Нелинейные зависимые источники электрических сигналов

В MC5 имеются четыре нелинейных зависимых источника с полиномиальным законом управления. Путь к источникам: Component и Analog Primitives и Dependent Sources. Подробнее рассмотрим их особенности на примере источника тока, управляемого напряжением.

В1. Источник тока, управляемый напряжением (ИТУН). УГО источника представлено на рис 3.5. Имя источника в библиотеке пассивных компонентов имеет вид: GIofV. Этот источник также целесообразно вводить в схему используя окно атрибутов. Функциональная зависимость для всех источников этого типа имеет вид: y = F (x1,x2,…, xк), где x1,x2,…, xк – к управляющих переменных. В качестве управляющих переменных можно использовать ток ветвей или напряжение в узлах схемы (разность потенциалов). Одновременное управление током и напряжением недопустимо. Сам полином имеет следующий вид:

Рис.3.5. УГО POLY ИТУН

y= P0 + P1x1 + P2x2 +…+ Pkxk + Pk+1x12 + Pk+2x1x2 +…+ Pk+kx1xk+ P2k+1x22 + P2k+2x2x3 +…+ P2k+kx2x3 + … (3.1)

При конкретной записи полинома все коэффициенты вводить не нужно, но те, что вводятся, должны следовать строго по порядку. Параметры рассматриваемых источников также целесообразно вводить в схему используя окно атрибутов (но можно и текстовой директивой). Атрибут PART (см. [10]) имеет обычное буквенно-цифровое обозначение, например, I1. Атрибут VALUE для ИТУНа имеет следующую форму записи:

POLY (K) n1p n1m [n2p n2m] … [nkp nkm] [P0 P1 … PK] [IC=C1[, C2[, … CK]]] (3.2)

Здесь: K –число управляющих напряжений,

n1p – положительный полюс 1го управляющего напряжения,

n1m – отрицательный полюс 1го управляющего напряжения,

nkp – положительный полюс kго управляющего напряжения,

nkm – отрицательный полюс kго управляющего напряжения,

P0 … Pk – коэффициенты полинома,

C1, C2, …, Ck – начальные условия (используются редко).

Рассмотрим несколько примеров использования ИТУНа (GIofV) для иллюстрации возможностей рассматриваемых источников.

Линейная модель ЭЛ или БТ. Ток источника связан с управляющим напряжением следующим соотношением: I=SUупр.
Пусть одно управляющее напряжение действует между узлами 3 и 0, т.е. Uупр = U (3,0). Полином (3.1) в данном случае имеет вид: y=P0+P1x1 = 0 + S*U(3,0) = 0 +0.1*V(3,0). Отсюда атрибуты источника следует представлять в виде: PART=G1 (см. Рис. 3.5 ); VALUE = POLY(1) 3 0 0.0 0.1

При вводе этого источника текстовой директивой запись ее выглядит следующим образом: . define G1 POLY(1) 3 0 0.0 0.1

Нелинейная модель полевого транзистора. Ток источника в этом случае связан с управляющим напряжением следующим образом: I=SUупр2. Пусть одно управляющее напряжение действует между узлами 6 и 5. Полином (3.1) в данном случае имеет вид y= P0 + P1x1 + P2x12 = 0 + 0*x1 + S*V(6,5)*V(6,5) = 0+ 0*V(6,5)+0.01*V(6,5)*V(6,5). Отсюда атрибуты источника GIofV нужно представить в виде: PART=G1 (см. Рис. 3.5);

VALUE = POLY(1) 6 5 0.0 0.0 0.01

Пример использования источника GIofV в качестве сумматора воздействия нескольких переменных приведен в пункте 6 настоящего пособия.

Рис.3.6. УГО POLY ИТУТ

2. Источник тока, управляемый током (ИТУТ). УГО этого источника приведено на Рис 3.6. Имя источника в библиотеке пассивных компонентов имеет вид FIofI. Атрибут PART источника имеет обычное буквенно-цифровое обозначение, например I3. Атрибут VALUE имеет следующую форму записи:

POLY(K) V1 [V2…VK] P0 [P1 … PK] [IC=C1[, C2[, … CK]]], (3.3)

где V1 – имя (см. п. 4) 1-го независимого источника напряжения, ток которого служит первым управляющим током, VK-имя Кго независимого источника напряжения, ток которого служит Кым управляющим током. Остальные коэффициенты и параметры полинома были определены выше в подпункте 1.

Выполним на базе источника FIofI перемножитель двух переменных (токов) вида y=kx1x2. Полином (3.1) в этом случае имеет вид:

y= P0+P1x1+ P2x2 + P3x12+P4x1x2 +P5x22 = 0+0x1+ 0x2 + 0x12+Кx1x2 +0x22

Атрибуты источника-перемножителя двух переменных при К=12 будут равны:

PART=I3 (см. рис. 3.6); VALUE=POLY(2) V1 V2 0.0 0.0 0.0 0.0 12.0

3. Источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН).

УГО источника напряжения приведено на Рис. 3.7. Имя источника в библиотеке пассивных компонентов имеет вид EVofV. Атрибут PART источника имеет обычное обозначение, например, V3. Атрибут VALUE имеет форму записи, соответствующую (3.2). Выразим на базе источника EVofV простейшую модель ОУ с коэффициентом усиления K=100000.

Рис.3.7. УГО POLY ИНУН

Соотношение между управляющим Vупр и выходным Vвых напряжениями источника равно: Vвых = КVвх, т.е. источник управляется только одной переменной. Полином (3.1) имеет вид y=P0+P1x1. Пусть управляющее напряжение действует между узлами 3 и 4. Тогда атрибуты источника равны:

PART = V3 (см. Рис 3.7);

VALUE = POLY(1) 3 4 0.0 100Е3

4. Источник напряжения, управляемый током (ИНУТ). УГО этого источника приведено на Рис. 3.8. Имя источника в библиотеке пассивных компонентов имеет вид HVof I. Атрибут PART этого источника обычный (см. подпункты 1-3 настоящего пункта). Атрибут VALUE имеет форму записи соответствующую (3.3). Этот источник используется редко.

Рис.3.8. УГО POLY ИНУТ

Главная сайта