welcome_spice

В таблице 12 перечислены основные опции и их значения по умолчанию.

Вывод результатов расчета

Вывод результатов расчета осуществляется с помощью инструкций PRINT и PLOT. В первом случае результаты выводятся в виде таблиц, а во втором в виде графиков.

Инструкция для вывода результатов расчета в виде таблиц и графиков имеют вид:

.PRINT PTYPE OV1 <OV2 ... OV8>

.PLOT PTYPE OV1 <OV2 ... OV8>

Примеры:

.PRINT TRAN V(4) I(VIN)

.PLOT TRAN V(4) I(VIN)

.PRINT DC V(2) I(VSRC) V(23, 17)

.PLOT DC V(2) I(VSRC) V(23, 17)

21

.PRINT AC VM(4, 2) VR(7) VP(8, 3)

.PLOT AC VM(4, 2) VR(7) VP(8, 3)

Опция PTYPE определяет вид расчета, к которому принадлежит данная инструкция PRINT или PLOT (DC, AC, TRAN), далее следуют имена переменных OV1 <OV2 ... OV8>, выводимых в таблицы и графики. В качестве переменных могут выступать напряжения в узлах электрической схемы относительно нулевого потенциала, напряжения между узлами схемы, токи через независимые источники напряжения и некоторые параметры и переменные моделей (см. таблицу 13).

При расчете частотных характеристик в таблицу или на график можно вывести действительную часть, мнимую часть, фазу напряжения или тока и амплитуду напряжения в децибелах (20 log10(V)). Для этого вместо символов V и I следует указать VR, VI, VP, VDB соответственно для напряжений и IR, II, IP соответственно для токов.

Выше приведенные примеры демонстрируют вид инструкций вывода результатов расчета в виде таблиц и графиков. Так в первом случае в таблицу и на график выводятся напряжение в узле номер 4 и ток через независимый источник напряжения VIN, полученные в результате расчета схемы во временной области.

Для вывода в таблицы и на графики параметров и переменных моделей инструкции PRINT и PLOT имеют следующий вид:

.PRINT @device[keyword]

.PLOT @device[keyword]

Примеры:

.PRINT TRAN @R1[i] @C1[i] @D1[id]

.PLOT TRAN @R1[i] @C1[i] @D1[id]

Опция device в инструкции указывает имя элемента схемы, а опция keyword – параметр или переменную модели.

Ввыше приведенном примере в таблицу и на график выводятся токи через резистор R1, емкость C1 и диод D1, полученные в результате расчета во временной области.

Втаблице 13 приведены наиболее часто необходимые значения ключевых слов (keyword) для различных переменных моделей.

Таблица 13.

22

Статический режим

Статическим режимом работы электрической схемы называют режим при моделировании которого считают, что все переходные процессы, протекающие в схеме уже установились. При этом система считает, что все индуктивности в электрической схеме замкнуты, а емкости разомкнуты.

Инструкция для расчета статического режима:

.DC SRCNAM VSTART VSTOP VINCR [SRC2 START2 STOP2 INCR2]

Примеры:

.DC VIN 0.25 5.0 0.25

.DC VDS 0 10 .5 VGS 0 5 1

.DC VCE 0 10 .25 IB 0 10U 1U

Инструкция для расчета статического режима DC определяет имена источников напряжения или тока, пределы и шаг их изменения в процессе расчета. SRCNAM - имя источника напряжения или тока в рассчитываемой схеме. VSTART, VSTOP, и VINCR параметры, определяющие начальное, конечное и шаг изменения значений источника.

Например, в первом случае, источник напряжения VIN изменяется от 0.25 Вольт до 5.0 Вольт с шагом 0.25 Вольт. Второй источник (SRC2) также может быть описан своими параметрами. В этом случае изменение значений первого источника во всем диапазоне происходит для каждого значения второго источника. Такой алгоритм очень удобен для расчета выходных характеристик полупроводниковых приборов. Например, в примере 1. представлено описание схемы (рис. 1) для расчета выходных характеристик МОПтранзистора, а на рис. 2. показаны результаты расчета.

Пример 1. Расчет выходных характеристик МОП-транзистора.

Постановка задачи. Рассчитать выходные характеристики схемы представленной на рис. 3. при изменении напряжения сток-исток в пределах 0-10 Вольт с шагом 0.5 Вольт и изменении напряжения затвор-сток в пределах 0-5 Вольт с шагом 1 Вольт.

Рис.3. Электрическая схема для расчета характеристик МОП-транзистора

23

Результаты расчета

Рис. 11. Результаты расчета ИВЭП

Пример 6. Расчет процесса установления колебаний LC автогенератора.

Постановка задачи. Рассчитать переходной процесс установления колебаний LC автогенератора на 10 кГц (рис. 12) при включении напряжения питания 10 Вольт.

Рис. 12. Электрическая схема LC автогенератора

Исходные данные на языке Spice

LC - GENERATOR

.OPTIONS RELTOL=0.0001 VE 2 0 DC 10

R1 1 2 12K

R2 1 0 8.2K

C1 2 3 0.1U

C2 3 4 0.047U

L1 2 4 10M

R3 3 0 1.5K

29

Q1 4 1 3 VT1

.MODEL VT1 NPN(BF=100)

.TRAN .05M 1.2M UIC

.PLOT V(1) V(3)

.END

Результаты расчета

Рис.13. Результаты расчета LC автогенератора

Частотные характеристики

Моделирование частотных характеристик в системе Spice предполагает вычисление выходных характеристик электрической схемы как функции частоты. Перед началом расчета частотных характеристик Spice всегда производит расчет статического режима схемы для определения рабочих точек нелинейных элементов и перехода к малосигнальным линейным моделям. Результирующая линейная модель схемы рассчитывается в указанном пользователем частотном диапазоне.

Инструкция для расчета в частотной области:

.AC DEC ND FSTART FSTOP

.AC OCT NO FSTART FSTOP

.AC LIN NP FSTART FSTOP

Примеры:

.AC DEC 10 1 10K

.AC DEC 10 1K 100MEG

.AC LIN 100 1 100HZ

DEC – устанавливает логарифмический масштаб изменения частоты по декадам1. ND – указывает количество точек в декаде.

OCT – устанавливает логарифмический масштаб изменения частоты по октавам2.

1Декада – интервал частот, граничные точки которого отличаются в десять раз.

2Октава – интервал частот, граничные точки которого отличаются в два раза.

30