Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Радио

2004: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
2003: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2002: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2000: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1999: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1998: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1971: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1947: 
1, 2, 3, 4, 5
1946: 
1, 2, 3, 4-5, 6-7, 8-9

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал Радио 8 номер 2000 год. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА

PSPICE-МОДЕЛИ ДЛЯ ПРОГРАММ МОДЕЛИРОВАНИЯ

О. ПЕТРАКОВ, г. Москва 

Окончание. Начало см. в "Радио", 2О00, ╧ 5 — 7

Следует заметить, что со справочными параметрами, особенно на интегральные компоненты, всегда возникают проблемы. Что же касается точного описания микросхем, то оно вообще публикуется редко, в основном встретишь простейшие, и то — с ошибками. К сожалению, до последнего времени это редко кого волнует.

Однако, как ни странно на первый взгляд, описанный выше подход при создании макромодели еще не дает никаких гарантий построения хорошо работающей модели.

КАК СОЗДАТЬ УПРОЩЕННУЮ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩУЮ МАКРОМОДЕЛЬ?

Далеко не всегда решение этой задачи в лоб — истинный путь к созданию хорошей макромодели. Построенные таким "способом" модели потребуют много вычислительных ресурсов и будут обладать малым быстродействием, т. е. расчет схемы будет весьма медленным. Вспомним, сколько транзисторов на кристалле могут иметь современные микросхемы! Поэтому очень важно уметь строить упрощенные макромодели, заменяя отдельные подсистемы микросхем эквивалентными узлами. При этом качество модели может даже улучшиться, особенно если моделируется микросхема высокой степени интеграции.


Создадим собственную упрощенную PSpice-макромодель компаратора К521САЗ.

Здесь тоже могут быть крайние случаи. Можно, например, реализовать функцию компаратора с помощью зависимого источника. Модель при этом получится простой и сравнительно быстродействующей, но она не будет отражать физику работы реального прибора. Следовательно, нужно искать компромиссное решение между точностью модели и ее быстродействием.

Рассмотрим, что собой представляет компаратор К521САЗ. Он реализует функцию сравнения двух аналоговых сигналов. Если разность сигналов на входах положительна, на выходе компаратора будет высокий уровень, если отрицательна — низкий. Сравнение сигналов выполняет дифференциальный усилитель на входе. Выходная ступень реализована на транзисторе с открытыми коллектором и эмиттером. Этой информации уже достаточно, чтобы синтезировать простейшую, но вполне рабочую модель этой микросхемы (рис. 11).

Для того чтобы полноценно смоделировать входные и выходные свойства компаратора, на входе и выходе установлены транзисторы. Однако дифференциальный усилитель сильно упрощен. В эмиттерах дифференциальной пары использован идеальный источник тока, на самом деле он реализован на нескольких транзисторах. Сопряжение с выходной ступенью выполнено с помощью источника тока, управляемого напряжением. В реальной микросхеме тоже использовано несколько транзисторов.

Таким образом, при построении этой компромиссной модели многотранзисторные узлы заменены на упрощенные и идеализированные, но с сохранением внешних свойств прибора. PSpice имеет совершенный инструментарий, чтобы и в более сложных случаях с его помощью выразить любые свойства реальных приборов с достаточной для практических целей точностью.

Присвоим позиционные обозначения всем элементам схемы, пронумеруем узлы и опишем на входном языке PSpice макромодель компаратора (табл. 15).

Теперь проверим, как полученная макромодель выполняет функции компаратора. Для этого нарисуем испытательную схему (рис. 12), составим задание на моделирование (табл. 16) и рассчитаем передаточную характеристику этой модели (рис. 13). Передаточная характеристика компаратора — зависимость напряжения на выходе от разности напряжений на входах. По рассчитанной характеристике видно, что. несмотря на простоту модели, компаратор получился вполне работоспособным.


Увеличить

Увеличить

Увеличить

В этом примере мы впервые использовали макромодель компонента, описав его подключение в схеме строкой Х1 (0 1 2043) К521САЗ. Заметьте, что имена элементов в макромодели локальные, и на них можно не обращать внимание при присвоении имен компонентам во внешней цепи.

Настало время промоделировать какой-нибудь электронный узел, выполненный на компараторе К521САЗ. например, прецизионный амплитудный детектор (рис. 14, табл. 17). Результаты моделирования показаны на рис. 15 и 16.

Макромодель компаратора будем вызывать из библиотечного файла C:\USERLlB\kompar.lib.

Для указания библиотек, в которых хранятся модели, используют директиву .LIB, которая должна быть описана в задании на моделирование. Тогда в текст уже не надо включать описание макромодели. Форма оператора: .LIB [<имя файла библиотеки^].

Имейте в виду, что в общем случае в состав макромодели могут входить другие макромодели. Поэтому, отбросив управляющие директивы и поместив описание пикового детектора между SUBCKT и .ENDS, получим новую макромодель, содержащую в своем составе вложенную макромодель. Этим способом можно очень компактно составлять сложнейшие модели, если предварительно заготовить необходимые типовые узлы и хранить их в отдельном библиотечном файле.

СОЗДАНИЕ МОДЕЛЕЙ, УЧИТЫВАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗБРОС И ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОНЕНТОВ

Параметры всех элементов имеют разброс и. кроме того, зависят и от температуры. Жизнь радиолюбителей стала бы скучноватой без этих проблем, так как было бы невозможно из исправных деталей, руководствуясь правильной схемой, создать неработоспособную конструкцию. Природа предоставила нам такую возможность. Программы моделирования позволяют выявлять устройства, работоспособность которых зависит от температуры и от разброса параметров компонентов. Для этого проводят статистический анализ методом Монте-Карло и многовариантный анализ. Однако нужно иметь соответствующие модели компонентов.


Во встроенных PSpice-моделях для учета разброса и влияния температуры существуют: "Спецификация случайного разброса значения параметра", "Линейный температурный коэффициент", "Квадратичный температурный коэффициент". "Экспоненциальный температурный коэффициент". Кроме этого, управлять температурой отдельных компонентов можно с помощью параметров T_MEASURED. Т ABS. T_REL_GLOBAL. T_REL_LOCL, что иногда бывает полезно.

При многовариантном анализе переменной может стать не только температура, но и практически любой параметр модели, который может изменяться из-за какого-либо физического воздействия внешней среды или деградации параметров компонентов от времени.

Очевидно, если на основе таких моделей строить макромодели, то и они будут иметь случайный разброс и температурную зависимость.

На самом деле, в случае построения макромоделей, такой прямолинейный подход совершенно не годится. Как уже было сказано выше, при построении макромоделей принципиально используют упрощения и допущения. В результате схема макромодели редко соответствует исходной. Кроме этого, радиолюбителю просто невозможно отследить истинные тепловые связи между элементами, интегрированными в микросхеме. Поэтому макромодель строят из стабильных компонентов, а затем целевым образом вводят элементы, имеющие разброс и температурную зависимость. Но делают это так. чтобы отобразить наиболее существенные статистические и температурные свойства моделируемого прибора. Такой подход годится для учета влияния прочих физических воздействий, хотя и не является единственным. Так. при ионизирующем излучении, которое влияет практически на все параметры компонентов, удобнее иметь несколько копий библиотек для разных доз. Затем, пользуясь директивой .LIB, целиком заменяют библиотеки компонентов в соответствии с полученной дозой. Результаты потом можно объединить на одном графике.

В качестве примера создания и использования моделей с разбросом параметров и температурной зависимостью проведем моделирование фильтра (рис. 17, табл. 18), используемого в радиотелефонии, который работает в сложных климатических условиях. Интервал температур — от -40 до +80 "С. В моделях всех компонентов заданы параметры технологического разброса и температурной нестабильности основных параметров.

С помощью директив .AC. .TEMP и .МС рассчитаем АЧХ фильтра и ее вариации при изменении температуры и разбросе параметров элементов.

Сразу видно (рис. 18), что характеристики фильтра сильно зависят от температуры, и такой телефон будет работать плохо. Вывод очевиден — необходимо выбрать более стабильные и точные элементы для этого фильтра, чтобы получить работоспособное устройство.

ПРИМЕР ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ

Здесь приведены стандартные для PSpice макромодели операционных усилителей с биполярными (К140УД7, рис. 19, табл. 19) и полевыми (К140УД8. рис. 20, табл. 20) транзисторами на входе.

Заметим, что в них исключены все транзисторы, кроме входных. Это благоприятно сказывается на быстродействии макромоделей. Однако они весьма точно учитывают множество эффектов, происходящих в реальном приборе.


Показать в полный размер

Обратите внимание на массовое использование зависимых и независимых источников. Это основной инструмент грамотного построения хороших макромоделей сложных микросхем.

Входной дифференциальный каскад моделирует наличие тока смешения и зависимость скорости нарастания выходного напряжения от входного дифференциального напряжения. Конденсатор Сее (Css) позволяет отобразить несимметричность выходного импульса ОУ в неинвертирующем включении. Конденсатор С1 и емкость переходов транзисторов имитируют двухполюсный характер частотной характеристики ОУ. Управляемые источники тока ga, gcm и резисторы r2, rо2 моделируют дифференциальное и синфазное усиление напряжения. С помощью конденсатора С2, подключаемого по выбору пользователя, можно имитировать внутреннюю или внешнюю коррекцию ОУ. Нелинейность выходного каскада ОУ моделируют элементы din. dip. ro1 (они ограничивают максимальный выходной ток) и dc, de, vc, ve (они ограничивают размах выходного напряжения). Резистор rр имитирует потребление микросхемой постоянного тока. Диод dp защитный.


Увеличить

Увеличить

Увеличить

Однако опыт показывает, что не всегда требуются томные модели, ведь цена за это — пониженное быстродействие. Имеет смысл разработать для себя библиотеку упрощенных макромоделей, чтобы не тратить зря время на ожидание результатов тогда, когда нужно просто "обкатать" идею.

Кроме того, не следует забывать, что всегда можно создать модель более совершенную, чем стандартная или профессиональная. В нашем конкретном случае приведенные макромодели ОУ моделируют далеко не все свойства реальных приборов и их можно усовершенствовать. Это относится к температурным, статистическим, шумовым характеристикам и, прежде всего, к входному сопротивлению. Входная емкость усилителя равна нулю, поскольку в модели транзисторов емкости не указаны. Еще один недостаток — отсутствие описания пробоя (открывания защитных диодов или обратимого пробоя эмиттерных переходов) при больших закрывающих входных сигналах, И этот список можно продолжить.

На основе всего сказанного сформулируем общий формальный подход к построению макромоделей аналоговых компонентов.

Простейшую структуру макромодели можно представить состоящей из трех последовательно соединенных блоков: первый описывает входные характеристики, второй — передаточные (линейные и нелинейные искажения), третий — выходные характеристики. Передача информации от блока к блоку осуществляется с помощью зависимых источников тока или напряжения. Число блоков, их тип. распределение функций, количество параллельных путей может быть и другим, если этого требует задача.


Показать в полный размер

Создав типовой набор моделей таких блоков, допустимо поставить создание макромоделей буквально на поток.

Таким образом, создание хорошей модели требует обширного справочного материала, интуиции, знаний физики полупроводников и электронных приборов, электротехники, радиотехники, микросхемотехники, схемотехники, математики, программирования. Задача как раз для радиолюбителей с их неуемной творческой энергией.

ЛИТЕРАТУРА
4. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник Под ред. Н Н. Горюнова. — М. Энергоатомиздат. 1985.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 8 номер 2000 год







Ваш комментарий к статье
Журнал Радио 8 номер 2000 год. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>