gEDA Project Wiki

This page is read only. You can view the source, but not change it. Ask your administrator if you think this is wrong.
====== Обзор ======

**gschem** можно использовать для создания таких электрических схем, работу
которых можно затем промоделировать с помощью **ngspice**. Польза от этого
состоит в том, что прежде чем отдать свой проект в производство, его
можно шаг за шагом улучшать и каждый раз проверять моделированием.
Цель настоящего руководства не в том, чтобы научить вас премудростям
[[geda:glossary.ru#SPICE]], а в том, чтобы на очень простом примере объяснить
нужные для работы шаги. Более подробную документацию по SPICE и gEDA можно
найти на страницах:
  * [[http://ngspice.sourceforge.net/index.html|ngspice]]
  * [[gEDA:csygas.ru|gEDA и SPICE]]

Может быть полезен и [[geda:faq-simulation.ru|FAQ по моделированию]] в Wiki.

Этот учебник основывается на //''TwoStageAmp.sch''//, одном из примеров в
документации gEDA, и в нём шаг за шагом воспроизводится первая половина этого
примера.


====== Настройка ======
Допустим, вы уже умеете создавать схемы в **gschem**. Если вы не знаете, как
это делается, посмотрите [[gsch2pcb_tutorial.ru|Учебник по gsch2pcb]]. Итак,
начнём с создания каталога проекта //''simpleSPICE''// и файла схемы
//''simplespice.sch''// в этом каталоге.

Сделайте в **gschem** примерно такую схему:

{{geda:simple1.png}}

Заметьте, что здесь созданы три именованных
[[geda:glossary.ru#Соединение|соединения]]: //Vin//, //Vout// и
//Vbase//. Хотя так делать и не обязательно, но таким образом легче отслеживать
важные точки схемы. Чтобы создать именованное соединение, надо либо щёлкнуть
правой кнопкой, либо нажать [**e**][**e**], когда соединение выделено, а затем в окне
редактирования атрибутов добавить атрибут ''netname'' и в качестве значения
для него задать нужное имя соединения. Хотя теперь у нас уже есть схема
для моделирования, чтобы получить какие-либо результаты, нам надо ещё
добавить некоторую информацию специально для SPICE.


====== Добавим кое-что для SPICE ======
Чтобы схема была пригодна для моделирования, нам нужно сделать четыре вещи.
Нужно подключить входной сигнал, описать свойства
транзистора, явно определить //Vcc// и добавить несколько строк в файл SPICE.
Когда всё это будет сделано, схема будет выглядеть так:

{{geda:schematicfinished2.png|}}

Чтобы добавить входной сигнал, нужно выбрать его символ в меню компонентов
**SPICE simulation elements** -> **vac-1.sym**, и после вставки в схему
отредактировать его свойства вот так:

{{geda:dialogvac.png|}}

Отметьте себе, что ''value'' --- это строка для SPICE. Больше о синтаксисе
SPICE можно узнать, перейдя по вышеприведённым ссылкам.

//Vcc// устанавливается в основном также, только в меню компонентов нужно
выбрать **SPICE simulation elements** -> //''vdc-1.sym''//. Свойства этого символа
нужно отредактировать вот так:

{{geda:dialogvdc1.png|}}

Настройка транзистора немного сложнее. Сначала нам нужна SPICE-модель для
интересующего нас транзистора. Обычно модели можно найти на веб-сайтах
производителей или в спецификации компонента, но для работы со своей любимой
программой моделирования их может быть придётся изменить. Самый лёгкий путь
--- взять модель из библиотеки
[[http://www.h-renrew.de/h/spicelib/doc/index.html | spicelib]]. В данном
примере мы рассмотрим вездесущий 2N3904. Вот его модель:
  .model 2N3904   NPN(Is=6.734f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=74.03 Bf=416.4 Ne=1.259
  +               Ise=6.734f Ikf=66.78m Xtb=1.5 Br=.7371 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=1
  +               Cjc=3.638p Mjc=.3085 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=4.493p Mje=.2593 Vje=.75
  +               Tr=239.5n Tf=301.2p Itf=.4 Vtf=4 Xtf=2 Rb=10)
  *               Fairchild        pid=23          case=TO92
  *               88-09-08 bam    creation

В каталоге проекта //''simpleSPICE''// создайте подкаталог //''models''//, а в
нём файл //''2N3904.mod''//, содержащий вышеуказанный текст. Обязательно добавьте
пустую строку в конце файла, так как очень важно, чтобы в итоговом файле SPICE
всё задавалось в виде отдельных строк. Хорошо, теперь, когда у нас есть модель
транзистора, нам надо её подключить. Отредактируйте свойства транзистора вот
так:

{{geda:dialogtrans.png|}}

Теперь нам нужно ещё сообщить о созданной нами модели программе **gschem**.
Это производится добавлением в схему символа //''spice-model-1.sym''//.
Отредактируйте его свойства так:

{{geda:dialogmodel.png|}}

Хорошо, нужно добавить ещё два символа. Первый --- это
//''spice-include-1.sym''//, подключающий текстовый файл с описанием
нужного вам вида SPICE-моделирования, а второй ---
//''spice-directive-1.sym''//, позволяющий добавлять дополнительные строки
к этому файлу SPICE.
Свойства этих символов можно настроить следующим образом:

{{geda:dialoginclude.png}}

{{geda:dialogdirective.png}}

Поздравляем! Теперь наша схема готова для моделирования.



====== Моделирование ======
Хотя схема уже на месте, нам всё же надо описать, как будет производиться
моделирование. Эта информация должна быть записана в //''./Simulation.cmd''//,
на который ссылается символ включения, добавленный нами в предыдущем разделе.
Итак, создайте файл //''./Simulation.cmd''// вот с таким содержимым:
  .OP
  .AC DEC 20 1Hz 100MegHz
  * .DC VINPUT 0 5 .01
  * .DC VINPUT 1 2 .01
  .plot ac v(Vout) v(Vin)
  .print ac v(Vout) v(Vin)


Здесь задаётся [[geda:glossary.ru#частотный анализ]] (''.AC''), в то время как строки для
[[geda:glossary.ru#Расчёт статического режима|расчёта режима по
постоянному току]] (''.DC'') закомментированы. Затем идёт вывод графиков
//Vout// и //Vin//, а также печать их числовых значений. Как отмечено ранее,
узнать о SPICE можно, перейдя по вышеприведённым ссылкам.

Теперь, когда мы описали желаемый вид моделирования, откройте терминал,
перейдите в каталог //''simpleSPICE''// и наберите команду:
  gnetlist -g spice-sdb -o spice.net simplespice.sch

которая выдаст файл //''spice.net''// для SPICE. Теперь моделирование можно
запустить в режиме пакетной обработки, набрав:
  ngspice -b spice.net > result.txt

что выдаст в //''result.txt''// большое количество текста. В этом файле должен
быть как запрошенный нами числовой вывод, так и грубый график результатов в
текстовом виде. Заметьте, что входной сигнал //10 мВ// усилился примерно до
//-280 мВ// в широком диапазоне частот. Если вы хотите увидеть графическое
представление графиков, **ngspice** можно заставить работать в интерактивном
режиме, удалив ключ ''-b''. Более подробно это описано на веб-сайте
**ngspice**. Так или иначе, теперь для построения графиков и анализа у нас
есть результаты моделирования в замечательном текстовом формате, который
хорошо подходит для дальнейшей обработки скриптами на чём-то вроде **python**
или **octave**.
gEDA Project Wiki

User Tools

Site Tools

Page Tools
