Амелина м.а. амелин с.а. программа схемотехнического моделирования micro-cap. версии 9, 10

Полезные программы для радиолюбителей

Расчет схемы по переменному току (Dynamic AC)

По команде Analysis > Dynamic AC производится расчет схемы по переменному току и его отображение на чертеже схемы (рис. 4).

Рис. 4. Отображение результатов расчета режима Dynamic AC

В Dynamic AC программа выполняет AC analysis для списка значений частот и затем отображает переменные напряжения, токи и мощности на схеме.

Когда режим Dynamic AC запущен, диалоговое окно Dynamic AC Limits, показанное на рис. 5, дает возможность установить или изменить условия анализа.

Рис. 5. Диалоговое окно Dynamic AC Limits

Объем выводимой на схему информации определяется при нажатии пиктограмм:

• — высвечивание всех текстовых надписей;

• — высвечивание позиционных обозначений и номиналов компонентов;

• — номера узлов;

• — напряжения аналоговых узлов или логические состояния цифровых узлов;

• — токи ветвей;

• — мощности, рассеиваемые в ветвях;

• — состояния p-n-переходов: LIN — линейный режим, ON — переход открыт, OFF — переход закрыт, SAT — находится в режиме насыщения;

• — обозначение выводов компонентов.

В поле Frequency List задается список значений частот для моделирования. Режим Dynamic AC всегда использует установленный список дискретных частот, а не линейный или логарифмический частотный диапазон.

В поле Temperature устанавливается значение температуры, при которой выполняется анализ.

В поле Slider Percentage Step Size устанавливается процент изменения для каждого нажатия клавиши, увеличивающего (Up Arrow) или уменьшающего (Down Arrow) значение выбранного компонента.

В поле Complex Value Display выбирается отображение комплексного числа. Комплексная величина отображается с помощью двух чисел.

Поле First Value — позволяет выбрать, что отобразить в качестве первого числа:

• Magnitude — модуль комплексного числа;
• Magnitude in dB — модуль комплексного числа в децибелах;
• Real Part — действительную часть комплексного числа;
• None — ничего не отображает.

Поле Second Value позволяет выбрать, что отобразить в качестве второго числа:

• Phase in Degrees — фаза в градусах;
• Phase in Radians — фаза в радианах;
• Imaginary Part — мнимая часть;
• None — ничего не отображает.

В окошке Place Text помещается знак («галочка»), разрешающий поместить текст на схеме, показывая параметры режима Dynamic AC, включая частоту, температуру и используемый формат комплексного числа.

Кроме того, в диалоговом окне Dynamic AC Limits расположены следующие кнопки:

• Start — запуск анализа. Каждый щелчок по кнопке активизирует один анализ для одного значения частоты. Когда конец списка достигнут, анализ запускается на первой частоте в списке. После первого значения частоты название кнопки изменяется на Next;
• Previous — производит один анализ с предшествующим значением частоты;
• Stop — останавливает анализ на последней частоте, отключает кнопку Previous и восстанавливает название кнопки Next на Start;
• OK — выводит из диалогового окна, но режим Dynamic AC все еще действует. Редактирование схемы теперь создает динамические обновления к выбранным величинам на последней частоте;
• Cancel — выводит из диалогового окна и игнорирует любые изменения содержания диалогового окна. Режим Dynamic AC все еще действует. Редактирование схемы теперь создает динамические обновления к выбранным величинам AC на последней частоте;
• Help — обращается к справочной информации для диалогового окна.

Любое изменение схемы, такое как добавление или удаление элементов, наряду с использованием клавиш курсора для управления значением выбранных резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности и батарей, источников SPICE V и I, производит новый анализ на последней частоте.

Значения Dynamic AC (узловые напряжения и мощности) имеют заливку фона, для быстрого установления различий их с параметрами Dynamic DC, которые показываются без заливки фона.

Как и в режиме Dynamic DC, можно редактировать схему, удаляя элементы или редактируя значения параметра компонента и немедленно наблюдая действие на переменных напряжениях, токах и мощностях. Значения резистора, конденсатора, катушки индуктивности, а также напряжение батареи можно регулировать, используя клавиши управления курсором (клавиши со стрелками) и движковые регуляторы аналогично тому, как это делается в режиме Dynamic DC.

Амелина М.А. Амелин С.А. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap. Версии 9, 10

Предисловие

Программа схемотехнического анализа Micro-Cap пользуется достаточно большой популярностью. Она имеет удобный, дружественный интерфейс и предъявляет скромные требования к программно-аппаратным средствам персонального компьютера. Micro-Cap позволяет анализировать аналоговые, цифровые и смешанные (аналого-цифровые) устройства, осуществлять синтез пассивных и активных фильтров. Опытные пользователи могут в нестандартной ситуации создавать собственные модели и макромодели, облегчающие имитационное моделирование сложных электронных систем.

В книге дано подробное описание двух версий Micro-Cap, что позволяет использовать ее как при работе с версией 9, так и с версией 10.

Авторы более 20 лет используют программы этого семейства (начиная с Micro-Cap II) для проведения научных исследований в области силовой электроники, а также в процессе обучения студентов Смоленского филиала Московского энергетического института («НИУ «МЭИ»). За это время накоплен большой практический опыт и выявлены характерные особенности этой программы, многие из которых отражены в этой книге.

Программа Micro-Cap может представлять интерес для широкого круга людей, занимающихся электроникой или изучающих ее. Её можно рекомендовать студентам электротехнических и радиотехнических специальностей, а также радиолюбителям и инженерам-разработчикам.

Программа Micro-Cap интенсивно используется при изучении курсов «Математическое моделирование в электронике», «Методы математического моделирования», «Современные методы анализа и моделирования электронных устройств», изучаемых на кафедре «Электроника и микропроцессорная техника» Смоленского филиала «НИУ «МЭИ» при подготовке бакалавров и магистров по направлению 210100 «Электроника и наноэлектроника». Студенты активно используют эту программу при выполнении выпускных работ и курсовых проектов. Кроме того, использование Micro-Cap позволяет студентам глубже осваивать некоторые аспекты таких курсов, как «Электронные цепи и методы их расчета», «Схемотехника», «Магнитные элементы электронных устройств», «Основы преобразовательной техники», «Электронные промышленные устройства» и т.п.

Помимо описания программ Micro-Cap версий 9 и 10, в книге приведены примеры моделирования основных типов электронных устройств, а также изложены приемы, позволяющие проводить моделирование сложных электронных схем с достаточной для инженерной практики точностью.

Ссылки по теме

• Антипенский Р.В. Фадин А.Г. Схемотехническое проектирование моделирование радиоэлектронных устройств
  / Нормативный документ от 29 января 2020 г. в 12:16
• Кардашев Г.А. Виртуальная электроника. Компьютерное моделирование аналоговых устройств
  / Нормативный документ от 17 февраля 2020 г. в 13:38
• Володин В.Я. LTspice: компьютерное моделирование электронных схем
  / Нормативный документ от 30 января 2020 г. в 15:18
• Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика
  / Нормативный документ от 18 февраля 2020 г. в 09:35
• Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в МАТLАВ, SimPowerSystems и Simulink
  / Нормативный документ от 17 октября 2019 г. в 10:16
• Ларина Э.Т. Силовые кабели и кабельные линии
  / Нормативный документ от 17 октября 2019 г. в 15:14
• Арзамасцев Д.А. Липес А.В. Мызин А.Л. Модели оптимизации развития энергосистем
  / Нормативный документ от 27 ноября 2019 г. в 13:48

Новое окно загрузки схемы, текстового файла или библиотеки моделей

После вызова программы Micro-Cap 9 двойным щелчком на ее пиктограмме

на экране появится основное окно программы, сверху которого помещена строка системного меню, в которой размещены имена режимов File, Edit, Component, Windows, Options, Analysis, Design, Model и Help. Вначале курсором выбирается режим File. По команде New… предлагается сделать выбор (рис. 11):

• Schematic — создание нового чертежа схемы, который заносится в файл с расширением *.CIR;
• Macro (.mac) — создание текстовых файлов, которые описывают макромодели;
• General Tex t(.txt) — создание общих текстовых файлов;
• SPICE (.ckt) — создание нового текстового файла с описанием схемы в формате SPICE (расширение имени *.CKT);
• Text Library (.lib) — текстовые файлы, содержащие подсхему и операторы моделей для цифровой библиотеки, аналоговой библиотеки и библиотеки спектров;
• Binary Library (.lbr) — создание нового бинарного файла библиотек (расширение имени *.lbr). В этом файле помещаются модели некоторых аналоговых компонентов;
• Model File (.mdl) — создание бинарного файла, сохраняющего перечень технических характеристик или измеренных значений, из которых программа Model создает параметры модели для использования в Analog Library.

Рис. 11. Окно загрузки схемы, текстового файла или библиотеки моделей

Кроме того, кратко отметим некоторые новые возможности, не получившие подробного описания в этой статье:

• Добавлен транслятор файлов OBIS. OBIS (Input/output Buffer Information Specification) метод описания характеристик устройства на поведенческом уровне, пригодный для большинства цифровых компонентов. Большинство моделирующих устройств не может использовать файл IBIS непосредственно. Он должен быть оттранслирован в подходящий для использования образцовый язык. Обычно преобразование делается в совместимом со SPICE синтаксисе. Micro-Cap обеспечивает такие инструментальные средства. Она транслирует файлы IBIS в пригодную для использования модель SPICE, которая может использоваться для моделирования. Диалоговое окно транслятора (рис. 12) вызывается при выборе File > Translate > IBIS to SPICE File… .Рис. 12. Диалоговое окно IBIS to SPICE
• Расширены возможности режима параметрической оптимизации, он может сейчас быть применен в режимах Dynamic DC и Dynamic AC.
• Появилась возможность синтеза пассивных эллиптических фильтров.
• Расширены библиотеки компонентов (некоторые новые компоненты приведены в табл. 3). Появилась библиотека SMPS для моделирования импульсных источников напряжения.Таблица 3. Типовые компоненты
• Расширены возможности меню и диалоговых окон. Теперь можно наблюдать одно окно программы на одном мониторе, а второе окно — на другом мониторе.
• Предусмотрено шифрование файла (с целью защиты информации от несанкционированного просмотра или использования).

АС анализ.

В нём проводим анализ АФЧХ петлевого усиления, измеряем глубину ООС.

Рис.4

Далее смотрим АФЧХ без ОООС, для этого надо исключить ОООС по переменному току, оставив по постоянному. Для этого с базы Q8 на землю ставим конденсатор большой емкости, например 1ф. Смотрим графики.

Рис.5

Усиление без ОООС 68 дБ. Глубина ОООС 68-24=44дб. Первый полюс на частоте 7кГц. Находим из графиков сдвиг фаз при 24дб, он составляет 109гр. Следовательно, запас по фазе нашей схемы составляет 180-109=71гр.Т.е. схема вполне устойчива при таком усилении и элементах коррекции. Удобно выбрать оптимальное расположение полюса и величину элементов коррекции (С3,в данном случае) с помощью режима Stepping.На экран будут выводиться несколько графиков, для каждого значения С3. В АС анализе следует помнить о том, что измерения происходят в малосигнальном режиме.

More powerful

Numerous features contribute to Micro-Cap 12’s power. Among them are:

• Integrated schematic editor and simulator.
• Dynamic analysis updates waveforms and curves as you edit
• Native digital simulator
• Worst Case analysis to find the statistical and extreme limits of performance
• Smoke Analysis to assess how close the circuit is to violating maximum operating limits.
• Periodic Steady State analysis
• Integral circuit optimizer with multiple optimization methods.
• Integrated active and passive filter design function
• Device library with over 33,000 parts.
• Analog and digital behavioral modeling
• Schematic waveform probing.
• On-schematic voltage/state, current, power, and condition display
• During the run plotting
• Smith charts / Polar plots.
• Multidimensional parameter stepping.
• Monte Carlo analysis.
• 3D plotting.
• Performance functions and plots
• .Measure functions to measure circuit behavior
• Optimizing parts modeler
• Gummel-Poon, Mextram and Modella bipolar models
• Berkeley BSIM 1, BSIM 2, BSIM3, and BSIM4 MOSFET models
• The latest Philips device models, including MOS 11, 20, 31, 40, and PSP 102
• Hefner IGBT model
• IBIS model translator
• Animated LEDs, switches, bars, meters, relays, stoplights, and DC motors
• Sample and hold, timer, and Z transform devices
• Lossy transmission lines
• Jiles-Atherton nonlinear magnetics model
• PCB interface to popular packages
• LAN version for collaborative projects
• Transient analysis — for investigating time domain circuit behavior
• AC analysis — for investigating small signal behavior
• DC analysis — for plotting static DC variables
• Transfer Function analysis — for calculating the DC transfer function
• Stability analysis — to find the stability limits for linear circuits
• Harmonic distortion analysis
• Intermodulation distortion analysis
• Extensive mathematical operators and variables.

HASP Security Key Driver for Micro-Cap 8 and Micro-Cap 9

Newer Driver:
Sentinel_LDK_Run-time_cmd_line.zip

The Haspdinst.exe file present in the ZIP file needs to
be run with the command switch ‘-i’. Click on the Start menu in Windows and select the Run option
in the menu. In the Run dialog box, enter the full path (either manually or through the Browse option)
for the Haspdinst.exe file. At the end of the
string, hit the spacebar, and then type in -i. For example, if the files
in the ZIP file were extracted to the path C:\HASP, the Run dialog box should contain a string such as:

C:\HASP\Haspdinst.exe   -i

If Windows has placed double quotes around the path and file name, the -i must be placed outside of the quotes.

This installs the latest security key driver which must be present to run
the update.

If this does not work, remove the old driver and then reinstall the new one as follows:

%path%\Haspdinst.exe   -r

This removes the old driver. Then to install the new driver, type:

%path%\Haspdinst.exe   -i

where %path% is the location that the files were extracted to. A message should appear that states the driver has been successfully installed.

How a Micro Cap Works

Companies with less than $50 million in market capitalization are frequently referred to as nano caps. Both nano caps and micro caps are known for their volatility, and as such, tend to be considered riskier than companies with larger market capitalization. Market capitalization measures the market value of a company’s outstanding shares, calculated by multiplying the stock’s price by the total number of shares outstanding.

Microcaps also have a reputation for high risk because many have unproven products, no solid history, assets, sales, or operations. Lack of liquidity and a small shareholder base also expose them to massive price shocks. 

Being that micro-cap stocks have a market cap between $50 million and $300 million, investors must be ready for greater volatility and risk compared to the large-cap stocks in the S&P 500. However, during periods of bullish strength, micro caps tend to outperform their larger counterparts. For instance, from January 2008 to January 2018, the Dow Jones Select Micro-Cap Index returned an annualized 11.6%, while the S&P 500 Index returned an annualized 10.37%.

Criticism of Micro Caps

Many micro-cap stocks can be found on the over-the-counter (OTC) markets, such as the OTC Bulletin Board (OTCBB) and the OTC Link LLC (OTC Link), rather than national exchanges such as the New York Stock Exchange (NYSE). Unlike stocks on national exchanges, companies on these exchanges do not have to meet minimum standards such as for net assets and numbers of shareholders. 

Microcaps also have another drawback in that investors need to pay attention to liquidity when researching smaller companies. Lack of regular analyst coverage and institutional buying are additional reasons why there is less liquidity in the micro-cap markets than in larger-cap stocks.

Overall, micro-cap stocks represent a high-risk, high-reward opportunity for investors who are willing to do more research on the company involved, to determine whether it is worth the investment. This could include contacting the company directly to get the answers to any questions.

What Is a Micro Cap?

A micro-cap is a publicly-traded company in the U.S. that has a market capitalization between approximately $50 million and $300 million. Micro-cap companies have greater market capitalization than nano caps, and less than small-, mid-, large- and mega-cap corporations. Companies with larger market capitalization do not automatically have stock prices that are higher than those companies with smaller market capitalizations.

Key Takeaways

• A micro-cap is a stock with a market cap of between $50 million and $300 million.
• Micro-cap stocks tend to have greater volatility, thus are inherently riskier, than larger-cap stocks.
• There is limited information on micro caps, making research extremely important to avoid fraudulent stocks and other potential pitfalls.
• Another downside to micro caps is limited liquidity, due to the lack of analyst coverage and institutional buyers.

Возможно, вам также будет интересно

Теперь новейшие технологии снятия сигнала вновь позволили внутрисхемному тестированию стать главным оружием в арсенале инженера технического контроля. Стратегии тестирования были изменены так, чтобы уменьшить сложность и стоимость функционального тестирования и заменить его режимами структурного и электрического тестирования, основанными на автоматическом контроле в составе производственной линии и внутрисхемном тестировании. Чтобы узнать о реальных результатах такого подхода,

До недавнего времени на рынке отсутствовали устройства, способные заменить низкопроизводительный и малопотребляющий микроконтроллер, аналогичный младшим из PIC, 51-й серии, AVR, MSP с обвязкой из аналоговых и цифровых элементов. Теперь компания Cypress MicroSystems предлагает разработчикам устройства, заполняющие эту нишу. В настоящее время многие производители предлагают так называемые «системы на кристалле» (system on chip — SoC), включающие

Многоосевая модульная материнская плата для EPOS2 Module 36/2

Executable only: Use this option if you want to retain your old library edits.

Japanese Version
The Micro-Cap manuals and Brochures require the Acrobat Reader in order to read them.

Transient.

Предназначен для анализа переходных процессов в схеме, а так же анализа спектра гармоник выходного сигнала с помощью БПФ. На анализе переходных процессов останавливаться не буду, там всё очевидно.

Спектр гармоник можно посмотреть с помощью нескольких операторов. Наиболее удобным, на мой взгляд, является оператор IHD (HARM (измеряемая величина)). IHD-Individual Harmonic Distortion, т.е. из спектра выделяются гармоники только основной частоты. В большинстве случаев этого достаточно, для оценки нелинейности схемы

По сравнению с режимом HARM анализ идёт значительно быстрее, и что важно показания читать значительно удобнее. Они выводятся в процентах от основной гармоники, в отличие от режима HARM, где показания выводятся в абсолютных величинах

Это не удобно, особенно при измерении при разных уровнях входного сигнала. При правильном задании параметров анализа, показания практически не отличаются.

Итак, открываем окно анализа.

• В поле 1 устанавливаем 1m-время одного периода нашего генератора (1кгц).
• В поле 2 шаг, примерно одна тысячная — одна десятитысячная от периода. Чем меньше, тем точнее, но время анализа увеличивается пропорционально. Поэтому ищем компромисс, исходя из необходимой точности измерений. Тем более что, начиная с некоторых значений, уменьшение шага перестаёт влиять.
• В поле 3 ставим Leave,зачем расскажу ниже.
• В поле 4 меняем масштаб по шкале Y на логарифмический.
• В поле 5 меняем T на F.
• И в поле 6 пишем IHD(HARM(V(out))). Удобно щёлкнув в окне правой кнопкой мыши.

Диапазон шкал лучше установить вручную.

Рис.9

Проводим анализ. Хочу напомнить, что показания выводятся в процентах от основной гармоники. Например, 1m соответствует 0,001%.

Теперь хочу остановиться на некоторых тонкостях. Почему мы иногда видим в окошке спектра ровный, незатухающий пьедестал гармоник, даже при достаточно малом шаге?

Причин несколько.

• Часто при недостаточной устойчивости схемы анализ начинается с затухающего возбуждения, при включении схемы, который заметно портит точность показаний. С этим можно бороться, начиная измерение спустя несколько периодов основной частоты. Для этого в окне вывода результатов анализа нажимаем Transient, далее DSP параметры. Открывается такое окно.

  Рис.10

  Устанавливаем в нижнем пределе 3m в верхнем 4m.Теперь измерение будет происходить с третьего по четвёртый период основной частоты. В окошке 1 на рис. 9 надо установить тоже 4m. Эти времена произвольны, главное чтобы разница между ними была равна периоду основной частоты (1m).Слишком большие их делать не стоит, так как это увеличивает время анализа.

• Допустим, в схеме присутствуют большие ёмкости (например, в цепи ОООС или схемы серворегулирования), которые в процессе анализа могут менять заряд. В основном это заметно, когда в выходном напряжении схемы присутствуют значительные чётные гармоники. Лучше на время анализа спектра их из схемы исключать. Например, схему серво заменять батарейкой. Но если этого не хочется делать, можно воспользоваться режим Leave или Read (cм Рис.9). Как пользоваться режимом Read, хорошо описано (1), но он не очень удобен. После каждого изменения в схеме приходится формировать новый файл с запомненными режимами. Leave удобней, если процессы установления не очень длинные.
• Пользоваться им так: проводим анализ, затем убираем галочку в окошке Operating Point и проводим анализ снова. Теперь программа начинает следующий анализ с конца предыдущего, и будет делать это каждый раз при нажатии на кнопку RUN.Теперь смотрим, как уменьшается пьедестал из гармоник верхних порядков. Процесс продолжаем несколько раз, пока пьедестал не перестанет изменяться. Галочку надо вернуть на место, после любого изменения в схеме. И повторить всё с начала.
• Следует избегать цепочек дающих даже незначительные сдвиги фаз в цепи сигнала на частоте генератора. Например, цепочка на входе усилителя из резистора 51к и конденсатора 1мкф с частотой среза 3гц, на частоте 1кгц будет иметь сдвиг фаз всего 0,2 гр., но этого вполне достаточно, чтобы увидеть искажении спектра, хотя и очень небольшого уровня. Поэтому ставим, для анализа 10мкф, хотя для работы усилителя вполне достаточно и 1мкф.

Micro-Cap vs. Larger-Cap

Another consideration is the fact that there are vastly more micro-cap stocks on the market than there are large- and giant-cap stocks. Overall, investors may not see the same level of readily available information as with larger stocks such as Apple (AAPL).

As a result, the limited information and vast quantity of micro-cap stocks on the market make research extremely important to avoid fraudulent stocks and other potential pitfalls. Because many micro-cap stocks do not have to file regular financial reports with the Securities and Exchange Commission (SEC), research becomes even more difficult. 

Probe Transient.

Тоже очень полезный режим, нужный в основном, для того, чтобы экономить ваше время. Он позволяет оперативно посмотреть напряжения в узлах, на элементах схемы и переходах транзисторов. Время развёртки устанавливается в окне Transient.

Рис.11

Если поставить в схему несколько резисторов, в общем, не нужных для её работы, можно оперативно наблюдать форму токов. Это быстрее чем, это делать в режиме Transient.

В общем, всё, моделируйте. Это, конечно не заменит живой практики с паяльником, но сэкономит ваше время и деньги на сожжённые детали и позволит избежать ошибок на этапе проектирования.

Литература:

В. Д. Разевиг «Схемотехническое моделирование с помощью Микро-кап 7»

Правдивцев С. В. 18.05.2005г. \\Размещено с разрешения автора.