Модели аналоговых пассивных компонентов программного пакета MicroCAP-7
Содержание Введение 1. Резистор (Resistor) 2. Конденсатор (Capacitor) 3. Индуктивность (Inductor) 4. Взаимная индуктивность и магнитный сердечник (К) 5. Трансформатор (Transformer) 6. Линия передачи (Transmission line) 7. Диод (Diode) и стабилитрон (Zener) Заключение Список литературы Введение Все компоненты (аналоговые и цифровые), из которых составляется электрическая принципиальная схема, имеют математические модели двух типов: 1. Встроенные математические модели стандартных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, независимые и зависимые источники сигналов, вентили и др., которые не могут быть изменены пользователями; можно только изменять значения их параметров; 2. Макромодели произвольных компонентов, составляемые пользователями по своему усмотрению из стандартных компонентов. В свою очередь встроенные модели подразделяются на две категории: · простые модели, характеризуемые малым количеством параметров, которые можно указать непосредственно на схеме в виде атрибутов (например, модель резистора описывается одним - тремя параметрами, причем часть из них можно сделать на схеме невидимыми, чтобы не загромождать чертеж); · сложные модели, характеризуемые большим количеством параметров, которые заносятся в библиотеки моделей (например, модель биполярного транзистора характеризуется 52 параметрами). В программе МС7 используется двоякое описание моделируемого устройства: в виде чертежа его принципиальной электрической или функциональной схемы или в виде текстового описания в формате SPICE. Кроме того, при составлении принципиальной схемы часть параметров моделей компонентов задаются в виде их атрибутов и указываются непосредственно на схеме -- такие модели будем называть моделями в формате схем. Остальные модели задаются в текстовом окне с помощью директив .MODEL и .SUBCKT по правилам SPICE -- их так и будем называть моделями в формате SPICE. В программе МС7 модели всех полупроводниковых приборов, операционных усилителей, магнитных сердечников, линий передачи и компонентов цифровых устройств имеют формат SPICE. В меню компонентов в раздел пассивные компоненты (Passive components) включены резисторы, конденсаторы, индуктивности, линии передачи, высокочастотные трансформаторы, взаимные индуктивности, диоды и стабилитроны. Обратим внимание, что значения сопротивлений, емкостей и индуктивностей могут быть числом или выражением, зависящим от времени, узловых потенциалов, разности узловых потенциалов или токов ветвей, температуры и других параметров (причем непосредственная зависимость параметров от времени в программе PSpice не предусмотрена, здесь Micro-Cap явно лидирует). 1. Резистор (Resistor) Формат схем МIСROCAP-7: Атрибут PART: <имя> ;позиционное обозначение Атрибут VALUE: <значение> [ТС=<ТС1>[,<ТС2>]] ;величина сопротивления Атрибут MODEL: [имя модели] Атрибут FREQ: [<выражение>] -- например 10*f*v(10), при этом значение атрибута FREQ заменяет значение атрибута VALUE при расчете режима по постоянному току и проведении АС-анализа (здесь f -- частота), при расчете переходных процессов сопротивление резистора равно значению атрибута VALUE; SLIDER_MIN -- минимальное относительное значение сопротивления, изменяемого в режиме Dynamic DC с помощью движкового регулятора; SLIDER_MAX -- максимальное относительное значение сопротивления, изменяемого в режиме Dynamic DC с помощью движкового регулятора; Сопротивление резистора, определяемое параметром <значение>, может быть числом или выражением, включающим в себя изменяющиеся во времени переменные, например 100+V(10)*2. Эти выражения можно использовать только при анализе переходных процессов. В режиме АС эти выражения вычисляются для значений переменных в режиме по постоянному току. Рис. 1. Окно задания параметров резистора Параметры, описывающие модель резистора в MICROCAP-7, приведены в табл. 1. Таблица 1. Параметры модели резистора |
Обозначение | Параметр | Размерность | Значение по умолчанию | | R | Масштабный множитель сопротивления | -- | 1 | | ТС1 | Линейный температурный коэффициент сопротивления | C-1 | 0 | | ТС2 | Квадратичный температурный коэффициент сопротивления | C-2 | 0 | | ТСЕ | Экспоненциальный температурный коэффициент сопротивления | %/C | 0 | | NM | Масштабный коэффициент спектральной плотности шума | -- | 1 | | T_MEASURED | Температура измерения | C | -- | | T_ABS | Абсолютная температура | C | -- | | T_REL_GLOBAL | Относительная температура | C | -- | | T_REL_LOCAL | Разность между температурой устройства и модели-прототипа | C | -- | | |
Если в описании резистора <имя модели> опущено, то его сопротивление равно параметру <сопротивление> в Омах. Если <имя модели> указано и в директиве .MODEL отсутствует параметр ТСЕ, то температурный фактор равен TF = 1 + ТС1(Т - TNOM)+TC2(T - TNOM)2; если параметр ТСЕ указан, то температурный фактор равен TF =1,01TCE(T-TNOM) . Здесь Т -- текущее значение температуры (указывается по директиве .TEMP); TNOM = 27 °С -- номинальная температура (указывается в окне Global Settings). Параметр <значение> может быть как положительным, так и отрицательным, но не равным нулю. Сопротивление резистора определяется выражением: <значение>*R*ТF*МF, где МF=1±<разброс в процентах, DEV или LOT>/100. Спектральная плотность теплового тока резистора рассчитывается по формуле Найквиста: Si(f)=4kT/<сопротивление>*NM. Для резисторов с отрицательным сопротивлением в этой формуле берется абсолютное значение сопротивления. 2. Конденсатор (Capacitor) Формат схем МIСROCAP: Атрибут PART: <имя> Атрибут VALUE: <значение> [IC=< начальное значение напряжения>] Атрибут MODEL: [имя модели] Атрибут FREQ: [<выражение>] -- например 10*SQRT(f), при этом значение атрибута FREQ заменяет значение атрибута VALUE при проведении АС-анализа (здесь f -- частота), при расчете переходных процессов емкость конденсатора равна значению атрибута VALUE. Емкость конденсатора, определяемая параметром <значение>, может быть числом или выражением, включающее в себя изменяющиеся во времени переменные, например 100+V(10)*0.002*TIME. Эти выражения можно использовать только при анализе переходных процессов. В режиме АС это выражение вычисляется для значений переменных в режиме по постоянному току. Рис. 2. Окно задания параметров конденсатора Параметры модели конденсатора приведены в табл. 2. Таблица 2. Параметры модели конденсатора |
Обозначение | Параметр | Размерность | Значение по умолчанию | | С | Масштабный множитель емкости | -- | 1 | | VC1 | Линейный коэффициент напряжения | В-1 | 0 | | VC2 | Квадратичный коэффициент напряжения | В-2 | 0 | | ТС1 | Линейный температурный коэффициент емкости | С-1 | 0 | | ТС2 | Квадратичный температурный коэффициент емкости | С-2 | 0 | | T_MEASURED | Температура измерения | С | -- | | T_ABS | Абсолютная температура | С | -- | | T_REL_GLOBAL | Относительная температура | С | -- | | T_REL_LOCAL | Разность между температурой устройства и модели-прототипа | С | -- | | |
Если в описании конденсатора <имя модели> опущено, то его емкость равна параметру <значение> в фарадах, в противном случае она определяется выражением <значение>С(1 +VCV+VC2V2)[1 +TC1(T-TNOM)+TC2(T-TNOM)2]. Здесь V -- напряжение на конденсаторе при расчете переходных процессов. При расчете частотных характеристик (режим АС) емкость считается постоянной величиной, определяемой в рабочей точке по постоянному току. 3. Индуктивность (Inductor) Формат схем МIСROCAP-7: Атрибут PART: <имя> Атрибут VALUE: <значение> [IС=<начальный ток>] Атрибут MODEL: [имя модели] Атрибут FREQ: [<выражение>] -- например 10u*(F/100), при этом значение атрибута FREQ заменяет значение атрибута VALUE при проведении АС-анализа (здесь F -- частота), при расчете переходных процессов индуктивность равна значению атрибута VALUE. Индуктивность, определяемая параметром <значение>, может быть числом или выражением, включающее в себя изменяющиеся во времени переменные, например 100+I(L2)*2. Эти выражения можно использовать только при анализе переходных процессов. В режиме АС эти выражения вычисляется для значений переменных в режиме по постоянному току. Параметры модели индуктивности приведены в табл. 3. Таблица 3 Параметры модели индуктивности |
Обозначение | Параметр | Размерность | Значение по умолчанию | | L | Масштабный множитель индуктивности | -- | 1 | | IL1 | Линейный коэффициент тока | А-1 | 0 | | IL2 | Квадратичный коэффициент тока | А-2 | 0 | | ТС1 | Линейный температурный коэффициент индуктивности | С-1 | 0 | | ТС2 | Квадратичный температурный коэффициент индуктивности | С-2 | 0 | | T_MEASURED | Температура измерений | С | -- | | Т_АВС | Абсолютная температура | С | -- | | T_REL_GLOBAL | Относительная темпера тура | С | -- | | T_REL_LOCAL | Разность между температурой устройства и модели-прототипа | С | -- | | |
Страницы: 1, 2
|