3.5. Малосигнальный анализ в частотной области
Малосигнальный анализ задается пунктом AC меню Run. Как и в случае анализа переходных процессов вызывается дополнительное подменю, содержащее набор опций и параметров анализа в частотной области.
Limits (F9) - таблица параметров анализа. Она существенно расширена по сравнению с аналогичной таблицей Micro-CAP II и имеет следующие установочные опции:
Frequensy range - частотный диапазон анализа, задаваемый в формате (высшая частота)/(низшая частота).
Gain range - диапазон коэффициента передачи в дб: (наибольшее)/(наименьшее) значения.
Noise rаnge - коэффициент шума в децибелах (дб).
Zin range - диапазон изменения входного комплексного сопротивления (Ом). Yin range - обратная величина - комплексная проводимость в См.
Zout range - диапазон изменения комплексного выходного сопротивления в Ом.
Yout range - комплексная выходная проводимость.
Phase range - диапазон изменения фазового сдвига выходного сигнала относительно входного в град.
Delay range - диапазон групповой задержки, с.
Input - спецификация узла или узлов, являющихся входными. Формат задания: (номер узла) или (номер узла +)/(номер узла -). В качестве номера узла может выступать его метка, по аналогии с описанным в режиме Transient.
Output - аналогичная спецификация выходного узла.
Maximum change - максимальное процентное изменение величин в течение одного шага расчета, типичное значение - 0.5 - 5%.
Temperature - температура, при которой производится анализ. Формат задания аналогичен формату режима Transient.
На " Рис.3.11. Установочная таблица при малосигнальном анализе схемы рис.3.7 " приведена установочная таблица для малосигнального анализа схемы " Рис.3.7. Полностью введенная схема усилительного каскада" в частотной области.
Опции режима анализа AC задаются пунктом меню Options. Опции Numeric output, Run options и Display options режима AC совпадают с рассмотренным выше режимом Transient.
Monte Carlo Variable - переменные статистического анализа задают в качестве параметра для анализа влияния случайных величин главную переменную (Main variable), фазовый сдвиг (Phase angle) или групповую задержку (Group delay). Главная переменная анализа определяется отдельной опцией Main variable, ею может быть:
Опции печати выходных данных Optional plots дают возможность вывести на экран кроме главной переменной ее фазочастотную характеристику (Phase angle) и групповую задержку (Group delay).
Наконец, опция шага анализа Frequensy step позволяет строить характеристики в логарифмическом масштабе частоты (Auto) или с постоянным шагом Fixed.
Пункты меню Scope, Stepping и Palette аналогичны рассмотренным в режиме Transient.
На " Рис. 3.12. Результаты малосигнального анализа схемы рис.3.7 " показан результат малосигнального анализа схемы " Рис.3.7. Полностью введенная схема усилительного каскада" Построены частотные зависимости коэффициента передачи по напряжению, фазового сдвига и времени групповой задержки. На экране дисплея они выделены различными цветами.
Нетрудно заметить, что упомянутые выше (при анализе переходных процессов) разделительные RC-цепи порождают спад усиления на низких частотах. Хорошо виден и спад усиления на высоких частотах, связанный с инерционностью интегрального операционного усилителя.
3.6. Анализ по постоянному току
Режимы анализа по постоянному току в Micro-CAP III существенно дополнены по сравнению с предыдущей версией. Это относится прежде всего к наличию двух независимых источников сигнала Input 1 и Input 2, второй из которых, изменяясь с некоторым шагом, может являться параметром, определяющим вид передаточной характеристики по постоянному току. С его помощью удобно, например, снимать семейство статических характеристик транзисторов, задавая в качестве параметра ток базы. Режим анализа по постоянному току DC задается пунктом Run основного меню Micro-CAP III.
Таблица параметров анализа по постоянному току задается пунктом подменю Limits (F9). Она имеет вид:
Input 2 range - диапазон изменения параметров второго (дополнительного) источника, задаваемый в формате High/Low;
Input 2 step - шаг изменения величины дополнительного источника;
Input 2 - узлы подключения дополнительного источника в формате: (узел +)/(узел -)/(I или V).
Дополнительный источник подключается к узлам схемы + и -, может являться источником тока или напряжения (I или V). Дополнительный источник изменяет свою величину на один шаг после каждого анализа по постоянному току с изменяющимся источником Input 1. Если дополнительный источник не используется (выполняется обычный режим анализа по постоянному току), то вместо параметров, определяющих дополнительный источник, указывается NONE.
Опции анализа по постоянному току Numeric options, Display options и Run options совпадают с соответствующим опциями режима Transient.
Дополнительные функции "лупа координат" Scope, ступенчатое изменение параметров элемента Stepping и палитра цветов Palette аналогичны выше описанным режимам.
При анализе по постоянному току надо сменить номера входного и выходного узлов, поскольку подавать сигнал постоянного тока на вход разделительной RC-цепи бессмысленно, равно как и снимать выходной сигнал после такой цепи. Поэтому в установочной таблице входным узлом взят неинвертирующий вход операционного усилителя, а выходным - его выход.
После пуска моделирования командой Run меню DC можно получить зависимость выходного напряжения усилителя от его входного напряжения. В данном случае результат тривиален - просто наклонная прямая. Поэтому рассмотрим более интересный случай.
При работе с полевыми и биполярными транзисторами важнейшее значение имеют семейства их вольт-амперных характеристик - ВАХ. Их наблюдают с помощью специальных характериогафов. На " Рис.3.13. Схема, моделирующая работу характериографа " в правом нижнем углу показана очень простая схема, моделирующая работу характериографа для получения семейства выходных ВАХ мощного МДП-транзистора. К затвору его подключен источник постоянного напряжения Uin, а к стоку через малый по величине резистор (0.001 Ом) источник импульсов линейнонарастающего (от 0 до 100 В) напряжения.
В центре экрана на рис.3.13 видно окно с установочной таблицей режима DC. Как отмечалось, напряжение на входе (затворе) можно задать как бы от двух источников. В данном случае задано напряжение первого источника от 0 до 16 В с шагом 2 В, а напряжение второго источника 0 (для входного узла). В этом случае будет построено семейство ВАХ (т.е. зависимостей тока стока от напряжения на затворе) при напряжениях на затворе, равных 0, 2, 4 , ..,16 В. Именно в таком виде семейства ВАХ обычно приводятся в справочниках по транзисторам. Смотри " Рис.3.14. Семейство выходных ВАХ мощного МДП-транзистора "
Хотя подобное семейство можно построить с помощью описанной далее программы PEP, во многих случаях удобно проводить такие построения не выходя из среды системы. Это позволяет легко модернизировать и корректировать статические модели транзисторов и других активных компонентов.
3.7. Анализ Фурье
Гармонический анализ производится путем разложения в ряд Фурье сигнала, записанного в файле (имя схемы).usr. Для формирования указанного файла необходимо при расчете переходных процессов установить опцию User в меню Monitor для интересующего выходного сигнала (см. режим анализа Transient).
Режим анализа Fourier задается пунктом Run основного меню Micro-CAP III. При этом на экран выводится список файлов типа USER или предоставляется возможность набрать имя файла. Для проведения анализа указывается число гармоник (до 128). Вывод результатов в числовой форме осуществляется с помощью пункта Text Output дополнительного меню Hardcopy. Режим анализа Фурье позволяет также хранить три палитры цветов. При выводе числовых результатов в файл ему присваивается расширение .fno.
Методика проведения гармонического анализа в системе Micro-CAP III совершенно аналогична описанной ранее для системы Micro-CAP II.
3.8. Статистическое моделирование схем
Издавно карточные фокусники пользовались законами случайных чисел. По имени человека, во многом разгадавшего эти трюки, назван метод анализа - Монте-Карло. Коротко анализ этим методом электронных схем означает многовариантный их расчет при условии, что параметры компонентов меняются по случайному закону (обычно с нормальным распределением вероятностей). Такой расчет очень напоминает исследование множества макетов одной и той же схемы, собранных на компонентах всегда имеющих разброс параметров.
Метод Монте-Карло в системе Micro-CAP реализован заданием определенного разброса у всех параметров компонентов. Параметры меняются от случая (Case) к случаю. Разумеется, реализация этого метода требует намного больше времени чем обычный одновариантный расчет схемы. Зато она дает представление о работе схемы в условиях, близких к реальным. Можно установить допустимые нормы разброса выходных параментов. Все это остро необходимо при создании высоконадежных и технологичных устройств, способных функционировать при любом возможном разбросе параметров входящих в них деталей (компонентов).
Для реализации метода Монте-Карло используется позиция основного меню Monte Carlo. Ее можно использовать при любом виде анализа. Режима анализа задаются позицией подменю Options:
Number of runs - число запусков расчета при вероятностном характере распределения значений переменных. Статистический анализ стартует при числе запусков более одного. В режиме статистического анализа Micro-CAP III запоминает до 10 графиков результатов запуска.
Independent variable lower limits,
Independeтt variable upper limits - нижний и верхний пороги независимой переменной. В режиме переходных процессов указанная переменная - время, в малосигнальном анализе - частота, в анализе по постоянному току - входной сигнал. Разброс параметров компонентов учитывается лишь тогда, когда независимая переменная находится в заданном интервале.
Dependent variable lower limits,
Dependent variable upper limits - нижний и верхний пороги зависимой переменной.Разброс параметров компонентов учитывается лишь тогда, когда зависимая переменная, указанная в таблице монитора, находится в заданном интервале.
Numeric output - включение и выключение режима вывода информации о статистическом расчете в числовом виде.
Distribution to use - закон распределения случайной величины:
Normal - нормальное Гауссовское распределение,
Linear - линейное распределение,
Worst case - случайная выборка параметров из диапазона минимальное ... максимальное значение.
Statistic - выводит на дисплей обобщенные данные о результатах статистического анализа, включая красочную трехмерную гистограмму распределения выбранных параметров.
Режимы статистического анализа Monte Carlo в частотной области устанавливаются по аналогии с режимом временного анализа.
В качестве примера рассмотрим статистический анализ переходного процесса в LCR-цепи " Рис.3.15. Колебательный LRC-контур, возбуждаемый перепадом " компоненты которой имеют разброс номиналов в пределах 10%.
На " Рис.3.16. Результат моделирования цепи рис.3.15 методом Монте-Карло " представлено входное воздействие (перепад напряжения) и семейство графиков выходных временных зависимостей.
С первого взгляда наложение многих временных зависимостей друг на друга просто портит рисунок. Однако специалист из этого месива может выделить весьма ценную информацию - например определить максимальную и минимальную амплитуду колебаний на выходе схемы. Более того, можно получить статистические данные о процессе и даже красочные трехмерные гистограммы распределения параметров.
С этой целью необходимо (после многовариантного просчета схемы) перейти к команде Monte Carlo основного меню и использовать команду Statistics. Это вызовет появление на экране окна с результатами статистической обработки результатов моделирования - см. " Рис.3.17. Окно с результатами статистической обработки ".
В данном случае представлены результаты обработки и гистограмма распределения амплитуды импульсов на выходе анализируемой цепи (максимального напряжения). При необходимости можно получить и иные данные, например распределение отрицательного выброса (минимального напряжения).
3.9. Описание компонентов и работа с библиотеками
Параметры стандартных компонентов Micro-CAP III содержатся в библиотеке, которая размещена в нескольких файлах. Для создания новых библиотек пользователь может присваивать им уникальные имена (не более 8 символов). Расширения файлов указывают на тип компонента:
Редактирование параметров компонентов осуществляется с помощью пункта Editors основного меню Micro-CAP III. Выбор пункта 1:Library devices выводит на экран меню библиотек параметров компонентов.
Отметим, что войти в меню библиотек можно и с помощью пункта Info меню режимов работы (см. параграф 3.3). Установив курсор мышки в поле желаемого компонента, вы сразу же попадаете в библиотеку, содержащую выбранный компонент, и получаете возможность редактировать его параметры.
Меню библиотек имеет ряд полей, которые позволяют выполнить действия по редактированию параметров компонентов. Поле Library Name выбирает для редактирования и просмотра библиотеку с желаемым именем. Поле типов компонентов с номерами 1 ... 8 занимает две следующие строки. Левое вертикальное поле содержит список имен компонентов выбранного типа, правое поле - список параметров компонента, их численные значения (Value) и разброс величины (%).
Корректировка параметров наиболее удобно осуществляется с помощью мышки, курсор которой устанавливается в нужное поле. При отсутствии мышки для редактирования используются клавиши управления курсором, Shift и Tab. Движение курсора в пределах выбранного поля осуществляется с помощью стрелок управления курсором, переход с поля на поле - с помощью клавиш Tab или Shift + Tab. Активное поле, в котором в текущий момент возможна коррекция, отмечается мигающим курсором или выделяется цветом.
В отличие от Micro-CAP II, сохранение скорректированной библиотеки на диске производится после каждого сеанса редактирования. При этом легко незаметно испортить библиотеку, что может привести к невыполнению ранее отлаженных примеров. Поэтому целесообразно сделать копии эталонной и других наиболее важных библиотек и хранить их отдельно. Как было отмечено выше, Micro-CAP III может использовать различные сложные модели активных компонентов электронных схем. Важным достоинством Micro-CAP III является его совместимость по параметрам моделей с общепризнанными системами проектирования семейства SPICE. Это относится, прежде всего, к полевым и биполярным транзисторам. Достаточно полное описание моделей и их параметров можно найти в /19/. Для сравнительно грубого анализа используется модель Эберса-Молла биполярного транзистора и аппроксимации нулевого уровня полевого транзистора. Для проведения уточненных расчетов используется модель Гуммеля-Пуна и аппроксимации более высокого уровня, соответственно, для полевых транзисторов. Установка желаемого уровня сложности модели осуществляется пунктом Options основного меню Micro-CAP III (подменю 5:Models).
Модель полевого транзистора уровня 0 соответствует модели, примененной в системе Micro-CAP II (v 4.0) и программе SPICE. Это наиболее распространенная модель с фиксированными междуэлектродными емкостями. Модель уровня 1 - соответствует модели 1 SPICE (Shichman-Hodges). Модель 2 PSPICE, оперирующая с технологическими параметрами в системе не применяется. Наконец модель уровня 3 - это модель SPICE для полевого транзистора с коротким каналом.
В отличие от Micro-CAP II, параметры МОП-транзисторов и полевых транзисторов с управляющим p-n - переходом размещены в различных файлах. В библиотеке помещается по 50 моделей приборов каждого типа.
Параметры остальных компонентов практически не отличаются от Micro-CAP II. Приятным исключением является операционный усилитель, для которого задается максимальная величина выходного напряжения VMAX, что позволяет считать импульсные схемы на их основе.
Библиотека пассивных компонентов редактируется с помощью подменю 2:Library labels пункта Editors основного меню Micro-CAP III или команды Info меню режимов работы. В библиотеку пассивных компонентов входят параметры резисторов, емкостей, трансформаторов, индуктивностей, ключей, линий задержки, источников тока и эдс. Типичный вид панели редактора параметров пассивных компонентов изображен на " Рис.3.18. Параметры библиотеки пассивных компонентов "
Как отмечалось, параметры трансформаторов в Micro-CAP II определялись в виде библиотечной модели. В Micro-CAP III они задаются в библиотеке пассивных компонентов или непосредственно на схеме указанием индуктивностей обмоток и коэффициента связи между ними в формате:
(индукт. перв. обм.)/(индукт. втор. обм.)/(коэфф.связи).
Многообмоточный трансформатор можно задать путем определения соответствующего количества индуктивностей, величины которых заданы в библиотеке пассивных компонентов и текстовым обозначением взаимной индуктивности. Например, трехобмоточный трансформатор с обмотками L1, L2 и L3 на схеме будет определен текстом:
MUTUAL: L1/L2/(коэфф.связи)
MUTUAL: L1/L3/(коэфф.связи)
MUTUAL: L2/L3/(коэфф.связи)
При этом величины индуктивностей записываются в библиотеку пассивных компонентов. Текст может располагаться в любом месте, но лучше располагать его рядом с обозначением трансформатора.
3.10. Задание и использование макроопределений (подсхем)
Система Micro-CAP III позволяет задавать из фрагментов схем не только четырехполюсники, но и многополюсники. Для этого лишь нужно составить фрагмент схемы, обозначить надписями все свободные входы и выходы схемы и записать схему в виде файла с расширением .cir. При этом схема должна быть определена как макрорасширение системы (MACROSS).
На " Рис.3.19 Макроопределение логического элемента AND2" представлено макроопределение логического элемента AND2 (двухвходовая схема логического умножения AND).
Как видно из этого рисунка, элемент моделируется двумя включенными последовательно ключами. Напряжение питания подается на выход если оба ключа открыты, т.е. сигнал на выходе будет, если включен и первый и второй ключ. RC цепь на выходе моделирует инерционность переключения элемента.
На " Рис.3.20. Схема с логическим элементом AND2 "показана схема с таким логическим элементом, возбуждаемая от двух источников импульсных сигналов.
Временные диаграммы работы этой схемы показаны на " Рис.3.21. Временные диаграммы работы схемы рис.3.20 "
В расширенном варианте системы Micro-CAP III представлен полный набор макрорасширений - логических микросхем AND, OR и INV (в том числе схемы AND и OR c инверторами). Это позволяет моделировать довольно сложные логические и цифровые схемы, хотя для этих целей больше удобств дает специальная программа Micro-LOGIC (см. главу 5).
3.11. Задание и применение функций пользователя
Наиболее интересной возможностью Micro-CAP III является создание произвольных моделей новых компонентов с помощью функций пользователя. Функция пользователя программируется с помощью пункта Editors основного меню (подменю 3:Library functions). При этом в качестве аргумента функции могут быть использованы метки узлов (т.е. узловые потенциалы различных точек схемы). В описываемой версии Micro-CAP III функции пользователя определены лишь для режима анализа переходных процессов Transient.
Рассмотрим способ моделирования ВАХ полевого транзистора в соответствии с аппроксимацией [2]:
Id=S*(Ugs+Uo+b*Uo^2)*(1-EXP((-p*Uds)/(Ugs+Uo+b*Uo^2))),
где S - крутизна передаточной характеристики, А/В,
Uo - пороговое напряжение, В,
b - коэффициент, учитывающий нелинейность передаточной характеристики,
p - коэффициент, описывающий перегиб выходных характеристик.
Пусть параметры транзистора равны:
S = 0.1, Uo = 1, b = 0.1, p = 1.
Составим функцию пользователя вида:
FD=0.1*(GG+1+0.1*GG^2)*(1-EXP((-DD)/(GG+1+0.1*GG^2))) и составим эквивалентную схему для расчета семейства статических характеристик транзистора " Рис. 3.22. Схема расчета характеристик полевого транзистора ".
На схеме узлы затвора и истока обозначены метками GG и DD, соответственно. Функция FD, моделирующая источник тока стока, определяет потенциал узла 3 модели, который является входным управляющим узлом полиномиально-зависимого источника, преобразующего потенциал узла в выходной ток. Таким образом, резистор 1 Ом, включенный между узлами 4 и 2 (DD), является датчиком тока стока транзистора. Источник B1, подключенный к узлу 1 (GG), определяет потенциал затвора транзистора. Емкости 100 пФ и 15 пФ моделируют входную и проходную емкости полевого транзистора. Источник PULSEMOS задает медленно изменяющееся напряжение на стоке для снятия выходной характеристики. Для получения семейства характеристик используется режим Stepping, с помощью которого потенциал затвора изменяется от 1 до 5 В с шагом 1 В.
Семейство выходных характеристик транзистора, снятое в соответствии с указанной моделью, приведено на " Рис. 3.23. Семейство выходных характеристик полевого транзистора ".
Напряжение Uds численно равно величине основной переменной - времени. Оформленная в виде макромодели, указанная схема может использоваться для расчета переходных процессов.
3.12. Преобразование библиотек и схемных файлов
Существенные различия в описании активных компонентов электронных схем и в графическом начертании рассчитываемой схемы вызывают естественную проблему преемственности поколений Micro-CAP. Для снятия указанной проблемы в комплексе программ Micro-CAP III существуют исполняемые файлы конвертирования библиотек и схем Micro-CAP II в формат Micro-CAP III. Эти файлы называются convertl.exe и convertf.exe, соответственно.
Для конвертирования библиотеки Micro-CAP II она переносится в тот же директорий, что и файл convertl.exe и выполняется командная строка
convertl.exe (имя библиотеки Micro-CAP II)
Например, если компоненты Micro-CAP II содержались в библиотеке library.std, то после выполнения командной строки
convertl.exe library.std
будут созданы файлы библиотечных компонентов Micro-CAP III с именами std.als, std.opa, std.bjt и т.д.
Для конвертирования схемных файлов запускается командная строка
convertf.exe (имя схемного файла Micro-CAP II).
При этом необходимо обеспечить присутствие в одном директории файлов convertf.exe, mc3.dat, исходного схемного файла и файлов библиотек компонентов.
3.13. Подготовка параметров компонентов с помощью программы PEP
Параметры моделей библиотечных активных компонентов: биполярных и полевых транзисторов, операционных усилителей и диодов для интегрированного пакета Micro-CAP III могут быть определены по их справочным данным с помощью программы PEP. Библиотека параметров PEP содержит до 50 компонентов каждого типа. Библиотека PEP физически представлена в двух файлах с именами ****.sup и ****.pep, где **** - имя библиотеки, совпадающее с именем соответствующей библиотеки Micro-CAP III. Также как и в Micro-CAP II запуск PEP осуществляется исполняемым модулем pep.exe, который формирует на экране основное меню следующего вида:
Parameter Estimation Program
for MICRO-CAP III
Version 2.00
Copyright (c) 1986,1987,1988 by Spectrum Software

1. Bipolar Transistor <биполярный транзистор>
2. MOS Field Effect Transistor <МОП транзистор>
3. Diode (Rectifier & Zener) <диод или стабилитрон>
4. Operational Amplifier <операционный усилитель>
5. Junction Field Effect Transistor <ПТ с p-n переходом>
6. On-line Documentation <документация>
7. File utilities for PEP <работа с файлами>
8. Color selection <селекция цвета>

Select option by number (1-8) or ESC to quit
<Выберите опцию 1-8 или Esc для выхода>
С помощью меню можно выбрать тип компонента для редактирования параметров (пункты 1 ... 5), вывести на экран краткое описание PEP на английском языке, помещенное в файл readme.pep (пункт 6), провести операции по загрузке или записи библиотек (пункт 7) или выбрать палитру цветов (пункт 8).
Для редактирования параметров компонента выбирается его тип, после чего на экране отображаются таблицы исходных параметров PEP и соответствующих параметров Micro-CAP III. Вид таблиц для биполярного транзистора показан ниже:
Alias: 2N3510
Memo: Switching transistor NPN
Library:
Bipolar Transistor Active
MC3 Library type Unassigned PEP Library type 20
NN ParameterValueNNParameterValue
1BF391Ic(IS) 001
2BR1.3520E- 042Vbe(IS)6
3.XTB1.53EG1.11
4IS8.3530E-144XTI3
5EG1.115XTB1.5
6CJC9.6306E-126BF0
7CJE9.4689E-127NF1
8RB1.6666E+018NE0
9RC1.6666E+009hFE1(NE)12.5
10VAF9.0000E+0110Ic1(NE)001
11TF1.0000E-1011hFE2(NE)20
12TR1.2727E-0412Ic2(NE)01
13MJC3313hFE3(BF,IKF)26
14VJC7514Ic3(BF,IKF)1
15MJE3315hFE4(IKF)13
16VJE7516Ic4(IKF)36
17CJS1.0000E-1517IKF0
F1-Help F2-Edit F3-LeftPage F4-RightPage ESC-Quit
Редактирование параметров осуществляется с помощью набора команд, которые кратко описаны в справочнике-подсказке Help (F1):
Не имея должного опыта работы с PEP Вы, возможно, будете делать на первых порах ошибки, которые PEP диагностирует и выдает предупреждающие сообщения. Они могут сопровождаться звуковым сигналом, который включается и выключается нажатием Shift+F1.
Перечисленные действия практически ничем не отличаются от рассмотренных выше для Micro-CAP II " (см. главу 2), они выполняются при стандартном состоянии таблиц (правая таблица активна, что отмечается цветом или яркостью таблицы и панелью Active в правом верхнем углу таблицы).
Однако большое количество входных параметров PEP и, соответственно, параметров модели Micro-CAP III затрудняет поиск связи между ними. Поэтому вначале трудно определить, какая группа параметров влияет, например, на коэффициент передачи тока базы биполярного транзистора, а какие параметры PEP к нему не имеют никакого отношения. Для облегчения работы с PEP он имеет ряд сервисных возможностей, которые существенно ускоряют работу по подготовке данных. Если, напрмер Вас не устраивает величина некоторого параметра в модели Micro-CAP III, воспользуйтесь режимом F2 - Edit. PEP при этом запросит номер требуемого параметра (по левой таблице), в правой части экрана в маленьком окне высветит список всех параметров PEP, от которых зависит выбранный параметр Micro-CAP III и даст возможность редактировать эту группу параметров.
Если Вы хотите лишь установить связь между параметрами PEP и Micro-CAP III, то сделайте активной левую таблицу, нажав F3. При этом стрелками управления курсором можно просмотреть весь список параметров Micro-CAP III, а нажав дополнительно E, обеспечить вывод в правой части экрана в маленьком окне список параметров PEP, которые определяют текущий выбранный параметр Micro-CAP III. Правда, при этом Вы будете лишены возможности его корректировать. Вернуться к исходному состоянию с активной правой таблицей можно, нажав F4.
Высокая гибкость интегрированной системы Micro-CAP III еще более проявляется в возможности создания на основе библиотек PEP моделей компонентов, совместимых со SPICE. Для проведения этой процедуры выберите тип компонента, модель которого необходимо преобразовать в формат SPICE и нажмите F5. PEP запросит структуру прибора (например, NPN или PNP для биполярного транзистора), режим создания библиотеки SPICE: создавать новую библиотеку (New), расширить существующую (Append) или записать параметры в виде отдельной модели (Model). После указания режима модель в формате SPICE будет сохранена на диске.
Наконец, PEP позволяет достаточно просто решить вопрос о вычислении точных аппроксимаций зависимостей барьерных емкостей биполярного транзистора от напряжения на переходах. Для вычисления этих параметров (коэффициент аппроксимации барьерной емкости и величина порогового напряжения для переходов база-коллектор, база-эмиттер, коллектор-подложка) используются клавиши F7 и F8. Нажав на F7, Вы приступаете к вычислению коэффициентов аппроксимации барьерных емкостей, при этом PEP запрашивает номер параметра, соответствующего переходу:
33.MJC - база-коллектор;
38.MJE - база-эмиттер;
41.MJS - коллектор-подложка.
Затем в дополнительном окне указываются значения емкости выбранного перехода в двух точках, соответствующих двум различным значениям обратного напряжения на переходе, по которым и вычисляются коэффициенты аппроксимации. Аналогично, но по клавише F8, вычисляются величины порогового напряжения переходов:
34.VJC - база коллектор;
39.VJE - база-эмиттер;
42.VJS - коллектор-подложка.
Команда Plot программы PEP позволяет строить семейства ВАХ транзисторов и диодов (подобных " Рис.3.14. Семейство выходных ВАХ мощного МДП-транзистора ", но с подписанными кривыми). Однако не предусмотрена возможность выдачи рисунка на принтер. Можно, однако, копировать эти рисунки, используя драйверы типа graphics.com (для этого используется клавиша Print Screen, обычно совместно с клавишей Shift).
3.14. Редактирование изображений компонентов и дополнительные сервисные функции Micro-CAP III
Любому пользователю хотелось бы, чтобы изображение схемы, которую он конструирует с помощью Micro-CAP, выглядело как можно более естественно и соответствовало требованиям постоянно меняющихся стандартов. Micro-CAP III позволяет реализовать даже эту возможность с помощью редактора изображений компонентов, который входит в состав интегрированной системы. Редактор запускается исполняемым файлом sh.exe, и позволяет формировать до 75 различных изображений. Действия по редактированию обеспечиваются системным меню, работа с которыми осуществляются с помощью мышки или путем одновременного нажатия: Alt + первая буква имени пункта меню. Общий вид экрана при редактировании изображений показан на " Рис. 3.24. Редактирование изображений компонентов ".
Рассмотрим вначале действия, выполняемые с помощью пунктов основного меню редактора.
Пункт "мю" (вызывется мышкой или Alt+U) обеспечивает вывод информации о дате создания программы и ее авторах и предоставляет возможность вывести на экран дисплея справочник-подсказку Help на английском языке. Кстати, Help можно вызвать всегда с помощью клавиши F1 или поместив курсор мышки в квадратик с буквой H. Выйти из редактора можно нажав F3, Esc или поместив курсор мышки в пустой квадратик окна.
Пункт меню Edit обеспечивает основные приемы редактирования изображений. Но прежде, чем их описывать, остановимся кратко на структуре изображения и записи ее в выходной файл. Изображение компонента состоит из отдельных элементов (element), которыми могут быть отрезки прямых Line, прямоугольники Rectangle, выводы Pin, окружности Circle или дуги окружностей Arc. Информация об элементах изображения содержится в таблице, помещенной в левой части экрана. В таблице указывается: номер элемента, тип элемента, координаты характерных точек.
При работе с мышкой добавление нового элемента изображения происходит автоматически после фиксации его положения правой клавишей. Редактирование изображения без мышки осуществляется в два этапа: вначале добавляется новый пустой элемент NULL пунктом A:Add element меню Edit, затем пустой элемент заменяется на один из перечисленных и устанавливаются его координаты.
Изображение (shape) каждого компонента записано в числовом массиве, причем для каждого из 75 изображений предусмотрено определенное место, изначально помеченное именем NULL.XX, где XX - номер места от 1 до 75. При формировании нового изображения данные о нем записываются под соответствующим именем, определяемым пользователем. Таким образом, новое изображение можно поместить лишь на свободное место, либо, если таковое отсутствует, необходимо вначале какое-то изображение удалить.
Пункты меню Edit позволяют выполнить указанные операции:
D:Delete element - удаляет элемент изображения, обозначенный курсором в таблице. При этом удаляется соответствующая строка, элемент исчезает с экрана.
R:Remove shape - удаляет изображение компонента из массива, при вызове указанного пункта меню на экране выводится список всех имен изображений из которых пользователь мышкой или курсором выбирает удаляемый. Вместо имени удаляемого изображения записывается имя NULL.XX. Для быстрого поиска необходимого имени можно нажать его первую букву, при этом курсор устанавливается на первое имя, начинающееся с этой буквы. Для быстрого перехода по списку имен и перехода на следующую страницу списка используются клавиши PgUp, PgDn.
A:Add element - добавляет нулевой элемент в список элементов изображения, в дальнейшем этот пустой элемент заменяется на реальный: линию, окружность и т.д. Этот пункт меню используется практически лишь при работе без мышки.
С:Copy shape - копирование изображения на экран для последующего редактирования. Пользователю предоставляется список имен изображений, из которых можно выбрать наиболее подходящее для коррекции или свободное место в массиве для построения совершенно нового изображения. Обратите внимание на то, что в поле Name внизу экрана всегда возникает имя первого незаполненного места в массиве NULL.XX, куда можно будет записать под новым именем отредактированное изображение.
E:Move element - позволяет поменять местами две строки элементов изображения.
M:Move shape - перемещает имя выбранного изображения в массиве на желаемое место.
Пункты меню View позволяют облегчить процесс отыскания необходимого изображения и упростить процесс его редактирования.
1:Select shape - предоставляет пользователю полный список имен изображений и возможность просмотра желаемого изображения. Будьте внимательны при использовании этого пункта меню! Отредактировав выведенное по этому пункту на экран изображение, Вы запишете его под старым именем, и, таким образом, оригинал погибнет! Поэтому безопасней редактировать изображение после выполнения пункта Copy shape, описанного выше.
2:Trace - обеспечивает поэлементный вывод изображения на экран. Каждая строка таблицы, содержащей элементы изображений высвечивается поочередно, при этом на экране появляется соответствующий элемент изображения. Пункт позволяет облегчить идентификацию записей таблицы и их графического представления.
3:Search - поиск изображения по его имени.
4:Repeat sarch F8 - повторение поиска, которое обеспечивается также клавишей F8.
Пункты меню Options позволяют более удобно выводить на экран редактируемое изображение. Их назначение описано ниже.
1:Scale - масштаб выводимого изображения, который последовательно изменяется 1:1, 2:1, 1:4.
2:Pins - включает или выключает на экране изображение внешних выводов компонента.
3:Grid - включает или выключает изображение сетки опорных точек; в опорных точках, в частности, должны располагаться внешние выводы элемента. Расстояние между опорными точками соответствует 64 единицам.
4:Gridlock - обеспечивает перемещение курсора по опорным точкам. Удобно использовать при изображении длинных линий для обеспечения их параллельности осям координат.
5:Arc token - выводит на экран точки, вводимые при построении окружностей. Удобно использовать в режиме модификации окружностей и дуг (см. ниже).
6:Origin - выводит на экран в виде точки изображение начала координат.
Пункты меню Mouse задают тип элемента, который формируется на экране с помощью мышки.
L:Line - отрезок прямой, начало которого соответствует нажатию левой клавиши, конец отрезка - нажатию правой клавиши мышки.
R:Rectangle - прямоугольник.
C:Circle - окружность, центр которой определяется нажатием левой клавиши, а фиксация изображения осуществляется правой клавишей.
P:Pin - внешний вывод компонента, который выводится на экран в виде небольшого заштрихованного прямоугольника.
A:Add arc - дуга окружности, которая строится по трем точкам, задаваемым левой клавишей мышки.
E:Edit arc - редактирование дуги окружности. Для редактирования следует вначале вывести изображение точек, по которым окружность была построена (см. пункт 5:Arc token меню Options), а затем, установив курсор в среднюю точку, изменять форму дуги, опирающейся на крайние точки (которые при этом остаются без изменения). Фиксировать изображение следует нажатием правой клавиши.
Как пользоваться редактором изображений компонентов? Предположим, что вам больше нравится изображение транзисторов, заключенные в кружок, а Micro- CAP III формирует их в обычном виде. Вызываем sh.exe и выбираем пунктом C:Copy Shape меню Edit изображение транзистора PNP типа. Вид экрана с изображенным транзистором представлен на " Рис. 3.25. Подготовка изображения PNP транзистора к редактированию ".
Обратим внимание на то, что в поле Name фигурирует имя NULL.32, т.е. 32- ое место в массиве изображений свободно для записи. Установив пунктом меню Mouse режим изображения окружности Circle, проведем ее, как показано на " Рис.3.26. Отредактированное изображение PNP транзистора с именем PNPC "
Обратим внимание на то, что во второй строке таблицы появились параметры проведенной окружности. Переведя курсор мышки в поле Name, определим имя изображения, например как PNPC. Если теперь просмотреть список имен изображений с помощью пункта 1:Select shape меню View, то на 32-ом месте обнаружим имя изображения PNPC. Естественно, что для того, чтобы работа не была потрачена впустую, при выходе из редактора изображений следует сохранить проделанные изменения.
Для того, чтобы использовать полученное изображение в Micro-CAP III, следует отредактировать описание PNP транзистора, пользуясь панелью компонентов. Запустим Micro-CAP III и проведем редактирование. Вызвав правой клавишей мышки из правой панели компонентов транзистор нужного типа, изменим имя изображения Shape names на PNPC (" Рис.3.27. Редактирование описания PNP транзистора в Micro-CAP III ".
Теперь в изображении схем транзистор PNP типа будет изображаться в кружке. Аналогичным образом можно отредактировать и построить изображение любого компонента или макромодели в виде, удобном для представления.
Следующий параграф4.