Электроника:Справочные материалы/Использование программы SPICE для моделирования электрических схем/Опции для проведения анализа

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Опции для проведения анализа[1]

Анализ переменного тока

Общая форма

.ac [curve] [points] [start] [final]

Пример

.ac lin 1 1000 1000

Комментарий

Поле [curve] может быть указано «lin» (линейное), «dec» (декада) или «oct» (октава), определяющее (не)линейность развёртки частоты. Тут указывается, сколько точек в частотной развёртке необходимо выполнить для анализа (для декадной развёртки – количество точек на декаду; для октавы – количество точек на октаву). Поля [start] и [final] определяют начальную и конечную частоты развёртки соответственно. И последнее замечание: «начальное» ([start]) значение не может быть равно нулю!

Анализ постоянного тока

Общая форма

.dc [source] [start] [final] [increment]

Пример

.dc vin 1.5 15 0.5

Комментарий

.dc необходимо, если хотите распечатать или изобразить любое напряжение между двумя ненулевыми узлами. В противном случае анализ «слабого сигнала» по умолчанию выводит только напряжение между каждым ненулевым узлом и нулевым узлом.

Переходной анализ

Общая форма

.tran [increment] [stop_time] [start_time] + [comp_interval]

Пример 1

.tran 1m 50m uic

Пример 2

.tran .5m 32m 0 .01m

Комментарий

В примере 1 время приращения 1 миллисекунда и время остановки 50 миллисекунд (когда указаны только два параметра, это время приращения и время остановки соответственно). Пример 2 имеет время приращения 0,5 миллисекунды, время остановки 32 миллисекунды, время начала 0 миллисекунд (без задержки при запуске) и интервал вычислений 0,01 миллисекунды.

Значение по умолчанию для времени начала равно нулю. Анализ переходных процессов всегда проводится в нулевое время, но сохранение данных происходит только между временем начала и временем окончания. Интервал вывода данных равен времени приращения или (время остановки - время начала)/50, в зависимости от того, что наименьшее. Однако переменная интервала вычислений может быть использована для принудительного уменьшения интервала вычислений. Для большого общего количества интервалов переменная itl5 в строке .options может быть установлена на большее число. Параметр «uic» указывает SPICE «использовать начальные условия».

Графический вывод

Общая форма

.plot [type] [output1] [output2] ... [output n]

Пример 1

.plot dc v(1,2) i(v2)

Пример 2

.plot ac v(3,4) vp(3,4) i(v1) ip(v1)

Пример 3

.plot tran v(4,5) i(v2)

Комментарий

SPICE не может обрабатывать более восьми запросов точек данных в одной команде .plot или .print. При запросе более восьми точек данных используйте несколько команд .plot или .print!

Кроме того, при использовании SPICE версии 3 следует сделать важное предостережение: если вы выполняете анализ переменного тока и просите SPICE построить график напряжения переменного тока, как в примере 2, команда v(3,4) выведет только действительную составляющую переменного тока из комплексного числаалгебраической форме)! SPICE версии 2 выводит комплексное число в полярной форме: гораздо более значимое число, если запрашивается только одно количество. Чтобы заставить SPICE v3 дать вам полярную величину, придётся переписать аргумент .print или .plot вот так: vm(3,4).

Вывод на печать

Общая форма

.print [type] [output1] [output2] . . . [output n]

Пример 1

.print dc v(1,2) i(v2)

Пример 2

.print ac v(2,4) i(vinput) vp(2,3)

Пример 3

.print tran v(4,5) i(v2)

Комментарий

SPICE не может обрабатывать более восьми запросов точек данных в одной команде .plot или .print. При запросе более восьми точек данных используйте несколько команд!

Анализ Фурье

Общая форма

.four [freq] [output1] [output2] ... [output n]

Пример

.four 60 v(1,2)

Комментарий

Команда .four зависит от того, присутствует ли команда .tran где-то в коде с соответствующими периодами времени для анализа адекватных циклов. Кроме того, SPICE может «вылететь», если анализ .plot не выполняется вместе с анализом .four, даже если все параметры .tran технически правильны. Наконец, опция анализа .four работает только тогда, когда частота источника переменного тока указана в строке команды для этого источника, а не в строке опции анализа .ac.

Это помогает включить переменную интервала вычислений в .tran для повышения точности анализа. Фурье-анализ указанного напряжения или тока выполняется до 9-й гармоники, при этом параметр [freq] является основной или начальной частотой спектра анализа.

Разное

Общая форма

.options [option1] [option2]

Пример 1

.options limpts=500

Пример 2

.options itl5=0

Пример 3

.options method=gear

Пример 4

.options list

Пример 5

.options nopage

Пример 6

.options numdgt=6

Комментарий

Есть много опций, которые можно указать с помощью этой команды. Пожалуй, наиболее необходимой начинающим пользователям SPICE является настройка «limpts». При запуске моделирования, требующего печати или построения графика более 201 точки, этот предел расчётных точек должен быть увеличен, иначе SPICE прекратит анализ. Приведённый выше пример («limpts=500») указывает SPICE выделить достаточно памяти для обработки не менее 500 расчётных точек в любом указанном типе анализа (DC, AC или переходный процесс).

В примере 2 мы видим, что для переменной итерации («itl5») установлено значение 0. На самом деле существует шесть различных переменных итерации, доступных для манипуляции пользователем. Они контролируют пределы итерационных циклов решения нелинейных уравнений. Переменная itl5 задает максимальное количество итераций для анализа переходных процессов. Подобно переменной limpts, переменная itl5 обычно необходимо устанавливать, когда для .tran указан небольшой интервал вычислений. Установка для itl5 значения 0 полностью отключает ограничение, позволяя компьютеру выполнять бесконечные циклы итераций (бесконечное время) для выполнения анализа. Предупреждение: это может привести к увеличению времени моделирования!

Пример 3 устанавливается метод численного интегрирования, используемый SPICE. По умолчанию используется «трапеция», а не «шестерёнка». «Трапеция» является простой геометрической аппроксимацией площади под кривой, полученной путем разрезания кривой на трапеции для аппроксимации формы. Метод «шестерёнки» основан на полиномиальных уравнениях второго (или выше) порядка и назван в честь CW Gear (Numberal Integration of Stiff Ordinary Equations, Report 221, Department of Computer Science, University of Illinois, Urbana). Метод интегрирования Gear более требователен к компьютеру (требуется больше памяти для вычислений) и иногда даёт результаты, несколько отличающиеся от метода трапеций.

Опция «list», показанная в примере 4, даёт подробную сводку всех компонентов схемы и их соответствующих значений в конечном выводе.

По умолчанию SPICE вставит в выходные данные коды управления разрывом страницы ASCII, чтобы разделить различные разделы анализа. Указание опции «nopage» (пример 5) предотвратит такое разбиение на страницы.

Опция «numdgt», показанная в примере 6, задаёт количество значащих цифр, выводимых при использовании одной из опций вывода данных «.print». SPICE по умолчанию имеет точность до 4-х значащих цифр.

Контроль ширины

Общая форма

.width in=[columns] out=[columns]

Пример

.width out=80

См.также

Внешние ссылки