Program na simuláciu obvodu SPICE poskytuje aj simuláciu činnosti diódy v procese simulácie obvodu. Modely diód sú založené na špecifikáciách jednotlivých zariadení, ako je popísané v produktových listoch a špecifikáciách technologických procesov ktoré nie sú uvedené v popise zariadenia. Niektoré informácie prevzaté z údajového listu k 1N4004 sú zobrazené na obrázku nižšie.
Definícia diódy začína názvom prvku diódy, ktorý musí začínať znakom „d“ plus voliteľné znaky. Príklad názvov prvkov diódy: d1 , d2 , dtest , da , db , d101 . Dve čísla uzlov definujú pripojenie anódy a katódy k iným komponentom. Za číslami uzlov nasleduje názov modelu, ktorý odkazuje na nasledujúci príkaz „.model“.
Riadok vyhlásenia o modeli začína „.model“, za ktorým nasleduje názov modelu zodpovedajúci jednej alebo viacerým definíciám diód. Potom "d" znamená, že sa má simulovať činnosť diódy. Zvyšok deklarácie modelu je zoznam ďalšie možnosti dióda v tvare ParameterName=ParameterValue . V príklade 1 sa tieto parametre nepoužívajú. Príklad 2 definuje niekoľko parametrov. Zoznam parametrov diódy je uvedený v tabuľke nižšie.
Základný tvar: d[názov] [anóda] [katóda] [názov_modelu] .model ([názov_modelu] d . . .) 18,8n RS=0 BV=400 IBV=5,00u CJO=30 M=0,333 N=2)
Najjednoduchší prístup k získaniu modelu SPICE je rovnaký ako k získaniu údajového listu: pozrite sa na webovú stránku výrobcu. V tabuľke nižšie sú uvedené parametre modelu pre niektoré diódy. V druhom prípade môžete vytvoriť model SPICE podľa parametrov uvedených v technickom popise. Tretím prípadom, ktorý tu neuvažujeme, je meranie parametrov reálneho zariadenia. Potom vypočítajte, porovnajte a prispôsobte parametre modelu SPICE k výsledkom merania.
Ak nie sú špecifikované parametre diódy, ako v prvom príklade vyššie, použijú sa predvolené parametre prevzaté z tabuliek vyššie a nižšie. Toto sú predvolené modely diód integrované obvody. Určite sú vhodné na prípravné práce a s diskrétnymi zariadeniami. Pre viac dôležitá práca používajte modely SPICE poskytnuté výrobcom, predajcami softvéru SPICE a inými zdrojmi.
| Element | JE | RS | N | TT | CJO | M | V.J. | EG | XTI | BV | IBV |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Predvolené | 1E-14 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0.5 | 1 | 1.11 | 3 | ∞ | 1 m |
| 1N5711sk | 315n | 2.8 | 2.03 | 1,44n | 14:00 | 0.333 | - | 0.69 | 2 | 70 | 10u |
| 1N5712sk | 680p | 12 | 1.003 | 50 p | 1,0 p | 0.5 | 0.6 | 0.69 | 2 | 20 | - |
| 1N34 Ge | 200p | 84 m | 2.19 | 144n | 4,82 p | 0.333 | 0.75 | 0.67 | - | 60 | 15u |
| 1N4148 | 35p | 64 m | 1.24 | 5,0n | 4,0 p | 0.285 | 0.6 | - | - | 75 | - |
| 1N3891 | 63n | 9,6 m | 2 | 110n | 114p | 0.255 | 0.6 | - | - | 250 | - |
| 10A04 10A | 844n | 2,06 m | 2.06 | 4,32u | 277p | 0.333 | - | - | - | 400 | 10u |
| 1N4004-1A | 76,9 n | 42,2 m | 1.45 | 4,32u | 39,8 p | 0.333 | - | - | - | 400 | 5u |
| Technický popis 1N4004 | 18,8n | - | 2 | - | 30p | 0.333 | - | - | - | 400 | 5u |
V opačnom prípade zadajte niektoré parametre uvedené v údajovom hárku. Najprv vyberte hodnotu pre parameter SPICE N medzi 1 a 2. Je to potrebné pre rovnicu diódy (n). Massobrio vo svojej knihe "Semiconductor Device Modeling with SPICE" odporúča "... n, emisný faktor je zvyčajne okolo 2". V tabuľke vyššie vidíme, že výkonové usmerňovacie diódy 1N3891 (12 A) a 10A04 (10 A) používajú približne 2. Prvé štyri riadky v tabuľke nie sú relevantné, pretože ide o Schottkyho diódu, Schottkyho diódu, germániovú diódu a kremík dióda pre malé signály, resp. Saturačný prúd IS je odvodený z rovnice diódy, hodnôt (VD, ID) v grafe vyššie a N=2 (n v rovnici diódy).
I D = I S (e V D / nV T - 1)
VT = 26 mV (pri 25 °C)
V D \u003d 0,925 V (pri 1 A na grafe)
1 A = I S (e (0,925 V) / (2) (26 mV) - 1)
Číselné hodnoty IS=18,8n a N=2 sú uvedené v poslednom riadku tabuľky vyššie pre porovnanie s modelom výrobcu 1N4004, ktorý je výrazne odlišný. Štandardne je RS nastavená na 0. To sa vyhodnotí neskôr. N, IS a RS sú dôležité jednosmerné statické parametre.
Rashid vo svojej knihe "SPICE for Power Electronics and Electric Power" navrhuje, aby TT, t D , čas prechodu, bol aproximovaný z obnoviteľného náboja Q RR , parametra údajového listu (v našom prípade nie je k dispozícii) a IF , dopredného prúdu.
I D \u003d I S (e V D / nV T - 1) t D \u003d Q RR /I F
Akceptujeme TT=0 z dôvodu nedostatku Q RR . Aj keď by bolo rozumné vziať TT, ako podobnú usmerňovaciu diódu 10A04, 4,32u. TT dióda 1N3891 nie je vhodná, pretože usmerňovač s rýchle zotavenie. CJO, kapacita prechodu s nulovou odchýlkou sa odhaduje z grafu C J vs. VR vyššie. Kapacita pri napätí najbližšom k nule v grafe je 30 pF pri 1 V. Ak simulujeme odozvu na vysokorýchlostné prechody, ako napr. pulzné zdroje napájanie, potom musí model zohľadňovať parametre TT a CJO.
Faktor plynulosti prechodu M súvisí s profilom dopingu prechodu. Nie je obsiahnutá v technickom popise zariadení. Zvolíme M = 0,333, čo zodpovedá lineárnej plynulosti prechodu. Vysokovýkonné usmerňovacie diódy v tabuľke vyššie používajú nižšie M.
Berieme predvolené hodnoty pre VJ a EG. Mnoho iných diód používa VJ=0,6, ako je uvedené v tabuľke vyššie. Usmerňovacia dióda 10A04 však používa predvolenú hodnotu, ktorú použijeme pre náš model 1N4004 (údajový list 1N4001 v tabuľke vyššie). Použite predvolenú hodnotu EG=1,11 pre kremík a usmerňovacie diódy. Vyššie uvedená tabuľka zobrazuje hodnoty pre Schottkyho a germániové diódy. Vezmite XTI=3, štandardný teplotný koeficient IS pre kremíkové zariadenia. Pre XTI Schottkyho diódy pozri tabuľku vyššie.
Výňatok z údajového listu znázorneného na obrázku vyššie udáva I R = 5 µA a VR = 400 V, čo zodpovedá IBV = 5u a BV = 400. Parametre modelu SPICE 1n4004 odvodené z údajového listu sú uvedené v poslednom riadku tabuľky vyššie pre porovnanie s modelom výrobcu vyššie. BV je potrebné iba vtedy, ak sa simulácia vykonáva so spätným napätím väčším ako je spätné prierazné napätie diódy, ako je to v prípade zenerových diód. IBV, spätný prúdčlenenie, často sa vynecháva, ale môže sa zadať, ak sa uvádza aj BV.
Na obrázku nižšie je znázornený diagram na porovnanie modelu výrobcu, modelu získaného z údajového listu a predvoleného modelu s použitím predvolených parametrov. Na meranie prúdov cez diódy sú potrebné tri slepé zdroje 0 V. Zdroj 1 V mení ich výstupné napätie 0 až 1,4 V v krokoch po 0,2 mV. Pozrite si inštrukcie.DC v netliste v tabuľke nižšie. DI1N4004 je model výrobcu a Da1N4004 je náš vlastný model.
Parametre SPICE netlist: (D1) DI1N4004 model výrobcu, (D2) Da1N40004 model získaný z datasheetu, (D3) predvolený model:
*Obvod SPICE<03468.eps>od XCircuit v3.20 D1 1 5 DI1N4004 V1 5 0 0 D2 1 3 Da1N4004 V2 3 0 0 D3 1 4 Predvolená V3 4 0 0 V4 1 0 1 .DC V4 0 1400mV1 Da81nIS = 0,08nIS =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 Predvolená hodnota D .koniec
Porovnávame tri modely na obrázku nižšie a údaje z grafu v tabuľke nižšie. VD je napätie aplikované na diódu na porovnanie prúdov modelu výrobcu, nášho výpočtového modelu a predvoleného modelu diódy. Posledný stĺpec "1N4004 graf" je údaj z voltampérovej charakteristiky z údajového listu, ktorý je znázornený na obrázku vyššie, a s ktorým by sa naše výsledky mali zhodovať. Porovnanie prúdov troch modelov s posledným stĺpcom ukazuje, že predvolený model je dobrý nízke prúdy; model výrobcu je dobrý pri vysokých prúdoch; a naše vypočítané technický popis model je najlepší pri prúdoch do 1 A. Bod 1A je takmer dokonalý, pretože výpočet IS je založený na napätí diódy pri 1A. Náš model výrazne nadhodnocuje prúdy nad 1A.
| Index | VD | Model výrobcu | Modelujte podľa nich. popis | Predvolený model | Harmonogram 1N4004 |
|---|---|---|---|---|---|
| 3500 | 7 000 000 e-01 | 1,612924e+00 | 1.416211e-02 | 5.674683e-03 | 0.01 |
| 4001 | 8,002000e-01 | 3,346832e+00 | 9,825960e-02 | 2.731709e-01 | 0.13 |
| 4500 | 9 000 000 e-01 | 5,310740e+00 | 6.764928e-01 | 1,294824e+01 | 0.7 |
| 4625 | 9,250000e-01 | 5,823654e+00 | 1,096870e+00 | 3,404037e+01 | 1.0 |
| 5000 | 1 000 000 e-00 | 7,395953e+00 | 4,675526e+00 | 6.185078e+02 | 2.0 |
| 5500 | 1,100000e+00 | 9,548779e+00 | 3,231452e+01 | 2,954471e+04 | 3.3 |
| 6000 | 1,200000e+00 | 1,174489e+01 | 2,233392e+02 | 1,411283e+06 | 5.3 |
| 6500 | 1,300000e+00 | 1,397087e+01 | 1,543591e+03 | 6,741379e+07 | 8.0 |
| 7000 | 1,400000e+00 | 1,621861e+01 | 1,066840e+04 | 3.220203e+09 | 12. |
Riešením je zvýšiť RS z predvolenej hodnoty, ktorá je RS=0. Zmena RS z 0 na 8 m na modeli údajového listu spôsobí, že krivka prekročí 10A (tu nie je znázornené) pri rovnakom napätí ako model výrobcu. Zvýšenie RS na 28,6 m posunie krivku ďalej doprava, ako je znázornené na obrázku nižšie. Výsledkom je presnejšia zhoda medzi naším modelom a grafom z údajového listu (obrázok vyššie). Nižšie uvedená tabuľka ukazuje, že prúd 1,224470e+01A je v súlade s krivkou pri 12A. Prúd pri 0,925V sa však zhoršil z 1,096870e+00 na 7,318536e-01.
Druhý test na zlepšenie modelu vypočítaného v údajovom liste oproti modelu výrobcu a predvoleného modelu. 0) | Index | VD | Model výrobcu | Modelujte podľa nich. popis | Harmonogram 1N4004 |
|---|---|---|---|---|
| 3505 | 7,010000e-01 | 1,628276e+00 | 1.432463e-02 | 0.01 |
| 4000 | 8 000 000 e-01 | 3,343072e+00 | 9.297594e-02 | 0.13 |
| 4500 | 9 000 000 e-01 | 5,310740e+00 | 5.102139e-01 | 0.7 |
| 4625 | 9,250000e-01 | 5,823654e+00 | 7.318536e-01 | 1.0 |
| 5000 | 1 000 000 e-00 | 7,395953e+00 | 1,763520e+00 | 2.0 |
| 5500 | 1,100000e+00 | 9,548779e+00 | 3,848553e+00 | 3.3 |
| 6000 | 1,200000e+00 | 1,174489e+01 | 6,419621e+00 | 5.3 |
| 6500 | 1,300000e+00 | 1,397087e+01 | 9,254581e+00 | 8.0 |
| 7000 | 1,400000e+00 | 1,621861e+01 | 1,224470e+01 | 12. |
Odporúčané cvičenie pre čitateľa: Znížte N tak, aby sa prúd pri VD = 0,925 V obnovil na 1 A. Toto môže zvýšiť prúd (12,2 A) pri VD = 1,4 V, čo si vyžaduje zvýšenie RS na zníženie prúdu na 12 A.
Zenerova dióda. Existujú dva prístupy k simulácii zenerovej diódy: nastavenie parametra BV v inštrukcii modelu na zenerovo napätie alebo simulácia zenerovej diódy s podobvodom obsahujúcim svorkovú diódu nastavenú na zenerove napätie. Príklad prvého prístupu nastavuje prierazné napätie BV na 15 pre model 1n4469 15V zenerovej diódy (IBV je voliteľné):
Model D1N4469 D (BV=15 IBV=17m)
Druhý prístup modeluje zenerovu diódu s podobvodom. Svorka D1 a VZ na obrázku nižšie simuluje 15V spätné prierazné napätie zenerovej diódy 1N4477A. Dióda DR berie do úvahy vodivosť zenerovej diódy v podobvode, keď je predpätá dopredu.
tunelová dióda. Tunelová dióda môže byť modelovaná s podobvodom SPICE a párom tranzistorov s efektom poľa (JFET).
Gunnova dióda. Gunnova dióda môže byť tiež modelovaná s párom FET.
Zhrnutie
- Diódy sú opísané v SPICE s inštrukciou diódového komponentu, ktorá odkazuje na výraz .model. Príkaz .model obsahuje parametre, ktoré popisujú diódu. Ak nie sú špecifikované parametre, model použije predvolené hodnoty.
- Statické možnosti DC zahŕňajú N, IS a RS. Parametre spätného členenia: BV, IBV.
- Pre presné dynamická simulácia Vyžaduje sa TT a CJO.
- Odporúča sa používať modely poskytnuté výrobcom.
Obrázok 3: Analýza AC grafu v stupňoch
Prestupy priamy prúd charakteristické je, že graf ukazuje výstupné napätie zľava doprava, počínajúc od 0 V do 5 V a ukazuje vstupné napätie zhora nadol od -0,15 do 0,15 V. Zakaždým, keď sledujem takýto graf, prepadne ma nostalgia, keď si na to spomeniem. dni, keď som chcel prepnúť prepínače na prednej strane PDP-8 a načítať programy z papierovej pásky. Ale to je už iný príbeh. Táto zápletka rozhodne nie je na dnešné pomery fantasy, no neprináša potrebné informácie.
Obrázok 4: AC analýza Pozemok k radiánom
Namiesto výberu jednej premennej na zobrazenie v riadku č. 10 som vybral všetky premenné na zobrazenie. To ukazuje, že výstupná impedancia je cca.
A vstupná impedancia je cca
V riadku 20 som vykonal Fourierovu analýzu napätia v časovej oblasti, aby som našiel harmonický obsah skreslenej sínusovej vlny. Musel som špecifikovať základnú frekvenciu ako 5 MHz, presne ako bolo uvedené zdrojový súbor a mala by sa skontrolovať Fourierova analýza napätia uzla. Ako sa očakávalo od stlačená forma sínusový výstup, harmonické skreslenie (THD) je pomerne vysoké.
Obrázok 5: Analýza AC grafu ako funkcia magnitúdy
Ak máte problémy s SPICE, bude to s najväčšou pravdepodobnosťou s obvodom, ktorý nemôžete analyzovať. Dobrou správou je, že SPICE3 sa v tomto ohľade zlepšuje a máte určitú kontrolu nad tým, ako sa určujú numerické riešenia. Keď SPICE vypočítava uzlové napätia a separačné prúdy, používa prahy tolerancie chýb na určenie, kedy simulácia dosiahne svoju odozvu, to znamená, kedy dosiahne numerickú konvergenciu. Je možné nastaviť tri prahové hodnoty riadiacich parametrov na. Vyhlásenie možnosti a nazývajú sa ABSTOL, VNTOL a RELTOL. ABSTOL je najmenší prúd, ktorý má SPICE akceptovať. Zvýšenie ABSTOL z predvolenej hodnoty 12pA môže pomôcť pri zbližovaní simulácií. VNTOL je najmenšie napätie, ktoré chcete, aby SPICE odoberalo. Pri zbližovaní simulácií môže pomôcť zvýšenie VNTOL z predvolenej hodnoty 10 V. RELTOL je pomer numerickej odozvy zistenej počas aktuálnych iterácií k numerickej odozve zistenej počas poslednej iterácie. Zvýšenie RELTOL môže pomôcť pri zbližovaní trvalých analýz, ale zvýšenie RELTOL môže tiež viesť k prechodným problémom s analýzou. Ak dostanete varovanie od SPICE, že „časový krok je príliš malý“, RELTOL je pravdepodobne príliš veľký.
Parametre ITL1 až ITL6 riadia počet iterácií, ktoré sa majú vykonať, kým sa SPICE vzdá, a kontrolné metódy sa používajú na dosiahnutie konvergencie.
Je zrejmé, že presnosť výsledkov simulácie môže byť lepšia ako konvergencia prahových hodnôt použitých počas analýzy. Ak nepotrebujete prahy uvoľniť, nebude to predstavovať problém, pretože tolerancie hodnôt komponentov a zmeny v výkon komponentov stojí za to zaviesť oveľa väčší rozpor medzi simuláciou nominálneho výkonu a skutočným meraním výkonu.
Obrázok 6: Sínusoida vstupného a výstupného napätia
Zhrnutie
Tento článok nie je ani zďaleka vyčerpávajúci. SPICE môže urobiť pre vás a ako ho využiť naplno. SPICE je bežné a užitočné pre inžinierov a je to už takmer 30 rokov. Ak nepoužívate SPICE, dúfam, že ste zachytili aspoň pohľad na Engineer's Bread and Butter.
S vývojom LTspice a komplikáciou simulovaných obvodov sa často stáva nevyhnutnosťou prezentovať už vyvinuté uzly vo forme nového komponentu. LTspice to umožňuje vytvorením symbolu komponentu a súboru Spice preň. Samotný proces prevodu modelu obvodu na symbol v Helpe a v jeho ruských prekladoch je však opísaný veľmi zle až nejasne. Niet divu, že začiatočníci majú otázku - "kam zapriahnuť koňa?" Dúfam, že táto správa bude dobrým doplnkom k druhému video tutoriálu na LTspice a bude užitočná pre tých, ktorí študujú tento simulátor sami.1.1 O ideálnom modeli transformátora
Pozrime sa teda, ako vzniká nový komponent na príklade vytvorenia symbolu pre ideálny trojvinutý transformátor. Chcem okamžite vysvetliť, prečo bol pre príklad vybraný ideálny trojvinutý transformátor. Ide o to, že v bežný priečinok sym, z ktorého sa súčiastky volajú na zaradenie do simulovaného obvodu, tento primitív (symbol) absentuje. Help LTspice v prípade potreby navrhuje použiť model lineárneho (neideálneho) transformátora ako súbor vzájomne viazaných indukčností s väzbovým koeficientom jedna. Pre spravodlivosť treba poznamenať, že v priečinku „Educational“ z adresára „examples“ nájdete súbor IdealTransformer.asc, ktorý predstavuje model dvojvinutého ideálneho transformátora využívajúce 4 napäťovo riadené zdroje prúdu (ITUN resp. G v terminológii Spice) . Tento model ale pôsobí dosť ťažkopádne a navyše nebol povýšený na úroveň symbolu.Súčasne sú známe kompaktnejšie modely ideálnych transformátorov Spice, z ktorých jeden je opísaný v článku L.G. Meares a Charles E. Hymowitz "Modely SPICE pre výkonovú elektroniku"
www.intusoft.com/articles/satcore.pdf
Rehash tohto modelu, povýšený na úroveň symbolu, pod rovnakým názvom ako autori článku, no s menšími zmenami, možno nájsť v obrovskom archíve LTspiceIV.zip spomínanom vo videonávode bsvi (súbory XFMR1 .asy a XFMR2.asy, SUBCKT k nemu v súbore Sborka.lib. Tento model berieme ako prototyp pre naše ďalšie kudrlinky. Zároveň však vezmeme do úvahy jednu zaujímavú poznámku z Help LtspiceIV:
„Na aproximáciu E zdroja je lepšie použiť G zdroj posunutý s odporom, ako použiť E zdroj. Napätím riadený prúdový zdroj posunutý s odporom bude počítať rýchlejšie a spôsobí menej problémov s konvergenciou ako napätím riadený zdroj napätia. Výsledná nenulová výstupná impedancia je tiež reprezentatívnejšia pre praktický obvod."
V preklade to znie takto:
„Je lepšie použiť G-zdroj (VTUN) posunutý s odporom na aproximáciu E-zdroja (VTUN - napäťovo riadený zdroj napätia), ako použiť len E-zdroj. Napäťovo riadený prúdový zdroj s odporom sa považuje za rýchlejší a spôsobuje menej problémov s konvergenciou ako napäťovo riadený zdroj napätia. Okrem toho výsledky získané vďaka nenulovej impedancii viac reprezentujú skutočné obvody.“
Prejdime teraz k základnému modelu ideálneho dvojvinutého transformátora z článku L.G. Meares a Charles E. Hymowitz,
Obr. 1 Ideálny model transformátora navrhnutý Christopherom Bassom
Vidíme, že vstupné napätie primárneho vinutia (porty 1 a 2) je privádzané ako riadiace napätie do zdroja napätia E. Jeho výstupné napätie cez zdroj napätia s nulovým výstupom VM je privádzané na porty 3, 4 a používa sa ako Napätie sekundárne vinutie. Zdroj VM sa používa ako prúdový snímač pre prúdový zdroj F riadený prúdom. Napätie získané na rezistore RP z toku zdrojového prúdu F reprodukuje EDC samoindukcie primárneho vinutia. Rezistor RS vytvára nenulový výstupný odpor sekundárneho obvodu. Oba tieto odpory RP a RS slúžia na elimináciu singularity matice opisujúcej obvod. Transformačný pomer je nastavený parametrom Ratio, rovný pomeru počtu závitov sekundárneho vinutia k počtu závitov primárneho vinutia. Zoznam modelu (Netlist v zmysle LTspice) je zobrazený na ľavej strane obrázku. Upozorňujeme, že vstupné napätie môže byť aplikované na ľubovoľný pár portov súvisiacich s rovnakým vinutím. Z tohto dôvodu, čo sa považuje za primárne vinutie a čo je sekundárne, nemá zásadný význam. Dôležité je len správne nastaviť parameter Ratio. Modely viacvinutých transformátorov sú vytvorené podľa paralelné pripojenie primárne vinutia niekoľkých dvojvinutých transformátorov. Príklad konštrukcie trojvinutého transformátora je znázornený na nasledujúcom obrázku 2: 
Ryža. 2 Trojvinutý ideálny transformátor podľa vzoru K. Basso
1.2 Nové možnosti implementácie symbolov komponentov
LTspice má schopnosť reprezentovať určitý funkčne dokončený uzol vo forme symbolu v všeobecná schéma zložité elektronické zariadenie v troch formách:1) Ako nízkoúrovňová súčasť hierarchickej schémy viac vysoký stupeň.
V bežnej inžinierskej praxi sa takéto hierarchické členenie zložitého zariadenia na bloky, podbloky, moduly a pod.
2) Ako primitívum s preddefinovanými a nemennými vlastnosťami.
V tomto zmysle je vytvorený symbol podobný polovodičové zariadenie alebo mikročip.
Priamo z vymodelovaného obvodu vyššej úrovne nie je možné vykonať žiadne zmeny v takomto primitívnom (symbole). Toto znázornenie má zmysel v prípade opakovaného opakovania daný uzol vo všeobecnej schéme a úplná dôvera, že nie sú potrebné žiadne úpravy.
3) Ako primitív (znak) s možná zmena jednotlivé parametre priamo zo simulovaného obvodu.
Uvažujme najskôr o tom, ako sa vytvorí model nášho ideálneho trojvinutého transformátora, ak sa použije ako obvodový prvok vyššej úrovne, teda keď hierarchická štruktúra simulovaný obvod. Náš model postavíme zo štandardných primitív LTspice.
1.3 Schéma zapojenia nového komponentu
Vývoj modelu začína t elektrický obvod funkčný uzol. Na začiatok sa rozhodnime o umiestnení nášho vývoja v programe LTspice. Vytvorme v adresári LTspiceIV nový priečinok. Nazvime to Moje projekty. Na monitore počítača to vyzerá asi takto:
Do tohto priečinka uložíme naše pracovné súbory.
Otvorte okno Nová schéma ( nová schéma) v LTspice a nakreslite diagram nášho modelu
Ryža. 3 Elektrická schéma modelu ideálneho trojvinutia transformátora
Uložíme si ho do priečinka Moje projekty pod názvom Ideal_Trans3.asc.
1.4 Úprava komponentov elektrického obvodu
Vyššie uvedená schéma vyžaduje určité vysvetlenie a práca naviac. Najprv musíte upraviť atribúty komponentov. Ak to chcete urobiť, umiestnite kurzor myši na komponent, ktorý chcete upraviť. Potom kliknutím pravým tlačidlom myši otvorte dialógové okno "Editor atribútov komponentov". V našom prípade potrebujeme upraviť atribúty komponentov F1, G1, V1, F2, G2, V2. Okrem toho musia byť uvedené hodnoty odporu rezistorov R1, R2, R3, čo sa vykonáva pomocou špecializovaný redaktor odpory. Direktíva Spice sa používa aj ako prostriedok na nastavenie hodnoty atribútov komponentov schémy..Params Ratio1=*** Ratio2=***.
Je možné zadať akúkoľvek kladnú hodnotu pomeru. Index 1 sa týka horného výstupu s portami "c" a "d", index 2 sa týka spodného výstupu s portami "e" a "f".
Po druhé, mali by sa vziať do úvahy niektoré funkcie programu LTspice. Takže pre ITUT F musí atribút Hodnota obsahovať kľúčové slovo zisk. Keď používate symbol obojstranného portu, nezabudnite, že tento šesťuholníkový symbol má iba jeden aktívny roh, ktorý dáva elektrické pripojenie. Práve jemu je dirigent z vonkajší komponent, ktorý sa používa napríklad pri testovaní schémy funkčne úplného uzla. To isté by sa malo urobiť s vodičmi pochádzajúcimi zo samotnej funkčnej jednotky. Piny obvodu určeného na konverziu na znak sú pri priradení lepšie rozlíšiteľné písmenové označenia. Ako vyzerajú výsledky úpravy atribútov vytvoreného symbolu je možné vidieť na nasledujúcich obrázkoch:
Ryža. 4 Parametre komponentov modelu ideálneho trojvinutého transformátora
Upozorňujeme, že koeficient 1e6 sa objavuje v hodnotách atribútu Hodnota zdrojov G1 a G2. Toto je škálovací faktor, ktorý sa zavádza s cieľom zohľadniť hodnotu odporu bočníkových rezistorov R1 a R2 rovnú 1 μΩ.
1.5 Testovanie elektrického obvodu nového komponentu
Po vytvorení schémy budúceho symbolu ju otestujeme. Za týmto účelom nakreslite do poľa pracovného výkresu zdroj testovacieho signálu, prvky, ktoré simulujú zaťaženie, potrebné spojenia a spustite analýzu prechodné javy Tran. Správnosť vytvoreného modelu trojvinutého transformátora sa posudzuje podľa zobrazenia vstupných a výstupných signálov v okne analýzy prechodových javov. Príklad vzorovej testovacej schémy a výsledné výsledky testu sú zobrazené na nasledujúcom obrázku:
Ryža. 5 Schéma testovania modelu ideálneho trojvinutého transformátora a výsledky testu
1.6 Vytvorenie nového súboru knižnice modelu komponentov
Po uistení sa, že model funguje, vytvoríme súbor jeho knižnice. Ak to chcete urobiť, odstráňte všetko zo súboru Ideal_Trans3.asc doplnkové prvky zadané na testovanie. Ďalej použite príkazový riadok View->SPICE Netlist na otvorenie obsahu netlistu, t.j. netlist. Kliknutím na pravé tlačidlo a pohybom kurzora vyberte celý text. Opätovným stlačením pravého tlačidla dostaneme návrh upraviť výber ako samostatný výpis (Independent Netlist) alebo vygenerovať výpis výdavkov (Generate Expended Listing).
Ryža. 6 Extrahujte Netlist na konverziu do súboru Ideal_Trans3.cir
Vyberieme prvý a po kliknutí pravým tlačidlom myši sa nám otvorí okno „Uložiť ako“ s návrhom na uloženie textu ako súboru s príponou .cir do nášho priečinka „Moje projekty“. Kliknite na "Uložiť" a získajte súbor Ideal_Trans3.cir. Tento súbor však zatiaľ nie je priamo použiteľný a vyžaduje dodatočná úprava. Ak to chcete urobiť, otvorte ho v programe LTspice, urobte výber a skopírujte ho do poznámkového bloku. Odstráňte prvý riadok a nahraďte ho:
.subckt Ideal_Trans3 a b c d e f
Vymažte predposledný riadok. posledný riadok napíš takto:
.končí Ideal_Trans3
Potom súbor uložíme ako súbor knižnice pod názvom Ideal_Trans3.lib do priečinka „My Projects“. Týmto je zoznam hotový.
1.7 Vytvorenie podmienky grafický obrázok symbol
Ďalej pristúpime k vytvoreniu grafického obrazu symbolu ideálneho trojvinutého transformátora. Tu sú dve možnosti:1) Na vygenerovanie symbolu použite samotný program LTspice. funguje príkazový riadok
“Hierarchia -> Open this Sheet's Symbol” (teda “Hierarchia -> Open the symbol of this page”) a keďže ešte neexistuje žiadny symbol, bude nasledovať návrh na jeho automatické vygenerovanie. Súhlasím, dostaneme veľmi nezaujímavý symbol vo forme podlhovastého obdĺžnika so šiestimi kontaktmi Dá sa mierne upraviť, aby sa dostal na viac pohodlný výhľad.
2) Samostatne nakreslite mnemotechnicky zmysluplnejší obraz nového komponentu, ktorý zodpovedá jeho obvyklému obrazu.
Poďme k druhej možnosti. Otvorte okno na vytvorenie nového symbolu pomocou príkazového riadku "Súbor -> Nový symbol". Ďalej pomocou ponuky "Draw" nakreslite postavu, ktorá nám vyhovuje. Nižšie je uvedený príklad polotovaru na vytvorenie symbolu pre ideálny trojvinutý transformátor: 
Ryža. 7 Prázdny symbol ideálneho trojvinutia transformátora
Na obrázku vidíme akýsi symbol pre transformátor, obdĺžnik, ktorý ho orámuje, ikony pre výstupné kontakty, ako aj veľa červených kruhov. Ide o takzvané kotviace body na vytváranie oblúkov kružníc znázorňujúcich vinutia, ako aj na prepojenie priamych čiar a symbolov z dostupnej abecedy. Časovo najnáročnejšie je kreslenie oblúkov. Nasledujúci text ukazuje, ako nakresliť kotviace body pre oblúky s vydutím smerom nahor alebo nadol: 
Ryža. 8 Postupnosť nastavenia kotviacich bodov pri kreslení oblúkov
Pri kreslení oblúkov je pre získanie kvalitnej kresby potrebné riadiť sa súradnicami kotviacich bodov, ktoré sú zobrazené v ľavom dolnom rohu výkresového poľa. Všetky súradnice musia mať hodnotu, ktorá je násobkom 8. Po vytvorení prázdneho symbolu ho umiestnime pod názvom Ideal_Trans3.asy do priečinok, ktorý sa má vytvoriť"Trans", ktorý by mal byť umiestnený v adresári "sym" programu LTspice. To nám umožní zavolať vytvorený model do vyvíjaného obvodu kliknutím na tlačidlo „Component“, rovnako ako pri iných komponentoch.
Multisim je založený na priemyselnom štandarde SPICE 3F5. Jeho podporované modely sú vytvorené pomocou štandardnej syntaxe SPICE. Model môžete vytvoriť pomocou nástroja Model Maker a priradením hodnôt parametrov k primitívnemu modelu alebo vytvorením modelu podobvodu.
6.6.2.1 Vytvorenie modelu pomocou generátorov modelov
Ak chcete použiť vytvorený model Tvorcovia modelov:
1. Vyberte ID modelu v dialógovom okne Select a Model.
2. Kliknite na tlačidlo Spustite Model Maker. Zobrazí sa dialógové okno Select Model Maker.
3. Vyberte Model Maker, ktorý chcete použiť na vytvorenie modelu.
4. Kliknutím na tlačidlo Prijať pokračujte v procese vytvárania modelu. Kliknutím na tlačidlo Zrušiť sa vrátite na kartu Model v dialógovom okne Vlastnosti komponentu.
5. Tvorcovia analógových modelov sú popísaní v časti „Vytváranie modelov komponentov pomocou tvorcov modelov“, ktorá obsahuje postupy pre jednotlivých tvorcov modelov. A RF modely sú popísané v "RF Model Makers".
6. Po zadaní všetkých požadovaných informácií v dialógovom okne Model Maker, kliknite na tlačidlo OK. Údaje modelu, ktoré ste práve vytvorili, sa zobrazia v poli Údaje modelu.
6.6.2.2 Vytvorenie primitívneho modelu
Niektoré zariadenia majú primitívne modely SPICE. Tieto zariadenia sú uvedené v tabuľke nižšie. Primitívny model je model, ktorý je definovaný súborom parametrov. Používajú sa ako základné stavebné prvky v obvodoch a podobvodoch.
Multisim užívateľská príručka |
Primitívny modelový príklad pre tranzistor 2n2222a NPN BJT (NPN bipolárny tranzistor) Ďalšie. Prvý riadok modelu primitíva začína príkazom .MODEL, za ktorým nasleduje názov modelu a typ primitíva. V nižšie uvedenom príklade má model názov „2N2222A“ a primitívny typ je „NPN“. Nasledujúce riadky modelu definujú parametre NPN BJT. Všimnite si, že všetky začínajú znakom „+“. Podrobnosti týkajúce sa parametrov nájdete v príručke Multisim Component Reference Guide. Nemusíte definovať všetky možnosti, všetko, čo sa tu vynechá, sa pridá podľa predvolených hodnôt.
MODEL 2N2222A NPN
IS=2,04566e-13 BF=296,463 NF=1,09697 VAF=10 +IKF=0,0772534 ISE=1,45081e-13 NE=1,39296 BR=0,481975 +NR=1,160482 IKR1=01=010482 IKR. 1e-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-11 VJE=0,99 MJE=0,23 +TF=2,96787e-10 XTF=9,22776 VTF=25,2257 ITF=0,0793144 +CJC=3,1985e-11CJC=0,99 MJE=04C04C.04 093 + FC = 0,1 CJS=0 VJS=0,75 MJS=0,5
TR=3,83883e-07 PTF=0 KF=0 AF=1
Ďalšie informácie týkajúce sa primitívnych modelov nájdete v príručke Multisim Component Reference Guide alebo v používateľskej príručke SPICE 3F5 ( http://bwrc.eecs.berkeley.edu/Classes/IcBook/SPICE/).
6.6.2.3 Vytvorenie modelu podobvodu
veľa elektronické zariadenia nie sú reprezentované primitívmi, ale stále vyzerajú dobre ako modely SPICE. Subcircuit Models sa používajú na zadanie charakteristík týchto modelov. Modelové podobvody sú vytvorené zo sady zariadení, ktoré obsahujú primitívne modely,
National Instrument Corporation | Multisim užívateľská príručka |
zdroje napätia a/alebo prúdu a/alebo iné modely podobvodov.
Môžete buď vytvoriť model podobvodu zo náčrtov ich napísaním do okna s údajmi o modeli, alebo môžete najprv nakresliť schému v Multisim a exportovať ju do SPICE netlist a potom ju upraviť na použitie v modeli podobvodu.
Všetky modely podschémy musia začínať riadkom, ktorý začína príkazom
SUBCKT, za ktorým nasleduje názov modelu podobvodu a uzly externého podobvodu, ktoré sa pripájajú k iným komponentom. Podschéma musí končiť príkazom .ENDS.
SUBCKT
ENDS SubcircuitName
Model podobvodu je identifikovaný názvom a pripojený interné zariadenia, ktoré vytvárajú podobvod. Napríklad, ak chcete určiť, že 100kΩ odpor s referenčným označením R1 je pripojený k uzlom 4 a 5, napíšte:
Príklad podobvodového modelu je nasledujúci:
Toto je podobvod pre nasledujúci obvod nakreslený v Multisim:
National Instrument Corporation |
Multisim je založený na priemyselnom štandarde SPICE 3F5. Jeho podporované modely sú vytvorené pomocou štandardnej syntaxe SPICE. Model môžete vytvoriť pomocou nástroja Model Maker a priradením hodnôt parametrov k primitívnemu modelu alebo vytvorením modelu podobvodu. 6.6.2.1 Vytvorenie modelu pomocou generátorov modelovAk chcete použiť vytvorený model Tvorcovia modelov: 1. Vyberte ID modelu v dialógovom okne Select a Model. 2. Kliknite na tlačidlo Spustite Model Maker. Zobrazí sa dialógové okno Select Model Maker. 3. Vyberte Model Maker, ktorý chcete použiť na vytvorenie modelu. 4. Kliknutím na tlačidlo Prijať pokračujte v procese vytvárania modelu. Kliknutím na tlačidlo Zrušiť sa vrátite na kartu Model v dialógovom okne Vlastnosti komponentu. 5. Tvorcovia analógových modelov sú popísaní v časti „Vytváranie modelov komponentov pomocou tvorcov modelov“, ktorá obsahuje postupy pre jednotlivých tvorcov modelov. A RF modely sú popísané v "RF Model Makers". 6. Po zadaní všetkých požadovaných informácií v dialógovom okne Model Maker, kliknite na tlačidlo OK. Údaje modelu, ktoré ste práve vytvorili, sa zobrazia v poli Údaje modelu. 6.6.2.2 Vytvorenie primitívneho modeluNiektoré zariadenia majú primitívne modely SPICE. Tieto zariadenia sú uvedené v tabuľke nižšie. Primitívny model je model, ktorý je definovaný súborom parametrov. Používajú sa ako základné stavebné prvky v obvodoch a podobvodoch.
Príklad primitívneho modelu pre tranzistor 2n2222a NPN BJT (NPN bipolárny tranzistor) je nasledujúci. Prvý riadok modelu primitíva začína príkazom .MODEL, za ktorým nasleduje názov modelu a typ primitíva. V nižšie uvedenom príklade má model názov „2N2222A“ a primitívny typ je „NPN“. Nasledujúce riadky modelu definujú parametre NPN BJT. Všimnite si, že všetky začínajú znakom „+“. Podrobnosti týkajúce sa parametrov nájdete v príručke Multisim Component Reference Guide. Nemusíte definovať všetky možnosti, všetko, čo sa tu vynechá, sa pridá podľa predvolených hodnôt. MODEL 2N2222A NPN IS=2,04566e-13 BF=296,463 NF=1,09697 VAF=10 +IKF=0,0772534 ISE=1,45081e-13 NE=1,39296 BR=0,481975 +NR=1,160482 IKR1=01=010482 IKR. 1e-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-11 VJE=0,99 MJE=0,23 +TF=2,96787e-10 XTF=9,22776 VTF=25,2257 ITF=0,0793144 +CJC=3,1985e-11CJC=0,99 MJE=04C04C.04 093 + FC = 0,1 CJS=0 VJS=0,75 MJS=0,5 TR=3,83883e-07 PTF=0 KF=0 AF=1 Ďalšie informácie týkajúce sa primitívnych modelov nájdete v príručke Multisim Component Reference Guide alebo v používateľskej príručke SPICE 3F5 ( http://bwrc.eecs.berkeley.edu/Classes/IcBook/SPICE/). 6.6.2.3 Vytvorenie modelu podobvoduMnohé elektronické zariadenia nie sú zastúpené primitívmi, ale stále vyzerajú dobre ako modely SPICE. Subcircuit Models sa používajú na zadanie charakteristík týchto modelov. Modelové podobvody sú vytvorené zo sady zariadení, ktoré obsahujú primitívne modely,
zdroje napätia a/alebo prúdu a/alebo iné modely podobvodov. Môžete buď vytvoriť model podobvodu zo náčrtov ich napísaním do okna s údajmi o modeli, alebo môžete najprv nakresliť schému v Multisim a exportovať ju do SPICE netlist a potom ju upraviť na použitie v modeli podobvodu. Všetky modely podschémy musia začínať riadkom, ktorý začína príkazom SUBCKT, za ktorým nasleduje názov modelu podobvodu a uzly externého podobvodu, ktoré sa pripájajú k iným komponentom. Podschéma musí končiť príkazom .ENDS. SUBCKT ENDS SubcircuitName Model podobvodu je identifikovaný názvom a prepojený vnútornými zariadeniami, ktoré tvoria podobvod. Napríklad, ak chcete určiť, že 100kΩ odpor s referenčným označením R1 je pripojený k uzlom 4 a 5, napíšte: Príklad podobvodového modelu je nasledujúci: Toto je podobvod pre nasledujúci obvod nakreslený v Multisim:
|
Inštalácia najnovších aktualizácií programu Microsoft Word
Tablet sa zapne, ale nespustí sa
Softvérový balík, ktorý riadi činnosť počítača a zabezpečuje interakciu medzi osobou a počítačom?
Ako nainštalovať Windows na Mac?
Hyper-V v systéme Windows: Sprievodca vytváraním a konfiguráciou virtuálnych strojov Povolenie hyper v v systéme Windows