Моделирование электрических процессов в электронных средствах с помощью

Моделирование электрических процессов в электронных средствах с помощью Or. Cad PSpice

Проектирование электронных средств в среде 2 автоматизированного моделирования электрических режимов работы Or. CAD Cadense Or. Cad представляет собой один из мощнейших пакетов программ для моделирования в сфере проектирования электронных средств и печатных плат. Основные компоненты пакета Or. CAD Capture — графический редактор схем; Or. CAD PSpice A/D — программа моделирования аналоговых и смешанных аналого-цифровых устройств, данные в которую передаются из Or. CAD Capture; Or. CAD PSpice Optimizer — программа параметрической оптимизации; Or. CAD Layout — графический редактор печатных плат; сервер Component Information System — Система доступа к электронному каталогу компонентов. ПК

Общие сведения о программе Or. Cad PSpice • • Анализ по постоянному/переменному току Анализ шумов Анализ переходных процессов Фурье-анализ Параметрический анализ Температурный анализ Анализ разброса параметров методом Монте-Карло • Анализ чувствительности методом наихудшего случая Стандартные библиотеки среды Or. Cad предоставляют пользователю возможность выбора моделей различных элементов при создании моделей устройств. В среде Or. Cad PSpice можно создавать модели схем, состоящие из моделей элементов и функциональных блоков, что удобно при отработке принципов построения новых схем. Возможно включение разработанных пользователем PSpice моделей элементов в поставляемые библиотеки или создание из них новых библиотек. 3

Анализ по постоянному току 4 Позволяет получать характеристики схемы (токи, напряжения, мощности) при изменении параметров источников напряжения, тока, глобальных параметров схемы, параметров модели и температуры элемента.

Анализ по переменному току 5 Позволяет проводить построение амплитудно-частотных характеристик схемы. Анализ проводится от источника переменного тока IAC или напряжения VAC, для которого указываются амплитудное значение переменной составляющей и величина постоянной составляющей. Задаются минимальное и максимальное значения частоты.

Анализ шумов 6 Рассчитывается и выдается следующая информация для каждой частоты, для которой производится анализ по переменному току: • Шум генерируемый на выходе некоторого устройства, который складывается из шумов, генерируемых каждым резистором и полупроводником, из которых состоит данное устройство. Для полупроводникового устройства составляющая шума определяется режимами его работы; • Общий выходной и эквивалентный входной шум. Характеристика Способ определения Выходной шум Среднеквадратичное значение шумов всех элементов цепи Входной шум Эквивалентный входной шум, который бы обеспечивал на выходе соответствующий выходной шум в случае идеальной (не шумящей) цепи Вычисляется при делении общего выходного шума на шум, распространяющийся по анализируемой цепи от входа к выходу

Анализ переходных процессов 7

Фурье-анализ 8 Панель Or. Cad / PSpice Кнопка Быстрого преобразования Фурье Осциллограмма сигнала Спектр сигнала

Параметрический анализ 9 Представляет собой многократно повторяемые итерации одного из типов стандартных анализов, когда изменяется глобальный параметр, параметр модели, величина компонента или рабочая температура.

Параметрический анализ при R 2=1, 25, 50 Ом 10

Температурный анализ 11

Описание формата входного файла Or. Cad PSpice При моделировании в PSpice непосредственно загружается файл *. cir. Для его составления сначала присваиваются имена всем узлам принципиальной схемы моделируемого устройства. Имена узлов могут быть целыми числами от 0 до 9990 или алфавитно-цифровыми символами длиной не более 131 символа: R_R 1 N 63977 N 63885 105 k Узлы подключения элемента R_R 1 После именования узлов составляют задание на моделирование, которое заносится в файл. Имя файла произвольное. Первая строка файла — строка заглавия, которая затем выводится в виде заголовка в выходном файле. Строки комментариев содержат символ «*» в первой позиции. * source GEN 1004 Комментарий Строка продолжения начинается с символа «+» в первой позиции. Последняя строка файла. END. Порядок ввода промежуточных строк значения не имеет. 12

Описание формата входного файла Or. Cad PSpice 13 Предложения входного языка программы PSpice делятся на описания компонентов и директивы. Описанием компонента считается любая строка, не начинающаяся с символа «. » (кроме первой строки и строк комментариев и продолжений). Описание компонента имеет следующую структуру: <имя компонента> <числовые данные>: R_R 1 N 63977 <номера N 63885 двух или более узлов> Значение для R_R 1 105 k Узлы подключения элемента R_R 1 Значение для R_R 1 Первый символ имени Тип компонента С Конденсатор D Диод Q Биполярный транзистор R Резистор V Независимый источник напряжения

Описание формата входного файла Or. Cad PSpice Полупроводниковые приборы, математические модели которых встроены в программу PSpice, описываются большим количеством параметров, задаваемых с помощью директивы. MODEL, имеющей структуру: . MODEL <имя модели> <имя типа модели> + (<имя параметра>= <значение>) Здесь <имя модели> — имя модели компонента схемы, например KT 315 V, D 104. Тип компонента определяется <именем типа модели>. В данной работе используются следующие имена типа модели: D — для диода; NPN — для биполярного n-p-n транзистора; PNP — для биполярного p-n-p транзистора. В директиве. MODEL в круглых скобках указывается список значений параметров модели компонента (если этот список отсутствует или не полный, то недостающие значения параметров модели назначаются по умолчанию). . MODEL D 104 D(IS=1 E-10). MODEL KT 315 V NPN(IS=1 E-11 BF=50) 14

Пример задания на моделирование линейного стабилизатора напряжения в Or. Cad PSpice 15

Предлагаемый вариант реализации автоматизированного итеративного моделирования электрических и тепловых процессов с применением конвертера 1 1 Ввод электрической 3 2 принципиальной схемы 5 4 2 Ввод конструкции изделия 3 Ввод конструкции 6 4 Рассеиваемые ЭРЭ 7 печатных узлов мощности 8’ 5 Суммарные рассеиваемые мощности узлов 6 Интегральные температуры узлов 7 Рассеиваемые ЭРЭ мощности и граничные условия 8 Температуры ЭРЭ 8’ Температуры ЭРЭ в формате данных для Or. Cad. Следующий цикл итерации Подпрограмма составления заданий на моделирование в Or. Cad Конвертер данных 8 16

Спасибо за внимание