RSS    

Видеокурсы

Видеокурсы по ВТ

Опасности в социальных сетях

Социальные сети

Программы для бесплатного просмотра online tv...  

Компьютер заражен? Есть несколько вариантов вылечить ПК...

Стандарт LTE - Long-Term Evolution - или стандарт связи четвертого поколения (4G) считается перспективным... 



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

Рисунок 3: AC анализ участка в градусах

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.

Рисунок 4: AC анализ Земельный участок в радианы

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.

Рисунок 5: AC анализ участка как функция величины

 

Если вы будете иметь проблемы с SPICE, скорее всего, он будет с цепью Вы не можете анализировать.Хорошей новостью является то, что SPICE3 улучшается в этом отношении, и у вас есть некоторый контроль над тем, как численные решения определяются. Когда SPICE рассчитывает узловых напряжений и токов отделение, он использует пороги допустимой ошибки, чтобы определить, когда имитация достигает своего ответа, то есть, когда он достигает численную сходимость. Трех параметров управления пороги могут быть установлены на. Заявление варианты и называются ABSTOL, VNTOL и RELTOL. ABSTOL самый маленький ток вы хотите принять SPICE. Увеличение ABSTOL от значения по умолчанию 12pA может помочь моделирование сходятся. VNTOL является наименьшим напряжением, что вы хотите, чтобы принять SPICE. Увеличение VNTOL от значения по умолчанию 10В может помочь моделирование сходятся.RELTOL это соотношение численного ответа найдены в ходе нынешнего итераций для численного ответа, найденные во время последней итерации. Увеличение RELTOL может помочь постоянного анализа сходятся, но увеличение RELTOL также может привести к проблемам переходных анализа. Если вы получите предупреждение от SPICE говорят "временной шаг слишком мал", RELTOL, вероятно, слишком велико.

Параметры ITL1 через ITL6 контроль количества итераций для выполнения перед SPICE сдается, и методы контроля используются для достижения конвергенции.

Очевидно, что точность результатов моделирования может быть лучше, чем сближение порогов использовали во время анализа.Если вам не нужно, чтобы расслабиться пороги, это не будет представлять проблему, так как допуски на значения компонентов и изменения в компонент производительности стоит представить гораздо больше расхождение между номинальным моделирование производительности и реальной измерять производительность.

Рисунок 6: синусоида входного и выходного напряжения 

Резюме

Эта статья является далеко не исчерпывающей.  SPICE может сделать для вас и как использовать его на полную катушку преимущество. SPICE является одновременно распространенным и полезным для инженеров, и было так на протяжении почти 30 лет. Если вы не используете SPICE, я надеюсь, что вы поймали по крайней мере, взглянуть на хлеб инженера и сливочное масло. 

Оставьте свой отзыв:

Комментарии   

 
Мя
0 # Мя 09.07.2012 06:51
о, да я поймал взгляд на хлеб инженера и масло
Ответить | Сообщить модератору
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

 

Самое читаемое:

Быстрый поиск

Группа вКонтакте: новости

 

Новости в Twitter и Facebook

  подписка на новости в twitter              Подписка на новости facebook

Инструкции к программам

Инструкции к программам

Новые информационные технологии и программы