SURSE DE CURENT SI TENSIUNE Obiectivele acestui capitol

SURSE DE CURENT SI TENSIUNE Obiectivele acestui capitol sunt: q Modelarea surselor de tensiune şi curent dependente şi independente q Specificarea surselor de tensiune şi curent dependente şi independente q Model comportamental al surselor controlate în curent şi tensiune cu specificaţii de forma VALUE, TABLE, LAPLACE, FREQ sau funcţii matematice

4. 1 Introducere PSpice permite generarea surselor de tensiune sau curent dependente (sau independente). O sursă independenta poate varia în timp. O sursă neliniară poate deasemenea fi simulată polinomial. În acest capitol se explică tehnica generării surselor. Specificaţiile PSpice pentru diverse surse necesita: q Modelarea sursei q Surse independente q Surse dependente q Modelul comportamental al dispozitivului 4. 2 Modelarea surselor Sursele de tensiune şi curent independente care pot fi modelate de PSpice sunt: q Pulsatorii q Liniare pe porţiuni q Sinusoidale q Exponenţiale q Modulatoare în frecvenţa

4. 2. 1 Sursa pulsatorie Formele de undă şi parametrii a unei surse pulsatorii sunt prezentate în Figură 4. 1 şi în Tabelul 4. 1. Parametrii unei astfel de surse sunt prezentaţi în Figură 4. 2(a). Parametrii formei de undă pulsatorie care sunt prezentaţi în Tabelul 4. 1 pot fi schimbaţi din meniu cum este în Figură 4. 2(b). În plus faţă de specificaţiile tranzitorii, DC (de exemplu, DC=5 V) şi AC (AC=1 V) specificaţiile pot fi atribuite la aceiaşi sursa. Sursa pulsatorie poate fi folosită pentru o analiză tranzitorie a circuitului. Figura 2. 1 – Forma de undă pulsatorie

(PW=tw, Period=PER) Figura 2. 2 – Reprezentarea PSpice pentru o sursă pulsatorie (a) simbol (b) editarea parametrilor Simbolul unei surse pulsatorii este PULSE şi forma generală este: PULSE (V 1 V 2 TD TR TF PW PER) V 1 şi V 2 trebuiesc specificate de utilizator TSTEP şi TSTOP din Tabelul 4. 1 sunt timpii de start şi de stop, respective durata analizei ( TRAN).

4. 2. 1. 1 Declaratii tipice Pentru V 1 = -1 V, V 2 = 1 V, td = 2 nsec, tr = 2 nsec, tf = 2 nsec, lăţimea pulsului = 50 nsec, si perioada = 100 nsec, modul de declaraţie este: PULSE (-1 1 2 NS 2 NS 50 NS 100 NS) Cu V 1 = 0, V 2 = 1 modelul devine: PULSE (0 1 2 NS 2 NS 50 NS 100 NS) Cu V 1 = 0, V 2 = -1 modelul devine: PULSE (0 -1 2 NS 2 NS 50 NS 100 NS)

4. 2. 2 Sursa liniara pe portiuni Un punct în formă de undă poate fi descris de timp Ti şi de valoarea Vi. Fiecare pereche de valori (Ti, Vi) precizează valoarea sursei Vi la timpul Ti. Tensiunea la un moment dat între puncte intermediare este determinate de PSpice o interpolare liniara. Reprezentarea sursei liniare pe porţiuni este prezentată în Figură 4. 3(a) şi meniul pentru setarea parametrilor este afişat în Figură 4. 3(b). (a) (b) Figura 4. 2 – Reprezentarea PSpice pentru o sursă liniară pe porţiuni (a) simbol (b) editarea parametrilor

Figura 4. 4 – Forma de unda liniara pe porţiuni

În plus faţă de specificaţiile tranzitorii, DC (de exemplu, DC=5 V) şi AC (AC=1 V) specificaţiile pot fi atribuite la aceiaşi sursa. Simbolul unei surse liniare pe porţiuni este PWL şi forma generală este: PWL (T 1 V 1 T 2 V 2 … TN VN) 4. 2. 2. 1 Declaratii tipice Modul de declaraţie tipic pentru o formă de undă ca în Figura 4. 4 este: PWL (0 3 10 US 3 V 15 US 6 V 40 US 6 V 45 US 2 V 60 US 0 V) 4. 2. 3 Sursa sinusoidală Parametrii schematici şi de model a sursei sinusoidale sunt prezentaţi în Figura 4. 5(a). Parametrii de model care sunt prezentaţi în Tabelul 4. 3 pot fi schimbări din meniul afişat în Figura 4. 5(b). În plus faţă de specificaţiile tranzitorii, DC (de exemplu, DC=5 V) şi AC (AC=1 V) specificaţiile pot fi atribuite la aceiaşi sursa. Simbolul unei surse sinusoidale este SIN şi forma generală este: SIN (V 0 VA FREQ TD ALP THETA)

(a) (b) Figura 4. 5 – Sursa sinusoidala (a) Simbol, (b) Parametrii de model

THETA- FACTOR AMORTIZARE VO şi VA trebuiesc specificate de utilizator. TSTOP din Tabelul 4. 3 este tipul de stop în tipul analizei tranzitorii (. TRAN). Formă de undă sta în 0 pentru un timp TD şi apoi tensiunea devine o sinusoidă amortizată exponenţială. O sinusoida amortizata exponenţial este descrisă de: VSIN(VO, VA, FREQ, TD, THETA) si este prezentată in Figura 4. 6.

4. 2. 3. 1 Declaratii tipice SIN (0 1 V 10 KHZ 10 US 1 E 5) SIN (15 V 10 KHZ 01 E 5 30 DEG) SIN (0 2 V 10 KHZ 0 030 DEG) SIN (0 2 V 10 KHZ) Figura 4. 6 – Forma de undă sinusoidală amortizată

4. 2. 4 Sursa exponentială Forma de undă şi parametrii a unei forme de undă exponenţiale sunt prezentate în Figură 4. 7 şi Tabelul 4. 4. Schema unei surse exponenţiale este prezentată în Figură 4. 8(a) şi meniul pentru setarea parametrilor de model sunt prezentaţi în Figură 4. 8(b). În plus faţă de specificaţiile tranzitorii, DC (de exemplu, DC=5 V) şi AC (AC=1 V) specificaţiile pot fi atribuite la aceiaşi sursa. TD 1 este tipul de creştere întârziat, TC 1 este tipul de creştere constant, TD 2 este tipul de cădere întârziat şi TD 2 este tipul de cădere constant. Simbolul unei surse exponenţiale este EXP şi forma generală este: EXP (V 1 V 2 TD 1 TC 1 TD 2 TC 2) V 1 şi V 2 trebuiesc specificate de utilizator. TSTEP din Tabelul 4. 4 este tipul incrementat în tipul analizei tranzitorii (TRAN). Într-o formă de undă exponenţială, tensiunea rămâne V 1 pentru primele TD 1 secunde. Apoi tensiunea creşte exponenţial de la V 1 la V 2 cu timp de creştere constant TC 1. După un timp TD 2, tensiunea scade exponenţial de la V 2 la V 1 cu un timp de cădere constant TC 2. Valorile formei de undă exponenţială, precum şi valorile altor forme de undă dependente de timp la monete de timp intermediare sunt determinate de PSpice prin interpolare liniara.

Figura 4. 7 – Forma de undă exponentială (a) (b) Figura 4. 8 - Reprezentarea PSpice pentru o sursă exponentială (a) simbol (b) editarea parametrilor de model

4. 2. 4. 1 Declaraţii tipice Pentru V 1 = 0, V 2 = 1 V, TD 1 = 2 NS, TC 1 = 20 Ns, TD 2 = 60 NS si TD 2 = 30 NS modul de declaraţie este: EXP (0 1 2 NS 20 NS 60 NS 30 NS) Cu TRD = 0 modelul devine: EXP (0 1 0 20 NS 60 NS 30 NS) Cu V 1 = -1 V si V 2 = 2 V este: EXP (-1 2 2 NS 20 NS 60 NS 30 NS) 4. 2. 5 Sursa modulată în frecvenţă Schema pentru o sursă modulate în frecvenţa (SFFM – single-frequency modulation) este prezentată în Figură 4. 9(a) şi meniul pentru setarea parametrilor de model în Figură 4. 9(b).

(a) (b) Figura 4. 9 - Reprezentarea PSpice pentru o sursa SFFM (a) simbol (b) editarea parametrilor de model

În plus faţă de specificaţiile tranzitorii, DC (de exemplu, DC=5 V) şi AC (AC=1 V) specificaţiile pot fi atribuite la aceiaşi sursa, FC-frecventa purtatoare, MOD – indice de modulatie, FS-frecventa semnalului. Simbolul unei surse modulate în frecvenţa este SFFM şi forma generală este: SFFM (VO VA FC MOD FS) VO si VA trebuiesc specificate de utilizator. TSTOP este timpul de oprire în timpul analizei tranzitorii (. TRAN). Forma de unde este de forma: 4. 2. 5. 1 Declaraţii tipice Pentru V 0 = 0, VA = 1 V, Fc = 300 Mhz, MOD=5 si Fs=5 k. Hz modul de declaraţie este: SFFM (0 1 V 30 MHZ 55 KHZ) Cu V 0 = 1 m. V si VA = 2 V modelul devine: SFFM (1 MV 2 V 30 MHZ 55 KHZ) 4. 3 Surse independente Sursele independente pot fi variante sau invariate în timp. Ele pot fi de curent sau de tensiune cum sunt prezentate în Figură 4. 10. Următoarele notaţii pot fi folosite doar pentru a explica formatul general unei declaraţii şi nu apar în PSpice: text) [item]* <item>* ( Textul dintre paranteze este un comentariu Element opţional Zero sau mai multe elemente opţionale Element necesar Zero sau mai multe elemente necesare

4. 3. 1 Sursa de tensiune independentă Simbolul unei surse de tensiune independente este V si are forma genarala: V<nume> N+ N+ [dc <valoare>] + [ac <(marime) valoare> <(faza) valoare>] + [(specificatiile tranzitorii)] Notă: Prima coloană cu + (plus) semnifica continuarea unei declaraţii în PSpice. După semnul +, declaraţia poate continua în orice coloană. (specificaţiile tranzitorii) trebuie şi fie una din sursele: PULSE (<parametri>) Pentru o formă de undă pulsatorie PWL (<parametri>) Pentru o formă de undă liniara pe porţiuni SIN (<parametri>) Pentru o formă de undă sinusoidală EXP (<parametri>) Pentru o formă de undă exponenţială SFFM (<parametri>) Pentru o formă de undă modulate în frecvenţa N+ este nodul pozitiv şi N- este nodul negativ că în Figura 4. 10(a). Curentul trece de la nodul N+ prin sursa de tensiune spre nodul negativ N-. Sursa de tensiune nu are nevoie de împământare. Pentru valorile DC, AC şi tranzitorii valoarea iniţială este 0. Nici una sau toate valorile pot fi specificate. < (faza) valoare> este în grade.

(a) Sursă de tensiune (b) Sursă de curent Figura 4. 10 – (a) Sursă de tensiune, (b) Sursă de curent Sursa este setată la valoare de curent continuu în analiza DC. Şi este setată la valori în domeniul frecvenţa în analiza AC. Dacă < (faza) > este omisă atunci valoarea iniţială este 0. Sursa dependenta de timp (de exemplu, PULSE, EXP, Si. N, etc) este asignata pentru analiza tranzitorie. O sursă de tensiune poate fi folosită, în PSpice, că ampermetru prin introducerea unei surse de tensiune de valoare zero în circuit. Pentru că o sursă de valoare zero se comportă ca un scurtcircuit, atunci nu va avea nici un efect în funcţionarea circuitului.

4. 3. 1. 1 Declaraţii tipice V 1 15 0 6 V V 2 15 0 DC 6 V VAC 5 6 AC 1 V VACP 5 6 AC 1 V 45 DEG VPULSE 10 0 PULSE (0 1 2 NS 2 NS 50 NS 100 NS) VIN 25 22 DC 2 AC 1 30 SIN (0 2 V 10 KHZ) Notă: VIN presupune 2 V pentru analiza DC, 1 V cu un unghi de întârziere de 30 o pentru analiza AC şi o sinusoidă de 2 Vla 10 k. Hz pentru analiza tranzitorie. Acest lucru permite specificaţii sursei pentru analize diferite, în aceiaşi declaraţie. In PSPICE aceste surse se gasesc in libraria SOURCE(FIG. 4. 11)

(b) (c) (a) Figura 4. 11 – Surse dependente de curent continu. (a) Meniul surselor, (b) Sursa de tensiune de curent continu, (c) Sursa de curent continu

4. 3. 2 Sursa de curent independentă Simbolul pentru o sursă de curent independeta este I şi forma generală este: I<nume> + + + N+ N[dc <valoare>] [ac <(marime) valoare> <(faza) valoare>] [(specificatiile tranzitorii)] (specificatiile tranzitorii) Trebuie şi fie una din sursele: PULSE (<parametri>) Pentru o formă de undă pulsatorie PWL (<parametri>) SIN (<parametri>) EXP (<parametri>) SFFM (<parametri>) Pentru o formă de undă liniara pe porţiuni Pentru o formă de undă sinusoidală Pentru o formă de undă exponenţială Pentru o formă de undă modulate în frecvenţa N+ este nodul pozitiv şi N- este nodul negativ că în Figură 4. 10(a). Curentul trece de la nodul N+ prin sursa de tensiune spre nodul negativ N-. Sursa de tensiune nu are nevoie de împământare. Specificaţiile sursei sunt similare cu cele ale sursei independente de curent.

4. 3. 2. 1 Declaraţii tipice I 1 15 0 2. 5 MA I 2 15 0 DC 2. 5 MA IAC 5 6 AC 1 A IACP 5 6 AC 1 A 45 DEG IPULSE 10 0 PULSE (0 1 A 2 NS 2 NS 50 NS 100 NS) IIN 25 22 DC 2 A AC 1 A 30 DEG SIN (0 2 A 10 KHZ) Notă: IIN presupune 2 V pentru analiza DC, 1 V cu un unghi de întârziere de 30 o pentru analiza AC şi o sinusoidă de 2 Vla 10 k. Hz pentru analiza tranzitorie. Acest lucru permite specificaţii sursei pentru analize diferite, în aceiaşi declaraţie. 4. 4 Sursele dependente Există cinci tipuri de surse dependente: Sursa polinomială Sursa de tensiune controlată în tensiune Sursa de curent controlată în curent Sursa de curent controlată în tensiune Sursa de tensiune controlată în curent

4. 4. 1 Sursa polinomială Fie trei variabile de control A, B şi C şi sursa de ieşire Y. Figura 4. 12 prezintă o sursă Y care este controlată de A, B şi C. Sursa de ieşire Y este de formă: Y=f(A, B, C, . . . ) unde Y poate fi un curent sau o tensiune, iar A, B şi C pot fi tensiuni sau curenţi sau orice combinaţie. Simbolul pentru o sursă polinomială sau nonlineara este POLY(n), unde n este dimensiunea polinomului. Valoarea iniţială este 1. Dimensiunea depinde de numărul de surse controlate. Forma generală este: POLY(n) <(controlling)nodes> <(coefficient) values> Sursele de ieşire sau sursele controlate pot fi de curent sau tensiune. Pentru sursele controlate în tensiune, numărul de noduri controlate trebuie să fie de două ori numărul de dimensiuni. Pentru sursele controlate în curent numărul trebuie să fie egal cu dimensiunea polinomului. Dimensiunea şi numărul de coeficienţi sunt arbitrare.

(a) Surse controlate (b) Sursa de iesire Figura 4. 12 – Sursa polinomiala Pentru un polinim cu n=1 cu A ca o variabila de control, functia sursei este de forma: Y = P 0 + P 1 A + P 2 A 2 + P 3 A 3 + P 4 A 4 +. . . + Pn. An Unde P 0, P 1, . . . , Pn sunt valorile coificientilor si sunt scrise in PSpice precum: POLY NC 1+ NC 1 - P 0 P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 … Pn , unde NC 1+ si NC 1 - sunt nodurile nagative si pozitive ale suresi controlate A.

Pentru un polinom cu n=2 cu A si B ca surse controlate, functia sursei este de forma: Y = P 0 + P 1 A + P 2 B + P 3 A 2 + P 4 AB + P 5 B 2 + P 6 A 3 + P 7 A 2 B + P 8 AB 2 + P 9 B 3+. . . , iar in PSpice: POLY(2) NC 1+ NC 1 - NC 2+ NC 2 - P 0 P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 … Pn , unde NC 1+, NC 2+ si NC 1 -, NC 2 - sunt nodurile nagative si pozitive ale surselor. Pentru un polinom cu n=3 cu A, B si C ca surse controlate, functia sursei este de forma: Y = P 0 + P 1 A + P 2 B + P 3 C + P 4 A 2 + P 5 AB + P 6 AC + P 7 B 2 + P 8 BC + P 9 C 2 + P 10 A 3+ + P 11 A 2 B + P 12 A 2 C + P 13 AB 2 + P 14 ABC + P 15 AC 2 + P 16 B 3 + P 17 B 2 C + P 18 BC 2 + P 19 C 3 + P 20 A 4 +. . . , iar in PSpice: POLY(3) NC 1+ NC 1 - NC 2+ NC 2 - NC 3+ NC 3 - P 0 P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 … Pn , unde NC 1+, NC 2+, NC 3+ si NC 1 -, NC 2 -, NC 3 - sunt nodurile nagative si pozitive ale surselor.

4. 4. 1. 1 Declaratii tipice Pentru Y = 2 V(10) modelul este: POLY 10 0 2. 0 Pentru Y = V(5) + 2[V(5)]2 + 3[V(5)]3 + 4[V(5)]4 modelul este: POLY 5 0 0. 0 1. 0 2. 0 3. 0 4. 0 Pentru Y = 0. 5 + V(3) + 2 V(5) + 3[V(5)]2 + 4 V(3)V(5) modelul este: POLY(2) 3 0 5 0 0. 5 1. 0 2. 0 3. 0 4. 0 Pentru Y = V(3) + 2 V(5) + 3 V(10) + 4[V(3)]2 modelul este: POLY(3) 3 0 5 0 10 0 0. 0 1. 0 2. 0 3. 0 4. 0 Daca I(VN) este controlata in curent de o sursa de tensiune VN si Y = I(VN) + +2[I(VN)]2 + 3[I(VN)]3 + 4[I(VN)]4 atunci modelul este: POLY VN 0. 0 1. 0 2. 0 3. 0 4. 0 Daca I(VN) si I(VX) sunt controlate in curent si Y = I(VN) + 2 I(VX) + 3[(VN)]2 + 4 I(VN)I(VX) atunci modelul este: POLY(2) VN VX 0. 0 1. 0 2. 0 3. 0 4. 0 Nota: Daca sursa este unidimensionala si doar un singur element este specificat, ca in primul exemplu, in care Y = 2 V(10), PSpice presupune ca P 0 = 0 si valoarea specificata este 1. Aceasta este Y = 2 A.

4. 4. 2 Sursa de tensiune controlata in tensiune, , E, , Sursele dependente sunt prezente in Figura 4. 13. Simbolul pentru sursa de tensiune controlata in tensiune, prezent in Figura 4. 13(a) este E si ia forma liniara: E<name> N+ N- NC+ NC- <(voltage gain) value> N+ si N- sunt nodurile de iesiere pozitive si negative, respectiv NC+ si NC- sunt nodurile pozitive si negative, respectiv de controlul tensiunii. Forma neliniara este: E<name> N+ N[POLY (polynomial specifications)] + + [VALUE (expression)] LAPLACE (expression)] [TABLE (expression)] [FREQ (expression)] Descrierea POLY este descrisa din Sectiunea 4. 4. 1. Numarul de noduri controlate in POLY este de doua ori dimensiunea. Un nod particular poate aparea mai mult decat odata si nodurile de iesire si controlate pot fi aceleasi. Descrierele VALUE, TABLE, LAPLACE si FREQ a surselor sunt valabile doar cu modelul comportamental PSpice si sunt discutate in sectiunea 4. 5.

(a) Sursa de tensiune controlata in tensiune (b) Sursa de curent controlata in curent (c) Sursa de curent controlata in tensiune (d) Sursa de tensiune controlata in curent Figura 4. 13 – Surse dependente. (a) Sursa de tensiune controlata in tensiune, (b) Sursa de current controlata in current, (c) Sursa de curent controlata in tensiune, (d)Sursa de tensiune controlata in curent.

4. 4. 2. 1 Declaratii tipice EAB 1 2 4 6 1. 0 ; Tensiune cu castig de 1 EVOLT 4 7 20 22 2 E 5 ; Tensiune cu castig de 2 E 5 ENONLIN, care este conectat intre nodurile 25 si 40, este controlat de V(3) si V(5). Valoarea este data de polinomul Y = V(3) + 1. 5 V(5) + 1. 2[V(3)]2 +1. 7 V(3)V(5) si modelul devine: ENONLIN 25 40 POLY(2) 3 0 5 0 0. 0 1. 5 1. 2 1. 7 ; POLY source E 2, care este conectata intre nodurile 10 si 12, este controlata de V(5) si valoarea este data de polinomul Y = V(5) + 1. 5 [V(5)]2 + 1. 2[V(5)]3 + 1. 7[V(5)]4 si modelul devine: E 2 10 12 POLY 5 0 0. 0 1. 5 1. 2 1. 7 ; POLY source

4. 4. 3 Sursa de curent controlata in curent Simbolul pentru sursa de current controlata in current, prezentata in Figura 4. 13(b), este F si ia forma liniara: F<name> N+ N- VN <(current gain) value> N+ si N- sunt nodurile positive si negative are sursei de current. VN este o sursa de tensiune prin care trec fluxuri de current. Curentul controlat este presupus ca pentru a trece prin nodul pozitiv VN, trece prin sursa de tensiune VN spre nodul negativ VN. Curentul prin sursa de tensiune controlata I(VN) determina curentul de iesire. Sursa de tensiune VN care monitorizeaza curentul controlat trebuie sa fie o sursa de tensiune independent si poate avea o valoare finite sau zero. Daca curentul printr-un resistor controleaza sursa, atunci o sursa de tensiune inactiva de 0 V trebuie sa fie conectata in serie cu un resistor pentru a monitoriza curentul controlat. Forma neliniara este: F<name> N+ N- [POLY (polynomial specifications)] Sursa POLY este descrisa in subsectiunea 4. 4. 1. Numarul de surse controlate in curent trebuie sa fie egal cu gradul.

4. 4. 3. 1 Declaratii tipice FAB 1 2 VIN 10 ; Curent cu castig de 10 FAMP 13 4 VCC 50 ; Curent cu castig de 50 FNONLIN care este conectat intre nodurile 25 si 40, este controlat de curentul prin sursa de tensiune VN. Valoarea este data de polinomul I = I(VN) + 1. 5[I(VN)]2 + 1. 2[I(VN)]3 +1. 7 [I(VN)]4 si modelul devine: FNONLIN 25 40 POLY VN 0. 0 1. 5 1. 2 1. 7

4. 4. 4 Sursa de curent controlata in tensiune Simbolul pentru sursa de current controlata in current, prezentata in Figura 4. 13(c), este G si ia forma liniara: G<name> N+ N- NC+ NC- <(transconductance) value> N+ si N- sunt nodurile de iesire pozitive si negative, iar NC+ si NC- sunt nodurile pozitive si negative a tensiunii controlate. Forma nelineara este: G<name> N+ N- [POLY (polynomial specifications)] [VALUE (expression)] [TABLE (expression)] [LAPLACE (expression)] [FREQ (expression)]

4. 4. 4. 1 Declaratii tipice GAB 1 2 4 6 1. 0 ; Transconductanta 1 GVOLT 4 7 20 22 2 E 5 ; Transconductanta 2 E 5 Figura 4. 14 – (a) Conductanta, (b) Rezistenta GNONLIN care este conectat intre nodurile 25 si 40, este controlat de V(3) si V(5). Valoarea este data de polinomul Y = V(3) + 1. 5 V(5) + 1. 2[V(3)]2 +1. 7 V(3)V(5) si modelul devine: GNONLIN 25 40 POLY(2) 3 0 5 0 0. 0 1. 5 1. 2 1. 7; POLY source

G 2, care este conectata intre nodurile 10 si 12, este controlata de V(5) si valoarea este data de polinomul Y = V(5) + 1. 5 [V(5)]2 + 1. 2[V(5)]3 + 1. 7[V(5)]4 si modelul devine: G 2 10 12 POLY 5 0 0. 0 1. 5 1. 2 1. 7 ; POLY source O sursa de curent controlata in tensiune poate fi folosita pentru a simula conductanta daca nodurile controlate sunt aceleasi cu nodurile de iesire. Aceasta este prezentata in Figura 4. 14(a). De exemplu in PSpice este declarat astfel: GRES 4 6 0. 1 ; transconducatanta 0. 1 este o conductanta lineara de 0. 1 seimens (Ω-1) cu rezistenta de 1/0. 1=10 Ω. Declaratia PSpice este: GMHO 1 2 POLY 1 2 0. 0 1. 5 M 1. 7 M ; POLY source reprezinta o conductanta nelineara (Ω-1) a polinimului de forma: I = 1. 5 × 1 -3 V(1, 2) + 1. 7 × 10 -3[V(1, 2)]2

4. 4. 5 Sursa de curent controlata in tensiune Simbolul pentru sursa de current controlata in current, prezentata in Figura 4. 13(d), este H si ia forma liniara: H<name> N+ N- VN <(transresistance) value> N+ si N- sunt nodurile positive si negative ale sursei de tensiune. VN este o sursa de tensiune prin care trece fluxul de current controlat si specificatiile sunt similar cu cele ale sursei current controlate in current. Forma neliniara este: H<name> N+ N- [POLY (polynomial specifications)] Sursa POLY este descrisa in subsectiunea 4. 4. 1. Numarul de surse controlate in curent trebuie sa fie egal cu gradul.

4. 4. 5. 1 Declaratii tipice HAB 1 2 VIN 10 HAMP 13 4 VCC 50 HNONLIN care este conectat intre nodurile 25 si 40, este controlat de I(VN). Valoarea este data de polinomul I = I(VN) + 1. 5[I(VN)]2 + 1. 2[I(VN)]3 +1. 7 [I(VN)]4 si modelul devine: HNONLIN 25 40 POLY VN 0. 0 1. 5 1. 2 1. 7 ; POLY source O sursa de curent controlata in tensiune poate fi aplicata pentru a simula o rezistenta daca curentul controlat este acelasi cu tensiunea dintre nodurile de iesire. Aceasta este prezantata in Figura 4. 8. De exemplu in PSpice este: HRES 4 6 VN 0. 1 ; Transrezistenta de 0. 1 este o rezistenta lineara de 10Ω. Declaratia PSpice este: HOHM 1 2 POLY VN 0. 0 1. 5 M 1. 7 M ; POLY source reprezinta o rezistenta nelineara in ohmi a unui polinom de forma: H = 1. 5 × 1 -3 I(VN) + 1. 7 × 10 -3[I(VN)]2

4. 4. 6 Surse dependente Libraria analog. slb PSpice este prezenta in Figura 4. 15. Sursa de tensiune controlata in tensiune (E), sursa de curent controlata in curent (F), sursa de curent controlata in tensiune (G) si sursa de tensiune controlata in curent (H) a librariilor PSpice sunt prezentate in Figura 4. 16(a) pana la 4. 16(d). Figura 4. 15 – Libraria analog

Figura 4. 16 – Surse dependente PSpice. (a) Sursa de tensiune controlata in tensiune, (b) Sursa de curent controlata in curent, (c) Sursa de curent controlata in tensiune, (d) Sursa de tensiune controlata in curent.

Figura 4. 17 – Modele comportamentale analogice

4. 5 Modelul comportamental al dispozitivului PSpice permite caracaterizarea dispozitivelor in ceea ce priveste relatia dintre intrari si iesiri. Aceasta relatie este instantanee. La fiecare moment de timp exista o iesire pentru fiecare valoare de intrare. Aceasta reprezentare, cunoscuta sub numele de model comportamental, este valabila numai cu optiunea modelului comportamental analog din PSpice. Expresia{<expression>} este anexata intre paranteze ({ }). Poate contine operatori matematici („+”, „-”, „*” si „/”) si urmatoarele functii:

4. 5. 1. 1 Declaratii tipice ESQROOT 2 3 VALUE = {4 V*SQRT (V(5))} ; Radacina la patrat EPWR 1 2 VALUE = {V(4. 3)*I(VSENSE)} ; Produsul dintre I si V ELOG 3 0 VALUE = {10 V*LOG (I (VS)/10 m. A)} ; Logaritm GVCO 4 5 VALUE = {15 MA*SIN (6. 28*10 k. Hz*TIME*(10 V*V(7)))} GRATIO 3 6 VALUE = {V (8, 2)/V(9)} ; Raport de tensiuni VALUE poate fi folosit pentru a simula rezistente (sau condensatori) liniare sau nelineare in cazul in care functiile corespunzatoare sunt utilizate. O rezistenta este o sursa de tensiune controlata in curent. De exemplu: ERES 2 3 VALUE = {I (VSENSE)*5 K} Este o rezistenta liniara cu o valoarede 5 kΩ. VSENSE, care este conectat in serie cu ERES, este necesar pentru a masura curentul prin ERES. O conductanta este o sursa de curent controlata in tensiune. De exemplu: GCOND 2 3 VALUE = {V(2, 3)*1 M}

4. 5. 2 TABLE Extensia TABLE pentru surse controlate din libraria PSpice permit ca o functie de transfer sa fie descrisa de un tabel. Formele generale sunt: E<name> N+ N- TABLE {<expression>} = <<(input)value>, <(output)value>>* G<name> N+ N- TABLE {<expression>} = <<(input)value>, <(output)value>>* <expression> este evaluata si acea valoare este folosita pentru a cauta o intrare in tabel. Tabelul este format din perechi de valori. Prima valoare din fiecare pereche este o intrare, iar a doua valoare este corespunzatoare iesirii. Interpolarea liniara se fac intre intrari. Pentru valori < expression > in afara gamei, iesirea dispozitivului este o constanta cu valoarea egala cu cea mai mica (sau cea mai mare) valoare de intrare.

4. 5. 2. 1 Declaratii tipice TABLE poate fi folosit pentru a reprezenta caracteristica tensiune/curent a unei diode diupa cum urmeaza: EDIODE 5 6 TABLE{I (VSENSE)} = (0. 0, 0. 5) (10 E-3, 0. 870) + (20 E-3, 0. 98)(30 E-3, 1. 058)(40 E-3, 1. 115) (50 E-3, 1. 173) + (60 E-3, 1. 212)(70 E-3, 1. 250) TABLE poate fi folosit pentru a reprezenta constanta puterii de iesire P = 400 W cu o sursa de curent controlata in tensiune dupa cum urmeaza: GCONST 2 3 TABLE {400/V(2, 3)} = (-400, -400) (400, 400) GCONST incearca sa risipeasca 400 W de purere indiferent de tensiune. Dar pentru tensiuni foarte mici, formula 400/V (2, 3) poate duce la valori nerezonabile de curent. TABLE limiteaza curentul intre -400 si 400 A. De retinut: • TABLE trebuie urmat de un spatiu. • <expression> trebuie sa se incadreze pe o singura linie • Intrarile trebuiesc ordonate de la cel mai mic la cel mai mare

4. 5. 1 VALUE Extensia VALUE pentru surse controlate din libraria PSpice permite ca o functie de transfer sa fie descrisa ca o experie matematica standard. Formele generale sunt: E<name> N+ N- VALUE = {<expression>} G<name> N+ N- VALUE = {<expression>} 4. 5. 3 LAPLACE Extensia LAPLACE pentru surse controlate din libraria PSpice permit ca o functie de transfer sa fie descrisa de o transformata Laplace. Formele generale sunt: E<name> N+ N- LAPLACE {<expression>} = {<transform>} G<name> N+ N- LAPLACE {<expression>} = {<transform>} <transform> este o expresie a variabilei Laplace.

4. 5. 3. 1 Declaratii tipice Tensiunea de iesire a unui integrator fara pierderi cu un timp constant de 1 msec si tensiunea de intrare V(5) poate fi descrisa de: ERC 4 0 LAPLACE {V(5)} = {1/(1 + 0. 001*sec)} Impedanta dependenta de frecventa poate fi simulata de un condensator, care poate fi scrisa astfel: GCAP 5 4 LAPLACE {V(5, 4)} = {s} De retinut: q TABLE trebuie urmat de un spatiu. q <expression> si <transform> trebuie sa se incadreze pe o singura linie. q Tensiunile, curentii si TIME nu trebuie sa apara in transformarea Laplace. q Dispozitivul LAPLACE utilizeaza memoria unui calculator mai mult o face un dispozitiv cu capacitor integrat si ar trebui evitata daca este posibil.

4. 5. 4 FREQ Extensia FREQ pentru surse controlate din libraria PSpice permit ca o functie de transfer sa fie descrisa de raspuns in frecventa. Formele generale sunt: E<name> N+ N- FREQ {<expression>} = <<(frequency)value>, +<(magnitude in d. B)value>, <(phase)value>>* G<name> N+ N- FREQ {<expression>} = <<(frequency)value>, +<(magnitude in d. B)value>, <(phase)value>>* Tabelul contine marimea [in decibeli (d. B)] si faza (in grade) a unui raspuns pentru fiecare frecventa. Interpolarea liniara se efectueaza intre intrari. Faza este interpolata liniar, iar marimea este interpolata logaritmic cu frecventa. Pentru o gama de frecvente in afara tabelului, se utilizeaza intrarea cu cea mai mica (sau cea mai mare) frecventa.

4. 5. 4. 1 Declaratii tipice Tensiunea de iesire a unui filtru trece jos cu tensiunea de intrare V(2) poate fi exprimata astfel: ELOWPASS 20 FREQ{V(2)} = (0, 0, 0) (5 k. Hz, 0, -57. 6) +(6 k. Hz, 40, -69. 2) De retinut: q FREQ trebuie urmat de un spatiu. q <expression> trebuie sa se incadreze pe o singura linie. q Frecventele FREQ trebuiesc ordonate de la cea mai mica la cea mai mare.

SUMAR Variabilele PSpice pot fi rezumate astfel: PULSE Sursa pulsatorie PULSE (V 1 V 2 TD TR TF PW PER) PWL Sursa liniara pe portiuni PWL (T 1 V 1 T 2 V 2 … TN VN) SIN Sursa sinusoidala SIN (VO VA FREQ TD ALP THETA) EXP Sursa exponentiala EXP (V 1 V 2 TRD TRC TFD TFC) SFFM Sursa modulata in frecventa SFFM (VO VA FC MOD FS) POLY Sursa polinomiala POLY(n)<(controlling)nodes> <(coefficients)values> E Sursa de tensiune controlata in tensiune E<name> N+ N- NC+ NC- <(voltage gain)value>

F Sursa de current controlata in current F<name> N+ N- VN <(current gain) value> G Sursa de curent controlata in tensiune G<name> N+ N- NC+ NC- <(transconductance) value> H Sursa de tensiune controlata in curent H<name> N+ N- VN <(transresistance) value> I Sursa independent de current I<name> N+ N- [dc <value>][ac <(magnitude) value> + <(phase) value>] [(transient specifications)] V Sursa independent de tensiune V<name> N+ N- [dc <value>] [ac<magnitude)value> + <(phase) value>] [(transient specifications)] VALUE Functie aritmetica E<name> N+ N- VALUE = {<expression>} G<name> N+ N- VALUE = {<expression>} TABLE Cautare in tabel E<name> N+ N- TABLE {<expression>} = <<(input) value>, <(output) value>>* G<name> N+ N- TABLE {<expression>} = <<(input) value>, <(output) value>>*

LAPLACE FREQ Functia de transfer Laplace E<name> N+ N- LAPLACE {<expression>}= {<transform>} G<name> N+ N- LAPLACE {<expression>} = {<transform>} Functie de transfer cu raspuns in frecventa E<name> N+ N- FREQ {<expression>} = + <<(frequency) value>, <(magnitude)value>, <(phase) value>>* G<name> N+ N- FREQ {<expression>} = <<(frequency) value>, <(magnitude) value>, <(phase) value>>*