B.4.2. Независимые источники напряжения V и тока I

Расположены в подменю Waveform sources раздела Analog Primitives меню Component. Выходным сигналом источника V является напряжение, а источника I — ток. Форма сигнала и его параметры вводятся как значения атрибута VALUE в окне атрибутов (см. часть 1 пособия) при установке источника.

Рассмотрим правила записи атрибута VALUE для источника синусоидального незатухающего сигнала с постоянной составляющей (рис.8).

В качестве значения атрибута VALUE в окне атрибутов вводится строка

DC <V0> AC <U0> <Ф> SIN <D0> <A> <F> <D> <Y> <PH>,

где DC, AC и SIN - ключевые слова, а запись <T> означает числовое значение параметра Т. Параметры, перечисленные в строке, имеют смысл (рис.8):

VO, U0 и Ф - то же, что и для источника типа PULSE в п.В.3.2;

DO - постоянная составляющая (в вольтах для источника V и в амперах для источника I), обозначенная как DC на рис.8;

А - амплитуда гармонического сигнала (в вольтах или амперах);

F - частота гармонического сигнала (в герцах);

D - задержка начала сигнала (в секундах), которая на рис.8 равна 0 (до момента времени D сигнал равен нулю);

Y=1/TAU - коэффициент затухания для затухающего сигнала (в 1/сек);

РН - начальная фаза сигнала в градусах (учитывается при анализе переходных процессов).

Для формирования незатухающего синусоидального сигнала (рис.8) следует в качестве значения <Y> ввести 0.

Замечание 1. Строку параметров - значение атрибута VALUE можно ввести в окне текста, используя директиву DEFINE (см. часть 1 пособия).

Замечание 2. В отличие от источника Sine source из п.В.4.1, здесь вводятся только значения параметров строго в заданной последовательности. Значения разделяются пробелами или запятой.

Параметры DC <V0> AC <U0> <Ф> можно не вводить, тогда они будут пониматься как DC 0 АС 1 0. Параметры D0 и А вводятся обязательно. Если остальные параметры не указаны, то они устанавливаются по умолчанию.

Например, источник синусоидального тока с амплитудой ЗА и частотой 1кГц задается как DC 0 АС 3 0 SIN (0 3 1К0 0 0).

 

В.5. Функциональные источники напряжения и тока

Функциональные источники NFV и NFI формируют сигналы произвольно меняющихся напряжения и тока соответственно. Источники расположены в подменю Function sources раздела Analog Primitives меню Component.

Форма выходного сигнала источников задается алгебраической формулой зависимости напряжения (для NFV) или тока (для NFI) на выходе источника от времени Т и других величин. Формула вводится в одной строке в окне атрибутов (см. часть 1 пособия) как значение атрибута VALUE. Длинную формулу удобнее вводить не в окне атрибутов, а в окне текста с помощью директивы DEFINE (см. часть 1 пособия). При записи формул следует руководствоваться правилами записи чисел, переменных, операций и стандартных функции (см. приложения D, Е и F к части 1 пособия).

Примеры записи значения атрибута VALUE для различных сигналов.

1) Постоянное напряжение 200мВ (для NFV) или ток 200 мА (для NFI):

0.2.

2) Экспоненциальный сигнал t ехр[-(t - t ₀)/ а ]при t ₀ = 25мкС и а =ЗмкС:

T*EXP(-(T-25u/3u).

3) Гармонический сигнал Acos\2xft + о] при.4 = 12мВ,/= 3.1 МГц, о = 2.1 рад:

12m*COS(2*PI*3.1Meg*T+2.1).

4) Прямоугольный импульс с амплитудой 1.2кВ и длительностью 7.4мС:

1.2k*LIМIT(0<Т<7.4m,1,0).

5) Амтитудно-модулированный сигнал U₀[1 + mE(t) ]sin(2π ft) с амплитудой U₀ =100мВ и

частотой f= 12 МГц при модуляции сигналом E(t) = cos(2πΩ t) с частотой Ω= 100 Гц

и с коэффициентом модуляции т = 0.5:

0.1*(l+0.5*COS(2*PI*0.1k*T))*SIN(2*PI*12Meg*T).

6) Выходной сигнал источника может зависеть не только от времени Т, но и от других переменных (см. приложение Е части 1 пособия). Например, запись

1E2*T*V(3)^*I(Ll) /I(1,2)

задает сигнал, зависящий от напряжения V(3) в узле 3, от тока I(L1) через индуктивность L1, а также от тока I(1,2) по ветви между узлами 1 и 2 схемы.

 

Приложение С. ИСТОЧНИКИ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ

Являются источниками сигналов для цифровых устройств.

Источники цифровых сигналов расположены в меню Stimulus Generators раздела Digital Primitives меню Component (см. приложение В к части 1 пособия). Имеется два типа таких источников - STIM и FSTIM. В источниках STIM временная диаграмма (форма) цифрового сигнала задается в окне атрибутов или в текстовом окне. В источниках FSTIM форма сигнала считывается из файла с расширением.STM.

Ограничимся рассмотрением источников STIM. Имеется 5 видов источников типа STIM, формирующих двоичные цифровые сигналы:

Stiml - генератор одноразрядного двоичного цифрового сигнала;

Slim2 - генератор двухразрядного цифрового сигнала;

Stim4 - генератор четырехразрядного цифрового сигнала;

Stim8 - генератор восьмиразрядного цифрового сигнала;

Sliml 6 - генератор шестнадцатиразрядного цифрового сигнала.

Каждый генератор StimN (N = 1,2,4,8,16) имеет N выходов (по одному выходу) на каждый разряд). По умолчанию выходы имеют имена Out0, Outl, Оut2 и т.д. до

Out(N-l). На каждом выходе формируется последовательность напря­жений низкого (U0) и высокого (U1) логических уровней, соответствующих «логическому 0» или «логической 1» цифрового сигнала.

Моменты времени t установки напряжений (логических уровней), значения напряжений логических уровней и др. задаются в окне атрибутов при установке источника на схему. Работа в окне атрибутов рассмотрена в части 1 пособия.

Рассмотрим атрибуты источников STSM и правила их задания.

Атрибут PART задает позиционное обозначение источника на схеме, которое по умолчанию состоит из префикса U и номера компонента на схеме.

Атрибут FORMAT задает систему представления чисел при описании последовательности уровней цифрового сигнала. Последовательность уровней задается с помощью атрибута COMMAND. Цифровой сигнал может быть записан в двоичной (тип 1), восьмеричной (тип 3) и шестнадцатеричной (тип 4) системах счисления либо с помощью комбинации этих систем.

Значение атрибута FORMAT содержит цифры 1, 3, 4 или их комбинации. Цифра 1 означает двоичный формат числового описания сигнала, 3 - восьмеричный, а 4 - шестнадцатеричный. Если имеется несколько цифр, то первая цифра описывает формат числа, задающего первые разряды цифрового сигнала, вторая цифра - следующие разряды и т.д. Сумма всех цифр последовательности равна разрядности N цифрового сигнала генератора.

Примеры. 1. Значение 11 атрибута FORMAT генератора Stim2 указывает, что каждый разряд его двухразрядного сигнала описывается двоичным числом.

2. Значение 3113 атрибута FORMAT генератора Stim8 восьмиразрядного цифрового сигнала указывает, что первые 3 разряда сигнала задаются восьмеричным числом, следующие два разряда - двумя двоичными числами, а последние 3 разряда — восьмеричным числом. Сумма всех чисел последовательности равна числу 8 разрядов цифрового сигнала генератора.

Атрибут COMMAND содержит команды и числовые данные, задающие последовательность уровней сигнала источника. Формат представления числовых данных (двоичный, восьмеричный или шестнадцатеричный) задается с помощью атрибута FORMAT. Каждая команда записывается в отдельной строке, причем следующая строка отделяется от предыдущей знаком "+".

Рассмотрим формы записи атрибута COMMAND.

1. Прямое описание сигнала. Атрибут COMMAND содержит строки:

<t>,< логический уровень>

Вместо запятой можно использовать один или несколько пробелов.

Здесь <t> - момент времени, в который устанавливается уровень цифрового сигнала, а <логический уровень> - значение уровня. Время <t> записывается в десятичной системе по правилам записи десятичных чисел (приложение D). Значение <логический уровень> записывается в виде двоичных, восьмеричных или шестнадцатеричных чисел, как определено атрибутом FORMAT.

Правила записи момента времени < t > установки значения сигнала.

1) Если число < t > имеет суффикс S (например, 3S, 0.5S и т. п.), то это число задает время в секундах. Перед суффиксом S можно использовать суффиксы, обозначающие различные степени 10 (см. приложение D части 1 пособия): п — нано, и - микро, и т.п. Например, запись 10mS означает 10 миллисекунд.

2) Если число < t > имеет суффикс С, то это число задает не время, а номер временного шага (например, 1С - 1-й шаг, 2С — 2- й шаг и т.п.). При этом момент установки значения сигнала вычисляется умножением номера шага на величину шага, задаваемую с помощью атрибута TIMESTEP (см. далее).

3) Если перед числом < t > стоит дополнительно знак +, то оно задает не абсолютное значение времени или шага, а его приращение относительно предыдущего момента установки уровня сигнала. Например, запись +2С означает установку уровня сигнала через 2 временных шага, a +25mS - через 25 миллисекунд после последней установки.

Пример. Запись четырехразрядного сигнала источника Stini 4

Ous 0000 0ns 0000 0С 0000

+10ns 1010 или ++10ns 1010 или +1С 1010

+20ns 0101 ++10ns 0101 +2С 0101

при установке l0nS атрибута TIMESTEP означает следующее:

- в момент t =0 все разряды сигнала равны 0 и на всех выходах источника (Out0, Outl;

Out2, Out3) устанавливается напряжение U0 низкого уровня;

- в момент времени t =10 наносекунд первый и третий разряды сигнала принимают

значение логической 1, так что на выходах Out0 и Оut2 источника уста­навливается

напряжение U1 высокого уровня;

- в момент времени t =20 наносекунд первый и третий разряды сигнала принимают

значение логического 0, а второй и четвертый разряды - логической 1; при этом на

выходах Out0 и Out2 источника устанавливается напряжение U0 низкого уровня, а на

выходах Outl и ОutЗ - напряжение U1 высокого уровня.

Так как здесь значения цифрового сигнала описываются с помощью двоичных чисел, то значение атрибута FORMAT должно быть равно 1111.

2. Описание приращении сигнала. Для этого используются строки

<t> INCR BY <данные>

- увеличение значения цифрового сигнала в момент времени ^:< t > на величину, задаваемую числом <данные>, или

<t> DECR BY <данные>

- уменьшение значения сигнала на величину, задаваемую числом <данные>.

3. Описание повторяющегося сигнала. Используется для повторения фрагмента цифрового сигнала несколько раз. Для этого в строке перед описанием фрагмента нужно поставить команду метки начала фрагмента

LABEL = <имя метки>,

а в строке, следующей за описанием фрагмента, нужно поставить команду возврата к строке начала фрагмента n раз:

<t> GOTO < имя метки> <n> TTMES.

Здесь <имя метки> - идентификатор метки в виде последовательности символов, <t> - момент первого возврата на начало фрагмента, <n> - число повторений фрагмента сигнала. Значение п = -1 задает бесконечное число повторений.

Пример. ОС 00 повторение

+ LABEL = М фрагмента 10, 01

-1С 10 двухразрядного

-2С 01 сигнала

+ЗС GOTO M 3 TTMES 3 раза.