4.3.3. Аналого-цифровой интерфейс

 

4.3.3. Аналого-цифровой интерфейс

Аналого-цифровые интерфейсы предназначены для преобразования аналогового напряжения в логический уровень. Они имитируют входные каскады цифровых ИС. Их схема замещения показана на рис. 4.24, а. Информация о логическом уровне сигнала на выходе интерфейса А/Ц может направляться двояко:

• в модуль логического моделирования программы PSpice;

• в файл (позднее он может быть просмотрен визуально или использован в качестве источника цифрового сигнала в следующем сеансе моделирования).

а)

б)

Рис. 4.24. Аналого-цифровой (а) и цифроаналоговый (б) интерфейсы

При взаимодействии аналоговых и цифровых компонентов в процессе моделирования описание интерфейса А/Ц (digital output: analog-to-digital) имеет формат

Оххх <+узел интерфейса> <-узел интерфейса> <имя модели А/Ц> + DGTNET =<ижя цифрового узла> <имя модели. вход/выход>

При записи логических уровней в файл описание интерфейса А/Ц имеет формат

Оххх <+узел интерфейса> <-узел интерфейса> <имя модели А/Ц> + [SIGNAME=<имя цифрового сигнала>]

Приведем примеры:

О12 ANALOG_NODE DIGITAL_GND DOUTJ33 DGTLNET=DIG_NODE IO_STD OVCO 17 0 TO_TTL SIGNAME=VCO_OUT; передача данных в файл

Модель аналого-цифрового интерфейса описывается предложением .MODEL <имя модели А/Ц> DOUTPUT [<параметры модели>] Параметры модели аналого-цифрового интерфейса приведены в табл. 4.25.

Таблица 4.25. Параметры аналого-цифрового интерфейса

	Идентификатор	Параметр	Значение по умолчанию	Единица измерения
	RLOAD	Сопротивление нагрузки	1/GMIN	Ом
	CLOAD	Емкость нагрузки	0	Ф
	CHGONLY	Флаг преобразования: 0 - преобразование на каждом шаге по времени; 1 - преобразование при наличии изменения входного напряжения (только при записи в файл)
	SONAME	Имя логического состояния «0»	-	-
	SOVLO	Нижний уровень напряжения логического «0»	-	В
	SOVHI	Верхний уровень напряжения логического	«0»	-
	S1NAME	Имя логического состояния «1»	-	-
	S1VLO	Нижний уровень напряжения логической «1»	-	В
	S1VHI	Верхний уровень напряжения логической «1»	-	в
	S19NAME	Имя логического состояния «19»	-	-
	S19VLO	Нижний уровень напряжения логического состояния «19»	-	в
	S19VHI	Верхний уровень напряжения логического состояния «19»	-	в
	SXNAME	Имя логического состояния, когда напряжение на узле интерфейса находится вне заданных границ	?	-
	FILE	Имя файла цифрового сигнала (только при записи в файл)	-	-
	FORMAT	Код формата входного файла цифровых сигналов (только при записи в файл)	1	-
	TIMESTEP	Интервал дискретизации по времени при записи в файл	10- 9	с
	TIMESCALE	Масштабный коэффициент при расчете интервала времени TIMESTEP (только при записи в файл)	1	-

Каждому i-му логическому состоянию соответствует определенный диапазон напряжений SiVL0...SiVH1. До тех пор пока входное напряжение интерфейса

А/Ц V _ex не выходит за его границы, логическое состояние на выходе интерфейса А/Ц не изменяется. В противном случае входное напряжение будет сравниваться с пороговыми уровнями, начиная с SOVLO, пока оно не попадет в какой-нибудь интервал. Если оно не попадает ни в один интервал напряжений, логическому состоянию интерфейса А/Ц по умолчанию присваивается символ «?» (его можно изменить с помощью параметра SXNAME).

При взаимодействии с модулем логического моделирования программы PSpice имена логических состояний должны быть «0», «1», «X», «R», «F» или «Z» (однако состояние «Z» обычно не используется, так как состояние высокого импеданса не определяет уровень напряжения).

Параметры TIMESCALE, FILE, CHGONLY и FORMAT используются только при записи цифрового сигнала в файл. Параметр TIMESTEP определяет точность установления момента времени изменения логического состояния. При расчете переходных процессов в аналоговых цепях время интегрирования не может превышать значение TIMESTEP. По умолчанию этот параметр принимает меньшее из значений 1 не или 1/DIGFREQ (параметр DIGFREQ устанавливается по директиве .OPTIONS). Моменты времени, в которые записываются значения выборок сигнала, равны целым значениям величин

k = TIMESCALE-TIME/TIMESTEP,

где TIME - текущее время моделирования, k - номер отсчета. По умолчанию TIMESCALE=1. Для экономии машинного времени следует назначать значение параметра TIMESTEP-, исходя из скорости изменения напряжения.

При записи дискретизированного сигнала в файл его имя указывается в опции

SIGMАМЕ=<имя файла>

Если эта опция опущена, то в качестве имени файла будет принято имя интерфейса А/Ц Оххх без первого символа О.

Логическое состояние интерфейса А/Ц можно просмотреть с помощью программы Probe, указывая в качестве имени переменной Е(Оххх), см. комментарий к интерфейсу Ц/ А.

Моделирование входной цепи реального цифрового компонента с помощью линейной RС-цепи, как показано на рис. 4.24, а, не всегда обеспечивает достаточную точность расчетов. Поэтому пользователь должен иметь в своем распоряжении несколько моделей входных цепей логических компонентов, оформляя их в виде макромоделей. В качестве примера на рис. 4.25 представлена нелинейная модель входной цепи ТТЛ-логики, к которой подключено стандартное устройство сопряжения типа Оххх.

4.34a.gif

4.34b.gif