welcome_spice
.pdf
осциллограммы полностью соответствуют реальным процессам и хорошо согласуются с апробированными методами анализа.
Рис. 28. Результаты расчета информационного сигнала
Уточним эквивалентную схему цифрового узла. Введем в нее макромодели логических TTL – вентилей, отражающие их реальные характеристики. На рис. 29 приведен один из возможных вариантов макромодели.
Рис. 29. Макромодель TTL – вентиля
Получение параметров макромоделей отдельная и сложная задача. Рассмотрение ее выходит за пределы данного учебного пособия. Подходы к решению этой задачи можно найти в [5]. В результате расчета статического режима TTL – вентиля получаем передаточную характеристику (рис. 30).
41
Рис. 30. Передаточная характеристика TTL – вентиля
Исходные данные для расчета уточненной эквивалентной схемы цифрового узла имеют вид:
SPICE TTL
.SUBCKT VENTIL IN OUT EP D1 2 IN DIODE
D2 2 3 DIODE
.MODEL DIODE D(IS=3.89E-9 N=1.2) R1 2 EP 5K
R2 3 0 5K
C1 3 0 1P
R3 EP OUT 158.78
D3 3 OUT DTR
D4 3 6 DTR
.MODEL DTR D(IS=6.2E-10 N=3.2) F1 OUT 3 VD 0.998
VD 6 0 DC 0
.ENDS VENTIL RN 7 0 500
VIN 1 0 DC 0V PWL (0 0 0.5N 3.5 40N 3.5) VE 4 0 DC 5V
X1 1 5 4 VENTIL RS 5 8 0.1
T1 8 0 6 0 Z0=75 TD=5NS
X2 6 7 4 VENTIL
.TRAN 0.1N 40N
.PLOT V(1) V(8) V(6) V(7)
.END
Результаты расчета представлены на рис. 31.
42
Рис. 31. Результаты расчета информационного сигнала по уточненной макромодели
Из результатов расчета видно, что линия связи не согласована. Это обусловлено маленьким выходным сопротивлением TTL – вентиля и привело к ложным срабатываниям микросхемы-приемника. Для согласования необходимо увеличить значение резистора RS, включенного последовательно с выходом микросхемы-передатчика, до 50 Ом.
Результаты повторного расчета приведены на рис. 32.
Рис. 32. Результаты повторного расчета информационного сигнала по уточненной макромодели при
RS = 50 Ом
Как видно из рис. 32, включение последовательно с выходом микросхемыпередатчика сопротивления 50 Ом привело к согласованию с линией связи и устранило ложные срабатывания микросхемы-приемника.
43
Заключение
В заключении отметим, что система Spice, разработанная в конце 70-х годов в университете Беркли (Калифорния) де-факто стала стандартом для разрабатываемых и уже эксплуатируемых в настоящее время коммерческих систем схемотехнического моделирования для персонального компьютера. К таким системам, в первую очередь относятся: HSPICE (фирма MetaSoftware), PSpice (Microsim), IS_SPICE (Intusoft), MicroCap V (Spectrum Software), Analog Workbench (Cadence), Saber (Analogy), Dr. Spice и ViewSpice (Deutsch Research).
Написание данного пособия происходило параллельно с созданием сервера Spice, и автор не имел возможности отработать все примеры непосредственно с использованием сервера Spice. Поэтому отработка примеров происходила на свободно распространяемой программе WinSpice v. 0.8, разработанной Mike Smith и, также как сервер Spice, основанной на Spice 3F4.
Литература
1.Mike Smith WinSpice3 User's Manual
2.Spice 3 User Manual by T.Quarles, A.R.Newton, D.O.Pederson, A.Sangiovanni-Vincentelli Department of Electrical Engineering and Computer Sciences University of California Berkeley, Ca., 94720
3.Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и Pspice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 выпусках. Вып. 2: Модели компонентов аналоговых устройств. М.: Радио и связь, 1992. – 64 с.
4.Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и Pspice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 выпусках. Вып. 3: Моделирование аналоговых устройств. М.: Радио и связь, 1992. – 120 с.
5.Тумковский С.Р. Автоматизированное схемотехническое проектирование функциональных узлов РЭС: Уч. пособие – М.: МГИЭМ, 1995. – 43 с.
6.Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х томах. Пер. с англ. – М.: Мир, 1983. – Т. 1. 598 с.
7.Князев А.Д., Кечиев Л.Н., Петров Б.В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости.
– М.: Радио и связь, 1989. – 224 с.
8.Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1988. – 560 с.; ил.
9.Чуа Л.О., Лин Пен-Мин Машинный анализ электронных схем: Алгоритмы и вычислительные методы. Пер. с англ. – М.: Энегрия, 1980. – 640 с., ил.
10.Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока (с непрерывным регулированием). - М.: Советское радио, 1980. - 344 с.
11.Игумнов Д.В., Костюнина Г.П. Полупроводниковые устройства непрерывного действия. - М.: Радио и связь, 1990.- 256 с.
12.Фидлер Дж. К., Найтингел К. Машинное проектирование электронных схем: Пер. с
англ. – М.: Высш. Шк., 1985. – 216 с., ил.
13.Методы автоматизированного расчета электронных схем в технике связи: Учеб. Пособие для вузов/ Б.А. Калабеков, В.Ю. Лапидус, В.М. Малафеев. – М.: Радио и связь, 1990. – 272 с.
14.Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств: Учеб. Пособие для вузов / О.В. Алексеев, А.А. Головков, И.Ю. Пивоваров и др.; Под ред. О.В. Алексеева. – М.:
Высш. Шк., 2000. – 479 с., ил.
15.Плоскирев А.Е., Степанов П.В., Тумковский С.Р. Схемотехническое моделирование в Интернет. - Сб. науч. Трудов СИТМО и каф. РТУиС. Электромагнитная совместимость и интеллектуальные здания М.: МГИЭМ, 2000. – с 98-103.
44