Аналоговые функциональные блоки
Аналоговые функциональные блоки моделируются с помощью источников напряжения (Е) или тока (G). В отличие от рассмотренных выше зависимых источников здесь разрешается использовать параметры и любые функции от узловых потенциалов, токов (через независимые источники напряжения) и времени.
Нелинейные передаточные функции задаются по формату:
Exxx <+узел> <-узел> VALUE ={<выражение>} Gxxx <+узел> <-узел> VALUE ={<выражение>}После ключевого слова VALUE в фигурных скобках приводится алгебраическое выражение, зависящее от узловых потенциалов, разности узловых потенциалов, токов через независимые источники напряжения и времени, например:
ESIGNAL 2 0 VALUE={50mV* SIN(6.28*100kHz*TIME)*V(3.4)} GPW 6 0 VALUE={V(5)*I(VP)}Здесь для текущего времени выделено ключевое слово TIME.
Область управляемых источников с нелинейным законом управления очень обширна. В частности, нелинейные проводимости или резисторы имитируются в программе PSpice с помощью источников напряжения, управляемых собственным током, или источников тока, управляемых собственным напряжением. Пример имитации нелинейного резистора дан на рис. 4.20; его описание имеет вид:
- G 1 2 VALUE={F(V(G))}
Рис. 4.20. Имитация нелинейного резистора с помощью источника тока, управляемого собственным напряжением
Нелинейная функция F(V(G)), описывающая нелинейную зависимость тока от падения напряжения на резисторе, должна быть определена в задании на моделирование до строки с описанием источника G, например:
.FUNC F(X)=1e-6*(1-EXP(-40*X))Замечание
В режимах .TRAN и .DC значения источников Exxx, Ixxx вычисляются согласно приведенным в фигурных скобках выражениям. Если это выражение представляет собой линейную функцию нескольких переменных, то в режиме .АС данный источник представляет собой линейный управляемый источник. При этом, если в выражение входит переменная TIME, она полагается равной нулю. Если же это выражение представляет собой нелинейную функцию одной переменной, то после расчета режима цепи по постоянному току выражение в фигурных скобках линеаризуется и в частотной области такой источник представляет собой линеаризированный управляемый источник. Нелинейную функцию нескольких переменных при расчете частотных характеристик использовать нельзя – результаты будут непредсказуемы. Эти же замечания справедливы и для описываемого ниже табличного задания управляемых источников.
Табличное описание передаточной функции вводится по формату:
Exxx <+узел> <-узел> TABLE {<выражение>} <<аргумент> <функция>>*Gxxx <+узел> <-узел> TABLE {<выражение>} <<аргумент> <функция>>*Входом таблицы является <выражение>, которое содержит любую комбинацию напряжений и токов. При обращении к управляемому источнику вычисляется значение выражения и берется значение функции из таблицы с помощью линейной интерполяции между опорными точками, задаваемыми парами чисел (<аргумент>, <функция>). Например, ВАХ туннельного диода, рассматриваемого как нелинейная проводимость (рис. 4.30), может быть задана в виде:
GR 1 2TABLE{V(GR)}=(0.0)(.01.1mA) + (.02.1.1mA) (0.05.2mA) (.06.3mA) (.065.3.2mA) (.8.1.5mA) (1.3mA) (1.5.5mA)Координаты опорных точек задаются в порядке возрастания аргумента.
Заметим, что отсутствие аппроксимации табличных значений сплайнами более высоких порядков, чем линейная интерполяция, в ряде случаев приводит к слишком большим ошибкам.