Самоучитель по OrCAD

Введение

 

Введение

На начальном этапе распространения в нашей стране САПР электронной аппаратуры на персональных компьютерах наибольшее распространение получили, пожалуй, пакеты программ P-CAD и OrCAD на платформе DOS. Оба пакета решали примерно одинаковые задачи: графический ввод принципиальных схем и разработка печатных плат, моделирование цифровых устройств и проектирование программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Моделирование аналоговых устройств предлагалось выполнять с помощью программы PSpice фирмы MicroSim [4, 7]. Однако однозначно ответить на вопрос: «Что лучше, P-CAD или OrCAD?» — невозможно. Каждый из этих пакетов имеет свои особенности, определяющие круг пользователей. Пакет P-CAD стал фактическим стандартом на промышленных предприятиях, обеспечивая выпуск конструкторской'и технологической документации [9—11]. Его последняя версия P-CAD 8.7 выпущена в марте 1998 г. OrCAD для DOS имел очень удобный редактор принципиальных схем, что обусловило его популярность. Однако редактор печатных плат и средства вывода данных на периферийные .устройства были удобнее в P-CAD. Поэтому после создания в OrCAD принципиальных схем обычно списки соединений передавались в P-CAD для вывода схем на принтер или плоттер и разработки печатной платы. Однако с появлением новых версий этих пакетов ситуация изменилась.

Во-первых, из состава P-CAD версий 6.0-8.7 исключили программу моделирования цифровых устройств PC-LOGS, предусмотрев вместо этого интерфейс со специализированной системой проектирования цифровых устройств Viewlogic, в то время как фирма OrCAD интенсивно развивала собственные средства моделирования цифровых устройств и интерфейсы с программами разработки наиболее популярных ПЛИС. Во-вторых, OrCAD раньше переведен на платформу Windows, з то время как презентация P-CAD для Windows под названием ACCEL EDA 12.0 (разработчик фирма ACCEL Technologies) состоялась лишь в конце февраля 1996 г.

Однако пакет ACCEL EDA раньше переведен на полностью 32-разрядную операционную систему Windows. Летом 1998 г. выпущена версия ACCEL EDA 14.0 для Windows 95/NT, в которой помимо расширения функциональных возможностей разработки печатных плат в ручном, автоматическом и интерактивном режиме, предусмотрены средства составления технической документации, ведения документооборота и организации работы большого коллектива разработчиков, используя средства Интернет. Кроме того предусмотрены интерфейсы с различными программами, в частности, со специализированной программой размещения компонентов и трассировки печатных проводников SPECCTRA фирмы Cadence Design Systems, пакетом программ проектирования цифровых устройств Workview Office (фирма Viewlogic Systems), программой моделирования аналого цифровых устройств Dr. Spice A/D (фирма Deutsch Research), программой анализа электрических характеристик проекта с учетом особенностей топологии печатной платы Signal Integrity (фирма INCASES Engineering), программой доработки печатных плат перед выпуском фотошаблонов ACCEL Gerber (фирма Advanced CAM Technologies). Все это дает основание считать ACCEL EDA для Windows профессиональной системой разработки печатных плат, практически полностью совместимой с популярной системой предыдущего поколения P-CAD для DOS, причем версии ACCEL EDA 15.1 присвоили наименование P-CAD 2000, следующая версия носит название P-CAD 2001.

Фирма OrCAD (основана в 1985 г.) в начале 1997 г. выпустила систему нового поколения OrCAD 7.0 для Windows. Моделирование аналоговой или смешанной аналого-цифровой части проекта проводится с помощью программы PSpice, передавая описание проекта в текстовом виде, или с помощью пакета ICAP фирмы Intusoft, интегрируемого с графическим схемным редактором OrCAD Capture.

В начале 1998 г. фирмы MicroSim и OrCAD объединились, причем новая фирма получила название OrCAD. В результате под маркой OrCAD начали распространяться программы моделирования и оптимизации аналоговых и смешанных аналого-цифровых устройств, разработанные прежде фирмой MicroSim и не имеющих пока интерфейса с редактором схем OrCAD Capture. В ноябре 1998 г. выпущена новая система OrCAD 9.0, объединившая все перечисленные выше модули под управлением одной интегрированной оболочки.

В марте 2000 г. отделение Cadence PCB System Division фирмы Cadence Design Systems, в которое преобразована компания OrCAD, выпустило очередную версию OrCAD 9.2. В нее включили второй редактор принципиальных схем PSpice Schematics, заимствованный из популярного в свое время пакета DesignLab (по нашему мнению, он удобнее OrCAD Capture), ~и из нее, к сожалению, исключили модуль проектирования цифровых устройств OrCAD Express (замененный поставляемым отдельно пакетом программ FPGA Studio фирмы Synplicity).

Настоящая книга написана на основании [7, 8] с учетом особенностей OrCAD 9.2.
 

Глава 1. Общие сведения о системе OrCAD

1.1. Состав системы OrCAD 9.2

 

Глава 1.

Общие сведения о системе OrCAD

 

1.1. Состав системы OrCAD 9.2

Представление о версии OrCAD 9.2 дает перечень входящих в ее состав программных модулей:

OrCAD Capture — графический редактор схем;

OrCAD Capture CIS (Component Information System) — графический редактор схем, дополненный средством ведения баз данных компонентов; при этом зарегистрированные пользователи получают через Интернет (с помощью службы ICA, Internet Component Assistant) доступ к каталогу компонентов, содержащему более 200 тыс. наименований;

PSpice Schematics — графический редактор схем, заимствованный из пакета DesignLab;

OrCAD PSpice A/D — программа моделирования аналоговых и смешанных аналого-цифровых устройств, данные в которую передаются как из PSpice Schematics, так и из OrCAD Capture;

OrCAD PSpice Optimizer — программа параметрической оптимизации;

OrCAD Layout — графический редактор печатных плат;

OrCAD Layout Plus — программа OrCAD Layout, дополненная бессеточным автотрассировщиком SmartRoute, использующим методы оптимизации нейронных сетей (используется также в системах Protel 99 SE и P-CAD 2000);

OrCAD Layout Engineer's Edition — программа просмотра печатных плат, созданных с помощью Layout или Layout Plus, средство общей расстановки компонентов на плате и прокладки наиболее критических цепей, выполняемых инженером-схемотехником перед выдачей задания на проектирование печатной платы конструктору;

OrCAD GerbTool — программа создания и доработки управляющих файлов для фотоплоттеров (разработка фирмы WISE Software Solutions специально для OrCAD, аналог программы САМ350);

Visual CADD — графический редактор фирмы Numera Software (упрощенный аналог AutoCAD).

Разнообразная терминология, принятая в системе OrCAD, переведена в Приложении 1; информация о проектах, созданных в системе OrCAD, записывается в отдельные файлы, стандартные расширения имен которых даны в Приложении 2.

Зарегистрированные пользователи OrCAD имеют возможность получать дополнительную информацию и ответы на свои вопросы через Интернет, используя проект OrCAD Design Network (ODN, http://www.orcad.com/odn) . Кроме того, круглосуточно доступна «горячая линия» по электронной почте: info@orcad.com.

OrCAD 9.2 функционирует на ПК с процессорами Pentium и совместимых с ними под управлением Windows 95/98 или Windows NT 4.0 (с Service Pack 3 или Service Pack 4). Необходимый объем ОЗУ не менее 32 Мбайт и 250 Мбайт дискового пространства.

Для отдельных модулей на жестком диске требуется объем памяти:

OrCAD Capture — 75 Мбайт;

OrCAD PSpice — 50 Мбайт (вместе с PSpice Schematics);

OrCAD CIS - 20 Мбайт;

OrCAD Layout — 90 Мбайт (вместе с GerbTool и Visual CAD);

Документация — 60 Мбайт.

 

1.2. Установка OrCAD

 

1.2. Установка OrCAD

Дистрибутивный компакт-диск системы OrCAD 9.2 имеет средства Autorun для автоматической загрузки начальной заставки программы установки (рис. 1.1). В ней предлагаются следующие варианты:

  • Install Products on Standalone Computer — установка на компьютер программ и библиотек системы (выбирается по умолчанию);
  • Update Licensing on Standalone Computer -- обновление файла лицензий.


Рис. 1.1. Выбор режима установки

Перед установкой системы необходимо в параллельный порт вставить электронный ключ — средство аппаратной защиты от несанкционированного копирования программ (без этого ключа система OrCAD не только не запускается на выполнение, но и не устанавливается) и отключить установленные резидентно антивирусные средства.

В начале установки предлагается ввести коды (Key Codes) устанавливаемых модулей системы (рис. 1.2) и после этого ввести код авторизации (Authorization Code). Для установки максимальной конфигурации достаточно установить 4 модуля: Capture CIS, Layout Plus, PSpice A/D (сюда входит программа моделирования PSpice и схемный редактор PSpice Schematic), PSpice Optimizer. Каждому модулю соответствует отдельный код.

Рис. 1.2. Ввод кодов модулей OrCAD

После ввода кода авторизации приступают к выбору режима установки системы (рис. 1.3):

  • Typical — типичная установка, занимающая на диске 326 Мб. Устанавливаются все программы, за исключением PSpice Schematics, и все библиотеки, не устанавливается электронная документация;
  • Custom — установка, при которой пользователю с помощью диалоговых окон, изображенных на рис. 1.4, предлагается самостоятельно выбрать устанавливаемые компоненты: программы и электронную документацию (в формате Acrobat Reader). При выборе всех компонентов система OrCAD 9.2 занимает на диске 352 Мб. Для установки схемного редактора PSpice Schematic выбирается режим Custom и на рис. 1.4 помечается компонент Schematics (по умолчанию он не отмечен).

Рис. 1.3. Выбор режима установки системы OrCAD

Рис. 1.4. Выбор устанавливаемых компонентов системы

В завершение выбирается имя диска и каталога, в котором устанавливается система.

В начале установки предлагается обновить Microsoft Data Access, что нужно для правильного функционирования OrCAD Component Information System (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Разрешение обновления Microsoft Data Access

Далее создается файл лицензий системы OrCAD.lic, и файлы конфигурации отдельных программ PSpice.ini (аналог файла msim.ini системы DesignLab), Capture.ini, Layout.ini, Lession.ini, Pcadi.ini, Pcad.ini, Maxdxf.ini, Cadstar.ini и др. и создается индексный файл Nom.ind для библиотек математических моделей программы PSpice, перечисленных в файле Norn.lib [7] (размещается в подкаталоге \Capture\Library\PSpice).

а)

б)

Рис. 1.6. Запрос подтверждения на регистрацию файлов по расширениям их имен

В заключение предлагается в нескольких диалоговых окнах (рис. 1.6) нажатием на панель Да подтвердить необходимость загрузки соответствующих программ двойным щелчком курсора на именах файлов, имеющих расширения dsn, lib, olb, sch, chm, cig, drc, edn, exp, flp, map, net, pld, rpt, swp, upd, v, vhd, xrf, bom, cir, dat, out, sim, stl (назначения этих файлов даны в Приложении 2). В случае, если ряд расширений уже зарегистрирован за другими программами, следует нажать на панель Нет.

По завершении установки системы OrCAD предлагается установить программу чтения электронной документации Acrobat Reader 4 фирмы Adobe Systems. При успешной установке OrCAD выводится информационное сообщение, приведенное на рис. 1.7.


Рис. 1.7. Сообщение об успешном завершении установки OrCAD

Если установленную на одном компьютере систему OrCAD переписать на другой компьютер и запустить на выполнение (перенеся, естественно, и электронный ключ), то работать будут все программы, кроме PSpice и Layout. Для их запуска необходимо занести соответствующую информацию в реестр Windows или установить эти программы заново.

Замечание.

Если сравнить перечень команд меню Tools программ DesignLab Shematics[7] и OrCAD PSpice Schematics (табл. 3.9), то в пакете OrCAD их будет гораздо меньше. Чтобы в меню PSpice Schematics появились дополнительные команды, связанные с работой с печатными платами, необходимо из файла конфигурации msim.ini системы DesignLab перенести в файл pspice.ini в раздел [PSPICE] строку

PCBOARDSCMD=<uмя кamaлoгa>\PCBOARDS.EXE

и скопировать весь раздел [SCHEMATICS INTERFACES].

 

1.1a.gif

Изображение: 

1.1b.gif

Изображение: 

1.1c.gif

Изображение: 

1.2.gif

Изображение: 

1.2a.gif

Изображение: 

1.3a.gif

Изображение: 

1.3b.gif

Изображение: 

1.3c.gif

Изображение: 

1.3d.gif

Изображение: 

1.4.gif

Изображение: 

1.5.gif

Изображение: 

1.6a.gif

Изображение: 

1.6b.gif

Изображение: 

1.7.gif

Изображение: 

Глава 2. Создание проекта в OrCAD Capture

2.1. Общая характеристика программы OrCAD Capture

 

Глава 2.

Создание проекта в OrCAD Capture

 

2.1. Общая характеристика программы OrCAD Capture

Программа OrCAD Capture предназначена для создания проекта, часть которого может быть задана в виде принципиальной электрической схемы, а другая часть может быть описана на языке высокого уровня VHDL [2, 3]. Кроме того, из оболочки OrCAD Capture запускаются программы моделирования аналоговых, цифровых и смешанных аналого-цифровых устройств PSpiee и параметрической оптимизации PSpiee Optimizer. В программе OrCAD Capture проекты подразделяются на несколько типов (см. разд. 2.2).

Рис. 2.1. Взаимосвязь OrCAD Capture с другими программами

При создании проекта в соответствии с его типом автоматически загружаются необходимые библиотеки компонентов (позднее их перечень можно изменить вручную), при этом для всех специализированных проектов возможна передача информации в программу OrCAD Layout для создания печатных плат (ПП). На рис. 2.1 показана взаимосвязь OrCAD Capture с другими программами системы OrCAD. При создании принципиальных схем проекта необходимая информация отыскивается во встроенной базе данных, которая поставляется вместе с системой и пополняется пользователями. Причем при наличии опции Component Information Systems (CIS) официальные пользователи получают доступ через Интернет к'расширенной базе данных, содержащей сведения примерно о 200 тыс. компонентов различных фирм (приведены их символы и корпусы).

На рис. 2.2 изображен экран программы OrCAD Capture 9.2. В его верхней части расположено меню команд и ниже — панель инструментов.

Рис. 2.2. Экран программы OrCAD Capture

1. Меню команд и панель инструментов. Перечень команд OrCAD Capture приведен в разд. 2.7. Состав пиктограмм панели инструментов зависит от выбранного режима работы и типа текущего проекта, их состав изображен на рис. 2.3 и приведен в табл. 2.1.

Рис. 2.3. Пиктограммы панели инструментов

Состав меню команд зависит от выбранного режима работы и типа текущего проекта. На рис. 2.4 указано содержание меню команд при активизации менеджера проектов.

Таблица 2.1. Пиктограммы панели инструментов

Пиктограмма

Эквивалентная команда

Описание команды

New

Создание нового документа

Open

Открытие существующего документа

Save

Сохранение внесенных изменений в текущем проекте

Print

Вывод твердой копии одной или более страниц текущей схемы или изображения символа компонента

Cut

Удаление выбранного объекта с копированием в буфер обмена

Copy

Копирование выбранного объекта в буфер обмена

Paste

Размещение объекта из буфера обмена

Undo

Отмена результата выполнения одной последней команды

Redo

Отмена результата выполнения одной последней команды Undo

Zoom In

Увеличение масштаба изображения

 

Zoom Out

Уменьшение масштаба изображения

Zoom Area

Вывод на весь экран окаймленной части изображения
Zoom All Вывод на экран полного изображения страницы схемы
Annotate Назначение позиционных обозначений компонентам выбранной страницы схемы
Back Annotate

Выполнение перестановок логически эквивалентных секций компонентов и выводов в процессе обратной корректировки

Design Rules Check Проверка соблюдения правил проектирования DRC и правил составления электрических принципиальных схем ERC

Create Netlist

Составление файла списка соединений выбранной страницы схемы в форматах EDIF 200, SPICE, VHDL, Verilog, Layout и др.
Cross Reference Составление файла перекрестных ссылок
Пиктограмма
Эквивалентная команда
Описание команды
Bill of Materials Составление отчета о проекте или выбранной странице
Snap to Grid Привязка курсора к узлам сетки на окне редактирования схем и символов компонентов (аналог команды Options>Preierences>Grid Display)
Project manager Загрузка менеджера проектов

Help Topics

Вывод содержания, предметного указателя и средств поиска терминов встроенной инструкции

 

Рис. 2.4. Состав меню команд менеджера проектов

2. Менеджер проектов расположен в левой части экрана программы Capture. В режиме File развертывается плоская файловая структура проекта, в режиме Hierarchy — его иерархическая структура. Файловая структура проекта содержит ряд разделов:

Design Resource — описание проекта (файл проекта *.dsn, отдельные страницы схемы, перечень компонентов Design Cache, VHDL-файлы, перечень используемых библиотек компонентов *.olb);

Outputs — результаты проектирования;

PSpice Resource — информация для моделирования с помощью PSpice (Include Files, Model Library, Simulation Profiles, Stimulus Files) и др.

Двойной щелчок левой кнопки мыши по имени конкретного файла или по его значку загружает его в соответствующий редактор (при выборе файла схем загружается редактор схем, при выборе текстового файла — встроенный текстовый редактор). Щелчок правой кнопки мыши по значку отдельного файла или каталога разворачивает меню, состав которого зависит от типа выбранного объекта:

  • Add File — добавление файла;
  • Part manager —загрузка менеджера компонентов;
  • Edit — редактирование файла;
  • Properties — просмотр и редактирование свойства объекта;
  • New Schematic — создание новой схемы;
  • Design Properties — редактирование параметров проекта;
  • Save - сохранение внесенных изменений;
  • Save As... — сохранение внесенных изменений в проекте с новым именем;
  • Simulate Selected Profile(s) — выполнение моделирования с помощью PSpice в соответствии с выбранным профайлом (файлом задания на моделирование);
  • View Simulation Results — просмотр графических результатов моделирования;
  • View Output File — просмотр текстового файла результатов моделирования;
  • Edit Simulation Settings — редактирование задания на моделирование;
  • Make Active — активизация выбранного профайла;
  • New Page — добавление новой страницы схемы;
  • Edit Page — редактирование страницы схемы;
  • Schematic Page Properties — редактирование параметров настройки схемного редактора;
  • Edit Selected object properties — редактирование атрибутов выбранного на схеме объекта;
  • Make Root — переноси выбранной схемы на верхний уровень иерархии;
  • Rename — переименование файла.

3. Редактор схем. На рис. 2.5 показано окно редактора страницы принципиальной схемы, на которой расположены дополнительные панели инструментов (рис. 2.6), команды которых перечисленны в табл. 2.2 и 2.3.

Рис. 2.5. Окно редактора страницы схемы

Рис. 2.6. Панели инструментов редактора схем

Таблица 2.2. Пиктограммы панели инструментов режима редактирования схем

Пиктограмма
Эквивалентная команда
Описание команды
Select Режим выбора объектов
Part

Выбор в библиотеке компонента для размещения его символа на схеме

Wire Рисование электрических цепей. При нажатии кнопки Shift возможен ввод не ортогональных цепей
Net Alias Размещение псевдонимов (дополнительных имен) цепей и шин
Bus

Изображение шины (линии групповой связи)

Junction Нанесение точки электрического соединения двух цепей
Bus Entry Нанесение отводов ос шины, расположенных под углом 45°
Power Размещение символов выводов источников питания и «земли»
Ground Размещение символов выводов источников питания и «земли»
Hierarchical Block Размещение иерархических блоков
Hierarchical Port

Размещение портов иерархических блоков

Hierarchical Pin

Размещение выводов иерархических блоков

Off-Page Connector Размещение символов соединителей страниц
No Connect Подключение к,выводу компонента символа отсутствия соединений

Line

Рисование линии
Polyline Рисование полилинии
Rectangle

Рисование прямоугольника

Ellipse Рисование эллипса /окружности
Arc

Рисование дуги

Text

Размещение одной или нескольких строк текста с указанием его размера, цвета, ориентации и шрифта

 

Таблица 2.3. Пиктограммы панели инструментов режима моделирования

Пиктограмма
Эквивалентная команда
Описание команды
New Simulation Profile Создание нового файла задания на моделирование
Edit Simulation Setting Редактирование задания на моделирование
Run PSpice Запуск программы PSpice на моделирование
View Simulation Results

Просмотр графических результатов моделирования

Voltage/Level Marker Простановка маркера напряжения/логического уровня

Voltage Differential Markers

Простановка двух маркеров разности напряжений
Current Marker

Простановка маркера тока

Power Dissipation Marker Простановка маркера рассеиваемой мощности
Enable Bias Voltage Display Отображение на схеме узловых напряжений в рабочей точке
Toggle Voltage On Selected Net Показать /удалить значение потенциала по постоянному току выбранной цепи
Enable Bias Current Display Отображение на схеме токов ветвей в рабочей точке
Toggle Current On Selected Part/Pin Показать /удалить значение постоянного тока выбранного вывода компонента

Enable Bias Power Display

Отображение на схеме рассеиваемой мощности ветви в рабочей точке
Toggle Power On Selected Part Показать /удалить значение рассеиваемой мощности по постоянному току выбранного компонента

На рис. 2.7 указано содержание меню команд при активизации редактора принципиальных схем.

4. Редактор символов. На рис. 2.8 показано окно редактора страницы принципиальной схемы, на которой расположена дополнительная панель инструментов (рис. 2.9), перечисленных в табл. 2.4.

Таблица 2.4. Пиктограммы панели инструментов режима редактирования символов

Эквивалентная команда
Описание команды
IEEE Symbol Размещение условных обозначении в стандарте IEEE
Pin

Размещение выводов

Pin Array Размещение массивов выводов

 

Рис. 2.7. Состав меню команд редактора принципиальных схем

На рис. 2.10 указано содержание меню команд при активизации редактора символов компонентов принципиальных схем.

5. Текстовый редактор. Текстовый редактор позволяет создавать и просматривать VHDL-файлы и любые другие текстовые файлы. На рис. 2.11 показан фрагмент VHDL-файла, ключевые слова в котором и комментарии для наглядности выделяются различными цветами, задаваемыми в разделе Preferences меню Options. Загрузка в редактор VHDL-файла выполняется после двойного щелчка левой клавиши мыши при расположении курсора на имени файла в менеджере проектов, текстовые файлы других типов открываются обычным образом по команде File>Open>Text File.

6. Строка состояний. В нижней части экрана Capture расположена строка состояний (рис. 2.12), на которой отображается имя выбранного инструмента или меню, имя текущего состояния программы (в левом поле), количество выбранных объектов (в среднем поле), масштаб изображения и текущие координаты курсора (в правом поле).

Рис. 2.8. Окно редактирования символов

Рис. 2.9. Панель инструментов редактора символов

7. Выбор объектов. После выбора объекта или группы объектов можно выполнять различные операции, включая перемещение, копирование, удаление, зеркальное отображение, вращение, изменение масштаба и редактирование. При редактировании текстовых файлов, включая VHDL-файлы, используются стандартные приемы выделения объектов, принятые в MS Word и подобных программах. При редактировании графических файлов (принципиальных схем и символов отдельных компонентов) выделение отдельного объекта производится щелчком левой кнопки мыши при расположении курсора на выделяемом объекте (переход в режим выделения автоматически отмечается на панели инструментов высвечиванием иконки ) Отмена выделения объекта производится щелчком мыши при расположении курсора на пустом месте экрана. Добавление объекта в выделенную группу объектов выполняется щелчком левой кнопки мыши при нажатой клавише Ctrl. Удаление объекта из выделенной группы также производится при нажатой клавише Ctrl. Кроме того возможно выделение объектов, расположенных в окне (при этом перед «натягиванием» окна движением курсора при нажатой левой кнопке мыши необходимо включить режим выбора нажатием на иконку). Выделение всех объектов листа принципиальной схемы производится по команде Edit>Select Аll. Выделение перекрывающихся объектов производится при нажатой клавише Tab.

Рис. 2.10. Состав меню команд редактора символов компонентов

Рис. 2.11. Просмотр и редактирование VHDL-файлов

Рис. 2.12. Строка состояний

8. Редактирование свойств объектов. Каждый объект принципиальной схемы имеет набор свойств (Properties), полностью определяющих его характеристики. К этим объектам относятся:

  • Hierarchical ports — выводы иерархического компонента;
  • Off-page connectors — соединители страниц схемы;
  • DRC marks — символы ошибок;
  • Bookmarks — закладки;
  • Parts — символы компонентов (включая иерархические блоки);
  • Nets — цепи;
  • Pins — выводы компонентов;
  • Title block - основная надпись листа принципиальной схемы (угловой штамп).

Каждая характеристика компонента (или атрибут по терминологии DesignLab [7]) имеет имя и соответствующее значение. Например, биполярный транзистор с позиционным обозначением Q1 имеет атрибут РСВ Footprint (тип корпуса), принимающий значение ТО206АА, атрибут Implementation Type=PSpice Model (тип математической модели PSpice), атрибут Implementation (имя математической модели), принимающий значение КТ315 и др. (см. рис. 2.13).

Рис. 2.13. Перечень характеристик транзистора Q1

Свойства (атрибуты) одного или нескольких компонентов схемы просматриваются и редактируются с помощью Property Editor, вызываемого по команде Edit>Properties (активизируется также двойным щелчком курсора на изображении символа компонента или из всплывающего меню, открываемого щелчком правой кнопки мыши). Просмотр электронных таблиц свойств объектов проекта разных типов выполняется по командам Edit>Browse>Parts, Nets менеджера проектов (см. рис. 2.14). Перед просмотром электронной таблицы пользователь должен выбрать тип объектов:

  • occurrence — объекты, которые могут многократно использоваться в проекте;
  • instance — индивидуальные объекты, размещенные в текущем проекте (предпочтительнее).

В электронных таблицах могут редактироваться только свойства объектов типа occurrence, свойства объектов типа instance могут редактироваться только с помощью Property Editor.

9. Перемещение и изменение размеров графических объектов. У некоторых графических объектов, таких как проводники, шины (линии групповой связи), линии, эллипсы (в частности, окружности), прямоугольники и многоугольники, можно изменять размеры и форму. Все остальные объекты можно только передвигать, вращать, зеркально отображать и удалять. Редактируемые объекты предварительно нужно выбрать — в результате для каждого выбранного графического объекта на экране изображаются специальные значки (см. рис. 2.15). Для изменения формы или размеров графических объектов нужно щелкнуть левой кнопки мыши при расположении курсора на одном из этих значков и затем, не отпуская кнопку, переместить соответствующим образом курсор; редактирование завершается 1 отпусканием левой кнопки мыши. Для перемещения любого выбранного объекта нужно щелкнуть левой кнопкой мыши при расположении курсора в любой точке на контуре объекта, за исключением этих значков, и затем, не отпуская кнопку, выполнить перемещение. При перемещении группы объектов курсор изменяет свою форму (он принимает форму звездочки), и его можно расположить в любой точки внутри контура, окаймляющего выбранную группу.

Рис. 2.14. Просмотр характеристик проекта в электронной таблице

Рис. 2.15. Изменение размеров объектов

10. «Откат» вперед и назад, повторение последней операции. Команда Edit>Undo отменяет выполнение последней команды («откат» назад), при этом в подменю Edit к имени команды Undo автоматически добавляется имя последней выполненной команды Place, Delete, Copy, Past, Move, Resize, Rotate, Mirror, например Undo Place. Команда Edit>Redo отменяет выполнение команды Edit>Undo («откат» вперед).

Повторение выполнения последней команды Place, Copy, Past, Move, Resize, Rotate, Mirror выполняется по команде Edit>Repeat, при этом в подменю Edit к имени команды Repeat автоматически добавляется имя последней выполненной команды. Для смещения копируемого объекта на заданное расстояние нужно перед выполнением команды Edit>Repeat Copy выделить копируемый объект, нажать клавишу Ctrl и, не отпуская ее, переместить копируемый объект на нужное расстояние. После этого последовательное выполнение команды Edit>Repeat Copy (F4) создает массив копируемых объектов, смещенных друг от друга на заданное расстояние (удобно, например, при создании шин).

 

2.1.gif

Изображение: 

2.10.gif

Изображение: 

2.11.gif

Изображение: 

2.12.gif

Изображение: 

2.13.gif

Изображение: 

2.14.gif

Изображение: 

2.15.gif

Изображение: 

2.2.gif

Изображение: 

2.3.gif

Изображение: 

2.4.gif

Изображение: 

2.4a.gif

Изображение: 

2.4b.gif

Изображение: 

2.4c.gif

Изображение: 

2.4d.gif

Изображение: 

2.4e.gif

Изображение: 

2.4f.gif

Изображение: 

2.4g.gif

Изображение: 

2.4h.gif

Изображение: 

2.4m.gif

Изображение: 

2.5.gif

Изображение: 

2.6.gif

Изображение: 

2.7.gif

Изображение: 

2.8.gif

Изображение: 

2.9.gif

Изображение: 

2.2. Создание проекта

 

2.2. Создание проекта

 

2.2.1. Выбор типа проекта

Проекты, созданные с помощью программы OrCAD Capture, заносятся в файлы с расширением .opj (по терминологии, принятой в программе, проект называется Project), которые содержат ссылки на имена всех используемых файлов: файлов отдельных схем (*.dsn, по принятой терминологии файлы схем называются Design, в переводе также «проект»), библиотек, текстовых VHDL-файлов, файлов отчетов о проекте и др. В файле проекта могут содержаться ссылки на одну или несколько папок (эти папки изображаются в окне менеджера проектов, см. рис. 2.2), ассоциируемых с файлами принципиальных схем. Папка принципиальной схемы содержит одну или несколько страниц схемы. Файл схемы содержит также Design cahe — кэш проекта, который содержит копии символов компонентов, используемых в схеме. Проект может содержать ссылки на несколько библиотек. Однако он может иметь только одну схему (файл с расширением имени .dsn), состоящую из одной или нескольких страниц. Можно создать новый проект и затем создать новые схемы, библиотеки и VHDL-файлы. Для создания нового проекта выполняется команда File>New Project, после чего в открывшемся диалоговом окне (рис. 2.16) на строке Name указывается имя проекта (символы кириллицы не допускаются, если предполагается моделирование), а на строке Location - имя подкаталога расположения проекта (при этом для просмотра файловой структуры удобно пользоваться кнопкой Browse). Далее в средней части этого окна выбирается тип проекта.

Рис. 2.16. Выбор типа проекта

1. Analog or Mixed-Signal Circuit — аналоговые, цифровые или смешанные аналого-цифровые устройства, моделируемые с помощью программы PSpice A/D (возможна также дальнейшая разработка печатной платы с помощью OrCAD Layout). В начале создания проекта предусмотрена загрузка прототипа, указав его имя в изображенном на рис. 2.17, а диалоговом окне (вариант Create based upon an existing project) — возможна загрузка одного из 4 стандартных прототипов или любого созданного ранее проекта.

a)

б)

Рис. 2.17. Выбор прототипа проекта (а) или возможности моделирования РСВ-проекта (б) с выбором библиотек символов PSpice

2. PC Board — печатные платы (моделирование смешанных аналого-цифровых устройства выполняется с помощью PSpice). Необходимость проведения моделирования указывается в диалоговом окне, показанном на рис. 2.17, б — для этого нужно пометить галочкой строку Enable project simulation для добавления в проект перечня библиотек символов PSpice (Add analog or mixed-signal simulation resources).

3. Schematic — не специализированные проекты (возможно только создание и документирование принципиальных схем, моделирование и разработка печатных плат не предусматривается).

Замечание.

Выбор типа проекта определяет набор команд меню OrCAD Capture, что не очень принципиально, так как имеется возможность обмена данными между любыми проектами.

2.16.gif

Изображение: 

2.17b.gif

Изображение: 

2.17c.gif

Изображение: 

2.2.2. Вывод на принтер/плоттер

 

2.2.2. Вывод на принтер/плоттер

Для вывода данных на принтер, плоттер или в PostScript-файл (*.ргп) используются стандартные диалоговые окна Windows: Print Setup, Print Prewiew и Print. Команды вывода могут быть выбраны из меню File менеджера проектов или программ OrCAD Capture, OrCAD PSpice и др. На печать можно вывести страницу схемы, символ компонента, информацию об упаковке, текстовые файлы и т.п. в следующем порядке:

  1. По команде Print Setup меню File производится конфигурирование принтера/плоттера;
  2. По команде Print Preview меню File задаются параметры (рис. 2.18):
    • Scale to paper size: автоматическое масштабирование изображения таким образом, чтобы все выбранные страницы схемы проекта полностью помещались на листе бумаги указанного ниже размера;
    • Scale to page size: автоматическое масштабирование изображения таким образом, чтобы выбранная страница схемы полностью помещалась на листе бумаги указанного ниже размера;
    • Page size: размер бумаги — А4, A3, А2, А1, А0, Custom (задается пользователем);
    • Saling: масштаб изображения;
    • Print offsets X, Y: смещение изображения по горизонтали и вертикали;
    • Print Quality: качество печати (разрешающая способность);
    • Copies: количество копий;
    • Print to File: вывод изображений в файл;
    • Collate copies: порядок печати копий — сначала выводятся все копии первой страницы, затем все копии второй и т.д.;
    • Force Black & White: вывод черно-белого изображения.
  3. Выбор выводимых на печать страниц схемы производится разными способами:

    1) в окне менеджера проектов выбирается одна или несколько страниц схемы;

    2) нужная страница схемы загружается в схемный редактор;

Рис. 2.18. Задание параметров печати

 

2.18.gif

Изображение: 

2.3. Создание принципиальной схемы проекта

 

2.3. Создание принципиальной схемы проекта

 

2.3.1. Структура принципиальной схемы проекта

Электрические схемы большинства проектов размещаются на нескольких страницах не самого большого формата. Имеются два способа организации схем большого объема: плоские обычные многостраничные структуры и иерархические структуры.

Электрические цепи, расположенные на разных страницах многостраничной схемы, соединяются друг с другом с помощью так называемых межстраничных соединителей (off-page connectors), имеющих одинаковые имена. Все страницы таких схем содержатся в одной папке на одном и том же уровне. Их структура показывается в менеджере проектов при нажатии клавиши File. Например, на рис. 2.19, а в папке SCHEMATIC 1 помещены страницы схемы PAGE1 и PAGE2.

На схемах иерархических проектов размещаются специальные символы, называемые иерархическими блоками (hierarchical block). Принципиальная электрическая схема каждого такого блока размещается в виде отдельной схемы, помещаемой в папку на том же уровне иерархии, что и основная схема. Иерархическая структура показывается в менеджере проектов при нажатии клавиши Hierarchy (рис. 2.19, б).

а)

б)

Рис. 2.19. Структура многостраничной (а) и иерархической (б) схемы

 

2.19a.gif

Изображение: 

2.19b.gif

Изображение: 

2.3.2. Настройка конфигурации проекта

 

2.3.2. Настройка конфигурации проекта

Перед созданием нового проекта с помощью программы OrCAD Capture необходимо задать параметры его конфигурации с помощью трех команд меню Options менеджера проектов:

  • по команде Preferences задаются параметры схемы, сохраняемые в файле конфигурации Capture.ini и которые инициализируются при каждом запуске программы OrCAD Capture; изменения этих параметров вносятся в уже существующие схемы; если проект создан в другой системе OrCAD, то во внимание будут приняты параметры, содержащиеся в текущем файле Capture.ini;
  • по команде Design Template задаются параметры схемы, устанавливаемые по умолчанию при создании всех новых проектов (они заносятся в раздел [Design Template] файла Capture.ini); изменения этих параметров не вносятся в уже существующие схемы, поэтому перед созданием новых схем имеет смысл просмотреть и при необходимости изменить их значения;
  • по команде Design Properties или Schematic Page Properties задаются параметры индивидуальной текущей схемы.

Рассмотрим подробно эти способы конфигурирования проектов.

1. Команда Preferences. Закладки диалоговых окон этой команды изображены на рис. 2.20.

На закладке Color /Print (рис. 2.20, а) просматриваются и устанавливаются цвета всех объектов схемы (с помощью палитры, открываемой щелчком левой клавиши мыши по окрашенному прямоугольнику) и помечаются объекты, которые должны быть выведены на печать (для этого напротив имени объекта ставится галочка в графе Print); цвет основной надписи (углового штампа, Title Block) назначается также рамке чертежа (Border) и засечкам линий сетки на рамке чертежа (Grid Reference); цвета графических объектов (линий, многоугольников и дуг) устанавливаются на закладке Miscellaneous, если же на этой закладке указаны цвета по умолчанию (Default), то они устанавливаются в соответствием с цветом графики (Graphics) на закладке Color/Print.

Рис. 2.20, а)


Рис. 2.20, б)

Рис. 2.20, в)

Рис. 2.20, г)

е)

Рис. 2.20. Диалоговые окна команды Options>Preference

На закладке Grid Display (рис. 2.20, б) выбирается стиль изображений сетки в виде точек (Dots) или линий (Lines) по отдельности для редактора схем (Schematic) и символов (Symbol); на панели Displayed указывается необходимость отображения на экране дисплея сетки, а на панели Pointer snap to grid отмечается необходимость «привязки» курсора к узлам сетки при размещении объектов на схеме.

На закладке Pan and Zoom (рис. 2.20, в) указывается коэффициент увеличения/уменьшения масштаба изображения (Zoom Factor) и коэффициент панорамирования (Auto Scroll Percent) для редактора схем и символов (панорамирование схемы, т.е. ее смещение без изменения масштаба, производится при приближении курсора к границе рабочего окна, если нажата и удерживается левая кнопка мыши).

На закладке Select (рис. 2.20, г) устанавливается, будут ли выбраны объекты, если граница прямоугольника выбора пересекает их (Intersection) или они полностью находятся внутри области выбора (Fully Enclosed); на панели Maximum number of objects to display at high resolution while dragging указывается максимальное количество отображаемых на экране объектов при их выборе в окне и перемещении.

На закладке Miscellaneous (рис. 2.20, д) выбирается стиль заливки замкнутых фигур (Fill Style), стиль и ширину линий (Line Style and Width) и цвет графических объектов (Color), а также шрифт, используемый в менеджере проектов и файле протокола Session Log; кроме того, устанавливаются следующие параметры:

  • Render True Type Tonts with strokes — изображение шрифтов True Type в виде векторных шрифтов stroke (для вывода на печать);
  • Fill text — заливка шрифтов;
  • Enable Auto Recovery — автоматическое сохранение файлов проектов, схем и VHDL-текстов в каталоге \WINDOWS\TEMP\AUTOSAVE;
  • Update every xxx minutes — интервал автосохранения файлов в минутах;
  • Automatically reference placed parts — автоматическое присваивание позиционных обозначений размещаемым на схеме компонентам;
  • Enable Intertool Communication (ITC) — включение режима проверки и отображения результатов на экране при передаче данных от других программ системы OrCAD, таких как OrCAD Layout и OrCAD PSpice; например, при включении режима ITC между программами OrCAD Capture и OrCAD Layout устанавливается «горячая» связь (cross probing) между схемой и печатной платой.

На закладке Text Editor (рис. 2.20, е) конфигурируется текстовый редактор, используемый при работе с VHDL-файлами. На панели Syntax Highlighting указываются цвета высвечиваемых ключевых слов Keywords, комментариев Comments, строк, заключенных в апострофы Quoted Strings, и идентификаторов Identifiers. На панели Current Font Setting после нажатия на кнопку Set устанавливается размер шрифта текста и цвет не высвечиваемых объектов. Высвечивание указанных объектов производится при выборе панели Highlight Keywords, Comments, Identifiers, and Quoted Strings. На панели Tab Spacing указывается интервал табуляции текстового редактора.

2. Команда Design Template определяет набор параметров новых проектов, ряд из них может быть переопределен для индивидуальных страниц схемы. Закладки диалоговых окон этой команды изображены на рис. 2.21.

На закладке Fonts (рис. 2.21, а) определяются шрифты текстов различных объектов, располагаемых на схеме.

На закладке Title Block (рис. 2.21, б) определяется текст, заносимый в различные графы основной надписи (углового штампа). Вообще имеются основные надписи двух типов: принимаемые по умолчанию и индивидуальные. В диалоговом окне команды Design Template указывается информация, заносимая в основную надпись по умолчанию; при этом основная надпись располагается в правом нижнем углу нового листа схемы (если в закладке Title Block правильно указано полное имя библиотеки Library Name и если это библиотека CAPSYM.OLB, то ее имя указывать не нужно). Имя графического символа основной надписи указывается в строке Title Block Name. Редактирование текста, занесенного в основную надпись для каждой схемы, выполняется в схемном редакторе по команде Edit>Properties. Индивидуально основные надписи размещаются на схеме по команде Place>Title Block.

Рис. 2.21, а)

Рис. 2.21, б)

Рис. 2.21, в)

Рис. 2.21, г)

Рис. 2.21, д)

е)

Рис. 2.21. Диалоговые окна команды Options>Design Template

На закладке Page Size (рис. 2.21, в) указывается система единиц, устанавливаемая по умолчанию (Inches или Millimeters), и размер листа схемы А, В, С, D, Е (в английской системе), А4, A3, А2, А1, А0 (в метрической системе) или Custom (размеры задаются пользователем). В графе Pin-to-Pin Spacing указывается минимальное расстояние между выводами компонентов при их расположении на схеме, одновременно этот параметр определяет размер шага сетки (отметим, что для существующего проекта или индивидуальной схемы шаг сетки изменить нельзя, он задается перед созданием проекта, что достаточно неудобно). Заметим, что при изменении параметра Pin-to-Pin Spacing автоматически изменяются и размеры символов при их размещении на новой схеме.

На закладке Grid Reference (рис. 2.21, г) устанавливаются параметры рамки, располагаемой вокруг листа схемы:

  • Count — количество граф на рамке по горизонтали и вертикали;
  • Alphabetic — нумерация граф в алфавитном порядке;
  • Numeric — нумерация граф в числовом порядке;
  • Ascending — простановка номеров граф рамки в возрастающем порядке;
  • Descending — простановка номеров граф рамки в убывающем порядке;
  • Width — ширина рамки по горизонтали и вертикали;
  • Border Visible — видимость границ страницы на дисплее (Displayed) и при выводе на печать (Printed);
  • Grid Reference Visible — видимость рамки листа схемы на дисплее (Displayed) и при выводе на печать (Printed);
  • Title Block Visible — видимость основной надписи на дисплее (Displayed) и при выводе на печать (Printed);
  • ANSI grid references - - изображение рамки листа схемы по стандарту ANSI.

На закладке Hierarchy (рис. 2.21, д) указываются параметры, принимаемые по умолчанию при создании новых иерархических блоков (Hierarchical Blocks) и компонентов (Parts):

  • Primitive — примитивные компоненты, не имеющие иерархической структуры;
  • Nonprimitive — компоненты, имеющие иерархическую структуру.

На закладке SDT Compatibility (рис. 2.21, е) устанавливается соответствие 8 полей параметров символов компонентов OrCAD Capture полям символов компонентов в формате DOS-версии OrCAD Schematic Design Tools (SDT 386+), используемое при сохранении проекта в формате SDT.

3. Изменение параметров текущего проекта выполняется по команде Options>Design Properties, имеющей закладки Fonts, Hierarchy, SDT Compatibility, Miscellaneous (рис. 2.21, а, д, е, рис. 2.20, д); изменение параметров текущей страницы схемы выполняется по команде Options>Schematic Page Properties, имеющей закладки Page Size. Grid Reference. Miscellaneous (рис. 2.21, в, г, рис. 2.20, д). Заметим, что при этом на закладке Page Size можно изменить размер схемы и систему единиц и нельзя изменить параметр Pin-to-Pin Spacing, а на закладке Miscellaneous можно только просмотреть информацию о проекте или листе схемы.

 

2.20a.gif

Изображение: 

2.20b.gif

Изображение: 

2.20c.gif

Изображение: 

2.20d.gif

Изображение: 

2.20e.gif

Изображение: 

2.20f.gif

Изображение: 

2.21a.gif

Изображение: 

2.21b.gif

Изображение: 

2.21c.gif

Изображение: 

2.21d.gif

Изображение: 

2.21e.gif

Изображение: 

2.21f.gif

Изображение: 

2.3.3. Размещение символов компонентов и электрических цепей

 

2.3.3. Размещение символов компонентов и электрических цепей

1. Размещение символов компонентов Библиотеки программы Capture содержат в себе символы компонентов, источников питания и «земли». Они размещаются на схеме по команде Place>Part, активизируемой также нажатием на пиктограмму меню инструментов. В диалоговом окне этой команды (рис. 2.22, а) сначала в списке Libraries выбирается имя одной или нескольких библиотек, содержание которых отображается на панели Part (для выбора нескольких библиотек нажимается и удерживается клавиша Ctrl). После этого на панели Part выбирается имя компонента, символ которого должен быть помещен на схему (если выбрано несколько библиотек, то после имени каждого компонента помещается символ / и затем имя библиотеки). В разделе Graphic выбирается обычное (Normal) или эквивалентное изображение логических компонентов в стиле DeMorgan (Convert). В разделе Packaging указывается номер секции компонента, после чего в расположенном ниже окне выводится изображение выбранной секции компонента с указанием номеров цоколевки его выводов (на строке Parts per Pkg. указывается общее количество секций компонента). Нажатием на кнопку Add Library открывается диалоговое окно для добавления библиотек в список Libraries, нажатие на кнопку Remove Library удаляет выбранную библиотеку из списка. Кнопка Part Search предназначена для поиска конкретного компонента в библиотеках из списка Libraries. После нажатия на кнопку ОК символ выбранного компонента переносится на схему. Движением курсора компонент перемещается в нужное место схемы и фиксируется нажатием левой кнопки мыши. После этого на схему может быть размещена еще одна копия этого же символа. Нажатие правой кнопки мыши открывает всплывающее меню (рис. 2.22, б), в котором дублируется вызов команд основного меню для вращения (Rotate), зеркального отображения (Mirror), изменения масштаба изображения (Zoom), редактирования параметров компонента (Edit Properties) и ряд других. Завершение размещения на схеме символа выбранного компонента производится после выбора в этом меню команды End Mode или нажатия на клавишу Esc.

а)

б)

Рис. 2.22.Диалоговое окно команды Place>Part (а) и всплывающее меню (б), активизируемое после выбора компонента нажатием правой кнопки мыши

Если не прерывая режима размещения символов компонентов на схеме во всплывающем меню на рис. 2.22, б выбрать команду Edit Properties, выводится диалоговое окно редактирования параметров текущего символа (рис. 2.23, а). В нем имеются следующие поля:

Part Value - номинальное значение параметра простого компонента (сопротивление,-емкость и т.п., принимаемые во внимание при моделировании) или наименование сложного компонента (программой моделирования во внимание не принимается);

Part Reference — позиционное обозначение компонента. Оно проставляется здесь вручную, если на закладке Miscellaneous команды Options>Preferences (рис. 2.20, д) не выбран параметр Automatically reference placed parts — автоматическое присваивание позиционных обозначений размещаемым на схеме компонентам (см. подробности ниже). На панели РСВ Footprint можно выбрать или скорректировать имя корпуса компонента. Выбор панели Power Pins Visible указывает на необходимость отображения на схеме выводов «земли» и питания. На панели Primitive выбирается тип компонента: Yes — элементарный (примитивный) компонент; No — компонент, имеющий иерархическую структуру, Default — устанавливается по умолчанию (в соответствием с настройкой конфигурации на закладке Hierarchy команды Options>Design Template (рис. 2.21, д)). На панели Packaging указывается общее количество однотипных секций компонента и имя (номер) текущей секции (к сожалению, на этой закладке номер секции размещаемого символа компонента изменять нельзя).

Рис. 2.23, а)

Рис. 2.23, б)

Рис. 2.23, в)

Рис. 2.23. Диалоговые окна редактирования параметров символа компонента, размещаемого на схеме (а), редактирования параметров (б), видимости их на схеме (в) и типа их моделей (г)

Нажатие на панель User Properties открывает диалоговое окно просмотра и редактирования параметров компонента (рис. 2.23, б): в графе Name указывается имя параметра, в графе Value — его значение, в графе Attributes — характеристики (атрибуты) его отображения на схеме (R — только для чтения, V — видимые на схеме, последний признак задается на панели Display, см. ниже). После выбора параметра его имя выводится в нижней части окна, а в расположенной рядом панели производится ввод его значения (после нажатия на клавишу Enter введенное значение отображается в графе Value) — таким образом вводятся, в частности, необходимые для моделирования с помощью PSpice значения параметров компонентов (на рис. 2.23, б изображено диалоговое окно параметров источника гармонического напряжения VSIN); их можно ввести или отредактировать позже, по команде Edit>Properties (после создания схемы с помощью изображенных на рис. 2.24 диалоговых окон).

Нажатие на панель Display открывает диалоговое окно для задания видимости на схеме выбранного параметра:

  • Do Not Display — ничего не отображать на схеме;
  • Value Only — отображать только значение параметра;
  • Name and Value — отображать и имя, и значение параметра;
  • Name Only — отображать только имя параметра;
  • Both if Value Exists — отображать и имя, и значение параметра, если его значение существует.

Нажатие на панель Attach Implementation открывает диалоговое окно просмотра и редактирования типа объекта, присоединенного к текущему компоненту (рис. 2.23, г):

  • Implementation type — тип присоединенного объекта, принимающего значения:
    • PSpice Model — математическая модель компонента для программы PSpice;
    • PSpice Stimulus — описание внешнего сигнала для программы PSpice;
    • Schematic View — схема объекта;
    • VHDL — описание компонента на языке VHDL;
    • EDIF — список соединений в формате EDIF;
    • Project — схема проекта (для него необходимо дополнительно задать выводы иерархических блоков);
  • Implementation — имя присоединенного объекта; -
  • Path and filename, — полное имя файла присоединенного объекта.

Поля Graphic и Packaging этого окна (рис. 2.23, а) такие же, как на рис. 2.22, а.

После расстановки компонентов на схеме можно просмотреть параметры одного или нескольких компонентов. Для этого выбираются интересующие нас компоненты и двойным щелчком курсора мыши или по команде Edit>Properties открывается электронная таблица, в которой приведены параметры выбранных компонентов, примеры которой показаны на рис. 2.24. Аналогичные таблицы содержат параметры выбранных цепей схемы (Schematic Nets), выводов компонента (Pins) и основной надписи (Title Blocks). Редактировать в этих таблицах можно только те параметры, которые не имеют атрибута R (только для чтения), см. рис. 2.23, б. Параметрам, значения которых не определены, отводятся заштрихованные ячейки; после определения их значений штриховка автоматически снимается.

а)

б)

Рис. 2.24. Таблицы параметров источника гармонического сигнала (а) и цифровой ИС 7412 (б)

2. Простановка позиционных обозначений компонентов. Позиционные обозначения компонентов (Part Reference) и номера секций (Designator) указываются вручную либо при вводе компонентов (см. рис. 2.22, а и 2.23, а), либо при редактировании их параметров (см. рис. 2.4). В автоматическом режиме позиционные обозначения компонентов и упаковка секций компонентов в корпуса проставляются на схеме по команде Tools>Annotate менеджера проектов или нажатием на кнопку. Диалоговое окно этой команды приведено на рис. 2.25, на котором имеются следующие поля:

  • Scope (задание области):
    • Update entire design — обновить позиционные обозначения и упаковочную информацию всего проекта;
    • Update selection — обновить позиционные обозначения и упаковочную информацию выбранной части проекта;
  • Action (действия):
  • Incremental reference update — обновить позиционные обозначения и упаковочную информацию компонентов, у которых вместо номера проставлен знак вопроса «?», номера компонентов увеличиваются на единицу;
    • Unconditional reference update — обновление позиционных обозначений и упаковочной информации всех компонентов в выбранной области;
    • Reset part reference to «?» — замена номеров компонентов на «?»;
    • Add Intersheet Reference — добавление ссылок на другие страницы;
    • Delete Intersheet Reference — удаление ссылок на другие страницы;
  • Mode (режим обновления):
    • Update Occurrences — обновление параметров всех индивидуальных образцов компонента;
    • Update Instances — обновление параметров компонента и всех ссылок на него (этот режим предпочтителен при работе PSpice-проектами);
  • Physical Packaging (автоматическая упаковка компонентов в соответствии с указанными свойствами, например упаковка в определенный корпус конденсаторов, емкости которых находятся в заданных пределах):
    • Combined pro'perty string — строка свойств;
  • Reset reference numbers to begin at 1 in each page — начинать с 1 нумерацию позиционных обозначений однотипных компонентов на каждой странице;
  • Do not change the page number — не изменять номер страницы.

По команде Annotate близлежащие символы секций многосекционных компонентов упаковываются в корпуса (рис. 2.26, а) и проставляются позиционные обозначения компонентов в направлении слева-направо и сверху-вниз (рис. 2.26, б). Кроме того, символам компонентов могут быть поставлены в соответствие определенные корпусы, удовлетворяющие ряду характеристик, указанных в строке свойств Combined property string.

3. Размещение символов «земли» и источников питания. По командам Place>Ground и Place>Power или нажатием на кнопки инструментов , открываются диалоговые окна, пример которых изображен на рис. 2.27, похожим на диалоговое окно ввода компонентов (см. рис. 2.22, а). Перечень символов «земли» и источников питания, размещенных в штатных библиотеках CAPSYM.OLB и SOURCE.OLB, приведен в табл. 2.4. Причем эти символы могут быть размещены на схеме только с помощью команд PlacoGround и Place>Power. Обе эти команды эквивалентны. При этом символы питания имеют видимые атрибуты их имен, которые можно изменять на панели Name, например можно указать имя +5V (по умолчанию это имя, отображаемое на схеме, совпадает с именем символа). Имена Name не имеют принципиального значения, они наносятся лишь для большей наглядности схемы.

Рис. 2.25. Автоматическая простановка позиционных обозначений компонентов

а)

б)

Рис. 2.26. Автоматическая упаковка компонентов (а) и простановка позиционных обозначений (б)

Рис. 2.27. Диалоговое окно ввода символов питания

Таблица 2.4. Перечень символов «земли», источников питания и постоянных логических сигналов

Библиотека символов

Имя символа

Назначение

CAPSYM.OLB

GND_EARTH

«Земля»

GND_FIELD SIGNAL

«Земля»

GND_POWER

«Земля»

GND_SIGNAL

«Земля>

VCC_ARROW

Источник питания

VCC_BAR

Источник питания

VCC_CIRCLE

Источник питания

VCC_WAVE

Источник питания

SOURCE.OLB

(для PSpice)

0

Глобальная «земля»

$D_HI

Логическая «1»

$D_LO

Логический «0»

Символы «земли» и питания подключают к узлу с именем 0 цепи или к выводам компонентов, к которым они должны быть подсоединены (чтобы убедиться в этом, достаточно просмотреть файлы списков соединений *.net или заданий на моделирование *.cir). Поэтому при моделировании с помощью программы PSpice символы источников питания подключать нельзя, можно использовать лишь символ «земли», имеющий имя «О». Помимо символа «земли» в библиотеку SOURCE.OLB помещены также символы постоянных логических сигналов «1» и «О». Для создания собственных символов «земли» и питания используется команда Design>New Symbol из меню менеджера команд (см. подробности в разд. 2.4).

4. Размещение символов отсутствия соединений. По команде Place>No connect или нажатием на кнопку Ц панели инструментов наносятся символы отсутствия соединений No-connect (NC), которые на схеме отображаются в виде символов «X», подсоединенных к выводам компонентов. Выводы, помеченные такими символами, не включаются в отчеты сообщений об ошибках и в списки соединений. Символы NC не могут быть удалены нажатием на клавишу [Delete], для их удаления нужно поверх символа NC разместить еще один такой же символ.

5. Размещение символов соединителей страниц. По команде Place>Off-Page Connector или нажатием на кнопку панели инструментов открывается диалоговое окно для нанесения на схему символов соединителей страниц. В штатной библиотеке CAPSYM.OLB имеются два символа соединителей страниц L и R. На панели Name диалогового окна вводятся имена соединителей страниц, которые автоматически присваиваются именам подсоединяемым к ним цепей. Цепи, расположенные на одной или разных страницах схемы и имеющие одинаковые имена, считаются электрически соединенными.

6. Размещение электрических цепей. Проводники цепей размещаются по команде Place>Wire, нажатием комбинации клавиш Shft+W или нажатием на кнопку панели инструментов. Начало ввода цепи отмечается щелчком левой кнопки мыши, поле чего курсор изменяет свою форму, приобретая вид креста. Цепь прокладывается движениями курсора. Каждый излом проводника фиксируется щелчком левой кнопки мыши. Таким образом, в цепи можно сделать ортогональные изломы под углами, кратными 90°. Ввод проводника под произвольным углом производится при нажатой клавише Shift. Ввод текущей цепи завершается, если ее конец совпадает с выводом компонента или любой точкой другой цепи. Принудительное завершение ввода цепи выполняется двойным щелчком левой кнопки мыши, после чего можно провести другой проводник. Режим ввода цепей завершается нажатием клавиши Esc или выбором строки End Wire во всплывающем меню, открываемом щелчком правой кнопки мыши.

Если цепи начинаются или заканчиваются в любой точке сегмента другого проводника или на выводе компонента, между ними устанавливается электрическое соединение. Признаком подсоединения цепи к выводу является изменение его формы — пропадание квадратика на его конце. Пересекающиеся сегменты проводников не соединяются друг с другом. Их соединение выполняется двояко:

  • при прокладке пересекающего проводника нужно остановиться в точке соединения и дважды щелкнуть левой кнопкой мыши — в результате соединение будет помечено специальной точкой (junction);
  • для соединения пересекающихся проводников курсор устанавливается в точку пересечения и выполняется команда Place>Junction, нажимается комбинация клавиш Shft+J или кнопка на панели инструментов; для отмены электрического соединения необходимо поверх точки соединения разместить другую такую точку.

Если при размещении компонентов на схеме один или несколько выводов соприкасаются, между ними устанавливается электрическое соединение, и если потом эти компоненты раздвинуть, автоматически прокладывается проводник.

Если при перемещении компонента или фрагмента схемы закорачивается ряд цепей, то выводится изображенное на рис. 2.28 предупреждающее сообщение и закороченные цепи высвечиваются. Для отмены этого перемещения необходимо нажать на кнопку ОК и затем выполнить команду Edit>Undo Move. Перемещение цепей беа учета их электрических соединений производится при нажатой клавише Alt.

Рис. 2.28. Предупреждение о замыкании цепей

При размещении цепей им автоматически присваиваются системные имена. например N01049, которые невозможно изменить. Однако в списки соединений заносятся так называемые псевдонимы (Alias) цепей, которые для выбранной цепи определяются по команде Place>Net Alias, инициируемой также нажатием комбинации Shift+N или нажатием на кнопку панели инструментов. Каждая цепь может иметь несколько псевдонимов, из которых в таблице Properties выбирается текущий псевдоним, который и используется при составлении списка соединений.

На схеме проводники изображаются линиями стандартной ширины 0,2 мм при масштабе 1:1 (изменить эту ширину, к сожалению, нельзя). Линиями такой же толщины изображаются линии контуров символов компонентов и их выводы (см. рис. 2.5).

7. Размещение линий групповой связи (шин). Линии групповой связи (шины) вводятся по команде Place>Bus (Shift+B) или нажатием на кнопку панели инструментов. На схеме они изображаются более широкими линиями, чем проводники (рис. 2.29). Отводы отдельных цепей, наклоненные под углом 45°, вводятся по команде Place>Bus Entry (Shift+B) или нажатием на кнопку по тем же правилам, что и отдельные цепи. При этом удобно копировать сегменты цепей, перетаскивая их при нажатой клавише Ctrl, сохраняя исходный объект неизменным. Имена (псевдонимы) шин и входящих в их состав цепей назначаются по команде Place>Net Alias, причем при простановке имен отдельных цепей их номера, предлагаемые в диалоговом окне команды, автоматически увеличиваются на единицу, например, ADDR1, ADDR2, ADDR3, ADDR4. Имя шины, состоящей из этих проводников, записывается по формату: ADDR[1..4]. На схеме шины изображаются линиями стандартной ширины 0,8 мм (при масштабе 1:1).

Рис. 2.29. Изображение шины

 

Рис. 2.22a. Диалоговое окно команды Place>Part

Изображение: 

Рис. 2.22b. Всплывающее меню команды Place>Part, активизируемое после выбора компонента нажатием правой кнопки мыши

Изображение: 

Рис. 2.23. Диалоговые окна редактирования видимости их на схеме (в)

Изображение: 

Рис. 2.23. Диалоговые окна редактирования параметров редактирования параметров (б)

Изображение: 

Рис. 2.23. Диалоговые окна редактирования параметров символа компонента, размещаемого на схеме (а)

Изображение: 

Рис. 2.23. Диалоговые окна редактирования типа их моделей (г)

Изображение: 

Рис. 2.24. Таблицы параметров источника гармонического сигнала (а)

Изображение: 

Рис. 2.25. Автоматическая простановка позиционных обозначений компонентов

Изображение: 

Рис. 2.26. Автоматическая простановка позиционных обозначений (б)

Изображение: 

Рис. 2.26. Автоматическая упаковка компонентов (а)

Изображение: 

Рис. 2.27. Диалоговое окно ввода символов питания

Изображение: 

Рис. 2.28. Предупреждение о замыкании цепей

Изображение: 

Рис. 2.29. Изображение шины

Изображение: 

2.3.4. Иерархические блоки

 

2.3.4. Иерархические блоки

Любой фрагмент схемы можно оформить в виде иерархического блока, символ которого представляет собой прямоугольник, и затем разместить его на схеме, что позволяет уменьшить ее размеры. Другое применение иерархических блоков — представление с их помощью повторяющихся фрагментов схем: различных фильтров, усилителей, выпрямителей, сумматоров и т.п. Иерархический блок размещается на схеме по команде PlacoHierarchical Block или нажатием на кнопку панели инструментов. На рис. 2.30, а представлено диалоговое окно этой команды, имеющее следующие панели:

  • Reference — позиционное обозначение иерархического блока;
  • Implementation Type -- тип иерархического блока, принимающий значения:
    • Schematic View — схема объекта,
    • VHDL — описание компонента на языке VHDL,
    • EDIF — список соединений в формате EDIF,
    • Project — проект ПЛИС,
    • PSpice Model — файл математической модели в формате PSpice; причем в этом блоке необходимо вручную разместить иерархические выводы,
    • PSpice Stimulus — файл внешнего воздействия в формате PSpice; причем в этом блоке необходимо вручную разместить иерархические выводы;
  • Implementation name — имя иерархического блока;
  • Path and filename — полное имя файла, в котором находится описание иерархического блока (не указывается, если файл размещается в каталоге текущего проекта, в этом случае в качестве имени его папки принимается имя иерархического блока);
  • Primitive — тип блока: Yes — элементарный блок; No — блок, имеющий иерархическую структуру, Default — устанавливается по умолчанию (в соответствием с настройкой конфигурации на закладке Hierarchy команды Options>Design Template (рис. 2.21, д);
  • User Properties — открытие диалогового окна для ввода дополнительных параметров блока.

а)

б)

Рис. 2.30. Диалоговые окна создания иерархического блока (а) и нанесения его выводов (б)

После закрытия этого окна курсором на схеме наносятся прямоугольные контуры символа иерархического блока и по команде Place>Hierarchical Pin или нажатием на кнопку панели инструментов вводятся выводы этого блока. В диалоговом окне команды (рис. 2.30, б) указываются:

  • на панели Name — имя вывода;
  • в графе Туре — тип вывода:
    • 3 State — вывод цифрового компонента, имеющий три состояния;
    • Bidirectional — двунаправленный вывод цифрового компонента;
    • Input — вход;
    • Open Collector — вывод цифрового компонента типа открытый коллектор;
    • Open Emitter — вывод цифрового компонента типа открытый эмиттер;
    • Output — выход;
    • Passive — вывод пассивного компонента;
    • Power — вывод подключения к источнику питания;
  • на панели Width выбирается тип цепи, подключаемой к выводу:
    • Scalar — одиночная цепь;
    • Bus — шина.

Чтобы не открывать это окно каждый раз при размещении нового вывода, можно разместить все выводы блока одного типа, а затем отредактировать таблицу всех выводов (рис. 2.31), выбрав строку Edit Properties во всплывающем меню.

Рис. 2.31. Таблица свойств выводов

После завершения команды Place>Hierarchical Block автоматически создается папка с указанным именем (см. строки Implementation name, Path and filename на рис. 2.30, а). В эту папку необходимо поместить описание иерархического блока в виде его схемы замещения (если выбран тип блока Schematic View) или текстового описания на языке VHDL. На рис. 2.32 приведен пример схемного описания иерархического блока. Цепям, которые подключаются к выводам иерархического блока, присваиваются имена, совпадающие с именами соответствующих выводов, или по команде Place>Hierarchical Port или нажатием на кнопку панели инструментов вводятся внешние порты схемы этого блока (имена портов также должны совпадать с именами соответствующих выводов, чтобы обеспечить их электрическое соединение).

 

2.30a.gif

Изображение: 

2.30b.gif

Изображение: 

2.31.gif

Изображение: 

2.3.5. Размещение графических объектов и текста

 

2.3.5. Размещение графических объектов и текста

Графическая информация вводится на схему по командам Place>Line, Polyline, Rectangle, Ellipce и Arc. Эта информация носит вспомогательный характер, таким образом нельзя, например, создавать электрические цепи. Стили выполнения графики по умолчанию устанавливаются на закладке Miscellaneous в окне команды Options>Preferences. После нанесения отрезков линий или дуг по командам Place>Line, Place>Polyline и Place> Arc возможно их редактирование с помощью диалогового окна Edit Graphic (см. рис. 2.33, а). На нем выбирается:

  • Line Style & Width — тип линии (сплошная, пунктирная и др.) и ее толщина (0,2, 0,8 и 2 мм);
  • Color — цвет линии.

Рис. 2.32. Схемное описание иерархических блоков

В диалоговых окнах Edit Filled Graphic, открываемых при редактировании замкнутых фигур, кроме указанных выше параметров выбирается тип заливки Fill Style (см. рис. 2.33, б).

а)

б)

Рис. 2.33. Выбор стиля выполнения линий (а) и замкнутых фигур (б)

Для повышения разрешающей способности при вычерчивании графики можно отключить режим привязки курсора к узлам сетки (опция Pointer snap to grid на закладке Grid Display в окне команды Options>Preferences), при этом шаг перемещения курсора составляет 0,1 от шага сетки.

Рисунки, предварительно занесенные в графические файлы *.bmp, наносятся на схему по команде Place>Picture.

Текст наносится на схему по команде Place>Text или нажатием на кнопку панели инструментов. Предварительно текст вводится в диалоговом окне, показанном на рис. 2.34, а (принудительный перенос текста на новую строку выполняется нажатием клавиш Ctrl+Enter), в котором указывается ориентация текста и цвет шрифта. Выбор типа и размера шрифта выполняется в окне (рис. 2.34, б), открываемом нажатием на панель Change (кириллические шрифты доступны, см. рис. 2.32). Установка шрифта по умолчанию выполняется по команде Options>Design Template.

а)

б)

Рис. 2.34. Диалоговые окна ввода текста (а) и выбора шрифта (б)

Импорт текста в диалоговое окно (рис. 2.34, а) из других Windows-программ выполняется обычным образом нажатием клавиш Ctrl+V (предварительно фрагмент текста должен быть помещен в буфер обмена Clipboard). Экспорт выбранной на схеме строки текста в буфер обмена для передачи в другие программы выполняется нажатием клавиш Ctrl+C или Ctrl+X.


2.32.gif

Изображение: 

2.33A.gif

Изображение: 

2.33b.gif

Изображение: 

2.34a.gif

Изображение: 

2.34b.gif

Изображение: 

2.3.6. Использование макросов

 

2.3.6. Использование макросов

В редакторе схем имеется возможность записать последовательность выполнения отдельных команд в файл, который называется файлом макрокоманд, и затем повторно выполнить его. Например, в такой файл можно записать команды прокладки цепи и размещения ее имени. Созданный файл макрокоманд записывается во временную память. Такой файл можно выполнить только в течение текущей сессии работы с Capture. Чтобы присвоить этому файлу уникальное имя, необходимо указать его в диалоговом окне Configure Macro. В связи с тем, что файлами макрокоманд можно пользоваться только в пределах одной страницы схемы, в них нельзя записывать следующие команды:

  • переход на другой уровень иерархии Ascend и Descend;
  • редактирование компонентов Place>Edit Part.

Координаты объектов, записанных в макрофайл, отсчитываются относительно, расположения курсора при выполнении последней команды перед записью в этот файл. Запись в макрофайл выполняется в следующей последовательности:

2) По команде Macro>Record, дублируемой нажатием клавиши F7, открывается строка инструментов записи макрофайла, содержащая три кнопки и показанная на рис. 2.35;

Рис. 2.35. Кнопки управления записью макрофайла (Остановка, Пауза, Начало записи)

Для выполнения последнего макрофайла щелчком левой кнопки мыши отмечается точка на схеме, с которой будет совмещено начало координат макрофайла, и выполняется команда Масго>Рlау, дублируемая нажатием клавиши F8. Для присвоения имени макрофайлу и выбору макрофайла для выполнения командой

Macro>Configure, дублируемой нажатием клавиши F9, открывается диалоговое окно конфигурации макрофайлов, изображенное на рис. 2.36. Это окно содержит следующие панели:

  • Macro Name — имя макрофайла;
  • Configured Macros — отображение списка доступных макрофайлов, в котором указывается имя выполняемого макрофайла;
  • Close — закрытие диалогового окна;
  • Record — закрытие диалогового окна и начало записи команд в макрофайл;
  • Play — выполнение макрофайла;
  • Add — добавление в список макрофайлов еще одного имени;
  • Remove — удаление из списка имени макрофайла;
  • Save — сохранение изменений в текущем макрофайле с тем же именем;
  • Save As — сохранение изменений в текущем макрофайле с новым именем;
  • Keyboard Assignment — назначение «горячих» клавиш для выполнения макрофайла, например, Ml, М2 или Ctrl+1;
  • Menu Assignment - - спецификация меню, ассоциируемого с текущим макрофайлом,
  • Description — описание макрофайла.

Рис. 2.36. Диалоговое окно конфигурации макрофайлов

Примечание.

Примеры полезных макрофайлов размещены в каталоге \CAPTURE\MACROS.

 

2.35.gif

Изображение: 

2.36.gif

Изображение: 

2.3.7. Просмотр страницы схемы

 

2.3.7. Просмотр страницы схемы

Изменение просмотра текущей страницы схемы производится путем изменения масштаба изображения по командам View>Zoom, панорамированием (изменением точки центра изображения без изменения масштаба) по команде View>Zoom>Selection или переходом в указанную точку по команде View>Go То. Команды Zoom не требуют особых пояснений (см. разд. 2.8). Рассмотрим подробнее команды перехода Go To, которые имеют три диалоговых окна, изображенные на рис. 2.37.

а)

б)

в)

Рис. 2.37. Диалоговые окна команды перехода Go To

Переход в точку с указанными координатами X, Y выполняется с помощью диалогового окна Location (рис. 2.37, а). Переход в точку, координаты которой отсчитываются на рамке чертежа, выполняется с помощью диалогового окна Grid Reference (рис. 2.37, б). Наконец, переход в точку, отмеченную заранее по команде Place>Bookmark, выполняется с помощью диалогового окна Bookmark (рис. 2.37, в).

Кроме того, с помощью команды Edit>Find (рис. 2.38) производится поиск различных объектов на схеме.

Рис. 2.38. Диалоговое окно поиска объекта на схеме

 

2.37a.gif

Изображение: 

2.37b.gif

Изображение: 

2.37c.gif

Изображение: 

2.38.gif

Изображение: 

2.4. Библиотеки символов компонентов

 

2.4. Библиотеки символов компонентов

 

2.4.1. Сведения о библиотеках системы

Библиотеки символов (файлы *.olb) программы Capture системы OrCAD 9.2 содержат более 30 тыс. элементов. При создании проекта необходимо заранее продумать, какими библиотеками можно воспользоваться в каждом конкретном случае. Иначе, например, после создания принципиальной схемы устройства не удается разработать печатную плату из-за несогласованностей библиотек символов и корпусов компонентов. В табл. 2.5 приведены краткие сведения о размещении входящих в стандартную поставку библиотек.

В каталог Capture\Library\PSpice помещены библиотеки символов *.olb и математических моделей компонентов *.lib, используемые при моделировании с помощью программы PSpice, причем сюда включены практически все символы графического редактора PSpice Schematics и соответствующие им математические модели, см. Приложение 2 в [7] и разд. 4.2.

Ряд библиотек символов из каталога \Capture\Library\PSpice не содержит информации об упаковке компонентов, ссылок на их корпуса и численных значениях параметров математических моделей (эти значения вводятся непосредственно на схеме):

Abm.olb — функциональные блоки (сумматор, умножитель, линейное инерционное звено, интегратор, дифференциатор, ограничитель и др.);

Analog.olb — дискретные аналоговые компоненты (R, R_var, С, L, Е и др.);

Breakout.olb - заготовки символов полупроводниковых приборов и других компонентов;

Source.olb — источники аналоговых и цифровых сигналов, параметры которых задаются в текстовом виде;

Sourcestm.olb — источники аналоговых и цифровых сигналов, создаваемых с помощью программы Stimulus Editor;

Special.olb — символы для задания специальных директив моделирования (в их число входит спецификация параметров PARAM, метка WATCH и др.);

Другие библиотеки соответствуют компонентам определенных типов, они согласованы с библиотекам математических моделей и корпусов компонентов (эти библиотеки находятся в подкаталогах \Capture\Library\PSpice и \Capture\Library):

Anlg_dev.olb — операционные усилители и другие ИС фирмы Analog Devices;

Bipolar.olb — биполярные транзисторы;

CD400.olb — цифровые к МОП-вентили;

Lin_tech.olb — операционные усилители фирмы Linear Technology;

Siemens.olb — полупроводниковые приборы фирмы Siemens;

7400.olb, 74ac.olb и др. — цифровые ТТЛ-ИС;

Таблица 2.5. Стандартные библиотеки OrCAD

Этап проектирования

Расширения имен файлов библиотек

Имя подкаталога расположения библиотек

Создание схем (OrCAD Capture)

olb — символы компонентов

\ Capture \ Library \PSpice

Создание схем (PSpice Schematics)

sib — символы компонентов plb — упаковочная информация

\PSpice\Library

Моделирование схем (OrCAD PSpice)

lib — математические модели компонентов

\ Capture \ Library \ PSpice

Разработка печатных плат (OrCAD Layout)

lib — типовые корпуса (Footprints) компонентов

\Layout\Library (см. каталог библиотек, в файлах Liblist.txt, Layllb.txt)

 

 

2.4.2. Понятия символов, компонентов и их библиотек

 

2.4.2. Понятия символов, компонентов и их библиотек

Библиотеки символов компонентов представляют собой файлы, имеющие расширение имени .olb, в которых находится вся информация, необходимая для создания принципиальных схем и передачи данных в другие программы системы OrCAD. Прежде чем перейти к описанию правил работы с библиотеками, дадим пояснения основных терминов, принятых в OrCAD (см. Приложение 1).

Физически существующие транзисторы, конденсаторы, интегральные схемы (ИС) и др. называются компонентами (Component). Part — условное графическое изображение (символ) компонента на принципиальной схеме. Некоторые компоненты являются многосекционными, состоящими из нескольких секций. Если все секции такого компонента одинаковые, например цифровая ИС 4НЕ-И, он называется однородным (Homogeneous), в противном случае неоднородным (Heterogeneous). Информация об упаковке компонента, которая включает в себя количество секций компонента, количество выводов отдельных секций, наличие логически эквивалентных секций и выводов (их разрешается переставлять при автотрассировке соединений ПП), называется Package. В программе OrCAD Capture принято, что термином Part обозначается как символ отдельной секции компонента, так и символ всего компонента в целом. Библиотеки символов компонентов представляют собой отдельные файлы, имеющие расширение имени olb.

Графическая проекция физического корпуса компонента на печатную плату называется «отпечатком» Footprint. Библиотеки отпечатков корпусов компонентов представляют собой отдельные файлы, имеющие расширение имени lib (см. гл. 5).

Файлы библиотек символов открываются в менеджере проектов по команде File>Open>Library. После нажатия на значок «+» на строке с именем библиотеки выводится ее каталог, как показано на рис. 2.39. Выбирая в этом каталоге отдельные компоненты, их можно обычным образом удалять и перемещать в другие библиотеки; для перемещения компонента из одной библиотеки в другую необходимо в менеджере проектов одновременно открыть каталоги двух библиотек и перетащить значок символа из одной библиотеки в другую, наложив его на строку с ее именем.

Рис. 2.39. Каталог библиотеки

При размещении на схеме первого же символа создается так называемый кэш проекта (Design cache), в который этот символ копируется из библиотечного файла. В результате в разделе Design cache менеджера проектов помещаются символы всех компонентов, размещенных на схеме проекта, сохраняя их связь с библиотеками символов. Это позволяет выполнить синхронное изменение всех экземпляров какого-нибудь символа, находящегося в проекте, изменяя его в библиотеке. Для этого необходимо в разделе Design cache выбрать символ компонента и выполнить команду Design>Replace Cache (Замена кэша проекта). Имя выбранного символа отображается в строке Part Name диалогового окна этой команды, изображенном на рис. 2.40. После этого в строке Part Library указывается имя библиотеки (используя средства просмотра Brows), в котором он расположен. После нажатия на клавишу ОК произойдет замена библиотечным символом всех экземпляров этого символа в текущем проекте. По команде Design>Replace Cache происходит обновление выбранного символа, причем все введенные пользователем параметры сохраняются.

Рис. 2.40. Замена кэша проекта

 

2.39.gif

Изображение: 

2.40.gif

Изображение: 

2.4.3. Создание и редактирование компонентов

 

2.4.3. Создание и редактирование компонентов

В OrCAD Capture возможно создавать символы компонентов и затем помещать их в существующие или новые библиотеки. Для создания или редактирования символов используется Part Editor, доступ к которому осуществляется одним из трех способов.

  1. Для создания нового символа создается новая или открывается существующая библиотека и затем выбирается команда Design>New>Part.
  2. Для редактирования существующего символа в менеджере проектов открывается библиотека символов (рис. 2.39) и затем двойным щелчком курсора выбирается нужный символ.
  3. Для редактирования символа, размещенного на схеме, он выбирается одинарным щелчком курсора и затем выполняется команда Edit>Part.

Создание нового символа. В зависимости от своего назначения символы создаются двумя разными командами.

1) По команде Design>New Symbol (см. рис. 2.41, а) создаются вспомогательные символы четырех типов:

  • Power — символ подключения цепей «земли» и «питания»;
  • Off-Page Connector — символ соединителя страниц схемы;
  • Hierarchical Port — символ иерархического блока;
  • Title Block — символ основной надписи («углового штампа»), его пример, выполненный по ЕСКД, приведен на рис. 2.42.

В графе Name (рис. 2.41, а) указывается имя символа, а в графе Symbol Туре выбирается его тип. Символы этих типов размещаются на принципиальных схемах и им не соответствуют физически существующие компоненты. Типы этих вспомогательных символов принимаются во внимание только при выполнении команд Place>Power, Place>Ground, Place>Off-Page Connector, Place>Hierarchical Port, Place>Title Block — в диалоговых окнах команд (см. рис. 2.22, а) в каталог выбранной библиотеки помещается только список компонентов соответствующего типа.

Рис. 2.41. Диалоговое окно команд Design>New Symbol и Design>New Part

Рис. 2.42. Пример символа основной надписи .(Title Block)

2) Символы всех остальных компонентов, большинство из которых имеют физически существующие корпуса, вводятся по команде Design>New Part. В диалоговом окне этой команды (рис. 2.41, б) вводятся следующие данные:

  • Name — имя символа;
  • Part Reference Prefix — префикс позиционного обозначения (например, R для резистора, С для конденсатора, DA для аналоговой ИС, DD для цифровой ИС и т.п.);
  • РСВ Footprint — имя типового корпуса компонента, например, DIP16, SOI24, если он существует (этот параметр обязателен только при передаче схемы для разработки печатной платы, при выполнении моделирования он не нужен);
  • Create Convert View — необходимость создания второго изображения символа (например, эквивалента DeMorgan для элементов цифровой логики);
  • Parts per Package — общее количество секций в корпусе компонента;
  • Homogeneouse или Heterogeneouse — выбор между компонентами с секциями одинакового или разного типа (например, ИС 133ЛАЗ, содержащая 4 логических элемента 2И-НЕ, относится к классу Homogeneouse, а ИС 564ЛП2, содержащая 2 логических элемента ЗИЛИ-НЕ и элемент НЕ, относится к классу Heterogeneouse);
  • Alphabetic или Numeric — выбор между обозначениями секций многосекционных компонентов буквами латинского алфавита, например DD1A, DD1B, DD1C и т.д. (буквами латинского алфавита можно обозначать секции компонентов, содержащих до 26 секций в одном корпусе) или цифрами, например DD1-1, DD1-2, DD1-3;
  • Part Aliases — определение псевдонимов символов для -уменьшения объема . библиотек (например, можно создать компонент LA3 и присвоить ему псевдонимы 133LA3, K155LA3, 530LA3);
  • Attach Implementation — подключение дополнительного описания символа с помощью эквивалентной схемы, VHDL-файла, списка соединений, другого проекта или в виде модели PSpice;
  • Pin Numbers Visible — отображение на схеме номеров выводов.

После нажатия на панель ОК диалоговых окон команд Design>New Part или Design>New Symbol открывается рабочее поле Part Editor (рис. 2.43), на котором штрих-пунктирным прямоугольником ограничены габариты символа (размеры этого прямоугольника изменяются обычным образом «буксировкой» его углов). Выводы компонента должны быть размещены вне этого прямоугольника, соприкасаясь с ним. Выводы компонента размещаются по команде Place>Pin , диалоговое окно которой изображено на рис. 2.44, а. На нем указывается следующая информация:

  • Name — имя вывода;
  • Number — номер вывода;
  • Shape — форма вывода (см. табл. 2.6);

Рис. 2.43. Заготовка символа

  • Туре — тип вывода (см. табл. 2.7), который используется только при выполнении проверок правильности составления схемы по команд'е Tools>Design Rules Check (DRC);
  • Scalar или Bus — выбор между одиночным выводом или шиной;
  • Pin Visible - отображение вывода на схеме (только для выводов типа Power), в окне Edit Part такие выводы отображаются без указания их имен и номеров;
  • User Properties — открытие диалогового окна просмотра и редактирования характеристик вывода компонента перед его размещением на рабочем поле

Ниже контура компонента автоматически размещается атрибут <Value> (его расположение можно изменить, размещая его и внутри контура), если его значение не определено, то на схеме в качестве его значения автоматически указывается имя компонента.

Таблица 2.6. Графика выводов

Форма (Shape)

Описание

Clock

Вход синхронизации

Dot

Признак логического отрицания

Dot-Clock

Вход синхронизации с инвертированием

Line

Стандартный вывод, длина которого равна трем шагам сетки

Short

Короткий вывод, длина которого равна одному шагу сетки

ZeroLength

Стандартный вывод нулевой длины

 

Таблица 2.7. Типы выводов

Тип вывода

Описание

3-State

Тристабильный вывод, имеющий три возможных состояния: логическое состояние низкого уровня, догическое состояние высокого уровня и состояние большого выходного сопротивления (Z-состояние, это состояние эквивалентно разрыву цепи). Например, 8-разрядный регистр-защелка 74LS373 (КР1533ИР22) имеет тристабильные выводы

Bidirectional

Двунаправленный вывод (может быть как входом, так и выходом компонента)

Input

Вывод подачи входного сигнала

Open Collector

Выход вентиля с открытым коллектором (к нему подключается резистор нагрузки)

Open Emitter

Выход вентиля с открытым эмиттером (к нему подключается резистор нагрузки)

Output

Выход компонента

Passive

Вывод пассивного компонента (резистора, конденсатора, диода и т.п.)

Power

Выводы для подключения цепей «земли» и «питания». Например, для ИС серии 133 питание подключаются к выводу 14, а «земля» — к выводу 7. Имена этих выводов должны совпадать с именами соответствующих цепей

 

а)

б)

Рис. 2.44. Диалоговое окно размещения отдельного вывода компонента.(а) и массива выводов (б)

Размещение массивов выводов производится по команде Place>Pin Array , диалоговое окно которой изображено на рис. 2.44, б. На нем указывается информация:

  • Starting Name — имя первого вывода массива. Если имя вывода заканчивается одной из цифр 0...9, то в именах последующих выводов к ней последовательно прибавляется величина, задаваемая параметром Increment. Если сверху от имени нужно проставить знак отрицания в виде горизонтальной черты, то после каждого символа такого имени вводится косая черта «\». Например, ввод символов R\E\S\E\T\ определяет имя RESET;
  • Starting Number — номер первого вывода массива;
  • Number of Pins — количество выводов в массиве;
  • Increment — приращение проставляемых автоматически имен выводов массива (если имя первого вывода заканчивается цифрой);
  • Pin Spacing — расстояние между соседними выводами массива в единицах шага сетки;
  • Shape — форма вывода (см. табл. 2.6);
  • Туре — тип вывода (см. табл. 2.7);
  • Pins Visible — отображение выводов схеме (только для выводов типа Power).

Секции как однородных, так и неоднородных компонентов могут иметь общие выводы, обычно это выводы подключения цепей «земли» и «питания», т.е. выводы типа Power. Обычно эти выводы невидимы и они считаются подключенными к цепям, имена которых совпадают с именами выводов. Для неоднородных компонентов выводы «земли» и «питания» достаточно проставить по крайней мере на одной секции, для однородных компонентов эти выводы автоматически проставляются во всех секциях (при этом все их копии имеют одинаковые имена и номера), поэтому их всегда делают невидимыми на схеме. Чтобы сделать видимыми все выводы «земли» и «питания» (для целей документирования), нужно в менеджере проектов выбрать щелчком курсора имя нужного проекта и в меню Options выбрать команду Design Properties, после этого на закладке Miscellaneous выбрать опцию Display Invisible Power Pins.

После нанесения выводов секции рисуется ее контур и наносятся дополнительные текстовые надписи (см. рис. 2.45, а). При этом по команде Рlасе>IЕЕЕ Symbols удобно нанести функциональные символы, показанные в табл. 2.8. По команде View>Next Part открывается изображение следующей секции — для однородных компонентов достаточно только нанести номера выводов (выбирая их последовательно щелчками курсора), как показано на рис. 2.45, б; для однородных компонентов изображение каждой секции рисуется заново. Просмотр изображений всех секций многосекционных компонентов выполняется по команде View>Package (см. рис. 2.45, в), переход к редактированию отдельной секции производится щелчком курсора.

Параметры компонента вводятся по команде Options>Part Properties, диалоговое окно которой показано на рис. 2.23, б. Перечень параметров компонентов разных типов, используемых при моделировании с помощью PSpice, приведены в разд. 4.2. Параметры упаковки компонента вводятся по команде Options>Pakage Properties, диалоговое окно которой показано на рис. 2.46. Составление вновь всех этих параметров представляет собой довольно кропотливую задачу, поэтому при создании нового компонента целесообразнее скопировать в библиотеку символов средствами Windows однотипный компонент и затем отредактировать его параметры.

а)

б)

в)

Рис. 2.45. Ввод графики и номеров выводов отдельных секций однородного компонента (а, б) и просмотр упаковки трехсекционного компонента (в)

Рис. 2.46. Ввод параметров упаковки компонента

Геометрические размеры символа связаны с принятым при его построении шагом сетки. Если при вводе символа на схему изменить этот шаг (он полагается равным параметру Pin-to-Pin Spacing на закладке Page Size, рис. 2.21, в), то пропорционально изменятся и размеры всех символов. Поэтому при создании библиотек символов рекомендуется заранее выбрать и устанавливать одно и то же значение параметра Pin-to-Pin Spacing.

Замечание.

В качестве имен компонентов в OrCAD Capture допускается вводить символы кириллицы, например 133ИР7, однако делать это не рекомендует ся, так как нет никаких, гарантий, что не возникнут ошибки в последующем, например, при передаче данных в другой модуль OrCAD или в другую систему проектирования. Что касается имен выводов, то в них символы кириллицы не допускаются. Вообще в импортных САПР во избежание недоразумений рекомендуется по возможности использовать символы кириллицы только в текстовых надписях.

Таблица 2.8. Символы IEEE

Символ

Символ

3 State

LE

Active Low Left

NE

Active Low Right

Non Logic

Amplified Left

Open Circuit H-type

Amplified Right

Open Circuit L-type

Analog

Open Circuit Open

Arrow Left

Passive Pull Down

Arrow Right

Passive Pull Up

BiDirectional

Pi и

Dynamic Left

Postponed

Dynamic Right

Shift Left

GE

Shift Right

Generator

Sigma

Hysteresis

 

2.41.gif

Изображение: 

2.42.gif

Изображение: 

2.43.gif

Изображение: 

2.44a.gif

Изображение: 

2.44b.gif

Изображение: 

2.45a.gif

Изображение: 

2.45b.gif

Изображение: 

2.45c.gif

Изображение: 

2.46.gif

Изображение: 

2.5. Подготовка данных о проекте для других программ

 

2.5. Подготовка данных о проекте для других программ

 

2.5.1. Создание списка соединений

Для продолжения проектирования после создания схемного описания проекта выполняется команда Tools>Create Netlist менеджера проектов. При выполнении моделирования с помощью OrCAD PSpice эта команда загружается автоматически; для передачи данных в программу разработки ПП OrCAD Layout и другие (всего предусмотрено составление списка соединений примерно в 40 форматах, выбираемых пользователем) эта команда выполняется вручную, предварительно выделив имя проекта в менеджере проектов.

Перед выполнением моделирования нужно исключить повторы позиционных обозначений компонентов, а перед разработкой ПП необходимо также произвести упаковку секций компонентов в корпуса. Эти операции выполняют по команде Tools>Annotate менеджера проектов, диалоговое окно которой показано на рис. 2.25 (см. разд. 2.3.3).

Перед созданием списка соединений желательно выполнить команду Tools>Design Rules Check (DRC) для выявления ошибок в схеме (при запуске программы PSpice на моделирование эта команда загружается автоматически, но в любом случае нужно предварительно задать ее конфигурацию). Отчет о проверке заносится в файл *.drc и дублируется в файле протокола Session Log (no указанию пользователя места расположения ошибок отмечаются на схеме специальными DRC-маркерами ф ).

В отчеты заносятся сообщения о нарушениях правил проектирования двух типов:

  • Errors — ошибки, которые обязательно должны быть исправлены;
  • Warnings — предупреждения, которые могут привести к ошибкам при моделировании проекта (реагировать на них не обязательно).

После запуска команды Design Rules Check открывается диалоговое окно для задания правил проверки, которое имеет две закладки (рис. 2.47).

На закладке Design Rules Check (рис. 2.47, а) устанавливается, какая информация включается в отчет о проверке:

  • Scope — проверка всего проекта (Check entire design), выбранной страницы или нескольких страниц (Check selection);
  • Action — проверка соблюдения всех правил проектирования (Check design rules) или удаление со схемы нанесенных ранее DRC-маркеров;
  • Report (выбор информации, включаемой в отчет о проверке):
    • Create DRC markers for warnings — размещение символов DRC для предупреждения о возможных ошибках в соответствие с правилами, заданными в таблице ERC (в местах возникновения безусловных ошибок DRC-маркеры проставляются всегда);
    • Check hierarchical port connections — проверка совпадения имен иерархических выводов и соответствующих иерархических портов в их схемах замещения, а также совпадения их общего количества и типов всех выводов;
    • Check off-page connector connections — проверка совпадения имен соединяемых между собой межстраничных соединителей (подсоединенных к цепям с одинаковыми именами), расположенных на разных страницах схемы;
    • Report identical part references — включение в отчет списка компонентов, имеющих одинаковые позиционные обозначения;
    • Report invalid packaging — включение в отчет списка компонентов, имеющих одинаковые корпуса, но разную упаковочную информацию
    • Report hierarchical ports and off-page connectors — составление списка всех портов иерархических блоков и межстраничных соединителей;
    • Check unconnected nets — выявление цепей, каждая из которых не соединена по крайней мере с двумя выводами компонентов или не подключена к источникам внешних сигналов, а также цепей, имеющих на разных страницах схемы одинаковые имена, но к которым не подключены межстраничные соединители или иерархические порты;
    • Check SDT compatibility — проверка совместимости с графическим редактором принципиальных схем OrCAD SDT для DOS (эта совместимость необходима, если предполагается сохранить схему проекта в формате OrCAD SDT);
    • Report off-grid objects — составления списка имен и координат объектов, расположенных не в узлах сетки;
    • Report all net names — составление списка всех имен цепей.
  • Report File — присвоение имени файлу отчета (по умолчанию его имя совпадает с именем проекта, расширение имени drc);
  • View Output — просмотр на экране результатов проверки.

На закладке ERG Matrix устанавливаются правила проверок, которые записываются в виде матрицы Electrical Rules Check (ERC, рис. 2.47, б). На строках и столбцах матрицы указаны типы выводов компонентов и различных портов (см. табл. 2.7). Не закрашенная ячейка означает разрешение соединения соответствующих выводов, предупреждения отмечаются символом W, ошибки — символом Е. Например, согласно изображенной на рис. 2.47, б матрице ERC соединение Output-Input (Выход-Вход) разрешено, о соединении Open Emitter-Open Collector (Открытый эмиттер-Открытый коллектор) будет выведено предупреждение, а соединение Power-Output (Источник питания-Выход) будет считаться ошибкой.

Поэтому перед выполнением команды Tools>Design Rules Check необходимо отредактировать содержание матрицы ERC в соответствие с особенностями текущего проекта.

Приведем пример файла отчета о результатах проверки проекта.

а)

б)

Рис. 2.47. Задание конфигурации команды Tools>Design Rules Check

• Design Rules Check

*********************************************

Checking for Invalid Pins in Package (Проверка ошибочных подсоединений выводов) ERROR [DRC0031]. Same Pin Number connected to more than one net. U11 A/3 Nets: 'N00049_3009' and 'N00049': PICD, PAGE1 (3.20, 2.10)

(Ошибка [DRC0031]. Некоторые выводы соединены более, чем с одной цепью. Цепи 1М00049_3009 и N00049 соединены с выводом U11A/3. Схема PICD, страница PAGE1, координаты вывода (3.20, 2.10)}

Checking Schematic: FRQCHK

Checking Electrical Rules

WARNING: [DRC0005] Unconnected pin U24/5D: SDLXLE, PAGE1 (1.80, 4.00)

(Предупреждение [DRC0005]. He подсоединенный вывод U24/5D. Схема SDLXLE,

страница PAGE 1, координаты вывода (1.80,4.00))

Checking for Invalid References (Проверка неверных позиционных обозначений)

Checking for Duplicate References (Проверка дублирования позиционных обозначений)

После исправления обнаруженных ошибок можно выполнить команду Tools>Create Netlist для составления списка соединений проекта. В диалоговом окне этой команды имеется 9 закладок для выбора формата списка соединений (рис. 2.48). Первые 8 закладок связаны с определенными форматами:

  • EDIF 200 — формат Electronic Data Interchange Format, имеющий две разновидности; с поддержкой (hierarchical netlist) или без поддержки (flat netlist) иерархической структуры (в зависимости от выбранной конфигурации системы);
  • PSpice (файлы *.net), SPICE (файлы *.cir) — формат программ моделирования PSpice и SPICE (иерархические блоки представляются в виде макромоделей с помощью директивы .SUBCKT);
  • VHDL (файлы *.vhd), Verilog (файлы *.v) — описания цифровых устройств на языках VHDL и Verilog;
  • Layout — список соединений проекта в формате программы разработки печатных плат OrCAD Layout (бинарные файлы *.mnl);
  • INF — передача данных в старую версию DOS-программы моделирования OrCAD Digital Simulation Tools 386+ (файлы *.inf).

В зависимости от выбранного формата пользователь должен произвести настройку формы выходного файла в соответствии с особенностями проекта (например, для формата OrCAD Layout, см. рис. 2.48, включение опции Run ECO to Layout приведет к автоматической передачи в программу разработки печатной платы OrCAD Layout нового (измененного) файла .mnl, при этом ранее в Layout должна быть загружена старая плата). Нажатием на девятую закладку Other можно выбрать еще около 40 форматов, из которых наиболее известны следующие: Allegro, EEDesigner, Intergraph, HiLo, Mentor, PADS, P-CAD, Scicards, Tango, VST. Отметим, что список соединений в формате программы Allegro PCB Layout (Unix и NT) фирмы Cadence может быть составлен также по команде Accessories>Allegros>Allegro Netlist.

Рис. 2.48. Выбор формата списка соединений в диалоговом окне команды Create Netlist

 

2.47a.gif

Изображение: 

2.47b.gif

Изображение: 

2.48.gif

Изображение: 

2.5.2. Создание отчетов

 

2.5.2. Создание отчетов

В OrCAD Capture имеются три команды создания спецификации проекта: Tools>Bill of Materials, Tools>Cross Reference и Reports>CIS Bill of Materials. В свою очередь команда Reports>CIS Bill of Materials имеет две подкоманды Standard и Crystal Reports (последняя имеется только в версии Capture CIS). Диалоговые окна команд составления отчетов представлены на рис. 2.49.

В диалоговом окне команды Tools>Bill of Materials (рис. 2.49, а) выбираются следующие опции:

  • Scope — составление отчета для всего проекта (Process entire design) или его выбранной части (Process selection);
  • Line Item Definition (задание перечня переменных, помещаемых в отчет):
    • Header — названия граф отчета (они должны быть согласованы с данными, перечисленными на строке Combined property string); названия граф разделяются символами «\t» и они задаются как текстовые переменные, в которых допускаются символы кириллицы;
    • Combined property string — задание перечня величин, помещаемых в графах отчета; имена величин заключается в фигурные скобки и отделяются друг от друга символами «\t»; например, для включения в отчет позиционных обозначений компонентов и их имен составляется строка {Reference}\t{Value}; в отчете эти величины отделяются знаками табуляции;
    • Place each part entry on a separate line — вывод данных о каждом компоненте в отдельной строке;

а)

б)

в)

г)

Рис. 2.49. Диалоговые окна команд Tools>Bill of Materials (a), Tools>Cross Reference (б), Reports>CIS Bill of Materials>Standard (в) и Reports>CIS Bill of Materials>Crystal Reports (г)

  • Include file (файл включения):
    • Merge an include file with report — включение в отчет дополнительной информации, помещенной в файле Include;
    • Combined property string — задание перечня величин, заключенных в файле Include в апострофы (см. ниже);
    • Include file — имя файла включения;
  • Report File — имя файла отчета (по умолчанию в качестве его имени указывается имя проекта с расширением .bom);
  • View Output — вывод на экран выходного файла для предварительного просмотра.

Приведем пример файла Include:

Описание компонента ГОСТ

'1k' МЛТ-0,255%

"luF 1 Керамический конденсатор

'133LA3' 4 логических элемента 2И-НЕ И63.088.023ТУ7

Если содержание первого столбца какой-либо строки этого файла совпадает с данными строки Include File Combined property string, то содержание остальной части этой строки файла Include добавляется в файл отчета.

Приведем пример фрагмента отчета о проекте, составленного по команде Tools>Bill of Materials (см. рис. 2.49, а) с использованием Include-файла (его текст приведен выше):

Bill Of Materials September 22,2000 21:21:33 Pagel

№ n/n (Item)

Кол-во (Quantity)

Поз. обозн. (Reference)

Номинал Описание компонента ГОСТ (Value)

1

1

C1

1 uF Керамический конденсатор

2

1

R1

1k МЛТ-0,255%

3

1

U1

74107 Warning: The part is not in the include file

4

1

DD1

133LA3 4 логических элемента 2И-НЕ

И63.088.023ТУ7

В диалоговом окне команды Tools> Cross Reference (рис. 2.49, б) выбираются следующие опции:

  • Scope (выбор проекта или его части):
    • Cross reference entire design — составление отчета для всего проекта;
    • Cross reference selection — составление отчета для выбранной части проекта;
  • Sorting (сортировка):
    • Sort output by part value, then by reference designators — сортировка строк отчета сначала по параметрам <Value > компонентов и затем по их позиционным обозначениям;
    • Sort output by reference designators, then by part value — сортировка строк отчета сначала по позиционным обозначениям компонентов и затем по их параметрам <Value>;
  • Report (отчет):
    • Report the X and Y coordinates of all parts — вывод в отчет координат X, Y расположения всех компонентов на схеме;
    • Report unused parts in multiple part packages — вывод в отчет информации о неиспользованных секциях многосекционных компонентов;
  • Report File — имя файла отчета (по умолчанию в качестве его имени указывается имя проекта с расширением .xrf);
  • View Output — вывод на экран выходного файла для предварительного просмотра.

Приведем пример фрагмента отчета о проекте, составленного по команде Tools>Cross Reference (см. рис. 2.49, б)

Design Name: OSC.DSN

Cross Reference September 22,1999 19:30:10 Pagel

Item Part Reference SchematicName Sheet Library X Y

В диалоговом окне команды Reports>CIS Bill of Materials>Standard

(рис. 2.49, в) выбираются следующие опции стандартного отчета (команда доступна только при работе в Capture CIS):

  • Template Name — выбор из списка имени шаблона отчета или ввод имени нового шаблона (для создания новых шаблонов необходима программа Crystal Reports фирмы Seagate (см. сайты www.orcad.com/cis/crystal.htm, www.seagatesoftware.com, www.softline.ru), причем с OrCAD 9 совместимы версии этой программы не младше 6;
  • Report Properties (настройка параметров отчета):
    • Selected Properties (выбор параметров, включаемых в отчет): Availability, Datasheet, Distributor, Distributor Part Number, Rating, Schematic Part Path, Source Library, Source Package, Tolerance, Voltage;
    • Output Format — список выбранных параметров;
  • Keyed — отмеченные параметры группируются в отчете на одной строке (см. ниже);
  • Part Reference Options (выбор формата файла отчета):
    • Standard — стандартная форма — группирование помеченных параметров на одной строке;
    • Standard-separate line per part — каждый компонент размещается на отдельной строке;
    • Compressed — сжатая форма — информация об одинаковых компонентах размещается на одной строке;
    • Exclude Prefixes — перечень префиксов позиционных обозначений компонентов, не включаемых в отчет.

На рис. 2.50, а приведен пример фрагмента отчета о проекте, составленного по команде Reports>CIS Bill of Materials>Standard.

В диалоговом окне команды Reports>CIS Bill of Materials>Crystal

Reports (рис. 2.49, г) выбираются следующие опции:

  • Crystal Reports Template — бинарный файл шаблона отчета, составленный программой Crystal Reports (стандартные шаблоны имеют имена ENG_BOM, QTY_COST, APPROVAL);

Позиц. обозн.

Наименование

Номинал

Документ

Группа

С1

ОС К53-18

-ЗВ 33 икФ+-2%

ОЖО.454.136 ТУ ОЖШ4201 ТУ

Конденсаторы

С2

К10-73-16.М47

2.5 мкФ

ЯАВЦ.673511.004ТУ

Конденсаторы

DA1

ЗОД101АОСМ

ТТ0.336Ш2ТУП0.070.052

Микросхема аналоговая

DA2

ЗОД101А ОСМ

ТТ0.336.012ТУ ПО.070.052

Микросхема аналогов ая

DD1

ОСМ 537РУ8А

ВК0.347.243-08ТУ ПО .070.052

Микросхема цифровая

 

а)

б)

Рис. 2.50. Отчеты о проекте в стандартной форме OrCAD CIS (а), в форме Crystal Reports с шаблоном ENG_BOM (б) и шаблоном, составленным по ЕСКД (в)

Part Reference Options (выбор формата файла отчета):

  • Standard — стандартная форма;
  • Standard-separate line per part — каждый компонент размещается на отдельной строке;
  • Compressed — сжатая форма — информация об одинаковых компонентах размещается на одной строке;

Print Options (выбор формата печати на принтер):

  • Print — непосредственный вывод на принтер;
  • Print Preview — предварительный просмотр;
  • Export (экспорт отчета):

Format (формат): Character-separated values, Comma-separated values, Crystal Reports, Data Interchange Format, Excel, HTML, Lotus 1-2-3, ODBC, Paginated Text, Record style (columns of values), Rich Text Format, Tab-separated text, Tab-separated values, Text, Word for Windows document;

Destination (назначение): Disk file — дисковый файл; Exchange Folder — папка Exchange; Microsoft Mail — электронная почта.

Пример фрагмента отчета о проекте, составленного по команде Reports>CIS Bill of Materials>Crystal Reports с помощью шаблона ENG_BOM приведен на рис. 2.50, б. Напомним, что изменение шаблона отчетов CIS Bill of Materials>Standard и Crystal Reports производится с помощью программы Crystal Reports, поставляемой отдельно.

В Санкт-Петербургском НИИ Точной Механики на основе OrCAD Capture CIS разработали базу данных предприятия, шаблоны для составления отчетов по ЕСКД (см. пример на рис. 2.50, в) и ряд утилит, в частности, программу получения документа «Перечень элементов» (справки на сайте www.rodnik.ru) [27, 28].

 

2.49a.gif

Изображение: 

2.49b.gif

Изображение: 

2.49c.gif

Изображение: 

2.49d.gif

Изображение: 

2.50a.gif

Изображение: 

2.50b.gif

Изображение: 

2.5.3. Импорт и экспорт принципиальных схем

 

2.5.3. Импорт и экспорт принципиальных схем

По команде File>Import Design в OrCAD Capture импортируются схемы или библиотеки из программы PSpice Schematics, а также схемы, записанные в форматах EDIF 2 0 0 и PDIF (P-CAD 8.x — 2001) [5, 9]. В диалоговом окне этой команды (рис. 2.51) имеются соответственно три закладки PSpice. EDIF и PDIF.

Схемы, импортированные из PSpice Schematics (закладка PSpice ) . пригодны для моделирования без дополнительного редактирования. На панели Open указывается имя файла исходной схемы *.sch, а на панели Save As — имя проекта *.obj в формате OrCAD Capture. Кроме того, на панели MSIM.INI необходимо указать имя файла конфигурации *.ini программы Schematics. При выборе опции Translate Hierarchy на отдельных страницах создаются схемы иерархических блоков; при выборе опции Consolidate all Schematic files into one Design file все страницы схемы включаются в отдельный проект.

а)

б)

Рис. 2.51. Импорт схем из программ PSpice Schematics (а) и P-CAD (б)

Для импорта схем из P-CAD 8.x необходимо сначала средствами P-CAD создать текстовый файл *.pdf и указать его имя на панели Open (см. рис. 2.51, б). Кроме того, необходимо в файле конфигурации преобразования pcadi.ini указать список соответствий имен цепей схем P-CAD и OrCAD. Пример такого преобразования схем из P-CAD 8.7 в OrCAD Capture 9.2 показан на рис. 2.52.

Рис. 2.52. Преобразование схемы из P-CAD в OrCAD Capture

Экспорт схем выполняется по команде File>Export Design в форматы EDIF 2 0 0 и DXF (AutoCAD).

Экспорт и импорт параметров компонентов, входящих в проект, выполняется по командам Tools> Export (Import) Properties.

 

2.51a.gif

Изображение: 

2.51b.gif

Изображение: 

2.52.gif

Изображение: 

2.5.4. Использование OrCAD Capture совместно с OrCAD Layout

 

2.5.4. Использование OrCAD Capture совместно с OrCAD Layout

При создании с помощью OrCAD Capture принципиальной схемы, предназначенной для разработки печатной платы с помощью OrCAD Layout, необходимо

выполнить ряд условий, чтобы в будущем не возникало ошибок при попытке перенести схему на ПП.

  1. Всем компонентам схемы необходимо поставить в соответствие их корпуса с помощью атрибута Footprint (из числа тех, которые имеются в библиотеках OrCAD Layout);
  2. С помощью атрибутов компонентов, цепей и выводов компонентов, перечисленных в табл: 2.9 — 2.11, можно задать дополнительные данные на печатную плату (в атрибутах разрешается использовать только заглавные буквы). Атрибуты задаются либо вручную, либо заполняя стандартные формы (см. пример на рис. 2.53), которые вызываются по командам Macro>Configure.

Рис. 2.53. Диалоговое окно для ввода стандартных атрибутов компонентов

Таблица 2.9. Атрибуты компонентов

Имя параметра компонента

Пример значения

Описание параметра

COMPFIXED

YES

Присвоение значения YES фиксирует расположение компонента на плате

COMPGROUP

2

Присвоение номера группы размещения компонента на плате

COMKEY

YES

Присвоение компоненту признаку ключевого компонента в данной группе; такие компоненты размещаются первыми перед остальными компонентами группы

COMPLOC

[1000,1000]

Координаты [X,Y] размещения компонента на плате, X и Y — целые числа (в английской системе координаты отсчитываются в милах, а в метрической в микронах)

 

Имя параметра компонента

Пример значения

Описание параметра

COMPLOCKED

YES

Присвоение значения YES временно фиксирует расположение компонента на плате

COMPROT

270.00

Угол поворота компонента на плате против часовой стрелки (в град, и минутах) относительно его ориентации в библиотеке

COMPSIDE

ВОТ

Выбор стороны платы при размещении компонента (ТОР или ВОТ)

FOOTPRINT

DIP16

Имя корпуса компонента

FPLIST

DIP24\400

Список альтернативных корпусов компонентов (в качестве разделителя списка используется запятая)

GATEGROUP

1

Присвоение секции компонента номера группы. Две секции могут быть переставлены, если они принадлежат одному и тому же корпусу и входят в одну и ту же группу (т.е. имеют одинаковые параметры GATEGROUP)

MIRRORFOOTPRINT

DIP24-M

Имя изображения зеркального отображения корпуса компонента

PARTNUM

489746

Номер компонента, присваиваемый пользователем (используется при выпуске документации)

PARTSHAPE

74LS04

Тип компонента, например, 74LS04, СК05 или Т05. В отсутствии атрибута FOOTPRINT с наименованием корпуса компонента значение атрибута PARTSHAPE используется для поиска подходящего корпуса в файле SYSTEM.PRT

POWERPIN

YES

Определение компонента, содержащего один вывод

 

Таблица 2.10. Атрибуты цепей

Имя параметра цепи

Пример значения

Описание параметра

CONNWIDTH

10

Значение ширины проводника по умолчанию

HIGHLIGHT

YES

Разрешение подсвечивания выбранной цепи

MAXWIDTH

12

Максимальная ширина проводника

MINWIDTH

8

Минимальная ширина проводника

NETGROUP

2

Задание номера группы цепей. Объединение цепей в группы используется при редактировании и трассировке проводников

NETWEIGHT

60

Целочисленный весовой множитель (в диапазоне от 1 до 100, по умолчанию 50), обозначающий приоритет цепи при трассировке

RECONNTYPE

ECL

Задание правила трассировки (STD, HORZ, VERT, MIN, МАХ или ECL)

SPACINGBYLAYER

ТОР=13, ВОТ=8

Зазор между трассами на одном или нескольких слоях

 

Имя параметра цепи

Пример значения

Описание параметра

TESTPOINT

YES

Автоматическое создание контрольной точки для данной цепи (YES)

THERMALLAYERS

GND

Список имен слоев металлизации, к которым подсоединяется данная цепь (в качестве разделителя списка используется запятая)

VIAPERNET

VIA1

Тип переходного отверстия, разрешенного для данной цепи

WIDTH

12

Ширина проводника. По умолчанию это значение присваивается параметрам MinWidth, MaxWidth и ConnWidth WIDTHBYLAYER

 

Таблица 2.11. Атрибуты выводов компонентов

Имя параметра вывода компонента

Пример значения

Описание параметра

ECLTYPE

SOURCE

Присвоение типа вывода Source, Load или Target при использовании алгоритма трассировки Daisy-chain

PINGROUP

1

Присвоение выводу номера группы, к которому он принадлежит. Два вывода могут быть переставлены, если они принадлежат одной и той же секции компонента и входят в одну и ту же группу (т.е. имеют одинаковые параметры PINGROUP)

После создания схемы проекта в OrCAD Capture можно создать файл списка его соединений (*.mnl) для передачи в OrCAD Layout для разработки печатной платы. Предварительно нужно скопировать текущий файл конфигурации Layout.ini в каталог, в котором находится программа Capture.exe, затем открыть OrCAD Capture и выполнить команду Tools>Create Netlist, выбрав в ее диалоговом окне закладку Layout (см. рис. 2.48). После этого необходимо закрыть OrCAD Capture, загрузить программу OrCAD Layout и передать ей файл списка соединений (см. далее гл. 5). Это делается двумя способами.

  1. На закладке Layout команды Tools>Create Netlist можно отметить опцию Run ECO, тогда после составления списка соединений он будет автоматически передан в OrCAD Layout, и в текущей плате будет выполнены соответствующие изменения (загружены недостающие корпуса компонентов, удалены лишние и скорректированы электрические соединения, т.е. выполнена корректировка печатной платы по данным о принципиальной схеме). Если при этом файл печатной платы с предварительно размещенными компонентами открыт, то будет выведен запрос на подтверждение загрузки файла списка соединений; если же файл печатной платы не открыт, то OrCAD Layout выведет запрос на подтверждение загрузки модифицированного списка соединений после повторного открытия файла печатной платы.
  2. Для создания новой печатной платы в OrCAD Layout выполняется команда File>New и в диалоговых окнах указывается имя файла шаблона печатной платы (*.tch), имя файла списка соединений (*.mnl) и имя файла создаваемой печатной платы (*.mах).

Замечание.

При загрузке в OrCAD Layout списка соединений принципиальной электрической схемы каждому компоненты схемы ставится в соответствие его корпус (Footprint). Если среди параметров какого-нибудь компонента не указано имя его корпуса, то во внимание принимаются соответствия, указанные в файле SYSTEM.PRT.

Между экранами Capture и Layout можно установить «горячую связь» (Cross probing). Для этого необходимо одновременно открыть обе эти программы и загрузить в них один и тот же проект, располагая изображение схемы и печатной платы в разных окнах (в Layout при этом можно выполнить команду Window>Half Screen). В программе Capture необходимо на закладке Miscellaneous команды Options>Properties выбрать опцию Enable Intertool Communication, в программе Layout никаких специальных действий предпринимать не надо. После этого выбор одного или несколько объектов на экране Capture высвечивает соответствующие им объекты на экране Layout и наоборот.

Прямая и обратная корректировка проекта. При разработке печатных плат желательно, чтобы на каждом шаге проектирования принципиальная схема проекта полностью соответствовала печатной плате не зависимо от того, где внесены изменения: в схеме или печатной плате. Перенос изменений схемы в печатную плату называется «прямой» корректировкой (Forward annotation), а перенос изменений печатной платы в схему называется «обратной» корректировкой (Back annotation). Для этого рекомендуется периодически выполнять следующие операции: ,

  • после изменений в печатной плате по команде OrCAD Layout Auto>Back Annotate создается файл обратной корректировки (*.swp); эти изменения вносятся в схему по команде OrCAD Capture Tools>Back Annotate;
  • после изменений схемы составляется файл ее списка соединений (*.mnl) по команде Tools>Create Netlist, причем на закладке Layout команды нужно отметить опцию Run ECO для прямой корректировки платы (напомним, что перед созданием списка соединений нужно скопировать текущий файл конфигурации Layout.ini в каталог, в котором находится программа Capture.exe).

При выполнении прямой и обратной корректировки следует иметь в виду следующее. При добавлении в OrCAD Capture новых компонентов в диалоговом окне Update Part Reference следует выбирать опцию Incremental reference (но не Unconditional reference). Проведение новых электрических связей иди удаление существующих не передаются из OrCAD Layout в OrCAD Capture, поэтому все подобные изменения выполняются в Capture и затем с помощью механизма прямой корректировки передаются в Layout. И напротив, изменения позиционных обозначений компонентов должно быть выполнено в Layout и затем с помощью механизма обратной корректировки переданы в Capture.

 

2.53.gif

Изображение: 

2.6. Информационная система CIS

 

2.6. Информационная система CIS

Информационная система Component Information System (CIS) предназначена для составления отчетов о проекте (см. разд. 2.5.2) и ведения баз данных. Базы данных могут быть локальными и располагаться на компьютере пользователя или на сервере предприятия. Кроме того поддерживается доступ к удаленным базам данных через Интернет (для лицензионных пользователей, имеющих электронный ключ).

Сначала по команде Options>CIS Configuration меню менеджера проектов OrCAD CIS выбирается файл конфигурации *.DBC локальной базы данных (нажатием на панель Brows на рис. 2.54).

Рис. 2.54. Выбор файла конфигурации локальной базы данных

Подкоманде Place>Database в режиме редактирования схем открывается база данных CIS (по умолчанию загружается закладка Local Part Database, локальная база данных). В верхнем левом углу экрана этой закладки, приведенном на рис. 2.55, изображена структура базы данных, в которой выбирается нужная папка. Состав этой папки приведен в расположенной внизу таблице, в которой выбирается нужная строка. После этого на экран выводятся изображения корпуса и символа выбранного компонента (для символа дополнительно указывается номер секции компонента). Щелчок курсора по пиктограмме или двойной щелчок по выбранной строке таблицы переносит символ выбранного компонента на cхему (помещая в базу данных проекта и все его атрибуты).

Выбор закладки Internet Component Assistant (ICA) открывает страницу www.spincircuit.com службы информации (при подключенном электронном ключе) в режиме ACTIVEPARTS. На этой странице вводятся известные данные о разыскиваемом в Интернете компоненте (как на примере показано на рис. 2.56) и нажимается клавиша Go! Таблица выбранных компонентов отображается на странице SEARCH RESULTS (рис. 2.57). Характеристики выбранного в ней конкретного компонента отображаются на странице PART VIEW (рис. 2.58). Размещение этого компонента на схеме производится после нажатия на панель Place Activepart. Предварительно запрашиваются необходимость сохранения этого компонента в текущей локальной базе данных (рис. 2.59) и в одной из библиотек OrCAD Capture (рис. 2.60)..

Рис. 2.55. Открытие локальной базы данных CIS

Рис. 2.56. Поиск компонента в Интернете

Рис. 2.57. Таблица отобранных компонентов

Рис. 2.58. Характеристики выбранного компонента

Рис. 2.59. Сохранение компонента, найденного в Интернете, в локальной базе данных

Рис. 2.60. Сохранение компонента, найденного в Интернете, в библиотеке OrCAD Capture

Для создания нового файла конфигурации локальной базы данных (имя которой указывается в меню команды Options>CIS Configuration) сначала открывают панель управления Windows и загружают инструмент ODBC (Open DataBase Connectivity). На закладке System DSN нажатие на панель Add инициирует процесс задания связи базы данных с программой создания базы данных (так, например, Microsoft Acess создает базы данных в файлах *.MDB, Microsoft Excel — в файлах *.XSL)

Редактирование локальной базы данных в рамках существующей структуры выполняется по команде Options>CIS Configuration, а изменение структуры и внесение в базу новых данных — с помощью соответствующей программы ведения баз данных (например, с помощью Microsoft Acess, используя при необходимости надписи по-русски). Простейший способ создания базы данных текущего проекта — составить отчет в формате MS Excel по команде Reports>CIS Bill of Materials>Standard, включив опцию Export BOM report to Excel.

Замечание.

Служба ICA предоставляет лицензионным пользователям через Интернет данные только о символах и корпусах компонентов без их математических моделей.

 

2.54.gif

Изображение: 

2.55.gif

Изображение: 

2.56.gif

Изображение: 

2.57.gif

Изображение: 

2.58.gif

Изображение: 

2.59.gif

Изображение: 

2.60.gif

Изображение: 

2.7. Подготовка к моделированию и оптимизации

 

2.7. Подготовка к моделированию и оптимизации

После создания схемы моделируемого устройства на нее должны быть дополнительно нанесены элементы, отображающие паразитные эффекты в реальных конструкциях, и подключены источники питания и сигналов (см. также разд. 3.5). Задание на моделирование заносится в так называемый профайл (*.SIM), который создается по команде PSpice>New Simulation Profile .

После ввода имени нового задания на моделирование или после выполнения команды PSpice>Edit Simulation Profile открывается диалоговое окно составления задания на моделирование, показанное на рис. 2.61. В нем имеется 8 закладок:

  • General — задание имен файлов (профайла, текстового файла результатов моделирования и файла графических данных для программы построения графиков Probe);
  • Analysis — выбор директивы моделирования;
  • Include Files — подключение внешних файлов;
  • Libraries — загрузка библиотек математических моделей;
  • Stimulus — загрузка файлов описания внешних сигналов;
  • Options — задание параметров моделирования (см. табл. 4.7);
  • Data Collection — выбор переменных, заносимых в файл графических данных;
  • Probe Window - характер отображения данных в программе построения графиков Probe.

Задание на моделирование составляется в OrCAD Capture в форме, несколько отличной от принятой в редакторе схем PSpice Schematics, однако их содержание идентично — в них используется один и тот же набор параметров, поэтому отсылаем к материалу разд. 4.1, где они достаточно подробно описаны.

Запуск моделирования выполняется по команде PSpice>Run . Его ход и результаты отображаются на экране программы PSpice, которой посвящен разд. 5.1.

Рис. 2.61. Составление задания на моделирование

Перед выполнением параметрической оптимизации необходимо на схему занести информацию о перечне варьируемых параметров и пределах их изменений, что выполняется по команде PSpice>Place Optimizer Parameters . Целевые функции оптимизации задаются в программе PSpice Optimizer, которой освящен разд. 5.4.

 

2.63a.gif

Изображение: 

2.8. Список команд программы OrCAD Capture

 

2.8. Список команд программы OrCAD Capture

В табл. 2.13 приведен перечень команд программы OrCAD Capture и их краткое описание.

Таблица 2.13. Команды OrCAD Capture

Команда

Назначение

Меню File (Файл)

New...

Создание нового документа:

Project...

Вызов Мастера создания проекта аналогового или смешанного устройства (Analog or Mixed-Signal Circuit), печатной платы (PC Board) или создание не специализированного проекта (Schematic)

Design

Создание схемы

Library

Создание библиотеки символов

VHDL File

Создание файла в формате VHDL

Text File

Создание текстового файла

PSpice Library

Создание библиотеки моделей PSpice

Открытие существующего документа:

Project...

Проект (файл *.opj)

Design...

Схема проекта (файл *.dsn)

Library...

Библиотека символов (файл *.olb)

VHDL File-

Файл в формате VHDL (файл *.vhd)

Text File...

Текстовый файл (файл *.txt)

PSpice Library

Библиотека моделей PSpice (файл *.lib)

Close

Закрытие текущего окна (если схема была изменена, ее предлагается сохранить)

Close Project

Закрытие текущего проекта

Save (Ctrl+S)

Сохранение внесенных изменений в текущем проекте

Save As...

Сохранение внесенных в проект изменений в новом файле, имя которого указывается по дополнительному запросу

Archive Project...

Архивирование проекта (Library — библиотека, Output files — выходные файлы, Referenced projects — участвующие проекты)

Export Selection...

Вставка на схему блока, занесенного ранее в библиотеку

Import Selection...

Запись в библиотеку выбранного блока

Print Preview...

Предварительный просмотр и масштабирование схемы

Команда

Назначение

ИВ (Ctrl+P)

Вывод твердой копии одной или более страниц текущей схемы или изображения символа компонента

Print Setup...

Установка параметров принтера: разрешающая способность, размер бумаги, горизонтальное (Landscape) или вертикальное (Portrait) расположение изображения на бумаге

Import Design...

Импорт файлов схем в форматах EDIF, PDIF (P-CAD) и PSpice Schematics

Export Design...

Экспорт файлов схем в форматах EDIF и DXF (AutoCAD)

Файл 1,. Файл 2,..

Список последних загруженных проектов

Exit (Alt+F4)

Выход из программы

Меню Design (Проект)

New Schematic...

Создание новой схемы для выбранного проекта

New Schematic Page...

Создание новой страницы для выбранной схемы

New VHDL File...

Создание нового VHDL-файла

New Part...

Добавление нового компонента в выбранную библиотеку

New Symbol...

Добавление нового символа в выбранную библиотеку

Rename...

Переименование выбранной схемы или ее отдельной страницы

Delete (Del)

Удаление файлов отчетов или VHDL-файлов

Remove Occurrence Properties

Удаление параметров схем выбранного проекта, которые отличаются от параметров ПП

Make Root

Назначение выбранной папки схемы иерархической структуры в качестве корневой

Replace Cache...

Замена компонента, выбранного в меню кэша проекта Design cache, компонентом с тем же именем из выбранной библиотеки

Update Cache

Замена одного или нескольких компонентов, выбранных в меню кэша проекта (design cache), их содержанием в исходных библиотеках

Cleanup Cache

Очистка кэша проекта (удаление из него компонентов, не используемых в проекте)

Меню Edit (Редактирование)

Undo (Ctrl+Z)

Отмена результата выполнения одной последней команды (откат назад)

Redo

Отмена результата выполнения одной последней команды Undo (откат вперед)

Repeat (F4)

Повторение последней команды (ее имя выводится в меню команд)

И Cut (Ctrl+X)

Удаление выбранного объекта с копированием в буфер обмена

Команда

Назначение

Copy (Ctrl+C)

Копирование выбранного объекта в буфер обмена

Paste (Ctrl+V)

Размещение объекта из буфера обмена

Delete (Del)

Удаление выбранного объекта без копирования в буфер обмена (его содержание не изменяется)

Select All

Выбор всех объектов схемы, включая символ основной надписи

Project...

Добавление файла в папку проекта

Properties... (Ctrl+E)

Просмотр информации о проекте (General — имя файла, дата модификации, Туре — тип файла, Project — тип проекта)

Link Database

Подключение базы данных CIS

Derive Database Part...

Заполнение базы данных компонента

Part

Редактирование символа выбранного компонента

PSpice Model

Вызов программы расчета параметров математических моделей компонентов по паспортным данным

Pspice Stimul

Вызов программы описания внешних воздействий

Browse

Просмотр текстовой информации о проекте:

Parts

Список компонентов

Nets

» Список цепей схемы

Flat Netlist

Список цепей схемы, в которой иерархические блоки заменены их схемами

Hierarchical Ports

Список портов

Off-Page Connectors

Список соединителей страниц

Title Blocks

Список угловых штампов

Bookmarks

Список закладок

DRC Markers

Список маркеров

Mirror

Зеркальное отображение:

Horizontally (H)

По горизонтали

Vertically (V)

По вертикали

Both

В обоих направлениях

Rotate (Ctrl+R)

Вращение выбранного объекта на 90° против часовой стрелки

Group

Объединение нескольких одновременно выбранных объектов в группу для дальнейшего редактирования как единое целое (перемещение, поворот и т.п.)

Команда

Назначение

Ungroup (Ctrl+U)

Отмена объединения объектов в группу

Find... (Ctrl+F)

Поиск объектов разного типа (Parts, Nets, Off-Page connectors, Hierarchical Parts, Bookmarks, DRC Markers, Text). Найденные объекты выделяются. Если вместо имени объекта указать символ *, то будут выделены все объекты выбранного типа

Global Replace

Замена компонентов на текущей странице или во всем проекте

Rename Part Property...

Переименование свойства, заданного пользователем

Delete Part Property...

Удаление свойства, заданного пользователем

Replace

Поиск и замена строки в окне текстового редактора

Go To (Ctrl+G)

Переход в окне текстового редактора к строке с заданным номером

Clear Session Log (Ctrl+Del)

Очистка файла протокола команд

Меню View (Просмотр)

Ascend Hierarchy (Shift+A)

Возвращение на предыдущий более высокий уровень иерархической структуры

Descend Hierarchy (Shif+D)

Переход на следующий более низкий уровень иерархической структуры

Normal

Режим отображения символа компонента в обычном виде

Convert

Режим отображения символа компонента с инверсией на всех выводах (если это возможно)

Part

Режим просмотра и редактирования символа отдельной секции многосекционного компонента

Package

Режим просмотра всех символов многосекционного компонента (их редактирование невозможно)

Next Part (Ctrl+N)

Отображение символа следующей секции многосекционного компонента

Previous Part (Ctrl+B)

Отображение символа предыдущей секции многосекционного компонента

Go To (Ctrl+G)

Перевод курсора в заданную точку на схеме

Zoom

Изменение масштаба изображения:

In (I) Увеличение масштаба изображения (центр | поля зрения указывается курсором)

В

Out (О) Уменьшение масштаба изображения (центр поля зрения указывается курсором)

Scale... Выбор масштаба изображения

Команда

Назначение

Zoom

Area Вывод на весь экран окаймленной части изображения

АИ Вывод на экран полного изображения страницы схемы

Selection Панорамирование и изменение масштаба изображения так, чтобы на экране разместились все выбранные объекты

Redraw (F5) Перечерчивание экрана

Tool Palette

Вывод строки пиктограмм инструментов

Toolbar

Вывод строки пиктограмм команд

Status Bar

Вывод в основное меню строки состояний

Grid

Изображение сетки

Grid Reference

Включение /выключения изображения полей страницы чертежа

Database Part (Ctrl+D)

Просмотр в CIS базы данных выбранного компонента

Меню Place (Разместить)

Part... (Shift+P)

Выбор в библиотеке компонента для размещения его символа на схеме

Database Part...

Размещение на схеме компонента из базы данных CIS (локальной или базы данных Интернет)

Wire (Shift+W)

Рисование электрических цепей. При нажатии кнопки Shift возможен ввод не ортогональных цепей (угол поворота которых не кратен 90°)

Bus (Shift+B)

Изображение шины (линии групповой связи)

Junction (Shift+J

Нанесение точки электрического соединения двух цепей

Bus Entry (Shift+E)

Нанесение отводов от шины, расположенных под углом 45°

Net Alias (Shift+N)

Размещение псевдонимов (дополнительных имен) цепей и шин

Power...

Размещение символов выводов источников питания и «земли»

Ground...

Размещение символов выводов источников питания и «земли»

Off-Page Connector...

Размещение символов соединителей страниц

Hierarchical Block...

Размещение иерархических блоков

Hierarchical Port...

Размещение портов иерархических блоков

Команда

Назначение

Hierarchical Pin...

Размещение выводов иерархических блоков

No Connect

Подключение к выводу компонента символа отсутствия соединений

Pin...

Размещение отдельных выводов при создании символов компонентов

Pin Array...

Размещение массивов выводов при создании символов компонентов

IEEE Symbol...

Нанесение условных обозначении в стандарте IEEE при создании символов компонентов

Title Block...

Размещение основной надписи (углового штампа) с возможностью изменения его масштаба

Bookmark...

Размещение на схеме специальных меток, к расположению которых можно быстро переходить по команде View>Go To

Text... (Shift+T)

Размещение одной или нескольких строк текста с указанием его размера, цвета, ориентации и шрифта (используется шрифт True Туре, допускающий символы кириллицы)

Line

Рисование линии

Rectangle

Рисование прямоугольника

Ellipse

Рисование эллипса или окружности

Arc

Рисование дуги

Polyline (Shift+Y)

Рисование полилинии

Pictire...

Ввод рисунка из растрового графического файла (в формате *.bmp)

Меню Macro (Макрокоманда)

Configure... (F9)

Открытие диалогового окна Configure Macro для просмотра списка макрокоманд, выбора в нем имени текущей макрокоманды, ввода имени новой макрокоманды, ее записи и выполнения

Play (F8)

Выполнение макрокоманды, предварительно выбранной в окне Configure Macro

Record (F7)

Запись макрокоманды, имя которой предварительно выбрано в окне Configure Macro (ее старое содержание стирается)

Меню PSpice (Моделирование)

New Simulation Profile

Создание нового профайла; содержащего параметры моделирования

В Edit Simulation Settings

Редактирование параметров моделирования в текущем профайле

Команда

Назначение

Run (Fll)

Запуск моделирования

View Simulation Results (F12)

Просмотр графиков результатов моделирования (режим Probe)

View Output File

Просмотр текстового файла (*.OUT) результатов моделирования

Create Netlist

Создание списка соединений текущей схемы (*.NET)

View Netlist

Просмотр списка соединений текущей схемы

Place Optimizer Parameters

Размещение на схеме списка оптимизируемых параметров

Run Optimizer

Запуск программы оптимизации

Markers

Размещение на схеме маркеров, с помощью которых указываются величины, отображаемые на графиках:

Voltage Level

Напряжение узла

Voltage Differential

Разность напряжений

Current into Pin

Ток вывода

Power Dissipation

Рассеиваемая мощность компонента

Advanced...

Дополнительные маркеры

Plot Window Templates...

Типовые целевые функции от узловых напряжений

Show All

Показать все графики

Hide All

Стереть все графики

Delete All

Удалить все маркеры

List...

Список маркеров с возможностью их удаления

Bias Points

Отображение на схеме режима по постоянному току

Enable

Включение режима отображения

Enable Bias Current Display

Отображение на схеме токов ветвей

Toggle Selected Bias Current

Выключение значения выбранного тока ветви

Enable Bias Voltage Display

Отображение на схеме узловых потенциалов

Toggle Selected Bias Voltage

Выключение значения выбранного узлового потенциала

Команда

Назначение


Points

Enable Bias Power Display

Отображение на схеме рассеиваемых мощностей компонентов

Toggle Selected Bias Power

Выключение значения выбранной рассеиваемой мощности

Preferences...

Задание параметров (цвет и шрифт значений токов и напряжений, вывод их на печать)

Меню Accessories (Аксессуары)

Rotate Aliases (F9)

Поворот на схеме имен псевдонимов

Allegro Netlist

Составление списка соединений в формате программы разработки ПП Allegro

Hierarchy Report

Экспорт иерархических проектов

Associate DLL's

Подключение DLL-библиотек

Меню Tools (Инструменты)

Annotate...

Назначение позиционных обозначений и упаковочной информации компонентам одной или нескольких страниц схемы в автоматическом режиме

Annotate...

Выполнение перестановок логически эквивалентных секций компонентов и выводов в процессе обратной корректировки схемы (под управлением файла *.swp)

Update Properties...

Обновление параметров компонентов и цепей на основе информации в файле обновления *.upd

Part Manager

Менеджер компонентов Capture CIS:

Open

Открытие менеджера компонентов

Update

Обновление содержания менеджера компонентов

Design Rules Check...

Проверка соблюдения правил проектирования DRC и правил составления электрических принципиальных схем ERC

Create Netlist...

Составление файла списка соединений выбранной страницы схемы в форматах EDIF 2 0 0 (в файле с расширением имени *.edn), SPICE (*.cir, *.map), VHDL (*.vhd), Verilog (*.v), Layout (*'.mnl), PCB 386+ (*.net), VST (*.inf), OHDL (*.pld), XNF (*.xnf) и др. (Allegro, Altera, PADS, P-CAD, Tango, ...)

Cross Reference.,.

Составление отчета о проекте или выбранной странице с указанием ссылок на номера страниц и имена библиотек (.xrf)

• Bill of Materials...

Составление отчета о

проекте или кыбрянной странице (*.bom)

Export Properties...

Запись параметров всего проекта или выбранного документа (проекта или библиотеки) в текстовый файл с расширением имени .ехр (в качестве разделителя используется символ табуляции)

Команда

Назначение

Import Properties...

Импорт файла параметров проекта

Generate Part...

Создание новых компонентов на основании базы данных текущего проекта

Меню Reports (Отчеты)

CIS Bill of Materials

Составление отчетов о проекте в подсистеме Capture CIS:

Standard...

Стандартная форма отчета

Crystal Reports...

Отчет в формате программы Crystal Reports фирмы Seagate Technology

Variant Report...

Составление отчета о вариантах схемы

Меню Options (Настройка параметров)

Preferences...

Задание параметров. При редактировании схем на закладках Color/Print, Grid Display, Pan and Zoom, Select, Miscellaneous, Text Editor устанавливаются цвета различных объектов, коэффициенты масштабирования, характер выбора объектов и др. При моделировании на закладке Run, Groups, Reports, Editor, Fonts, Colors указывается продолжительность моделирования, тип задержки сигналов, состав отчета об ошибках и др.

Design Template...

Задание параметров шаблона схемы на закладках Fonts, Title Block, Page Size, Grid Reference, Hierarchy, SDT Compatibility

CIS

Configuration... (Shift+F)

Задание конфигурации системы Capture CIS

Update Part Status (Alt+L)

Изменение параметров размещенных на схеме компонентов после изменений базы данных проекта (например, после использования баз данных CIS)

Design Properties

Просмотр и редактирование свойств схемы (на закладках Fonts. Hierarchy. SDT Compatibility. Miscellaneous)

Product Configuration

Выбор конфигурации программного обеспечения: Capture или Capture CIS, PSpice или PSpice A/D

Schematic Page Properties...

Задание параметров текущей страницы схемы на закладках Page Size, Grid Reference, Miscellaneous

Part Properties...

Просмотр и редактирование параметров символа компонента

Package Properties...

Просмотр и редактирование параметров упаковки компонента в корпус

Меню Window (Окно)

New Window

Открытие нового окна, на котором размещена текущая схема для одновременного просмотра разных фрагментов одной и той же схемы большого размера

Команда

Назначение

Cascade

Каскадное расположение открытых окон

Tile Horizontally

Последовательное расположение открытых окон по горизонтали

Tile Vertically

Последовательное расположение открытых окон по вертикали

Arrange Icons

Упорядочивание размещения иконок свернутых окон в нижней части экрана

1. Session Log

Протокол сессии

2. < проект >.opj

Загрузка менеджера проектов

3. <имя окна>

Список открытых окон

Меню Help (Помощь)

Help Topics (Fl)

Вывод содержания, предметного указателя и средств поиска терминов встроенной инструкции по OrCAD Capture

Learning Capture

Вызов электронного учебника по OrCAD Capture

About Capture

Вывод номера версии программы и ее регистрационного номера

Выход в Интернет:

OrCAD Home Page Загрузка сайта www.orcad.com

Customer Support Выход на службу технической поддержки www.orcad.com/technical

SpinCircuit Home Загрузка сайта www.spincircuit.com Page

OrCAD CIS

Информация о CIS

PSpice

Информация о программе PSpice

Примечание.

Три точки после имени команды (...) отмечают так называемые расширенные команды, перед выполнением которых необходимо ввести дополнительную информацию на панелях диалога

 

 

Глава 3. Подготовка схем с помощью PSpice Shematics

3.1. Общие положения

 

Глава 3.

Подготовка схем с помощью PSpice Shematics

3.1. Общие положения

Графический редактор PSpice Schematics пакета OrCAD 9.2, заимствованный из популярного в свое время пакета DesignLab [7], предназначен только для передачи данных в программы моделирования PSpice и параметрической оптимизации PSpice Optimizer. Если же необходимо разработать ПП, то созданную в PSpice Schematics схему необходимо импортировать в программу OrCAD Capture по команде File>Import Design и затем по команде Tools>Create Netlist составить список соединений проекта для дальнейшей передачи в OrCAD Layout.

После загрузки графического редактора под управлением Windows (головной модуль программы находится в файле psched.exe, загружается щелчком по пиктограмме, файл конфигурации pspice.ini аналогичен файлу msim.ini пакета DesignLab, см. замечание в конце разд. 1.2) выводится его основной экран (рис. 3.1). В верхней части экрана располагается горизонтальное меню, состав пунктов которого зависит от выбранного режима редактирования:

  • редактирование принципиальных электрических схем;
  • редактирование символов компонентов.

После загрузки программы устанавливается режим редактирования схем. На схему наносятся изображения символов компонентов, которые соединяются электрическими проводниками или линиями групповой связи (шинами), а также имена цепей и текстовые надписи, редактируются и создаются вновь атрибуты компонентов. Схема может располагаться на одной или нескольких страницах, возможны иерархические структуры. Правильность составления схемы проверяется с помощью команды Analysis>Electrical Rule Check; отыскиваются, конечно, лишь простейшие ошибки, например неподсоединенные выводы.

В центре верхней строки экрана размещается имя файла текущей схемы и номер страницы. Звездочка (*) перед именем схемы означает, что в схему внесены изменения, которые еще не сохранены. После номера страницы в скобках указывается состояние схемы: simulation - - выполнение моделирования; simulation error — ошибки, возникшие при моделировании, current — отсутствие изменений в схеме после выполнения моделирования, stale — измененная схема.

В нижней части экрана размещается строка состояний. В ней слева указаны текущие координаты курсора X, Y в выбранной системе единиц (английской или метрической, устанавливается по команде Options>Page Size). Справа указывается имя текущей подкоманды, а посередине — строка сообщений с краткими указаниями по выполнению текущей команды.

Рис. 3.1. Экран редактора PSpice Schematics в режиме редактирования схем

После выбора команды из меню команд вниз разворачивается подменю со списком подкоманд, ряд которых имеет опции для их настройки, устанавливаемые в диалоговых окнах. Выбор пункта меню осуществляется с помощью клавиатуры или мыши. При использовании клавиатуры для выбора пункта горизонтального меню нажимается клавиша Alt и одновременно клавиша с буквой, подчеркнутой в имени команды (см. рис. 3.1). Для вызова команды из ниспадающего меню просто нажимается клавиша с подчеркнутой буквой. Кроме того, имеется набор ггиктограмм для быстрого вызова наиболее употребительных подкоманд (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Пиктограммы редактора схем

Команда

Команда

File>New

(построение новой схемы)

Edit>Attributes(peдактирование атрибутов выбранного компонента)

File>Open

(загрузка существующей схемы)

Edit>Symbol (редактирование символа, выбранного на схеме)

 

Команда

Команда

File>Save

(сохранение схемы)

Analysis>Setup

(задание директив моделировании)

File>Print

(немедленный вывод на принтер)

Analysis>Simulate

(выполнение моделирования)

Edut>Cut

(удаление выбранного объекта с размещением его в буфере)

Graphics>Arc

(рисование дуги)

Edit>Copy (копирование выбранного объекта в буфер)

Graphics>Box

(рисование прямоугольника)

Edit>Past (размещение на схеме объекта, находящегося в буфере)

Graphics>Circle

(рисование окружности)

Edit>Undo (откат назад)

Graphics>Polyline рисование полилинии)

Edit>Redo

(откат вперед)

Graphics>Pin (добавление вывода к символу компонента)

View>Redraw

(перечерчивание)

Draw>Text, Graphics>Text

(ввод строки текста)

View>In

(увеличение масштаба)

Draw>Text Box (ввод на схеме нескольких строк текста, заключенных в рамку)

View>Out

(уменьшение масштаба)

Draw>Insert Picture

(ввод рисунка)

View>Area (вывод на весь экран окаймленной части схемы)

Нанесение маркера для построения в программе Probe графика узлового потенциала

View>Fit

(вывод на весь экран всей схемы)

Нанесение маркера для построения в программе Probe графика тока через вывод компонента

Draw>Wire (изображения проводника на схеме)

Вывод на схему значений потенциалов по постоянному току всех узлов

Draw>Bus

(изображения на схеме линии групповой связи — шины)

Показать /удалить значение потенциала по постоянному току выбранного узла схемы

Draw>Block (размещение на схеме блока, имеющего иерархическую структуру)

Вывод на схему значений постоянных токов всех ветвей схемы

Draw>Get New Part (размещение на схеме нового символа), Part>Get (выбор символа компонента для редактирования)

Показать/удалить значения постоянного тока выбранного компонента схемы

Part>Symbol Wizard

(вызов мастера создания символов)

Нажатием (щелчком) левой кнопки мыши выбираются пункты меню и команды, а на чертеже схем — различные объекты (компоненты, их выводы, проводники, метки, элементы графики и т.п.). Выбранные объекты ярко высвечиваются (обычно красным цветом). Работа с мышью производится по правилам, указанным в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Работа с мышью

Клавиша мыши

Действие

Функция

Левая

Одинарный щелчок

Выбор объекта (выбранный объект изменяет окраску)

Одинарный щелчок на выбранном объекте и удерживание кнопки

Буксировка выбранного объекта

Двойной щелчок при расположении курсора на объекте

Редактирование выбранного объекта

Shift+одинарный щелчок

Выбор нескольких объектов

Двойной щелчок

Завершение команды

Правая

Одинарный щелчок

Прерывание команды

Двойной щелчок

Повторение предыдущей операции

Поясним основные функции мыши.

Выбор — выбор объекта (компонента, проводника, текста и т.п.) осуществляется щелчком левой кнопки мыши. Цвет выбранного графического объекта (символ, проводник, шина) изменяется обычно на красный. При выборе атрибута компонента он окаймляется прямоугольной рамкой, а символ компонента, которому он принадлежит, — пунктирной рамкой. Выбор следующего объекта отменяет выбор предыдущего. Для одновременного выбора группы из нескольких объектов нужно при их выборе нажать и удерживать кнопку Shift, для исключения объекта из группы нажимается Shift и производится щелчок по объекту. Выбор всех объектов, находящихся в некоторой области, осуществляется нажатием левой клавиши мыши и ее удерживанием при перемещении мыши по схеме — в результате на экране появляется растягивающийся прямоугольник (Region of Interest box, ROI), положение которого фиксируется при отпускании клавиши. Выбранный объект, группу объектов или область можно перемещать, вращать, копировать и удалять.

Буксировка — перемещение одного или нескольких выбранных объектов или области выполняется нажатием и удерживанием левой клавиши мыши, после чего курсор перемещают в новое положение. Фиксация выполняется после отпускания клавиши.

Отмена команды — отмена текущей команды выполняется нажатием на клавиатуре кнопки Esc, выбором режима Cancel в диалоговом окне, редактирования или однократным щелчком левой клавиши мыши.

Растягивание — при выполнении команды Draw>Block на схеме появляется изображение прямоугольного блока, размеры которого изменяются с по-

мощью левой кнопки мыши. В режиме редактирования схем и символов аналогично растягиваются линии, прямоугольники, дуги и окружности, введенные по командам Draw>Polyline, Draw>Box, Draw>Arc, Draw>Circle.

Редактирование атрибутов — двойной щелчок на символе компонента, проводнике, тексте или атрибуте вызывает на экран диалоговые окна редактирования.

Для ускорения работы с графическим редактором ряд наиболее употребительных команд, помимо пиктограмм, вызывается с помощью функциональных клавиш Fn и комбинаций клавиш, назначение которых приведено в табл. 3.3, 3.4.

Таблица 3.3. Функциональные клавиши

Функциональная клавиша

Редактирование схем

Редактирование символов

F1

Помощь, Help

Помощь, Help

F2

Перейти на нижний уровень иерархии, Navigate>Push

Включение сетки, Options>Display Options

F3

Перейти на верхний уровень иерархии, Navigate>Pop

F4

Привязка текста к сетке, Options>Display Options

Привязка текста к сетке, Options>Display Options

F5

Ортогональность, Options>Display Options

Автоматическая прокрутка, Options>Display Options

F6

Привязка к сетке, Options>Display Options

Привязка к снетке, Options>Display Options

F7

Автоматическая нумерация проводников /портов, Optipns>Auto-Naming

F8

Автоматическое повторение, Options>Auto-Repeat

Автоматическое повторение, Options>Auto-Repeat

F9

Режим «резиновой нити», Options>Display Options

F10-

Вывод списка ошибок, File>Current Errors

Вывод списка ошибок, File>Current Errors

F11

Вызов программы моделирования, Analysis>Simulate

F12

Вызов программы Probe, Analysis>Probe

 

Примечание.

Нажатие клавиш Shift+Fn отменяет действие соответствующей команды.

Таблица 3.4. Комбинации функциональных клавиш

Комбинация клавиш

Редактирование схем

Редактирование символов

Cirl+A

Просмотр области, View>Area

Просмотр области, View>Area

Ctrl+B

Ввод шины, Draw>Bus

Ctrl+C

Копирование в буфер обмена, Edit>Cut

Ctrl+D

Провести проводник заново, Draw>Rewire

Определение корпуса, Part>Definition

Ctrl+E

Ввод метки, Edit>Label

Редактирование упаковочной информации, Packaging>Edit

Ctrl+F

Зеркальное отображение, Edit>Flip

Зеркальное отображение, Edit>Flip

Ctrl+G

Взять новый символ, Draw>Get New Part

Взять новый символ, Part>Get

Ctrl+H

Изменить, Edit>Change

Ctrl+I

Увеличить изображение, View>In

Увеличить изображение, View>In

Ctrl+L

Перерисовать, View>Redraw

Перерисовать, View>Redraw

Ctrl+M

Пометить маркером цепь для вывода ее потенциала с помощью программы Probe, Markers>Mark Voltage>Level

Ctrl+N

Перерисовать схему на всю страницу, View>Fit

Перерисовать символ на весь экран, View>Fit

Ctrl+0

Уменьшить изображение, View>Out

Уменьшить изображение, View>Out

Ctrl+P

Поместить на схему символ, Draw>Place Part

Список выводов, Part>Pin List

Ctrl+R

Повернуть символ на 90°, Edit>Rotate

Повернуть символ на 90°, Edit>Rotate

Ctrl+S

Сохранить, File>Save

Сохранить, File>Save

Ctrl+T

Ввести текст, Draw>Text

Тип вывода, Edit>Pin Type

Ctrl+Z

Восстановить удаленный объект, Edit>Undo (откат назад)

Восстановить удаленный объект, Edit>Undo (откат назад)

Ctrl+V

Взять из буфера, Edit>Past

Взять из буфера, Edit>Past

Ctrl+W

Ввести проводник, Draw>Wire

Ctrl+X

Удалить объект с копированием в буфер, Edit>Cut

Удалить объект с копированием в буфер, Edit>Cut

Ctrl+Y

Отменить удаление объекта, Edit>Redo (откат вперед)

Отменить удаление объекта, Edit>Redo (откат вперед)

Delete

Удалить объект, Edit>Delete

Удалить объект, Edit>Delete

Пробел

Повторить, Draw>Repeat

Повторить, Draw>Repeat

Для визуализации результатов моделирования на схему наносятся различные маркеры и символы:

  • отображение на экране программы PSpice в текстовой строке текущих значений напряжений узлов, помеченных на схеме символами WATCH 1. Используются для качественного контроля правильности моделирования, чтобы прервать расчеты при наличии явно неверных результатов, не дожидаясь их окончания (полезны при проведении длительных расчетов);
  • отображение на схеме значений потенциалов по постоянному току узлов, помеченных символами VIEWPOINT;
  • запись в текстовый файл с расширением имени .VEC временной диаграммы вектора логических состояний цифровых узлов, помеченных на схеме символами VECTOR;
  • построение на экране программы Probe графиков потенциалов узлов или токов через выводы компонентов, помеченных на схеме специальными маркерами. Простейшие маркеры наносятся на схему нажатием на пиктограммы, более сложные — командами меню Markers;
  • назначение цвета, в который будет окрашен маркер на схеме и соответствующая кривая на экране программы Probe;
  • вывод на схему значений потенциалов по постоянному току всех узлов;
  • вывод на схему значений постоянных токов всех ветвей схемы;
  • стирание значения потенциала по постоянному току выбранного узла схемы;
  • стирание значения постоянного тока выбранной ветви схемы;
  • при включении в разрыв цепи символа IPROBE после завершения моделирования на схеме отображается значение тока цепи в режиме по постоянному току.

Нажатие на пиктограмму приводит к выводу на схему значений узловых потенциалов всех узлов схемы, из которых большая часть неинформативна и они загромождают изображение схемы. Поэтому их приходится стирать, поочередно помечая курсором значение узлового потенциала и затем щелкать курсором по пиктограмме, что для сложных схем занимает много времени. Поэтому при необходимости просмотреть значения небольшого числа узловых потенциалов по постоянному току удобнее помечать их символом (см. рис. 3.1).

3.1.gif

Изображение: 

3.2. Редактирование принципиальных схем

 

3.2. Редактирование принципиальных схем

Редактирование принципиальных схем осуществляется с помощью ряда команд, сгруппированных в следующих разделах горизонтального меню:

  • File — загрузка, создание и сохранение файлов схем, вывод схем на принтер или плоттер, переход в режим редактирования символов;
  • Edit — редактирование или удаление символов компонентов на текущей схеме;
  • Draw — ввод проводников, шин и размещение символов компонентов на текущей странице схемы;
  • Navigate — выбор страницы схемы для редактирования;
  • View — изменение масштаба изображения схемы на экране;
  • Options — установка параметров изображения данных на дисплее и принтере/плоттере;
  • Analysis — создание списка соединений схемы, поиск ошибок в схеме, вызов программ моделирования PSpice и программы Probe;
  • Tools — вызов программы PSpice Optimizer, упаковка компонентов,создание макромоделей;
  • Markers — размещение на поле чертежа маркеров, помечающих узлы цепи или выводы компонентов, графики напряжений или токов которых выводятся с помощью программы Probe;
  • Window — работа с окнами;
  • Help — вызов средств помощи.

Список команд редактирования принципиальных схем с их кратким описанием приведен в разд. 3.6 в табл. 3.9.

 

3.2.1. Настройка конфигурации

 

3.2.1. Настройка конфигурации

Работа с графическим редактором начинается с очистки поля экрана выбором команды File>New или загрузкой созданного ранее файла схемы по команде File>Open. После этого приступают к настройке конфигурации схемного редактора с помощью команд меню Options (рис. 3.2). При загрузке редактора конфигурация устанавливается по умолчанию, однако полезно убедиться в ее правильности и при необходимости ввести корректировку. Параметры конфигурации заносятся в файл msim.ini и сохраняются при работе с последующими схемами.

  1. Основные параметры. По команде Options>Display Options (рис. 3.3) устанавливаются следующие параметры:
  • Grid On — включение/выключение координатной сетки;
  • Snap-to-Pin — включение/выключение режима привязки концов проводников или сегментов шин при их нанесении на схему к ближайшему выводу компонента, находящемуся в области захвата, радиус которой определяется параметром Gravity (этот режим рекомендуется включать всегда);

Рис. 3.2. Меню Options

Рис. 3.3. Диалоговое окно команды Options>Display Options

Рис. 3.4. Масштаб изображения символов компонентов

  • Stay-on-Grid — включение/выключение режима привязки всех объектов к узлам сетки при нанесении их на схему (этот режим рекомендуется включать всегда);
  • Rubber band — включение/выключение режима перемещения компонентов вместе с подсоединенными к нему проводниками (при выключении этого режима перемещаемые компоненты отрываются от подсоединенных к нему проводников, что удобно при перемещении компонентов на большие расстояния; его рекомендуется включать при незначительных смещениях компонентов, выполняемых при редактировании схемы);
  • Orthogonal - переключение режимов ввода только ортогональных проводников и проводников с произвольным наклоном;
  • Cursor X and Y — вывод текущих координат курсора в строке состояний (рекомендуется включать всегда);
  • Grid Size — шаг сетки;
  • Text Grid — привязка текста к узлам сетки (Stay on Grid) и задание ее шага (Grid Size);
  • Gravity — радиус области захвата.

Шаг координатной сетки Grid Size рекомендуется устанавливать равным 2,5 мм или 0,1 дюйма. С таким шагом выполнены фирменные библиотеки, поставляемые вместе с OrCAD, и это обеспечивает попадание в узлы сетки выводов всех компонентов (рис. 3.4). При этом символы компонентов имеют меньшие размеры, чем требуют отечественные ЕСКД. Так, например, размеры резистора составляют 5x2,5 мм, в то время как по ЕСКД должно быть 10x4 мм. Это было необходимо при выполнении графических работ вручную. Сейчас при выводе чертежей на современное периферийное оборудование имеет смысл уменьшить габариты символов для сокращения размеров схем при сохранении их высокой читаемости. В крайнем случае для удовлетворения всем требованиям ЕСКД достаточно при выводе схем на печать применять увеличение масштаба. Что касается непривычной графики импортных символов, то ее можно самостоятельно легко изменить, что сделано на рис. 3.4 на примере резистора (см. также возможности мастера создания символов Symbol Wizard в меню Part редактора символов, разд. 3.3).

  1. Формат чертежа и система единиц. Формат чертежа и система единиц (метрическая/английская) выбираются по команде Options>Page Size (рис. 3.5). В левой колонке меню этой команды выбирается формат листа схемы в американской системе А, В, ...., Е — и одновременно тем самым все размеры на схеме устанавливаются в дюймах (inch). В правой колонке выбирается формат листа в привычной нам европейской системе А4, A3, ..., А0 — и все размеры на схеме устанавливаются в миллиметрах (mm). Обратим внимание, что во всех стандартных форматах длинная сторона листа располагается по горизонтали. Нестандартные размеры листа схемы устанавливаются выбором пункта меню User Defined (Формат, задаваемый пользователем). Следует иметь в виду, что указываемые здесь данные определяют размеры внутренней рамки на листе схемы, поэтому при задании полей по 5 мм со всех сторон листа формата А4 следует задать размер по горизонтали 200 мм, по вертикали 287 мм (см. подробнее о задании рамок и основных надписей на чертеже ниже при обсуждении меню Editor Configuration>Page Settings). Формат бумаги (и, соответственно, систему единиц) можно многократно изменять в процессе редактирования схемы.
  2. Угловой штамп (основная надпись). Изображение основной надписи и ряд других параметров выбираются в меню команды Options>Editor Configuration .

На строке Title Block Symbol указывается имя символа основной надписи (углового штампа). По умолчанию загружается угловой штамп titleblk, находящийся в библиотеке special.slb как отдельный символ . Пользователи могут самостоятельно создавать угловые штампы по ЕСКД, переходя в режим редактирования символов (см. разд. 3.3). Нужно только иметь в виду ряд обстоятельств:

1) После создания графики углового штампа по команде Graphics>Origin в качестве точки привязки символа указать правый нижний угол штампа (тем самым обеспечивается правильное расположение углового штампа относительно рамки чертежа);

2) В строке Туре команды Part>Definition выбрать тип символа title block;

Нажатием на панель Page Settings открывается меню настройки параметров листа схемы . В верхней части этого меню дублируются данные о размерах листа. На строке Pin-to-Pin Spacing указывается расстояние между смежными выводами символов, устанавливаемое при автоматической генерации символов.

В окне Borders выбирается один из двух пунктов:

  • Outline — изображение только внутренней рамки листа . Размер полей устанавливается в строке Margin, количество зон (строки Zones) задается равным нулю по горизонтали и по вертикали;
  • Zoned — изображение по периферии рамки зон, помечаемых буквами или цифрами, как принято в американской документации.

На строке Rounded Corners включается режим рисования внешней рамки листа со скругленными углами.

  1. Подключение библиотек символов. В верхней части меню команды Editor Configuration в окне Libraries приведен список подключенных библиотек символов компонентов (расширение имени файлов .SLB) и их упаковочной информации (расширение имени файлов .PLB), а в строке Library Path — путь доступа к библиотекам. Эти библиотеки подключаются к программе Schematic при ее загрузке (их список хранится в файле pspice.ini). Для редактирования списка этих библиотек щелчком выбирается кнопка Library Settings, и открывается меню. Имя файла подключаемой библиотеки указывается после щелчка по кнопке Browse в стандартном стиле Windows. После выбора имени файла библиотеки нажимается одна из кнопок Add* или Add Local. При нажатии кнопки Add* подключаемая библиотека будет доступна для всех проектов, а при нажатии Add Local — только для текущего проекта.
  2. Вызов отдельных программ системы OrCAD. Кнопка Арр Settings меню Editor Configuration открывает меню настройки командных строк вызова отдельных программ системы OrCAD, вызываемых из оболочки PSpice Schematics.

    На панели Simulation Command диалогового окна Арр Settings указывается имя программы моделирования pspice.exe. На панели Other Commands вводятся командные строки вызова остальных программ системы, кроме схемного редактора. Для этого нужно по очереди выбрать щелчком курсора имя одной из команд, которое перенесется на строку Command, и отредактировать ее. Форматы командных строк вызова программ описаны в [7].

  3. Вывод на дисплей и принтер графической и текстовой информации. Разрешение размещения на экране и твердой копии различной графической и текстовой информации и задание их параметров (цвет объекта и фона, толщина

В окне Display Layers выбирается один из графических или текстовых объектов, перечень которых приведен в табл. 3.5.

Таблица 3.5. Перечень графических и текстовых объектов

Annotation Graphics

Графика неэлектрических объектов

Attribute Text

Текст атрибутов

Background

Фон

Buses

Шины

Grid

Сетка

Hidden Pins

Скрытые выводы (обычно это выводы питания и «земли» интегральных схем)

Junctions

Точки соединения проводников

Labels

Имена (метки) цепей

Markers and Viepoints

Маркеры

Obsolete Sim. Currents

Панель отображения постоянных токов

Obsolete Sim. Voltages

Панель отображения постоянных напряжений

Page Boundary

Рамка чертежа страницы

Part Names

Имена корпусов компонентов

Pin Names

Имена выводов

Pin Numbers

Номеров выводов

Pins

Выводы символов

Ports

Порты

RefDes

Позиционные обозначения компонейтов

Selection

Выбранные объекты

Simulation Currents

Значения постоянных токов

Simulation Voltages.

Значения постоянных напряжений

Stimulus

Генераторы сигналов

Symbol Text

Текст символа

Text

Текстовая строка

Text Box

Текст окна с несколькими строками

Title Block

Рамка чертежа

User Def. #1

Первый параметр, задаваемый пользователем

User Def. #2

Второй параметр, задаваемый пользователем

Wires

Проводники

В правой части диалогового окна расположены три закладки:

  • General — выбор цвета объекта, включение/выключение изображения его на экране (поставить/стереть значок на панели Display) и принтере/плоттере (поставить/стереть значок на панели Print);
  • Graphics — выбор цвета линий графики, их ширины, стиля (сплошная, пунктир, штрих-пунктир) и цвета заливки фона;
  • Text — выбор названия шрифта, его размера, цвета фона и скругление его рамки.

Нажатие клавиши Restore All Defaults устанавливает все настройки по умолчанию.

 

3.2.gif

Изображение: 

3.3.gif

Изображение: 

3.4.gif

Изображение: 

3.7a.gif

Изображение: 

3.2.2. Создание принципиальных схем

 

3.2.2. Создание принципиальных схем

  1. Размещение компонентов на схеме. Создание схемы начинается с размещения компонентов. Нажатием на пиктограмму (команда Draw>Get New Part) открывается диалоговое окно выбора имени компонента.

Если в строке Part Name указать символ *, то в расположенном под ней окне выводится алфавитный список компонентов, содержащихся во всех подключенных библиотеках. Список компонентов пролистывается с помощью линейки прокрутки. Можно также в строке Part Name набрать имя компонента или его начальные символы. Нужный компонент указывается щелчком курсора, после чего изображение его символа выводится в центральном окне, а имя библиотеки, в которой он находится, — в расположенной выше этого окна строке Library. Одновременно в окне Description выводится краткая характеристика выбранного компонента.

Если известно имя библиотеки, где находится нужный компонент, нажимается кнопка Libraries и в открывшемся меню выбирается библиотека и затем компонент.

Кроме того имеется средство поиска компонента по ключевым словам, указываемым в окне Description Search. В этом окне водится одно или несколько ключевых слов, разделяемых символами &. Поиск выполняется в текстовых описаниях компонентов, тех же самых, что отображаются в окне Description. Режим поиска выбирается в расположенной ниже строке:

  • Create New Part List — создание нового списка компонентов, в описаниях которых содержатся указанные ключевые слова;
  • Add to Part List — добавление найденных компонентов к существующему списку;
  • Search within Part List — дополнительный поиск в пределах существующего списка.

Информация об области поиска выводится в левой нижней части окна: Full List — поиск по всем компонентам; Partial List — поиск в существующем списке компонентов.

После выбора компонентов его символ размещается на схеме. Сначала на схеме появляется изображение символа, перемещаемое вместе с курсором. Одновременное нажатие клавиш Ctrl+R поворачивает компонент на 90°, Ctrl+F — его зеркально отражает. Щелчок левой кнопки мыши фиксирует компонент, и после этого можно разместить на схеме еще одну его копию. Щелчок правой кнопки мыши прекращает ввод данного компонента.

Режим размещения компонентов определяется в диалоговом меню команды Draw>Get New Part с помощью следующих кнопок:

  • Close — закрыть диалоговое меню;
  • Place — разместить символ компонента на схеме;
  • Place&Close — разместить символ компонента на схеме и закрыть диалоговое меню.

Нажатие кнопки Edit Symbol переводит программу в режим редактирования графического символа выбранного компонента.

Имена последних 10 размещенных на схеме символов заносятся в стек для ускорения поиска наиболее распространенных компонентов. Содержимое этого стека раскрывается по команде Place Part или щелчком по изображению стрелки справа от панели 7400 Ц8. Символ выбранного в раскрывшемся вниз списке компонента размещается на схеме.

Замечания.

1). В процессе выбора места расположения компонента на схеме его можно повернуть или получить зеркальное изображение нажатием клавиш Ctrl+R (Rotate) или Ctrl+F (Flip).

  1. Простановка позиционных обозначений. Для автоматической простановки позиционных обозначений компонентов при их вводе нужно в меню команды Options>Auto-Naming включить режим Enable Auto-Naming и проставить начальный номер позиционного обозначения. Тогда, например, при вводе резисторов они последовательно получат позиционные обозначения Rl, R2 и т.д. Биполярные транзисторы из фирменных библиотек получат обозначения Q1, Q2 и т.д. Префикс позиционного обозначения компонента задается при создании его символа, см. разд. 2.3. Отредактировав атрибут позиционного обозначения REFDES, можно именовать транзистор (и другие компоненты) по ЕСКД, например как VT1, VT2 и т.д.

Если же режим Enable Auto-Naming выключить, то после префикса позиционного обозначения всех введенных компонентов будет проставляться знак вопроса, например R?. Символы компонентов, у которых в одном корпусе находится несколько секций, приобретают позиционные обозначения с указанием именем первой секции А, например, U1A, U2A. и т.д. Редактирование позиционных обозначений и распределение секций компонентов по корпусам производится двумя способами.

Для редактирования вручную необходимо щелчком курсора выбрать позиционное обозначение компонента, вокруг которого будет обведена рамка, и одновременно пунктирной рамкой будет выделен компонент, которому оно принадлежит, как показано на рис. 3.13, а. Последующий щелчок курсора открывает диалоговое окно редактирования позиционного обозначения компонента (рис. 3.13, б), в котором имеются строки (это окно сразу открывается двойным щелчком курсора на позиционном обозначении компонента):

  • Pakage Reference Designator — позиционное обозначение корпуса компонента;
  • Gate — имя секции компонента (обозначаются буквами А, В, С, ...);
  • Package Type (Footprint) — тип корпуса (DIP14, DIP16, SOIC24, ТО-5, CDIP8 и др.).

Проставляемое на схеме позиционное обозначение символа компонента состоит из позиционного обозначения корпуса компонента, к которому добавляется имя секции, например, U1A, U1B, U1C, U1D, U2A, U2B. Редактирование позиционных обозначений с учетом распределения секций по корпусам (так называемая процедура «упаковки») выполняется по окончании рисования схемы вручную или в автоматическом режиме по команде Tools>Package (см. ниже).

  1. Редактирование параметров компонентов. Все компоненты характеризуются списком атрибутов (параметров), который открывается двойным щелчком по любой точке, находящейся внутри изображения символа компонента (или сначала можно щелчком курсора выбрать компонент — он изменит цвет на красный — и после этого выполнить команду Edit>Attribute). Символ «а» слева от имени атрибута отмечает атрибуты, назначаемые системой, символ «*» — атрибуты, которые нельзя редактировать в режиме рисования схем (только в режиме редактирования символов). На схеме видны не все атрибуты, а только те, которые выбраны в режиме редактирования символов. Так для транзисторов отображается их тип (например, 2N2222, КТ315А), а для резисторов параметр — значение сопротивления (например 1к, что означает 1 кОм).
  2. Размещение электрических цепей. После выбора команды Draw>Wire или пиктограммы курсор приобретает форму карандаша. Начало цепи, точка излома, точка соединения с другой цепью или выводом компонента фиксируется щелчком левой кнопки мыши. Если в меню Options>Display Options помечена строка Orthogonal, то цепи проводятся только по горизонтали или вертикали. Для прокладки цепей под произвольным углом следует этот режим отключить. Щелчок правой кнопкой прекращает рисование цепи. При этом последний сегмент цепи окрашен в красный цвет, т.е. данная цепь выбрана для редактирования. В частности, ей можно присвоить имя по команде Edit>Label (или одновременным нажатием клавиш Ctrl + E). Если в меню Options>Auto-Naming включен режим автоматического именования цепей Wire>Port Labels>Enable Auto-Increment, то последовательное выполнение команды Edit>Label присвоит выбираемым цепям имена, шаблон которых указан в строке Label Template.

    Электрические соединения пересекающихся проводников обозначаются жирной точкой . Если провести два проводника, не останавливаясь в точке их пересечения, то электрическое соединение не образуется . Точка соединения автоматически проставляется только для Т-образных пересечений проводников. Поэтому для обеспечения электрического контакта пересекающихся проводников необходимо сначала нарисовать первый проводник, затем начать рисовать второй и закончить его (нажатием левой кнопки) в точке пересечения с первым — в результате будет нанесена точка электрического соединения. После этого можно продолжить построение второго проводника от этой точки. Заметим, что при включении параметра Orthogonal команды Options>Display Options проводники проводятся только с изломами под прямым углом, а при включении параметра Rubberband закрепленный с одной стороны проводник при движении курсора растягивается как резиновая нить.

    При редактировании схемы возможно перемещать отдельные сегменты проводников. Причем характер перемещений зависит от того, включен ли режим Rubberband в меню Display Options. Если этот режим не включен, то выбранные сегмент отрывается от смежных и перемещается независимо от них, не изменяя размеров и., разрывая электрические связи. При включении этого режима электрические связи не рвутся, а сегмент проводника,при параллельном перемещении не изменяет своих размеров, растягивая или сжимая смежные проводники, а при продольном перемещении изменяет свои размеры.

  3. Размещение шин. Шина (линия групповой связи) рисуется по команде Draw/Bus или после нажатия на пиктограмму, и ей обязательно присваивается имя. Имя шины может иметь одну из форм: D[0—12],Т)[0:12], D[0..12] или перечисление имен входящих в нее цепей DBO, DB1, CLK. Например шина, которой присвоено имя D[l—5], означающее, что в ее состав входят цепи Dl, D2,...,D5. Имена можно присваивать и отдельным секциям шины, состоящим из разного количества цепей.

    Входящие в состав шины цепи рисуются либо индивидуально, либо с использованием возможностей копирования. Во втором случае сначала открывается панель Auto-Repeat в меню Options , указывается величина смещения между соседними проводниками по горизонтали или вертикали и включается режим Enable Auto-Repeat (щелчком курсора проставляется галочка в прямоугольном окошечке). Затем нажимается пиктограмма и проводится отрезок цепи, конец которого фиксируется щелчком левой клавиши мыши (правая клавиша ни в коем случае не нажимается, так что команда ввода не заканчивается и изображение карандаша не пропадает). Нажатие клавиши [Пробел] рисует копию этого отрезка, смещенную вниз или вправо на заданное расстояние.

    Именование цепей, входящих в состав шины, также производится либо вручную, либо автоматически. Во втором случае в диалоговом окне команды Auto-Naming на строке Label Template указывается имя первой цепи, например D1, и включают режим Enable Auto-Increment. После этого щелчком курсора выбирают первую цепь (она изменяет цвет) и нажимают клавиши Ctrl+E (быстрый вызов команды Edit>Label) — цепь получает имя D1. Далее курсором выбирают вторую цепь и снова нажимают клавиши Ctrl+E — цепь получает имя D2 и т.д.

  4. Ввод и редактирование графических объектов. Графические объекты вводятся с помощью команд Draw>Arc, Draw>Circle, Draw>Box и Draw>Polyline, они не имеют электрических свойств и не могут использоваться для ввода символов или электрических цепей — только для ввода вспомогательной информации. При выборе курсором такого объекта (на рисунке они показаны именно в этом состоянии) появляются изображения маленьких прямоугольников, предназначенных для их редактирования. Если щелкнуть курсором по такому прямоугольнику и не отпускать клавишу мыши, то движением мыши можно изменить форму объекта.

    С помощью команды Edit>Graphical Priperties изменяются параметры текущего графического объекта .

  5. Ввод текста. Размещение на схеме произвольного текста, который выводится на твердую копию чертежа, но не передается в программу моделирования, производится по командам Draw>Text (Ctrl+T) - - ввод текстовой строки и Draw>Text Box — ввод нескольких строк в прямоугольной области. Изменение стиля и размера шрифта, наличие фона и его цвет производится для текущего текста по команде Edit>Text Properties или двойным щелчком курсора по границе текста. Имя шрифта типа TruType указывается на строке Font Name.
  6. Многостраничные схемы. Схемы большого размера помещаются на нескольких страницах. Создание новых страниц и переход на другую страницу осуществляются по командам группы Navigate. Новая страница схемы создается по команде Navigate>Create Page . На строке Page Number указывается номер страницы, а на строке Page Title — ее имя, которое не выводится на схему и используется только при навигации по многостраничной схеме. После этого открывается новая чистая страница схемы, номер страницы указывается на верхней строке экрана справа от имени схемы. Выбор одной из нескольких страниц осуществляется по команде Navigate>Select Page — выбор страницы или Previouse Page — предыдущая страница, Next Page — следующая страница. Цепи, расположенные на нескольких страницах, соединяются с помощью символов OFFPAGE из библиотеки port.sib. К выводам этих символов, располагаемых на разных страницах, нужно подключить соединяемые цепи. Соединяемым цепям и/или символам OFFPAGE необходимо присвоить имена . Причем имена цепей и символов OFFPAGE не обязательно должны совпадать. При этом достаточно присвоить имена или цепям, или символам OFFPAGE (в этом случае цепь получит то же имя).
  7. Сохранение схемы. Внесенные в схему изменения записываются в текущий каталог в файл схем с расширением .SCH по команде File>Save >(Ctrl+S, ) Если схема создана вновь, дополнительно запрашивается имя схемы. Запись схемы в файл с другим именем производится по команде File>Save As.
  8. Перенесение проекта на другой компьютер. Для перенесения проекта на другой компьютер, на котором установлена программа PSpice Schematics, необходимо переписать на него файлы схем и все созданные пользователем файлы библиотек математических моделей, символов компонентов, входных сигналов и др., используемые в этом проекте. Дополнительные проблемы могут возникнуть при использовании иерархических символов, в которых в явном виде указан путь размещения их схем замещения (см. разд. 3.4) — при необходимости по команде Edit>View производится его редактирование.

 

3.2.3. Печать схем, составление отчетов

 

3.2.3. Печать схем, составление отчетов

Вывод схемы на принтер/плоттер. Вывод схемы производится по команде File>Print. Обычным образом выбирается тип принтера, размер бумаги, ориентация схемы (Portrait или Landscape) и ряд других параметров. В частности, в разделе Page Setup устанавливаются размеры полей сверху, снизу, слева и справа, что позволяет точно позиционировать чертеж на листе бумаги. Затем выбирается масштаб:

  • Auto-fit: one schematic page per printer page — автоматический выбор масштаба так, чтобы бумагу выбранного размера целиком заполнил чертеж схемы;
  • User-definable zoom factor — задание масштаба изображения в процентах.

Толщина отдельных графических объектов чертежа, их стиль, цвет, шрифт текста и др. изменяются в меню команды Options>Display Preferences .

Составление текстовых отчетов. По команде File>Reports создается список компонентов схемы (Bill of Materials). В меню этой команды, имеются следующие кнопки:

  • Display — вывод отчета на экран дисплея;
  • Print... — вывод отчета на принтер;
  • Setup... — задание параметров формы перечня;
  • Setup As... — сохранение отчета в текстовом файле;
  • Close — закрыть диалоговое окно.

По команде Setup, устанавливаются следующие параметры:

  • Format — настройка формата вывода атрибутов: [пояснительный текст]@<имя атрибута>. Символ @ означает подстановку в текстовом отчете значения указанного далее атрибута. Так можно указать несколько атрибутов, разделяя их запятыми. Например, если необходимо вывести в отчет значение стандартного атрибута VALUE и заданных пользователем атрибутов COST и ADDR, на строке Format box указывается: value = @VALUE, cost = @COST, address = @ADDR При этом в диалоговом окне Component Description File нужно указать имя файла описания компонентов (расширение имени .CDF). В этом файле должны быть определены все используемые здесь атрибуты, кроме VALUE и TOLERANCE.
  • Component Description File -- задание имени файла описания компонентов (.cdf) для включения его в спецификацию схемы;
  • Print Output Format — текстовый формат, упорядоченный по типам компонентов (Text) или по именам/значениям атрибутов (Database).

В нем имеются следующие графы:

  • Item — порядковый номер;
  • Count — количество компонентов;
  • Mfg ID — тип компонента;
  • Attributes — атрибуты компонента, перечисленные в диалоговом окне Format ;
  • RefDes — позиционные обозначения компонентов.

Для изменения формы помещаемых в отчет атрибутов компонентов в соответствии с требованиями, принятыми на отдельных предприятиях, составляется файл описания компонентов (расширение имени .CDF). Для каждого включаемого в файл отчета атрибута нужно в файле .CDF (Computer Description File) поместить отдельную строку, составленную по следующей форме:

<имя компонента> ,<имя корпуса>, <Mfg 10>,<имя атрибута>,< значение атрибута>

Здесь приняты обозначения:

< имя компонента > — значения атрибута PART или COMPONENT;

< имя корпуса > — значения атрибута PKGTYPE;

< Mfg ID > — имя компонента, которое должно быть выведено в отчете.

Компоненты считаются одинаковыми, если они имеют одни и те же атрибуты <имя компонента>,<имя Kopnyca>,<Mfg ID>. Приведем примеры:

LM124,DIP14,LM124J-ND,COST,$4.05

LM124,DIP14,LM124J-ND,SUPPLIER,NATIONAL

R,RC05,RESISTOR1,VALUE,1K

R,RC05,RESISTOR1 ,COST,.05

R,RC05,RESISTOR2,VALUE,1MEG

R,RC05,RESISTOR2,COST,.07

Резисторы (или конденсаторы) с разными значениями сопротивлений (емкостей) имеют одинаковое имя <Mfg ID>. Поэтому резисторы и конденсаторы с разными значения атрибутов VALUE должны размещаться по отдельности. Если же компоненты различаются значениями допустимых отклонений номинальных значений параметров, то значения атрибутов TOLERANCE также необходимо включить в отчет, например, так:

R,RC05,R-1K-1,VALUE,1K R,RC05,R-1K-1,

TOLERANCE, 1% R,RC05,R-1K-1,COST,0.05

Если в меню Report Setup выбрать формат Database, то созданный отчет о схеме можно вставить в программу WinWord в виде таблиц (по команде «Преобразовать в таблицу», разделитель «,»), в электронную таблицу Excel и др. для последующего редактирования в соответствиями требованиям ЕСКД. К сожалению, в этом формате для каждого атрибута одного и того же компонента выделяется отдельная строка; в начале строк проставляется повторяющаяся информация об имени компонента, что затрудняет восприятие данных. В качестве примера приведем фрагмент таблицы такого отчета, где в первых двух строках приведена информация о том, что компоненты U3, U4 имеют одинаковый корпус 741s 107, а в двух последних строках приведена информация о типе корпуса и номинальном значении конденсатора С1:

741s 107а

из

PKGTYPE

SOH;

741sl07a

U4

PKGTYPE

SO14;

741s 123

U9

PKGTYPE

SO16;

с

С1

PKGTYPE

CK05;

с

С1

VALUE

In;

От этого недостатка свободна программа ReportGenerator, составляющая файлы текстовых отчетов для ПП [7] (см. www.rodnik.ru).

 

3.3. Редактирование символов компонентов

 

3.3. Редактирование символов компонентов

Режим редактирования символов компонентов активизируется из режима редактирования схем одним из двух способов.

1 способ. На редактируемой схеме щелчком курсора выбирается компонент и в меню Edit команда Symbol, после чего в новом окне выводится символ выбранного компонента, доступный для редактирования. При этом в верхней строке экрана изменяется перечень команд и слева от меню команд вместо значка с изображением схемы появляется изображение символа.

Режим редактирования символов завершается щелчком по символу и последующем выбором строки Close (Закрыть), нажатием комбинации клавиш Ctrl+F4 или выбором команды File>Close, после чего выполняется переход в окно схемы.

2 способ. Выбор команды File>Edit Library включает режим редактирования символов, после чего создается новая библиотека символов (по команде File>New) или открывается существующая (по команде File>Open).

Редактирование символов компонентов выполняется с помощью ряда команд, сгруппированных в следующих пунктах горизонтального меню:

  • File — создание и редактирование библиотек символов компонентов, их вывод на принтер или плоттер;
  • Edit — редактирование символов;
  • Graphics — создание графического изображения символа;
  • Part — создание/редактирование описания символа;
  • Packaging — создание/редактирование информации об упаковке символов компонента в корпус;
  • View — изменение масштаба изображения на экране;
  • Options — установка параметров изображения данных на дисплее и принтере/плоттере;
  • Window — работа с окнами;
  • Help — вызов средств помощи.

Краткое описание этих команд приведено в разд. 3.6 в табл. 3.10. Конфигурация режима редактирования символов устанавливается по команде Options>Display. В диалоговом окне этой команды задают шаг сетки и другие параметры. Обратим внимание, что в режиме редактирования символов устанавливается та же система единиц, что принята в режиме редактирования текущей схемы, поэтому для ее изменения нужно вернуться обратно в этот режим и выполнить команду Options>Page Size. А шаг сетки Grid Spacing устанавливается в режиме редактирования символов независимо, обычно его выбирают в несколько раз более мелким, чем в режиме редактирования схем.

 

3.3.1. Мастер создания символов

 

3.3.1. Мастер создания символов

В программу PSpice Schematics включен Мастер создания символов, предназначенный для автоматической генерации последовательности символов, для которых создана библиотека математических моделей, или для создания отдельных символов. Недостаток этого метода заключается в том, что не используется механизм ссылок на прототипы АКО и поэтому не минимизируется объем библиотек символов. Мастер символов использует как стандартную графику символов, предлагаемую фирмой Cadence, так и копирует графику имеющихся символов (последнее полезно при выпуске документации по ЕСКД).

Мастер символов активизируется щелчком по пиктограмме (команда Part>Symbol Wizard). В диалоговом окне предлагается выбрать один из методов создания символов:

  • From a model library — создание символов компонентов, имеющих математические модели;
  • From scratch — создание отдельных символов.
  1. Создание символов компонентов, имеющих математические модели. После выбора варианта From a model library сначала запрашивается имя библиотеки, где находятся математические модели компонентов , а затем имя библиотеки, куда заносятся создаваемые символы .

После нажатия на кнопку Next (Далее) указывается, для какого количества моделей, содержащихся в указанной библиотеке моделей, можно автоматически создать символы и сообщается, сколько моделей уже имеют символы в указанной библиотеке символов (символы создаются для всех моделей, описанных с помощью команд .MODEL и .SUBCKT). После этого предлагается выбрать один из вариантов:

Yes, replace the existing symbols with new ones — Да, заменить все существующие символы новыми;

No, only create new symbol for models without symbols — Нет, создать новые символы только для моделей, не имеющих символы.

После выбора одного из вариантов Мастер объединяет все модели в группы, имеющие одинаковое количество выводов и одинаковые имена выводов, и размещает их списки в двух окнах :

  • Subcircuits without Symbols — макромодели, не имеющие символов;
  • Subcircuits with Symbols — макромодели, имеющие символы.

В одном из этих окон выбирается имя модели компонента и нажимается одна из кнопок:

  • Existing Symbol — копирование графики одного из существующих символов;
  • Generic Rectangle — создание символа прямоугольной формы.

Если выбрать первый вариант, то в следующем диалоговом окне выводится список символов (Symbol List), в котором нужно выбрать подходящий. Графика символа, отмеченного щелчком курсора, выводится в среднем окне. При этом следует иметь в виду, что предлагаемый список содержит все символы открытых библиотек. Поэтому если отмеченный курсором символ не согласуется с математической моделью компонента, для которого создается символ (имеет другое количество выводов или другие имена выводов), панель Next остается серой и переход к следующему шагу невозможен. Для сокращения списка компонентов нажимается кнопка Valid Symbols, в результате чего в список символов будут выведены только подходящие (однако на это требуется довольно много времени). Для дальнейшего сокращения этого списка можно воспользоваться средствами поиска Description Search, например, для вывода списка биполярных n-р-n-транзисторов достаточно указать ключевые слова Bipolar & NPN. Если известна библиотека, где находится нужный символ, ее имя указывается на панели Libraries. И, наконец, если точно известно имя подходящего символа, его имя указывается на строке Symbol Name.

После выбора символа в следующем диалоговом окне необходимо по очереди выбрать номера выводов в графе Subcircuits Terminal и щелчком курсора поставить им в соответствия их имена, выбираемые в графе Pin Names. При необходимости в нижней части окна можно ознакомиться с текстовым описа-нием модели компонента. Нажатие кнопки Set Default Pin Names назначает стандартные имена выводов по умолчанию.

На завершающем шаге редактируется текстовое описание компонента и нажимается кнопка Finish.

  1. Создание отдельного символа шаг за шагом. После выбора в диалоговом окне кнопки From scratch на первом шаге указывается имя символа и вводится его текстовое описание. Далее выбирается форма символа:
  • Rectangular — прямоугольный;
  • Square — квадратный;
  • Other - другой формы (diode, GaAsFET, IGBT, JFET_N, JFET_P, mosfet_n_3, mosfet_n_4, mosfet_p_3, mosfet_p_4, npn, opamp5, opamp6, opamp7, pnp, zener_diode).

При выборе любой формы символа в следующем диалоговом окне предлагается ввести необходимое количество выводов компонента с указанием из расположения (слева, справа, сверху и снизу). При необходимости изменения имен выводов нажимается кнопка Change Pin. Кнопка Insert Space вставляет между соседними выводами дополнительный интервал. В завершение обычным образом можно отредактировать графику и текстовую информацию символа.

 

3.3.2. Создание символов вручную и их редактирование

 

3.3.2. Создание символов вручную и их редактирование

Рассмотрим последовательность операций по созданию нового символа компонента или его редактирования.

  1. Создание нового символа. Для создания нового символа переходят в режим редактирования символов и выбирают команду Part>New, в результате на экране появляется диалоговое окно для описания символа.

Это же окно активизируется по команде Part>Definition для редактирования информации о новом или существующем символе:

  • Description — текстовое описание символа (например, биполярный п-р-п транзистор, резистор и т.п., к сожалению, только по-английски), которое просматривается при выборе символов из библиотек и используется в средствах поиска компонента по ключевым словам;
  • Part Name — имя компонента, под которым он занесен в библиотеку символов;
  • Alias List — список псевдонимов символа; при размещении символа на схеме можно равноправно указывать как основное имя (Part Name), так и любой из псевдонимов (Alias);
  • АКО Name — имя прототипа, т.е. компонента, графика которого, выводы и все атрибуты переносятся для построения нового символа. При этом в текущем компоненте нужно отредактировать атрибуты и можно добавить новые и изменить текстовое описание, графику изменить нельзя — для этого нужно редактировать прототип. Символ компонента и его прототип должны находиться в одной и той же библиотеке. Этот способ значительно сокращает размер библиотек символов. Если у компонента имеется прототип, то в списке компонентов в скобках указывается его имя, например КТ316А (АКО NPN-R);
  • Туре — тип компонента, принимающий значения:
    • component — стандартные компоненты или иерархические символы;
    • annotation — неэлектрические символы;
    • hier port — соединения между разными уровнями иерархии;
    • global port — глобальные узлы, соединяющиеся друг с другом на всех страницах схемы (например, соединение с «землей»);
    • off page — соединители цепей на одной или разных страницах;
    • title block — угловой штамп чертежа;
    • border — рамка чертежа;
    • marker — маркер для вывода графиков;
    • viewpoint — отображение напряжения узла цепи в рабочей точке;
    • current probe — отображение тока вывода в рабочей точке;
    • optimizer parameter — задание значений оптимизируемых параметров;
    • stimulus — указание узла, к которому подключается источник сигналов, созданный с помощью StmEd;
    • simulation control — задание команд моделирования типа .IC, .NODESET;
    • No Connect — отсутствие соединений.

Правильное назначение типа компонентов обеспечивает правильность выполнения ряда операций. Например, по команде Edit>Select All выбираются все символы схемы вместе с соединительными цепями, кроме символа углового штампа, имеющего тип title block. Это позволяет смещать изображение принципиальной схемы внутри рамки, оставляя угловой штамп на прежнем месте в нижнем правом углу листа. В противном случае угловой штамп перемещался бы вместе с остальными символами и его затем нужно было возвращать на прежнее место.

Для ввода текстовых переменных курсором выбирается соответствующее поле редактирования и на клавиатуре набирается текст. При этом для внесения в список псевдонимов Alias еще одного имени нажимается кнопка Add. Работа в диалоговом окне завершается выбором ОК.

  1. Графика символа. Графика символа компонента создается по командам Graphics . По окончании построения графики символа по команде Graphics>Bbox изменяют размеры прямоугольника, стороны которого нарисованы пунктирной линией, чтобы внутри контура прямоугольника находились все выводы компонента. Контур символа вычерчивается по командам Arc, Box, Circle и Line. Пояснительные надписи (к ним не относятся имена выводов и позиционное обозначение) наносятся по команде Text.
  2. Выводы компонента. Выводы компонента изображаются по команде Graphics>Pin . На экране появляются изображение вывода, помеченное крестиком, и линия вывода, которые перемещаются вместе с курсором. Прежде чем нажатием левой кнопки зафиксировать расположение вывода, можно «горячими» клавишами Ctrl+F, Ctrl+R и Ctrl+T зеркально отобразить линию вывода (Flip), повернуть ее на 90° (Rotate) и изменить тип вывода (Pin Type). Имеются следующие типы выводов:
  • Normal — сигнал;
  • Bubble — сигнал с инверсией;
  • Clock — вход тактовых импульсов;
  • Bubble Clock — инверсный вход тактовых импульсов;
  • ANSI Inverted Out — выход в стандарте ANSI;
  • ANSI Inverted In — вход в стандарте ANSI;
  • ANSI Inverted Clock — инверсный вход тактовых импульсов в стандарте ANSI;
  • Zero Length — вывод нулевой длины;
  • Normal (long) — сигнал (длинный вывод);
  • Bubble (long) — сигнал с инверсией (длинный вывод);
  • Clock (long) — вход тактовых импульсов (длинный вывод);
  • Bubble Clock (long) — инверсный вход тактовых импульсов (длинный вывод).

После фиксации вывода редактор предлагает разместить следующий вывод. Этот режим заканчивается двукратным нажатием левой кнопки.

В заключение по команде Graphics>Origin курсором указывается положение начала координат на чертеже символа, которое отмечается квадратиком . К нему привязан курсор при размещении символа на схеме.

При выполнении команды Graphics>Pin выводы нумеруются как 1, 2 и т.д. в порядке их подключения к символу и им присваиваются имена pin1, pin2 и т.д. Изменения номеров и/или имен выводов производятся в меню команды Part>Pin List .

В списке имен выводов, помещенном в правом верхнем углу меню, выбирается имя редактируемого вывода, и оно переносится в окно Pin Name. После изменения имени вывода нужно включить/выключить опцию Display Name, чтобы это имя было видно/не видно на схеме. Одновременно редактируется тип вывода и его ориентация. На панели атрибутов вывода (Pin Attributes) изменяется номер вывода и указывается реакция модуля контроля ошибок электрической схемы (ERC), если на схеме к данному выводу не подключена ни одна цепь. В выпадающем списке If unconnected выбирается один из следующих вариантов:

  • Error — выводится сообщение об ошибке (список соединений не составляется);
  • RtoGND — вывод подключается к «земле» через резистор с большим сопротивлением;
  • UniqueNet — создается новое имя цепи (для контроля состояния цепи и подключения к этому выводу маркера программы Probe).

В строке Modeled Pin каждому выводу присваивается признак его участия в моделировании. Если в описании модели компонента какой-нибудь вывод не участвует (например, вывод для подачи напряжения смещения на операционный усилитель), ему этот признак не присваивается, и на схеме он будет изображен пунктиром.

  1. Редактирование выводов компонента. После нанесения на чертеж всех выводов компонента и их атрибутов может возникнуть необходимость их редактирования. Для задания типа вывода его сначала необходимо выбрать (например, одинарным нажатием левой кнопки мыши) и затем по команде Edit>Pin Type (Ctrl+T) назначить тип вывода (одинарнре выполнение этой команды переключает тип вывода на одну позицию в списке"типов). Тип вывода, а также все его остальные атрибуты вводятся на панели диалога после двукратного нажатия левой кнопки при расположении курсора на выбранном выводе (аналогично команде Edit>Change). В нем редактируются следующие параметры:
  • Pin Name — имя вывода;
  • Туре — тип графического изображения вывода (т.е. указателя вывода);
  • Hidden - признак скрытого вывода, который не отображается на схеме (например, на схемах цифровых устройств не принято изображать цепи подключения питания и «земли», для операционных усилителей не всегда указывают подключение цепей питания), но необходим для моделирования (крестик слева от опции Hidden свидетельствует о ее активизации);
  • Net — имя проводника, к которому на схеме должен быть подключен скрытый вывод (на рис. 3.40 показано, что скрытый вывод V+ подключения источника питания микросхемы на рис. 3.39 должен быть соединен с цепью, имеющей на схеме имя $G_+15V);
  • Display Name — вывод на чертеж схемы имен выводов;
  • Size, Orient, Hjust, Vjust — размер, ориентация, горизонтальная и вертикальная привязка имен выводов;
  • Pin — порядковый номер вывода;
  • ERC — электрический тип вывода, используемый только при выполнении команды поиска ошибок схемы Electrical Rule Check, принимающий значения:
    • don't care — не проверяется;
    • input — вход;
    • output — выход;
    • bidir — двунаправленный вывод;
    • highZ — высокий импеданс;
    • open collec — открытый коллектор;
    • open emitter — открытый эмиттер;
    • power -- подключение источника питани.

Из рассматриваемой панели выбором командной кнопки Edit Attributes переходят в панель диалога для редактирования атрибутов выводов.Просмотр имен всех выводов и при необходимости их редактирование производятся по команде Part>Pin List (Ctrl+P).

  1. Редактирование атрибутов и шаблона символа. На заключительном этапе создания символа компонента редактируют введенные ранее и дописывают новые атрибуты, задается его шаблон. Это производится одним из двух способов.

1 способ. По команде Part>Attributes возможно редактирование всех существующих атрибутов символа и добавление новых с помощью диалогового окна .

2 способ. Курсор устанавливается на редактируемый атрибут компонента, и два раза щелкают левой кнопкой мыши. В результате управление передается в панель диалога для изменения этого атрибута . В связи с тем, что способ редактирования атрибутов в различных панелях диалога одинаков, обсудим работу в изображенной на панели с наиболее полной информацией. На ней имеются следующие поля:

  • Name — задание имени атрибута (если атрибут с введенным именем существует, то можно отредактировать его значение);
  • Value — значение атрибута;
  • What to Display (что выводить на экран):
    • - Value only — только значение атрибута;
    • - Name only — только имя атрибута;
    • - Both name and value — имя и значение атрибута;
    • - Both name and value only if value define — имя и значение атрибута, если его значение определено;
    • - None — ничего;
  • Display Characteristics (спецификация параметров текста атрибута):
    • - Layer — задание слоя, на котором размещается имя и/или значение атрибута (видимость на экране информации, размещенной в разных слоях, устанавливается по,команде Options>Set Display Level);
    • - Orient — ориентация текста атрибута;
    • - Hjust — привязка текста по горизонтали (левая, по центру, правая);
    • - Vjust — привязка текста по вертикали (нижняя, по центру, верхняя);
    • - Size — масштаб изображения текста в процентах;
  • Changeable in schematic — разрешение изменять значение атрибута в режиме редактирования схем;
  • Keep relative orientation — вращение атрибута вместе с символом.

Обсудим, как редактируются атрибуты. В поле списка на правой стороне панели диалога приводится перечень всех атрибутов компонента. Для ввода нового атрибута курсором отмечается первая свободная строка в поле списка, а для редактирования существующего — строка, где он расположен. В результате в верхнем поле редактирования (Name) появляются имя атрибута, а во втором (Value) — его значение, которые редактируются как обычные текстовые переменные. Результаты редактирования сохраняются после выбора командной кнопки Save Attr (отмена Del Attr). Назначение отдельных атрибутов символов подробно обсуждается в п. 3.3.3. Правила составления шаблона символа и его редактирования также подробно излагаются в п. 3.3.3.

  1. Копирование символов. По команде Part>Copy создается новый символ путем копирования графической и текстовой информации одного из существующей. В диалоговом окне этой команды сначала на строке Existing Part Name указывают имя существующего компонента (его удобно выбрать из списка в окне Part), затем на строке New Part Name вводится имя нового компонента. После нажатия кнопки ОК на экране появляется графическое изображение символа и по командам Part>Attribute и Part>Definition вводятся необходимые коррективы в текстовую информацию (исправляется имя модели компонента, корректируется при необходимости его описание и т.п.). При этом если копируемый компонент имел прототип АКО, этот же прототип присваивается и новому компоненту.
  2. Создание символов с помощью программы Model Editor. Отметим здесь способность программы Model Editor создавать типовые графические символы компонентов, для которых рассчитаны параметры математической модели (символ компонента помещается в библиотеку символов, имеющую то же имя, что и библиотека математических моделей). См. подробнее разд. 4.2.
  3. Упаковочная информация. Для обеспечения возможности создания печатных плат символы компонентов необходимо сопроводить так называемой информацией об упаковке. Проиллюстрируем это на примере цифровой ИС 1533ЛАЗ, содержащей 4 логических элемента (секции) 2И-НЕ. Сначала создается символ секции 2И-НЕ этого компонента , и вводятся его атрибуты:

PART=1533LA3

MODEL=1533LA3

REFDES=DD?

TEMPLATE=X A @REFDES %A %B %Y %PWR %GND ©MODEL PARAMS: n\

+ IO_LEVEL=@IO_LEVEL MNTYMXDLY=@MNTYMXDLY

IO_LEVEL=0

MNTYMXDLY=0

ipin(PWR)=$G_DPWR

ipin(GND)=$G_DGND

IMPL=

В состав одной секции входят только три вывода: входы А, В и выход Y. Выводы «питания» PWR и «земли» GND обычно не должны быть видимы на схеме (имеют признак «Hidden») и они относятся не к отдельной секции, а к компоненту в целом.

Информация об упаковке компонента вводится с помощью Мастера по команде Packaging>New в последовательности диалоговых окон . Сначала в окне Set Up Packaging указывают общие сведения:

  • Package Name — имя упаковочной информации;
  • Are there multiple gates in this package? Yes/No — наличие в корпусе компонента нескольких одинаковых секций;
  • Are there swappable pins? Yes/No — наличие логически эквивалентных выводов, которые можно переставлять между собой в целях упрощения трассировки проводников.

В следующем диалоговом окне Set Up Multi Gate Package указывается количество секций и отмечается наличие общих для всех секций выводов :

  • Number of Gates — количество секций;
  • Number Pins per Gate — количество выводов в одной секции;
  • Use letters or numbers for Gate Names: Letters/Numbers — обозначение секций буквами или цифрами;
  • Are there pins that are shared between gates (e.g. power and ground pins)? Yes/No — наличие выводов, общих для всех секций (например, выводов питания и земли).

Далее в окне Specify Footprint указывается имя одного или нескольких корпусов (Footprint), ассоциируемых с данным компонентом (все они должны иметь одинаковое количество выводов): Footprint — одно или несколько имен корпусов, разделяемых запятыми.

В окне Assign Shared Pins указывают имена и номера выводов, являющихся общими для компонента :

  • Shared Pin Name — имя вывода;
  • Number — номер вывода.

В окне Assign Pins (Multi Gates) указывают номера однотипных выводов во всех секциях, имеющих одинаковые логические имена :

  • Shared — признак общего вывода (имена и номера этих выводов переносятся из предыдущего окна);
  • Pin Name — логическое имя вывода;
  • Numbers — номера выводов, принадлежащих разным секциям и имеющим одно и то же логическое имя (разделяются запятыми).

В последнем окне Set Up Package Pin Swaps указывают имена логически эквивалентных выводов :

  • Pin Names — общий список имен выводов секции компонента, в котором курсором выбираются имена логически эквивалентных выводов и нажимают кнопку Assign;
  • Pin Swaps — имена логически эквивалентных выводов.

Полная информация об упаковке компонента выводится по команде Packaging>Edit и ее можно при необходимости отредактировать. Нажатие на кнопку Print выводит на печать полную информацию о символе компонента.

  1. Библиотека символов и библиотека компонентов. Информация о символах компонентов заносится в текстовые файлы библиотек, имеющих расширение имени .SLB. Графическая и текстовая информация отдельных символов заносится в файлы с расширением имени .SYM по команде Part>Export и могут быть включены в другие библиотеки по команде Part>Import.

Текстовая информация о компонентах заносится в библиотечные файлы с расширением имени .PLB. Они содержат ссылки на имена символов компонентов и их упаковочную информацию. В табл. 3.6 в качестве примера приведен фрагмент файла библиотеки отечественных ИС серии 1533, содержащейся в файле 1533.plb. По команде Packaging>Export из библиотеки компонентов извлекается информация об упаковке одного или нескольких компонентов, которая заносится в файл с расширением имени .PKG.

Таблица 3.6. Фрагмент библиотеки компонентов и информация об упаковке одного компонента

Файл 1533.plb

Файл 1533 LAS.pkg

"version 8.0

*package 1533LA3

@index

@types 4

symloc 1533LA30 112

g 1 A,B,C,D

symloc 1533LA8 112 112

@pinout

symloc 1533TM5224 112

t S014

gl

symloc 1533IR15 23734 142

p A 1,4,9,12

*package 1533LA3

p В 2,5,10,13

©types 4

p ¥3,6,8,11

g 1 A.B.C.D

s PWR 14

@pinout

sGND 7

t SOU

gl

p A 1,4,9,12

p В 2,5.10,13

pY 3,6,8,11

s PWR 14

sGND 7

*package 1533LA8

@types 4

 

 

3.3.3. Атрибуты и шаблоны символов

 

3.3.3. Атрибуты и шаблоны символов

  1. В графическом редакторе PSpice Schematics имеются атрибуты со строго определенными именами, список которых приведен в табл. 3.7.

Таблица 3.7. Атрибуты компонентов

Атрибут

Назначение

Примечание

COMPONENT

Имя упаковочной информации компонента. Этот атрибут не нужен, если имя упаковочной информации совпадает с именем компонента PART

2, 5

GATE

Имя секции компонента А, В, С, D и т.д. Не указывается, если компонент состоит из одной секции. При размещении символов на схеме всем им присваивается имя первой секции А, добавляемой к позиционному обозначению, например U1A, U2A. Автоматическое распределение секций по корпусам компонентов производится по команде Tools>Annotate. Изменение имен секций выполняется вручную двойным щелчком по атрибуту REFDES или по команде Edit>Attribute

2, 4

GATETYPE

Тип секции. Применяется, когда компонент состоит из секций разных типов (неоднородный компонент). Например, ИС 533ТР2 состоит из четырех триггеров, два из которых имеют дополнительный вход установки. Секции каждого типа имеют отдельные символы с разными атрибутами GATETYPE, чтобы правильно "назначить номера выводов различных секций

2, 5

 

Атрибут

Назначение

Примечание

IРIN[<имя скрытого

вывода>]

Имя цепи схемы, к которой подключается скрытый вывод

5

MODEL

Имя модели компонента (должно согласовываться с именами моделей в директивах .MODEL и .SUBCKT, размещаемых в библиотечных файлах .LIB). Обычно атрибут MODEL помечен звездочкой в списке атрибутов, что означает невозможность его изменения на схеме. Для изменения имени модели или создания ее копии применяется команда Edit>Model;

1, 3, 5

PART

Имя компонента, под которым он заносится\ в библиотеку символов

1, 2, 5

PKGREF

Позиционное обозначение корпуса компонента. Если корпус состоит из четырех секций А, В, С и D, то все эти секции имеют один и тот же атрибут PKGREF, например U1, и разные атрибуты REFDES U1A ..... U1D. Атрибут REFDES образован слиянием атрибутов PKGREF и GATE

2, 4

PKGTYPE

Тир корпуса компонента, например DIP14, DIPS, SOIC. Если при упаковке компонента указан только один тип корпуса, то атрибуту PKGTYPE это значение присваивается автоматически. Редактирование его возможно по команде Edit>Attributes или при выполнении команды Tools>Annotate

2, 4

REFDES

Префикс позиционного обозначения, определяющий для программы PSpice тип компонента (например, R — резистор, D — диод и т.п.)

1, 2, 3, 4, 5

SIMULA

TIONONLY

Наличие этого атрибута означает, что данный символ используется только для моделирования, включается в список соединений, но не размещается на печатной плате. К таким символам относятся источники сигналов из библиотеки source. sib, типовые компоненты из библиотеки breakout. sib и специальные символы из библиотеки special. sib;

2, 5

TEMPLATE

Шаблон для назначения соответствий графических обозначений выводов компонентов с их реальным физическим смыслом, что необходимо для правильного составления списка соединений схемы (например, для транзистора необходимо указать, какие выводы на его графическом обозначении соответствуют коллектору, базе и эмиттеру) и задания параметров компонента (имя модели и др.);

1, 3,5

Примечания:

l. Эти атрибуты не могут быть изменены в режиме редактирования схем, в диалоговом окне атрибутов они отмечены звездочкой «*». 2. Эти атрибуты используются при упаковке символов в корпус для разработки ПП. 3. Эти атрибуты используются программой PSpice. 4. Значения этим атрибуты присваиваются автоматически программой PSpice Schematics при размещении на схеме символа компонента. 5. Значения этим атрибутам должны быть присвоены пользователем при создании или редактировании символа компонента в редакторе символов.

Цифровые интегральные схемы имеют специфические атрибуты (см. разд. 4.3):

  • IO_LEVEL — тип интерфейса, вставляемого автоматически между аналоговыми и цифровыми компонентами;
  • MNTYMXDLY — назначение значений задержек распространения сигналов (по умолчанию, минимальное, типичное и максимальное).

Кроме того, пользователь имеет возможность задать любые атрибуты по формату <имя атрибута>=<значение>

Допускается рекурсия атрибутов.

  1. Обсудим синтаксис шаблона TEMPLATE. В задании на моделирование для программы PSpice описание каждого компонента занимает одну строку, в ней в определенном порядке перечисляются имена цепей, к которым подключаются выводы компонента. В частности, выводы биполярного транзистора должны быть перечислены в порядке коллектор-база-эмиттер.

Пусть, например, символ транзистора КТ315А имеет выводы с именами В (база), С (коллектор), Е (эмиттер) и атрибуты MODEL =KT315A, REFDES=Q?. Тогда его атрибут TEMPLATE должен иметь вид:

TEMPLATE=Q^@REFDES %C %B %E ©MODEL

Если на принципиальной схеме, созданной редактором PSpice Schematics, имеется транзистор с позиционным обозначением VI, его база подключена к цепи с именем 5, коллектор — 22, а эмиттер — к неименованной цепи, которой по умолчанию присвоено имя $N_0004, то в списке соединений, составленном по команде Analyses>Create Netlist, появятся строки:

.ALIASES

Q_V1 Q1(C=22 B=5 E=$N_0004)

.ENDALIASES

Q_V1 22 5 $N_0004 KT315A

Здесь после директивы .ALIASES программы PSpice приведен список соответствий имен выводов символа транзистора именам цепей схемы, к которым они подключены. В последней строке указано имя транзистора на схеме, перечислены имена цепей, к которым подключены его выводы, и имя модели.

Перечень стандартных символов (библиотеки abm.slb, analog.slb, breakout.slb, port.slb, source.slb, special.slb) приведен в Приложении 2 [7].

Перейдем к систематическому описанию синтаксиса шаблона TEMPLATE. Шаблон состоит из списка атрибутов. Атрибуты, состоящие из стандартных символов, копируются в список соединений без изменений. Стандартные символы состоят из алфавитно-цифровых символов, знаков «$», «_», пробелов и знаков пунктуации.

Если перед именем атрибута помещен специальный знак «@», «?», «~», «#» или «&», то в зависимости от его вида атрибуты шаблонов заменяются следующими величинами:

@<имя> — значением атрибута <имя>. В отсутствие указанного атрибута или его значения выдается сообщение об ошибке;

&<имя> — значением атрибута <имя>, если этот атрибут определен;

?<имя>s...s — заменяется текстом, помещенным между одинаковыми символами s, если атрибут определен;

~<имя>s...s — заменяется текстом, помещенным между одинаковыми символами s, если атрибут не определен;

#<имя>s...s — производятся те же действия, что при наличии знака «?», но остальная часть шаблона удаляется, если <имя> не определено.

Символы s, ограничивающие текст, могут быть любыми неалфавитными символами (сами они в список соединений не переносятся). Внутри этого текста допускается вложение, т.е. размещение атрибутов, предваряемых специальными знаками.

Знак «^» также специальный. Он заменяется указанием полного пути доступа к компонентам, имеющим иерархическую структуру. Для компонентов, находящихся на высшем уровне иерархии, в списке соединений этот знак заменяется знаком подчеркивания «_».

Последовательность знаков «\п» приводит к переходу на следующую строку в списке соединений. Так что шаблон TEMPLATE, который размещается на одной строке практически неограниченной длины, в списке соединений может быть размещен на нескольких строках. Кроме того таким способом в шаблоне TEMPLATE можно описать подключение к основному компоненту ряда дополнительных (например, учесть сопротивление потерь катушки индуктивностей и т.п.).

Имена выводов в шаблоне предваряются знаком «%». Имена выводов символов перечисляются в шаблоне в том порядке, в котором они должны быть записаны для каждого компонента по правилам PSpice (см. разд. 4.2 — 4.3). В списке соединений они замещаются именами цепей, к которым они подсоединены на схеме. В шаблоне под именем вывода понимаются все символы, расположенные между символом «%» и первым разделителем (пробелом или запятой).

Как известно, в программе PSpice имена компонентов в списке соединений должны начинаться с префикса, обозначающего их тип (R — резистор, Q — биполярный транзистор и т.п.). Поэтому, чтобы избежать ошибок, имена символов компонентов в библиотеке символов редактора PSpice Schematics состоят из префикса типа, полного иерархического пути и позиционного обозначения. Это обеспечивается с помощью определенной структуры шаблона. Например, атрибут TEMPLATE резистора начинается конструкцией:

TEMPLATE=R A @REFDES ...

Приведем для иллюстрации перечень параметров нескольких компонентов и соответствующие им строки в списке соединений.

1) Резистор, включенный к узлам 2 и 5 схемы и имеющий позидионное обозначение R3, имеет атрибуты:

REFDES=R?

VALUE=1k

ТС=0.001

PART=R

TEMPLATE=R A @REFDES %1 %2 ©VALUE ?ТСЯС=@ТС/

В списке соединений ему соответствует строка: R_R325 1k TC=0.001

Если атрибут ТС (температурный коэффициент сопротивления) не будет задан, то в этой строке параметр ТС будет отсутствовать.

2) Биполярный транзистор, включенный между узлами 7 (коллектор), 10 (база) и 11 (эм,иттер) и имеющий позиционное обозначение VT8, имеет атрибуты:

REFDES=Q?

MODEL=KT315A

VALUE=

TEMPLATE=Q^@REFDES %C %B %E @MODEL ?VALUE/@VALUE/

В списке соединений ему соответствует строка Q_VT871011 KT315A

Атрибут VALUE зарезервирован для введения значения коэффициента кратности AREA.

3) Переменное сопротивление R4, включенное между узлами 3, 4 и 5 (средняя точка), имеет атрибуты:

REFDES=R?

PART=POT

VALUE=Tk

SET=0.5

TEMPLATE=RT A @REFDES %1 %t {(@VALUE*(1-@SET))+.001}

\nRB^@REFDES %t %2 {(@VALUE*@SET)+.001)

В списке соединений ему соответствуют две строки (благодаря наличию параметра \п):

RT_R4 3 5 {(1k*(1-0.5))+0.001} (верхняя часть потенциометра)

RB_R4 5 4 {(1k*0.5)+0.001} (нижняя часть потенциометра)

Здесь атрибут. SET задает относительное значение сопротивления нижней секции потенциометра (т.е. определяет позицию движка потенциометра).

4) Предположим, что имеется макромодель Z, имеющая два вывода А и В и параметр G. Если в основной схеме параметр G не определен, то в макромодель передается значение по умолчанию 1000. Для обеспечения возможности редактировать этот параметр при работе со схемой символу макромодели присвоим атрибут G и зададим шаблон TEMPLATE вида:

X^@REFDES %А %В Z PARAMS: ?G|G=@G| ~G|G=1000|

Если эту макромодель, имеющую позиционное обозначение U22, подключить к узлам 11 и 12 и задать параметр G=1024, то в списке соединений будет создана строка

X_U22 11 12 Z PARAMS: G=1024

Если же на схеме не задать параметр G, то эта строка будет иной:

X_U2211 122 PARAMS: G=100 0

5) Символы директив. В библиотеке special.slb имеется несколько символов LIB, INCLUDE, IC1, IC2, NODESET1, NODESET2, PARAM, OPTPARAM (CM. Приложение 2 [7]), используемых для задания директив моделирования, отсутствующих в диалоговом окне команды Analysis>Setup. Эти символы размещаются на чертеже либо в любом свободном месте, как символы LIB, INCLUDE и др., либо подсоединяя их к узлам схемы. Имя директивы заносится в шаблон TEMPLATE символа, а ее содержание задается при редактировании соответствующего атрибута. Например, символ LIB, используется для включения в задание на моделирование имени файла библиотеки моделей с помощью директивы .LIB. Его атрибуты имеют вид:

REFDES=LIB? FILENAME=<имя файла> TEMPLATE=.LIB "@FILENAME"

При указании имени файла EVAL.LIB в списке соединений ему будет соответствовать строка

.LIB "EVAL.LIB"

6) Резистор, сопротивление которого имеет случайный разброс, имеет атрибуты

REFDES=R?

TEMPLATE=R^@REFDES %1'%2 ?MODEL/@MODEL/ @VALUE

VALUE=1k

MODEL=MR

Имя модели резистора, в которой задаются параметры случайного разброса его сопротивления, указывается в атрибуте MODEL. Например, 5%-ный разброс сопротивления, имеющего равномерный закон распределения, задается с помощью модели

.model MR RES (R=1 DEV=5%)

Имя этой модели указывается в атрибуте MODEL=MR.

Текстовое описание модели .model ... может быть включено в любую имеющуюся текстовую библиотеку моделей или в собственную библиотеку пользователя. В последнем случае ее имя должно быть включено в файл nom.lib или, что более удобно, указано в файле конфигурации pspice.ini по команде Analysis>Library and Include Files.

Другой, более удобный способ, заключается в введении описания директивы .model непосредственно в шаблон резистора:

REFDES=R?

TEMPLATE=R^@REFDES %1 %2 ?TOLERANCE |R^@REFDES| @VALUE ?TOLERANCE

|\n.model R^@REFDES RES R=1 DEV=@TOLERANCE%| VALUE=1k PART=R TOLERANCE=

Теперь если такой резистор поместить на схему, присвоить ему позиционное обозначение R1 и задать значение атрибута TOLERANCE=20%, то в списке соединений ему будут соответствовать строки:

R_R1 0 1 R_R1 1k

.model R_R1 RES R=1 DEV=20%

7) Приведем еще пример двухобмоточного воздушного трансформатора XFRM_LINEAR:

REFDES=TX?

TEMPLATE=K^@REFDES L1 ^@REFDES L2^@REFDES @COUPLING

\nL1*@REFDES %1 %2 @L1_VALUE \nL2 A @REFDES %3 %4 @L2_VALUE

COUPLING=

L1_VALUE=

L2_VALUE=

Если на схеме присвоить трансформатору позиционное обозначение ТХ1 и задать значения атрибутов коэффициента связи COUPLING=0.75 и индуктивно-стей Ll_VALUE=10m, L2_VALUE=25m, в списке соединений ему будут соответствовать строки:

К_ТХ1 L1_TX1 L2_TX1 0.75 L1_TX1 1 0 10m L2 ТХ1 2 0 25m

 

3.4. Иерархические структуры

 

3.4. Иерархические структуры

При моделировании применяются иерархические структуры двух типов — блоки и иерархические символы.

  1. Блоки. Изображение блока в виде прямоугольника размещается на схеме щелчком по пиктограмме (команда Draw>Block). К контуру блока подво-

дятся внешние проводники и шины — в этих точках автоматически создаются внешние выводы блока и проставляются их номера . Таким образом удобно создать функциональную схему устройства. Схема замещения каждого блока создается по команде Navigate>Push (после выбора блока щелчком левой кнопки мыши), и, в свою очередь, она может иметь вложенные блоки без ограничений на количество уровней иерархии. Вначале задается имя файла, в котором будет размещено описание блока — на строке Filename диалогового окна . Затем на панели Туре выбирается единственный тип описания блока:

  • Schematic — принципиальная схема.

После закрытия этого окна выбором кнопки ОК на окне схем автоматически размещаются порты интерфейса (символы IF_IN, IF_OUT из библиотеки port.sib), соответствующие внешним выводам блока, им автоматически присваиваются имена P1, P2, ... Схема,замещения блока создается обычным образом, и к портам интерфейса подводятся проводники . Обратно на верхний уровень иерархии возвращаются по команде Navigate>Pop. Каждому блоку может соответствовать несколько вариантов схем замещения, что позволяет выполнить моделирование различных вариантов. Для этого вручную составляется несколько схем замещения, сохраняемых в отдельных файлах и имеющих одинаковое количество интерфейсных выводов. Если же схема, указанная на строке Filename, на экран сразу выводится изображение этой схемы.

Подсоединение к блоку нескольких схем замещения и выбор одной из них производится по команде Edit>Views . Сначала составляется список вариантов. Для каждого варианта на строке View Name вводится его имя, а на строке Schematic File Name — имя файла схемы. Нажатие кнопки Save View заносит эту информацию в список. Выбрав курсором один из вариантов, нажатием ОК возвращаются в окно схем.

Окно выбора вариантов схемы замещения блока, открывается не только по команде Edit>Views, но и двойным щелчком мыши на изображении блока. Причем после выбора в этом окне одного из вариантов, открывается окно с изображением схемы замещения.

Однако при составлении списка соединений схемы для моделирования или проектирования печатной платы используются варианты, соответствующие схемам замещения по умолчанию DEFAULT. Изменение схемы замещения по умолчанию выполняется вручную в диалоговом окне, или с помощью команды Options>Translators. Для этого в графе Translators этой команды выбирается название программы моделирования PSPICE и на строке View вводится имя варианта схемы замещения. К сожалению, таким образом можно выбрать вариант схемы замещения только одного блока.

  1. Иерархические символы. Каждый блок можно преобразовать в иерархический символ и поместить его в библиотеку, что позволяет в дальнейшем размещать на схеме ранее созданные структуры. Преобразование выполняется по команде Edit>Convert Block, указывая имя символа и имя библиотеки символов, куда его следует поместить. В таком случае для размещения на схеме еще одного такого же блока, не нужно создавать его вновь, а поместить на схему как обычный символ. Изменение схемы замещения такого символа, назовем его иерархическим символом, по-прежнему выполняется по команде Edit>Views, но первоначальное составление списка вариантов выполняется в режиме редактирования символов по команде Edit>Set Schematic. Графика такого символа создается автоматически .

Иерархические структуры можно создавать и немного иначе, начиная с рисования его схемы замещения. К внешним выводам по команде Draw>Get New Part подключаются интерфейсные порты из библиотеки Port.slb:

  • IF_IN — для левых (входных) выводов;
  • IF_OUT — для правых (выходных) выводов;
  • INTERFACE — для остальных выводов.

Всем этим портам присваиваются имена. После этого по команде File>Symbolize автоматически создается изображение иерархического символа прямоугольной формы. Изображение иерархического символа-заносится в библиотеку с расширением имени *.SLB, a его схема замещения — в файл *.SCH. В дальнейшем графику символа можно отредактировать в режиме редактирования символов, переходя в него по команде Edit>Symbol.

Возможна замена схемы замещения иерархического символа ее текстовым описанием в виде макромодели (подцепи — subcircuits, см. разд. 4.2), что уменьшает вычислительные затраты на моделирование. Схема замещения макромодели создается так же, как для иерархического символа (см. п. 2), а затем выполняется команда Tools>Create Subcircuit. В результате будет создано текстовое описание схемы замещения, на первой строке которого помещена директива .SUBCKT, перечислены имена внешних выводов (присвоенных портам интерфейса) и имя макромодели, совпадающее с именем файла ее схемы замещения. Последняя строка содержит директиву окончания описания макромодели .ENDS. Текстовое описание макромодели заносится в файл с расширением имени *.SUB.

 

3.5. Подготовка к моделированию и запуск программ PSpice и Probe

 

3.5. Подготовка к моделированию и запуск программ PSpice и Probe

Подготовка к моделированию и само моделирование проводятся в несколько этапов.

  1. Размещение» символов сигналов. После создания схемы моделируемого устройства должны быть введены символы источников сигналов, примеры которых приведены в табл. 3.8 (полностью они помещены в Приложении 2 [7]).

Таблица 3.8. Фрагменты библиотек символов сигналов

Имя, назначение

Символ

Атрибуты

Библиотека Sourcstm.slb

VSTIM,

источник напряжения для StmEd

REFDES=V?

TEMPLATE=V@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC|AC @AC| STIMULUS=@STIMULUS

DC — постоянная составляющая напряжения AC — амплитуда напряжения при анализе в частотной области STIMTYPE=ANALOG STIMULUS — имя сигнала

 

Имя, назначение

Символ

Атрибуты

DigStim,

источник цифрового сигнала для StmEd

DSTM?

STIMULUS=

REFDES=DSTM? TEMPLATE=IT@REFDES STIM(%#*OUT,0) %PWR %GND %*OUT @IO_MODEL STIMULUS=@STIMULUS STIMTYPE=DIGITAL, STIMULUS — имя сигнала

Библиотека Source.slb

FileStim,

источник цифрового сигнала, записанного в файле

DSTM?

REFDES=DSTM? TEMPLATE=IT@REFDES FSTIM(%#*1) %PWR %GND %*1 @IO_MODEL virtual="@FileName" IO_LEVEL=@IO_LEVEL ?SigName/SIGNAMES=@SigName/ FileName — имя файла библиотеки сигналов; SigName — имя сигнала

IAC,

простой источник тока в режимах AC, DC

REFDES=I? 17 TEMPLATE=r@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC| ?AC|AC @AC| DC — постоянная составляющая тока; AC — амплитуда тока при анализе в частотной области

VPULSE,

импульсный источник напряжения

REFDES=V? TEMPLATE=V^@REFDES %+ %- ?DC|DC @DC| ?AC|AC @AC|\n+PULSE @V1 @V2 ?TD/@TD/~TD/0/ #TR/@TR/ #TF/@TF/#PW/@PW/ #PER/@PER/ DC — постоянная составляющая напряжения; AC — амплитуда напряжения, при анализе в частотной области; VI — минимальное напряжение; V2 — максимальное напряжение; TD — задержка; TR — длительность переднего фронта; TF — длительность заднего фронта; * PW — длительность импульса; PER — период повторения

Примечание.

Все источники сигналов имеют атрибут SIMULATIONONLY, означающий, что эти компоненты предназначены только для моделирования и, не переносятся на ПП.

В библиотеке Sourcstm.slb находятся символы источников сигналов, которые создаются с помощью программы Stimulus Editor (см. разд. 5.3). Символы VSTIM и ISTIM предназначены для создания источников напряжения и тока аналоговых сигналов, DigStim — источник цифрового сигнала. После двойного щелчка по такому символу пользователю предлагается ввести имя сигнала (по умолчанию имя сигнала совпадает с позиционным обозначением символа) и затем управление передается программе Stimulus Editor для выбора типа сигнала, предназначенного для анализа переходных процессов, и ввода его параметров. Наиболее часто эти. возможности используются для задания цифровых сигналов. Источники аналоговых сигналов VSTIM и ISTIM имеют два атрибута DC и АС, определяющих постоянную составляющую напряжения или тока и амплитуду сигнала при анализе в частотной области. Значения этих атрибутов устанавливаются по команде Edit>Attribute или щелчком по пиктограмме [И] .

В библиотеке Source.slb находятся символы аналоговых и цифровых сигналов, параметры которых определяются с помощью атрибутов, описание которых приведено в разд. 4.2. При заполнении атрибутов следует принимать во внимание правила составления шаблонов символов TEMPLATE, изложенные в п. 3.3.2. Проиллюстрируем правила заполнения атрибутов на примере символа источника импульсного напряжения VPULSE, помещенного в табл. 3.8.

2) Запись ?DC|DC @DC| означает, что если атрибут DC определен, то в строке описания сигнала будет внесена запись DC <значение атрибута DO; такие атрибуты вводить не обязательно;

3) Запись ?TD/@TD/~TD/0/ означает, что если атрибут TD определен, то в строке описания сигнала будет внесена запись <значение атрибута TD>; если же атрибут TD не определен, то его значение будет положено равным 0;

4) Запись #TR/@TR/ означает, что если атрибут TR определен, то в строке описания сигнала будет внесена запись <значение атрибута TR>; если же атрибут не задан, то удаляется вся остальная часть шаблона.

  1. Простановка позиционных обозначений. Перед моделированием схемы всем ее компонентам (резисторам, конденсаторам, диодам и т.п.) необходимо присвоить уникальные имена, так называемые позиционные обозначения (Reference Designator). Позиционные обозначения обычно вводятся при расстановке компонентов на схеме. Однако если в процессе редактирования часть компонентов получили совпадающие позиционные обозначения или не для всех компонентов проставлены эти обозначения, выполняется команда Tools>Annotate. Кроме того, эта команда выполняет так называемую «упаковку» компонентов, необходимую для разработки ПП. Упаковка отдельных символов в физически существующие корпуса компонентов заключается в простановке номеров секций и указании типов корпусов. В диалоговом окне команды в пункте Function выбирается тип операции:
  • Package and Assign Reference Designators — упаковка компонентов и назначение позиционных обозначений всем символам (простановке номеров секций и указании типов корпусов) в соответствии с данными раздела Set Values for (необходима при разработке печатных плат);
  • Assign Reference Designators Only — назначение только позиционных обозначений компонентов без проведения их упаковки, что достаточно для проведения моделирования;
  • Undo Packaging — удаление всех атрибутов, проставленных в процессе обратной корректировки схемы по команде Tools>Back Annotate (необходимо при возникновении проблем при генерации цепей).

В разделе Set Values for выбирается метод простановки позиционных обозначений компонентов:

  • All Except User-Assigned — автоматическая простановка позиционных обозначений, имен секций и типов корпусов за исключением тех, что проставлены пользователем;
  • Only Unpackaged — простановка позиционных обозначений, имен секций и типов корпусов, которые еще не назначены;
  • All — простановка позиционных обозначений, имен секций и типов корпусов всем компонентам (с переопределением существующих).

Заметим, что по команде Options>Auto-Naming можно включить режим автоматической простановки позиционных обозначений компонентов при нанесении их символов на схему (пометив курсором панель Enable Auto-Naming и задав начальный номер позиционных обозначений Starting Designator). К сожалению, как при автоматической простановке позиционных обозначений, так и при выполнении команды Tools>Annotate позиционные обозначения расставляются неупорядоченно. Поэтому перед выпуском документации по ЕСКД приходится отредактировать позиционные обозначения компонентов вручную.

  1. Именование цепей. Осуществляется по команде Edit>Label или после двойного щелчка мыши на выбранной цепи. При выполнении некоторых видов анализа (например, при спектральном анализе, статистическом анализе по методу Монте-Карло, расчете уровня шума) необходимо указывать имена выходных переменных, в качестве которых могут быть потенциалы и разности потенциалов узлов и токи ветвей. При записи выходных переменных можно пользоваться всеми правилами программы PSpice, однако ссылки на имена узлов цепи (имена проводников) возможны, только если они обозначены на схеме.
  2. Проверка схемы. По команде Analysis>Electrical Rule Check проверяется наличие в схеме неподсоединенных (плавающих) выводов компонентов, совпадающих позиционных обозначений и др. Полнота проверки тем больше, чем больше информации о типе компонентов и их выводов занесено в библиотеку символов. При обнаружении ошибок на экран выводится информационное сообщение. Перечень ошибок просматривается по команде File>View Messages.
  3. Создание списка соединений. По команде Analysis>Create Netlist создаются список соединений схемы и задание на моделирование, которые заносятся в файлы с расширениями *.NET, *.ALS и *.CIR. При наличии ошибок в схеме или директивах моделирования выводится информационное сообщение. В этих сообщениях приведена информация (INFO), предупреждения (WARNING) и ошибки (ERROR). Если курсором щелкнуть по строке ошибок, то это окно закроется и курсор покажет на схеме связанный с этой ошибкой вывод компонента. Повторно информационное сообщение выводится по команде File>View Messages или нажатием клавиши F10.

    Файлы списков соединений просматриваются по команде Analysis>Examine Netlist с помощью встроенного текстового редактора. Однако необходимость в этом возникает крайне редко при отладке новых схем и моделей компонентов.

  4. Составление задания на моделирование. Перед проведением моделирование необходимо составить задание на моделирование по команде Analysis>Setup или щелкнув по пиктограмме. В открывшемся окне нажатием курсором отмечают нужные директивы моделирования (при этом в графе Enabled проставляется галочка) и нажатием соответствующей кнопки открывают диалоговые меню задания директив, которые подробно рассматриваются в разд. 4.1.
  5. Подключение библиотек и других файлов. Перед выполнением моделирования необходимо убедиться, что подключены файлы с математическими библиотеками компонентов схемы. Поставляемые вместе с системой фирменные библиотеки перечислены в файле NOM.LIB (и его лучше не редактировать). Дополнительные библиотеки и другие необходимые для моделирования файлы подключаются по команде Analysis>Library and Include Files . Сначала в строке File Name указывается имя файла, которое проще отыскать нажатием кнопки Browse. Далее в зависимости от типа файла нажимается одна из кнопок:
    • Add Library* — библиотеки математических моделей (файлы *.LIB и *.MOD);
    • Add Include* — файлы, подключаемые по директиве .INCLUDE;
    • Add Stimulus* — влешние воздействия (файлы *.STL).
  1. Конфигурирование программы построения графиков Probe. Конфигурирование программы Probe выполняется по команде Analysis>Probe Setup, меню которой имеет три раздела.

1) Раздел Probe Startup содержит две группы команд.

  • Auto-Run Option (параметры автоматического запуска программы): - Automatically Run Probe After Simulation — автоматический запуск программы Probe после завершения моделирования;
    • - Monitor Waveforms (auto update) — построение графиков в процессе моделирования;
    • - Do not auto-run Probe — не запускать программу Probe автоматически. At Probe Startup (спецификация выводимых графиков):
    • - Restore last Probe session — вывод данных последнего сеанса Probe;
    • - Show all markers — вывод графиков, соответствующих всем маркерам;
    • - Show selected markers — вывод графиков, соответствующих выбранным на схеме маркерами;
    • - None — графики не выводятся.

2) Раздел Data Collection содержит две группы команд.

  • Data Collection (перечень данных, помещаемых в выходной файл):
    • - At Markers Only — только данные, отмеченные маркерами;
    • - All — все данные о схеме;
    • - All but Internal Subcircuits — все данные о схеме За исключением данных о подсхемах;
    • - None — ничего.
  • Text data file format (CSDF) — текстовый формат файла данных (расширение имени *.ТХТ).

3) Раздел Checkpoint содержит две группы команд.

  • Automatically load data for open checkpoints -- автоматическая загрузка данных для открытых вариантов схем.
  • Show Results in (окна для показа результатов):
    • - Same window for all schematics (working and checkpoint) — в одном и том же окне для всех схем;
    • - A separate window for each working schematic including its checkpoints — в отдельных окнах для каждой основной схемы, в том числе и для ее вариантов;
    • - A separate window for each schematic (working or checkpoint) — в отдельных окнах для каждой схемы (основная схема и ее варианты).
  1. Запуск программы моделирования PSpice. Моделирование текущей схемы начинается после выбора команды Analysis>Simulate (или после нажатия клавиши F11 . При этом автоматически выполняются команды Electrical Rule Check и Create Netlist, если они не были выполнены заранее. Экран программы PSpice показан на рис. 5.1, команды ее меню приведены в табл. 5.1.
  2. Просмотр результатов моделирования. Результаты моделирования, представленные в текстовом виде в файле .out (текстовое описание схемы и директивы моделирования, параметры математических моделей компонентов, карта режима по постоянному току, результаты статистического анализа по методу Монте-Карло и др.) просматриваются по команде Analysis>Examine Output или непосредственно из меню программы PSpice. Графики результатов моделирования просматриваются с помощью программы Probe, которая вызывается автоматически после завершения моделирования, если в меню команды Analysis>Probe Setup включена опция Auto Run Option. Построение графиков в процессе моделирования выполняется при выборе опции Auto Run Option. Автономный вызов Probe выполняется командой Analysis>Run Probe или нажатием клавиши'Р12. В некоторых случаях, например при моделировании схемы большого размера или выполнении статистического моделирования, файл данных .dat приобретает очень большие размеры. Для его уменьшения рекомендуется включить опцию Data Collection: At Markers Only команды Analysis>Probe Setup — тогда в этот файл заносятся данные только о переменных, отмеченных маркером.

Программу Probe можно вызвать в отдельном окне и одновременно просматривать графики результатов и принципиальную схему анализируемого устройства. В многооконном режиме, когда на экране одновременно (или поочередно) находятся окна графического редактора PSpice Schematics и программы Probe, удобно пользоваться маркерами, проставляемыми по командам Markers (или щелчком по пиктограммам, назначение которых описано в разд. 3.1). По этим командам специальными значками на схеме помечаются цепи или выводы компонентов, потенциалы или токи которых нужно вывести на экран программы Probe. Маркеры можно нанести на схему как до завершения моделирования, так и после него. В последнем случае необходимо дополнительно выполнить команду Show All (вывести на экран графики всех отмеченных переменных) или Show Selected (вывести на экран только графики выбранных переменных). Ввод маркеров завершается нажатием правой кнопки мыши. После этого выводится экран программы Probe с построенными графиками. Если окна Probe не видно, то нажатием клавиш Alt+Tab перелистывают открытые окна до появления нужного. Более подробно работа с программой Probe изложена в разд. 5.1.

 

3.6. Список команд программы PSpice Schematics

 

3.6. Список команд программы PSpice Schematics

В табл. 3.9 — 3.10 приведен перечень команд программы PSpice Schematics в режимах редактирования схем и символов отдельных компонентов и их краткое описание.

Таблица 3.9. Команды редактирования схем

Назначение

 

Format — задание формата вывода атрибутов: [пояснительный текст]@<имя атри-бута>

 

 

Команда

Назначение

 

Команда

Назначение

 

 

 

Назначение

 

 

 

Загрузка сайта www.6rcad.com

Выход на службу технической поддержки www.orcad.com / technical

Примечание. Три точки после имени команды (...) отмечают так называемые расширенные команды, перед выполнением которых необходимо ввести дополнительную информацию на панелях диалога.

 

Таблица 3.10. Команды редактирования символов компонентов

 

 

Редактирование директивы .MODEL или .SUBCKT текущего символа. По умолчанию все изменения заносятся в файл библиотеки математических моделей <имя схемы>.LIB

 

Добавление вывода к символу компонента и разрешение редактирования его имени и номера, а также электрического типа вывода, используемого в режиме поиска ошибок схемы ERC:

 

 

 

<6-кa>.slb: <символ>

Загрузка сайта www.orcad.com

Выход на службу технической поддержки www.orcad.com/technical

 

Глава 4. Моделирование с помощью PSpice

4.1. Составление задания на моделирование

 

Глава 4.

Моделирование с помощью PSpice

 

4.1. Составление задания на моделирование

 

4.1.1. Структура текстового задания на моделирование

Задание на моделирование для программы PSpice заносится в текстовые файлы. Знание их форматов при графическом вводе схемы не обязательно, но желательно, так как:

  • значительно облегчает поиск ошибок при отладке схемы;
  • позволяет создавать шаблоны новых символов компонентов;
  • позволяет составлять текстовые описания макромоделей (иногда это проще, чем рисовать их схемы замещения).

При графическом вводе схем как с помощью программы PSpice Schematics, так и с помощью OrCAD Capture, создаются три файла задания с одним и тем же именем и различными расширениями имени: *.NET (таблица соединений), *.ALS (список подключения цепей к выводам компонентов) и *.CIR (список директив моделирования). При моделировании в PSpice непосредственно загружается файл *.CIR, в котором имеются ссылки на остальные файлы. Для его составления вручную на бумаге сначала рисуется принципиальная схема моделируемого устройства и присваиваются имена всем ее узлам (при графическом вводе этого делать не обязательно). Имена узлов могут быть целыми числами от 0 до 9990 или алфавитно-цифровыми символами длиной не более 131 символа. В качестве этих символов используются буквы латинского алфавита от А до Z, цифры 0, 1, ..., 9 и знаки «$», «_», «*», «/», «%». Стандартное обозначение ряда узлов приведено в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Глобальные узлы

Имя узла

Напряжение / уровень

Описание

0

OB

Аналоговая «земля»

$G_CD4000_VDD

5 В

Источник питания к-МОП ИС

$G_CD4000_VSS

OB

Источник питания к-МОП ИС

$G_DPWR

5B

Источник питания ТТЛ ИС

$G_DGND

OB

Источник питания ТТЛ ИС

$G_ECL_10K_VEE

-5,2 В

Источник питания ЭСЛ 10К ИС

$G_ECL_10K_VCCl

OB

Источник питания ЭСЛ 10К ИС

 

Имя узла

Напряжение / уровень

Описание

$G_ECL_10K_VCC2

0 B

Источник питания ЭСЛ 10К ИС

$G_ECL_100K_VEE

-4,5 В

Источник питания ЭСЛ 100К ИС

$G_ECL_100K_VCC1

OB

Источник питания ЭСЛ100К ИС

$G_ECL_100K_VCC2

0 B

Источник питания ЭСЛ 100К ИС

$D_HI

«1»

Логическая «1»

$D_LO

«0»

Логический «0»

$D_X

«X»

Неопределенное логическое состояние X

$D_NC

Не подключенный к схеме вывод цифрового компонента

Логические состояния цифровых узлов $D_HI, $D_LO, $D_X поддерживаются постоянными независимо от того, с чем они соединены. Узел $D_NC применяется для обозначения неиспользуемых выводов (аббревиатура NC означает Not Connected — нет подключения), чтобы при проверке схемы они не включались в список ошибок.

При ссылке на цифровые имена узлов они заключаются в круглые скобки, например V(6) — потенциал узла 6. Имена узлов в виде алфавитно-цифровых символов при ссылках на них заключаются в квадратные скобки [ ], чтобы отличить их от имен компонентов. Например, потенциал узла IN обозначается как V([IN]), a V(I2) — напряжение на источнике тока 12. Заметим, что в программе Probe при ссылке на алфавитно-цифровые имена узлов квадратные скобки не нужны, они отсутствуют и в выходном файле с расширением *.OUT.

В программе существует соглашение, что все узлы, имена которых начинаются с символов $G_, являются глобальными, например узел $G_POS. Глобальные узлы используются в схемах, имеющих макромодели. Глобальные узлы с одинаковыми именами автоматически соединяются в основной цепи и во всех макромоделях. С их помощью удобно прокладывать цепи питания, синхронизации и т.п. (узел «земля» 0 всегда является глобальным). Глобальные узлы с произвольными именами назначаются с помощью директивы .GLOBAL (см. п. 4.1.2).

После именования узлов составляют задание на моделирование, которое заносится в файл. Имя файла произвольное, в качестве расширения имени рекомендуется использовать *.CIR, воспринимаемое программой PSpice по умолчанию.

Первая строка файла — строка заглавия, которая затем выводится в виде заголовка в выходном файле.

Строки комментариев содержат символ «*» в первой позиции. Конец любой строки после знака «;» также воспринимается как комментарий.

Последняя строка файла .END. Порядок ввода промежуточных строк значения не имеет, за небольшим исключением:

  • строка описания функции .FUNC должна быть помещена до ссылки на нее;
  • директива .OPTIONS NOECHO запрещает запись в выходной файл расположенной после нее части описания схемы.

Строка продолжения начинается с символа «+» в первой позиции, максимальная длина строки 132 символа. Число пробелов между операторами в строке произвольное. Пробелы и запятые или знаки равенства эквивалентны.

Внимание!

Программа PSpice не различает прописные и строчные буквы.

Предложения входного языка программы PSpice делятся на описания компонентов и директивы.

Описанием компонента считается любая строка, не начинающаяся с символа «.» (кроме первой строки и строк комментариев и продолжений). Описание компонента имеет следующую структуру:

<имя компонента> <номера двух или более узлов> [<имя модели>] < числовые данные >

Имя компонента состоит из последовательности символов латинского алфавита и цифр, общая длина имени не должна превосходить 13Г символ (рекомендуется не более 8 символов). Первый символ — одна из букв латинского алфавита от А до Z, далее в любом порядке — алфавитно-цифровые символы и знаки $, _, *, /, %. Первый символ имени компонента определяет его тип, например R1, ROUT, Q12 (табл. 4.2). При графическом вводе схем пользователь может вводить первый символ имени компонента по своему усмотрению, так как графические редакторы при составлении текстового описания схемы для передачи его в PSpice к именам всех компонентов в соответствии с табл. 4.2 автоматически добавят префиксы — это выполняется в соответствии с так называемыми шаблонами символов компонентов TEMPLATE (см. разд. 3.3). Поэтому на схемах компоненты можно именовать, не придерживаясь приведенных в табл. 4.2 правил (они должны быть учтены при составлении шаблонов символов). Например, транзисторы всех типов можно согласно ЕСКД именовать как V1, V2, V3..., а при составлении текстового описания схемы биполярный транзистор получит имя Q_V1, полевой — J_V2, МОП-транзистор -- M_V3 и т.д.

Таблица 4.2. Первые символы имен компонентов

Первый символ имени

Тип компонента

В

Арсенид-галлиевый полевой транзистор (GaAsFET) с каналом n-типа

С

Конденсатор

D

Диод

Е

Источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН)

F

Источник тока, управляемый током (ИТУТ)

G

Источник тока, управляемый напряжением (ИТУН)

Н

Источник напряжения, управляемый током (ИНУТ)

I

Независимый источник тока

J

Полевой транзистор с управляющим р-n-переходом (JFET)

К

Связанные индуктивности и линии передачи, ферромагнитные сердечники

 

Первый символ имени

Тип компонента

L

Индуктивность

М

МОП-транзистор (MOSFET)

N

Аналого-цифровой преобразователь на входе цифрового устройства

О

Цифроаналоговый преобразователь на выходе цифрового устройства

Q

Биполярный транзистор

R

Резистор

S

Ключ, управляемый напряжением

Т

Линия передачи

V

Независимый источник напряжения

W

Ключ, управляемый током

Y

Цифровое устройство

X

Макромодель (операционный усилитель, компаратор напряжения, регулятор напряжения, стабилизатор напряжения и др.)

Z

Статически индуцированный биполярный транзистор (IGBT)

Заметим, что помимо перечисленных выше компонентов схем в состав моделируемого устройства могут входить и не электронные элементы (электрические машины, системы автоматического управления и др.), оформленные в виде макромоделей.

Номера узлов подключения компонента к схеме перечисляются в определенном порядке, установленном для каждого компонента (см. ниже). Имя модели компонента не является обязательным параметром. В заключение указываются численные значения параметров компонента. В программе PSpice осуществляется масштабирование чисел с помощью суффиксов, приведенных в табл. 4.3.

Таблица 4.3. Масштабные коэффициенты

Суффикс

Масштабный коэффициент

Наименование

f

10- 15

Фемто

Р

10- 12

Пико

п

10- 9

Нано

U

10- 6

Микро

mil

25,4*10 6

Мил (0,001 дюйма)

m

10- 3

Милли

k или К

10 3

Кило

MEG

10 6

Мега

G

109

Гига

 

Суффикс

Масштабный коэффициент

Наименование

Т

10 12

Тера

С

Признак целого числа тактов цифровых сигналов

Примечание. В программе PSpice прописные и строчные буквы не различаются

Допускается к масштабным суффиксам дописывать буквенные символы для улучшения наглядности обозначений. Так, сопротивление 5,1 кОм может быть записано несколькими способами: 5100, 5.1К, 5.1КОМ, 5.1КОНМ, 5.1е3, 0.0051еЗК. При этом допускается присоединять суффикс и к числам, представленным в форме с плавающей точкой, как в последнем примере. Суффикс MIL используется при задании геометрических размеров МОП-транзисторов.

Сопротивления, емкости и индуктивности должны быть постоянными величинами (зависимость от времени или от токов и напряжений, как в программе Micro-Cap, к сожалению, не допускается). Они могут быть как положительными, так и отрицательными величинами. Исключение составляет анализ переходных процессов, где отрицательные значения емкостей и индуктивностей могут привести к ошибкам в расчете. В любом случае нулевые значения параметров компонентов не допускаются.

При наличии ошибок, обнаруженных при трансляции схемы и при выполнении моделирования, на экран и в выходной файл *.OUT выводятся сообщения о них.

Помимо числовых значений в предложениях входного языка программы могут использоваться идентификаторы параметров, которые заключаются в фигурные скобки { }. Например, постоянное напряжение источника питания может быть задано с помощью параметра VPOWER:

VP 6 0 DC {VPOWER}

Внутри фигурных скобок допускаются символы арифметических выражений, например:

С2 5 4 {CLOAD*2.5}

Это не допускается при задании:

  • параметров NL, F, LEN, R, L, G и С линии передачи;
  • температурных коэффициентов резистора TCI, TC2 в его описании (в модели резистора эти выражения допускаются);
  • параметров линейно-ломаного сигнала PWL;
  • полиномиальных коэффициентов зависимых источников типа Е, F, G, H;
  • в именах узлов и параметрах директив .AC, .DC и др.

Выражение должно помещаться на одной строке длиной не более 131 символа (громоздкие выражения целесообразно оформлять в виде функций с помощью директивы .FUNCTION). Кроме арифметических выражений допускается использование стандартных функций, приведенных в табл. 4.4.

Таблица 4.4. Обозначения стандартных функций

Функция

Определение

Комментарий

Наличие в программе Probe

ABS(x)

Абсолютное значение х

Да

ACOS(x)

Арккосинус х

Результат в радианах

Нет

ARCTAN(x)

Арктангенс х

Результат в радианах

Да

ASIN(x)

Арксинус х

Результат в радианах

Нет

ATAN(x)

Арктангенс х

Результат в радианах

Да

ATAN2(y,x)

Арктангенс у/х

Результат в радианах

Нет

COS(x)

Косинус х

х в радианах

Да

COSH(x)

Косинус гиперболический х

х в радианах

Нет

DDT(x)

Производная dx/dt

Применяется только при анализе переходных процессов

Да*

EXPM

Экспонента числа х

Да

W(t,x,y)

х, если t — истинно, у, если t — ложно

t — булева переменная, оператор отношений

Нет

IMGU)

Мнимая часть х

Да

LIMIT(x, min, max)

min, если x<min, max, если х>тах, х, если min<x<max

Ограничитель с линейной областью

Нет

LOG(x)

Натуральный логарифм х

Да

LOGIO(x)

Десятичный логарифм х

Да

M(x)

Модуль х

Эквивалентно ABS(x)

Да

MAX(x,y)

Максимум х,у

Да

MIN(x,y)

Минимум х,у

Да

P(x)

Фаза х

Равна 0 для вещественных чисел

Да

PWR(x,y)

Степенная функция |х| у

Да

PWRS(x,y)

+ |x| у , если x;<0 -|х| у , если х>0

Нет

R(x)

Действительная часть х

Да

SDT(x)

Интеграл f x(t)dt

Применяется только при анализе переходных процессов

Да**

SGN(x)

Знак х

Да

SIN(x)

Синус х

х в радианах

Да

SINH(x)

Синус гиперболический х

х в радианах

Нет

 

Функция

Определение

Комментарий

Наличие в программе Probe

STP(x)

1, если х > 0, 0, если х < 0

Нет

SQRT(x)

корень из х

Да

TABLE (x,x1,y1,...)

Табличная зависимость функции у от х

Задаются координаты точек (xi, yi), в промежуточных точках используется линейная аппроксимация

Нет

TAN(x)

Тангенс х

х в радианах

Нет

TANH(x)

Тангенс гиперболический х

х в радианах

Нет

* В программе Probe эта функция имеет обозначение d(x) ** В программе Probe эта функция имеет обозначение S(A:)

Выражения могут содержать математические операции, перечень которых приведен в табл. 4.5.

Таблица 4.5. Математические операции

Символ операции

Назначение

Арифметические операции

+

Сложение

-

Вычитание

*

Умножение

/

Деление

Логические операции (для функции IF и описания моделей цифровых компонентов в булевых выражениях)

-

Логическое отрицание

|

Логическое ИЛИ

-

Логическое исключающее ИЛИ

&

Логическое И

**

Бинарный оператор

Операции отношений (для функции IF)

==

Равно

!=

Не равно

>

Больше

>=

Больше или равно

<

Меньше

<=

Меньше или равно

Директивы моделирования начинаются с символа «.» в первой позиции (см. п. 4.1.2).

 

4.1.2. Директивы моделирования

 

4.1.2. Директивы моделирования

Программа PSpice рассчитывает следующие характеристики электронных цепей:

  • режим цепи по постоянному току в «рабочей точке» (Bias Point);
  • режим по постоянному току при вариации источников постоянного напряжения или тока, температуры и других параметров цепи (DC Sweep);
  • чувствительность характеристик цепи к вариации параметров компонентов в режиме по постоянному току (Sensitivity);
  • малосигнальные передаточные функции в режиме по постоянному току (Transfer Function);
  • характеристики линеаризованной цепи в частотной области при воздействии одного или нескольких сигналов (AC Sweep);
  • спектральную плотность внутреннего шума (Noise Analysis);
  • переходные процессы при воздействии сигналов различной формы (Transient Analysis);
  • спектральный анализ (Fourier Analysis);
  • "статистические испытания по методу Монте-Карло и расчет наихудшего случая (Monte Carlo/Worst Case);
  • многовариантный анализ при вариации температуры (Temperature) и других параметров (Parametric).

С помощью модуля PSpice Optimizer выполняется параметрическая оптимизация (см. разд. 5.4).

Каждому виду расчета соответствует определенная директива. Их полный перечень приведен в табл. 4.6.

Таблица 4.6. Директивы моделирования

Имя

Назначение

Расчет стандартных характеристик

.АС

Расчет частотных характеристик

.DC

Расчет режима по постоянному току

.FOUR

Спектральный анализ

.NOISE

Расчет уровня внутреннего шума

.OP

Передача в выходной файл параметров схемы, линеаризованной в окрестности рабочей точки

.SENS

Расчет малосигнальных чувствительностей в режиме по постоянному току

.TF

Расчет малосигнальных передаточных функций в режиме по постоянному току

.IRAN

Расчет переходных процессов

Управление выдачей результатов

.PLOT

Представление результатов расчета в выходном файле в виде графиков, построенных в текстовом режиме

 

Имя

Назначение

.PRINT

Представление результатов расчета в выходном файле в виде таблиц

.PROBE

Передача данных в графический постпроцессор Probe

.VECTOR

Создание файла с результатами моделирования цифровых устройств

.WATCH

Выдача промежуточных результатов анализа на экран программы PSpice в текстовом виде

.WIDTH

Назначение длины строк выходного файла

Многовариантный анализ

.STEP

Вариация параметров

.TEMP

Назначение температуры окружающей среды

Вспомогательные файлы, определение функций и параметров

.END

Конец задания

.FUNC

Определение функции

.INC

Включение во входной файл другого файла

.LIB

Подключение библиотеки моделей компонентов

.PARAM

Определение глобальных параметров

Статистический анализ

.МС

Статистический анализ по методу Монте-Карло

.WCASE

Расчет наихудшего случая

Модели устройств

.ENDS

Конец описания макромодели

.DISTRIBUTION

Табличное определение закона распределения случайных величин

.MODEL

Описание моделей компонентов

.SUBCKT

Начало описания макромодели

Задание начальных условий

.IC

Задание начальных условий

.LOADBIAS

Считывание из файла узловых потенциалов схемы

.NODESET

Задание узловых потенциалов по постоянному току на начальной итерации

.SAVEBIAS

Запись в файл узловых потенциалов схемы

Прочие директивы

.ALIASES

Начало списка соответствий имен выводов графических обозначений компонентов именам цепей схемы, к которым они подключены

.ENDALIASES

Конец списка соответствий

.EXTERNAL

Спецификация внешних портов

.OPTIONS

Установка параметров и режимов работы программы

.STIMLIB

Задание имени файла с описанием внешних воздействий

.STIMULUS

Задание внешних воздействий

 

Имя

Назначение

.TEXT

Задание текстовых переменных, текстовых выражений или имен файлов, используемых в описании цифровых устройств

*

Комментарий

;

Комментарий в конце строки

+

Продолжение строки

Директивы моделирования задаются в схемном редакторе PSpice Schematics по команде Analysis>Setup или выбором пиктограммы. В раскрывшемся меню (см. рис. 3.49) выбирают нужный вид анализа (помечая его крестиком в графе Enabled) и щелчком мыши по панели с именем вида анализа раскрывают меню задания параметров моделирования.

При работе с OrCAD Capture аналогичные директивы моделирования задаются/редактируются по командам PSpice>New/Edit Simulation Profile. Приведенное ниже описание директив моделирования будем иллюстрировать изображением диалоговых окон PSpice Schematics. Этого достаточно для понимания их ввода в OrCAD Capture.

Обратим внимание, что в меню схемных редакторов задаются не все возможные директивы программы PSpice. He вошедшие в меню директивы (.LIB, .INC и др.) задаются с помощью атрибутов, присваиваемых на схеме специальным символам из библиотеки Special.sib, каждой директиве — отдельный символ.

Приведем ниже описание всех директив программы PSpice.

  1. AC Sweep — расчет частотных характеристик и уровня шума. Частотные характеристики рассчитываются по директиве:

.AC [LIN] [ОСТ] [DEC] <n> <начальная частота> <конечная частота>

Эта директива задает диапазон частот в пределах <начальная частота> ... <конечная частота>. Параметр LIN устанавливает линейный шаг по частоте, при этом п — общее количество точек по частоте. Параметры ОСТ и DEC устанавливают логарифмический характер изменения частоты октавами и декадами соответственно. Параметр п определяет в таком случае количество точек по частоте на одной октаве или декаде. Анализ спектральной плотности внутреннего шума производится по директиве

.NOISE У(<узел>[,<узел>]) <имя> <п>

Директива .NOISE указывается совместно с директивой .АС, в которой задается диапазон частот анализа. Источниками шума служат резисторы, ключи и полупроводниковые приборы, шумовые схемы замещения которых приведены в [7]. На каждой частоте / рассчитывается спектральная плотность выходного напряжения S UBbIX (f), В 2 /Гц, обусловленная наличием статистически независимых источников внутреннего шума. Точки съема выходного напряжения указываются по спецификации М(<узел> [,<узел>]). К входным зажимам цепи подключается независимый источник напряжения или тока, <имя> которого приводится в списке параметров директивы .NOISE. Этот источник не является источником реального сигнала, он служит лишь для обозначения входных зажимов цепи, к которым пересчитывается выходной шум. Если ко входу подключается источник напряжения, то на входе рассчитывается эквивалентная спектральная плотность напряжения S U BX ЭK (f), В 2 /Гц; если ко входу подключен источник тока, то рассчитывается эквивалентная спектральная плотность тока Si вх эк (f), А 2 /Гц. Уровень шума пересчитывается с выхода на вход делением спектральной плотности выходного напряжения S u вых на квадрат модуля соответствующей передаточной функции. Заметим, что внутреннее сопротивление реального генератора сигнала R r должно быть включено в описание цепи как отдельный резистор. Если указан целочисленный параметр <п>, то на каждой n-й частоте в диапазоне анализа будет рассчитываться не только спектральная плотность суммарного шума, но и вклад в нее каждого шумового источника. Если параметр <п> не указан, то этот расчет не производится.

Рис. 4.1. Расчет частотных характеристик и уровня шума

В диалоговом окне задания параметров режима AC Sweep имеются два раздела (рис. 4.1). В первом задаются параметры директивы изменения частоты.

В диалоговом окне в разделе AC Sweep Type определяется характер изменения частоты:

  • Linear — линейная шкала;
  • Octave — изменение частоты октавами;
  • Decade — изменение частоты декадами.

В разделе Sweep Parameters задаются параметры диапазона частот:

  • Total Pts., Pts/Decade, Pts/Octave — общее количество точек при выборе линейного масштаба или количество точек по частоте на одну декаду или октаву;
  • Start. Freq. — начальная частота;
  • End Freq. — конечная частота.

В разделе Noise Analysis устанавливаются параметры расчета спектральной плотности внутреннего шума:

  • Noise Enabled — включение режима расчета уровня шума;
  • Output Voltage — выходное напряжение;
  • I/ V Source — имя входного источника напряжения или тока;
  • Interval — интервал п расчета парциальных уровней шума.

Расчет характеристик в частотной области производится после определения режима по постоянному току и линеаризации нелинейных компонентов (это делается автоматически, никаких дополнительных директив не требуется). Все независимые источники напряжения V и тока I., для которых -заданы параметры АС-сигналов (амплитуды и фазы) являются входными воздействиями. При проведении АС-анализа остальные спецификации этих источников, в том числе параметры синусоидального сигнала SIN, не принимаются во внимание, они учитываются при анализе переходных процессов. Результаты расчета комплексных амплитуд узловых напряжений и токов ветвей выводятся по директивам .PRINT, .PLOT или .PROBE.

Приведем примеры текстового задания директив:

.ACDEC2010k100MEG

.NOISE V(5)VIN

.NOISE V(101)VSRC 20

.NOISE V(4,5) ISRC

Результаты расчета уровней шума выводятся в выходной файл .out по директиве .PRINT или .PLOT:

PRINT NOISE <выходная переменная>' PLOT NOISE <выходная переменная>*

В качестве выходных переменных при расчете уровней шума используются следующие имена:

  • INOISE, DB(INOISE) —корень(S BX (f)) в относительных единицах и децибелах;
  • ONOISE, DB(ONOISE) — корень( S u вых (f)) в относительных единицах и децибелах.

Например:

PRINT NOISE INOISE ONOISE DB(INOISE)

PRINT NOISE INOISE ONOISE

PRINT NOISE ONOISE DB(ONOISE)

Графики спектральных плотностей можно построить с помощью программы Probe. Причем помимо суммарных спектральных плотностей INOISE и ONOISE доступны и парциальные спектральные плотности напряжения выходного шума, обусловленные отдельными источниками шума. Для их построения в программе Probe используются специальные обозначения, приведенные в п. 15.

По результатам расчета спектральной плотности внутреннего шума легко вычисляется дифференциальный коэффициент шума линейного четырехполюсника, изображенного на рис. 4.2, а. Как известно, дифференциальный коэффициент шума равен

Kш=S u вх . эк (f)/S u r

где S u вх . эк (7) — спектральная плотность напряжения, обусловленного шумом сопротивления генератора R r и внутренним шумом четырехполюсника, пересчитанная на его вход, S U BX ЭK (f) = INOISE 2 ; S ur = 4kT 0 R r — спектральная плотность напряжения шума сопротивления генератора; k = 1,38-10" 23 Дж/°С — постоянная Больцмана; Т 0 = 300 К — номинальная абсолютная температура.

а)

б)

Рис. 4.2. Измерение коэффициента шума четырехполюсника при подключении ко входу источника напряжения (а) или тока (б)

Формула для расчета дифференциального коэффициента шума приобретает, таким образом, вид ,

K(f)= INOISE 2 /1 ,656*10- 20 R r

где сопротивление R r указывается в омах.

Приведем фрагмент задания на расчет коэффициента шума четырехполюсника, изображенного на рис. 4.2, а:

.TEMP 80

VG 1 О АС 1

RG 1 2 75

RLOAD 3 4 500

CLOAD 3 4 30рР

{описание четырехполюсника}

.AC LIN 21 0 1000HZ

.NOISE V(3,4) VG

PRINT INOISE ONOISE

Аналогично измеряется дифференциальный коэффициент шума при подключении на вход четырехполюсника источника тока (рис. 4.2, б):

K(f)=INOISE 2 /1,656*10- 20 /R r

Расчет среднеквадратического отклонения выходного напряжения шума производится по формуле

бu вых=корень(интеграл(Su вых(f))df)

с помощью функции интегрирования s(x) программы Probe (разд. 5.1):

SQRT(S(V(ONOISE)*V(ONOISE)))

Среднеквадратическое отклонение шума а U вых равно значению этой функции на верхней границе диапазона частот.

При измерении коэффициента шума сопротивлению генератора R r должна быть приписана номинальная температура Т 0 , четырехполюснику — его физическая температура, а сопротивлению нагрузки R H — температура абсолютного нуля, так как его шумы обычно принимаются во внимание при расчете коэффициента шума последующего каскада. Назначение резисторам индивидуальных значений температуры производится с помощью параметра T_ABS.

В некоторых задачах могут потребоваться независимые источники шума. Они могут быть представлены в виде зависимых источников, управляемых током шумящего резистора (в связи с особенностями программы PSpice допускается управлять током источника ЭДС, включенного последовательно с шумящим резистором).

На рис. 4.3, а представлена модель независимого источника шумового напряжения. Сопротивление шумящего резистора этого источника связано с требуемой спектральной плотностью напряжения шума S u соотношением RN = S u / (4kT). Например, при S u = 10- 18 В 2 /Гц описание модели на рис. 4.3, а имеет вид:

RN 1 0 60.4

VN 1 0 DC 0

HN23VN1

а)

б)

Рис. 4.3. Независимый источник напряжения (а) и тока (б) широкополосного шума

Модель независимого источника шумового тока представлена на рис. 4.3, б. Для нее сопротивление шумящего резистора связано со спектральной плотностью шумового тока Si- соотношением RN = 4kT/Si. Например, при S,- = 10- 24 А 2 /Гц модель описывается следующим образом:

RN 1 0 16.56К

VN 1 0 DC 0

FN 2 3 VN 1

  1. Load Bias Point — загрузка данных режима по постоянному току.

Считывание из файла узловых потенциалов производится по директиве

.LOADBIAS <"имя файла">

Из файла, созданного в предыдущем сеансе работы с программой PSpice, считываются узловые потенциалы по постоянному току. Для выполнения расчета переходных процессов по директиве .TRAN с заданными начальными условиями этот файл можно предварительно отредактировать и заменить директиву .NODESET на .IC. Для передачи содержания файла узловых потенциалов, указанного в директиве .LOADBIAS, в выходной файл результатов (с расширением имени *.OUT), необходимо в директиве .OPTIONS указать параметр EXPAND.

Приведем примеры:

.LOADBIAS "DC_POINT.NOD"

.LOADBIAS "D:\PSPICE\JOB\TR_DATA.TRN"

  1. Save Bias Point — сохранение данных режима по постоянному току. Запись в файл узловых потенциалов осуществляется по директиве

.SAVEBIAS <"имя файла"> <[ОР] [DC] [TRAN]> [NOSUBCKT]

+ [ТIME=<значение> [REPEAT]] [ТЕМР=<змачение>] [SТЕР=<значение>]

+ [МСRUN=<знамение>] [DС=<значение>] [DС1=<значение>]

+ [DС2=<значение>]

В файл с указанным именем записываются значения узловых потенциалов схемы для анализа указанного вида OP, DC или TRAN. Для каждого вида анализа в одном задании должна быть отдельная директива.

Параметр NOSUBCKT запрещает запись в файл узловых потенциалов внутренних узлов макромоделей.

Параметры ТIМЕ=<значеные> [REPEAT] определяют моменты времени, в которые запоминаются узловые потенциалы схемы при расчете переходных процессов (режим TRAN). Ели параметр REPEAT не указан, то узловые потенциалы запоминаются в первый момент времени, равный указанному значению (с точностью до шага интегрирования) или превышающий его. При наличии параметра REPEAT параметр <значение> равен интервалу времени, с которым узловые потенциалы периодически запоминаются, при этом в файле сохраняется только последняя запись.

Параметр ТЕМР=<значение> задает температуру, для которой сохраняются узловые потенциалы при вариации температуры, а необязательный параметр SТЕР=<значение> задает интервал температур, через который обновляется запись в файл.

Параметр МСRUN=<значение> определяет количество вариантов расчетов, через которые обновляется запись в файл при статистическом анализе или расчете по методу наихудшего случая.

Параметры DC = <значение>, DC1 = <значение> и DC2 = <значение> задают значения параметров, варьируемых по директиве .DC, для которых производится запись в файл. Параметр DC = <значение> используется только при вариации одной переменной, a DC1 и DC2 — при вариации двух переменных (соответственно первой и второй).

Образуемый на диске текстовый файл имеет следующий формат. Сначала на одной или более строках в виде комментариев указываются имя схемы, заголовок, дата создания, затраты времени на расчет, тип анализа, температура и т.п. Далее помещается единственная директива .NODESET, содержащая полную информацию об узловых потенциалах схемы. Поэтому после загрузки файла по директиве .LOADBIAS эти потенциалы будут установлены автоматически.

Одно из типичных применений директив .SAVEBIAS, .LOADBIAS — исследование больших схем, для которых расчет режима по постоянному току занимает значительное время. Тогда после расчета режима по постоянному току он может быть сохранен по директиве .SAVEBIAS и в дальнейшем перед выполнением других видов анализа (переходных процессов, частотных характеристик, статистического анализа и т.п.) узловые потенциалы в этом режиме могут быть загружены по директиве .LOADBIAS. Единственное ограничение: директивы .SAVEBIAS и .LOADBIAS должны помещаться в разных заданиях на моделирование. Заметим, что при модификации схемы пользователь может для улучшения сходимости вручную отредактировать файл режима, добавляя или исключая из директивы .NODESET ряд узлов схемы и корректируя их потенциалы.

Приведем примеры:

.SAVEBIAS "DC_POINT.NOD" OP

.SAVEBIAS "TR_DATA.TRN" TRAN NOSUBCKT TIME=10us

.SAVEBIAS "DC.BSP" DC MCRUN=3 DC1=2.5 DC2=10

При работе с управляющей оболочкой Schematics имя файла узловых потенциалов и другие параметры указывается в диалоговом окне (рис. 4.4), открывающемся после нажатия на кнопку Save Bias Point в меню выбора директив моделирования (рис. 3.49).

  1. DC Sweep — вариация параметров при расчете режима по постоянному току. Расчет режима по постоянному току производится при вариации одного или нескольких источников постоянного напряжения или тока, температуры, параметров моделей компонентов схемы и глобальных параметров по директивам

.DC [LIN] <имя 1-й переменной> <начальное значение>

+ <конечное значение> <приращение>

+ [<имя 2-й переменной> <начальное значение>

+ <конечное значение> <приращение>]*

.DC [ОСТ] [DEC] <имя 1-й переменной> <начальное значение> + <конечное значение> <количество точек>

+ [<имя 2-й переменной> <начальное значение> + <конечное значение> <количество точек>]*

.DC <имя 1-й переменной> LIST <значение>* + [<имя 2-й переменной> LIST <значение>*]

Режим по постоянному току рассчитывается для нескольких значений варьируемых переменных, в качестве которых могут приниматься:

  • имена независимых источников напряжения или тока;
  • параметры моделей компонентов (указываются тип компонента, имя модели и в круглых скобках имя варьируемого параметра);
  • температура (в качестве ее имени указывается TEMP);
  • глобальные параметры (указывается ключевое слово PARAM и вслед за ним имя варьируемого глобального параметра, определенного ранее).

Характер изменения переменных задается ключевыми словами:

  • LIN — линейный масштаб (ключевое слово LIN можно не указывать);
  • DEC, ОСТ — логарифмический масштаб декадами или октавами;
  • LIST — список значений.

Если указаны спецификации двух варьируемых параметров, то первый параметр изменяется в заданных пределах для каждого значения второго параметра.

Такой вложенный цикл удобен, в частности, для построения статических характеристик полупроводниковых приборов.

Максимальное количество итераций при переходе к следующему варианту по умолчанию устанавливается равным достаточно малой величине ITL2=20. Поэтому в схемах, чувствительных к вариациям параметров, могут возникнуть проблемы со сходимостью. В этих случаях рекомендуется по директиве .OPTIONS увеличить значение ITL2.

Приведем примеры:

.DC VIN 0.5 5.0 0.25

.DC LIN VDS 0 10 .5 VGS 0 5 1

.DC VCE 0V 10V .25V IB 0 10МА 1МА

.DC RES MODRES(R) 0.75 1.5 0.05

.DC DEC NPN KT315A(BF) 20 100 10

.DC TEMP LIST -50 0 27 60 80

.DC PARAM VPOWER 7.5 12 .5

Первый пример задает диапазон изменения напряжения источника VIN от 0,5 до 5,0 В с шагом 0,25 В. Второй и третий примеры демонстрируют вложенные циклы изменений двух источников. В четвертом и пятом примерах варьируются сопротивление резистора R и коэффициент передачи тока BF биполярного транзистора. В шестом варьируется температура, заданная списком значений. В седьмом — глобальный параметр VPOWER, задающий ЭДС источника питания.

В качестве еще одного примера покажем, как рассчитывают семейство выходных характеристик транзистора (рис. 4.6), используя вложенные циклы:

VC 1 О DC 10V

VB 2 О DC 0.5V

Q1 120КТ315А

.MODEL KT315A NPN (IS= ...)

.DC VC 0V 10V 0.2V VB 0V 1V 0.05V

.PROBE

Результаты расчета режима цепи по постоянному току выводятся по директивам .PRINT, .PLOT или .PROBE.

После завершения вариации параметров по директиве .DC варьируемые параметры принимают номинальные значения, которые они имели до многовариантного анализа.

Замечание.

В разделе Sweep Var. Type задается тип варьируемого параметра:

  • Voltage Source — источник напряжения;
  • Temperature — температура;
  • Current Source — источник тока;
  • Model Parameter — параметр модели компонента;
  • Global Parameter — глобальный параметр.

В зависимости от выбранного типа параметра заполняются одно или несколько строк:

  • Name — имя варьируемого параметра (для параметров типа Voltage Source, Current Source, Global Parameter);
  • Model Type — тип модели, например, RES, DIODE, NPN (для Model Parameter);
  • Model Name — имя модели, например КТ315А (для Model Parameter);
  • Param. Name — имя параметра (для Model Parameter, Global Parameter).

В разделе Sweep Type задается тип вариации параметра:

  • Linear — линейный масштаб;
  • Octave — логарифмический масштаб октавами;
  • Decade — логарифмический масштаб декадами;
  • Value List — в виде списка параметров.

Пределы изменения параметров задаются на строках:

  • Start Value — начальное значение;
  • End Value — конечное значение;
  • Increment — приращение;
  • Pts/ Decade (Octave) — количество точек на одну декаду (октаву);
  • Values — список параметров.
  1. Monte Carlo/Worst Case — статистический анализ и наихудший случай. Статистический анализ по методу Монте-Карло (Monte Carlo) производится при статистическом разбросе параметров, описанных по директиве .MODEL. Случайное значение параметра х рассчитывается по формуле где x HOM — номинальное значение параметра, указанное в директиве .MODEL; А — относительный разброс параметра х; £, — центрированная случайная величина, принимающая значения на отрезке (-1, +1).

Случайные величины создаются с помощью генераторов случайных чисел. Величина относительного разброса каждого параметра А и закон распределения случайной величины £, задаются опцией < спецификация случайного разброса параметра> директивы .MODEL, которая имеет вид

[DEV[/<seHepamop#>] [/ <закон распределения>] <разброс>[%]] [LOT[/< генератор #>] [/<закон распределения>] <разброс>[%]}

Параметр <генератор #> указывает номер генератора случайных чисел (от О до 9). С его помощью создаются коррелированные параметры. Случайные параметры, для которых не указаны номера генераторов случайных чисел, образуются с помощью индивидуальных независимых генераторов; они, естественно, являются некоррелированными. Для расчета значений разбросов параметров DEV и LOT используются различные генераторы: имеется 10 генераторов для параметров DEV и столько же для параметров LOT.

В простейшем случае номера генераторов случайных чисел не указываются. Тогда параметры, имеющие опции DEV, получают независимые, а параметры, имеющие опции LOT, — коррелированные случайные значения (последнее характерно для имитации разброса параметров партий изделий).

Приведем примеры:

.MODEL RLOAD RES (R=1 DEV/GAUSS 5% LOT/UNIFORM 10%)

.MODEL CMOD CAP (C=1 DEV/4/GAUSS 1% TC1 DEV/4/USER1 10% LOT/5 2%)

В программе имеются генераторы случайных величин с двумя стандартными законами распределения:

  • UNIFORM — равновероятное распределение на отрезке (-1, +1);
  • GAUSS — гауссовское распределение на отрезке (-1, +1) с нулевым средним значением и среднеквадратическим отклонением ст = 0,25 (т.е. создается усеченное гауссовское распределение на интервале ±4а).

Кроме того, пользователь может задать нестандартный закон распределения случайных величин £, с помощью директивы

.DISTRIBUTION <имя> <<^>< P >>;*

Здесь параметр <имя> назначает имя закону распределения, который задается в табличной форме. Пары чисел задают значения случайной величины % и соответствующую вероятность Р. Всего может быть задано до 100 точек. Все значения % должны находиться на интервале (-1, +1). Координаты точек должны указываться в порядке возрастания £, (допускается повторять предыдущие значения £). Между соседними точками производится линейная интерполяция. Приведем пример задания бимодального распределения, график которого изображен на рис. 4.8:

.DISTRIBUTION BI_MODAL (-1,1) (-5,1) (-.5,0) (.5,0) (.5,1) (1,1)

Случайным параметрам, закон распределения которых не задан явно в директиве .MODEL, по умолчанию назначается распределение, указанное в опции DISTRIBUTION директивы .OPTIONS. Статистические испытания по методу Монте-Карло проводятся при расчете режима по постоянному току, переходных процессов или частотных характеристик по директиве

.MC <n> [DC] [IRAN] [AC] <имя выходной переменой>

+ <обработка результатов> [LIST]

+ [OUTPUT <спецификация>] [NAMЕ(<минимум>,<максимум>) ]

+ [SEED=<значение>]

Параметр <п> задает количество статистических испытаний. Ключевые слова DC, TRAN, АС указывают вид анализа. После них указывается <имя выходной перемвнной>, подлежащей статистической обработке.

Рис. 4.4. Бимодальный закон распределения

При статистическом анализе предусматривается разнообразная статистическая обработка результатов моделирования, характер которой определяется с помощью опции < обработка результатов>, принимающей одно из следующих значений:

  • YМАХ — расчет максимального отклонения текущей реализации от номинальной;
  • МАХ — расчет максимального значения в каждой реализации;
  • MIN — расчет минимального значения в каждой реализации;
  • RlSE_EDGE(<значение>) — определение момента первого пересечения заданного уровня снизу вверх (значение уровня задается в круглых скобках; в начале расчета значение реализации должно быть меньше этого уровня);
  • FALL_EDGE(<значение>) — определение момента первого пересечения заданного уровня сверху вниз (значение уровня задается в круглых скобках; в начале расчета значение реализации должно быть больше этого уровня).

По необязательному ключевому слову LIST на печать выводится список значений всех случайных параметров во всех реализациях.

В отсутствие ключевого слова OUTPUT характеристики цепи, указанные в директивах .PRINT, .PLOT или .PROBE, выводятся на печать или передаются в постпроцессор Probe один раз для номинального значения случайных параметров. С помощью ключевого слова OUTPUT их можно вывести требуемое число раз, задавая после этого слова следующие параметры:

  • ALL — во всех реализациях;
  • FIRST <m> — для первых т реализаций;
  • EVERY <m> — на каждой m-й реализации;
  • RUNS <m1>,<m2>... — для реализаций с указанными номерами т1, т2, ...

После ключевого слова RANGE определяется диапазон значений, в пределах которого статистически обрабатывается выходная переменная. Если вместо минимального или максимального значения этого диапазона указать звездочку «*», то граница диапазона примет значение -бесконечность или +бесконечность.

Переменная SEED задает начальное значение датчика случайных чисел. Оно может принимать нечетные значения в диапазоне 1...32767. По умолчанию SEED = 17533. При одинаковых значениях SEED результаты статистического моделирования при последующих запусках программы повторяются.

Приведем примеры:

.МС 5 IRAN V(5) YMAX RANGE(-1,*)

.МС 100 AC VM(3) YMAX LIST OUTPUT=ALL

Количество испытаний п ограничено 2000 при выводе данных в текстовый файл *.OUT и 400 при просмотре данных с помощью программы Probe.

Расчет чувствительности и наихудшего случая (WorstCase). Для этого применяется директива WCASE [DC][TRAN][AC] <имя выходной переменной> + <обработка результатов> [<опции>]*

Виды анализа и параметры <имя выходной переменной>, <обработка результатов> такие же, как у директивы .МС.

Проводятся расчеты характеристик цепи при вариации параметров, имеющих опции DEV или LOT. Сначала по очереди изменяются все указанные параметры, что позволяет оценить параметрическую чувствительность характеристик. Измененные значения параметров рассчитываются по формуле

Новое значение = номинальное значение (1 + RELTOL), если не указана опция BY (см. ниже). В заключение рассчитываются характеристики цепи при одновременном изменении всех параметров по методу наихудшего случая. При этом значения параметров определяются по формуле

Новое значение = номинальное значение (1±дельта).

Опции имеют следующий смысл.

Ключевое слово OUTPUT ALL разрешает передавать в выходной файл характеристики цепи, указанные в директивах .PRINT, .PLOT и .PROBE, при всех комбинациях параметров при расчете чувствительности. В его отсутствие передаются данные лишь о номинальном режиме и наихудшем случае.

После ключевого слова RANGE (<минимум>, <максимум>) указывается диапазон значений, в пределах которого производится статистическая обработка выходной переменной. Если вместо минимального или максимального значения этого диапазона указать звездочку <*>, то граница диапазона принимает значение -бесконечность или +бесконечность.

Ключевые слова HI и LOW задают направление изменения параметров компонентов относительно номинальных значений при расчете наихудшего случая. Если определяется функция YMAX или МАХ, по умолчанию назначается ключевое слово HI (положительное приращение), в противном случае — LOW (отрицательное приращение).

Ключевые слова VARY DEV, VARY LOT, VARY BOTH определяют характер случайного разброса параметров. По умолчанию назначается параметр VARY BOTH и случайный разброс задается обоими параметрами DEV и LOT; два других ключевых слова означают случайный разброс, определяемый только одним параметром DEV или LOT соответственно.

Ключевые слова BY RELTOL, BYE <значение> задают относительное изменение параметров при расчете чувствительности. По умолчанию их изменение равно значению параметра RELTOL, указанному в директиве .OPTIONS.

Ключевое слово DEVICES(< список типов компонентов>) назначает типы компонентов, параметры которых изменяются при расчете чувствительности и наихудшего случая. Список типов компонентов состоит из первых символов их имен, перечисляемых слитно, без пробелов. Например, вариация параметров только резисторов (R), конденсаторов (С) и биполярных транзисторов (Q) назначается с помощью ключевого слова DEVICES RCQ.

Приведем примеры директивы .WCASE:

.WCASE DC V(4,5) YMAX

.WCASE IRAN V(1) FALL_EDGE(3.5V) VARY BOTH BY RELTOL DEVICES RL

В задании на моделирование может быть либо директива .МС, либо .WCASE, но не обе вместе. Так моделируется наихудший случай для чисто аналоговых устройств.

Расчет наихудшего случая для смешанных устройств. При исследовании цифровых устройств наиболее актуально оценить влияние случайного разброса временных задержек цифровых ИС на характеристики устройства в целом. Сначала исследуются характеристики при номинальных значениях задержек, а затем интересно проверить работоспособность устройства при вариации задержек в заданных пределах.

Расчет наихудшего случая при моделировании смешанных аналого-цифровых устройств отличается от моделирования чисто аналоговых устройств. При моделировании по методу наихудшего случая аналого-цифровых устройств аналоговые секции моделируются при номинальных значениях параметров. В цифровых компонентах варьируются задержки, имеющие в моделях динамики ненулевые минимальные и максимальные значения (см. разд. 4.3). При подаче на вход цифрового компонента воздействия выходной узел имеет неопределенное логическое состояние на интервале времени, равном разности между максимальной и минимальной задержкой. После прохождения сигнала через второй цифровой компонент длительность неопределенного состояния увеличивается и т.д. Это так называемое моделирование «с нарастающей неопределенностью».

При работе с управляющей оболочкой PSpice Schematics параметры директивы .МС указываются в диалоговом окне , открывающемся после нажатия на кнопку Monte Carlo/Worst Case в меню выбора директив моделирования . Вид анализа — Monte Carlo или Worst Case — выбирается в верхней строке диалогового окна. Здесь же указывается количество статистических испытаний МС Runs. Смысл остальных параметров такой же, как и при текстовом вводе директив (см. выше).

  1. Bias Point Detail — вывод подробной информации о режиме по постоянному току. Нажатие кнопки Bias Point Detail в окне выбора директив моделирования вставляет в задание на моделирование директиву .ОР

Режим по постоянному току всегда рассчитывается в начале моделирования перед выполнением других видов анализа без указания специальных директив. При расчете режима по постоянному току принимаются во внимание параметры DC всех независимых источников напряжения и тока. Результаты расчетов выводятся в текстовый файл *.OUT в виде таблицы узловых потенциалов и списка токов независимых источников. При наличии директивы .ОР дополнительно рассчитываются малосигнальные параметры линеаризованных схем замещения полупроводниковых приборов и нелинейных управляемых источников, которые также выводится в выходной файл *.OUT.

Кроме того, анализ по постоянному току выполняется перед расчетом пере-ходных процессов по директиве .TRAN для определения начальных условий (если отсутствует ключевое слово SKIPBP) и перед анализом в частотной области по директиве .АС для линеаризации нелинейных компонентов в окрестности режима по постоянному току.

Обсудим особенности расчета режима по постоянному току. В программе он рассчитывается итерационным методом Ньютона-Рафсона. В отсутствие сходимости рекомендуется по директиве .OPTIONS увеличить максимальное количество итераций ITL1 (по умолчанию ITL1 = 40). Для повышения скорости сходимости рекомендуется с помощью директивы .NODESET устанавливать начальные значения узловых потенциалов, как можно более близкие к ожидаемому режиму по постоянному току (при отсутствии этой директивы все узловые потенциалы на начальной итерации полагаются равными нулю). Если решение методом Ньюто-на-Рафсона не сходится, программа автоматически переходит к методу вариации напряжений источников питания, который ценой увеличения затрат машинного времени обеспечивает сходимость решения в большинстве случаев. При включении опции STEPGMIN (см. п. 8) в отсутствие сходимости методом Ньюто-на-Рафсона сначала применяется метод вариации минимальной проводимости GMIN и затем, в случае его неудачи, метод вариации напряжений источников питания.

Приближенные значения режима по постоянному току с помощью директивы .NODESET нужно указывать при анализе схем, имеющих несколько устойчивых состояний.

  1. Digital Setup — задание параметров цифровых устройств. Параметры цифровых устройств, устанавливаемые по умолчанию, задаются в диалоговом окне (рис. 4.10), открываемом при нажатии кнопки Digital Setup в окне выбора директив моделирования (рис. 3.49). В разделе Timing Mode устанавливается тип времени запаздывания во всех компонентах:
  • Minimum — минимальное;
  • Typical — типичное;
  • Maximum — максимальное;
  • Worst-case (Min/Max) — вариация задержки при расчете наихудшего случая (минимальная/максимальная).

В разделе Default A/D Interface задается тип модели интерфейсов вход/выход, назначаемый по умолчанию (см. разд. 4.3).

В разделе Flip-flop Initialization задаются начальные значения выходным состояниям триггеров:

  • Аll X — присвоить неопределенное состояние X;
  • Аll 0 — присвоить состояние логического «О»;
  • All 1 — присвоить состояние логической «1».

8. Options — параметры моделирования. Параметры и режимы работы программы PSpice устанавливаются в диалоговом окне, открываемом нажатием кнопки Options в окне выбора директив моделирования . Это выполняется с помощью директивы

.OPTIONS [имя опции]* [<имя опции> = <значение>]*

Например:

.OPTIONS NOPAGE NODE RELTOL=1e-4

Рис. 4.5. Установка параметров моделирования

Опции перечисляются в любом порядке.

Они подразделяются на два вида:

  • опции, имеющие численное значение — для его изменения в окне, изображенном на рис. 4.5, выбирается курсором имя опции, в строке New Value вводится новое значение и нажимается кнопка Accept;
  • опции, не имеющие численного значения; их можно назвать флагами, находящимися в положении «включено» (Y) или «выключено» (N) — для изменения их состояний производится двойной щелчок на строке с именем опции.

Приведем список флагов (в скобках указаны значения по умолчанию):

  • АССТ — вывод статистики времени выполнения всех видов анализа характеристик цепи и других данных о задании на моделирование (N);
  • EXPAND — включение в описание схемы описания макромоделей (N);
  • LIBRARY — включение в описание схемы описания моделей из библиотечных файлов (N);
  • LIST — вывод списка всех компонентов цепи (N);
  • NOBIAS — запрещение вывода в выходной файл значений узловых потенциалов в рабочей точке (N);
  • NODE — печать списка соединений (N);
  • NOECHO — запрещение включения в выходной файл части описания схемы, располагаемой после строки с директивой .OPTIONS (N);
  • NOICTRANSLATE — отмена установки начальных условий расчета переходных процессов, выполненных с помощью директив .IC (имеются в виду начальные напряжения на конденсаторах и токи через индуктивности) (N);
  • NOMOD — запрещение вывода списка параметров моделей (N);
  • NOOUTMSG — подавление передачи в выходной файл сообщений об ошибках моделирования (N);
  • NOPAGE — запрещение перевода страниц в выходном файле (N);
  • NOPRBMSG — подавление передачи в файл данных для программы Probe сообщений об ошибках моделирования (N);
  • NOREUSE — запрещение автоматического сохранения и восстановления информации о режиме по постоянному току при вариации температуры, статистическом анализе, расчете наихудшего случая и при вариации параметров (N);
  • OPTS — вывод значений всех опций (N);
  • STEPGMIN — включение алгоритма расчета режима по постоянному току вариацией проводимости GMIN в случае отсутствия сходимости метода Ньютона-Рафсона. При наличии этой опции в отсутствии сходимости сначала применяется метод вариации GMIN и затем, в случае неудачи, метод вариации источников питания (в отсутствии этой опции используется только метод вариации источников питания) (N).

Если какой-либо флаг не указан, то по умолчанию устанавливается режим, противоположный описанному выше.

Опции, имеющие численные значения, представлены в табл. 4.7.

Таблица 4.7. Опции, имеющие численные значения

Имя опции

Наименование

Размерность

Значение по умолчанию

ABSTOL

Допустимая ошибка расчета токов в режиме TRAN

А

10 -12

CHGTOL

Допустимая ошибка расчета заряда в режиме TRAN

Кл

10 -14

CPTIME*

Максимальное время работы процессора, разрешенное для выполнения данного задания

с

0**

DEFAD

Диффузионная площадь стока МОП-транзистора (AD)

м 2

0

DEFAS

Диффузионная площадь истока МОП-транзистора (AS)

м 2

0

DEFL

Длина канала МОП-транзистора (L)

м

10 -4

DEFW

Ширина канала МОП-транзистора (W)

м

10 -4

DIGDRVF

Минимальное выходное сопротивление цифровых устройств (для моделей UIO)

Ом

2

DIGDRVZ

Максимальное выходное сопротивление цифровых устройств (для моделей UIO)

кОм

20

 

Имя опции

Наименование

Размерность

Значение по умолчанию

DIGERRDEFAULT

Максимальное количество контролируемых ошибок цифровых устройств

20

DIGERRLIMIT

Максимальное количество сообщений об ошибках в цифровых устройствах

0**

DIGFREQ

Частота дискретизации при анализе цифровых устройств

Гц

10 10

DIGINITSTATE

Установка начального состояния триггеров: 0 — сброс; 1 — установка; 2 — X

2

DIGIOLVL

Уровень интерфейса А/Ц, Ц/А по умолчанию

1

DIGMNTYMX***

Селектор выбора задержки цифрового устройства по умолчанию: 1 — минимум; 2 — типичное значение; 3 — максимум; 4 — мин/макс

2

DIGMNTYSCALE

Масштабный коэффициент для расчета минимальной задержки

0,4

DIGTYMXSCALE

Масштабный коэффициент для расчета максимальной задержки

1,6

DIGOVRDRV

Отношение выходных сопротивлений цифровых устройств, при которых изменяется состояние общего выходного узла

3

DISTRIBUTION

Закон распределения отклонений параметров от номинальных значений

UNIFORM

GMIN

Минимальная проводимость ветви цепи (проводимость ветви, меньшая GMIN, считается равной нулю)

См

10 -12

ITL1

Максимальное количество итераций в режиме DC

150

ITL2

Максимальное количество итераций при расчете передаточных функций по постоянному току при переходе к последующей точке

-

20

ITL4

Максимальное количество итераций при переходе к следующему моменту времени в режиме TRAN

-

10

ITL5*

Общее максимальное количество всех итераций в режиме TRAN (установка ITL5 = 0 означает бесконечность)

0**

LIMPTS*

Максимальное количество точек, выводимых в таблицу или на график

0**

NUMDGT

Количество значащих цифр в таблицах выходных данных (не более 8)

4

 

Имя опции

Наименование

Размерность

Значение по умолчанию

PIVREL*

Относительная величина элемента строки матрицы, необходимая для его выделения в качестве ведущего элемента (режим АС)

10- 3

PIVTOL*

Абсолютная величина элемента строки матрицы, необходимая для его выделения в качестве ведущего элемента (режим АС)

-

10- 13

RELTOL

Допустимая относительная ошибка расчета напряжений и токов в режиме TRAN

10- 3

TNOM

Номинальная температура

°С

27

VNTOL

Допустимая ошибка расчета напряжений в режиме TRAN

В

10-6

WIDTH

Длина строки выходного файла (аналогично директиве .WIDTH)

80

Значения этих опций рекомендуется не изменять. ** Нулевое значение этих опций означает бесконечность. * Назначение DIGMNTYMX=4 означает моделирование цифровых устройств по методу наихудшего случая.

Начинающим пользователям рекомендуется воспользоваться установкой параметров директивы .OPTIONS по умолчанию и изменять их по мере надобности после приобретения опыта моделирования.

В процессе моделирования программа PSpice генерирует различные сообщения, которые передаются в выходной файл и файл данных для программы Probe. Список сообщений о специфических ошибках в процессе, моделирования цифровых устройств приведен в табл. 5.2.

Статистические сведения о задании выводятся в выходной файл с расширением .OUT при введении опции АССТ в директиве .OPTION. Перечень выводимых данных приведен в табл. 4.8.

Таблица 4.8. Данные, помещаемые в выходном файле

Параметр

Значение

NUNODS

Количество узлов схемы устройства без учета подсхем

NCNODS

Количество узлов схемы устройства с учетом подсхем

NUMNOD

Общее количество узлов схемы замещения устройства с учетом внутренних узлов встроенных моделей компонентов

NUMEL

Общее количество компонентов устройства с учетом подсхем

DIODES

Количество диодов с учетом подсхем

BJTS

Количество биполярных транзисторов с учетом подсхем

JFETS

Количество полевых транзисторов с учетом подсхем

MFETS

Количество МОП-транзисторов с учетом подсхем

GASFETS

Количество арсенид-галлиевых полевых транзисторов с учетом подсхем

 

Параметр

Значение

IGBTS

Количество статически индуцированных биполярных транзисторов с учетом подсхем

NDIGITAL

Количество цифровых устройств с учетом подсхем

NSTOP

Размерность воображаемой матрицы цепи (фактически не все элементы разреженных матриц хранятся в памяти)

NTTAR

Фактическое количество входов в матрице цепи в начале вычислений

NTTBR

Фактическое количество входов в матрице цепи в конце вычислений

NTTOV

Количество ненулевых элементов матрицы цепи

IFILL

Разность между NTTAR и NTTBR

IOPS

Количество операций с плавающей запятой, необходимых для решения одного матричного уравнения цепи

PERSPA

Степень разреженности матрицы цепи в процентах

NUMTTP

Количество шагов интегрирования переходного процесса

NUMRTP

Количество моментов