模拟技术中的可变R-L-C 元件的SPICE模拟行为建模(图)
87 浏览量
2020-12-13
06:14:35
上传
评论
收藏 65KB PDF 举报
模拟技术中的可变模拟技术中的可变R-L-C 元件的元件的SPICE模拟行为建模模拟行为建模(图图)
一些仿真器没有包含LRC元件的ABM方程，采用本文所述的简单子电路，可以根据复杂的分析表达式（包括逻
辑表达式）创建无源元件，比如建立非线性电容、时变电阻等。 采用SPICE仿真电路时，通常需使用可变无源
元件，如电阻、电容或电感。如果电源可以从外部控制上述器件的值，自然就可以从中推导出电容和电感的模
拟行为建模表达式：非线性行为、随电流变化而变化的电感等。然而，很少有基于SPICE的仿真器可适用于无
源元件的内嵌方程。为了解决这个问题，本文将介绍可以通过外部电压源进行器件值调节的若干无源元件。 最
简单的情况：电阻 欧姆定律(Ohm Law)指出：电流I通过电阻R时产生电压V。电阻R保持不变时，
一些仿真器没有包含LRC元件的ABM方程，采用本文所述的简单子电路，可以根据复杂的分析表达式（包括逻辑表达式）创
建无源元件，比如建立非线性电容、时变电阻等。
采用SPICE仿真电路时，通常需使用可变无源元件，如电阻、电容或电感。如果电源可以从外部控制上述器件的值，自然就可
以从中推导出电容和电感的模拟行为建模表达式：非线性行为、随电流变化而变化的电感等。然而，很少有基于SPICE的仿真
器可适用于无源元件的内嵌方程。为了解决这个问题，本文将介绍可以通过外部电压源进行器件值调节的若干无源元件。
最简单的情况：电阻最简单的情况：电阻
欧姆定律(Ohm Law)指出：电流I通过电阻R时产生电压V。电阻R保持不变时，电流源I的值为（方程1），其中1和2为电阻终
端，如图1所示。
图1：电阻可表示成控制电流源
根据这个简单的方程，在INTUSOFT的IsSpice和CADENCE的PSpice下均可形成一个可变电阻子电路，方程1中的R将通过
CTRL节点由控制电流源直接施加：
IsSpice
.subckt VARIRES 1 2 CTRL
R1 1 2 1E10
B1 1 2 I=V(1,2)/(V(CTRL)+1μ)
.ENDS
Pspice
.subckt VARIRES 1 2 CTRL
R1 1 2 1E10
G1 1 2 Value = { V(1,2)/(V(CTRL)+1μ) }
.ENDS
在电流源表达式中，如果控制电压值V(CTRL)接近于零，1μ值不为零，即(V(CTRL)+1μ)不为零，从而避免被除数被零除。如
果V(CTRL)为100kV，则等效电阻为100kΩ。图2表示，在子电路上施加一个简单电阻分压器，相当于产生一个1Ω电阻。现
在，可以为V3建立一个复杂电压源，并轻松形成非线性关系。
图
2
：简单电阻分压器施加在电流源上，产生
1Ω
电阻
电容是一个电压源电容是一个电压源
与前面介绍的电阻相类似，电容可以用符合下列定律的电压源表示：（方程2）。也就是说，如果我们对流入等效子电路电容
的电流进行积分，并且将它乘以控制电压V的倒数，即可得到电容的值C = V! 然而，由于变数t不断变化，所以在SPICE中不
存在积分原函数。因此，应该采用方程2，并且使子电路电流流入 1F电容。通过观察1F电容上得到的电压，可以对 Ic(t) 进行
积分。图3显示了建立子电路的方法。
图
3
：在
1F
电容上的积分将影响等效电容的建立
图
4
：测试电路采用方波源对
10uF
电容间歇充电
空电压源V将电流引入1F电容，在“int”节点上产生积分电压，然后，乘以CTRL 节点电压的倒数，就可以模拟可变电容。图5
显示了用实际电容和可变电容得到的电压和电流。两个图表之间没有区别。
图
5
：可变电容模型和标准电容模型产生相似的波形
下面是IsSpice 和PSpice中的模型：
评论0