97_100.pdf

K U R S

System projektowania układów

elektronicznych EDWin

Symulator analogowo−cyfrowy, część 1

W†tym artykule omÛwione

zostanie korzystanie z†symulatora

analogowo-cyfrowego.

Dzia³anie symulatora

zademonstrujemy na przyk³adzie

symulacji opracowanego w tym

celu cyfrowego, programowanego

generatora.

Projekt programowanego,

cyfrowego generatora przebiegÛw

Obecnie przedstawimy przyk³adowy sche-

mat uk³adu analogowo-cyfrowego, jakim jest

programowalny generator przebiegÛw o†do-

wolnych kszta³tach. Jego schemat elektrycz-

ny znajduje siÍ na rys. 5 .

Przyrz¹d wykonano z†uøyciem pamiÍci EP-

ROM (U9 - 2716), ktÛra stanowi pamiÍÊ

prÛbek przebiegu przetwornika cyfrowo-ana-

logowego C/A (U8 - LTC1450), licznikÛw

binarnych (U1, U2, U3 - 74LS93), jak rÛw-

nieø prostej logiki do sterowania przetwor-

nika LTC1450 (U4 - 74LS00, U5 - 74LS138).

Zasada dzia³ania uk³adu jest prosta: licz-

nik sterowany z†generatora przebiegÛw pros-

tok¹tnych adresuje kolejne komÛrki pamiÍci

EPROM, w ktÛrej zapamiÍtane s¹ w postaci

cyfrowej kolejne prÛbki sygna³u. PrÛbki te

s¹ zapisywane do przetwornika C/A, ktÛry

przetwarza je na napiÍcie. Na jego wyjúciu

jest umieszczony prosty filtr RC, wyg³adza-

j¹cy sygna³ wyjúciowy. Na podstawie tego

schematu zostanie przeprowadzona symula-

cja analogowo-cyfrowa uk³adu.

Pierwszym blokiem funkcjonalnym wyko-

rzystanym w urz¹dzeniu jest generator

przebiegÛw prostok¹tnych o symbolu

PGenerator (z biblioteki MIXMODE.ESL). S³uøy

on do taktowania szeregowo po³¹czonych licz-

nikÛw 74LS93 (sygna³ CLOCK). Pierwszy licz-

nik wspÛ³pracuje z†uk³adem tworzenia przebie-

gÛw steruj¹cych dla przetwornika cyfrowo-ana-

logowego. Przebiegi na wyjúciach tego licznika

s¹ oznaczone liczA , liczB i † liczC . Dla uprosz-

czenia uk³adu zastosowano dekoder 1†z†8†typu

74LS138 oraz przerzutnik, co pozwoli³o na

wyeliminowanie szpilek w†przebiegach steru-

j¹cych /CSMSB, /LDAC, /WR, ktÛre zak³Ûcaj¹

pracÍ przetwornika. Sterowanie moøna zreali-

zowaÊ rÛwnieø na uk³adzie PLD (modele takich

podzespo³Ûw s¹ dostÍpne w†EdWinie).

NastÍpne liczniki adresuj¹ kolejne komÛrki

pamiÍci EPROM 2716, zawieraj¹cej zakodo-

wane cyfrowo wartoúci napiÍcia wyjúciowego

w†kolejnych chwilach czasowych. Do wyjúcia

danych tej pamiÍci jest do³¹czony 12-bitowy

przetwornik C/A, ktÛry przetwarza dane cyf-

rowe na napiÍcie analogowe. W†projekcie wy-

korzystano tylko 8†bitÛw danych.

Przechodzimy zatem do omÛwienia we-

wnÍtrznego, standardowego symulatora pro-

gramowego.

Symulator analogowo-cyfrowy

Przed przyst¹pieniem do projektowania

p³ytki drukowanej warto najpierw przetes-

towaÊ zaprojektowany uk³ad. Pozwoli to

wstÍpnie dobraÊ elementy, poprawiÊ jego

parametry, a†przede wszystkim przekonaÊ

siÍ, czy bÍdzie on dzia³aÊ. Tradycyjn¹ me-

tod¹ jest zmontowanie prototypu. Jest to

jednak czaso- i†materia³och³onne, wymaga

zastosowania nie zawsze dostÍpnej aparatu-

ry pomiarowej i†przeprowadzenia wielu

prÛb. Nowoczeúniejszym podejúciem do tego

zagadnienia jest przeprowadzenie symulacji.

Celem symulacji jest poznanie zachowania

siÍ uk³adu elektronicznego bez koniecznoúci

jego budowania. Kaødy symbol uøyty do

stworzenia schematu jest zastÍpowany mo-

delem matematycznym, oddaj¹cym pracÍ

rzeczywistego elementu. NastÍpnie jest ana-

lizowane wzajemne oddzia³ywanie po³¹czo-

nych elementÛw i†wyliczane s¹ pr¹dy, na-

piÍcia i przebiegi czasowe w†uk³adzie.

Rys. 5.

Elektronika Praktyczna 10/99

K U R S

Rys. 6.

Plik -> Programy uøytkowe -> Przegl¹darka

Bibliotek . Jeúli do komponentu nie moøna do-

pasowaÊ øadnego modelu spe³niaj¹cego podob-

ne funkcje, to naleøy zmodyfikowaÊ schemat

i†stworzyÊ ekwiwalent komponentu z†elemen-

tarnych symboli, dla ktÛrych istniej¹ modele.

Schemat, na podstawie ktÛrego bÍdzie wy-

konywana p³ytka drukowana, naleøy czasem

przystosowaÊ do potrzeb symulatora (np. dodaÊ

symbole generatorÛw, lub zast¹piÊ takie frag-

menty uk³adÛw jak zasilacze i†stabilizatory ich

odpowiednikami - ürÛd³ami napiÍciowymi).

Dobr¹ praktyk¹ jest symulowanie uk³adu par-

tiami lub tworzenie zestawu rÛwnowaønych

schematÛw. Przyúpiesza to symulacjÍ i†u³atwia

testowanie bardziej z³oøonych uk³adÛw.

Przed rozpoczÍciem symulacji doprowadza

siÍ sygna³y steruj¹ce do wejúÊ uk³adu oraz

wymuszenia stanÛw pocz¹tkowych dla niektÛ-

rych komponentÛw cyfrowych. NastÍpnie okreú-

la siÍ, dla ktÛrych punktÛw uk³adu maj¹ byÊ

wyúwietlane przebiegi logiczne lub napiÍciowe.

Kolejnym krokiem jest dobranie parametrÛw

modeli (np. czas propagacji dla przerzutnika),

wartoúci komponentÛw (np. napiÍcie pocz¹t-

kowe na kondensatorze, dane w†pamiÍci) oraz

wybÛr mostkÛw a/c i†c/a. Na zakoÒczenie wy-

biera siÍ rodzaj analizy i†jej zakres.

Podczas testowania uk³adu czÍsto tworzy

siÍ jego rÛøne warianty. Zmodyfikowanie

po³¹czeÒ, dodanie lub usuniÍcie komponen-

tu wi¹øe siÍ z†przejúciem do okna Edytora

SchematÛw (oba okna mog¹ byÊ otwarte jed-

noczeúnie). Po wprowadzeniu zmian w†sche-

macie i†powrocie do okna symulatora, pier-

wsz¹ obowi¹zkow¹ czynnoúci¹ jest urucho-

mienie funkcji Uk³ad -> Przetwarzanie .

Pakiet oprogramowania EDWin udostÍpnia

cztery rodzaje symulatorÛw: Analizator Elek-

tromagnetyczny, Analizator Termiczny oraz

dwa symulatory uk³adowe. Pierwszym z†nich

jest EDSpice, czyli symulator w†standardzie

SPICE3 w†pe³ni zintegrowany z†programem

EDWin. Obecnie omÛwimy drugi z†dostÍp-

nych symulatorÛw, czyli wewnÍtrzny symu-

lator analogowo-cyfrowy programu EDWin.

Uruchomienie symulatora nastÍpuje po

wybraniu funkcji Symulacja -> Symulator

analogowo-cyfrowy . Pojawi siÍ g³Ûwne okno

symulatora analogowo-cyfrowego, zawieraj¹-

ce zestaw funkcji i†ikon narzÍdziowych, s³u-

ø¹cych do przeprowadzenia analizy uk³adu

elektronicznego ( rys. 6 ).

Moøe on analizowaÊ pracÍ uk³adÛw mie-

szanych zawieraj¹cych po³¹czone ze sob¹

obwody analogowe i†cyfrowe. Analiza czÍúci

cyfrowej odbywa siÍ rÛwnolegle z czÍúci¹

analogow¹. OprÛcz standardowych elemen-

tÛw analogowych i†przetwornikÛw ma inte-

resuj¹cy zestaw modeli elementÛw cyfrowych,

np. mikroprocesory rodziny PIC, 8048/8051,

pamiÍci i†uk³ady PLD, do ktÛrych moøna

wczytywaÊ programy, dane i†mapy przepaleÒ.

Jego unikaln¹ cech¹ jest symulowanie pracy

kompletnego systemu mikroprocesorowego.

Symulator umoøliwia wykonanie kilku ro-

dzajÛw analiz, ktÛre omawiamy kolejno.

WartoúÊ pocz¹tkowa, koÒcowa oraz przyrost

zmiennej ustala siÍ dowolnie.

Analiza zmiennopr¹dowa

(AC Sweep)

Wyznaczana jest funkcja przenoszenia uk³a-

du dla ma³ych sygna³Ûw zmiennych (tzn. przy

za³oøeniu liniowoúci uk³adu). Wybran¹ parÍ

wÍz³Ûw pobudza siÍ przebiegiem zmiennym,

o†czÍstotliwoúci zmienianej w†zadanym zakre-

sie, i†bada odpowiedü czÍstotliwoúciow¹ uk³a-

du na parze wÍz³Ûw wyjúciowych. Przed wy-

konaniem analizy zmiennopr¹dowej naleøy

najpierw przeprowadziÊ analizÍ punktu pracy.

Symulacja generatora dowolnych

przebiegÛw

Przetwarzanie

Ta funkcja s³uøy do przetworzenia projektu

na postaÊ tymczasowej bazy danych dla symu-

latora. W³¹cza siÍ ona automatycznie po pier-

wszym uruchomieniu symulatora. Jej uøycie

jest niezbÍdne zawsze, gdy od ostatniej symu-

lacji by³y wprowadzane zmiany w†schemacie

uk³adu. Jeúli modyfikacje mog³y spowodowaÊ

zmiany w†liúcie po³¹czeÒ warto sprawdziÊ, czy

punkty testowe s¹ nadal do³¹czone do odpo-

wiednich sieci, czy komponenty maj¹ popra-

wne wartoúci itp. Po zakoÒczeniu przetwarza-

nia jest wyúwietlany spis odnalezionych modeli

elementÛw oraz iloúÊ sieci kaødego rodzaju.

Analiza czasowa (TD)

Jest to symulacja zachowania siÍ uk³adu

w†zadanym czasie. Symulacja czÍúci cyfro-

wej uk³adu odbywa siÍ rÛwnolegle z†symu-

lacj¹ czÍúci analogowej.

OgÛlne informacje na temat

symulacji

Schemat poddawany symulacji powinien

sk³adaÊ siÍ tylko z†komponentÛw, ktÛre maj¹

przydzielone tzw. kody symulacyjne. Jest to

liczba dodatnia (dla elementÛw cyfrowych) lub

ujemna (w przypadku elementÛw analogowych)

okreúlaj¹ca, ktÛry spoúrÛd modeli matematycz-

nych (znajduj¹cych siÍ w†plikach *.DLL ) ma

byÊ uøyty do symulowania tego elementu. Kom-

ponenty bez kodÛw symulacyjnych s¹ pomijane

podczas symulacji. Do przydzielania kompo-

nentom kodÛw symulacyjnych (nowo utworzo-

nym lub tym, ktÛre ich jeszcze nie posiadaj¹)

s³uøy Edytor Bibliotek lub funkcja paska zadaÒ

Punkty testowe

Wyniki symulacji naleøy wyúwietliÊ w†po-

staci ³atwej do przyswojenia przez uøytkow-

nika (wykresy, wartoúci napiÍÊ, poziomy

logiczne). W†tym celu naleøy wstawiÊ pun-

kty testowe w†interesuj¹cych nas punktach

uk³adu. Polega to na wybraniu odpowiedniej

ikony i†klikniÍciu na wÍüle lub przewodzie,

do ktÛrego ma byÊ do³¹-

czony punkt testowy.

Punkty testowe dla sieci

cyfrowych nie mog¹ byÊ

do³¹czane do sieci analo-

gowych i†odwrotnie.

Analiza punktu pracy (BP)

Polega ona na wyznaczeniu wszystkich

napiÍÊ i†pr¹dÛw w†ga³Íziach dla chwili cza-

sowej t=0, przy za³oøeniu stanu ustalonego

w†uk³adzie. Podczas analizy nie s¹ uwzglÍd-

niane elementy pojemnoúciowe, indukcyjne

oraz cyfrowe. Analiza punktu pracy nadaje

siÍ w†zasadzie tylko do prostych uk³adÛw

rezystorowo-tranzystorowych, poniewaø bar-

dziej z³oøone elementy maj¹ na tyle d³ugi

czas ustalania siÍ napiÍcia na wyjúciu (np.

wzmacniacz operacyjny), øe analiza w†chwi-

li t=0 nie da poprawnych wynikÛw.

Analiza sta³opr¹dowa

(DC Sweep)

Polega na wielokrotnie powtarzanej ana-

lizie punktu pracy, w†wyniku czego otrzy-

mujemy obraz pracy uk³adu w†rÛønych wa-

runkach. Zmienn¹ niezaleøn¹ (dziedzin¹)

moøe byÊ temperatura, wartoúÊ dowolnego

elementu lub parametry modelu elementu.

Rys. 7.

Do sieci cyfrowych

moøna do³¹czaÊ punkty

testowe wyúwietlaj¹ce

poziomy logiczne w†trak-

cie trwania symulacji lub

punkty testowe rejestru-

j¹ce przebieg o†pozio-

mach logicznych wy-

Elektronika Praktyczna 10/99

K U R S

Rys. 8.

ktÛw testowych i†du-

øej liczby rejestrowa-

nych prÛbek wymaga

komputera taktowane-

go zegarem co naj-

mniej 100MHz i†z†du-

ø¹ pamiÍci¹ (w przy-

padku skomplikowa-

nych uk³adÛw 32MB

RAM moøe okazaÊ siÍ

niewystarczaj¹ce). Dla-

tego na wolniejszych

maszynach naleøy

ograniczaÊ liczbÍ pun-

ktÛw testowych lub

czas symulacji.

itp. Po zamkniÍciu obu okien przyciskami OK

mostek jest skonfigurowany. Naleøy to powtÛ-

rzyÊ dla wszystkich wejúÊ/wyjúÊ symboli cyf-

rowych po³¹czonych z†analogowymi.

Operacja ta jest konieczna, poniewaø is-

tnieje tylko jeden uniwersalny model bramki

NAND, dla ktÛrego dobiera siÍ odpowiednie

parametry wejúÊ oraz wyjúÊ ( rys. 8 ).

Uwaga: jeúli jakaú bramka w†standardo-

wych bibliotekach programu EDWin nie jest

powi¹zana z†modelem symulacyjnym, to nie

bÍdzie bra³a udzia³u w†symulacji. Naleøy

wtedy powi¹zaÊ ten element z†odpowiednim

modelem (albo w† Edytorze Bibliotek , albo za

pomoc¹ funkcji paska zadaÒ Plik -> Progra-

my Uøytkowe -> Przegl¹darka Bibliotek . BÍ-

dzie to opisane w†odcinku Edycja Bibliotek).

Moøna teø zastosowaÊ standardow¹ bramkÍ

(powi¹zan¹ z†modelem) i†odpowiednio skon-

figurowaÊ mostek analogowo-cyfrowy. Wska-

zÛwka: jeúli po zmodyfikowaniu elementu

w†bibliotece na dysku symulator bÍdzie nadal

pobiera³ poprzedni element z†biblioteki lokal-

nej projektu, naleøy go usun¹Ê ze schematu

oraz z†biblioteki lokalnej za pomoc¹ Edytora

Bibliotek i†pobraÊ go z†biblioteki na dysku.

Jeúli by³a zmieniana wiÍksza liczba para-

metrÛw modelu, zw³aszcza w†przypadku ele-

mentÛw cyfrowych lub mostkÛw (interfejsÛw

A/C i†C/A), to za pomoc¹ przycisku Zachowaj

w†bibliotece moøna zapamiÍtaÊ w³asny zestaw

parametrÛw w†pliku z†rozszerzeniem *.MPL .

Wtedy wczytuje siÍ jednorazowo ca³y zestaw

zamiast modyfikowaÊ wszystkie od nowa po

kaødorazowym uruchomieniu symulatora.

úwietlane po zakoÒczeniu symulacji (w Ge-

neratorze DiagramÛw). Na przyk³adowym

schemacie rejestruj¹ one sygna³y steruj¹ce

przetwornikiem C/A.

Wartoúci komponentÛw

i†parametry modeli

W†trakcie symulacji zmienia siÍ wartoúci

elementÛw oraz parametry ich modeli i†ba-

da, jaki ma to wp³yw na zachowanie uk³adu.

Po wybraniu ikony narzÍdziowej Wyúwiet-

lanie i†modyfikowanie parametrÛw symula-

cyjnych komponentÛw

Sieci analogowe s¹ symulowane przez

czÍúÊ analogow¹ symulatora, a†wynikami sy-

mulacji s¹ wartoúci zmieniaj¹ce siÍ w†sposÛb

ci¹g³y. Do tych sieci moøna do³¹czaÊ punkty

testowe wyúwietlaj¹ce wartoúÊ napiÍcia

w†trakcie symulacji oraz punkty testowe re-

jestruj¹ce przebieg napiÍciowy, wyúwietlany

po zakoÒczeniu symulacji. Analogiczne pun-

kty testowe s³uø¹ do pomiarÛw pr¹du:

i†klikniÍciu na obrysie wybranego elementu,

pojawi siÍ okno zawieraj¹ce spis wszystkich

parametrÛw modelu lub wartoúÊ elementu

( rys. 7 ). W†przypadku kondensatora ustala

siÍ pojemnoúÊ i†napiÍcie pocz¹tkowe.

Elementy cyfrowe maj¹ odpowiednio wiÍcej

parametrÛw, takich jak: czas propagacji

sygna³u, szybkoúÊ narstania zboczy, itp. Po

zaznaczeniu parametru na liúcie, jego wartoúÊ

pojawi siÍ w†okienku liczbowym i†moøna tam

wpisaÊ now¹. Bardziej z³oøone elementy

(pamiÍci, mikroprocesory) wymagaj¹

wprowadzenia programÛw oraz danych. Do

tego celu s³uøy przycisk Konfiguracja , ktÛry

wywo³uje okno wybierania pliku ze

skompilowanym programem w formacie

binarnym lub map przepaleÒ (dla uk³adÛw

PLD). Naleøy takøe okreúliÊ czÍstotliwoúÊ

pracy generatora przebiegÛw prostok¹tnych.

Proponujemy ustaliÊ czas trwania kaødego ze

stanÛw wysokiego i niskiego na 1 ms.

Na przyk³adowym schemacie (rys. 5) re-

jestruj¹ one napiÍcia wyjúciowe z†przetwor-

nika.

Do przesuwania punktÛw testowych w†in-

ne miejsce s³uøy ikona:

Wymuszenia

Symulator pozwala na wprowadzanie pew-

nych symboli zwanych wymuszeniami. Mo-

g¹ byÊ to wymuszenia niezmiennych stanÛw

logicznych oraz impulsÛw o†poziomach lo-

gicznych. Przyk³ada siÍ je do sieci ³¹cz¹cych

elementy cyfrowe lub wejúÊ/wyjúÊ kompo-

nentÛw cyfrowych. S¹ one przeznaczone do

ustawienia stanÛw pocz¹tkowych uk³adu,

prowadzenia elementarnych symulacji, sy-

mulowania uszkodzeÒ i†zaburzeÒ uk³adu lub

rÛønych wariantÛw jego pracy. Po wstawie-

niu wymuszenia do sieci bÍdzie siÍ w†niej

utrzymywa³ wybrany stan, ktÛry dominuje

nad zmianami poziomu logicznego, powsta-

j¹cymi podczas pracy badanego uk³adu.

Jest dostÍpnych 7†rodzajÛw wymuszeÒ,

z†ktÛrych najczÍúciej stosuje siÍ wymuszenia

niskiego poziomu logicznego L†

natomiast do ich usuwania ikona:

W†obu przypadkach naleøy najpierw wy-

braÊ ikonÍ, a†nastÍpnie klikn¹Ê na punkcie

testowym.

Jeúli jest konieczne sprawdzenie, do ktÛrej

sieci jest do³¹czony dany punkt testowy,

naleøy wybraÊ ikonÍ

Mostki analogowo-cyfrowe

Wszystkie sieci na liúcie po³¹czeÒ uk³adu

s¹ podzielone na dwie kategorie:

- sieci wy³¹cznie cyfrowe, do ktÛrych nie

s¹ do³¹czone øadne komponenty analogo-

we;

- sieci analogowe, w†ktÛrych wystÍpuj¹ po-

³¹czone ze sob¹ komponenty analogowe

i†cyfrowe lub zawieraj¹ce tylko kompo-

nenty analogowe.

Jeúli w†uk³adzie wystÍpuj¹ wejúcia/wyjúcia

komponentu cyfrowego do³¹czone do sieci ana-

logowej, to na wyprowadzeniu komponentu

cyfrowego jest automatycznie wstawiany inter-

fejs analogowo-cyfrowy (mostek). DziÍki temu

moøemy obserwowaÊ napiÍcie, pr¹d wp³ywa-

j¹cy/wyp³ywaj¹cy z†wÍz³a oraz stan logiczny na

wejúciu/wyjúciu komponentu cyfrowego nie ja-

ko poziomy logiczne, ale w†postaci napiÍÊ bez-

wzglÍdnych. Aby sprawdziÊ lub zdefiniowaÊ

parametry mostka, naleøy wybraÊ ikonÍ

a†nastÍpnie klikn¹Ê na punkcie testowym.

W†linii statusu w†dole ekranu pojawi siÍ

nazwa tej sieci. Dodatkowo przewody, wÍz³y

i wyprowadzenia wchodz¹ce w sk³ad sieci

zostan¹ podúwietlone.

wysokiego poziomu logicznego H†

stanu wysokiej impedancji Z oraz wymusze-

nia impulsowego G.

Wstawienie kaødego wymuszenia polega

na wybraniu odpowiedniej ikony a†nastÍp-

nie klikniÍciu sieci, do ktÛrej ma byÊ wsta-

wione wymuszenie.

WiÍcej uwagi naleøy poúwiÍciÊ wymusze-

niu impulsowemu.

Symulator pozwala na wstawianie tylko

ograniczonej liczby punktÛw testowych:

8†dla pomiaru pr¹du, 8†dla pomiaru napiÍ-

cia i†32 dla przebiegÛw logicznych.

PojemnoúÊ bufora danych dla kaødego

punktu testowego wynosi max. 12000

prÛbek. Naleøy mieÊ na uwadze, øe prze-

prowadzenie symulacji dla duøej liczby pun-

i†klikn¹Ê na aktywnej czÍúci wyprowadzenia

komponentu cyfrowego. Pojawi siÍ okno za-

wieraj¹ce parametry aktualnie wybranego mo-

delu. Za pomoc¹ przycisku Konfiguracja okreú-

la siÍ miÍdzy innymi technologiÍ wykonania

uk³adu cyfrowego, wybiera wejúcia Schmitta,

Umoøliwia ono wymuszenie pojedynczego

impulsu lub dowolnego ci¹gu impulsÛw

o†dowolnym czasie trwania. Wstawienie wy-

muszenia polega na wpisaniu odpowiednie-

go ci¹gu znakÛw rozdzielonych przecinkami

(dopuszczalne s¹ nastÍpuj¹ce znaki: H, L, Z,

X, D, U, N), uzupe³nionych liczb¹ okreúla-

Elektronika Praktyczna 10/99

K U R S

rze schematÛw za pomoc¹ funkcji Edycja ->

Sieci i†ikony UsuniÍcie jednego wÍz³a sieci .

Po powrocie do symulatora, obowi¹zkowym

wykonaniu funkcji Uk³ad -> Przetwarzanie

i†rozpoczÍciu analizy pojawi siÍ duøa liczba

komunikatÛw o†b³Ídach spowodowanych nie-

ustalonym poziomem logicznym na nie pod-

³¹czonym wejúciu.

Prowadzenie analizy

zmiennopr¹dowej AC Sweep

Wykonanie analizy zmiennopr¹dowej po-

lega na wstawieniu dwÛch punktÛw testo-

wych, do ktÛrych bÍdzie przy³oøony prze-

bieg wejúciowy, oraz dwÛch punktÛw testo-

wych, na ktÛrych bÍdzie odczytywana od-

powiedü czÍstotliwoúciowa uk³adu.

Rys. 9.

W†naszym przyk³adzie sprawdzimy, jaka jest

charakterystyka czÍstotliwoúciowa uk³adu fil-

truj¹cego RC na wyjúciu przetwornika. Naleøy

wybraÊ funkcjÍ Analiza -> Analiza czÍstotli-

woúciowa i†w†oknie, ktÛre siÍ pojawi, naleøy

podaÊ zakres czÍstotliwoúci, w†jakim ma byÊ

analizowany obwÛd oraz dane do prezentacji.

Jeúli zostanie zaznaczone pole wyboru Wyúwietl

diagram , to po zakoÒczeniu analizy automa-

tycznie zostan¹ wyúwietlone wyniki. Mamy do

wyboru pobudzanie uk³adu ürÛd³em napiÍcio-

wym lub pr¹dowym oraz rejestrowanie napiÍ-

cia dla rozwartych sond wyjúciowych (ew. pr¹-

du dla zwartych sond). CzÍúÊ cyfrowa uk³adu

jest pomijana podczas tego rodzaju symulacji.

Nie wszystkie symbole logiczne s¹ powi¹zane

z†modelami symulacyjnymi, chociaø istniej¹ od-

powiednie modele. TÍ operacjÍ przeprowadza

siÍ w† Edytorze Bibliotek . Jest to bardzo rozbu-

dowany modu³ programu EDWin, ktÛry umoø-

liwia ponadto modyfikowanie dowolnych spo-

úrÛd ponad 15000 elementÛw w†bibliotekach

programu EDWin oraz rÍczne i†automatyczne

tworzenie nowych modeli podzespo³Ûw. Opisze-

my to w†kolejnym odcinku ìKursuî.

Robert Kacprzycki,

RK−System (tel. (0−22) 724−30−39)

j¹c¹ czas trwania impulsu. Grupa impulsÛw

zamkniÍta nawiasami bÍdzie powtarzana nie-

skoÒczon¹ lub podan¹ liczbÍ razy. Na koÒcu

wpisuje siÍ nazwÍ jednostki w†nawiasach

kwadratowych. Po zakoÒczeniu generowania

wymuszenia impulsowego bÍdzie siÍ trwale

utrzymywa³ ostatnio uøyty stan. Aby moøna

by³o obserwowaÊ normalne zmiany pozio-

mÛw logicznych, naleøy wy³¹czyÊ wymusze-

nie koÒcz¹c ³aÒcuch wymuszeÒ liter¹ N.

Przyk³ady:

L100[ns] - wymuszenie o†poziomie nis-

kim, trwaj¹ce 100ns, utrzymuj¹ce siÍ przez

ca³y czas trwania symulacji i†dominuj¹ce

nad zmianami poziomÛw logicznych w†cza-

sie pracy.

L100,N[ns] - wymuszenie poziomu niskie-

go trwaj¹ce 100ns. Po tym czasie wymusze-

nie przestanie obowi¹zywaÊ i†zmiany sta-

nÛw bÍd¹ odpowiadaÊ normalnej pracy uk³a-

du.

H50,N200,L50,10(H1000, L2000),N[us] -

wymuszenie poziomu wysokiego na 50

tora wynosi 2ms, to najdogodniej jako krok

czasowy przyj¹Ê 1ms. Czas trwania analizy

powinien byÊ dostosowany do rodzaju ba-

danego przebiegu. Do dok³adnego poznania

kszta³tu przebiegÛw steruj¹cych przetworni-

kiem moøna przyj¹Ê czas analizy rzÍdu 40ms.

Na rys. 9 s¹ to sygna³y /CSMSB, /WR,

/LDAC. Natomiast zaobserwowanie kszta³tu

przebiegu analogowego na wyjúciu przetwor-

nika wymaga czasu analizy rzÍdu 3000ms.

Moøna rÛwnieø przyj¹Ê wiÍkszy krok czaso-

wy, co wydatnie skrÛci czas trwania analizy.

Na rys. 10 s¹ to krzywe V1OUT (przebieg

bezpoúrednio z†wyjúcia przetwornika) oraz

FILTROWANY (przebieg po filtrze wyg³adza-

j¹cym). Korzystnie jest rÛwnieø zaznaczyÊ

pole wyboru Wyúwietl diagram . Wtedy wy-

niki symulacji pojawi¹ siÍ automatycznie po

zakoÒczeniu obliczeÒ.

Przeprowadzenie skomplikowanej symula-

cji wymaga szybkiego komputera z†duø¹ pa-

miÍci¹ RAM. Aby skrÛciÊ czas obliczeÒ, na-

leøy zmniejszyÊ liczbÍ punktÛw testowych

lub czas trwania symulacji. Niepotrzebne

okna z†wykresami naleøy zamykaÊ, ponie-

waø powoduj¹ zajmowanie pamiÍci.

Analiza czasowa uk³adu generuj¹cego prze-

biegi o†d³ugim okresie moøe byÊ trudna do

przeprowadzenia, poniewaø kaødy z†punktÛw

testowych moøe jednorazowo

zarejestrowaÊ tylko 12000

prÛbek.

Moøna omin¹Ê to ograni-

czenie odczytuj¹c pamiÍÊ

fragmentami. W†tym celu na

wyjúcia licznikÛw adresuj¹-

cych wstawia siÍ wymusze-

nia impulsÛw logicznych

okreúlaj¹ce binarnie adres po-

cz¹tkowy, np. o†postaci

H100,L100,N[ns]. Czas trwa-

nia wymuszenia musi byÊ

d³uøszy, niø czas ustalania

siÍ stanÛw wyjúciowych licz-

nika po w³¹czeniu zasilania.

Nie wykorzystane wejúcia po-

winny byÊ uziemione lub do-

³¹czone do wymuszenia o†sta-

³ym poziomie.

Proponujemy przeprowa-

dziÊ eksperyment, polegaj¹cy

na od³¹czeniu nie wykorzys-

tanego wejúcia A†licznika U1.

Naleøy to wykonaÊ w†edyto-

Projekt, na przyk³adzie ktÛrego prowadzo-

ny jest kurs, znajduje siÍ w†Internecie pod

adresem: www.ep.com.pl/ftp/other.html.

wy³¹czenie wymuszenia na 200

s, wymusze-

s, 10 okresÛw

przebiegu o†czÍstotliwoúci 333Hz, wy³¹cze-

nie wymuszenia.

W†nastÍpnym odcinku opiszemy symula-

cjÍ tego uk³adu oraz sposÛb tworzenia ele-

mentÛw bibliotecznych w†programie EDWin.

Generator diagramÛw

Generator DiagramÛw jest to dodatkowy mo-

du³ programu EDWin, przeznaczony do wspÛ³-

pracy z†symulatorem analogowo-cyfrowym

oraz symulatorem EDSpice. S³uøy on do pre-

zentacji danych wygenerowanych przez symu-

lator na ekranie w†postaci graficznej. Dane

w†postaci diagramÛw (wykresÛw, krzywych)

moøna zapamiÍtywaÊ w†pliku, drukowaÊ lub

zapamiÍtywaÊ jako symbol logiczny w†biblio-

tece (w celu do³¹czenia do schematu).

Na wykresach moøna wykonywaÊ dodat-

kowe operacje matematyczne, np. przeska-

lowanie napiÍcia na wzmocnienie wyraøone

w†Neperach i†wiele innych.

Prowadzenie symulacji czasowej

W†pierwszej kolejnoúci przeprowadzimy

symulacjÍ w†dziedzinie czasu. Poznamy

w†ten sposÛb zaleønoúci czasowe pomiÍdzy

sygna³ami i†kszta³t przebiegu wyjúciowego.

W†pierwszej kolejnoúci w³¹czamy funkcjÍ

Symulacja -> Symulacja czasowa . Pojawi siÍ

okno, w†ktÛrym naleøy podaÊ czas trwania

symulacji oraz krok czasowy. Poniewaø w†na-

szym przyk³adzie okres przebiegu z†genera-

Rys. 10.

100

Elektronika Praktyczna 10/99

nie poziomu niskiego na 50

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: