|
Разработка PSpice моделей на заказ |
||
7.3. Пример моделирования аналоговых моделей ЭСЛ ЦИС.
Для примера рассмотрим построение аналоговой макромодели микросхемы MC10H102 (отечественные аналоги — С1590ЛМ102, КС1590ЛМ102) и промоделируем ее работу. Упрощенная электрическая принципиальная схема MC10H102 (см. рис. 7.2.4) без учета паразитных эффектов выглядит просто. Однако каждый интегральный резистор у нас представлен макромоделью (рис. 7.2.1), которая отражает способ его реализации по интегральной технологии. Кроме этого, так как модель предполагается использовать для анализа схем работающих на высоких частотах, необходимо моделировать паразитные свойства вывода корпуса, в который упакован кристалл микросхемы. Макромодель вывода корпуса, которая отображает наличие паразитных сопротивлений, емкостей, индуктивностей представлена на рис. 7.2.2. Величины паразитных компонентов, входящих в макромодель зависят от типа корпуса и от расположения вывода на корпусе (крайний или центральный, см. табл. 7.2.1). Модель интегрального резистора (рис. 7.2.1) состоит из двух резисторов и диода, изолирующего резистор от подложки. В модели резистора учтен линейный температурный коэффициент. Разумеется, диод имеет диффузионную ёмкость, которая зависит от напряжения. Кроме этого диффузионная емкость зависит от номинала реализованного по интегральной технологии резистора. Все это отражено в модели изолирующего диода. Что же, давайте промоделируем работу этой микросхемы. Для этого создадим символ макромодели Н102N. Задача облегчается тем, что его предварительный макет генерируется автоматически программой PSPICE MODEL EDITOR при сохранении в нём PSPICE модели, при этом генерируется файл ECL_MC10H.olb. Далее, созданный таким способом символ необходимо отредактировать так, чтобы его было удобно включать в схему. Это достаточно просто делается одной лишь мышкой. Аналогично следует поступить с остальными моделями. Таким образом, мы получим два файла, у автора они называются ECL_MC10H.lib – библиотека PSPICE моделей компонентов и ECL_MC10H.olb – библиотека символов компонентов. Для того, чтобы OrCAD увидел новые библиотеки необходимо прописать путь к ним либо файле nom.lib либо в файле nom_dig.lib, которые находятся в каталоге …OrCAD_10.5\tools\pspice\library. Для этого в конец любого из этих файлов следует, например, прописать следующие строчки:
* ------- USER DIGITAL LIBRARY ---------------------------- .lib E:\PSPICE105\Digital\ECL_MC10H.lib
Далее, составим задание на моделирование для аналоговой модели МС10Н102 в графическом виде (рис. 7.3.2) и запустим его, установив время анализа 100 нс. По результатам видно (рис. 7.3.3), что функция ИЛИ-НЕ выполняется, амплитуда и форма напряжения на выходе соответствует физике работы элементов ЭСЛ. Теперь сравним работу аналоговой модели МС10Н102 с работой модели близкого аналога 10102 из поставочной библиотеки пакета программ OrCAD, созданной методом логического описания. Составим задание на моделирование (рис. 7.3.2) и запустим его, также установив время анализа 100 нс. По результатам видно (рис. 7.3.3, рис. 7.3.4), что хотя они и подобны, но сигналы с выхода 10102 идеализированы и аналоговая модель отображает больше эффектов, например на фронтах. Это говорит о том, что аналоговая модель более точна. При работе на низких частотах по осциллографу мы видим примерно (рис. 7.3.3), но ни как ни (рис. 7.3.4). Попробуем промоделировать работу той же микросхемы, при тех же условиях, но с учетом упаковки её в корпус, те добавим в схему модели выводов (рис 7.3.5). Поскольку для вывода мы имеем макромодель, то для неё тоже можно придумать графический символ и использовать его для наглядности, либо модели выводов включить в состав макромоделей ЦИС. Как и следовало ожидать – имеем звон на фронтах (рис. 7.3.6). Разница между результатом (рис. 7.3.4) и результатом (рис. 7.3.6) существенная и более соответствует тому, что мы видим на осциллографе при достаточно высоких частотах переключения микросхем. В реальных условиях существуют еще нестабильность и пульсации питающих напряжений плюс нагрев кристалла. Кроме этого реальная нагрузка, шины питания и линии связи между микросхемами тоже не идеальны и имеют паразитные R, L, C. Именно в целях этих исследований строятся аналоговые модели и в этом их ценность. Имея эту библиотеку, читатели могут самостоятельно провести их, прежде чем проектировать свою аппаратуру.
Рис. 7.3.1. Схема проверки аналоговой модели микросхемы МС10Н102N.
Рис. 7.3.2. Схема проверки модели микросхемы 10102 из поставочной библиотеки созданной методом логического проектирования.
Рис. 7.3.3. Результаты анализа аналоговой модели микросхемы МС10Н102N.
Рис. 7.3.4. Результаты анализа модели микросхемы 10102 созданной методом логического проектирования.
Рис. 7.3.5. Результаты анализа аналоговой модели микросхемы МС10Н102.
Рис. 7.3.6. Результаты анализа аналоговой модели микросхемы 10102 с учетом упаковки кристалла в DIP корпус.
|
||
|
Разработка PSpice моделей на заказ |
||
