webdonsk.ruКак сделать прямоугольный импульс в микрокапе
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 10.09.2024
Добрый день.
Пытаюсь смоделировать генератор в micro-cap как на картинке, только без трпнзистора и с кварцевым резонатором вместо конденсатором. И вместо К561ЛН2 должен быть К561ЛА7.
В архиве "Генер" я поэксперементировал, и что-то получилось. В архиве Need то, что должно быть но при частотном анализе ошибка появляется.
P.s: Должна генерироваться частота 10кГц
Подскажите пожалуйста, что я не так делаю?
Диоды тоже не нужны, резистор простой (хотя сам не знаю зачем он нужен)
Составление электрической схемы в Micro-Cap
Добрый день. Подскажите пожалуйста как установить точку (OUT1)? Именно в ней мне надо провести.
В Micro Cap не работает вполне рабочая схема
Доброго времени суток. Ситуация такая: решил я помучить MicroCap v10 с целью изучения схемотехники.
Отрисовка волны в micro-cap с использованием динистра
Добрый день, имеется следующие задания. Построить схему с использованием этих инструментов.
Моделирование схемы в micro-cap
Пробую моделировать схему в micro-cap. Но не уверен правильно или нет, возможно ошибся с размещение.
. это частото-задающее сопротивление, одновременно выполняющее функцию ОС. Насчет второй схемы: Микрокапа нет, приложите экспорт схемы в графическом формате в теме.
Пытаюсь частотный анализ в узле 4 провести. Пишет "The AC signal magnitudes of all sources in this circuite are zero"
raxp, все, у меня получилось, а есть формула по которой можно подобрать частотозадающий резистор(и по какому принципу подбирать его)?
Какой не подбираю все не то, при большом сопротивлении прямая получается, при маленьком период около 22 нано останавливается.
нет обычной RC- частотозадающей цепочки, как в первой схеме, для которой верна формула f ~ 0.5/RC.
Во второй схеме -
см. эквивалентную схему кварцевого резонатора:
. Частоту генератора в данном случае можно в некоторых очень малых пределах (+-5 %) регулировать емкостью (5. 20 пФ) с левой точки на общий (землю).
В источнике вместо кварца стоял конденсатор(изображен на картинке из микрокэп), и было подписано, что заменив конденсатор на резонатор можно получить импульсный генератор.
raxp, хорошо, без конденсатор, меняя величину резистора, я получаю значения частот порядка нано, как мне добиться микро?
P.s: Емкость не спасет, ибо с ней вообще ничего не получается.
. вы сможете только добиться возбуждения кварца на нечетных гармониках. Для понимания физики процесса рекомендую занимательную книженцию:
Альтшуллер Г.Б. и др. Кварцевые генераторы: Справ. пособие. - М.: Радио и связь, 1984. - 232 с., ил.
Описаны низко-, средне- и высокочастотные кварцевые генераторы: термокомпенсированные, термостатированные, прецизионные, многочастотные, а также управляемые. Приведены особенности и режимы работы, схемы и параметры различных генераторов, в том числе генераторов с резонаторами, использующими акустические поверхностные волны, и генераторов - измерителей электрических величин.
Для ИТР, специализирующихся в области радиоэлектроники, связи и измерительной техники.
нет, мне нужно добиться частоты генератора 10кГц, для этого я ставлю резонатор на 10кГц. В анализе должен получить период 100микро, а у меня только нано.
raxp,подскажите пожалуйста, на какие микросхемы ТТЛ можно заменить микросхемы К176ТМ2 и К176ЛЕ5(они КМОП)?
CD4013, CD4001 - их прямые импортные МОП-аналоги. Для ТТЛ подойдут из серии SN74ACT74, SN74ACT28 (серия АСТ совместимость по ТТЛ и КМОП уровням по входу и выходу и 5-вольтовое питание).
Здравствуйте, у меня такая же проблема, нужно смоделировать генератор в micro-cap с кварцевым резонатором, только на инверторах DD1-DD3 (микросхема КР1533ЛН1 6 элементов НЕ)
Длительность квазистационарного состояния 30 мс. Следовательно частота 33.3 Гц. Чтобы обеспечить стабильную частоту задающего генератора нужна схема с кварцевой стабилизацией частоты. Кварцевый резонатор с частотой резонанса 32768 Гц. Сопротивление резистора R1 из условия, что ток, проходящий через него должен равняться току на выходе ТТЛШ-логики при логической единицы. Так как при логическом нуле на входе инвертора DD1, на выходе DD3 логическая единица, а при логической единице на входе DD1 на выходе DD3 будет логический ноль, можно сказать, что напряжение приложенное к R1 не зависит от напряжения на выходе схемы (напряжения на кварцевом резонаторе) и равняется:
U=U1H-U0L=5-0.4=4.6 В
Сопротивление резистора R1=U/I1H=4.6/(0.4*10^-3)=11.5кОм
Подскажите пожалуйста, почему схема работает неправильно. Запускаю анализ переходных процессов и получается какая-то фигня.
Micro-Cap 8
Может кто работает в этом симуляторе и стыкался с такой ошибкой при попытке запуска переходных.
ВАХ в Micro Cap
Доброго времени суток, думаю среди вас есть пользователи Micro Cap. Так вот, кто знает как.
Стабилизатор напряжения в Micro-Cap
правильно ли собрана схема стабилизатора? если да, то как с нее снять вольт-амперные характеристики?
Micro-Cap: Конвертация графиков в таблицы
Доброго времени суток. Существует ли возможность получить таблицу с данными, по которой Micro-Cap.
Micro-Cap 8 является программой с многооконным графическим интерфейсом, позволяющим строить и редактировать схемы, модели и изображения компонентов, а также представлять результаты расчетов в удобном графическом виде. При помощи мыши можно менять расположение и размер окон, а также выбирать команды меню. Одновременно можно редактировать несколько схемных файлов, размещенных в разных окнах.
В программе MC8 используется стандартный многооконный интерфейс с ниспадающими и разворачивающимися меню.
В нижней части окна расположены закладки Main (или Page1), Text, Model и Info. В Main (или Page1), располагается собственно графическое изображение моделируемой схемы. Схема может располагаться на нескольких страницах, тогда появятся закладки Page2, Page3 и т.д.
В закладке Техт содержится текстовое описание моделей и подсхем. В закладке Models находятся модельные директивы, помещаемые туда по команде меню EDIT>Refresh Models. Эта команда загружает в файл все используемые модели из библиотек и после этого данный схемный файл можно будет запускать на другом компьютере, в котором может и не быть нужных библиотек моделей.
Пункт меню FILE
New. - создать новый схемный или библиотечный файл Open. - открыть для редактирования или анализа схемный (библиотечный) файл
Save - сохранить схемный (библиотечный) файл из активного окна с прежним именем и путем
Save As. - сохранить схемный (библиотечный) файл из активного окна с новым именем или путем
Protect. - сохранить находящийся в схемном окне файл с паролем в зашифрованном формате
Paths. - пути расположения рабочих схем, библиотечных файлов и рисунков
Cleanup. - удалить .bak-файлы и дополнительные файлы данных, создаваемых при выполнении анализа.
Migrate. - импортировать библиотеки и компоненты из более ранней версии программы Micro-Cap
Translate - преобразовать форматы схемных файлов (содержит подменю)
--- Binary Library to SPICE Text File. – преобразовать бинарный библиотечный файл в текстовый библиотечный файл формата SPICE
--- SPICE Text File to Binary Library. - преобразовать текстовый библиотечный файл в бинарный библиотечный файл
--- Schematic to SPICE Text File. – преобразовать схему Micro-CAP в текстовый Spice-файл.
--- Schematic to Printed Circuit Board. – преобразовать схему Micro-CAP в таблицу соединений для разводки печатной платы.
--- Schematic to Old Version. – сохранить схему Micro-CAP в формате старых версий.
--- Bill of Materials. – создать перечень элементов схемы
--- Model to SPICE File. - создать из файла моделей формата Micro-CAP текстовый Spice-файл.
--- IBIS to SPICE File. - создать Spice-модель из IBIS-файла
--- Touchstone Files. – преобразование параметров N-полюсников.
Load MC File. - загрузить выходные файлы расчета Монте-Карло (*.ANO, *.DNO, *.TNO)) и воссоздать вариант отказа схемы
Revert - восстановить с диска содержимого файла текущего окна
Close - завершить работу с файлом, находящимся в активном окне
Print Preview. - просмотреть изображение перед печатью
Print. - вывести на печать содержимое в активного окна с параметрами, заданными в окне Print Setup
Print Setup. - выбрать принтер и параметры печати
1 d:\мс8\ехаmреl\усилитель_оэ.cir
2 d:\мс8\воок-cir\dемо\усилитель.cir
3 c:\circuit2.cir - полные имена (включая путь) 10-и последних открывавшихся схемных файлов
Exit - завершить работу с программой МС8
Пункт меню EDIT
Undo Move - отменить последнюю команду редактирования (откат назад)
Can't Redo – восстановить последнюю отмененную команду (откат вперед)
Cut - удалить выбранный объект и поместить его в буфере обмена
Copy – копировать выбранный объект в буфер обмена
Paste - вставить содержимое буфера обмена
Clear - удалить выбранный объект
Clear Cut Wire - удалить выбранные объекты и обрезать линии соединений (проводников) по границе выделенной прямоугольной области
Select All - выделить все объекты в текущем окне или весь текст в текстовом окне
Copy to Clipboard - копировать в буфер обмена текущее окна (блок) в графическом формате (выбор - в подменю)
--- Copy the Visible Portion of Window in BMP Format - копировать видимую часть окна в формате bmp
--- Copy the Select Box Part in BMP Format - копировать выделенный фрагмент в формате bmp
--- Copy the Entire Window in WMF Format - копировать содержимое активного окна в формате wmf
--- Copy the Entire Window in EMF Format - копировать содержимое активного окна в формат emf
Copy the Entire Window to a Picture File. - сохранить текущего окна в выбранном графическом формате (выбор формата - в диалоговом окне)
Add Page - добавить к схеме новую страницу
Delete Page. - удалить одну или несколько страниц схемы
Refresh Models. - копировать в схемный файл используемые модели из библиотек (добавляются в окне Text или Models)
Box - редактировать объекты, заключенные в прямоугольную рамку-выделение в соответствии с подменю
--- Step Box. - копировать блок указанное число раз
--- Mirror Box. - зеркально отразить блок
--- Rotate - вращать блок против часовой стрелки на 90 градусов
--- FlipX - зеркально отразить относительно горизонтальной оси
--- FlipY - зеркально отразить относительно вертикальной оси
--- Make Macro. - создать макроопределение из схемы, содержащейся внутри блока
Change - изменить параметры отображения схемы на экране
--- Properties. - открыть окно свойств схемы (цвет элементов и т.п.)
--- Graphic Object Properties - открыть окно свойств графических объектов (окружностей, эллипсов и т.п.)
--- Attributes. – изменять значения основных атрибутов компонентов схемы и вкачать/выключать их отображение на экране.
--- Apply Display Properties. - установить параметры отображения выбранного компонента для остальных таких же
--- Color. – установить цвет выбранного компонента схемы
--- Font. – установить параметры шрифта отображения атрибутов выбранного компонента схемы
--- Rename Components. - перенумеровать позиционные обозначения компонентов и узлов (справа налево или сверху вниз)
--- Rename Defines - переименовать символы директивы .Define в случае конфликта имен символов
--- Reset Node Positions - восстановить исходные позиции отображения обозначений и атрибутов
Bring to Front - переместить нижний перекрывающийся объект наверх
Send to Back - переместить верхний перекрывающийся объект вниз
Go To Flag. - перейти по схеме к предварительно поставленному флагу (метке)
Find. - найти заданное в текущем окне схемы или текста
Repeat Last Find - повторить команду Find с текущими параметрами
Replace. – заменить текст в текстовом окне схемы или в описании схемы на языке SPICE
Find in Files. - поиск на диске файлов с определенным содержимым
Пункт меню COMPONENT
Analog Primitives - аналоговые компоненты и примитивы (в т.ч. источники сигналов)
Digital Primitives - цифровые компоненты и примитивы (в т.ч. источники цифровых сигналов)
Analog Library - библиотека моделей аналоговых компонентов
Digital Library - библиотека моделей цифровых компонентов
Russian Analog - библиотека моделей отечественных аналоговых компонентов (добавлена)
Russian Digital - библиотека моделей отечественных цифровых компонентов (добавлена)
Animation - анимационные элементы (индикаторы, ключи, переключаемые мышью, двигатель постоянного тока и т.п.)
Import - дополнительная библиотека компонентов, создаваемая пользователем
Find Component - поиск компонента во всех библиотеках
1 Capacitor
2 Voltage Source
3 D2C133A
4 Battery
5 Diode - перечень последних их использованных компонентов
Пункт Analog Primitives включает в себя
Пункт Digital Primitives включает в себя
Standard Gates - модели стандартных логических вентилей
Tri-State Gates - модели логических вентилей с 3-мя состояниями (3-е состояние — высокоимпедансное)
Edge-Triggered Flip-Flops - триггеры с динамическим управлением (по фронту (срезу) импульса на синхровходе CLKB)
Gated Flip-Flops/Latches - триггеры с потенциальным управлением
Pullups/Pulldowns - выводы подтягивающих к (источнику питания/земле) резисторов для схем с открытым коллектором
Delay Line - цифровая линия задержки
Programmable Logic Arrays - программируемые логические матрицы
Logic Expression - логические выражения от двух входных логических переменных с одной (двумя) выходными функциями
Pin Delay - назначение задержки распространения сигналов устройствам, рассмотренным в предыдущем пункте
Constraints - контроль соблюдения временных соотношений
AtoD Converters -1, 4, 8,12,16-разрядные аналого-цифровые преобразователи
DtoA Converters -1, 4, В, 12, 16-разрядные цифро-аналоговые преобразователи
Stimulus Generators - генераторы цифровых сигналов с 1, 2, 4, 8, 16 выходами
Пункты Analog Library и Digital Library содержат библиотеки моделей аналоговых и цифровых компонентов разных фирм-изготовителей.
Пункты Russian Analog и Russian Digital содержат библиотеки моделей отечественных аналоговых и цифровых компонентов разных фирм-изготовителей (в стандартной поставке отсутствуют, необходимо устанавливать самостоятельно)
Пункт Import содержит модели, добавленные в ходе работы с MicroCAP (в том числе и автоматически загруженные из схемных файлов, содержащих отсутствующие в основной библиотеке модели)
Пункт меню WINDOWS
Cascade - расположить открытые окна каскадом
Tile Vertical - расположить открытые окна по вертикали
Tile Horizontal - расположить открытые окна по горизонтали
Overlap - расположить окно результатов анализа поверх окна схем
Maximize - развернуть активное окно на весь экран
Arrange Icons - упорядочить свернутые в иконки окна открытых схемных файлов
Zoom-In - увеличить масштаб изображения
Zoom-Out - уменьшить масштаб изображения
Toggle Drawing/Text - переключиться между окном схем и соответствующим ему окном текста
Split Horizontal – разделить рабочее окно горизонтально на окно схем и окно текста
Split Vertical – разделить рабочее окно вертикально на окно схем и окно текста
Remove Splits – убрать разделение
Component Editor. – открыть окно редактора компонентов
Shape Editor. – открыть окно редактора условных графических обозначений компонентов
Package Editor… - открыть окно редактора корпусов и выводов компонентов
Calculator. - встроенный калькулятор
Check Model Library Parameters - проверить параметры моделей компонентов на соответствие принятым ограничениям
1 d: \мс8\ехатр1е5\усилитель_оэ.cir - список открытых схемных файлов
Пункт меню OPTIONS
Main Tool Bar - включить/выключить главную (верхнюю) строку панели инструментов
Default Main Tool Bar - вернуть панель инструментов к виду, принятому по умолчанию
Status Bar - включить/выключить строку описания текущей команды
Mode - выбрать режим для графического редактора схем или результатов анализа
View – выбрать, какую информацию показывать/не показывать на схеме
Show All Paths - список всех возможных путей распространения цифровых сигналов с указанием задержек
Preferences… -пользовательские установки для текущей схемы (цвет объектов, типы атрибутов, шрифты и другие параметры)
Default Properties For New Circuits. – параметры для новой схемы, установленные по умолчанию
Global Settings. - общие параметры моделирования.
User Definitions - просмотр файла глобальных определений, использующихся во всех схемах
Model Parameter Limits Editor. - ограничения на параметры моделей
Component Palettes – различные наборы компонентов (палитры)
В последнее время широкое распространение получили программы-симуляторы электронных схем. Я решил остановиться на программе Микрокап 7, как на довольно распространенной. Программа может быть интересна как специалистам, так и начинающим, желающим получить опыт в искусстве построения электронных схем и закрепить свои теоретические знания.
Достаточно хорошо программа описана в [1]. Мне хотелось остановиться на некоторых особенностях работы программы, недостаточно полно раскрытых в [1], особенно в плоскости проектирования усилителей низкой частоты, на конкретном примере полного анализа работы схемы. В качестве примера возьмём классическую схему УНЧ с ОООС (файл проекта в архиве).
1. Основное окно
В нём рисуем схему. Тут всё просто, но хочется остановиться на некоторых моментах, связанных в основном с удобством дальнейшей работы. Схему следует рисовать аккуратно, так чтобы выводы элементов не наползали друг на друга, чтобы потом не искать в схеме обрывы и КЗ. Контрольные точки схемы лучше обозначать текстом (например, OUT), а не номерами узлов схемы, которые автоматически проставляет программа. При добавлении в схему элементов номера узлов меняются. Поэтому в окнах анализа вам придётся постоянно это отслеживать. Параметры некоторых элементов лучше задавать как величину параметра другого, например симметричного, элемента, как это сделано с резистором R10. Для этого в окне элемента для R10 вместо 30 Ом, пишем R(R7). Теперь при изменении величины R7 будет синхронно изменяться и величина R10. Это очень удобно для анализа схемы.
Из окна схемы можно перейти в текстовое окно (рис.2). В нём отражены параметры моделей в текстовом формате. Чтобы в текстовом окне отразить параметры всех моделей схемы, существует кнопка на панели инструментов (отмечена стрелкой на рис.1). Тут их можно редактировать и добавлять новые обычным текстовым редактором. Схема будет брать модели не из библиотеки, а из этого текстового файла. Это нам пригодится при дальнейшем анализе схемы. При обмене файлами .CIR, модели будут переходить на другой компьютер вместе со схемой. Чтобы вернуть МС к основной библиотеке элементов, достаточно удалить их из текстового окна обычным текстовым редактором.
2. Окно анализа по постоянному току.
Для перехода к нему щёлкаем на Analysis>Dynamic DC. Напряжения в узлах будут выведены сразу. На панели инструментов можно вывести токи в ветвях, мощность на элементах, соответствующей кнопкой.
Рядом с каждым резистором появляется движок. При выделении его мышкой можно стрелками на клавиатуре менять его величину, наблюдая за токами и напряжениями в схеме. Таким способом балансируем схему по постоянному току. Устанавливаем токи покоя.
3. АС анализ.
В нём проводим анализ АФЧХ петлевого усиления, измеряем глубину ООС.
Далее смотрим АФЧХ без ОООС, для этого надо исключить ОООС по переменному току, оставив по постоянному. Для этого с базы Q8 на землю ставим конденсатор большой емкости, например 1ф. Смотрим графики.
4. DC анализ.
В этом режиме можно посмотреть статические характеристики схемы, а так же температурные зависимости. Этот режим удобен также для снятия статических характеристик активных элементов (входной, выходной характеристик, зависимостей бэты, крутизны от тока, температурных параметров) и сравнения с даташитными. Очень рекомендую проделывать эту процедуру перед установкой прибора в схему. Прграмма располагает множеством функций. Про них можно почитать в Help-е программы. Данные на график можно выводит в качестве функции измеряемой величины. Например, при измерении бэты (крутизны) очень удобна функция DD(производная, по изменяемому параметру).
Часто ругают симуляторы за несоответствие с реальными измерениями, но иногда виноваты не симуляторы, а неадекватные модели элементов. Особенно часто они попадаются среди моделей отечественных приборов.
Вернёмся к DC анализу нашей схемы.
Посмотрим температурные зависимости. Для этого делаем соответствующие установки в окне анализа. Вместо температуры в окне можно установит любой источник напряжения или тока, а так же параметры моделей элементов. Можно смотреть и сразу по двум величинам. Остановимся на температурных зависимостях тока покоя выходных транзисторов и дрейфе постоянного напряжения на выходе. Получаем:
Меняем, в схеме, активные элементы, температуру которых желаем оставить постоянной на элементы с буквой Т, одновременно с этим в окне элемента устанавливаем параметр T-ABC на нужную нам температуру (см. рис 8). Теперь температура этого элемента, при анализе, изменяться не будет.
Конечно, тепловой анализ в симуляторе не учитывает тепловое сопротивление, инерционность процесса. Но грубо работу схемы при прогреве, источники тепловых дрейфов, оценить можно.
5. Transient.
Предназначен для анализа переходных процессов в схеме, а так же анализа спектра гармоник выходного сигнала с помощью БПФ. На анализе переходных процессов останавливаться не буду, там всё очевидно.
Спектр гармоник можно посмотреть с помощью нескольких операторов. Наиболее удобным, на мой взгляд, является оператор IHD (HARM (измеряемая величина)). IHD-Individual Harmonic Distortion, т.е. из спектра выделяются гармоники только основной частоты. В большинстве случаев этого достаточно, для оценки нелинейности схемы. По сравнению с режимом HARM анализ идёт значительно быстрее, и что важно показания читать значительно удобнее. Они выводятся в процентах от основной гармоники, в отличие от режима HARM, где показания выводятся в абсолютных величинах. Это не удобно, особенно при измерении при разных уровнях входного сигнала. При правильном задании параметров анализа, показания практически не отличаются.
Итак, открываем окно анализа.
В поле 2 шаг, примерно одна тысячная - одна десятитысячная от периода. Чем меньше, тем точнее, но время анализа увеличивается пропорционально. Поэтому ищем компромисс, исходя из необходимой точности измерений. Тем более что, начиная с некоторых значений, уменьшение шага перестаёт влиять.
Диапазон шкал лучше установить вручную.
Проводим анализ. Хочу напомнить, что показания выводятся в процентах от основной гармоники. Например, 1m соответствует 0,001%.
Теперь хочу остановиться на некоторых тонкостях. Почему мы иногда видим в окошке спектра ровный, незатухающий пьедестал гармоник, даже при достаточно малом шаге?
Часто при недостаточной устойчивости схемы анализ начинается с затухающего возбуждения, при включении схемы, который заметно портит точность показаний. С этим можно бороться, начиная измерение спустя несколько периодов основной частоты. Для этого в окне вывода результатов анализа нажимаем Transient, далее DSP параметры. Открывается такое окно.
Устанавливаем в нижнем пределе 3m в верхнем 4m.Теперь измерение будет происходить с третьего по четвёртый период основной частоты. В окошке 1 на рис. 9 надо установить тоже 4m. Эти времена произвольны, главное чтобы разница между ними была равна периоду основной частоты (1m).Слишком большие их делать не стоит, так как это увеличивает время анализа.
Допустим, в схеме присутствуют большие ёмкости (например, в цепи ОООС или схемы серворегулирования), которые в процессе анализа могут менять заряд. В основном это заметно, когда в выходном напряжении схемы присутствуют значительные чётные гармоники. Лучше на время анализа спектра их из схемы исключать. Например, схему серво заменять батарейкой. Но если этого не хочется делать, можно воспользоваться режим Leave или Read (cм Рис.9). Как пользоваться режимом Read, хорошо описано (1), но он не очень удобен. После каждого изменения в схеме приходится формировать новый файл с запомненными режимами. Leave удобней, если процессы установления не очень длинные.
Пользоваться им так: проводим анализ, затем убираем галочку в окошке Operating Point и проводим анализ снова. Теперь программа начинает следующий анализ с конца предыдущего, и будет делать это каждый раз при нажатии на кнопку RUN.Теперь смотрим, как уменьшается пьедестал из гармоник верхних порядков. Процесс продолжаем несколько раз, пока пьедестал не перестанет изменяться. Галочку надо вернуть на место, после любого изменения в схеме. И повторить всё с начала.
Следует избегать цепочек дающих даже незначительные сдвиги фаз в цепи сигнала на частоте генератора. Например, цепочка на входе усилителя из резистора 51к и конденсатора 1мкф с частотой среза 3гц, на частоте 1кгц будет иметь сдвиг фаз всего 0,2 гр., но этого вполне достаточно, чтобы увидеть искажении спектра, хотя и очень небольшого уровня. Поэтому ставим, для анализа 10мкф, хотя для работы усилителя вполне достаточно и 1мкф.
6. Probe Transient.
Тоже очень полезный режим, нужный в основном, для того, чтобы экономить ваше время. Он позволяет оперативно посмотреть напряжения в узлах, на элементах схемы и переходах транзисторов. Время развёртки устанавливается в окне Transient.
Если поставить в схему несколько резисторов, в общем, не нужных для её работы, можно оперативно наблюдать форму токов. Это быстрее чем, это делать в режиме Transient.
В общем, всё, моделируйте. Это, конечно не заменит живой практики с паяльником, но сэкономит ваше время и деньги на сожжённые детали и позволит избежать ошибок на этапе проектирования.
Моделирование, а точнее построение временных диаграмм цифровых сигналов в контрольных точках, отмеченных на схеме, проводится в режиме анализа переходных процессов (Transient Analysis). (Меню Анализ (Analysis) пункт Transient Analysis).
Если ошибки отсутствуют, проводится подготовка схемы модели счетчика для расчета переходных процессов, и открывается окно Параметры анализа переходных процессов (Transient Analysis Limits) (рис.2.7).
В окошках этого диалогового окна устанавливается время моделирования (Time Range = 1us = 1мкс) и режим автоматического выбора масштабов на графиках (Auto Scale Ranges). Далее, нажимая кнопку добавить (Add), заполняют таблицу для вывода результатов в форме графиков.
В этой таблице в столбце P указывается номер графика. В данном случае все графики будут построены на одном поле. В столбце XExpression указывается переменная на оси Х (Время T). В столбце YExpression указываются переменные по оси Y. Символ d обозначает, что при выводе графика по оси Y будут откладываться логические уровни сигналов ("0", "1" или "Х") в контрольных точках, указанных на схеме. Имена контрольных точек помещаются в скобки.
В последней строке записано выражение DEC (OUT,B,A), означающее, что на графике будет показано текущее значение числа в счетчике в контрольных точках OUT, B и A в десятичной системе. Другие возможные здесь операторы: HEX - число в шестнадцатиричной системе, OCT - число в восьмиричной системе, BIN - число в двоичной системе.
Для запуска процесса моделирования необходимо нажать кнопку Выполнить (RUN). В результате на экране виртуального осциллографа будут построены временные диаграммы сигналов в контрольных точках схемы.
Для возврата к окну схема необходимо нажать F3, для возврата к окну настройки параметров моделирования (рис.2.7) - F9.
Рис. 2.7 Окно параметров анализа переходных процессов
Анализ временной диаграммы
Временные диаграммы работы счетчика представлены на рис. 2.8.
Из анализа последнего графика DEC (OUT,B,A) видно, что на выходах счетчика OUT, B, A формируется возрастающая последовательность состояний счетчика "0", "1", "2", "3", "4", "5". На этом же графике видно, что в промежутках между состояниями "1", "2" и "3", "4" возникают промежуточные состояния, связанные с гонками в счетчике с непосредственными связями [10, 11, 12].
Анализ строк d (C), d (A), d (B) и d (OUT) показывает, что переключение счетчика происходит по переднему фронту инвертированной последовательности тактовых импульсов. Например, импульсы С запаздывают относительно фронта импульсов последовательности CLK на время задержки в логическом элементе DD2.
Процесс перехода счетчика из состояния "5" в состояние "0" показан на графиках d (D), d (Q), d (R) и d (C). В состоянии "5" (К - 1) изменяется сигнал на выходе логического элемента DD7. В результате на графике d (D) появляется импульс отрицательной полярности. Это изменяет состояние входа D триггера DD1 c "1" на "0", и, кроме того, сигнал низкого уровня закрывает логический элемент DD2 (график d (C)). В результате по переднему фронту шестого тактового импульса последовательности CLK этот триггер переключается и на его выходе Q возникает состояние лог. "0" (график d (Q)). Это открывает логический элемент DD3, в результате чего он
Рис. 2.8 Временные диаграммы сигналов в контрольных точках схемы счетчика с модулем счета К = 6
По переднему фронту седьмого импульса CLK триггер DD1 возвращается в исходное состояние, а затем по заднему фронту этого импульса (переднему фронту соответствующего импульса последовательности С) начинается следующий цикл работы счетчика.
Средства анализа временной диаграммы.
В программе Micro-Cap имеются средства, позволяющие проводить измерения на временной диаграмме.
Это кнопка Время в точке (Point Tag) (), при выборе которой на график можно нанести отметку времени t и логическое состояние этой точки. Кнопка Время по горизонтали (Horizontal Tag) () включает режим измерения времени между выбранными точками на графиках.
Удобен режим увеличения масштаба части графика, заключенного в рамку (Scale). Рамка создается курсором при нажатой левой кнопке мышки. Режим масштаб (Scale) включается кнопкой F7.
Эти средства позволяют провести детальный анализ всех особенностей работы счетчика [7, 8, 9].
Определение максимального быстродействия
Для определения максимального быстродействия необходимо провести ряд испытаний модели цифрового узла с постепенным уменьшением периода следования тактовых импульсов CLK. Для этого для каждого испытания необходимо редактировать программу генератора цифровых сигналов. В процессе моделирования программа Micro-Cap проверяет временные соотношения, которые должны выполняться для каждой микросхемы. Они включают минимально допустимую длительность импульса, время предустановки и удержания и т.д.
Если хотя бы одно из этих ограничений не выполняется, программа выдает окно "Цифровая ошибка" с краткой информацией о ее причине. Одновременно эта информация в режиме Анализ переходных процессов (Transient Analysis) выводится в текстовый файл Numeric output () с результатами моделирования.
Появление первого предупреждения об ошибке можно считать верхней границей быстродействия схемы.
Читайте также: