8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню
11.12.2019| alexxlab| Нет комментариев

Spice модель – SPICE модели диодов

Содержание

SPICE модели диодов

Добавлено 11 августа 2017 в 20:10

Сохранить или поделиться

Программа моделирования схем SPICE в процессе моделирование работы схем обеспечивает и моделирование работы диодов. Модели диодов основаны на характеристиках отдельных устройств, описанных в технических описаниях на конкретные продукты, и характеристиках технологических процессов, которые не указаны в описаниях на устройства. Некоторая информация, взятая из технического описания на 1N4004, приведена на рисунке ниже.

Графики из технического описания на диод 1N4004
Табличные данные из технического описания на диод 1N4004
ПараметрЗначениеРазмерность
Максимальный средний выпрямленный ток ID1А
Пиковое повторяющееся обратное напряжение VRRM
400В
Пиковый прямой импульсный ток IFSM30А
Общая емкость CT15пФ
Прямое падение напряжения VF1В
Прямой ток IF1А
Максимальный обратный ток IR5мкА
Максимальное обратное напряжение VR400В

Определение диода начинается с имени элемента диода, которое должно начинаться с «d» плюс необязательные символы. Примеры имен элементов диодов: d1, d2, dtest, da, db, d101. Два номера узлов определяют подключение анода и катода, соответственно, к другим компонентам. За номерами узлов следует имя модели, ссылаясь на последующий оператор «.model«.

Строка оператора модели начинается с «

.model«, за которым следует название модели, соответствующее одному или нескольким определениям диода. Затем «d» указывает, что работа диода должна моделироваться. Остальная часть объявления модели представляет собой список дополнительных параметров диода в виде ParameterName=ParameterValue. В примере 1 такие параметры не используются. В примере 2 определены несколько параметров. Список параметров диодов приведен в таблице ниже.

Основная форма:  d[имя] [анод] [катод] [название_модели]
                 .model ([название_модели] d [parmtr1=x] [parmtr2=y] . . .)
 
 Пример1:        d1 1 2 mod1
                 .model mod1 d
 
 Пример2:        D2 1 2 Da1N4004
                 .model Da1N4004 D (IS=18.8n RS=0 BV=400 IBV=5.00u CJO=30 M=0.333 N=2)

Самый простой подход для получения SPICE модели такой же, как и для получения технического описания: посмотрите на сайте производителя. В таблице ниже приведены параметры модели для некоторых диодов. Во втором случае можно создать SPICE модель по тем параметрам, которые указаны в техническом описании. Третий случай, который здесь не рассматривается, – это измерение параметров реального устройства. Затем вычислить, сравнить и подогнать параметры SPICE модели к результатам измерений.

SPICE параметры диодов
ОбозначениеНазваниеПараметрЕдиницы измеренияЗначение по умолчанию
ISISТок насыщения (диодное уравнение)А1E-14
RSRSПаразитное сопротивление (последовательное сопротивление)Ом0
nNКоэффициент эмиссии, от 1 до 2–1
tDTTВремя переноса зарядас 0
CD(0)CJOЕмкость перехода при нулевом смещенииФ0
φ0VJКонтактная разность потенциалов переходаВ1
mMКоэффициент плавности перехода–0,5
  0,33 для линейно леггированнного перехода  
  0,5 для лавинного перехода  
EgEGШирина запрещенной зоныэВ1,11
  Si (кремний)эВ1,11
  Ge (германий)эВ0,67
  ШотткиэВ0,69
piXTIТемпературный экспоненциальный коэффициент тока насыщения–3,0
  pin переход–3,0
  Шоттки–2,0
kfKFКоэффициент фликер-шума–0
afAFПоказатель степени в формуле фликер-шума–1
FCFCКоэффициент емкости обедненной области при прямом смещении–0,5
BVBVОбратное напряжение пробояВ∞
IBVIBVОбратный ток пробояА1E-3

Если параметры диода не указаны, как в первом примере выше, применяются параметры по умолчанию, взятые из таблиц выше и ниже. Это модели по умолчанию диодов в интегральных микросхемах. Они безусловно подходят для предварительной работы и с дискретными устройствами. Для более важной работы используйте SPICE модели, поставляемые производителем, поставщиками ПО SPICE и другими источниками.

SPICE параметры некоторых диодов: sk = Шоттки, Ge = германий, остальные = кремний
ЭлементISRSNTTCJOMVJEGXTIBVIBV
По умолчанию1E-1401000.511.113∞1m
1N5711 sk315n2.82.031.44n2.00p0.333—0.6927010u
1N5712 sk680p121.00350p1.0p0.50.60.69220—
1N34 Ge200p84m2.19144n4.82p0.3330.750.67—6015u
1N414835p64m1.245.0n4.0p
0.285		0.6——75—
1N389163n9.6m2110n114p0.2550.6——250—
10A04 10A844n2.06m2.064.32u277p0.333———40010u
1N4004 1A76.9n42.2m1.454.32u39.8p0.333———4005u
1N4004 тех.описание18.8n—2—30p0.333———4005u

В противном случае введите некоторые из параметров, приведенных в техническом описании. Сначала выберите значение для SPICE параметра N между 1 и 2. Это необходимо для диодного уравнения (n). Массобрио в книге “Semiconductor Device Modeling with SPICE” рекомендует «… n, коэффициент эмиссии обычно равен примерно 2». В таблице выше мы видим, что силовые выпрямительные диоды 1N3891 (12 А) и 10A04 (10 А) используют примерно 2. Первые четыре строки в таблице не актуальны, поскольку они представляют собой диод Шоттки, диод Шоттки, германиевый диод и кремниевый диод для малых сигналов, соответственно. Ток насыщения, IS, выводится из диодного уравнения, значения (V

D, ID) на графике выше, и N=2 (n в диодном уравнении).

ID = IS (eVD/nVT – 1)

VT = 26 мВ (при температуре 25°C)

n = 2,0

VD = 0,925 В (при 1 А на графике)

1 А = IS (e(0,925 В)/(2)(26 мВ) – 1)

IS = 18,8E-9

Числовые значения IS=18.8n и N=2 приведены в последней строке таблицы выше для сравнения с моделью производителя 1N4004, что значительно отличается. По умолчанию RS установлено в значение 0. Это будет оценено позже. N, IS и RS являются важными статическими параметрами по постоянному току.

Рашид в книге “SPICE for Power Electronics and Electric Power” предлагает, чтобы TT, tD, время перехода, было аппроксимировано из восстанавливаемого заряда QRR, параметра из технического описания (в нашем случае недоступного) и IF, прямого тока.

ID = IS (eVD/nVT – 1) tD = QRR/IF

Мы принимаем TT=0 из-за отсутствия QRR. Хотя было бы разумно взять TT, как у аналогичного выпрямительного диода 10A04, 4.32u. TT диода 1N3891 не подходит, так как выпрямителем с быстрым восстановлением. CJO, емкость перехода при нулевом смещении оценивается по графику зависимости CJ от VR, который приведен выше. Емкость при ближайшем на графике к нулю напряжении составляет 30 пФ при 1 В. Если моделировать отклик на высокоскоростные переходы, как в импульсных источниках питания, то в модели должны быть учтены параметры TT и CJO.

Коэффициент плавности перехода M связан с профилем легирования перехода. Он не содержится в техническом описании устройств. Мы выбираем M = 0.333, что соответствует линейной плавности перехода. Мощные выпрямительные диоды в таблице выше используют более низкие значения M.

Мы берем значения по умолчанию для VJ и EG. Многие другие диоды используют VJ=0.6, что показано в таблице выше. Однако выпрямительный диод 10A04 использует значение по умолчанию, которое мы будем использовать для нашей модели 1N4004 (1N4001 тех. описание в таблице выше). Используйте значение по умолчанию EG=1.11 для кремниевых и выпрямительных диодов. В таблице выше приведены значения для диодов Шоттки и германия. Возьмите XTI=3, стандартный температурный коэффициент IS для кремниевых устройств. Для XTI диодов Шоттки смотрите таблицу выше.

Выдержка из технического описания, показанная на рисунке выше, приводит I

R = 5 мкА и VR = 400 В, соответствующие IBV=5u и BV=400, соответственно. Параметры SPICE модели 1n4004, полученные из технического описания, перечислены в последней строке таблицы выше для сравнения с моделью производителя, указанной выше. BV необходим только в том случае, если моделирование производится при обратном напряжении, превышающем обратное напряжение пробоя диода, как в случае со стабилитронами. IBV, обратный ток пробоя, часто опускается, но может быть введен, если приведен и BV.

На рисунке ниже показана схема для сравнения модели производителя, модели, полученной из технического описания, и модели по умолчанию, использующей параметры по умолчанию. Для измерения токов через диоды необходимы три фиктивных источника 0 V. Источник 1 V изменяет своё выходное напряжение от 0 до 1,4 В с шагом 0,2 мВ. Смотрите инструкцию .DC в списке соединений в таблице ниже. DI1N4004 – это модель производителя, а Da1N4004 – модель, созданная нами.

SPICE схема для сравнения модели производителя (D1), модели (D2), рассчитанной по техническому описанию, и модели по умолчанию (D3).

Параметры списка соединений SPICE: (D1) DI1N4004 модель производителя, (D2) Da1N40004 модель, полученная из технического описания, (D3) модель по умолчанию:

*SPICE circuit <03468.eps> from XCircuit v3.20
D1 1 5 DI1N4004
V1 5 0 0
D2 1 3 Da1N4004
V2 3 0 0
D3 1 4 Default
V3 4 0 0
V4 1 0 1
.DC V4 0 1400mV 0.2m
.model Da1N4004 D (IS=18.8n RS=0      BV=400 IBV=5.00u CJO=30
+M=0.333   N=2.0  TT=0)
.MODEL DI1N4004 D (IS=76.9n RS=42.0m  BV=400 IBV=5.00u CJO=39.8p
+M=0.333 N=1.45 TT=4.32u)
.MODEL Default D
.end

Мы сравниваем три модели на рисунке ниже и данные графиков в таблице ниже. VD – это напряжение, подаваемое на диод для сравнения токов модели производителя, нашей расчетной модели и модели диода по умолчанию. Последний столбец «1N4004 график» – это данные из вольт-амперной характеристики из технического описания, которая приведена на рисунке выше, и с которой наши результаты должны совпадать. Сравнение токов трех моделей с последним столбцом показывает, что модель по умолчанию хороша при низких токах; модель производителя хороша при больших токах; а наша рассчитанная по техническому описанию модель лучше всего при токах до 1 А. Точка на 1 А почти идеальна, поскольку расчет IS основан на напряжении диода при 1 А. Наша модель сильно завышает значения тока выше 1 А.

Первое испытание модели производителя, модели по техническому описанию и модели диода по умолчанию
Сравнение модели производителя, модели, рассчитанной по техническому описанию и модели по умолчанию с вольт-амперной характеристикой диода 1N4004 из технического описания
ИндексVDМодель производителяМодель по тех. описаниюМодель по умолчанию1N4004 график
35007.000000e-011.612924e+001.416211e-025.674683e-030.01
40018.002000e-013.346832e+009.825960e-022.731709e-010.13
45009.000000e-015.310740e+006.764928e-011.294824e+010.7
46259.250000e-015.823654e+001.096870e+003.404037e+011.0
50001.000000e-007.395953e+004.675526e+006.185078e+022.0
55001.100000e+009.548779e+003.231452e+012.954471e+043.3
60001.200000e+001.174489e+012.233392e+021.411283e+065.3
65001.300000e+001.397087e+011.543591e+036.741379e+078.0
70001.400000e+001.621861e+011.066840e+043.220203e+0912.

Решение заключается в том, чтобы увеличить RS со значения по умолчанию, которое равно RS=0. Изменение RS от 0 до 8m в модели по техническому описанию приводит к тому, что кривая пересекает 10 А (здесь не показано) при том же напряжении, что и модель производителя. Увеличение RS до 28.6m смещает кривую дальше вправо, как показано на рисунке ниже. Это приводит к более точному соответствию нашей модели с графиком из технического описания (рисунок выше). В таблице ниже показано, что ток 1.224470e+01 А соответствует графику при 12 А. Однако ток при 0.925 В ухудшился с 1.096870e+00 до 7.318536e-01.

Второе испытание для улучшения рассчитаной по техническому описанию модели по сравнению с моделью производителя и моделью по умолчанию
.model Da1N4004 D (IS=18.8n RS=28.6m  BV=400 IBV=5.00u CJO=30 
+M=0.333   N=2.0  TT=0)
Изменение инструкции RS=0 на RS=28.6m в модели Da1N4004 уменьшает ток при VD=1.4 В до 12.2 А
ИндексVDМодель производителяМодель по тех. описанию1N4004 график
35057.010000e-011.628276e+001.432463e-020.01
40008.000000e-013.343072e+009.297594e-020.13
45009.000000e-015.310740e+005.102139e-010.7
46259.250000e-015.823654e+007.318536e-011.0
50001.000000e-007.395953e+001.763520e+002.0
55001.100000e+009.548779e+003.848553e+003.3
60001.200000e+001.174489e+016.419621e+005.3
65001.300000e+001.397087e+019.254581e+008.0
70001.400000e+001.621861e+011.224470e+0112.

Предлагаемое упражнение для читателя: уменьшить N так, чтобы ток при VD = 0,925 В был восстановлен до 1 А. Это может увеличить ток (12,2 А) при VD = 1,4 В, требуя увеличения RS для уменьшения тока до 12 А.

Стабилитрон. Существует два подхода к моделированию стабилитрона: установка в инструкции модели параметра BV на напряжение стабилитрона или моделирование стабилитрона с подсхемой, содержащей диодный фиксатор уровня, установленный на напряжение стабилитрона. Пример первого подхода устанавливает напряжение пробоя BV в значение 15 для модели стабилитрона 1n4469 на 15 В (IBV необязательно):

.model D1N4469 D ( BV=15 IBV=17m )

Второй подход моделирует стабилитрон с подсхемой. Фиксатор уровня D1 и VZ на рисунке ниже моделируют напряжение обратного пробоя 15 В стабилитрона 1N4477A. Диод DR учитывает в подсхеме проводимость стабилитрона при прямом смещении.

Подсхема стабилитрона использует фиксатор уровня (D1 и VZ) в модели стабилитрона

Туннельный диод. Туннельный диод может быть смоделирован с помощью SPICE подсхемы и пары полевых (JFET) транзисторов.

Диод Ганна. Диод Ганна также может быть смоделирован парой полевых транзисторов.

Подведем итоги

  • Диоды описываются в SPICE с помощью инструкции компонента диода, относящейся к выражению .model. Инструкция .model содержит параметры, описывающие диод. Если параметры не указаны, модель использует значения по умолчанию.
  • Статические параметры по постоянному току включают в себя N, IS и RS. Параметры обратного пробоя: BV, IBV.
  • Для точного динамического моделирования требуются TT и CJO.
  • Рекомендуется использовать модели, предоставляемые производителем.

Оригинал статьи:

Сохранить или поделиться

radioprog.ru

Модели SPICE | Ресурсы | Аналоговые устройства

AD22050Single-Supply Sensor Interface Amplifier

AD22050 SPICE Macro Models

  • AD22050N SPICE Macro Model Rev. A, 9/95
  • AD22050T SPICE Macro Model Rev. A, 9/95
AD22057Усилитель сигналов датчиков с однополярным питанием

AD22057 SPICE Macro Models

  • AD22057N SPICE Macro Model Rev. A, 11/95
  • AD22057T SPICE Macro Model Rev. A, 11/95
AD5144Четырехканальный энергонезависимый цифровой потенциометр на 256 позиций с I2C/SPI портом

AD5144_10k SPICE Macro Model

  • AD5144_10k SPICE Macro Model
AD536AIntegrated Circuit True RMS-to-DC Converter

AD536A SPICE Macro Model

  • AD536A SPICE Macro Model
AD549Операционный усилитель с крайне низким входным током смещения

AD549 SPICE Macro Model

  • AD549 SPICE Macro Model
AD5686RQuad, 16-Bit nanoDAC+™ with 2 ppm/°C On-Chip Reference and SPI Interface

AD5686R SPICE Macro Model

  • AD5686R SPICE Macro Model
AD576716-Channel, 12-Bit Voltage Output denseDAC

AD5767 SPICE Macro Model

  • AD5767 SPICE Macro Model
AD581Прецизионный источник опорного напряжения 10 В

AD581 SPICE Macro Models

  • AD581 SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD581J SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD581K SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD581L SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD581S SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD581T SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD581U SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
AD584Pin Programmable Precision Voltage Reference

AD584 SPICE Macro Models

  • AD584 SPICE Macro Model Rev. B, 1/01
  • AD584J SPICE Macro Model Rev. B, 1/01
  • AD584K SPICE Macro Model Rev. B, 1/01
  • AD584L SPICE Macro Model Rev. B, 1/01
  • AD584S SPICE Macro Model Rev. B, 1/01
  • AD584T SPICE Macro Model Rev. B, 1/01
AD587High Precision 10 V Reference

AD587 SPICE Macro Models

  • AD587 SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD587J SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD587K SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD587L SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD587S SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD587T SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD587U SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
  • AD587U SPICE Macro Model Rev. A, 11/93
AD588Multiple Output, High Precision, Dual Tracking Reference

AD588 SPICE Macro Models

  • AD588 SPICE Macro Model Rev. A, 4/94
  • AD588A SPICE Macro Model Rev. A, 4/94
  • AD588B SPICE Macro Model Rev. A, 4/94
  • AD588J SPICE Macro Model Rev. A, 4/94
  • AD588K SPICE Macro Model Rev. A, 4/94
  • AD588S SPICE Macro Model Rev. A, 4/94
  • AD588T SPICE Macro Model Rev. A, 4/94
AD600Dual, Low Noise, Wideband Variable Gain Amplifier, 0 dB To +40 dB Gain

AD600 SPICE Macro Models

  • AD600 SPICE Macro Model Rev. A, 2/93
  • AD600J SPICE Macro Model Rev. A, 2/93
AD602Dual, Low Noise, Wideband Variable Gain Amplifier, -10 dB To +30 dB Gain

AD602 SPICE Macro Models

  • AD602 SPICE Macro Model Rev. A, 2/93
  • AD602J SPICE Macro Model Rev. A, 2/93
AD603Low Noise, 90 MHz Variable Gain Amplifier

AD603 SPICE Macro Models

  • AD603 SPICE Macro Model Rev. A, 12/94
  • AD603A SPICE Macro Model Rev. A, 12/94
AD604Dual, Ultralow Noise Variable Gain Amplifier

AD604 SPICE Macro Model

  • AD604 SPICE Macro Model
AD605Dual, Low Noise, Single-Supply Variable Gain Amplifier

AD605 SPICE Macro Model

  • AD605 SPICE Macro Model
AD620Малопотребляющий инструментальный усилитель с малым дрейфом, диапазон усиления от 1 до 10000

AD620 SPICE Macro Models

  • AD620 SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
  • AD620A SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
  • AD620B SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
  • AD620S SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
AD623Недорогой Rail-Rail инструментальный усилитель с однополярным питанием

AD623 SPICE Macro Model

  • AD623 SPICE Macro Model
AD624Прецизионный инструментальный усилитель с низким шумом

AD624 SPICE Macro Models

  • AD624 SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
  • AD624A SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
  • AD624B SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
  • AD624C SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
  • AD624S SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
AD626Недорогой дифференциальный усилитель с однополярным питанием

AD626 SPICE Macro Models

  • AD626 SPICE Macro Model Rev. A, 11/95
  • AD626A SPICE Macro Model Rev. A, 11/95
  • AD626B SPICE Macro Model Rev. A, 11/95
AD627Микропотребляющий Rail-to-Rail инструментальный усилитель с однополярным и биполярным питанием

AD627A SPICE Macro Models

  • AD627A SPICE Macro Model Rev A, 1/2001
  • AD627B SPICE Macro Model Rev A, 2/2001
AD628Усилитель разностного сигнала с программируемым коэффициентом усиления и широким диапазоном синфазных напряжений

AD628 SPICE Macro Model

  • AD628 SPICE Macro Model
AD629Усилитель разностного сигнала с высоким синфазным напряжением

AD629B SPICE Macro Model Minimum Values

  • AD629B SPICE Macro Model Minimum Values
AD629Усилитель разностного сигнала с высоким синфазным напряжением

AD629A SPICE Macro Model Typical Values

  • AD629A SPICE Macro Model Typical Values
AD629Усилитель разностного сигнала с высоким синфазным напряжением

AD629B SPICE Macro Model Typical Values

  • AD629B SPICE Macro Model Typical Values
AD629Усилитель разностного сигнала с высоким синфазным напряжением

AD629A SPICE Macro Model Minimum Values

  • AD629A SPICE Macro Model Minimum Values
AD630Балансный модулятор/демодулятор

AD630 SPICE Macro Model

  • AD630 SPICE Macro Model
AD633Недорогой аналоговый умножитель

AD633 SPICE Macro Models

  • AD633 SPICE Macro Model Analog Multiplier Rev. A, 12/93
  • AD633J SPICE Macro Model Analog Multiplier Rev. A, 12/93
AD636Low Level, True RMS-to-DC Converter

AD636P SPICE Macro Model

  • AD636P SPICE Macro Model
AD637High Precision, Wideband RMS-to-DC Converter

AD637 SPICE Macro Model

  • AD637 SPICE Macro Model
AD645Low Noise, Low Drift FET Op Amp

AD645 SPICE Macro Models

  • AD645 SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD645A SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD645B SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD645J SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD645K SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD645S SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
AD680Bandgap, Low Power 2.5v Reference

AD680J SPICE Macro Model

  • AD680J SPICE Macro Model
AD680Bandgap, Low Power 2.5v Reference

AD680A SPICE Macro Model

  • AD680A SPICE Macro Model
AD680Bandgap, Low Power 2.5v Reference

AD680JT SPICE Macro Model

  • AD680JT SPICE Macro Model
AD680Bandgap, Low Power 2.5v Reference

AD680 SPICE Macro Model

  • AD680 SPICE Macro Model
AD704Четырехканальный ОУ на биполярных транзисторах с входным током на уровне пикоампер

AD704 SPICE Macro Models

  • AD704 SPICE Macro Model Rev. B, 9/91
  • AD704A SPICE Macro Model Rev. B, 9/91
  • AD704B SPICE Macro Model Rev. B, 9/91
  • AD704J SPICE Macro Model Rev. B, 9/91
  • AD704K SPICE Macro Model Rev. B, 9/91
  • AD704T SPICE Macro Model Rev. B, 9/91
AD706Двухканальный ОУ на биполярных транзисторах с входным током на уровне пикоампер

AD706 SPICE Macro Models

  • AD706 SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
  • AD706A SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
  • AD706J SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
  • AD706J SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
  • AD706K SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
  • AD706T SPICE Macro Model Rev. A, 9/91
AD711Прецизионный, недорогой, быстродействующий BiFET ОУ

AD711 SPICE Macro Models

  • AD711 SPICE Macro Model Rev. C, 3/91
  • AD711A SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
  • AD711B SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
  • AD711C SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
  • AD711J SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
  • AD711K SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
  • AD711S SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
  • AD711T SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
AD712Прецизионный, недорогой, быстродействующий двухканальный BiFET ОУ

AD712 SPICE Macro Models

  • AD712 SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD712A SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD712B SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD712C SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD712J SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
AD713Прецизионный, быстродействующий, четырехканальный BiFET ОУ

AD713 SPICE Macro Models

  • AD713 SPICE Macro Model Rev B, 3/91
  • AD713A SPICE Macro Model Rev A, 1/91
  • AD713B SPICE Macro Model, Rev A, 1/91
  • AD713J SPICE Macro Model, Rev A, 1/91
  • AD713K SPICE Macro Model, Rev A, 1/91
  • AD713S SPICE Macro Model, Rev A, 1/91
  • AD713T SPICE Macro Model, Rev A, 1/91
AD734Четырехкввадрантный умножитель/делитель, полоса 10 МГц

AD734 SPICE Macro Models

  • AD734 SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD734A SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD734B SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
  • AD734S SPICE Macro Model Rev. B, 4/92
AD736Low Cost, Low Power, True RMS-to-DC Converter

AD736 SPICE Macro Model

  • AD736 SPICE Macro Model
AD737Low Cost, Low Power, True RMS-to-DC Converter

AD737 SPICE Macro Model

  • AD737 SPICE Macro Model
AD743BiFET ОУ с крайне низким шумом

AD743 SPICE Macro Models

  • AD743 SPICE Macro Model Rev. A, 4/92
  • AD743A SPICE Macro Model Rev. A, 4/92
  • AD743B SPICE Macro Model Rev. A, 4/92
  • AD743J SPICE Macro Model Rev. A, 4/92
  • AD743K SPICE Macro Model Rev. A, 4/92
  • AD743S SPICE Macro Model Rev. A, 4/92
AD744Precision, 500 ns Settling BiFET Op Amp

AD744 SPICE Macro Models

  • AD744 SPICE Macro Model Rev B, 3/91
  • AD744A SPICE Macro Model Rev A, 1/91
  • AD744B SPICE Macro Model Rev A, 1/91
  • AD744C SPICE Macro Model Rev A, 1/91
  • AD744J SPICE Macro Model Rev A, 1/91
  • AD744K SPICE Macro Model Rev A, 1/91
  • AD744S SPICE Macro Model Rev A, 1/91
  • AD744T SPICE Macro Model Rev A, 1/91
AD745Быстродействующий BiFET ОУ с крайне низким шумом

AD745 SPICE Macro Models

  • AD745 SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
  • AD745A SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
  • AD745B SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
  • AD745J SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
  • AD745K SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
  • AD745S SPICE Macro Model Rev. B, 10/95
ad746Двухканальный, прецизионный BiFET ОУ, время установления 500 нс

AD746 SPICE Macro Models

  • AD746 SPICE Macro Model Rev. B, 3/91
  • AD746A SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
  • AD746B SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
  • AD746J SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
  • AD746S SPICE Macro Model Rev. A, 1/91
AD7802.5 V/3.0 V High Precision Reference

AD780 SPICE Macro Models

  • AD780 SPICE Macro Model Rev. A, 5/93
  • AD780A SPICE Macro Model Rev. A, 5/93
  • AD780B SPICE Macro Model Rev. A, 5/93
  • AD780S SPICE Macro Model Rev. A, 5/93
AD795Малопотребляющий, прецизионный ОУ на полевых транзисторах с низким шумом

AD795 SPICE Macro Models

  • AD795 SPICE Macro Model Rev. A, 11/94
  • AD795J SPICE Macro Model Rev. A, 11/94
  • AD795K SPICE Macro Model Rev. A, 11/94
AD797ОУ с крайне низкими шумом и искажениями

AD797 SPICE Macro Models

  • AD797 SPICE Macro Model Rev. A, 10/92
  • AD797A SPICE Macro Model Rev. A, 10/92
  • AD797B SPICE Macro Model Rev. A, 10/92
  • AD797S SPICE Macro Model Rev. A, 10/92
AD8000ОУ с крайне высоким быстродействием и режимом пониженного энергопотребления, полоса 1.5 ГГц

AD8000 SPICE Macro Model

  • AD8000 SPICE Macro Model
AD8001800 MHz, 50 mW Current Feedback Amplifier

AD8001 SPICE Macro Model

  • AD8001A SPICE Macro Model Rev. A, 9/94
  • AD8001AN SPICE Macro Model Rev. A, 9/94
  • AD8001AR SPICE Macro Model Rev. A, 9/94
AD8002Dual 600 MHz, 50 mW Current Feedback Amplifier

AD8002 SPICE Macro Model

  • AD8002A SPICE Macro Model Rev. A, 11/95
  • AD8002AN SPICE Macro Model Rev. A, 11/95
  • AD8002AR SPICE Macro Model Rev. A, 11/95
AD8003Трехканальный ОУ, ширина полосы 1.5 ГГц

AD8003 SPICE Macro Model

  • AD8003 SPICE Macro Model
AD8004Четырехканальный усилитель с обратной связью по току, скорость нарастания 3000 В/мкс, потребляемая мощность 35 мВт

AD8004 SPICE Macro Model

  • AD8004 SPICE Macro Model
AD8005Усилитель с обратной связью по току полоса 270 МГц, потребляемый ток 400 мкА

AD8005 SPICE Macro Model

  • AD8005 SPICE Macro Model
AD8007Быстродействующий усилитель с крайне малыми искажениями

AD8007/AD8008 SPICE Macro Model

  • AD8007/AD8008 SPICE Macro Model
AD8008Быстродействующий усилитель с крайне малыми искажениями

AD8007/AD8008 SPICE Macro Model

  • AD8007/AD8008 SPICE Macro Model
AD8009Усилитель с низкими искажениями, полоса 1 ГГц, скорость нарастания 5500 В/мкс

AD8009 SPICE Macro Model

  • AD8009 SPICE Macro Model
AD8010Малопотребляющий усилитель-распределитель с высоким выходным током

AD8010 SPICE Macro Model

  • AD8010 SPICE Macro Model
AD8011Усилитель с обратной связью по току, полоса 300 МГц, потребляемый ток 1 мА

AD8011 SPICE Macro Model

  • AD8011 SPICE Macro Model
AD8012Малопотребляющий двухканальный усилитель с обратной связью по току

AD8012 SPICE Macro Model

  • AD8012 SPICE Macro Model
AD8014Малопотребляющий, высококачественный усилитель с полосой 400 МГц

AD8014 SPICE Macro Model

  • AD8014 SPICE Macro Model
AD8016Полноскоростной драйвер ADSL с режимом пониженного энергопотребления

AD8016 SPICE Macro Model

  • AD8016 SPICE Macro Model
AD8017Недорогой драйвер с высоким выходным током и высоким выходным напряжением

AD8017 SPICE Macro Model

  • AD8017 SPICE Macro Model
AD8018Rail-to-Rail усилитель-драйвер xDSL с высоким выходным током и питанием 5 В

AD8018 SPICE Macro Models

  • AD8018 SPICE Macro Models
AD8021Быстродействующий усилитель с низким шумом для 16-разрядных систем

AD8021 SPICE Macro Model

  • AD8021 SPICE Macro Model
AD8022Dual High Speed, Low Noise Op Amp

AD8022 SPICE Macro Model

  • AD8022 SPICE Macro Model
AD8023Трехканальный усилитель видеосигнала с высоким выходным током

AD8023 SPICE Macro Model

  • AD8023 SPICE Macro Model
AD8024Четырехканальный усилитель с полосой 350 МГц, напряжение питания 24 В

AD8024 SPICE Macro Model

  • AD8024 SPICE Macro Model
AD8027Быстродействующий усилитель с Rail-to-Rail входом/выходом и низкими искажениями

AD8027 SPICE Macro Model

  • AD8027 SPICE Macro Model
AD8028Быстродействующий усилитель с Rail-to-Rail входом/выходом и низкими искажениями

AD8028 SPICE Macro Model

www.analog.com

6.6.2 Создание SPICE Model для компонента

3. Щелкните ОК, чтобы закрыть диалоговое окно.

Multisim базируется на промышленном стандарте SPICE 3F5. Ее поддерживаемые модели созданы с использованием стандартного синтаксиса SPICE. Вы можете создать модель, используя Model Makers и назначая значения параметров модели примитива или создаваямодель-подсхему(subcircuit model).

6.6.2.1 Создание модели с использованием генераторов моделей

►Чтобы использовать модель, созданную Model Makers:

1.Выберите Model ID в диалоговом окнеSelect a Model.

2.Щелкните по кнопке Start Model Maker. Появится диалоговое окноSelect Model Maker.

3.Выберите Model Maker, который вы хотите использовать для создания модели.

4.Щелкните Accept для продолжения начала процесса создания модели. ЩелкнитеCancel, чтобы вернуться на закладкуModel диалогового окнаComponent Properties.

5.Аналоговые Model Makers описаны в разделе «Создание моделей компонентов с использованием Model Makers», где есть процедуры для отдельных Model Makers. А RF модели описаны в «RF Model Makers».

6.Когда вы введете всю требуемую информацию в диалоговом окне Model Maker, щелкнитеОК. Данные модели, что вы только что создали, появятся в полеModel Data.

6.6.2.2 Создание модели примитива

Некоторые устройства имеют SPICE модели примитива. Эти устройства перечислены в таблице ниже. Модель примитива — это модель, которая определяется набором параметров. Они используются как базовые строительные блоки в схемах и подсхемах.

National Instruments Corporation

219

Multisim User Guide

Пример модели примитива для 2n2222a NPN BJT Transistor (NPN биполярный транзистор) следующая. Первая строка модели примитива начинается с утверждения, .MODEL, за которым следует имя модели и тип примитива. В примере ниже модель названа «2N2222A» тип примитива «NPN». Последующие строки модели определяют параметры NPN BJT. Заметьте, что все они начинаются с «+». Детали, относящиеся к параметрам, можно найти в «Multisim Component Reference Guide». Вам не нужно определять все параметры, все, что здесь опущены, добавляются значениями по умолчанию.

.MODEL 2N2222A NPN

+IS=2.04566e-13BF=296.463 NF=1.09697 VAF=10 +IKF=0.0772534ISE=1.45081e-13NE=1.39296 BR=0.481975 +NR=1.16782 VAR=100 IKR=0.100004ISC=1.00231e-13+NC=1.98587 RB=3.99688 IRB=0.2 RBM=3.99688 +RE=0.0857267 RC=0.428633 XTB=0.1 XTI=1

+EG=1.05 CJE=1.09913e-11VJE=0.99 MJE=0.23+TF=2.96787e-10XTF=9.22776 VTF=25.2257 ITF=0.0793144+CJC=3.1941e-11VJC=0.4 MJC=0.85 XCJC=0.901093 +FC=0.1 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5

+TR=3.83883e-07PTF=0 KF=0 AF=1

За дальнейшей информацией, относящейся к моделям примитивов, пожалуйста обратитесь к «Multisim Component Reference Guide» или к «SPICE 3F5 user manual» (http://bwrc.eecs.berkeley.edu/Classes/IcBook/SPICE/).

6.6.2.3 Создание модели-подсхемы(Subcircuit Model)

Многие электронные устройства не представлены примитивами, но они еще хорошо походят как SPICE модели. Subcircuit Models используются для ввода характеристик этих моделей. Подсхемы моделей создаются из набора устройств, которые содержат модели примитивов,

National Instruments Corporation

220

Multisim User Guide

источников напряжения и/или тока, и/или других моделей-подсхем.

Вы можете либо создать модель-подсхемуиз набросков, впечатывая их в окно данных модели, или можете вначале начертить схему в Multisim и экспортировать ее в SPICE netlist, а затем уже модифицировать для использования вмодели-подсхеме.

Все модели-подсхемыдолжны начинаться со строки, которая начинается с утверждения

.SUBCKT, за которым следует имямодели-подсхемыи внешние узлы подсхемы, которые будут соединяться с другими компонентами. Подсхема должна заканчиваться утверждением.ENDS.

.SUBCKT <SubcircuitName> <N1> <N2> <N3> <N4>

…

.ENDS SubcircuitName

Модель-подсхемаопределяется по имени и соединяется внутренними устройствами, которые и создают подсхему. Например, для определения, что резистор 100kΩ со ссылочным указателем (reference designator) R1 соединен с узлами 4 и 5, вы должны написать:

R1 4 5 100k

Пример модели-подсхемыследующий:

Это подсхема для следующей схемы, начерченной в Multisim:

National Instruments Corporation

221

Multisim User Guide

studfiles.net

.MODEL – Определение SPICE модели

frain [число] (нет) — Входной узел для многократного анализаfraout [число] (нет) — Выходной узел для многократного анализаfrastop [число] (нет) — верхняя частота для многократного анализаfrastart [число] (нет) — нижняя частота для многократного анализаfraamp [число] (нет) — fra func ampl. for freq.response analysis

fravref

[число] (нет) — additional DC offset of Vin Freq. response analysis

Gmin

[число] (1e-12)- Минимальная проводимость ветви(меньшая

проводимость считается равной нулю)

itl1 [число] 100.-максимальноечисло итераций при анализе по пост.токуitl2 [число] 50. — Максимальное число итераций при расчете передаточных функций по постоянному току при переходе к следующей точке.itl4 [число] 10. — Максимальное число итераций при переходе к следующему моменту времени в режиме TRAN

itl6 [число] 25. — число шагов, используемых в продвижении источника (применяется при плохой сходимости по постоянному току при поиске рабочей точки)

srcsteps [число] 25. — альтернативное имя для itl6

maxclocks [число] infin.- максимальное число циклов записи

maxstep [число] infin.- максимальный шаг при расчете переходных процессов

measdgt [число] 6-Числорезультатов, помечаемыхв .measure-директивахmethod [строка] trap — Численный метод интегрирования, используется также trapezoidal или Gear

minclocks [число] 10 — минимальное число циклов записиnomarch [флаг] false — не запускать графический постпроцессор.noopiter [флаг] false-Идтинепосредственно к gmin stepping.

numdgt [число] 6 — Исторически «numdgt» используется для задания числа знаков в выходных данных. В LTspice, если «numdgt» устанавливается > 6, то используется двойная точность для представления переменных

oversample [число] (нет) — For Freq. response analysis

pivrel [число]1e-3- Относительная величина элемента строки матрицы, необходимая для его выделения в качестве ведущего элемента

pivtol [число]1e-13- Абсолютная величина элемента строки матрицы, необходимая для его выделения в качестве ведущего элемента (режим АС)

reltol [число] 0.001 — Допустимая относительная ошибка расчета напряжений и токов в режиме TRAN

startclocks [число] 5 — number of clock cycles to wait before looking for steadystate число тактовых циклов, необходимых для поиска установившегося процесса

sstol [число] 0.001 — относительная ошибка для обнаружения установившегося режима

studfiles.net

Схемотехническое моделирование SPICE

SPICE является программой для схемотехнического моделирования с ориентацией на интегральные схемы, впервые выпущенный из университета Калифорнии в Беркли в начале 1970-х годов. До существования SPICE инженеры разработали схемы вручную, возможно, с помощью логарифмической линейки и калькулятора. Прототип был построен с оригинальным дизайном, а его производительность оценивается целей дизайнера.

Разработка многих из схем сегодня было бы невозможно без помощи SPICE. Часто аналоговые схемы содержат сотни или тысячи устройств. Проектирование и анализ включают поиск решений уравнений. Эти уравнения могут быть простые алгебраические форму или привлекать нелинейных дифференциальных уравнений. Прототипы еще построены, чтобы измерить производительность, но, учитывая затраты работает в сотни тысяч долларов, исполнение должно быть во многом предвосхитила через компьютерного моделирования до изготовления прототипа начинается.

SPICE не ограничивается интегральных схем. Скорее всего, SPICE полезна для анализа любой цепи, которая может быть описана в терминах напряжения источников, источников тока, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторов и некоторых других компонентов.

Где найти SPICE для Linux?

SPICE — первая версия  была выпущена в 1993 году, и исходный код  доступен для всех  ftp://sunsite.unc.edu/pub/Linux/apps/circuits/spice3f4.tar.gz.

 

Как построить / Установка SPICE на Linux системы

Если вы используете оборотов в минуту, здание SPICE так же просто, как:

rpm -ba -vv SRPMS/spice-3f4-2.src.rpm
rpm -i -U -vv RPMS/i386/spice-3f4-2.i386.rpm

Первая строка создает устанавливаемый пакет из исходного кода. Вторая строка устанавливает пакет и обновления базы данных оборотов в минуту.

Если вы не используете оборотов в минуту, сборки и установки SPICE немного более сложная, но не так уж плохо. Основной процесс выглядит следующим образом:

rpm2cpio SRPMS/spice-3f4-2.src.rpm | cpio -i
tar xzpf spice3f4.tar.gz
patch < spice3f4.newlnx.patch
patch < spice3f4.dirs.patch
cd spice3f4
util/build linux

Компиляция заняла 12 минут.

util/build linux install
strip /usr/bin/{spice3,help,nutmeg,sconvert,multidec,\
        proc2mod}
install -m 644 man/man1/spice.1 /usr/man/man1
install -m 644 man/man1/nutmeg.1 /usr/man/man1
install -m 644 man/man1/sconvert.1 /usr/man/man1
install -m 644 man/man3/mfb.3 /usr/man/man3
install -m 644 man/man5/mfbcap.5 /usr/man/man5

После установки происходит самое интересное, создания и моделирования цепей. 

 

Рисунок 1. Дифференциальная пара принципиальная схема

На рисунке 1 показана схема цепи дифференциальной пары построен переход от биполярного транзисторов и резисторов. Эта схема может быть использована для цифровых или аналоговых целей и, в любом случае, может быть моделируется с помощью SPICE. Схема работает следующим образом. Очень мало тока через базу транзистора Q2, так что база может считаться состоявшейся у земли потенциал, ноль вольт. Когда входное напряжение, VIN, низкий, у земли, Q1 будет выключен и Q2 будет дальше. Нет ток будет течь через Q1, так VO1 будет высоким, равным VCC. Все тока в ИЭЭ будет проходить через Q2. Падение напряжения RL2 будет:

Таким образом, напряжение VO2 будет ниже 5V VCC. Таким образом, VO2 будет 0В.

В линейных аналоговых операций VIN пройдет у земли, за исключением небольшой экскурсии сигнал от земли. При этом условии дифференциальных пар будет служить в качестве усилителя, где напряжение выгоды:

 AV1 = VO1 / VIN = - (gm1 / 2) * RL1

 AV2 = VO2 / VIN = (GM2 / 2) * RL2

где gm1 и gm2 являются transconductances из двух транзисторов. 

 

В листинге 1 показан файл SPICE вход соответствующие схемы на рисунке 1. SPICE файл входных данных содержит описание схемы и ее соединений, входных стимулов, заявления контролировать то, что такой анализ SPICE будет выполнять, отчетность контролировать выход, комментарии и название. Первая строка всегда название и последняя непустая строка всегда. Конца.Строки комментариев начинаются со звездочки (*). Линии управления любого рода начинается с точки (.). Символ продолжения строки является знак плюс (+), который проходит в начале линии продолжаются от предыдущей линии. Это немного отличается от общего обратную косую черту (\) продолжение строки, используемые в других Linux, где, что продолжение герой отправляется в конце линии продолжается на следующей строке.

 

Выходные напряжения

Передачи постоянного тока характерно график показывает напряжение на выходе, слева направо, начиная за 0В до 5В и показывает входное напряжение, сверху донизу, от -0,15 до 0,15 В. Каждый раз, когда я смотрю сюжет, как это я получаю ностальгический, вспоминая те дни, когда я хотел перевернуть переключатели на передней панели PDP-8 и программ нагрузки загрузки с бумажной ленты. Но это уже другая история. Этот сюжет, конечно, не фантазия, по сегодняшним меркам, но это не передать необходимую информацию.

Далее, в листинге 4, я выбрал передачу данных функций. Дисплей команда показывает мне переменных я могу запросить от передачи данных функций. 

Вместо того, чтобы выбрать одну переменную для отображения в строке № 10 я выбрал все переменные для отображения. Это показывает, выходной импеданс составляет около.

, А входное сопротивление составляет около

 

В строке 20 я провел анализ Фурье от напряжения во временной области, чтобы найти содержание гармоник искаженной синусоидальной волны. Мне пришлось указать на основной частоте 5 МГц в качестве, так же, как был дан в исходном файле, а узел напряжения анализ Фурье следует проверить. Как и следовало ожидать от сжатого форму синусоидальной волны выхода, коэффициент гармонических искажений (THD) достаточно высок.

Оставьте свой комментарий!

Добавить комментарий

pro-spo.ru

Создаем модель нового компонента / LTspice / Сообщество разработчиков электроники

Часть1. Новый компонент как часть иерархической схемы
По мере освоения LТspice и усложнения моделируемых схем нередко возникает необходимость представить уже отработанные узлы в виде нового компонента. LTspice дает такую возможность через создание символа компонента и Spice-файла к нему. Однако сам процесс преобразования схемной модели в символ в Help и в его русскоязычных переводах описан весьма скудно и даже малопонятно. Немудрено, что у начинающих возникает вопрос – “куда же лошадь запрягать?” Надеюсь, что это сообщение окажется неплохим дополнением ко второму видеоуроку по LTspice и будет полезным для изучающих этот симулятор самостоятельно.

1.1 О модели идеального трансформатора
Итак, давайте посмотрим, как создается новый компонент на примере создания символа идеального трехобмоточного трансформатора. Хочу сразу пояснить, почему для примера выбран именно идеальный трехобмоточный трансформатор. Дело в том, что в штатной папке sym, из которой производится вызов компонентов для включения в моделируемую схему, этот примитив (символ) отсутствует. Help LTspice в случае такой необходимости предлагает воспользоваться моделью линейного (неидеального) трансформатора в виде набора взаимно связанных индуктивностей с коэффициентом связи единица. Справедливости ради надо отметить, что в папке «Educational» из каталога «examples» можно найти файл IdealTransformer.asc, в котором представлена модель двухобмоточного идеального трансформатора с использованием 4-х источников тока, управляемых напряжением, (ИТУН или G в Spice-терминологии). Но модель эта выглядит достаточно громоздкой и, кроме того, не доведена до уровня символа.

В то же время известны более компактные Spice-модели идеальных трансформаторов, одна из которых описана в статье L.G. Meares и Charles E. Hymowitz «SPICE Models For Power Electronics» (Spice-модели для силовой электроники)
www.intusoft.com/articles/satcore.pdf
Перепев этой модели, доведенный до уровня символ, под тем же названием, что и у авторов статьи, но с небольшими непринципиальными изменениями можно найти в громадном архиве LTspiceIV.zip, упоминавшемся в видеоуроке bsvi (файлы XFMR1.asy и XFMR2.asy, SUBCKT к ним в файле Sborka.lib).Именно эту модель возьмем в качестве прототипа для наших дальнейших изысков. Но при этом учтем одно интересное замечание из Help LtspiceIV:
«It is better to use a G source shunted with a resistance to approximate an E source than to use an E source. A voltage controlled current source shunted with a resistance will compute faster and cause fewer convergence problems than a voltage controlled voltage source. Also, the resultant nonzero output impedance is more representative of a practical circuit.»
В переводе это звучит так:
«Лучше использовать G-источник (ИТУН), шунтированный сопротивлением, чтобы аппроксимировать Е-источник (ИНУН — источник напряжения, управляемый напряжением), чем использовать просто Е-источник. Источник тока, управляемый напряжением, шунтированный сопротивлением, считается быстрее и вызывает меньше проблем со сходимостью, чем источник напряжения, управляемый напряжением. Кроме того, получаемые результаты благодаря ненулевому импедансу в большей степени репрезентативны по отношению к реальным цепям».
Обратимся теперь к базовой модели идеального двухобмоточного трансформатора из статьи L.G. Meares и Charles E. Hymowitz,

Рис.1 Модель идеального трансформатора, предложенная Кристофером Бассо
Мы видим, что входное напряжение первичной обмотки (порты 1 и 2) в качестве управляющего поступает на источник напряжения Е. Его выходное напряжение через источник напряжения с нулевым выходом VM поступает на порты 3, 4 и используется как напряжение вторичной обмотки. Источник VM используется как датчик тока для источника тока F, управляемого током. Напряжение, получаемое на резисторе RP от протекания тока источника F, воспроизводит ЕДС самоиндукции первичной обмотки. Резистор RS создает ненулевое выходное сопротивление цепи вторичной обмотки. Оба этих резистора RP и RS служат для устранения сингулярности матрицы, описывающей схему. Коэффициент трансформации задается параметром Ratio, равным отношению числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной. Листинг модели (Netlist в терминах LTspice) показан в левой части рисунка. Заметим, что входное напряжение может подаваться на любую пару портов, относящихся к одной обмотке. По этой причине, что считать первичной обмоткой, а что вторичной, не имеет принципиального значения. Важно лишь правильно задавать параметр Ratio. Модели многообмоточных трансформаторов создаются путем параллельного включения первичных обмоток нескольких двухобмоточных трансформаторов. Пример построения трехобмоточного трансформатора показан на следующем рис.2:

Рис. 2 Трехобмоточный идеальный трансформатор по модели К. Бассо

1.2 Варианты реализации символа нового компонента
В LTspice заложена возможность представить в виде символа некий функционально законченный узел в общей схеме сложного радиоэлектронного устройства в трех ипостасях:

1) Как низкоуровневую часть иерархической схемы более высокого уровня.
В обычной инженерной практике такое иерархическое дробление сложного устройства на блоки, субблоки, модули и пр. встречается сплошь и рядом.
2) Как примитив с наперед заданными и неизменяемыми свойствами.
В этом смысле созданный символ подобен полупроводниковому прибору или микросхеме.
Никаких изменений в таком примитиве (символе) непосредственно из моделируемой схемы более высокого уровня произвести нельзя. Такое представление имеет смысл в случае многократного повторения данного узла в общей схеме и полной уверенности в отсутствии необходимости каких-либо подстроек.

3) Как примитив (символ) с возможным изменением отдельных параметров непосредственно из моделируемой схемы.

Рассмотрим вначале, как создается модель нашего идеального трехобмоточного трансформатора в случае его использования в качестве элемента схемы более высокого уровня, то есть при иерархическом построении моделируемой схемы. Нашу модель мы будем строить из штатных примитивов LTspice.

1.3 Электрическая схема нового компонента
Разработка модели начинается с электрической схемы функционального узла. Для начала определимся с размещением наших наработок в программе LTspice. Создадим в каталоге LTspiceIV новую папку. Назовем ее My Projects. На мониторе компьютера это выглядит примерно так:

В этой папке будем хранить наши рабочие файлы.
Открываем окно New Schematic (новая схема) в LTspice и рисуем схему нашей модели

Рис. 3 Электрическая схема модели идеального трехобмоточного трансформатора
Сохраним ее в папке My Proects под именем Ideal_Trans3.asc.
1.4 Редактирование компонентов электрической схемы

Приведенная схема требует некоторых пояснений и дополнительной работы. Во первых требуется отредактировать атрибуты компонентов. Для этого наводим курсор на компонент, подлежащий редактированию. Далее щелчком правой кнопки мыши открываем диалог «Component Attribute Editor». В нашем случае требуется отредактировать атрибуты компонентов F1, G1, V1, F2, G2, V2. Кроме того должны быть указаны величины сопротивления резисторов R1, R2, R3, что делается с помощью специализированного редактора резисторов. В качестве средства задания значения атрибутов компонентов схемы также используется Spice-директива
.Params Ratio1=*** Ratio2=***.
Могут быть заданы любые положительные значения Ratio. Индекс 1 относится к верхнему выходу, имеющему порты «c» и «d», индекс 2 — к нижнему с портами «е» и «f».
Во вторых следует учитывать некоторые особенности программы LTspice. Так, для ИТУТ F в атрибуте Value должно присутствовать ключевое слово Gain. При использовании символа двунаправленного порта bi-direct следует помнить, что этот шестиугольный символ имеет только один активный угол, дающий электрическое соединение. Именно к нему должен подводиться проводник от внешнего компонента, используемого, например, при тестировании схемы функционально законченного узла. Аналогичным образом следует поступать с проводниками, идущими из самого функционального узла. Выводы схемы, предполагаемой для преобразования в символ, более различимы, если им присваивать буквенные обозначения. Как выглядят результаты редактирования атрибутов создаваемого символа можно видеть на следующих рисунках:

Рис. 4 Параметры компонентов модели идеального трехобмоточного трансформатора
Обратите внимание, что в значениях атрибута Value источников G1 и G2 фигурирует коэффициент 1е6. Это масштабный множитель, который вводится для учета величины сопротивления шунтирующих резисторов R1 и R2 равного 1 мкОм.
1.5 Тестирование электрической схемы нового компонента
Создав схему будущего символа, протестируем ее. Для этого дорисовываем в поле рабочего чертежа источник тестового сигнала, элементы, имитирующие нагрузку, необходимые связи и запускаем анализ переходных процессов Tran. О правильности созданной модели трехобмоточного трансформатора судим по отображению входных и выходных сигналов в окне анализа переходных процессов. Пример схемы тестирования модели и получаемые результаты теста показаны на следующем рисунке:

Рис. 5 Схема тестирования модели идеального трехобмоточного трансформатора и результаты теста
1.6 Создание библиотечного файла модели нового компонента
Убедившись в работоспособности модели, создаем ее библиотечный файл. Для этого удаляем из файла Ideal_Trans3.asc все дополнительные элементы, введенные для тестирования. Далее командной линией View->SPICE Netlist открываем содержимое списка соединений, т.е. Netlist. Нажатием на правую кнопку и перемещением курсора выделяем весь текст. При повторном нажатии на правую кнопку получаем предложение отредактировать выделение как самостоятельный листинг (Independent Netlist) или сгенерировать расходный листинг (Generate Expended Listing).

Рис. 6 Выделение Netlist для преобразования в файл Ideal_Trans3.cir
Выбираем первое и после нажатия на правую кнопку мыши открывается окно «Save as» с предложением сохранить текстовку как файл с расширением .cir в нашей папке «My projects». Нажимаем «Сохранить» и получаем файл Ideal_Trans3.cir. Однако этот файл еще не пригоден для непосредственного использования и требует дополнительного редактирования. Для этого открываем его в программе LTspice, делаем выделение и копируем в «Блокнот». Удаляем первую строку и вместо нее вставляем:
.subckt Ideal_Trans3 a b c d e f
Удаляем предпоследнюю строку. Последнюю строку записываем так:
.ends Ideal_Trans3
После этого сохраняем файл как библиотечный под именем Ideal_Trans3.lib в папке «My Projects». На этом работа с листингом заканчивается.
1.7 Создание условного графического изображения символа

Далее приступаем к созданию графического изображения символа идеального трехобмоточного трансформатора. Тут возможны два варианта действий:
1) Использовать саму программу LTspice для генерации символа. Работает линия команд
«Hierarhy -> Open this Sheet’s Symbol» (то есть «Иерархия -> Открыть символ этой страницы») и так как символа еще нет, то последует предложение автоматически сгенерировать его. Согласившись, получим весьма неинтересный символ в виде продолговатого прямоугольника с шестью контактами. Его можно немного скорректировать для приведения к более удобному виду.

2) Самостоятельно нарисовать мнемонически более содержательный образ нового компонента, отвечающий привычному его изображению.

Пойдем по второму варианту. Открываем окно создания нового символа с помощью линии команд «File -> New Symbol». Далее используя меню «Draw», рисуем устраивающий нас символ. Ниже показан пример заготовки для создания символа идеального трехобмоточного трансформатора:

Рис. 7 Заготовка символа идеального трехобмоточного трансформатора
На рисунке мы видим некое подобие условного обозначения трансформатора, обрамляющий его прямоугольник, значки выводных контактов, а также множество красных кружочков. Это так называемые анкерные точки для создания дуг окружностей, изображающих обмотки, а также для привязки прямых линий и условных знаков из доступного алфавита. Наиболее трудоемким является рисование дуг. Ниже показан порядок нанесения анкерных точек для дуг, обращенных выпуклостью вверх или вниз,:

Рис. 8 Последовательность установки анкерных точек при рисовании дуг
При нанесении дуг для получения качественного рисунка необходимо следить за координатами анкерных точек, которые отображаются в нижнем левом углу поля чертежа. Все координаты должны иметь значение, кратное 8. Закончив работу по созданию заготовки символа, помещаем его под именем Ideal_Trans3.asy во вновь создаваемую папку «Trans», которая должна быть размещена в каталоге «sym» программы LTspice. Это даст нам возможность вызывать создаваемую модель в разрабатываемую схему через нажатие на кнопку «Component» точно также как и для прочих компонентов.

tqfp.org

6.6.2 Создание SPICE Model для компонента

3. Щелкните ОК, чтобы закрыть диалоговое окно.

Multisim базируется на промышленном стандарте SPICE 3F5. Ее поддерживаемые модели созданы с использованием стандартного синтаксиса SPICE. Вы можете создать модель, используя Model Makers и назначая значения параметров модели примитива или создаваямодель-подсхему(subcircuit model).

6.6.2.1 Создание модели с использованием генераторов моделей

►Чтобы использовать модель, созданную Model Makers:

1.Выберите Model ID в диалоговом окнеSelect a Model.

2.Щелкните по кнопке Start Model Maker. Появится диалоговое окноSelect Model Maker.

3.Выберите Model Maker, который вы хотите использовать для создания модели.

4.Щелкните Accept для продолжения начала процесса создания модели. ЩелкнитеCancel, чтобы вернуться на закладкуModel диалогового окнаComponent Properties.

5.Аналоговые Model Makers описаны в разделе «Создание моделей компонентов с использованием Model Makers», где есть процедуры для отдельных Model Makers. А RF модели описаны в «RF Model Makers».

6.Когда вы введете всю требуемую информацию в диалоговом окне Model Maker, щелкнитеОК. Данные модели, что вы только что создали, появятся в полеModel Data.

6.6.2.2 Создание модели примитива

Некоторые устройства имеют SPICE модели примитива. Эти устройства перечислены в таблице ниже. Модель примитива — это модель, которая определяется набором параметров. Они используются как базовые строительные блоки в схемах и подсхемах.

National Instruments Corporation

219

Multisim User Guide

Пример модели примитива для 2n2222a NPN BJT Transistor (NPN биполярный транзистор) следующая. Первая строка модели примитива начинается с утверждения, .MODEL, за которым следует имя модели и тип примитива. В примере ниже модель названа «2N2222A» тип примитива «NPN». Последующие строки модели определяют параметры NPN BJT. Заметьте, что все они начинаются с «+». Детали, относящиеся к параметрам, можно найти в «Multisim Component Reference Guide». Вам не нужно определять все параметры, все, что здесь опущены, добавляются значениями по умолчанию.

.MODEL 2N2222A NPN

+IS=2.04566e-13BF=296.463 NF=1.09697 VAF=10 +IKF=0.0772534ISE=1.45081e-13NE=1.39296 BR=0.481975 +NR=1.16782 VAR=100 IKR=0.100004ISC=1.00231e-13+NC=1.98587 RB=3.99688 IRB=0.2 RBM=3.99688 +RE=0.0857267 RC=0.428633 XTB=0.1 XTI=1

+EG=1.05 CJE=1.09913e-11VJE=0.99 MJE=0.23+TF=2.96787e-10XTF=9.22776 VTF=25.2257 ITF=0.0793144+CJC=3.1941e-11VJC=0.4 MJC=0.85 XCJC=0.901093 +FC=0.1 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5

+TR=3.83883e-07PTF=0 KF=0 AF=1

За дальнейшей информацией, относящейся к моделям примитивов, пожалуйста обратитесь к «Multisim Component Reference Guide» или к «SPICE 3F5 user manual» (http://bwrc.eecs.berkeley.edu/Classes/IcBook/SPICE/).

6.6.2.3 Создание модели-подсхемы(Subcircuit Model)

Многие электронные устройства не представлены примитивами, но они еще хорошо походят как SPICE модели. Subcircuit Models используются для ввода характеристик этих моделей. Подсхемы моделей создаются из набора устройств, которые содержат модели примитивов,

National Instruments Corporation

220

Multisim User Guide

источников напряжения и/или тока, и/или других моделей-подсхем.

Вы можете либо создать модель-подсхемуиз набросков, впечатывая их в окно данных модели, или можете вначале начертить схему в Multisim и экспортировать ее в SPICE netlist, а затем уже модифицировать для использования вмодели-подсхеме.

Все модели-подсхемыдолжны начинаться со строки, которая начинается с утверждения

.SUBCKT, за которым следует имямодели-подсхемыи внешние узлы подсхемы, которые будут соединяться с другими компонентами. Подсхема должна заканчиваться утверждением.ENDS.

.SUBCKT <SubcircuitName> <N1> <N2> <N3> <N4>

…

.ENDS SubcircuitName

Модель-подсхемаопределяется по имени и соединяется внутренними устройствами, которые и создают подсхему. Например, для определения, что резистор 100kΩ со ссылочным указателем (reference designator) R1 соединен с узлами 4 и 5, вы должны написать:

R1 4 5 100k

Пример модели-подсхемыследующий:

Это подсхема для следующей схемы, начерченной в Multisim:

National Instruments Corporation

221

Multisim User Guide

studfiles.net

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены.

Карта сайта