Иллюстрированный самоучитель по OrCAD

Аналоговые функциональные блоки

Линейные функциональные блоки моделируются в терминах соотношения между выходными и входными переменными в частотной области. По директиве .АС определяются значения комплексного коэффициента передачи блока на каждой частоте. При расчете рабочей точки по постоянному току и по директиве .DC берется значение коэффициента передачи на нулевой частоте (поэтому изображения по Лапласу всех узловых потенциалов не должны иметь составляющих типа 1/s). По директиве .TRAN выходная переменная блока вычисляется как интеграл Дюамеля (свертка входного воздействия с импульсной характеристикой блока), что значительно увеличивает длительность расчетов. Возможны следующие варианты задания линейных блоков.

Передаточная функция управляемого источника задается с помощью преобразования Лапласа:

Например, передаточная функция активного RC-фильтра задается следующим образом:

Фильтр с чебышевской передаточной функцией задается в виде:

Здесь <тип> – тип фильтра, принимающий значения: LP – фильтр нижних частот, HP – фильтр верхних частот, ВР – полосовой фильтр, BR – режекторный фильтр.

Для задания желаемой характеристики фильтра задается список граничных частот (для ФНЧ и ФВЧ задаются две частоты, для ПФ и РФ – четыре) и затем список затуханий на этих частотах в децибелах; порядок следования граничных частот безразличен. Приведем примеры:

Табличное описание комплексной передаточной функции в частотной области задается по формату:

Здесь частота задается в герцах, модуль передаточной функции – в децибелах, фаза передаточной функции – в градусах. Значения опорных точек указываются в порядке возрастания частоты. Максимальное количество точек – 2048. Например, передаточная функция типа фильтра верхних частот задается так:

С помощью ключевого слова KEYWORD изменяется способ задания таблицы передаточной функции. Оно может принимать следующие значения:

• MAG – задание абсолютных значений передаточной функции вместо децибел;
• DB – задание значений передаточной функции в децибелах (принимается по умолчанию);
• RAD – задание фазы в радианах;
• DEG – задание фазы в градусах (принимается по умолчанию);
• R_I – задание действительной и мнимой части передаточной функции вместо ее модуля и фазы.

Ключевое слово DELAY задает дополнительную задержку, которая принимается во внимание при расчете фазовой характеристики фильтра.

В качестве еще одного примера составим структурную схему моделирования рассмотренной выше системы дифференциальных уравнений:

• dx ₁ /dt = – 0.3x ₁ + х ₂ + х ₁ ² – 3x ₁ x ₂ – x ₁
• dx ₂ /dt = 0.24-0.6x ₂ + 4х ₁ х ₂ – 6х ₁ ² х ₂

С помощью интеграторов. На рис. 4.31, а представлена функциональная схема моделирования этой системы уравнений, а на рис. 4.31, б – ее реализация в компонентном базисе программы PSpice. В ней использованы управляющие источники напряжения E11, EI2, заданные с помощью преобразования Лапласа и выполняющие операции интегрирования, а также нелинейные управляемые источники напряжения EF1, EF2 для вычисления правых частей системы уравнений. На входном языке программы PSpice задание на решение рассматриваемой системы уравнений имеет вид: