4.2.7.
Макромодели
Отдельные
фрагменты цепи или схемы замещения компонентов имеет смысл оформлять в виде
макромоделей (подсхем). Описание макромодели начинается директивой .SUBCKT и
заканчивается директивой .ENDS. Между ними помещаются описания компонентов,
входящих в состав макромодели:
.SUBCKT
<имя
макромодели> <список узлов>
+
[OPTIONAL:<<
узел
интерфейса> = <значение по умолчанию>>*}
+
[PARAMS:<имя
параметра>=<значение>*}
+ [ТЕХТ:<<имя
текстовой переменной> - <текст>>*]
{описание
компонентов}
.ENDS
[имя
макромодели]
Ключевое слово
OPTIONAL используется для спецификации одного или более необязательных узлов
макромодели - указываются имя узла и его значение по умолчанию. Если при вызове
макромодели эти узлы не указываются, используются их значения по умолчанию,
что удобно для задания источников питания цифровых устройств; после ключевого
слова PARAMS приводится список параметров, значения которых передаются из основной
цепи в макромодель. После ключевого слова TEXT - текстовая переменная, передаваемая
из описания основной цепи в описание макромодели (используется только при моделировании
цифровых устройств). Между директивами .SUBCKT и .ENDS можно помещать описания
других макромоделей и другие директивы. Приведем пример:
* Макромодель
ОУ К140УД11. Создана с помощью программы Model Editor
* Соединения:
неинвертирующий вход, инвертирующий вход,
* источник
положительного питания, источник отрицательного питания, выход .subckt k140ud11
12345
с1
11 122.469Е-12
с2
6 7 28.00Е-12 ;емкость внутренней коррекции
сее109942.00Е-12
dc
5 53 dx
de
54 5 dx
dip
90 91 dx
din
92 90 dx
dp43dx
egnd
99 0 poly(2) (3,0) (4,0) 0 .5 .5
fb
7 99 poly(5) vb vc ve vip vln О 4.737Е6 -5E6 5E6 5E6 -5E6
ga6011
122.639E-3
gem
06 10 99 83.51 E-9
lee
104dc1.400E-3
hlim900
vlim 1K
q1
11 213qx1
q2
12 1 14qx2
r2
6 9 100.OE3
rc1
3 11 378.9
rc23
12378.9
re1
1310341.9
re2
14 10341.9
ree
1099 142.8E3
ro1
8 5 30
ro2
7 99 40
rp
3 4 4.546E3
vb
9 0 dc 0
vc
3 53 dc 3
ve
54 4 dc 3
vlim
7 8 dc 0
vip
91 0 dc 25
vln
0 92 dc 25
.model
dx D(ls=800.0E-18); модель диода
.model
qx1 NPN(ls=800.0E-18 Bf=150); модель биполярного транзистора
.model
qx2 NPN(ls=970.0E-18 Bf=320)
.ends;
конец описания макромодели
Вызов макромодели,
т.е. включение ее в нужное место цепи, осуществляется предложением
Хххх <список
узлов> <имя макромодели>
+
[PARAMS:«имя
параметра>= <значение>>*}
+
[ТЕХТ:<<имя
текста>=<текст>>*]
Например,
описанная выше макромодель ОУ К140УД11 может быть включена в схему предложением
X1
4015168K140UD11
Имена узлов,
устройств и моделей в описании макромодели являются локальными. Поэтому в основной
цепи и в макромодели можно использовать совпадающие имена. При-обращении в основной
цепи к какому-нибудь имени макромодели применяют так называемые составные имена.
Они образуются из имени макромодели и внутреннего имени, разделенных точкой.
Например, конденсатор С2 макромодели X1 имеет составное имя X1.С2. При ссылке
на компоненты макромоделей составные имена заключаются в квадратные скобки,
например, V([XOP1.X3.R2]) - падение напряжения на резисторе R2, который входит
в состав макромодели ХЗ, которая, в свою очередь, является составной частью
макромодели операционного усилителя ХОР1.
В программе
PSpice имеются встроенные макромодели
операционного усилителя, компаратора
напряжения, регулятора напряжения
и
стабилизатора напряжения,
параметры
которых рассчитываются специальной программой Model Editor по их паспортным
данным (разд. 5.3). Кроме того, имеются макромодели оптоэлектронных приборов,
тиристоров, кварцевых резонаторов и т.п., составляемые фирмами-производителями
и отдельными пользователями.
Заметим, чтолспользование
встроенной модели ОУ при расчете схем, состоящих даже из небольшого количества
ОУ, приводит к большим затратам машинного времени. Поэтому в тех случаях, когда
не требуется высокая точность воспроизведения динамических характеристик ОУ,
целесообразно применять упрощенные модели ОУ.
Описание макромодели
можно поместить непосредственно в файл задания на моделирование или в библиотечный
файл макромоделей ОУ, например с именем op.lib. Тогда для включения этого ОУ
в схему необходимо сначала по директиве .LIB обеспечить доступ к этому файлу
и затем указать номера узлов подключения макромодели
.LIB
D:\ORCAD\PSPICE\LIB\OP
.LIB
Х1 1718022925K140UD8A
При работе
со схемным редактором PSpice Schematics библиотеки математических моделей компонентов
подключаются по команде
Analysis>Library and Include Files.
Обратим
внимание на механизм передачи параметров из описания основной схемы в описание
макромодели и проиллюстрируем его на следующем примере. Рассмотрим фрагмент
описания схемы:
Test
.param
С=1р LK=8m
.step
param С Itet 5p Юр
X1
5 20 DL params: C={C} L={LK}
.subckt
DL 1 2 params: C=0 LK=5m R=1k
R1
1 2 {R}
C1
2 О {С}
L1
1 2 {LK}
.ends
DL
.end
Здесь по директиве
.SUBCKT определены параметры макромодели С и R и заданы их значения по умолчанию.
При вызове макромодели X1 указаны значения параметра С, принимающего значения
5 и 10 пФ, и параметра LK = 8 мГн. Сопротивление резистора R1 по умолчанию принимает
значение 1 кОм. Здесь специально подчеркнуто, что локальные и глобальные параметры
могут принимать как совпадающие (С={С}), так и различные (L={LR}) обозначения.
