Выполнение моделирования в программном пакете MicroCAP-7 (стр. 1 из 2)
Введение
1. Расчет передаточных функций по постоянному току (DC —Alt+3) Арсенид-галлиевый полевой транзистор (GaAsFET)
1.1 Задание параметров моделирования DC Analysis Limits
1.2 Использование клавиши Р
1.3 Меню режимов расчета передаточных функций DC
2. Расчет режима по постоянному току (Dynamic DC —Alt+4)
3. Расчет малосигнальных передаточных функций (Transfer Function — Alt+5)
4. Расчет чувствительностей по постоянному току (Sensitivity — Alt+6)
Заключение
Список литературы
Введение
MicroCAP-7 — это универсальный пакет программ схемотехнического анализа, предназначенный для решения широкого круга задач. Характерной особенностью этого пакета, впрочем, как и всех программ семейства MicroCAP (MicroCAP-3… MicroCAP-8) [1, 2], является наличие удобного и дружественного графического интерфейса, что делает его особенно привлекательным для непрофессиональной студенческой аудитории. Несмотря на достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам ПК (процессор не ниже Pentium II, ОС Windows 95/98/ME или Windows NT 4/2000/XP, память не менее 64 Мб, монитор не хуже SVGA), его возможности достаточно велики. С его помощью можно анализировать не только аналоговые, но и цифровые устройства. Возможно также и смешанное моделирования аналого-цифровых электронных устройств, реализуемое в полной мере опытным пользователем пакета, способным в нестандартной ситуации создавать собственные макромодели, облегчающие имитационное моделирование без потери существенной информации о поведении системы.
От младших представителей своего семейства MicroCAP-7 отличается более совершенными моделями электронных компонентов разных уровней (LEVEL) сложности, а также наличием модели магнитного сердечника. Это приближает его по возможностям схемотехнического моделирования к интегрированным пакетам DESIGNLAB, ORCAD, PCAD2002 — профессиональным средствам анализа и проектирования электронных устройств, требующим больших компьютерных ресурсов и достаточно сложных в использовании.
После того как нарисована принципиальная схема переходят к расчету характеристик, выбирая в меню Analysis один из видов анализа:
Transient (Alt+1) — расчет переходных процессов;
AC (Alt+2) — расчет частотных характеристик;
DC (Alt+3) — расчет передаточных функций по постоянному току (при вариации постоянной составляющей одного или двух источников сигналов, вариации температуры или параметров моделей компонентов);
Dynamic DC (Alt+4) — расчет режима по постоянному току и динамическое отображение на схеме узловых потенциалов, токов ветвей и рассеиваемой мощности;
Transfer Function (Alt+5) — расчет малосигнальных передаточных функций в режиме по постоянному току;
Sensitivity (Alt+6) — расчет чувствительностей режима по постоянному току.
В режиме DC рассчитываются передаточные характеристики по постоянному току. Ко входам цепи подключаются один или два независимых источника постоянного напряжения или тока. В качестве выходного сигнала может рассматриваться разность узловых потенциалов или ток через ветвь, в которую включен резистор. При расчете режима DC программа закорачивает индуктивности, исключает из схемы конденсаторы и затем рассчитывает режим по постоянному току при нескольких значениях входных сигналов. Например, при подключении одного источника постоянного напряжения может рассчитываться передаточная функция усилителя, а при подключении двух источников — семейство статических выходных характеристик транзистора. Как правило, режим анализа DC и используется в основном для этих двух целей: построения вольтамперных характеристик полупроводниковых и электронных приборов (см. каталог схем ANALYSIS\DC\ВАХи_Приборов) и снятия передаточных характеристик усилителей постоянного тока не содержащих реактивных компонентов (см. схемы DIFFAMP, MOSDIFF, UA741, UA709, RCA3040 из каталога Analysis\DC)
После перехода в режим DC программа МС7 проверяет правильность схемы. При отсутствии ошибок программа составляет топологическое описание схемы, выполняет подготовку к численному расчету нелинейных уравнений итерационным методом Ньютона-Рафсона и открывает окно задания параметров моделирования DC Analysis Limits.
1.1 Задание параметров моделирования DC Analysis Limits
В окне задания параметров расчета передаточных характеристик по постоянному току, показанном на рис. 1, имеются следующие разделы.
К о м а н д ы:
Run — начало моделирование. Щелчок на пиктограмме
в строке инструментов или нажатие F2 также начинает моделирование. Моделирование может быть остановлено в любой момент времени нажатием на пиктограмму 
или клавишу Esc. Последовательные нажатия на пиктограмму 
прерывают и затем продолжают моделирование;Add — добавление еще одной строки спецификации вывода результатов после строки, отмеченной курсором. На этой строке устанавливается способ отображения результатов и аналитические выражения для построения графиков. При наличии большого количества строк, не умещающихся на экране, появляется линейка прокрутки;
Delete — удаление строки спецификации вывода результатов, отмеченной курсором;
Expand — открытие дополнительного окна для ввода текста большого размера при расположении курсора в одной из граф, содержащих выражения, например Y Expression;
Stepping — открытие диалогового окна задания вариации параметров;
Properties — открытие диалогового окна задания параметров вывода результатов моделирования (окон графиков, текстовых надписей, толщины и цвета линий и др.);
Help— вызов раздела DC Analysis системы помощи.
Рис. 1. Задание параметров расчета в режиме DC
Variable 1 — задание первой варьируемой переменной.
В графе Method выбирается метод варьирования переменной (Auto — выбираемый автоматически; Linear — линейный, задаваемый в графе Range по формату Final[,lnitial[,Step]], если опустить параметр Step (шаг), то шаг будет принят равным (Final— lnitial)/50, если опустить параметр Initial, то начальное значение будет положено равным нулю, если изменяется только один источник, то можно оставить строку пустой; Log — логарифмический; List — в виде списка значений, разделяемых запятыми).
В графе Name из списка, открываемого нажатием на кнопку
, выбирается имя варьируемой переменой — величины источника постоянного напряжения или тока, температуры или имени одного из компонентов, имеющих математические модели; при выборе в графе Name имени такого компонента в расположенном справа окне выбирается варьируемый параметр его математической модели.Variable 2 — задание второй варьируемой переменной. Если она отсутствует, то в графе Method выбирается None.
Number of Points — количество точек, выводимых в таблицы, т. е. количество строк в таблице вывода результатов, минимальное значение равно 5. При выводе в таблицы применяется линейная интерполяция.
Temperature — диапазон изменения температуры в градусах Цельсия; при выборе параметра Linear имеет формат High[,Low[,Step]]; если параметр Step (шаг) опущен, то выполняется анализ при двух значениях температуры Low (минимальной) и High (максимальной), если опущены оба параметра Low и Step, то расчет проводится при единственной температуре, равной High, при выборе параметра List указывается список температур, разделяемых запятыми. При изменении температуры изменяются параметры компонентов, имеющие ненулевые температурные коэффициенты ТС, а также ряд параметров полупроводниковых приборов. Значение установленной здесь температуры может использоваться в различных выражениях, она обозначается как переменная TEMP.
Maximum change, % — максимально допустимое приращение графика первой функции на одном шаге (в процентах от полной шкалы). Если график функции изменяется быстрее, то шаг приращения первой переменной автоматически уменьшается.
О п ц и и:
Run Options — управление выдачей результатов расчетов:
Normal — результаты расчетов не сохраняются,
Save — сохранение результатов расчетов в бинарном дисковом файле <имя схемы>.DSА,
Retrieve — считывание последних результатов расчета из дискового файла<имя схемь.DSA, созданного ранее. При этом производится построение графиков и таблиц, как после обычного расчета.
Auto Scale Ranges — присвоение признака автоматического масштабирования "Auto" по осям X, Y для каждого нового варианта расчетов. Если эта опция выключена, то принимаются во внимание масштабы, указанные в графах X Range, Y Range.
В ы в о д р е з у л ь т а т о в м о д е л и р о в а н и я:
Ниже раздела «Числовые параметры» и слева от раздела «Выражения» расположена группа пиктограмм. Нажатие каждой пиктограммы определяет характер вывода данных, задаваемых в той же строке. Имеются следующие возможности:
X Log/Linear Scale — переключение между логарифмической и линейной шкалой по оси X. При выборе логарифмической шкалы диапазон изменения переменной должен быть положительным; 
Y Log/Linear Scale — переключение между логарифмической и линейной шкалой по оси У. При выборе логарифмической шкалы диапазон изменения переменной должен быть положительным; 
Color— вызов меню для выбора одного из 16 цветов для окрашивания графиков. График окрашивается в цвет кнопки;