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PSpice16.5 AD教程9(数字电路分析).pdf

PSpice16.5 AD教程9(数字电路分析)

yjlxx08
2012-10-13 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《PSpice16.5 AD教程9(数字电路分析)pdf》,可适用于IT/计算机领域

上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcnPSpiceAD教程九(数字电路分析)教程内容:数字电路的基本分析方法数字信号源的设置数字仿真的最坏情况分析上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcn在前面几篇中我们系统地介绍了如何用PSpice进行各种模拟电路的分析与设计但当今世界数字电路已普及开来并且起着越来越重要的作用。所以这一篇我们主要来介绍一下数字电路的分析方法和有关数字信号的描述。PSpice中由于增加了数字电路分析使其分析功能更加完整应用更加广泛。一、数字电路的基本分析方法以如图所示的JK触发器构成的四位二进制异步假发计数器为例来说明如何进行数字电路的分析注意:数字电路只有瞬态分析。UAJKCLRQQCLKUBJKCLRQQCLKUAJKCLRQQCLKUBJKCLRQQCLKHIQQQQSDSTMImplementation=digSDSTMImplementation=dig图四位二进制异步加法计数器、原理图绘制在capture中绘制图电路步骤和仿真模拟电路是相通的。JK触发器选用Evalolb库中的或者在系列中搜索共需要个。另外就是数字输入信号的编辑激励源DSTM的符号是DIGSTIM,在SourceSTMolb库中。编辑该信号可以点选该激励源的图形利用菜单栏启动EditPSpiceStimulus命令或者直接右键快捷菜单选择EditPSpiceStimulus出现图所示的类型选择框。在name中键入激励原名称在digital栏中单选从clock单击OK后出现涂的时钟属性设置框。上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcn图新激励源类型选择对话框时钟属性设置框“Frequency”表示时钟频率值Dutycycle表示时钟波形占空比“Initialvalue”表示时钟信号的初始值最后“Timedelay”表示时钟的时间延迟。图表示对图的两个激励源进行设置并得到了图的波形。、创建新的仿真文件和原来介绍的仿真模拟电路是相同的新建一个仿真文件取上名称然后进入图的参数设置界面因为是数字电路的方针只能选择瞬态分析该仿真参数设置在教程一中有介绍所以就不细说。、运行仿真程序得到输出波形如图所示。上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcn图两个时钟属性设置框图设置好后的波形图瞬态分析的参数设置界面上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcn图仿真结果从这个例子来看整个的分析过程和仿真模拟电路是完全一致的只是仿真的方法只有一种而已。另外要强调的是数字电路分析时涉及的符号库如图所示。图数字电路分析符号库进行数字电路分析必须有两个库:digitallib、Digiolib。前者存放各种数字元器件后者存放各类数字和模拟电路之间转换的接口模型电路。二、数字信号源、时钟型信号源(DigClock)时钟信号是数字电路模拟中使用最频繁的信号也是波形最简单的信号。它可在PSpiceSOURCE库中提取。元件的符号如图所示波形的设置和上述激励源的设置相仿该信号源涉及个参数。CLKDSTMOFFTIME=uSONTIME=uSDELAY=STARTVAL=OPPVAL=上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcn图时钟型信号源的符号若我们就按默认值设置就能得到如图所示的周期为微秒的时钟信号。TimeTimesususDSTM:图时钟信号的波形、基本型信号源(STIMn)基本的型的信号源主要是设置总线信号总线信号含有多位信号波形参数设置过程比时钟信号要复杂同样可在Source库中提取符号如图所示四种类型。SDSTMSDSTMSDSTMSDSTM图基本型信号源符号按一般元器件参数设置双击器件后得到参数设置框如图所示。图基本型信号源信号参数设置各参数的含义:WIDTH:指定总线信号的位数。FORMAT:指定总线信号采用何种进位制。例如:表示进制表示进制表示进制。也可以采用混合制的!第位用进制后位用进制则可写为“FORMAT:”。TIMSTEP:与TIMESCALE=<时间倍乘因子>相仿。在用相对时间时(符号为c)COMMAND,…,COMMAND:对应一个个波形描述语句。举列:WIDTH:上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcnFORMAT:TIMSTEP:nsCOMMAND:COMMAND:c……同时也可以用循环语句:WIDTH:FORMAT:TIMSTEP:nsCOMMAND:COMMAND:REPEATTIMES*(n=时为无限循环)…………、文件型信号源(FileStimn)文件型信号原因信号波形是一个以STL为扩展名的波形文件来描述而得名的。这个描述文件可能很大也可以嵌套子文件。它有如下个不同功能的文件型信号源:FileStim:一般数字信号位文件型信号FileStim:位文件型总线信号FileStim:位文件型总线信号FileStim:位文件型总线信号FileStim:位文件型总线信号FileStim:位文件型总线信号符号:FDSTMSIGNAME=FILENAME=波形描述文件是在“StimulusFile”中进行编写的。、图形编辑型信号源(DigStim(n))图形编辑型数字信号源的突出特点是可在StimulusEditor图形编辑窗口下形象直观的用人机对话方式编辑波形图。该信号源可在PSpiceSOURCSTM中提取。上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcn符号:SDSTMImplementation=点击右键选择进入StimulusEditor工具编辑信号。首先弹出的对话框如图所示在Digital栏目选定“bus”在“width”中设置总线信号位数为:在“initialValue”中设置总线信号初始值默认为。图新建波形界面确定后通过选择PlotAxisSetting或点击图标对坐标轴进行设置如图所示然后是点击图标出现小铅笔配合就可以得到需要的波形了。如图所示。上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcn图设置坐标轴图生成的波形三、数字电路最坏情况逻辑模拟分析像模拟电路最坏情况一样数字电路同样提供了最坏情况逻辑模拟分析只不过此时考虑的不再像模拟电路那样着重其输出值的偏移量而将重点放在时序的问题上。数字逻辑期间的标准参数值称为标称值而实际的器件参数值总存在一个误差范围同种器件的误差又各有不同因此不能保证按同一电路设计组装起来的各电路性能相同。逻辑器件输出端对输入端信号的反映有一个延迟时间该事件对于同种器件不同的个体有也有一个范围这个时间范围称为模糊时间。最坏情况逻辑模拟就是考虑到这个时间分析其对电路个电信号的影响确定是否会引起不正常的逻辑关系。如果最坏情况分析表明在设定的误差范围内有逻辑问题说明电路各器件在分析时设定的误差范围内成品率低这并不表明成品率是。如果逻辑电路器件既通过逻上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcn辑模拟又通过最坏情况模拟说明电路对其内部个元器件的误差有足够款的容限这样设计并组装的电路成品率将很高。在进行数字逻辑分析时对逻辑期间的延迟时间可设定最小值、最大值或典型值。进行最坏情况分析是取其最大值和最小值之差这便是模糊时间的范围。信号在不同的逻辑器件中传送各期间的模糊时间将累积。以图简单的一个数字电路为例来说明如何进行最坏情况分析。UAUBUCUASDSTMImplementation=DSTMSDSTMImplementation=DSTMSDSTMImplementation=DSTMY图组合逻辑电路对输入的三个信号采用图形编辑器进行设置如图所示。图输入信号的图形设置通过瞬态分析如图所示的设置。上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcn图瞬态分析设置得到的波形结果为图。TimeTimesusususususSTM:OUTSTM:OUTSTM:OUTUC:AUC:BUC:YY图瞬态分析的结果再次打开图的界面在Option项中设置最坏情况分析设置完后最次运行得到存在不稳定的区间。上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座T:F:邮箱:cadencecomtechcomcnqipingwangcomtechcomcnwwwcomtechcomcnTimeTimeususususususSTM:OUTSTM:OUTSTM:OUTUC:AUC:BUC:YY图最坏情况逻辑模拟分析输出结果上图说明与门输出在us这段时间内有可能不稳定如果这个电路接到下一级电路尤其是时序逻辑电路时便可能会产生时序上的错误因此如果要避免后级电路发生时序问题就必须悉心设计让其状态时间不要落在这样的不稳定区间内。结束语:关于数字电路的仿真就简单的说这些对于模数混合的电路分析方法相同的。如果有关于PSpice软件销售、技术支持或培训可联系:科通数字技术公司http:wwwcomtechcomcn地址:上海市长宁区延安西路号华敏、翰尊时代广场层H座邮编:电话:邮箱:shaoqinwucomtechcomcn

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