4.3.4. Цифроаналоговый интерфейс

Цифроаналоговый интерфейс предназначен для преобразования логического уровня выходных сигналов цифровых компонентов («1», «О», «X», «R», «F» или «Z») в аналоговое напряжение, как показано на рис. 4.24, б. Эти устройства вклю-

Рис. 4.25. Нелинейная модель входной цепи цифрового компонента

чают на входе аналоговых компонентов. Аналоговое напряжение образуется с помощью источника опорного напряжения и делителя на резисторах, сопротивления которых изменяются программно в соответствии с логическим уровнем цифрового сигнала. Информация о логическом уровне сигнала может быть получена из двух источников:

• в процессе расчета временной диаграммы логических устройств с помощью программы PSpice;
• из файла, который создан предварительно вручную или образован в результате моделирования в предыдущем сеансе работы с программой.

В связи с этим цифроаналоговый интерфейс описывается двояко. При взаимодействии аналоговых и цифровых компонентов в процессе моделирования его описание имеет вид (digital input: digital-to-anaiog):

Nxxx <узел интерфейса> <-узел источника опорного напряжения> + <+узел источника опорного напряжения> <имя модели Ц/А> + DGTLNET-<uмя цифрового узла> <имя модели вход/выход> + [IS=<начальное состояние>]

При управлении из файла описание цифро-аналогового интерфейса имеет формат

Nxxx <узел интерфейса> <-узел источника опорного напряжения>

+ <+узел источника опорного напряжения> <имя модели Ц/А>

+ [SIGNA.ME=<имя цифрового сигнала>] [IS=< начальное состояние>]

Например

N1 ANALOG DIGITALJ3ND U_REFDIN_133 DGTLNET=13 IO_STD N271516 FROIVMTL ;

Данные передаются из файла, имя которого + указано в модели FROM_TTL

Модель цифроаналогового интерфейса описывается предложением

.MODEL <имя модели Ц/А> DINPUT [<параметры модели>]

Параметры модели цифроаналогового интерфейса приведены в табл. 4.26.

Таблица 4.26. Параметры цифроаналого интерфейса

Опция

DGTNЕТ=<имя цифрового узла> <имя модели вход/выход>

указывает имя цифрового узла, к которому подсоединен интерфейс Ц/А, и имя модели входного/выходного сопротивления соответствующего цифрового компонента (см. ниже).

Начальное логическое состояние управляющего цифрового узла в момент времени t - 0 определяется режимом схемы по постоянному току. Изменение этого состояния при необходимости производится с помощью необязательной опции

IS=< начальное состояние>

Параметры модели FILE, FORMAT и TIMESTEP используются только при управлении из файла. При этом управление производится цифровым сигналом, имя которого указано в необязательной опции

SIGNAME=<имя цифрового сигнала>

В ее отсутствие управление осуществляется сигналом, имя которого образовано символами ххх, находящимися справа от префикса N имени цифро-аналогового интерфейса Nxxx.

На рис. 4.24, б изображена схема замещения выходного каскада цифровых ИС. Сопротивления резисторов изменяются в соответствии с логическим уровнем управляющего цифрового узла. При его изменении сопротивления резисторов плавно изменяются по экспоненциальному закону с постоянной времени, которая определяется длительностью переключения, указанной в модели DINPUT. Эти сопротивления рассчитываются по формулам

RLO = R _вых E _п / (E _п - U _вых );

RHI = R _ВЫХ Е _п / U _вых ,

где R _вых и U _ВЫХ - выходное сопротивление и уровень выходного напряжения в данном логическом состоянии, Е _п - напряжение источника питания.

К управляющему цифровому узлу не должны подключаться какие-либо аналоговые компоненты, так как между ними автоматически будет включен аналого-цифровой интерфейс и цифровой узел отсоединится.

В процессе моделирования логические состояния управляющего цифрового узла получают имена «0», «1», «X», «R», «F» и «Z». Моделирование прерывается, если хотя бы одно из этих состояний не указано в перечне спецификаций SnNAME, SnTSW, SnRLO и SnRHI

Логическое состояние входного цифрового сигнала можно просмотреть с помощью программы Probe на аналоговом экране, указывая в качестве имени переменной B(Nxxx). Значение E(Nxxx) равно 0.0, если текущее состояние SONAME равно 1.0 в состоянии S1NAME и т.д. до 19.0. Однако логические состояния входных цифровых узлов удобнее выводить на цифровой экран программы Probe.