Материал: Самосадный Автоматизированное проектирование устройств систем сбора-обработки Ч2 2015
Результат подключения библиотеки OPAMPNEW.OLB с компонентом OPA227, готовым для вызова в принципиальную схему, представлен на рис. 5.15.
Рис.5.15. Окно вызова компонента Place Part
Вызванный из символьной библиотеки компонент OPA227 используем в принципиальной схеме, как показано на рис. 5.13.
После создания схемы настроим профиль моделирования с учетом подключения новой библиотеки OPAMPNEW.LIB. Для этого в настройках профиля выберем меню “Libraries”, далее, нажав кнопку “Browse”, выбираем файл OPAMPNEW.LIB и подключаем его к нашему проекту, нажав кнопку “Add to Design” .
Внимание!
Нажав кнопку “Add to Design” мы подключили библиотеку моделей только к текущему проекту. При нажатии кнопки “Add as Global” подключение библиотеки произойдет для всех проектов, используемых в дальнейшем в этом САПР. При необходимости библиотеку можно вывести из списка подключенных (отключить), выбрав эту библиотеку и нажав красное перекрестие в правом верхнем углу окна Library Files.
Результатом указанных действий будет подключение библиотеки моделей к проекту, как показано на рис.5.16.
Рис.5.15. Окно настроек библиотек моделей в профиле проекта
121
Файл nom.lib находится в поддиректории стандартных библиотек САПР (например:
C:\Program Files \Orcad \Capture \Library \PSpice). Это текстовый файл, в котором перечисля-
ются подключенные к проекту библиотеки. В нашем случае этот файл может содержать, на-
пример, перечень стандартных библиотек, ранее или по умолчанию подключенных к проекту. Файл nom.lib подключен как глобальный.
После подключения библиотеки рекомендуется провести экстракцию цепей по команде
PSpice>Create Netlist.
Внимание!
В сложных случаях, когда система не воспринимает новые подключенные библиотеки и компоненты библиотек рекомендуется, в качестве одной из мер, осуществить ручной запуск пользователем операции экстракции цепей.
Проверка подключения компонента.
Можно провести проверку подключения компонента по списку цепей по команде PSpice>View Netlist. Раскрывается содержание файла BODE-SCHEMATIC1.net (например, в редакторе WordPad), как показано ниже.
* source BODE
X_U1 |
N10657 |
OUT |
+15 -15 OUT OPA227 |
|
V_VP- |
0 -15 |
15Vdc |
||
V_VP+ |
+15 |
0 |
15Vdc |
|
R_RLoad |
0 |
OUT |
10K |
|
V_VSig |
N10657 0 |
DC 1 AC 1 |
||
+SIN 0V 5V 10kHz 0 0 0 |
|
|||
В соответствии с представленной записью, в строке |
||||
X_U1 |
N10657 OUT +15 -15 OUT OPA227 |
|||
показано включение макромодели OPA 227. Таким образом, удалось правильно подключить макромодель компонента к заданию на моделирование.
Еще одним способом проверки подключения компонента к системе расчетов является
вызов «для редактирования» его макромодели по выбору компонента на принципиальной схеме, вызове правой клавишей мыши набора меню и выборе пункта меню “Edit PSpice Mod-
el”. При правильном подключении компонента открывается MODEL EDITOR с редактируемой моделью, как показано на рис. 5.16.
Рис.5.16. Основное окно редактирования MODEL EDITOR макромодели OPA227
122
В нашем случае ничего редактировать не нужно. Закрываем редактор. Компонент OPA227 подключен правильно.
Внимание!
Не рекомендуется осуществлять редактирование макромоделей компонентов, разработанных специалистами, с целью внесения туда каких-либо изменений, влияющих на работу модели.
Проверка работы компонента.
Осуществим настройки профиля моделирования схемы BODE для проведения ACанализа, как показано на рис. 5.17.
Рис.5.17. Настройки профиля моделирования для проведения AC-анализа
Проведите расчеты и получите результаты, как показано на рис.5.18.
Рис.5.18. Результаты проведения AC-анализа схемы BODE
Как видно из представленных на рис. 5.18 диаграмм получены АЧХ, ФЧХ и шумовые
характеристики, соответствующие параметрам работы OPA227, представленных в файле OPA227.pdf. В частности частота единичного усиления ОУ находится вблизи 8 МГц - 12
123
МГц, при этом угол фазового сдвига составляет около 100°-110°. Спектральная плотность выходного шума составляет величину около 3 нВ/Гц1/2 в диапазоне от 10 Гц до 1 кГц.
Задача
Для схемы BODE осуществите расчеты работы схемы во временной области, получите и объясните полученные характеристики.
Краткие итоги.
Итогами изучения материалов учебного задания 1 и решения поставленных задач являются приобретение навыков и освоение методов создания и использования компонентов, отсутствующих в стандартных библиотеках. Создание компонентов осуществлялось на основе макромодели, предложенной фирмой – разработчиком компонента.
Подготовьте материалы по выполнению задания 1 для файла отчета.
Выполните задание 2
При выполнении пункта задания 2 необходимо изучить основные сведения, касающиеся создания моделей компонентов, представленные в технической документации, а также особенности создания моделей аналоговых компонентов в MODEL EDITOR. Желательно также познакомиться с материалами книги [5].
При проведении PSpice-расчетов используются следующие параметры диодов, как представлено в табл.5-5.
|
|
|
Таблица 5-5 |
|
|
Параметры моделей диодов |
|
|
|
|
|
|
|
|
Имя |
Параметр |
Ед. измерений |
Значение по умол- |
|
чанию |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
IS |
тепловой диффузионный ток |
А |
1e-014 |
|
N |
фактор неидеальности диффузионного тока |
- |
1 |
|
RS |
объемное сопротивление диода |
Ом |
0, 001 |
|
IKF |
ток перегиба ВАХ при высокой инжекции |
А |
0 |
|
XTI |
температурный коэффициент IS |
- |
3 |
|
EG |
ширина запрещенной зоны полупроводника |
эВ |
1,11 |
|
|
|
|
|
|
CJO |
емкость p-n перехода при нулевом смещении |
Ф |
1e-012 |
|
M |
показатель степени емкости p-n перехода |
- |
0,3333 |
|
VJ |
высота потенциального барьера |
В |
0,75 |
|
FC |
коэффициент линеаризации емкости при прямом смещении |
- |
0,5 |
|
ISR |
тепловой ток рекомбинации |
А |
1e-010 |
|
NR |
фактор неидеальности рекомбинационного тока |
- |
2 |
|
BV |
напряжение пробоя |
В |
100 |
|
IBV |
высокоуровневый ток пробоя |
А |
0,0001 |
|
TT |
время пролета |
с |
5e-009 |
Далее необходимо познакомиться с файлами технической документации диода 1N4148, например фирмы Philips. Требуется, изучив материалы, осуществить расчет и подготовку его
модели и получить ВАХ диода. По получению ВАХ нового компонента сравнить ее с характеристикой стандартной библиотечной модели этого диода.
124
Создание модели
Работа по созданию нового компонента проводится в редакторе MODEL EDITOR. Необходимо вызвать редактор, осуществить выбор новой библиотеки по команде File>Save as и по команде Model New… выбрать настройки и обеспечить создание модели диода D1.
Примечания.
1)Практически не один параметр из приведенных в табл. 5-5 не отражен в технической документации компо-
нента 1N4148.
2)Ведение разработки компонентов в этом случае возможно подбором параметров с получением характеристик в пяти окнах вывода результатов ведения разработки модели компонента
Получение модели диода подобных условиях без знания особенностей технологии его изготовления является некорректно поставленной задачей и не может быть рекомендовано
пользователям. Вместе с тем, в случае получения подобных сведений процесс проектирования может проводиться в редакторе MODEL EDITOR.
В нашем случае может быть рекомендовано создание диода с параметрами по умолчанию или приближенными к параметрам реального диода 1N4148.
Верификация модели
Для проверки полученной вольтамперной характеристики диода воспользуемся схемой, аналогичной схеме проекта Diode как показано на рис. 5.19.
D1
D1N414 8
I
V 1
1V dc
0
Рис. 5.19 Схема включения диода для изучения ВАХ.
Настроим профиль моделирования на выполнения анализа DC Sweep как показано на рис.5.20.
125