eng
Выпуск #10/2017
А.Акулин, А.Супонин
Моделирование и расширенный анализ схем в PSpice 2017
Моделирование и расширенный анализ схем в PSpice 2017
Просмотры: 3736
Рассмотрены ключевые особенности и расширенные возможности симулятора аналоговых и аналого-цифровых схем PSpice от Cadence, а также преимущества, которые получает при его использовании разработчик.
DOI: 10.22184/1992-4178.2017.171.10.82.91
DOI: 10.22184/1992-4178.2017.171.10.82.91
Теги: advanced analysis cadence modeling orcad capture pspice schematic editor simulator моделирование расширенный анализ симулятор схемотехнический редактор
На рынке представлено множество бесплатных и платных симуляторов аналоговых схем. Все они основаны на вычислительном ядре Spice и различаются интерфейсом пользователя и дополнительными функциями. Стандартом для схемотехнического моделирования "де факто" считается продукт компании Cadence Design Systems – система PSpice, которая обеспечивает двустороннюю связь со схемотехническим редактором Cadence – OrCAD Capture, обладает расширенными возможностями анализа, работает с моделями, описанными на языке высокого уровня C / C++, и оснащена другими полезными функциями, что позволяет значительно повысить эффективность всех этапов проектирования аналоговых и цифро-аналоговых схем. Рассмотрим особенности новой версии этого программного продукта и преимущества, которые получает при его использовании разработчик.
Е
сли нужно выполнить моделирование небольшой схемы, содержащей несколько транзисторов и пассивных компонентов, можно использовать простейшие бесплатные и доступные в Интернете Spice-симуляторы (такие как, например, OrCAD[1]Lite на сайте www.orcad.com). Однако более продвинутые инструменты для схемотехнического моделирования могут дать разработчику значительно больше преимуществ. Дополнительные возможности таких продуктов, как OrCAD PSpice с опцией PSpice Advanced Analysis, позволяют не только в разы уменьшить трудозатраты на разработку новых проектов, но и сэкономить много денег и времени для компании, повысив эффективность проектирования и отладки радиоэлектронной аппаратуры .
В составе линейки OrCAD PSpice предлагается несколько программных продуктов, различных по функционалу:
• OrCAD Lite – бесплатная "студенческая" версия системы OrCAD, имеющая ограничения по количеству цепей и по функционалу. Содержит схемный редактор OrCAD Capture, редактор печатных плат OrCAD PCB Designer (Allegro inside) и некоторые виды анализа PSpice;
• OrCAD PSpice Designer – схемный редактор OrCAD Capture и все базовые виды анализа PSpice;
• OrCAD PSpice Designer Plus – схемный редактор, базовые виды анализа, а также блок расширенных видов анализа Advanced Analysis (чувствительность, оптимизация и др.);
• Allegro PSpice Simulator – старшая линейка САПР Allegro, базовые виды анализа, а также блок расширенных видов анализа (чувствительность, оптимизация и т. д.);
• OrCAD PCB Designer Professional with PSpice – практически полный набор приложений, включая симулятор PSpice, схемный редактор OrCAD Capture, редактор печатных плат PCB Editor, автотрассировщик SPECCTRA, симулятор целостности сигналов SigXplorer и т. д.;
• Allegro PSpice Systems Option – опция для стыковки PSpice с пакетом Matlab / Simulink.
OrCAD PSpice Designer состоит из нескольких связанных между собой приложений:
• Capture – схемный редактор для создания и редактирования электрических схем;
• PSpice Model Editor – редактор для создания и корректировки Spice-моделей;
• Stimulus Editor – редактор входных воздействий;
• Magnetic Parts Editor – редактор моделей магнитных компонентов;
• PSpice A / D – вычислительное ядро симулятора для цифровых и аналоговых схем;
• PSpice Advanced Analysis – дополнительные модули для расширенного анализа схем.
Программа PSpice содержит большое количество готовых библиотек Spice-моделей и схемных символов. Кроме того, в Интернете доступны многочисленные дополнительные модели – на сайтах производителей электронных компонентов и на специализированных порталах. Все они, как правило, совместимы именно с PSpice.
Надо отметить, что PSpice предоставляет широкий набор средств как для моделирования, так и для обработки результатов анализа. Удобный и интуитивный интерфейс схемного редактора позволяет легко назначать модели, устанавливать точки для контроля напряжений, токов и мощности (рис.1), пользоваться формулами для построения требуемых графиков и осциллограмм, отображать результаты моделирования – и на одном графике, и в разных осях (рис.2).
Двусторонняя связь PSpice с популярными схемотехническими редакторами OrCAD Capture CIS / Allegro Design Entry CIS позволяет создавать схемы непосредственно в САПР OrCAD / Allegro и сразу же моделировать их поведение, не перерисовывая их в других редакторах.
Возможность совместного использования моделей на языках C / C++, SystemC, Verilog-A делает PSpice еще более мощным и удобным инструментом, позволяя моделировать цифро-аналоговые схемы, в состав которых входят микроконтроллеры, а также вставлять в схему поведенческие модели, управляемые формулами или алгоритмами. В Интернете и в книжных магазинах представлено много статей и литературы на русском языке, посвященных применению OrCAD PSpice для различных видов моделирования и анализа схем.
Библиотеки программы, которые не требуют дополнительной установки, содержат более 33 тыс. аналоговых и цифровых компонентов со Spice-моделями. Специальная панель PSpice Part Search (рис.3) в схемном редакторе OrCAD Capture обеспечивает мгновенный поиск требуемых компонентов. Они отображаются по категориям или по библиотекам, у каждого есть наименование (Part Name) и описание (Description). При выборе библиотечного компонента возможен предварительный просмотр схемного символа (рис.4). Кроме того, пользователи могут добавлять собственные компоненты в библиотеку.
Также можно искать Spice-модели в Интернете. Перейти к онлайн-поиску удобно непосредственно через панель PSpice Part Search. Прямо в окне схемотехнического редактора OrCAD Capture откроется портал OrCAD Capture Marketplace, вкладка Models (рис.5). Предлагается задать в ней фильтр поиска по типу модели, производителю компонента, типу устройства и т. д.
На портале OrCAD Capture Marketplace доступны дополнительные приложения для OrCAD и PSpice, которые можно скачать и установить на компьютере. Эти приложения повышают производительность OrCAD Capture и PSpice, добавляют новые удобные функции. Атрибуты компонентов и техническое описание можно загружать в библиотеку автоматически с помощью приложения Part Link от компании Digi-Key. Создавать новые модели удобно с помощью приложений PSpice Modelling Apps. Дополнительные возможности по моделированию обеспечивает приложение PSpice Monte Carlo Temperature Sweep.
Новые Spice-модели, найденные в Интернете или созданные с помощью приложений PSpice Modelling Apps, легко и быстро подключаются к компонентам прямо на схеме. Достаточно выделить компонент на схеме OrCAD Capture и выбрать команду правой кнопки мыши (ПКМ) – Associate PSpice Model (рис.6). С помощью команды Edit PSpice Model можно отредактировать текст модели в PSpice Model Editor. На рис.7 приведен пример создания модели варистора с помощью PSpice Modelling Apps.
Кроме того, в PSpice представлен редактор моделей индуктивных компонентов Magnetic Parts Editor – специальная программа для создания моделей трансформаторов, дросселей и индуктивностей. Модели формируются на основе библиотеки материалов в точном соответствии с параметрами пользователя. Библиотека материалов может быть отредактирована и дополнена новыми материалами. Пользователь может выбрать следующие виды компонентов:
• силовой трансформатор – Power Transformer (Sine and Pulse wave);
• прямоходовой преобразователь – Forward Converter (Single Switch Topology);
• двойной прямоходовой преобразователь – Forward Converter (Double Switch Topology);
• обратноходовой преобразователь – Flyback Converter (Discontinuous Conduction Mode);
• катушка индуктивности постоянного тока – DC Inductor (Single Winding).
Пользователь может задать число обмоток, входные и выходные параметры, рабочие частоты, плотность тока, размеры и другие параметры индуктивных компонентов (рис.8).
Быстро освоить функционал PSpice помогает встроенный в программу интерактивный учебник с упражнениями и примерами, а также с готовыми настройками для моделирования (рис.9). Запустить учебник можно через меню Help – Learning PSpice. При этом в схемном редакторе откроется новая вкладка, в которой по категориям "от простого к сложному" представлены учебные материалы по изучению PSpice. Примеры схем в каждом разделе пользователь может открыть в схемном редакторе OrCAD Capture, просто нажав на соответствующую картинку левой кнопкой мыши, и сразу же промоделировать ее в PSpice с готовыми настройками проекта. В учебнике представлены не только проекты, но и теоретические аспекты различных схемотехнических решений. Учебник постоянно пополняется новыми материалами, поэтому пользователи, регулярно получающие обновления от Cadence, имеют возможность своевременно использовать новые главы учебника.
Благодаря функции Test Bench можно моделировать только часть схемы. Для этого надо ее выделить и создать из данного участка так называемый испытательный стенд (Test Bench) (рис.10). Можно использовать несколько Test Bench для одного или разных каскадов схемы. Кроме того, имеется возможность сравнить разные Test Bench и вывести на экран различия с помощью функции Compare Test Bench.
В PSpice можно выполнять следующие виды анализа схем (рис.11):
• анализ по постоянному току;
• анализ по переменному току;
• анализ шумов;
• анализ переходных процессов;
• Фурье-анализ;
• параметрический анализ;
• температурный анализ;
• анализ разброса параметров методом Монте-Карло;
• анализ чувствительности методом наихудшего случая;
• анализ передаточной функции.
Кроме того, можно подключить возможности расширенного анализа схем с помощью функционала PSpice Advanced Analysis (пакет OrCAD PSpice Designer Plus или Allegro PSpice Simulator), а также состыковать симулятор PSpice с программой моделирования электромеханических систем Matlab / Simulink (опция PSpice Systems Option).
Новая 64-битная версия PSpice отличается значительно более высокой производительностью вычислений и точностью результатов (рис.12). С помощью параметра Speed Level можно выбрать скорость вычислений, а параметр Threads позволяет задействовать для вычислений большее количество ядер процессора (рис.13).
При моделировании сложных схем актуальна проблема сходимости вычислений. В OrCAD PSpice она решается путем сбалансированного выбора количества настроек и наличием специальной функции автоконвергенции (AutoConverge). В рамках данной настройки программа автоматически регулирует точность вычислений в заданных пределах для достижения сходимости (рис.14). Дополнительные опции (Advanced Options) позволяют более тонко настроить параметры вычислительного алгоритма (рис.15).
Во время моделирования можно ставить процесс на паузу и менять управляющие опции. Для длительных процессов есть возможность сохранить текущее состояние моделирования в контрольных временных точках, а затем загрузить и продолжить расчеты после изменения параметров (рис.16).
Результаты моделирования PSpice выводятся в графическом виде (см. рис.2), а также в текстовом файле (рис.17). Кроме того, результаты в виде узловых напряжений, значений токов на выводах компонентов и уровня мощности отображаются непосредственно в окне схемного редактора OrCAD Capture (см. рис.1).
Также в PSpice появился новый вариант представления результатов моделирования. С помощью функции Tools – Generate Report пользователь может создавать собственные отчеты, включая в них среднее значение, среднеквадратичную величину, пиковые значения тока, напряжения и мощности. Форма отчета полностью настраивается (рис.18). Файл скрипта TCL для генерации отчета находится в папке <installation>\tools\pspice\tclscripts\orPspReport. Для автоматической генерации HTML-отчетов может быть применена команда .TCLPOSTRUN.
В PSpice можно выполнять совместное моделирование аналоговой и цифровой части схемы. В одном окне виртуального осциллографа удобно построить необходимое количество графиков. На каждом графике допускается несколько осциллограмм, которые можно откладывать от разных вертикальных осей Y (рис.19). Осциллограммы можно легко переносить с одного графика на другой или в отдельное окно и там их обрабатывать.
В симуляторе PSpice доступно подключение моделей, описанных на языке высокого уровня C / C++. Программа на языке C / C++, например, может описывать поведение входов, выходов и внутренней логики микроконтроллера, а через порты ввода-вывода она управляет аналого-цифровой схемой. В этом случае код программы надо скомпилировать в виде dll-модуля и подключить его прямо в Spice-модель, описанную оператором .SUBCKT (рис.20).
Полезны функции обработки и визуализации результатов вычислений. При построении графиков можно применять математические выражения, специальные функции и макросы. Инструмент Performance Analysis позволяет строить гистограммы для результатов статистического анализа по методу Монте-Карло. Вычислительные функции Measurements дают возможность быстро найти сложные зависимости и параметры схемы, например полосу пропускания, частоты среза и пр. (рис.21).
Предлагаемый в большей части Spice-симуляторов обычный анализ Монте-Карло позволяет проверить работу схемы при изменении параметров одного из компонентов. Например, задав минимальный и максимальный номинал резистора в пределах стандартного допуска ±10%, а также шаг изменения номинала, можно получить семейство графиков. Но, к сожалению, это не дает возможности в полной мере проанализировать надежность и стабильность работы схемы.
К счастью, в PSpice предлагаются более продвинутые и полезные инструменты расширенного анализа схем, которые объединены в опцию PSpice Advanced Analysis. С помощью этих инструментов разработчики могут улучшить повторяемость и надежность проектов.
При работе над проектом у специалистов могут возникнуть различные вопросы:
• Прибор корректно работает в лаборатории, но будут ли работать серийно изготовленные устройства?
• Будет ли прибор корректно работать при скачках температуры, при отклонениях номиналов компонентов и старении компонентов?
• Перегружены ли отдельные компоненты?
• Откажут ли они при тестировании, эксплуатации?
• Есть ли в схеме слишком чувствительные блоки, которые могут вызвать проблемы в будущем?
• Какие компоненты скорее всего могут отказать при производстве прибора?
На все эти вопросы помогут ответить инструменты расширенного анализа PSpice, о функциях и возможностях которого расскажем в следующей статье.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сергеев А. Обзор и новые возможности OrCAD PSpice Designer 16.6-2015. – Материалы семинара.
2. Информационные материалы компании Cadence Design Systems.
Е
сли нужно выполнить моделирование небольшой схемы, содержащей несколько транзисторов и пассивных компонентов, можно использовать простейшие бесплатные и доступные в Интернете Spice-симуляторы (такие как, например, OrCAD[1]Lite на сайте www.orcad.com). Однако более продвинутые инструменты для схемотехнического моделирования могут дать разработчику значительно больше преимуществ. Дополнительные возможности таких продуктов, как OrCAD PSpice с опцией PSpice Advanced Analysis, позволяют не только в разы уменьшить трудозатраты на разработку новых проектов, но и сэкономить много денег и времени для компании, повысив эффективность проектирования и отладки радиоэлектронной аппаратуры .
В составе линейки OrCAD PSpice предлагается несколько программных продуктов, различных по функционалу:
• OrCAD Lite – бесплатная "студенческая" версия системы OrCAD, имеющая ограничения по количеству цепей и по функционалу. Содержит схемный редактор OrCAD Capture, редактор печатных плат OrCAD PCB Designer (Allegro inside) и некоторые виды анализа PSpice;
• OrCAD PSpice Designer – схемный редактор OrCAD Capture и все базовые виды анализа PSpice;
• OrCAD PSpice Designer Plus – схемный редактор, базовые виды анализа, а также блок расширенных видов анализа Advanced Analysis (чувствительность, оптимизация и др.);
• Allegro PSpice Simulator – старшая линейка САПР Allegro, базовые виды анализа, а также блок расширенных видов анализа (чувствительность, оптимизация и т. д.);
• OrCAD PCB Designer Professional with PSpice – практически полный набор приложений, включая симулятор PSpice, схемный редактор OrCAD Capture, редактор печатных плат PCB Editor, автотрассировщик SPECCTRA, симулятор целостности сигналов SigXplorer и т. д.;
• Allegro PSpice Systems Option – опция для стыковки PSpice с пакетом Matlab / Simulink.
OrCAD PSpice Designer состоит из нескольких связанных между собой приложений:
• Capture – схемный редактор для создания и редактирования электрических схем;
• PSpice Model Editor – редактор для создания и корректировки Spice-моделей;
• Stimulus Editor – редактор входных воздействий;
• Magnetic Parts Editor – редактор моделей магнитных компонентов;
• PSpice A / D – вычислительное ядро симулятора для цифровых и аналоговых схем;
• PSpice Advanced Analysis – дополнительные модули для расширенного анализа схем.
Программа PSpice содержит большое количество готовых библиотек Spice-моделей и схемных символов. Кроме того, в Интернете доступны многочисленные дополнительные модели – на сайтах производителей электронных компонентов и на специализированных порталах. Все они, как правило, совместимы именно с PSpice.
Надо отметить, что PSpice предоставляет широкий набор средств как для моделирования, так и для обработки результатов анализа. Удобный и интуитивный интерфейс схемного редактора позволяет легко назначать модели, устанавливать точки для контроля напряжений, токов и мощности (рис.1), пользоваться формулами для построения требуемых графиков и осциллограмм, отображать результаты моделирования – и на одном графике, и в разных осях (рис.2).
Двусторонняя связь PSpice с популярными схемотехническими редакторами OrCAD Capture CIS / Allegro Design Entry CIS позволяет создавать схемы непосредственно в САПР OrCAD / Allegro и сразу же моделировать их поведение, не перерисовывая их в других редакторах.
Возможность совместного использования моделей на языках C / C++, SystemC, Verilog-A делает PSpice еще более мощным и удобным инструментом, позволяя моделировать цифро-аналоговые схемы, в состав которых входят микроконтроллеры, а также вставлять в схему поведенческие модели, управляемые формулами или алгоритмами. В Интернете и в книжных магазинах представлено много статей и литературы на русском языке, посвященных применению OrCAD PSpice для различных видов моделирования и анализа схем.
Библиотеки программы, которые не требуют дополнительной установки, содержат более 33 тыс. аналоговых и цифровых компонентов со Spice-моделями. Специальная панель PSpice Part Search (рис.3) в схемном редакторе OrCAD Capture обеспечивает мгновенный поиск требуемых компонентов. Они отображаются по категориям или по библиотекам, у каждого есть наименование (Part Name) и описание (Description). При выборе библиотечного компонента возможен предварительный просмотр схемного символа (рис.4). Кроме того, пользователи могут добавлять собственные компоненты в библиотеку.
Также можно искать Spice-модели в Интернете. Перейти к онлайн-поиску удобно непосредственно через панель PSpice Part Search. Прямо в окне схемотехнического редактора OrCAD Capture откроется портал OrCAD Capture Marketplace, вкладка Models (рис.5). Предлагается задать в ней фильтр поиска по типу модели, производителю компонента, типу устройства и т. д.
На портале OrCAD Capture Marketplace доступны дополнительные приложения для OrCAD и PSpice, которые можно скачать и установить на компьютере. Эти приложения повышают производительность OrCAD Capture и PSpice, добавляют новые удобные функции. Атрибуты компонентов и техническое описание можно загружать в библиотеку автоматически с помощью приложения Part Link от компании Digi-Key. Создавать новые модели удобно с помощью приложений PSpice Modelling Apps. Дополнительные возможности по моделированию обеспечивает приложение PSpice Monte Carlo Temperature Sweep.
Новые Spice-модели, найденные в Интернете или созданные с помощью приложений PSpice Modelling Apps, легко и быстро подключаются к компонентам прямо на схеме. Достаточно выделить компонент на схеме OrCAD Capture и выбрать команду правой кнопки мыши (ПКМ) – Associate PSpice Model (рис.6). С помощью команды Edit PSpice Model можно отредактировать текст модели в PSpice Model Editor. На рис.7 приведен пример создания модели варистора с помощью PSpice Modelling Apps.
Кроме того, в PSpice представлен редактор моделей индуктивных компонентов Magnetic Parts Editor – специальная программа для создания моделей трансформаторов, дросселей и индуктивностей. Модели формируются на основе библиотеки материалов в точном соответствии с параметрами пользователя. Библиотека материалов может быть отредактирована и дополнена новыми материалами. Пользователь может выбрать следующие виды компонентов:
• силовой трансформатор – Power Transformer (Sine and Pulse wave);
• прямоходовой преобразователь – Forward Converter (Single Switch Topology);
• двойной прямоходовой преобразователь – Forward Converter (Double Switch Topology);
• обратноходовой преобразователь – Flyback Converter (Discontinuous Conduction Mode);
• катушка индуктивности постоянного тока – DC Inductor (Single Winding).
Пользователь может задать число обмоток, входные и выходные параметры, рабочие частоты, плотность тока, размеры и другие параметры индуктивных компонентов (рис.8).
Быстро освоить функционал PSpice помогает встроенный в программу интерактивный учебник с упражнениями и примерами, а также с готовыми настройками для моделирования (рис.9). Запустить учебник можно через меню Help – Learning PSpice. При этом в схемном редакторе откроется новая вкладка, в которой по категориям "от простого к сложному" представлены учебные материалы по изучению PSpice. Примеры схем в каждом разделе пользователь может открыть в схемном редакторе OrCAD Capture, просто нажав на соответствующую картинку левой кнопкой мыши, и сразу же промоделировать ее в PSpice с готовыми настройками проекта. В учебнике представлены не только проекты, но и теоретические аспекты различных схемотехнических решений. Учебник постоянно пополняется новыми материалами, поэтому пользователи, регулярно получающие обновления от Cadence, имеют возможность своевременно использовать новые главы учебника.
Благодаря функции Test Bench можно моделировать только часть схемы. Для этого надо ее выделить и создать из данного участка так называемый испытательный стенд (Test Bench) (рис.10). Можно использовать несколько Test Bench для одного или разных каскадов схемы. Кроме того, имеется возможность сравнить разные Test Bench и вывести на экран различия с помощью функции Compare Test Bench.
В PSpice можно выполнять следующие виды анализа схем (рис.11):
• анализ по постоянному току;
• анализ по переменному току;
• анализ шумов;
• анализ переходных процессов;
• Фурье-анализ;
• параметрический анализ;
• температурный анализ;
• анализ разброса параметров методом Монте-Карло;
• анализ чувствительности методом наихудшего случая;
• анализ передаточной функции.
Кроме того, можно подключить возможности расширенного анализа схем с помощью функционала PSpice Advanced Analysis (пакет OrCAD PSpice Designer Plus или Allegro PSpice Simulator), а также состыковать симулятор PSpice с программой моделирования электромеханических систем Matlab / Simulink (опция PSpice Systems Option).
Новая 64-битная версия PSpice отличается значительно более высокой производительностью вычислений и точностью результатов (рис.12). С помощью параметра Speed Level можно выбрать скорость вычислений, а параметр Threads позволяет задействовать для вычислений большее количество ядер процессора (рис.13).
При моделировании сложных схем актуальна проблема сходимости вычислений. В OrCAD PSpice она решается путем сбалансированного выбора количества настроек и наличием специальной функции автоконвергенции (AutoConverge). В рамках данной настройки программа автоматически регулирует точность вычислений в заданных пределах для достижения сходимости (рис.14). Дополнительные опции (Advanced Options) позволяют более тонко настроить параметры вычислительного алгоритма (рис.15).
Во время моделирования можно ставить процесс на паузу и менять управляющие опции. Для длительных процессов есть возможность сохранить текущее состояние моделирования в контрольных временных точках, а затем загрузить и продолжить расчеты после изменения параметров (рис.16).
Результаты моделирования PSpice выводятся в графическом виде (см. рис.2), а также в текстовом файле (рис.17). Кроме того, результаты в виде узловых напряжений, значений токов на выводах компонентов и уровня мощности отображаются непосредственно в окне схемного редактора OrCAD Capture (см. рис.1).
Также в PSpice появился новый вариант представления результатов моделирования. С помощью функции Tools – Generate Report пользователь может создавать собственные отчеты, включая в них среднее значение, среднеквадратичную величину, пиковые значения тока, напряжения и мощности. Форма отчета полностью настраивается (рис.18). Файл скрипта TCL для генерации отчета находится в папке <installation>\tools\pspice\tclscripts\orPspReport. Для автоматической генерации HTML-отчетов может быть применена команда .TCLPOSTRUN.
В PSpice можно выполнять совместное моделирование аналоговой и цифровой части схемы. В одном окне виртуального осциллографа удобно построить необходимое количество графиков. На каждом графике допускается несколько осциллограмм, которые можно откладывать от разных вертикальных осей Y (рис.19). Осциллограммы можно легко переносить с одного графика на другой или в отдельное окно и там их обрабатывать.
В симуляторе PSpice доступно подключение моделей, описанных на языке высокого уровня C / C++. Программа на языке C / C++, например, может описывать поведение входов, выходов и внутренней логики микроконтроллера, а через порты ввода-вывода она управляет аналого-цифровой схемой. В этом случае код программы надо скомпилировать в виде dll-модуля и подключить его прямо в Spice-модель, описанную оператором .SUBCKT (рис.20).
Полезны функции обработки и визуализации результатов вычислений. При построении графиков можно применять математические выражения, специальные функции и макросы. Инструмент Performance Analysis позволяет строить гистограммы для результатов статистического анализа по методу Монте-Карло. Вычислительные функции Measurements дают возможность быстро найти сложные зависимости и параметры схемы, например полосу пропускания, частоты среза и пр. (рис.21).
Предлагаемый в большей части Spice-симуляторов обычный анализ Монте-Карло позволяет проверить работу схемы при изменении параметров одного из компонентов. Например, задав минимальный и максимальный номинал резистора в пределах стандартного допуска ±10%, а также шаг изменения номинала, можно получить семейство графиков. Но, к сожалению, это не дает возможности в полной мере проанализировать надежность и стабильность работы схемы.
К счастью, в PSpice предлагаются более продвинутые и полезные инструменты расширенного анализа схем, которые объединены в опцию PSpice Advanced Analysis. С помощью этих инструментов разработчики могут улучшить повторяемость и надежность проектов.
При работе над проектом у специалистов могут возникнуть различные вопросы:
• Прибор корректно работает в лаборатории, но будут ли работать серийно изготовленные устройства?
• Будет ли прибор корректно работать при скачках температуры, при отклонениях номиналов компонентов и старении компонентов?
• Перегружены ли отдельные компоненты?
• Откажут ли они при тестировании, эксплуатации?
• Есть ли в схеме слишком чувствительные блоки, которые могут вызвать проблемы в будущем?
• Какие компоненты скорее всего могут отказать при производстве прибора?
На все эти вопросы помогут ответить инструменты расширенного анализа PSpice, о функциях и возможностях которого расскажем в следующей статье.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сергеев А. Обзор и новые возможности OrCAD PSpice Designer 16.6-2015. – Материалы семинара.
2. Информационные материалы компании Cadence Design Systems.
Отзывы читателей
