OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей - [151]
Подсхемы этой библиотеки используются, чтобы преобразовать аналоговые сигналы в цифровые (AtoD — ANALOG to DIGITAL) и цифровые сигналы в аналоговые сигналы (DtoA - DIGITAL to ANALOG). Опция цифрового моделирования PSpice автоматически создает компоненты X, которые ссылаются на эти подсхемы каждый раз, когда необходимо преобразовать цифровой или аналоговый сигнал. Обычно вы не должны непосредственно использовать эти подсхемы. Однако если вам необходимо добавить новые подсхемы AtoD или DtoA, то порядок следования узлов и их параметры должны быть такими:
AtoD:
>.subckt <имя> <аналоговый узел> <цифровой узел> <узел источника> <узел земли>
>+ params: CAPACITANCE = 0
DtoA:
>.subckt <имя> <цифровой узел> <аналоговый узел> <узел источника > <узел земли>
>+ params: DRVL=0 DRVH=0 CAPACITANCE=0
Модели входов-выходов
Модели входов-выходов (I/O) определяют имена подсхем AtoD и DtoA которые должна использовать программа PSpice, чтобы преобразовать аналоговые сигналы в цифровые или наоборот. (Модели ввода-вывода (I/O) описывают характеристики нагрузки и запуска.) До четырех имен каждой из подсхем AtoD и DtoA может быть определено в модели I/O при использовании параметров от AtoD1 до AtoD4 и от DtoA1 до DtoA4. Подсхема, которая будет фактически использована, зависит от значения параметра IO_LEVEL, приведенного в ссылке на подсхему.
Как принято в этой библиотеке, уровни имеют следующие определения:
| IO_LEVEL | Описание |
|---|---|
| 1 | AtoD генерирует X, R и F в промежутке от VIL max до VTH min |
| 2 | AtoD переходит непосредственно от 0 к 1 при уровне Vt |
| 3 | Неиспользуемый (такой же, как уровень 1) |
| 4 | Неиспользуемый (такой же, как уровень 2) |
Отметим, что входы, на которых сигнал поступает на встроенные в микросхему триггеры Шмитта, всегда переходят непосредственно от 0 к 1. Например, чтобы определить базисный интерфейс без промежуточного значения X, необходимо использовать
>X1 in out 74LS04 PARAMS: IO_LEVEL=2
Если значение IO_LEVEL для компонента не определено, используется значение, заданное по умолчанию. Заданный по умолчанию уровень управляется параметром DIGIOLVL директивы .OPTION, значение которого по умолчанию равно 1.
Времена переключения
Модели I/O включают параметры времени переключения с низкого уровня на высокий и обратно (TSWLHN и TSWHLN). Имеются различные пары TSWLHN и TSWHLN для каждого значения IO_LEVEL. Эти временные интервалы вычитаются из времени задержки распространения для устройств, которые имеют подсхему DtoA, созданную при их выводе. Под временем переключения понимается время, необходимое DtoA, чтобы изменить выходное напряжение от установившегося состояния до логического порога.
Значения времени переключения выбраны так, чтобы вставка пары DtoA/AtoD на пути логического сигнала не изменяла полную задержку распространения. (Считается, что выход аналогового сигнала не нагружен).
Источники питания
Модели I/O также определяют имя подсхемы источника питания цифровых компонентов. Эти подсхемы вызываются в случае создания любых интерфейсов AtoD/DtoA.
Цифровые источники питания
PSpice автоматически вызывает подсхему источника питания при создании интерфейсов AtoD или DtoA. Возникающие в результате цифровые узлы источника питания используются интерфейсами AtoD/DtoA. Определение имени подсхемы источника питания является частью алгоритма моделей I/O. В настоящее время эти источники питания имеют следующие параметры:
| Тип компонента | Имя подсхемы | Создаваемые узлы |
|---|---|---|
| ТТЛ | DIGIFPWR | $G_DPWR $G_DGND |
PSpice всегда использует узел 0 как необходимый опорный аналоговый узел «GND» (земля). По умолчанию, узлы, созданные обращением подсхемы — это глобальные узлы ($G_xxx), которые используются всеми библиотеками компонентов данного семейства. Заданное по умолчанию напряжение источника питания для компонентов ТТЛ (и совместимых с ними CMOS) составляет 5,0 В.
Источники питания для TTL/CМОS
>.subckt DIGIFPWR AGND
>+ optional: DPWR=$G_DPWR DGND=$G_DGND
>+ params: VOLTAGE=5.0v REFERENCE=0v
>VDPWR DPWR DGND {VOLTAGE}
>R1 DPWR AGND 1MEG
>VDGND DGND AGND {REFERENCE}
>R2 DGND AGND 1MEG
>.ends
Форма выходного напряжения моделей I/O
>.model IC_STM uio (
>+ drvh= 0 drvl = 0
>+ DtoA1 = "DtоA_SТМ" DtoA2 = "DtoA_STM"
>+ DtoA3 ="DtoA_STM" DtoA4 = "DtoA_STM"
>+ DIGPOWER="DIGIFPWR"
>.model IO_STM_OC uio (
>+ drvh = 1MEG drv1 = 0
>+ DtoA1="DtoA_STM_OC"
>+ DtoA3 = "DtoA_STM_OC"
>+ DIGPOWER= "DIGIFPWR"
>DtoA2="DtoA_STM_OC"
>DtoA4="DtoA_STM_ОС"
Форма выходного напряжения подсхем DtoA
>.subckt DtoA_STM D A DPWR DGND
>+ params: DRVL=0 DRVH=0 CAPACITANCE=1
>N1 A DGND DPWR DINSTM DGTLNET=D IO_STM
>C1 A DGND {CAPACITANCE+0.1pF}
>.ends
Форма выходного напряжения подсхем DtoA с открытым коллектором
>.subckt DtoA_STM_OC + params: DRVL=0
>D A DPWR DGND DRVH=0 CAPACITANCE=1
>N1 A DGND DPWR DINSTM_OC DGTLNET = DIO_STM_OC
>C1 A DGND {CAPACITANCE + 0.1pF}
>.ends
Форма выходного напряжения цифровых моделей I/O
Мы используем по умолчанию сопротивление 0,5 Ом и время переключения 500 пс при условии, что это будет «мощный» источник сигнала с «быстрым» временем переключения для большинства систем, которые используют эту библиотеку. Измените значения параметров