5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ, ТЕМА 4
Тема занятий: «Создание компонентов, использование компонентов и оптимизация схем».
5.1. Учебное задание
1.Изучите возможности и особенности работы программы расчета параметров и создания моделей аналоговых компонентов MODEL EDITOR, включая процесс создания новых компонентов и библиотек компонентов.
2.Осуществите создание и верификацию модели диода.
3.Изучите процесс проведения оптимизации параметров схем с использованием программы параметрической оптимизации PSPICE OPTIMIZER.
|
|
5.2. Рекомендации по использованию литературы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Литература, используемая при выполнении задания 2 |
Источник |
|
Раздел |
pspug.pdf |
|
Chapter 4. Creating and editing models |
|
|
Chapter 5. Creating parts for models |
PSpcRef.pdf |
|
Analog Devices. Diode |
|
|
Commands. .MODEL (model definition) |
[5] |
|
Разработка модели диода |
|
|
Раздел 4.2.6. Полупроводниковые приборы. Диод |
Документация фирФайл 1N4148.pdf, |
||
мы Philips (NXP) |
|
Файл 1N914.pdf |
|
|
Литература, используемая при выполнении задания 3 |
Источник |
|
Раздел |
optug.pdf |
PSpice Optimizer. User’s Guide |
|
[5] |
Программа параметрической оптимизации PSpice Optimizer |
|
|
111 |
|
При выполнении учебного задания рекомендуется воспользоваться литературой, пред- |
||
ставленной в табл. 5-1, 5-2, 5-3. Помимо этого, учебные материалы и рекомендации по изу- |
||
чению литературы представлены непосредственно в разделе 5.3 учебного пособия. |
||
|
|
Таблица 5-1 |
|
|
Литература, используемая при выполнении задания 1 |
Источник |
|
Раздел |
pspug.pdf |
|
Chapter 5. Creating parts for models |
|
|
Appendix C. Importing Spice Models |
PSpcRef.pdf |
|
Analog Devices. Operational Amplifiers (OpAmp) Model Parameters |
|
|
Commands. .SUBCKT (subcircuit) |
|
|
Commands. .ENDS (end subcircuit) |
[5] |
|
Программа расчета параметров моделей аналоговых компонентов Model Editor |
|
|
Раздел 2.4. «Библиотеки символов» |
Документация |
|
Файл opa227.pdf, |
Texas Instruments |
|
Файл sbom051.zip |
Таблица 5-2
Таблица 5-3
5.3. Порядок выполнения задания
Выполните задание 1
При выполнении пункта задания 1 необходимо изучить особенности работы программы расчета параметров и создания моделей аналоговых компонентов MODEL EDITOR. Перед началом работы с программой необходимо познакомиться с описанием программы и порядком создания различных компонентов, представленным в технической документации. Желательно также познакомиться с материалами книги [5]. При изучении материалов книги [5]
необходимо помнить, что программа MODEL EDITOR интегрируется с системой программ САПР как на основе редактора CAPTURE, так и на основе редактора SCHEMATICS.
Создание компонента с «импортируемой» моделью
Вкачестве практического задания по изучению данной темы необходимо будет разработать и использовать в схеме (предназначенной для проведения PSpiceрасчетов) компонент с «импортированной» моделью. Предположим, что такая модель не входит в состав стандартных библиотек САПР, а пользователю требуется изучить работу схемы с использованием именно этого компонента.
Вэтом случае необходимо создать новый компонент с подключенной моделью, взятой, например, с сайта фирмы - разработчика компонента. В нашем случае воспользуемся тексто-
вым описанием макромодели операционного усилителя OPA227 фирмы Burr-Brown (в настоящее время эта фирма входит в состав компании Texas Instruments), взятого с Интернет-
сайта фирмы. Макромодель ОУ находится в архивированном файле sbom051.zip, описание ОУ находится в файле opa227.pdf.
Разархивируйте файл sbom051.zip. Поместите файл opa227.mod в поддиректорию Import
Вашей рабочей директории.
Ставится задача, с помощью программы PSpice MODEL EDITOR на основе файла opa227.mod создать библиотеку, далее для одного компонента библиотеки, а именно для
OPA227 разработать графический символ компонента, установить все необходимые свойства и атрибуты и добиться того, чтобы при вызове графического изображения компонента в виде библиотечного символа можно было редактировать или просматривать его модель.
Внимание!
Не рекомендуется использовать стандартные библиотеки компонентов САПР для внесения туда каких-либо изменений.
Содержание файла opa227.mod представлено ниже.
*OPA227 operational amplifier "macromodel" subcircuit
*REV. A, 23 FEB 1999 BY DAVID BAUM
*REV. B, 27 APR 1999 BY NEIL P. ALBAUGH: EDITED TO STD FORMAT
*This macromodel models quiescent current but it does not
*model short circuit current.
*Input voltage noise and 1/f noise is modeled.
* |
|
|
|
|
|
* connections: |
non-inverting |
input |
|
||
* |
| |
inverting input |
|||
* |
| |
| |
positive power supply |
||
* |
| |
| |
| |
negative power supply |
|
* |
| |
| |
| |
| |
output |
|
|
|
|
|
112 |
* |
|
| |
| |
| |
| |
| |
|
.subckt |
OPA227 |
N1 |
N2 |
N10 |
N12 |
N35 |
|
* Input |
Stage (Transistor and Diode Models are at the end) |
||||||
C1 |
N2 |
N1 |
|
12pF |
|
|
|
C2 |
N8 |
N9 |
|
2.5pF |
|
|
|
D1 |
N1 |
N3 |
|
DX1 |
|
|
|
D2 |
N3 |
N2 |
|
DX1 |
|
|
|
D3 |
N4 |
N1 |
|
DX1 |
|
|
|
D4 |
N2 |
N4 |
|
DX1 |
|
|
|
Ios |
N1 |
N2 |
|
DC |
|
2.0n |
|
R3 |
N8 |
N11 |
|
500 |
|
|
|
R4 |
N9 |
N11 |
|
500 |
|
|
|
R5 |
N5 |
N6 |
|
0.0535 |
|
|
|
R6 |
N5 |
N7 |
|
0.0535 |
|
|
|
Q3 |
N8 |
N2 |
|
N6 |
|
QX1 |
|
Q4 |
N9 |
N1 |
|
N7 |
|
QX1 |
|
I1 |
N5 |
N13 |
|
DC |
|
200uA |
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
C10A |
N24 |
N25 |
|
15nF |
|
|
|
C10B |
N23 |
N22 |
|
5nF |
|
|
|
C11 |
N35 |
N10 |
|
100pF |
|
|
|
C12 |
N12 |
N35 |
|
100pF |
|
|
|
C3 |
N16 |
N15 |
|
83pF |
|
|
|
C4 |
N18 |
N15 |
|
5nF |
|
|
|
C5 |
N21 |
N15 |
|
46nF |
|
|
|
C6 |
N27 |
N26 |
|
15nF |
|
|
|
C7 |
N28 |
N15 |
|
2nF |
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
D9 |
N28 |
N32 |
|
DX1 |
|
|
|
D10 |
N31 |
N28 |
|
DX1 |
|
|
|
D11 |
N10 |
N29 |
|
DX1 |
|
|
|
D12 |
N10 |
N30 |
|
DX1 |
|
|
|
D13 |
N12 |
N29 |
|
DY1 |
|
|
|
D14 |
N12 |
N30 |
|
DY1 |
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
E1 |
N27 |
N15 |
|
N25 |
|
N14 |
2.0 |
E1A |
N24 |
N15 |
|
N22 |
|
N14 |
2.0 |
E1B |
N23 |
N15 |
|
N21 |
|
N14 |
2.0 |
ENEG |
N13 |
0 |
|
N12 |
|
0 |
1 |
EPLUS |
N11 |
0 |
|
N10 |
|
0 |
1 |
EREF |
N15 |
0 |
|
N14 |
|
0 |
1 |
* |
|
|
|
|
|
|
|
F1 |
N35 |
0 |
|
VF1 |
|
1 |
|
F2 |
0 |
N35 |
|
VF2 |
|
1 |
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
G1 |
N15 |
N16 |
|
N8 |
|
N9 |
0.002 |
G10 |
N12 |
N35 |
|
N28 |
|
N12 |
7.1429E-3 |
G2 |
N15 |
N17 |
|
N16 |
|
N14 |
1 |
G3 |
N15 |
N19 |
|
N17 |
|
N14 |
1 |
G4 |
N15 |
N21 |
|
N19 |
|
N14 |
1 |
G6 |
N15 |
N28 |
|
N26 |
|
N14 |
1.0 |
G7 |
N29 |
N12 |
|
N28 |
|
N35 |
7.1429E-3 |
G8 |
N30 |
N12 |
|
N35 |
|
N28 |
7.1429E-3 |
G9 |
N35 |
N10 |
|
N10 |
|
N28 |
7.1429E-3 |
* |
|
|
|
|
|
|
|
L1 |
N20 |
N15 |
|
50nH |
|
|
|
R10 |
N19 |
N20 |
|
1.0 |
|
|
|
R11 |
N20 |
N15 |
|
8.33 |
|
|
|
R12 |
N21 |
N15 |
|
1.0 |
|
|
|
R13 |
N27 |
N26 |
|
1.0 |
|
|
|
R14 |
N26 |
N15 |
|
1.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
113 |
|
R16 |
N28 |
N15 |
1.0 |
R17 |
N14 |
N11 |
1 |
R18 |
N13 |
N14 |
1 |
R19 |
N35 |
N10 |
140 |
R20 |
N12 |
N35 |
140 |
R22A |
N24 |
N25 |
1.0 |
R22B |
N23 |
N22 |
1.0 |
R23A |
N25 |
N15 |
1.0 |
R23B |
N22 |
N15 |
1.0 |
R7 |
N16 |
N15 |
1.87E12 |
R8 |
N17 |
N15 |
1.0 |
R9 |
N18 |
N17 |
0.7 |
V3 |
N32 |
N34 |
2.3 |
V4 |
N33 |
N31 |
2.3 |
VF1 |
N35 |
N34 |
0V |
VF2 |
N33 |
N35 |
0V |
GSY |
N10 |
N12 |
POLY(1) N10 N12 2.4506E-3 40E-6 |
.MODEL DX1 D(IS=1E-15)
.MODEL DY1 D(IS=1E-15, BV=50)
.MODEL DEN1 D(IS=1E-12, RS=1.09K, KF=1.08E-16, AF=1)
.MODEL DIN1 D(IS=1E-12, RS=19.3E-6, KF=4.28E-15, AF=1)
.MODEL QX1 NPN(BF=200E6, KF=0.00035, AF=1.0)
.ends *$
Действия по созданию компонента с «импортируемой» моделью могут быть представлены в виде последовательности следующих шагов (шаги 1-3), см. также раздел: Appendix C, Importing Spice Models, файла pspug.pdf.
Шаг 1. Создание библиотеки OPAmpNew.lib.
Запустите MODEL EDITOR. Это можно сделать непосредственным запуском программы по ярлыку в папке САПР или в меню «Пуск». Также для создания новой библиотеки можно воспользоваться командой: File>New>PSpice Library в редакторе CAPTURE.
В окне редактирования программы MODEL EDITOR выполните команду: Model> Import… В окне Открыть выберите файл opa227.mod, появляется компонент OPA227 в виде SUBCKT (подсхемы), доступный для редактирования в MODEL EDITOR, как показано на
рис.5.1.
Рис.5.1. Основное окно редактирования программы MODEL EDITOR
114
Необходимо обратить внимание на порядок подключения внешних контактов компонента OPA227 к внутренним цепям макромодели, например как показано на рис.5.1 и приводится ниже.
* connections: non-inverting |
input |
|
|||
* |
| |
inverting input |
|||
* |
| |
| |
positive power supply |
||
* |
| |
| |
| |
negative power supply |
|
* |
| |
| |
| |
| |
output |
* |
| |
| |
| |
| |
| |
.subckt OPA227 |
N1 |
N2 |
N10 |
N12 N35 |
|
Далее по команде File>Save As сохраните библиотеку с одним компонентом OPA227 под именем OPAmpNew.lib в поддиректорию IMPORT, как показано на рис. 5.2.
Рис.5.2. Создание библиотеки OPAmpNew.lib
Примечания.
1) Библиотека представляет собой текстовый файл с последовательным набором макромоделей компонентов, начинающихся с оператора .SUBCKT и кончающихся оператором .ENDS. Программа MODEL EDITOR осу-
ществляет добавление новых «импортируемых» компонентов в выбранную библиотеку, сохранение и редактирование компонентов библиотек.
2)В операторе .SUBCKT указывается имя макромодели и порядок подключения внешних контактов компонента.
3)В библиотеке *.lib может быть только один компонент с указанным для него уникальным именем.
Шаг 2. Создание символа компонента и символьной библиотеки OPAMPNEW.OLB. На данном этапе можно:
•создать новый символ и новую библиотеку;
•создать новый символ и поместить его в уже имеющуюся библиотеку;
•создать новую библиотеку с импортом имеющегося символа из существующих библиотек
Выбираем создание нового символа и новой библиотеки. Для этого, находясь в MODEL
EDITOR выполняем команду File> Create Capture Parts. По этой команде открывается окно выбора библиотек моделей (*.lib) и символов CAPTURE (*.OLB), как показано на рис.5.3.
115