Моделирование радиоэлектронных устройств в режиме анализа частотных характеристик

В ходе моделирования радиоэлектронных устройств осу­ществляется проверка различных характеристик устройств на предмет удовлетворения заданным требованиям. Напри­мер, для фильтровых устройств проверяется соответствие рассчитанной теоретически и полученной в результате моделирования полосы пропускания — в этом случае следу­ет выбирать режим анализа частотных характеристик. При анализе искажений импульсных сигналов в радиоэлектрон­ных устройствах необходимо воспользоваться режимом моделирования временных характеристик. Система DesignLab позволяет осуществлять моделирование радиоэлектронных устройств в различных режимах, при этом наиболее часто используемыми являются режимы анализа частотных характеристик (AC Sweep), временных характеристик (Tran­sient) и режим анализа характеристик активных компонен­тов по постоянному току (DC Sweep). Рассмотрим порядок подготовки и проведения моделирования РЭУ в режиме анализа частотных характеристик.

Ввод источника сигнала, размещение маркеров и проверка схемы на наличие ошибок

Выбор источника сигнала осуществляется в зависимос­ти от того, какие его характеристики необходимо иссле­довать. Так, например, для моделирования временных и частотных характеристик устройств следует в качестве источника сигналов выбирать компонент VSIN (источник синусоидального напряжения, размещенный в библиоте­ке SOURCE), имеющий следующие атрибуты, обязатель­ные для заполнения:

AC — амплитуда напряжения при анализе в часто­тной области;

VOFF — постоянная составляющая напряжения;

VAMPL — амплитуда напряжения;

FREQ — частота колебания;

TD — задержка колебания;

DF — коэффициент затухания;

PHASE — начальная фаза колебания.

Тогда, например, для задания источника синусоидаль­ного напряжения с частотой 50 кГц и амплитудой 0,5 Вольт необходимо указать следующие значения соответствующих параметров: FREQ=50k, VAMPL=0,5. Следует обратить внимание на то, что для задания десятичных значений номиналов компонентов можно использовать только точку в качестве разделителя целой и дробной частей. Аналогич­но в созданную ранее схему можно ввести источник сигна­ла VSIN и заполнить атрибуты источника в соответствии с данными, приведенными на рис. 1-13, б.

а б

Рис. 1-13. Условное графическое обозначение компонента VSIN (а) и окно для задания значений его атрибутов (б)

После ввода источника сигнала и задания его атрибутов выполняется команда Analysis/Electrical Rule Check для про­верки схемы на наличие неподсоединенных (плавающих) вы­водов компонентов, совпадающих позиционных обозначений и других ошибок. При обнаружении ошибок на экран выво­дится информационное сообщение и перечень ошибок. В со­общениях приводятся информация (INFO), предупреждения (WARNING) и ошибки (ERROR). Если курсором щелкнуть по строке ошибок, то это окно закроется и курсор покажет на схеме связанный с этой ошибкой вывод компонента. В случае наличия ошибок их необходимо устранить, после чего следует разместить маркеры в узлах схемы (обычно на входе и выходе схемы) для анализа напряжений и других характеристик.

Ввод маркеров осуществляется путем простановки на схе­ме соответствующих маркеров в контрольных точках. Марке­ры могут размещаться в любой точке проводника или в конце вывода компонента. Выбор маркера для анализа напряжений (или логических уровней цепей для цифровых устройств) осуществляется по команде Markers/Mark Voltage/Level, при этом курсор приобретает вид щупа. Поместив курсор на схе­ме, следует щелкнуть левой кнопкой мыши. На рис. 1-14 по­казана схема фильтра с маркером напряжения.

Рис. 1-14. Схема фильтра с маркером напряжения

В каталоге схем имеется модель фильтра Баттерворта, для загрузки которой следует из программы Schematics открыть файл pl.sch. Далее мы рассмотрим, каким обра­зом устанавливаются параметры директив моделирования и запускается сам процесс моделирования. Пока же можете проверить себя, правильно ли выполнен ввод схе­мы и задание параметров компонентов.

Для анализа других характеристик схемы следует вос­пользоваться маркерами, вызываемыми по команде Mark Advanced... (расширенный выбор маркеров). При этом на эк­ран выводится диалоговое окно, в котором следует указать тип маркера. Ниже приводится расшифровка обозначений некоторых маркеров, доступных по команде Mark Advanced:

vdb — напряжение в децибелах;

idb — ток в децибелах;

vphase — фаза напряжения;

iphase — фаза тока;

vgroupdelay — групповое время запаздывания на­пряжения;

igroupdelay — групповое время запаздывания тока;

vreal — действительная часть напряжения;

ireal — действительная часть тока;

vimaginary — мнимая часть напряжения;

iimaginary — мнимая часть тока.

Разместив маркер напряжения на выходе схемы с по­мощью команды Markers/Mark Voltage/Level, необходимо сохранить файл, после чего перейти к заданию парамет­ров директивы анализа частотных характеристик схемы.