Рис. 4.21. Результаты расчета целевой функции при графическом варианте вывода
CenterFreq(V(Out),40)=1,5697e+005
В верхней части графика вблизи пика появляется указатель
CenterFreq(V(Out),40)=1,5697e+005. Координаты точек по оси X: P1 и P2, задают диапазон поиска максимума (см. пояснения на рис. 4.19). Результаты расчета целевой функции представлены на рис. 4.21.
Ввод значений в окне Arguments for Goal Function Evaluation эквивалентен прямому вы-
зову процедуры настройки использования стандартной целевой функции по команде Trace>Eval Goal Function… Для целевой функции CenterFreq это окно и настройки функции представлены на рис. 4.22.
Рис. 4.22. Окно ввода аргументов целевой функции CenterFreq при вызове целевой функ-
ции по команде Trace>Eval Goal Function...
101
Однако вывод результатов будет отличаться.
Результаты расчетов с использованием целевой функции во втором случае по команде
Trace>Eval Goal Function.. представлены на рис. 4.23.
Рис. 4.23. Результаты расчета целевой функции при текстовом варианте вывода
CenterFreq(V(Out),40)=1,5697e+005
В обоих окнах (см. рис. 4.21 и 4.23) задаются следующие значения для целевой функции CenterFreq(V(Out), 40). Параметр “V(Out)” означает расчет целевой функции для графика АЧХ выходного напряжения V(Out), “40” - означает задние диапазона поиска экстремума
относительно первого перегиба кривой. Оба вывода результатов (см. рис. 4.21 и 4.23) показывают, что пиковое значение CenterFreq(V(Out),40)=1,5697e+005 АЧХ находится при зна-
чении частоты 157 кГц. Сравните полученное значение с аналогичным, полученным при выполнении задания п.1 (Значение около 167 кГц). Если точность определения резонансной частоты с помощью целевой функции считается не удовлетворительной, попробуйте улуч-
шить результат, за счет сужения диапазона поиска. Например, вместо 40 поставьте 3: CenterFreq(V(Out), 3). Получите и сравните результаты с результатами полученными ранее.
Примечание.
Возможно, в новых версиях САПР работа с получением результатов расчетов с использованием целевых функций и макросов усовершенствована разработчиками САПР и позволит получать более точные результаты, совпадающие с оценками расчетов в графическом представлении результатов.
Задача
Получите значение коэффициента усиления для резонансной частоты на графике АЧХ для выходного напряжения схемы проекта RLC_Goal с помощью целевой функции.
Краткие итоги.
Путем обработки результатов расчетов в постпроцессоре PROBE с использованием макросов может быть ускорен процесс получения нужных результатов. Тоже самое, при определенных навыках и опыте, очевидно, можно получить и при использовании целевых функций.
Подготовьте материалы по выполнению задания 2 для файла отчета.
Выполните задание 3
При выполнении пункта задания 3 необходимо изучить область назначения и освоить практическую работу по осуществлению формирования и использования сигналов началь-
ных воздействий, создаваемых и модифицируемых с помощью редактора входных сигналов Stimulus Editor (StmEd). Для этого необходимо изучить раздел, посвященный этому редакто-
ру в технической документации. Также рекомендуется изучение материалов книги [5]. При
этом необходимо иметь в виду, что редактор входных сигналов интегрируется с системой программ САПР на основе редактора CAPTURE также как и SCHEMATICS.
102
При изучении материалов раздела необходимо выяснить область назначения, виды формируемых сигналов и особенности применения. Основным выводом может быть следующий: формирование входных сигналов, осуществляемое с помощью файлов редактора Stimulus Editor являются дополнительными к основным источникам сигнала (точнее, обеспечивающими видоизмененный ввод «стандартных» по сути сигналов) и призваны обеспечить удобство пользователя для подготовки и генерации нужных сигналов.
Команда (оператор, директива) .STIMULUS (stimulus)
Оператор .STIMULUS определяет задание начальных воздейсвий в редакторе StmEd в соотвествии с синтаксисом, принятым для независмых источников V и I, а также для формирования цифровых сигналов STIM. Редактор StmEd позволяет выбирать, устанавливать и редактировать параметры источников сигналов в интерактивном режиме, одновременно отображая формируемое воздействие на экран.
Оператор .STIMULUS используется только в рамках Transient – анализа.
Для работы оператора назначается имя реализации <stimulus name>, implementation, по
которому осуществляется связь с источниками V и I, а также формирования цифровых сиг-
налов Digital STIM.
Оператор .STIMULUS используется совместно с файлами специальных библиотек (stimulus libraries), создаваемых редактором StmEd.
Команда (оператор, директива) .STIMLIB (stimulus library file)
Оператор .STIMLIB осуществляет связь файлов библиотеки начальных воздействий (stimulus library files), создаваемых редактором StmEd, с программой Pspice-расчетов.
Для работы оператора назначается имя файла < file name>, который идентифицирует файл, содержащий оператор .STIMULUS.
Практическая работа со схемой проекта 2NAND
Создадим схему 2NAND элемента 2И-НЕ, собранную на дискретных компонентах и
имитирующую поведение реального логического элемента. Эта схема представлена на рис.
4.24.
VCC
VCC 5V
0
InA
InB
InA
V1
VOFF = 2.5V
VAMPL = 2.5V
FREQ = 10kHz
0
|
VCC |
|
|
|
|
|
|
R4 |
|
|
R1 |
R2 |
120 |
|
|
20K |
8K |
|
|
|
|
|
Q2 |
|
|
|
|
Q2N2222 |
|
|
D1 |
|
|
|
A |
|
Q1 |
Q3 |
|
V D1N4148 |
Q2N2222 |
Q2N2222 |
|
|
|
Y |
|
||
|
|
|
|
|
|
D2 |
|
|
|
B |
|
|
|
V |
|
|
|
Q4 |
|
|
|
|
|
|
V |
D1N4148 |
|
Q2N2222 |
RLoad |
|
|
|
||
|
|
R3 |
|
10K |
|
|
3K |
|
|
InB
V2 |
V1 |
= 5V |
|
|
|
|
|
V2 |
= 0.1V |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
||||||
|
TD = 0 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
TR = 10ns |
|
|
|
|
|
|
TF = 10ns |
|
|
|
|
|
|
PW = 250us |
|
|
|
|
|
|
PER = 1ms |
|
0 |
||||||
|
||||||
Рис. 4.24. Схема проекта 2NAND имитатора элемента 2И-НЕ
Как представлено на рис. 4.24 в качестве источников сигналов по входам A и B используются источники синусоидального и трапецеидального сигналов в виде обычных независи-
103
мых источников напряжения. Настроим профиль и осуществим расчеты работы схемы во временной области. Результаты расчетов представлены на рис. 4.25.
Рис. 4.25. Результаты расчетов анализа TRAN схемы проекта 2NAND.
Задача 1
Проанализируйте и объясните полученные результаты для имитатора элемента 2И-НЕ. Постройте таблицу истинности для работы элемента 2NAND.
Практическая работа со схемой проекта 2NAND_2
Изменим источник входного сигнала, используемый в проекте 2NAND. Сохраним новый проект под именем 2NAND_2.
В проекте 2NAND_2 в качестве источников сигналов по входу A используется синусоидальный аналоговый сигнал источника VSTIM из библиотеки SOURCSTM. Этот источник
сигналов предназначен для использования сигналов, формируемых редактором входных сигналов Stimulus Editor. Настройте входные сигналы, обеспечьте интерфейс с редактором
входных воздействий. При настройке параметров входного сигнала па входу B повторите настройки аналогичного сигнала для схемы проекта 2NAND. Схема проекта 2NAND_2 представлена на рис.4.26.
VCC
D1
|
InA |
A |
|
|
|
|
|
|
|
V |
D1N4148 |
|
|
|
|
|
|
|
D2 |
|
InB |
B |
|
|
|
|
|
|
|
V |
D1N4148 |
|
|
|
|
VCC |
InA |
InB |
|
|
|
V2 |
V1 = 5V |
|
V1 |
V2 = 0.1V |
|
|
|
||
VCC |
S |
|
TD = 0 |
5V |
|
TR = 10ns |
|
|
|
||
|
Implementation = V1 |
|
TF = 10ns |
|
|
PW = 250us |
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
PER = 1ms |
|
|
|
R4 |
|
R1 |
R2 |
120 |
|
20K |
8K |
|
|
|
|
Q2 |
|
|
|
Q2N2222 |
|
|
Q1 |
Q3 |
|
|
Q2N2222 |
Q2N2222 |
|
|
|
Y |
|
|
|
Q4 |
V |
|
|
|
|
|
|
Q2N2222 |
RLoad |
|
|
|
|
|
R3 |
|
10K |
|
3K |
|
|
0
Рис. 4.26. Схема проекта 2NAND_2 имитатора элемента 2И-НЕ
104
Свойства источника VSTIM с позиционным обозначением V1 показаны на рис. 4.27.
Рис. 4.27. Свойства источника VSTIM, как компонента схемы
Выделив источник VSTIM левой кнопкой мыши, правой кнопкой мыши можно вызвать меню обслуживания компонента с пунктом “Edit PSpice Stimulus”, как показано на рис. 4.28.
Рис. 4.28. Вызов редактора StmEd для редактирования начальных воздействий
После вызова открывается окно редактирования проекта 2NAND_2 в редакторе Stimulus Editor. Для сохранения настроек создается файл 2NAND_2.stl, в который записываются все данные настроек для текущего источника начальных воздействий.
Примечание.
Фактически создается файл библиотеки начальных воздействий, описывающий поведение не только текущего редактируемого компонента, но и других компонентов библиотеки SOURCSTM, используемых в работе с проектами в данной папке.
Вводим значения настроек источника сигнала VSTIM в строки окна SIN Attributes и по окончании нажимаем кнопку Apply. Наблюдаем появление формы или графика вводимого воздействия, как показано на рис.4.29.
Необходимо также настроить профиль моделирования на ввод начальных воздействий из файла 2NAND_2.stl, созданного редактором входных сигналов Stimulus Editor. Для такой настройки в профиле имеется опция Stimulus (см. рис.4.30).
105