Раздел: Документация
0 ... 50 51 52 53 54 55 56 ... 66 ной точкой - номинальное значение. Минимальный размер шага принимается равным Ю-6 (>=0,0001 % от TSTOP). Первый шаг итераций начинается при нулевом значении всех напряжений. 7.3. Параметры моделей полупроводниковых и ключевых элементов . При моделировании полупроводниковых приборов в технической документации по PSpice рекомендуется следующее: 1)при рассмотрении моделей полупроводниковых приборов необходимо избегать физически нереализуемых параметров; 2)следует исключить моделирование p-n-переходов без последовательно включенного сопротивления; 3)следует избегать ситуаций, при которых идеальный источник обеспечивает протекание тока через обратносмещенный p-n-переход без параллельно включенного сопротивления. Во многих PSpice-моделях, разработанных пользователями, p-n-переходы не имеют почти никакого сопротивления утечки, и это может привести к появлению на переходе напряжения более 1010 В, что, как говорилось выше, недопустимо. Библиотеки моделей, поставляемые с PSpice, построены с учетом этих трех принципов. Типичной ошибкой разработчиков моделей является задание нереальных параметров элемента. Следующий MOSFET: Ml 3, 2, 1, О MMOD L=5 W=3 характеризуется длиной пять метров шириной три метра вместо микрометров. Правильное описание такого MOSFET должно выглядеть следующим образом: Ml 3, 2, 1, О MMOD L=5u PSpice выдаст ошибку в том случае, если величина L слишком велика, но не сделает этого для мощности, потому что модели MOSFET построены таким образом, что ограничение мощности в них не реализуется. Опция LIST отражает информацию о мощности, выделяемой в MOSFET-модели. При перечислении элементов в выходном файле, их величины отображаются в экспоненциальном формате, что облегчает запись больших или малых величин. В PSpice ключи в момент коммутаций имеют значения внутренних параметров, существенно превосходящие значения таковых в установившемся режиме. При последовательном соединении нескольких ключей суммарное значение этих параметров может обеспечить превышение максимально допустимой величины производной, равной 1014. Это может случиться при моделировании простых логических пороговых элементов с использованием идеальных ключей (totem-pole), включенных последовательно. Обычно каскад из двух ключей работает, а из трех или более — уже нет. 161 7.4. Анализ переходных процессов Анализ переходных процессов начинается с использования начального приближения — при этом за начальные условия принимаются значения переменных, полученные при анализе схемы по постоянному току. Эти значения переменных используются как наиболее близкое начальное приближение на каждом шаге. В случае необходимости в процедурепри итерации делается шаг назад для нахождения нового момента времени, который обеспечивает лучшее начальное приближение. Величина шага выбирается подходящей для того, чтобы обеспечить вычисление зарядов и потоков с необходимой точностью. Теоретически те же самые соображения были изложены, когда обсуждалось принятие результатов анализа по постоянному току как начальных условий при анализе переходных процессов. Однако практически первое приближение начальных значений корректируется получения лучшего варианта и только после этого начинается анализ переходного процесса. Анализ переходных процессов может быть прерван до завершения, если шаг интегрирования становится слишком малым (конвергенция). Это может создать два различных эффекта: 1)методне сходится даже для минимально допустимого размера временного 2)существенные изменения в токах и напряжениях схемы происходят за интервал времени меньший, чем минимально допустимый размер шага. В выходной файл PSpice выдается информация о том, по какой причине произошло прерывание. Опция SKIPBP при анализе переходных процессов пропускает вычисление начального приближения. В этом случае анализ переходного процесса не имеет исходного начального решения и поэтому не гарантирует схождения в начальной по времени точке. Поэтому использование этой опции не рекомендуется. Переменная TIME определяет время моделирования переходного процесса и является переменной двойной точности, что обеспечивает точность 15 знаков. Динамический диапазон устанавливается таким образом, что из 15 знаков (переменная TIME) вычитается число знаков, определяемое параметром RELTOL. Для значения по умолчанию RELTOL = 0,001 (0,1 % или 3 знака), что определяет динамический диапазон TIME как=12 знаков. Из этого следует, что минимальный временной шаг вычисляется как заданное время счета TSTOP, поделенное на 1012. Таким образом, если в анализируемой схеме за время, меньшее либо равноепроисходят существенные измене- ния переменных, то такая схема практически не может быть проанализирована. Динамический диапазон PSpice достаточно большой, но конечный. Для анализа процессов с быстрыми изменениями переменных рекомендуется уменьшение величины TSTOP. Возможно расширить этот динамический диапазон при анализе некоторых цепей. Рассмотрим, например, хронирующее устройство, в котором заряжается емкость 00 мкФ за 100 секунд. При определенном пороговом значении компа-762 ратор включает силовой MOSFET. При этом заданное время счета — 100 секунд. Параметр RELTOL по умолчанию дает минимальное значение шага интегрирования 100 пикосекунд. Если компаратор и остальная часть анализируемой цепи имеет элементы, которые коммутируются за времена порядка наносекунд, для анализа такой цепи с достаточной точностью для PSpice необходима величина шага, меньшая, чем 100 пикосекунд. Если при анализе переходных процессов происходит срыв на первом шаге интегрирования, то обычно причиной этого являются емкость или индуктивность с необоснованно большим значением параметра. Как правило, это опечатка. Рассмотрим следующий пример: С 1 3, 0 lOuf Ошибка заключается в замене цифры «О» буквой «О». В результате конденсатор получает значение одной фарады вместо 10 микрофарад. Наиболее простой путь выявления ошибок — использование опции LIST (из блока команд .OPTIONS). Опция LIST передает информацию обо всех элементах схемы в выходной файл. Значения параметров элементов выводятся в экспоненциальном формате. Это дает возможность легко определить элемент с нереальными параметрами. Такая ситуация не возникает во время анализа начального приближения, потому что конденсаторы и индуктивности при этом исключаются из рассмотрения. Подобные рассуждения относятся и к паразитным емкостям моделей транзисторов и диодов. Эта информация стандартно отображается в выходном файле (опция NOMOD исключает отображение, но по умолчанию оно включено). В выходной информации опции LIST параметры отображаются в экспоненциальной форме, что облегчает поиск ошибок. Дальнейшая диагностика направлена на то, чтобы уточнить информацию о начальном приближении (опция которая выдает информацию о перечне малосигнальных параметров для каждого полупроводникового элемента, включая расчетные паразитные емкости. Важно, чтобы время переключения было отличным от нуля. Это гарантируется в случае, если устройство имеет паразитные емкости. Такие емкости имеются в моделях полупроводников в стандартных библиотеках PSpice. Если используются ключи и/или управляемые источники, то необходимо обеспечить условия, при которых никакие участки цепи не коммутировались за нулевое время (мгновенно). На практике это означает, что если существует любая петля положительной обратной связи (например, триггер Шмитта, встроенный в ключ), то она должна содержать емкость. Другой способ решения проблемы состоит в том, что уравнения, описывающие переходный процесс, должны быть непрерывны в течение всего времени анализа (а именно во время вычисления начального приближения уравнения должны быть непрерывны с номинальными параметрами источников питания). При этом следует учитывать, что полное сопротивление конденсаторов понижается при высоких частотах (и малых шагах интегрирования), а полное 163 0 ... 50 51 52 53 54 55 56 ... 66
|
