтер, нет вывода>
Save,Retrive,Normal run (S,R,N)	<Сохранить, считать старые данные или произвести обычный расчет>
Default plotting parametеrs (Y,N)	<Параметры печати определены ?>
Are these correct (Y,N,ESC=Abort)?
<Все верно (Да, нет, ESC = выход)?>

Смысл параметров и опций таблицы анализа понятен из перевода. В отличие от анализа переходных процессов опция Default plotting parametеrs (Y,N) вызывает меню вида:


Plot gain (Y,N)	<Печать усиления>
Plot phase (Y,N)	<Печать фазы>
Plot group delay (Y,N)	<Печать групповой задержки>
Plot tokens (Y,N)	<Печать символов на графиках>
Plot Y-axis minor grids (Y,N)	<Печать подробной сетки на оси Y>
Plot frequency minor grids (Y,N)	<Печать подробной сетки на оси частот>
Print numbers on screen (Y,N)	<Печать числовых значений на экране>
Double width plot (Y,N)	<Распечатка символами двойной толщины>

В результате частотного анализа на дисплее формируется графики перечисленных параметров в функциии от частоты. При этом по ходу расчета одновременно с построением графика выдаются численные значения текущего коэффициента передачи, скорости изменения коэффициента передачи при изменении частоты, сдвига фаз, задержки и максимального коэффициента передачи схемы. Для выделения графиков при использовании монохромного дисплея они могут помечаться символами: график фазовой характеристики - кружочками, групповой задержки - квадратиками. Сохранение результатов анализа в числовом и графическом виде осуществляется аналогично анализу переходных процессов, при этом формируются дополнительные файлы, в расширение которых входит символ f (см. файловую структуру Micro-CAP II в начале главы). По окончании расчетов формируется выходное меню, аналогичное рассмотренному меню анализа переходных процесcов, позволяющее распечатать результаты расчетов, произвести новый анализ или выйти из режима. 1.7. Анализ по постоянному току (DC)

Анализ по постоянному току (DC) позволяет рассчитать напряжения во всех узлах схемы, а также построить нелинейную передаточную характеристику схемы, т.е. зависимость выходного напряжения от входного. В ходе этого анализа формируется и решается система нелинейных алгебраических уравнений. Все емкости схемы устраняются, а индуктивности заменяются короткозамкнутыми перемычками. На выбранный входной узел подается заданное входное напряжение, меняющееся в определенных пределах, и фиксируется потенциал заданного выходного узла.

Режим анализа по постоянному току устанавливается табли- цей параметров и опций анализа следующего вида: Аnalyses Limits

Input voltage range (High/Low)	<Масштаб входного напряжения>
Output voltage range (High/Low)	<Масштаб выходного напряжения>
Maximum input voltage step	<Максимальный шаг входного напряжения>
Input node number	<Номер входного узла>
Output node number	<Номер выходного узла>
Number of iterations	<Число итераций>
Error criteria	<Критерий ошибки>
Relaxation factor	<Фактор релаксации>
Temperature (Low/High/Step)	<Температура (низшая/ высшая/шаг)>
Number of cases	<Число серий расчетов>
Output to Disk, Printer, None (D,P,N)	<Вывод таблицы численных значений на диск, принтер, нет вывода>
Save,Retrive,Normal run (S,R,N)	<Сохранить, считать старые данные или произвести обычный расчет>
Default plotting parametеrs(Y,N)	<Параметры печати определены ?>
Are these correct (Y,N,Esc=Abort) ?

В таблице указываются последовательно (по строкам) диапазон изменения напряжения входного узла, ожидаемый отклик выходного узла, шаг изменения напряжения входного узла, номера входного и выходного узлов, количество итераций при расчете, величина допустимой относительной ошибки, фактор релаксации в численном методе анализа, температурный диапазон анализа, а также опции, определяющие условия вывода и сохранения информации о расчете, аналогичные режиму Transient.

При проведении расчета одновременно с построением графика передаточной функции осуществляется вывод численных текущих значений потенциалов входного и выходного узлов, а также текущего и максимального коэффициентов передачи (Gain). Сохранение результатов анализа в числовом и графическом виде осуществляется аналогично анализу переходных процессов, при этом формируются дополнительные файлы, в расширение которых входит символ d (см. файловую структуру Micro-CAP II в начале главы). По окончании расчета формируется выходное меню анализа, аналогичное рассмотренному выше меню анализа переходных процессов. 1.8. Анализ Фурье (Fourier)

Большинство схем при своей работе создают несинусоидальные сигналы. Разработчиков схем часто интересует спектральный анализ таких сигналов. Под ним подразумевается вычисление амплитуд всех гармонических составляющих спектра заданного сигнала. Из математики известно, что любой периодический сигнал можно представить бесконечной суммой гармонических составляющих (рядом Фурье): u(t)=U0 + U1*sin(w1*t+phi1) + U2*sin(2*w1*t+phi2) + ..., где U0 - постоянная составляющая напряжения, Ui - амплитуда i-ой гармоники, phii - фазовый сдвиг i-ой гармоники. Спектральное разложение применимо и к токовым сигналам.

Помимо приведенного ряда пользуются рядом, содержащим синусные и косинусные составляющие каждой гармоники, в совокупности образующие гармонический сигнал с определенной фазой. Теоретические сведения о спектральном анализе более подробно изложены в ряде книг (например [1,2]).

Режим гармонического анализа позволяет определить спектральный состав сигнала, предварительно записанного в один из файлов типа USER.N, где N - порядковый цифровой номер файла от 0 до 9. Файл USER.N может быть сформирован в результате анализа переходных процессов в схеме (режим Transient) или путем использования программы wavegen.bas.

Система Micro-CAP II реализует спектральный анализ специальным методом, получившим название быстрое преобразование Фурье (БПФ). Не вдаваясь в его скрытые детали, отметим лишь, что этот метод имеет очень высокое быстродействие и применим, если количество гармоник ограничено целой степенью числа 2.

Инициализация режима Fourier вызывает подменю вида:

1.Analyse a waveform	2.Print-out terms	3.Quit	4.Dump
<Анализ сигнала>	<Вывод величин	<Выход>	<Печать>

При выборе режима анализа дополнительно запрашивается информация о номере N (от 0 до 9) файла user.N, содержащего сигнал, а также о количестве гармоник, учитываемых в разложении (от 8 до 128).

По результатам расчета выдаются графики:

- формы анализируемого сигнала;

- амплитуды гармоник;

- фазового угла гармоник;

- амплитуд косинусной и синусной составляющих разложения.

Вывод численных значений величин может осуществляться на принтер, дисплей или в выходной файл с именем fourier.N, где N - номер файла user.N.

Задание режима Dump после окончания расчета позволяет вывести результат в графическом виде на принтер.

Рассмотрим последовательно проведение гармонического анализа выходного сигнала генератора напряжения на туннельном диоде 1И104, ВАХ которого была описана ранее с помощью полиномиально-зависимого источника. Схема генератора представлена на " Рис. 1.21. Схема генератора напряжения на туннельном диоде ".

Промоделируем вначале схему в режиме Transient и выведем временную зависимость сигнала для выходного узла (с номером 3) в файл user.1. Осциллограммы сигналов в схеме приведены на " Рис.1.22. Осциллограммы в схеме генератора на туннельном диоде ".

Затем вызовем режим Fourier и задав в качестве входного файла user.1 проведем гармонический анализ. Результат анализа в графическом виде изображен на " Рис. 1.23. Гармонический анализ выходного сигнала ".

Спектральный анализ полезен в ряде случаев, когда надо оценить амплитуды гармонических составляющих сигналов-помех, амплитуды выходного сигнала умножителей частоты в радиопередающих устройствах, эффективную полосу частот передаваемых по линиям связи сигналов и т.д. 1.9. Особенности различных версий Micro-CAP II Некоторые пользователи, возможно, все еще пользуются ранними версиями систем Micro-CAP II. Поэтому целесообразно остановиться на их отличиях от описанной версии 4.0.

Ранние версии Micro-CAP II (например, версия 3.3) были рассчитаны на использование с машинами, имеющим малый объем ОЗУ, например класса IBM PC или IBM PC XT. На этих ПК они могут иметь даже несколько более высокую скорость моделирования и меньше загружать жесткий диск.

Однако в целом они используют общую идеологию с версией 4.0. Схемные файлы обеих версий совместимы, однако несовместимы библиотеки моделей. В частности, библиотеки версии 3.3 сохраняют данные всего 50 компонентов электронных схем каждого типа, библиотека состоит из двух файлов: librarya.*** и lybraryb.***, которые создаются и модифицируются одновременно. Число узлов схемы у этих версий также меньше: до 100 при анализе во временной области и на постоянном токе и до 50 при анализе в частотной области.

Исполняемые файлы версии 3.3 Micro-CAP II разделены для каждого из видов анализа:

designer.exe - файл, обеспечивающий конструирование и коррекцию схемы, вызывает основное меню, аналогичное описанному для версии 4.0,

dc.exe - исполняемый файл анализа по постоянному току,

freq.exe - исполняемый файл частотного анализа,

tab.exe - исполняемый файл расчета переходных процессов,

tsetup.exe - исполняемый файл работы с библиотеками,

brun20.exe - пусковой модуль Quick-Вasic 2.0.

Несколько отличается и набор вспомогательных файлов:

shapeplt.mc2, shapes.mc2 - файлы, содержащие графическое изображение элементов схемы при выводе на печать и дисплей, соответственно,

logo.lin - файл графической заставки программы.

Версия 3.3 Micro-CAP II также имеет сервисный пакет программ подготовки параметров компонентов PEP. Указанный пакет поддерживается файлами:

pep.exe, pep1.exe - исполняемые файлы пакета,

pepa.lib, pepb.lib - библиотеки моделей.

Запуск Micro-CAP II осуществляется инициализацией файла designer.exe.

Диалоговые меню и таблицы параметров и опций режимов расчета практически совпадают для рассматриваемых версий. Неадекватность легко выявляется при элементарном знании английского языка. Версия 3.3 Micro-CAP II поддерживает более упрощенные модели компонентов электронных схем. В частности, в список параметров полупроводникового диода не включены MJ, VJ, TF, т.е. диод моделируется линейной емкостью на обратной ветви ВАХ и не учитывается накопление заряда за счет прямого тока. Не учтен также параметр RF - минимальное прямое сопротивление, что означает представление прямой ветви чисто экспоненциальной зависимостью и связанными с этим вычислительными проблемами.

Версия 3.3 в свете современных требований несколько устарела. Однако при решении относительно несложных задач учебного и практического плана она оказывается удобной вследствие своей простоты и некритичности к используемому типу вычислительной машины (пока во многих вузах ПК серии IBM PC AT достаточно дефицитны). На ПК класса IBM PC XT без математического сопроцессора она имеет даже несколько большую скорость моделирования, чем версия 4.0.

Следующий параграф 2.