Задание параметров директивы моделирования

Выбор режима моделирования осуществляется по команде Analysis/Setup или нажатием на кнопку .

В открывшемся окне необходимо отметить нужный режим щелчком мыши в поле Enabled-включено (рис. 1-15), а нажа­тием соответствующей кнопки в открывшемся окне задать параметры данного режима моделирования (директивы).

Рис. 1-15. Окно выбора и задания параметров директивы моде­лирования

В системе DesignLab предусмотрены следующие ди­рективы моделирования:

AC Sweep — расчет частотных характеристик;

Load Bias Point — загрузка данных режима по пос­тоянному току;

Save Bias Point — сохранение данных режима по постоянному току;

DC Sweep — расчет режима по постоянному току;

Monte Carlo/Worst Case — статистический анализ и наихудший случай;

Bias Point Detail — подробная информация о режи­ме по постоянному току;

Digital Setup — задание параметров цифровых ус­тройств;

Parametric — многовариантный анализ;

Sensitivity — чувствительность по постоянному току;

Temperature — вариации температуры;

Transfer Function — расчет передаточных функций по постоянному току;

Transient — расчет переходных процессов (времен­ной анализ).

Можно активизировать несколько режимов анализа одновременно, при этом время расчета значительно воз­растает. В связи с этим следует включать один из режи­мов. Например, для включения режима анализа часто­тных характеристик следует нажать на кнопку AC Sweep и в открывшемся диалоговом окне установить параметры директивы моделирования в соответствии с рис. 1-16.

Рис. 1-16. Окно задания параметров директивы час­тотного анализа

В группе AC Sweep Type указывается характер изменения частоты (тип шага для оси частот): линейный, октавами или декадами. В группе Sweep Parameters задаются параметры диапазона частот для анализа: количество точек расчета (Total Pts), начальная и конечная частоты.

После задания параметров директивы моделирования схе­мы в частотной области мож­но запускать программу мо­делирования PSpice командой Analysis/Simulate или нажатием кнопки .

При запуске программы мо­делирования на экран выводится окно с результатами (рис. 1-17), в верхней части которого помещена строка меню, ниже вы­водится имя файла, количество компонентов схемы и объем использованной памяти. В средней части экрана указыва­ется режим анализа и приводятся информационные сооб­щения о фазах выполнения задания и ошибках, если тако­вые имеются (последние выделяются красным цветом).

Рис. 1-17. Окно сообщения программы PSpice

По окончании моделирования автоматически вызывается программа Probe для просмотра результатов моделирования.

Проведение моделирования и анализ полученных результатов

Для исследования частотных характеристик фильтра нам следует установить параметры директивы моделирования AC Sweep: Total Pts. = 1000, End Freq. = 4 meg, проверить схему на наличие ошибок с помощью команды Analysis/Electrical Rule Check. Моделирование производится вы­полнением следующей последовательности действий:

1. Запустите моделирование введенной Вами схе­мы командой Analysis/Simulate и наблюдайте результаты расчета амплитудно-частотной характеристики фильтра. Если график характеристики получается ломаный (недостаточно точек расчета или выбран слишком большой диапазон частот), следует скорректировать параметры ди­рективы Total Pts, Start — End Frequency.

2. Измените значение номинала какой-либо емкости на схеме в 10—50 раз больше (меньше) заданного. Вы­полните моделирование, оцените результат. Ответьте на вопрос, как изменилась полоса пропускания фильтра.

3. Удалите маркер напряжения на схеме и помести­те на его место маркер напряжения в децибелах, исполь­зуя команду Mark Advanced... Выполните моделирование, оцените результат.

4. Измените значение номинала какой-либо емкости на схеме в 10—50 раз больше (меньше) заданного. Выпол­ните моделирование, оцените результат.

5. Удалите маркер напряжения в децибелах и помес­тите на его место маркер фазы напряжения, используя ко­манду Mark Advanced... Этот маркер позволит нам полу­чить фазочастотную характеристику фильтра. Выполните моделирование, оцените результат.

6. Измените значение номинала какой-либо емкости на схеме в 10—50 раз больше (меньше) заданного. Выполни­те моделирование, оцените результат. Ответьте на вопрос, как изменилась фазочастотная характеристика фильтра.

7. Удалите маркер фазы напряжения и поместите на его место маркер группового времени запаздывания на­пряжения, используя команду Mark Advanced...Характе­ристика группового времени запаздывания (ГВЗ) является производной от фазочастотной характеристики и показы­вает, насколько задерживаются частотные составляющие сигналов в полосе пропускания фильтра. Для безыскажен­ной обработки сигналов следует добиваться максимально плоского характера ГВЗ в полосе пропускания фильтра. Выполните моделирование, оцените результат.

8. Измените значение номинала какой-либо емкости на схеме в 10—50 раз больше (меньше) заданного. Выпол­ните моделирование, оцените результат. Ответьте на воп­рос, как изменилась характеристика группового времени запаздывания фильтра.

9. Удалите маркер ГВЗ и поместите последовательно на выход схемы маркеры реальной части напряжения и мни­мой части напряжения, используя команду Mark Advanced..., и маркер напряжения, используя команду Markers/Mark Voltage/Level. На рис. 1-18 представлен фрагмент схемы, де­монстрирующий пример размещения маркеров.

Рис. 1-18. Схема фильтра с дополнительными маркерами

10. Выполните моделирование. АЧХ, построенная с помощью маркера напряжения, рассчитывается как мо дуль комплексного напряжения (реальной и мнимой час­ти) по формуле:

Оцените вклад реальной и мнимой части напряжения в формирование АЧХ-фильтра.

11. Измените значение номинала какой-либо емкости на схеме в 10—50 раз больше (меньше) заданного. Выпол­ните моделирование, оцените результат.