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實用(yòng)筆記 | 如何正確使用(yòng) SPICE 模型庫

是否還記得(de)兒時製作的(de)塑膠模型飛機套組?從那時起,我們開始搭建各種不同的(de)汽車、輪船、飛機和(hé)火箭模型。或許從未意識到這一點,但是兒時搭建的(de)所有模型總有一天會在我們的(de)工程生涯中發揮作用(yòng):我們不僅在模型搭建方面獲得(de)了(le)寶貴的(de)經驗,更在腦海中牢牢確立了(le)如何使用(yòng)模型表現其他(tā)東西的(de)概念。

如今,我們早已把花費在模型飛機上的(de)大(dà)量時間用(yòng)來研究各種電腦輔助設計(CAD)模型,從電路圖符號和(hé)器件到 PCB 封裝和(hé) STEP 模型,電路模擬 SPICE 模型亦是我們關注的(de)重點。本文我們將討論 SPICE 模型,以及使用(yòng) SPICE 模型庫的(de)方方面面。

SPICE 模型庫中的(de)模型由什(shén)麼組成?

運行 SPICE 模擬時,所有必要的(de)資料都收集自電路圖,並放入 SPICE 引擎的(de)網表中。該網表包含許多(duō)行被編入特定組的(de)數據,包括:

識別資訊:識別將要運行的(de)模擬的(de)文本行。

模擬命令:文本行中對模擬器進行指示的(de)特定關鍵字。

網表連接:將器件引腳連接在一起的(de)連接或節點列表。

模型描述:定義被類比設備電氣特性的(de)文本行。

模型描述為 SPICE 模擬器識別每個器件,如電阻器或電容器。模型描述還包括端子(引腳)資訊、器件值、工作溫度等。模型資料以及資料量將隨器件的(de)類型和(hé)複雜度變化(huà)。簡單的(de)模型可(kě)以是單行文本,而複雜的(de)模型則可(kě)能包含數百行文本。

圖 1:要成功實現 PCB 佈局,首先應該在 SPICE 中進行電路模擬

創建、管理(lǐ)和(hé)使用(yòng)模型庫

SPICE 模型可(kě)以單獨包含在模型檔中,也(yě)可(kě)以成組放在庫檔中。當從供應商處下(xià)載特定的(de)模型檔,或者在目錄庫中使用(yòng)單個模型時,單獨放置單個模型檔的(de)方式較為合適。當多(duō)個模型成組放在同一個檔中時,該檔有時被稱為 SPICE 模型庫。

當使用(yòng) SPICE 模型時,最好將其放入一個庫目錄結構中,並使之保持有序。許多(duō)命名規範可(kě)用(yòng)於這些目錄。目錄可(kě)以根據器件供應商或「電阻器」等元件族或任何適合所處設計環境的(de)格式來命名。在某些情況下(xià),我們將在一個 SPICE 庫檔中放置多(duō)個模型,並將這些檔存儲在庫目錄中。在單個庫檔中放多(duō)個模型時,可(kě)以採用(yòng)結構更為扁平的(de)庫目錄。

儘管 SPICE 模型檔和(hé) SPICE 庫檔通(tōng)常採用(yòng)唯一的(de)檔案名來標識,但是不論資料來源如何,SPICE 工具本身都會使用(yòng)這些資料。像「模型」和(hé)「庫」這樣的(de)檔命名規範是為方便使用(yòng)者而設計的(de),而並未考慮 SPICE 模擬器本身。

SPICE 模型庫管理(lǐ)中最重要的(de)是要以最適合公司和(hé)標準的(de)方式來組織數據。如此一來,我們就可(kě)以知道在何處使用(yòng)適合的(de)模型來關聯新構建的(de)電路圖符號,以便我們的(de)電路圖可(kě)以用(yòng)於 SPICE 模擬。

圖 2:PSpice 中的(de)圖形報告

選擇最優 SPICE 軟體

SPICE 有許多(duō)版本可(kě)供使用(yòng),我們應該尋找在易用(yòng)性和(hé) SPICE 模型可(kě)用(yòng)性等屬性方面對我們幫助最大(dà)的(de)版本。從一個已建好的(de) SPICE 模型庫開始工作會對我們非常有幫助,這樣我們就不必著急建立自己的(de)模型庫。

此外,擁有一個能夠輕鬆從器件供應商或其他(tā)來源導入不同版本 SPICE 模型的(de) SPICE 工具也(yě)將非常有幫助。SPICE 工具中的(de)另一大(dà)實用(yòng)功能則是模型創建工具,可(kě)指導我們輕鬆構建自己的(de) SPICE 模型和(hé)庫。

Cadence 設計工具套件中的(de) OrCAD® PSpice® 軟體旨在成為目前市場上最實用(yòng)且最易用(yòng)的(de) SPICE 工具。PSpice 包含 34,000 多(duō)個模擬模型以及資料表驅動的(de)建模嚮導,這些嚮導可(kě)為常見器件和(hé)結構創建用(yòng)於模擬分(fēn)型的(de)模型。此外,透過 Cadence 的(de)開放應用(yòng)程式介面,PSpice 可(kě)實現設計環境定制,最大(dà)限度地滿足個人(rén)設計需求。

譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)

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