Цифровые переменные

В программе Probe выводятся временные диаграммы логических состояний отдельных цифровых узлов или шин, объединяющих не более 32 цифровых сигналов. На временной диаграмме одной переменной двойная линия соответствует неопределенному состоянию X, тройная — состоянию высокого импеданса Z.

Всего можно вывести до 75 временных диаграмм, однако одновременно на экране помещается меньшее их количество. Размер окна построения цифровых сигналов зависит от количества окон на аналоговом экране, его первоначальные размеры устанавливаются по команде Plot> Digital Size> Percentage of Plot to be Digital. Знак «+» в верхней и (или) нижней части экрана показывает, что часть графиков находится вне экрана. Имя переменной, вводимой по запросу команды Trace> Add Trace, может быть именем цифрового узла или булевым выражением, содержащим имена таких узлов. Шина (многоразрядное число) формируется в виде заключенного в фигурные скобки списка цифровых узлов, разделенных пробелами или запятыми, например

{ D3 D2 D1 D0 }

В начале списка-помещается старший разряд шины, в конце — младший.

Шины могут с помощь логических и арифметических операторов образовывать выражения. В выражениях для цифровых сигналов и для шин допустимы следующие операции (их старшинство убывает сверху вниз):

{ } — объединение в группу;

" — логическое отрицание;

* / — умножение и деление (только для шин);

+ и - — сложение и вычитание (только для шин);

& — логическое И;

^ — логическое исключающее ИЛИ;

| — логическое ИЛИ.

Результат арифметических или логических операций с двумя шинами представляется в виде шины с достаточным количеством разрядов. Результат арифметических или логических операций с шиной и цифровым сигналом представляется в виде шины с тем же количеством разрядов.

В записи операций с цифровыми сигналами могут содержаться следующие логические константы:

'0 — сигнал низкого уровня;

'1 — сигнал высокого уровня;

'F — нарастающий фронт;

'R — спадающий фронт;

'X — неопределенное состояние;

'Z — состояние высокого импеданса.

Выражения с шинами могут содержать многоразрядные числа, записываемые в виде текстовой переменной в форме r'ddd, где r — указатель системы счисления (х, h, d, о или b), ddd — последовательность цифр в указанной системе счисления. Приведем примеры:

x'SFFFF — шестнадцатеричная система;

h'5a — шестнадцатеричная система;

d'79 — десятичная система;

о'177400 — восьмеричная система;

b'100110 — двоичная система.

Многоразрядное число эквивалентно определению шины, которая содержит cтолько сигналов, сколько разрядов необходимо для представления этого числа в двоичном коде. Например, число d'11 эквивалентно шине {'1 '0 '1 '1}.

Логические переменные вводятся в одной строке по формату

< описание цифрового сигнала> [; [< имя графика> ] [; < указатель системы счисления> ] ]

Здесь < указатель системы счисления> применяется только при операциях с шинами. Он принимает значения Н или X для шестнадцатеричной, D — для десятичной, О — для восьмеричной и В — для двоичной системы счисления. По молчанию без его указания шина представляется в шестнадцатеричной системе. Параметр < имя графика> обозначает имя, выводимое на экране слева от графика; по умолчанию в качестве имени графика отображается выражение, заданное при его вводе.

Имена графиков могут выравниваться по правой или левой границе. По умолчанию устанавливается правая привязка. Для ее изменения в секции Probe файла конфигурации pspice.ini включается строка

DGTLNAMELEFTJUSTIFY=ON

3. Макросы. По команде Тгасе> Масго открывается окно для создания новых и редактирования существующих макросов. Макрос имеет стандартную форму

< имя макроса> [(аргумент[, аргумент]*) ] = < определение>

Аргументы, если они есть, описываются непосредственно вслед за именем макроса в круглых скобках без пробелов (квадратные скобки, как обычно, не указываются). Макросы могут содержать ссылки на другие макросы, однако рекурсивные вызовы не допускаются.

Приведем несколько примеров макросов:

SUB(A.B) = А-В

F1(A)= 10*A

F2(A, B) = SIN(A*F1(B))

PI = 3.14159

YR(x, y)=(R(x)*R(y)+lmg(x)*lmg(y))/(y*y)

Введенные в этом окне макросы по команде Save или Save To записываются в текстовый файл с расширением имени *.PRB, который может также редактироваться с помощью любого текстового редактора. Описание одного макроса, включая его имя, аргументы и определение, должно располагаться на одной строке длиной не более 80 символов. Строка, начинающаяся со «*», воспринимается как комментарий. Комментарии можно помещать также в конце строк после «;». Пустые строки игнорируются.

4. Целевые функции. По команде Trace> Eval Goal Function вычисляются целевые функции или выражения, их содержащие. Определения целевых функций записываются в текстовые файлы с расширением имени *.PRB (в каталоге \PSPICE\COMMON находится файл стандартных целевых функций и макросов pspice.prb). Перечень целевых функций помещается в диалоговом окне, отличающемся от окна ввода обычных переменных возможностью выбора списка целевых функций Goal Functions на строке Function or Macros. Например, целевая функция для расчета ширины полосы пропускания частотной характеристики имеет имя Bandwidth (l, db_level), где вместо первого параметра 1 щелчком курсора подставляется имя переменной, измеренной в децибелах, а вместо второго db_level — затухание сигнала на границе полосы пропускания, в децибелах. После выбора курсором имени целевой функции оно переносится в командную строку без указания параметров — Bandwidth(,), имена переменных указываются курсором, а дополнительные параметры (в данном случае суффикс db) вводятся с клавиатуры, например Bandwidth(Vdb(9), 3) — полоса пропускания напряжения V(9) при затухании 3 дБ или Bandwidth(Vdb(9)@2, 3) — полоса пропускания по результатам анализа второй секции данных.

Если же опция Display Evaluation включена, то результаты расчета целевой функции отображаются на графике, где кроме того помечены точки, на основании которых она вычислена (если график функции уже построен, то создается дополнительное окно графиков).

Целевая функция задается по формату

Имя_целевой_фунщии(1, 2,..., N, параметрM,..., параметрМ)=выражение

{

1| Команды_поиска_и_выделения_точек_для_выражения_1;

2| Команды_поиска_и_выделения_точек_для_выражения_2;

N | Команды_поиска_и_выделения_точек__для_выражения_М; }

Здесь приняты следующие обозначения.

Имя_целевой_функции состоит из алфавитно-цифровых символов (А — Z, 0 — 9) и символа подчеркивания (_), но не может начинаться с цифры. Длина имени не более 50 символов, строчные и прописные буквы не различаются. Это имя указывается в командной строке Trace> Add Trace.

Аргументы выражения (1, 2,.... N) — первые N аргументов ассоциируются с N командами поиска и выделения точек. Аргумент 1 ассоциируется с командами, помещенными после символов 1|, и т.д. При вводе в командной строке целевой функции эти аргументы заменяются именами переменных и выражениями по правилам, принятым в Probe.

Список параметров(параметр1,..., параметрM) помещается вслед за аргументами выражения. Параметры используются при определении целевой функции и представляют собой алфавитно-цифровые переменные (А — Z, 0 — 9), которые могут включать в себя символы подчеркивания (_), но не могут начинаться с цифры. При вводе целевой функции указываются численные значения этих параметров.

Выражение — математическое выражение, описывающее операции с выделенными точками. В результате определяется число, откладываемое по оси Y графика. Выражения составляются по обычным правилам программы Probe за небольшими исключениями. Выражение может включать в себя символы арифметических операций +, -, *, /, (,) и функции одного аргумента ABS, SGN, SIN, SQRT,... Отличия от правил составления выражений программы Probe состоят в следующем.

1. Вместо обычных переменных PSpice, например V(4), I(R2), в выражениях приводятся координаты выделенных точек x1, уЗ,...

2. Добавлена одна функция MPAVG, вычисляющая среднее значение по оси Y между двумя выделенными точками MPAVG(p1, p2[, диапазон])

Здесь р1, р2 — координаты выделенных точек по оси X, например xl, хЗ, ограничивающих диапазон усреднения. Необязательный параметр диапазон уточняет интервал диапазона усреднения. Величина диапазона усреднения, средняя точка которого совмещена со средней точкой между р! и р2, умножается на значение этого параметра; по умолчанию он равен 1. Приведем пример расчета величины выброса первого импульса. Отметим точкой 1 первое пересечение с положительной производной уровня 50% -амплитуды импульса, точкой 2 отметим следующее пересечение уровня 50% с отрицательной производной, точкой 3 — следующее пересечение этого уровня с положительной производной:

SLEV(50%, P)! 1 SLEV(50%, N)! 2 SLEV(50%, P)! 3

Максимум первого импульса пометим точкой 4, который будем отыскивать, начиная от точки 1:

S/x1/(x1, x2)MAX! 4

Здесь xl, х2 — координаты по оси X отмеченных выше точек 1 (! 1) и 2 (! 2). Затем вычислим величину выброса в процентах амплитуды импульса. Для этого используем функцию MPAVG для расчета среднего значения нижней и верхней части импульса

overshoot = ((у4 - MPAVG(x1, x2, 0.5))/ (MPAVG(x1, x2, 0.5)) - MPAVG(x2, x3, 0.5))*100

3. Не разрешается использовать функции нескольких переменных d(), s(), AVG(), RMS(), MIN() и МАХ().

4. Нельзя использовать функции комплексных переменных М(), Р(), R(), IMG(), G().

Команды_поиска_и_выделения_точек_для_выражения_М — комбинация одной или нескольких команд поиска, в которых имеются ссылки на одну или несколько выделенных точек. Описание команд поиска Search_commands приведено ниже. Дадим их примеры:

Полная форма команды поиска:

search forward for peak! 1 search backward for trough! 2;

Краткая форма:

sfpe! l sbtr! 2;