PSpice-16.5-AD-教程六(ABM-库的设置和应用)

上海市长宁区延安西路726号华敏、翰尊时代广场13层H座T:021-51696680-8063F:021-52370712邮箱：[e-mail]/[e-mail]教程六（ABM库的设置和应用）教程内容：ABM库简介ABM库内各元件设置ABM库的应用上海市长宁区延安西路726号华敏、翰尊时代广场13层H座T:021-51696680-8063F:021-52370712邮箱：[e-mail]/[e-mail]的缩写，表示模拟行为模型，使用模拟行为模型可以依据用户的需要，表示较复杂的数学函数或传递函数等，通过它能产生更加逼真的描述谐波失真、带宽受限等非理想特性。模拟行为模型是受控源的延伸，他们都是用数学运算方式描述的。通过调用数学函数以及查表的方法灵活的描述电子器件，不需要用具体的电子器件设计电路。对于一些原理分析以及电子系统分析中需要用到的功能，特别是对于一些器件的建模，采用ABM库的器件会各电路的仿真设计和分析带来极大的方便。常见的模拟行为模型皆存于ABM.olb库中。下面我们分别来对该库中的器件进行依次的介绍。一、表达式元器件这些器件是通过定制表达式来实现多种需要的功能。表达式的属性可以通过输入信号标识符核算自得结合定义。可以在表达式语句中使用所有的标准PSpice运算符。也可以通过使用表达式属性参量描述网络节点或常量。表达式元器件包括：器件名称含义符号ABM无输入，电压输出OUT3.14159265ABM1一输入，电压输出OUTIN(V(%IN)*100)/1000ABM2两个输入，电压输出IN1IN2OUT(V(%IN1)+V(%IN2))/2.0ABM3三个输入，电压输出IN1IN2IN3OUT(V(%IN1)+V(%IN2)+V(%IN3))/3.0ABM/I无输入，电流输出OUT+OUT-1.4142136ABM1/I一个输入，电流输出OUT+OUT-IN(V(%IN)+100)/1000上海市长宁区延安西路726号华敏、翰尊时代广场13层H座T:021-51696680-8063F:021-52370712邮箱：[e-mail]/[e-mail]两个输入，电流输出IN1IN2OUT+OUT-(V(%IN1)+V(%IN2))/2.0ABM3/I三个输入，电流输出IN1IN2IN3OUT+OUT-(V(%IN1)+V(%IN2)+V(%IN3))/3.0这些元器件的设置都是相同的，主要是多符号下方的表达式进行编辑，方法也很简单，只要双击该表达式就可以。比如我们需要设计一个系统来实现同向输入电压求和的运算：vo=2V1+3V2，就可以如图6-1所示的电路图来实现，选择ABM2器件。IN1IN2OUTV(%IN1)*2+V(%IN2)*3V1FREQ=10VAMPL=5VOFF=0AC=V2FREQ=5VAMPL=2VOFF=1AC=0R11k00图6-1ABM2的一个例子瞬态分析的结果如图6-2所示，实现了vo=2V1+3V2的运算。Time0s0.2s0.4s0.6s0.8s1.0sV(V1:+)-5.0V0V5.0VTime0s0.2s0.4s0.6s0.8s1.0sV(V2:+)-4.0V0V4.0V上海市长宁区延安西路726号华敏、翰尊时代广场13层H座T:021-51696680-8063F:021-52370712邮箱：[e-mail]/[e-mail](ABM1:OUT)-20V0V20V图6-2两个输入和一个输出的波形图二、数学函数元器件这些器件可以实现输入和输出间的数学函数运算，都是包含一个输入一个输出。数学函数元器件主要包含：名称含义符号ABS取绝对值OUTINABSATAN实现正切函数运算INOUTATANACTAN实现反正切函数运算INOUTARCTANCOS实现余弦函数运算INOUTCOSEXP实现指数函数运算INOUTEXPLOG实现自然对数运算INOUTLOGLOG10实现以10为底的对数运算INOUTLOG10PWR实现输入电压绝对值的Y次方INOUT1.0PWRPWRS实现输入电压的Y次方INOUT1.0PWRSSIN实现正弦函数运算INOUTSINSQRT实现平方根运算INOUTSQRT上海市长宁区延安西路726号华敏、翰尊时代广场13层H座T:021-51696680-8063F:021-52370712邮箱：[e-mail]/[e-mail]数学函数元器件应用比较简单，因为都是只有一个输入一个输出，除了PWR和PWRS需要设置多少次方，还有积分和微分需要设置倍数外，其他的元器件都不需要设置参数，只要选择对元器件就可以了。比如需要对某一信号进行单向整流，可以如图6-3所示的电路来实现。R31k00V4FREQ=10VAMPL=5VOFF=0AC=OUTINABSV图6-3数学函数元器件例子得到的波形图如图6-4所示。Time0s50ms100ms150ms200msV(R3:1)0V2.5V5.0V图6-4显示的波形三、基本器件产生基本函数的器件，在大多数情况下不需要规定属性值。包括以下器件：名称含义符号CONST输出常数OUT1.000GAIN恒定增益，属性增益值乘以输入信号作为输出结果1E3上海市长宁区延安西路726号华敏、翰尊时代广场13层H座T:021-51696680-8063F:021-52370712邮箱：[e-mail]/[e-mail]两个电压信号相加，输出电压信号IN1+IN1-IN2+IN2-OUT-OUT+E1ESUMGSUM两个电压信号相加，输出电流信号OUT+OUT-IN2-IN1-IN2+IN1+G2GSUMDIEF两个信号相减IN1OUTIN2EMULT两个信号相乘，输出电压信号IN1+IN2+IN1-IN2-OUT-OUT+E2EMULTGMULT两个信号相乘，输出电流信号IN1+IN2+IN1-IN2-OUT-OUT+G3GMULT基本器件的使用也很简单，例如，需要将某一音频信号与载频信号混频后放大10倍，那么实现的电路如图6-5所示。运行后的波形如图6-6所示。V5FREQ=20kVAMPL=1VOFF=0AC=V6FREQ=600kVAMPL=1VOFF=0AC=0R41kIN1+IN1-IN2+IN2-OUT-OUT+E1ESUM10V图6-5混频实现电路Time0s50us100us150us200usV(GAIN1:out)-20V0V20V图6-6运行后的波形四、滤波器器件上海市长宁区延安西路726号华敏、翰尊时代广场13层H座T:021-51696680-8063F:021-52370712邮箱：[e-mail]/[e-mail]滤波器器件适用于设计低通、高通、带通、带阻滤波器的。包括的元件有：名称含义符号LOPASSChebyshev低通滤波器INOUT100Hz10Hz1dB50dBHIPASSChebyshev高通滤波器INOUT100Hz10Hz1dB50dBBANDPASSChebyshev带通滤波器1dB50dB10Hz100Hz300Hz1000HzBANDREJChebyshev带阻滤波器1dB50dB10Hz100Hz300Hz1000Hz各滤波器的参数设置如下：低通滤波器：FS：禁带频率FP：通带频率，截止频率RIPPLE：通带脉动系数（dB）STOP禁带衰减系数（dB）高通滤波器：FS：禁带频率FP：通带频率，截止频率RIPPLE：通带脉动系数（dB）STOP：禁带衰减系数（dB）带通滤波器：RIPPLE通带脉动系数（dB）STOP：禁带衰减系数（dB）F0,F1,F2,F3F0,F1,F2,F3：截止频率带阻滤波器：RIPPLE：通带脉动系数（dB）STOP：禁带衰减系数（dB）上海市长宁区延安西路726号华敏、翰尊时代广场13层H座T:021-51696680-8063F:021-52370712邮箱：[e-mail]/[e-mail]：截止频率例如，我们在图6-5的混频器后添加低通滤波器，如图6-7所示，V5FREQ=20kVAMPL=1VOFF=0AC=V6FREQ=600kVAMPL=1VOFF=0AC=0R41kIN1+IN1-IN2+IN2-OUT-OUT+E1ESUM10INOUT30k10Hz1dB50dBV图6-7低通滤波器的设置Time0s50us100us150us200usV(LOPASS1:out)0V10mV20mV图6-8低通滤波器的输出得到频率为20kHz的低通信号。五、等效器件从理论上讲，所有的有源器件皆可化成含受控源的等效电路进行分析，受控源分四类：压控电压（E），流控电流（F），压控电流（G）和流控电压（H）。而ABM中所有的PSpice等效器件能都够被划分为E型或者G型器件。E型器件是输出电压信号，G型器件是输出电流信号。在前面介绍的几种元件中就已经见过了，如ESUM，GSUM，EMULT，GMULT。这里介绍剩下的E,G型器件：器件名称含义符号EVALUE使用输入方程来表示传输函数IN+IN-OUT+OUT-E2V(%IN+,%IN-)EVALUEGVALUEIN-OUT+OUT-IN+G1V(%IN+,%IN-)GVALUEETABLE使用自定义表格形式表示时域信号IN+IN-OUT+OUT-E3V(%IN+,%IN-)ETABLE上海市长宁区延安西路726号华敏、翰尊时代广场13层H座T:021-51696680-8063F:021-52370712邮箱：[e-mail]/[e-mail](%IN+,%IN-)GTABLEEFREQ使用自定义频域响应表表示频域信号IN-OUT+OUT-IN+E4V(%IN+,%IN-)EFREQGFREQIN+IN-OUT+OUT-G3V(%IN+,%IN-)GFREQELAPLACE使用拉普拉斯方程表示传输函数IN-OUT+OUT-IN+E5V(%IN+,%IN-)ELAPLACEGLAPLACEIN-OUT+OUT-IN+G4V(%IN+,%IN-)GLAPLACE这一节的器件设置相对要麻烦一下，灵活性也要大些，当然实现的功能也多一些。下面首先介绍一个如图6-9所示的使用VALUE器件生成一个PSK调制器中的振荡器地例子来说明VALUE器件的使用。V9TD=1uTF=1uPW=1mPER=2mV1=3.14TR=1uV2=0IN-OUT+OUT-IN+G115ma*sin(6.28*10kHz*TIME+V(%IN+,%IN-))GVALUER71k0ITime0s1.0ms2.0ms3.0m