.
После этого ось координат X будет масштабирована в соответствии с имеющимися в наличии значениями параметра R_damp.
Шаг 14 Откройте окно Add Traces (команда Trace Add) — см. рис. 9.25.
Рис. 9.25. Окно Add Traces со списком поисковых функций
На первый взгляд открывшееся окно по своему содержанию не отличается от тех окон Add Traces, которые вы видели уже не один десяток раз, например от окна, изображенного на рис. 9.17. Но, приглядевшись внимательнее, вы увидите, что правая часть этого окна изменилась. Там, где прежде располагался список математических операций, теперь перечислены целевые функции.
С помощью поля Functions or Macros (Функции или макросы) вы можете выбрать, что следует отображать в этой части окна: целевые функции или математические операции.
Одна из целевых функций[33] называется Max(1), она позволяет находить на кривой точку максимума.
Шаг 15 Щелкните мышью по функции Max(1) и отправьте ее в строку Trace Expression. В скобках пометьте, что вам необходимо найти максимальное значение импедансов (V(U1:+)/I(U1)) — см. рис. 9.26.
Рис. 9.26. Выражение для определения максимальных значений кривых импеданса в строке Trace Expression
Шаг 16 Щелкните по кнопке OK, чтобы запустить поиск максимумов и затем отобразить их на экране PROBE. В результате вы должны получить диаграмму, изображенную на рис. 9.27.
Рис. 9.27. Диаграмма зависимости полного резонансного сопротивления параллельного колебательного контура от активного сопротивления катушки
Целевая функция для определения ширины полосы частот называется Bandwith(1, db_level). Аналогично тому, как вы уже делали это при поиске максимума, в строке Trace Expression нужно ввести вместо единицы выражение, диаграмму которого вы намерены исследовать. Вместо db_level вы должны указать, на каком уровне децибелов должны находиться обе границы полосы частот. Чаще всего специалистов по технике связи интересует полоса частот с уровнем 3 дБ, то есть вместо db_level вам нужно ввести цифру 3.
Шаг 17 Введите в строку Trace Expression необходимое выражение, как показано на рис. 9.28, и создайте на экране PROBE диаграмму, изображенную на рис. 9.29.
Рис. 9.28. Выражение для определения полосы частот в строке Trace Expression
Рис. 9.29. Зависимость полосы частот от величины эквивалентного последовательного сопротивления
9.4. Вспомогательные средства для расчёта рабочей точки
Помимо уже рассматривавшихся видов анализа программа PSPICE включает инструменты для проведения еще трех редко используемых анализов, которые иногда могут пригодиться для расчета рабочей точки схемы. Результаты каждого из этих анализов записываются в выходной файл.
9.4.1. Анализ данных рабочей точки
При каждом анализе программа PSPICE выявляет данные об используемой в схеме рабочей точке (Bias Point). Эти данные вы можете найти в выходном файле под заголовком Small Signal Bias Solution. В основном там содержится информация об узловых потенциалах и токах, проходящих через используемые источники напряжения (для сравнения см. рис. 2.13). Начиная с 8-й версии в PSPICE появилась возможность быстро и точно моделировать поведение цепи постоянного тока (см. урок 2). Благодаря этому стало гораздо проще получить необходимую и к тому же еще более качественную информацию.
Если вы активизируете в окне Analysis Setup опцию Bias Point Detail (Анализ данных рабочей точки), дополнительная информация о рабочей точке будет записана в выходной файл под заголовком Operating Bias Information (Оперативная информация о рабочей точке). В основном туда будут занесены данные о выявленных для рабочей точки малосигнальных параметрах используемых в схеме электронных компонентов.
9.4.2. Анализ передачи тока в режиме малого сигнала
В ходе анализа передачи постоянного тока в режиме малого сигнала программа PSPICE определяет малосигнальное усиление, входное и выходное сопротивление схемы по переменному току в рамках DC-анализа. При этом, как и всегда при анализе цепи постоянного тока, все конденсаторы рассматриваются как прерывания электрической цепи, а все катушки индуктивности — как короткие замыкания. Характеристики вымеряются вокруг рабочей точки.
Чтобы выполнить этот анализ, нужно установить в окне Analysis Setup флажок рядом с кнопкой Transfer Function… (Функция передачи), а затем, щелкнув по ней, открыть окно Transfer Function (рис. 9.30).
Рис. 9.30. Окно Transfer Function
В поле Output Variable вы должны указать выходное напряжение. К сожалению, в окне Transfer Function нельзя вводить знак «минус», с помощью которого вы прежде описывали напряжения как разницу соответствующих потенциалов. Здесь оба узла должны быть разделены запятой и заключены в скобки. В поле Input Source (Источник входного напряжения) нужно указать источник входного напряжения.
9.4.3. Анализ чувствительности выходного напряжения цепи постоянного тока к разбросам параметров компонентов
Анализ чувствительности позволяет установить, какое влияние оказывают изменения отдельных параметров схемы на выходное напряжение. Таким образом, вы можете выяснить, какие компоненты следует выбрать с как можно меньшими допусками, чтобы гарантированно обеспечить необходимую характеристику вашей схемы. Результат этого анализа будет помещен в выходном файле под заголовком DC Sensitivity Analysis.
Для того чтобы провести анализ чувствительности (Sensitivity Analysis), выполните следующие действия:
1. Откройте окно Analysis Setup.
2. Установите флажок рядом с кнопкой Sensitivity….
3. Щелкнув по этой кнопке, откройте окно Sensitivity Analysis (рис. 9.31).
Рис. 9.31. Окно Sensitivity Analysis с установками для проведения анализа чувствительности двух напряжений
4. Введите в поле Output Variable(s) (Выходная(-ые) переменная(-ые)) обозначение напряжения, чувствительность которого к изменениям значений компонентов схемы вы хотели бы исследовать. Если вас интересует несколько напряжений, разделите их в поле ввода с помощью пробела.
5. Закройте окно Sensitivity Analysis, щелкнув по кнопке OK.
6. Закройте окно Analysis Setup, щелкнув по кнопке Close.
7. Запустите процесс моделирования и по его окончании найдите результаты анализа в выходном файле под заголовком DC Sensitivity Analysis.
9.5. Вероятностный анализ методом Монте-Карло
До сих пор вы исходили из того, что компоненты проектируемых схем действительно имеют свои номинальные значения, что, к примеру, резистор, рядом с которым установлен индикатор значения 1 Ом, на самом деле имеет значение 1 Ом. Однако это предположение далеко от реальности, так как все компоненты, устанавливаемые в электронных схемах, естественно, имеют допуски. Зачастую искусство проектирования как раз и заключается в умении так составить схему, чтобы она функционировала не только в лаборатории со специально, вручную подобранными компонентами, но и в условиях массового производства. Сейчас при изготовлении электронных схем компоненты размещаются на печатных платах с помощью установок автоматического монтажа. К тому же разрабатываемые схемы должны позволять как можно большие допуски, чтобы сократить расходы на их производство. Учитывая все это, спроектировать схему, отвечающую требованию «бездефектного производства», без предварительного моделирования практически невозможно.
33
Объем книги не позволяет рассмотреть каждую из всех доступных в PROBE целевых функций. Вы сможете найти описание некоторых из них, открыв меню Trace и щелкнув по строке Goal Functions… (Целевые функции…), в результате чего на экране появится список всех имеющихся целевых функций. Если выделить в этом списке интересующую вас строку и затем щелкнуть по кнопке View, то на экране откроется окно с описанием выбранной функции. Строки, помеченные звездочками (*), являются строками комментария и содержат что-то вроде руководства к пользованию данной функцией. В фигурные скобки заключена собственно поисковая программа. Программировать целевые функции не очень сложно. Если вы проявите немного терпения, то сами сможете это делать, немного познакомившись с уже имеющимися образцами. Полный список и комментарии ко всем доступным в PROBE целевым функциям вы найдете также в файле MSIM.PRB.