Sytaxe

Popis obvodu (tzv. netlist), musí být uložen ve formátu string, kde jednotlivé prvky jsou definovány na samostatných řádcích, přičemž 1. řádek je řádkem komentářovým a poslední řádek obsahuje .end , stejně jako v případě popisu pro Spice. Pokud je řádek příliž dlouhý, je možné pokračovat na dalším řádku, který musí začínat znakem + . Řádek začínající znakem *  je komentář.

   

Pro označení uzlů mohou být použity přirozená čísla (včetně nuly) nebo alfanumerické znaky. Společný uzel (zem) musí být označen 0. Hodnoty prvků mohou být přirozená nebo reálná čísla nebo mohou být zadaná symbolycky, případně nemusí být zadaná vůbec (pak se bere jako symbolická hodnota jméno prvku). Číselná hodnota může být následovaná písmenem, vyjadřujícím řád:

F   - 1e-15 femto

P   - 1e-12 pico

N   - 1e-9  nano

U   - 1e-6  micro

M   - 1e-3  mili

K   - 1e3   kilo

MEG - 1e6   mega

G   - 1e9   giga

T   - 1e12  tera

Následuje popis syntaxe zadání jednotlivých prvků, které jsou knihovnou PraCAn podporovány. Parametry uzavřené do lomených závorek <>  jsou volitelné.

Každý prvek muí mít jedinečné jméno, přičemž první písmeno jeho secifikuje typ prvku (nerozlišují se malá a velká písmena). Prvek je tedy specifikován jménem a uzly mezi kterými je zapojen. Dále může být uvedena jeho hodnota. Pokud uvedena není figuruje místo ní ve výsledcích její jméno (identifikátor). Výsledeky jsou potom symbolické výrazy.

   

Obecný zápis:

RXXXXXX N1 N2 <VALUE>

N1  a N2  jsou uzly, ke kterým je rezistor připojen, a které udávají vypočtený (od N1  k N2 ). VALUE  je volitelný parametr udávající hodnotu resistoru v ohmech, který může být zadaný i symbolicky, nesmí však být nulový. Jestliže není zadaný, vezme se jako symbolická hodnota jméno prvku.

Příklady:

R1 1 2 1000

R2 2 0 Rload

Rx n1 0

Obecný zápis:

CXXXXXX N+ N- <VALUE <IC=VAL>>

N+  a N-  jsou uzly, ke kterým je kapacitor připojen, a které udávají vypočtený (od N+  k N- ). VALUE  je volitelný parametr udávající hodnotu kapacitoru ve faradech, který může být zadaný i symbolicky. Jestliže není zadaný, vezme se jako symbolická hodnota jméno prvku. Další volitelný parametr VAL  udává počáteční hodnotu napětí kapacitoru ve voltech. Jestliže není definovaný, uvažuje se počáteční napětí nulové.

Příklady:

C1 1 2 1u

C2 2 0

C3 3 0 1e-8 IC=10

Obecný zápis:

LXXXXXX N+ N- <VALUE <IC=VAL>>

N+  a N-  jsou uzly, ke kterým je induktor připojen, a které udávají vypočtený (od N+  k N- ). VALUE  je volitelný parametr udávající hodnotu induktoru v henri, který může být zadaný i symbolicky. Jestliže není zadaný, vezme se jako symbolická hodnota jméno prvku. Další volitelný parametr VAL  udává počáteční hodnotu proudu induktoru v ampérech. Jestliže není definovaný, uvažuje se počáteční proud nulový.

Příklady:

L1 1 2 1m

L2 2 0

L3 3 0 1e-2 IC=1m

Obecný zápis:

KXXXXXX LYXXXXX LZXXXXX <VALUE>

LYXXXXX  a LZXXXXX  jsou jména dvou vázaných induktorů. VALUE  je volitelný parametr udávající koeficient vazby, který může být zadaný i symbolicky. Jestliže není zadaný, vezme se jako symbolická hodnota jméno koeficientu ( KXXXXXX ). Použitím tzv. tečkové konvence je tečka na u prvního uzlu každé cívky.  

Příklady:

L1 1 2 1m

L2 2 0

K1 L1 L2 0.5

Obecný zápis:

VXXXXXXX N+ N- <<DC> DC_VALUE> <AC <ACMAG <ACPHASE>>> <SH/SHT> <TRAN_FUNC>

IXXXXXXX N+ N- <<DC> DC_VALUE> <AC <ACMAG <ACPHASE>>> <SH/SHT> <TRAN_FUNC>

VXXXXXXX  reprezentuje nezávislý zdroj napětí a IXXXXXXX  nezávislý zdroj proudu zapojené od kladné svorky N+  ke svorce záporné N- . Jestliže není udán žádný další parametr, je hodnota zdroje nulová pro všechny typy číselných analýz, jestliže je specifikovaná symbolická analýza, vezme se jako symbolická hodnota jméno zdroje. Ostatní parametry se vezmou v úvahu v případě číselné analýzy. Následuje jejich popis.

DC_VALUE  udává stejnosměrnou hodnotu. Parametr může být zadán numericky i symbolicky. Jestliže není zadán a je použito klížové slovo DC , vezme se jako hodnota jméno zdroje. Jestliže není zadáná stejnosměrná hodnota DC_VALUE  a není použito klížové slovo DC , vezme se pro DC analýzu jako stejnosměrná hodnota hodnota časové funkce TRAN_FUNC  v čase t = 0 .

ACMAG  udává amlitudu a ACPHASE  fázi budení pro střídavou (AC nebo TF) anaýzu. Tyto parametry můžou být opět zadány numericky či symbolicky. Jestliže je použité klíčové slovo AC  a hodnota ACMAG  není zadána, je jako hodnota amplitudy použito jméno zdoje. Jestliže není definována fáze ACPHASE , je uvažována nulová.

Použití klíčových slov SH  a SHT  má vliv na časový průběh zdroje, který je v případě analýzy spínaných obvodů modifikován obvodem Sample&Hold (S&H). Pokud je použito klíčové slovo SH , je signál vzorkován a držen konstantní v každé fázi, při použití SHT  je signál držen přez celou spínací periodu. Pro analýzu spojitě pracujících obvodů jsou tyto klíčová slova bezvýznamná. Tímto klíčovým slovem se měmí parametr "excitation" zdroje, viz. dále. Pokud není klíčové slovo zadáno je hodnota tohoto parametru 0, pro SH  je rovna 1 a pro SH  je 2. Použití je uvedeno dále na příkladě analýzy obvodu se spínanými kapacitory.

Parametr TRAN_FUNC  udává časový průběh zdroje pro tranzientní analýzu. Je možné zadat pět definovaných průběhů: pulse (PULSE), exponential (EXP), sinusoidal (SIN), piece-wise linear (PWL), and single-frequency FM (SFFM). Uvedené funkce mají své vlastní parametry, které jsou popsány níže.

Příklady:

V1 1 2

V2 1 0 1

I1 0 1 DC 1 AC 1

Obecný zápis:

SIN(VO VA <FREQ <TD <THETA>>>)

kde VO  je stejnosměrný posun, VA  je amplituda ve voltech či ampérech (podle typu zdroje) a FREQ  je kmitočet v herceh. Tyto hodnoty mohou být číselné nebo symbolické, přičmž frekbence musi být větší než nenula. Jestliže kmitotočet není definovaný, je použita proměnná freq_variable , která obvykle nastavena na symbol f . TD  udává zpoždění v sekundách (standardně 0) a THETA  faktor tlumení v 1/s (standardně 0). Níže je uvedena kompletní funkce popisující časový průběh signálu zdroje.

f(t) = VO+VA*sin(2*Pi*FREQ*(t-TD))*exp(-THETA*(t-TD))   pro t > TD

f(t) = VO                                                                                        v ostatních případech

Příklady:

V1 1 0 SIN 0 1 1000

Obecný zápis:

Příklady:

Lineární řízené zdroje

PraSCAn disponuje všemi druhy lineárních řízených zdrojů, které lze popsat následujícími rovnicemi.
 i = G*u ,    v = E*v ,    i = F*i ,    v = H*i ,                                    

kde where G , E , F  a H  jsou konstanty reprezentující transkondultanci, napěťové a proudové zesílení a transrezistanci.

Obecný zápis:

EXXXXXX N+ N- NC+ NC- <GAIN>

N+  a N-  je záporný a kladný uzel vlastního zdroje, NC+  a NC-  definují řídící napětí. GAIN  je napěťové zesílení, které může býr zadáno jak numericky, tak symbolicky. Pokud tento parametr není zadán, vezme se jako zesílení jméno zdroje.

Příklady:

E1 2 0 3 4 5

Zadání lze učinit dvěma způsoby, podle nastavení vnitřní proměnné SpiceControlledSources.  

Obecný zápis:

FXXXXXX N+ N- VNAM <GAIN>                            pro  SpiceControlledSources=true:

FXXXXXX N+ N- NC+ NC- <GAIN>                    pro  SpiceControlledSources=false:

N+  a N-  je záporný a kladný uzel vlastního zdroje (proud teče od kladné k záporné svorce), VNAM  je jméno napěťového zdroje, přes který teče řídící proud (od kladné k záporné svorce). Ten může být také specifikován proudem zkratem mezi uzly NC+  a NC-  (od kladné svorky k zýporné). Jejich zkratování zajištěno při výpočtu. GAIN  je proudové zesílení, které může býr zadáno jak numericky, tak symbolicky. Pokud tento parametr není zadán, vezme se jako zesílení jméno zdroje.

Příklady:

F1 2 0 3 0 10

F2 4 0 V3 10

Obecný zápis:

GXXXXXX N+ N- NC+ NC- <VALUE>

N+  a N-  je záporný a kladný uzel vlastního zdroje (proud teče od kladné k záporné svorce), NC+  a NC-  definují řídící napětí. VALUE  je převodní vodivost (transkonduktance) zdroje v simensech, která může býr zadána jak numericky, tak symbolicky. Pokud tento parametr není zadán, vezme se jako transkonduktance jméno zdroje.

Příklady:

G1 2 0 3 0 1m

Zadání lze učinit dvěma způsoby, podle nastavení vnitřní proměnné SpiceControlledSources.  

Obecný zápis:

HXXXXXX N+ N- VNAM <VALUE>                            pro  SpiceControlledSources=true:

HXXXXXX N+ N- NC+ NC- <VALUE>                    pro  SpiceControlledSources=false:

N+  a N-  je záporný a kladný uzel vlastního zdroje, VNAM  je jméno napěťového zdroje, přes který teče řídící proud (od kladné k záporné svorce). Ten může být také specifikován proudem zkratem mezi uzly NC+  a NC-  (od kladné svorky k zýporné). Jejich zkratování zajištěno při výpočtu. VALUE  je převodní resistance (transrezistance) zdroje v ohmech, která může býr zadána jak numericky, tak symbolicky. Pokud tento parametr není zadán, vezme se jako transrezistance jméno zdroje.

Příklady:

H1 2 0 3 0 100

H2 4 0 V3 10 0

Obecný zápis:

BXXXXXXX N+ N- <I=EXPR> <V=EXPR>

BXXXXXXX  reprezentuje řízený či nezávislý zdroj mezi kladnou N+  a zápornou N-  svorkou, jehož charakter se řídí identifikátorem - I  pro proudový zdroj a V  pro zdroj napěťový. Parametr určuje hodnotu zdroje (v ampérech nebo voltech) a to konstantou nebo funkcí, jejichž vyjádření může být jak číselné, tak numerické. Pro funkci lze používat všechny funkce systému Maple. Zdroj je využitelný pro DC a TRAN analýzu. Prozatím lze zadat pouze lineární funkci a nelze použit proměnných obvodů (např. v("2")), tj. pro DC analýzu lze zadat pouze konstantu vyjadřenou symbolicky nebo číselně, pro TRAN analýzu lze použít časovou funkci v proměnné t .

Příklady:

B1 2 0 I=5m

B2 2 4 I=2*sin(100*t + phi)

 

Obecný zápis:

AXXXXXX NO1 NO2 NI1 NI2

NO1  a NO2  jsou výstupní uzly (norátoru) a NI1  a NI2  jsou vstupní uzly (nulátoru) ideálního operačního zesilovače. Ten je modelován nulorovou dvojicí, tj. jako řízený zdroj s nekonečným zesílením. Z tohoto důvodu není nutné rozlišovat zápornou a kladnou svorků jednotlivých uzlů. Zesilovač s konečným zesílením je možné modelovat pomocí rízených zdrojů, v tomto případě napětím řízeným zrojem napětí ( Exxxx ).

Příklady:

A1 0 2 3 0

Obecný zápis:

SXXXXXX N1 N2 PHASE <ARG4 <ARG5>>

N1  a N2  jsou uzly, které se mají periodicky spínat ve fázi PHASE , která je vyjádřena přirozeným číslem větším než jedna. Takto zadaný spínač má nulový odpor v sepnutém a nekonečný v rozepnutém stavu. Argumenty ARG4  a ARG5  mohou být použity (pro kompatibilitu s netlistem programu SPICE), jinak nemají žádný význam. Tento prvek může být použit pouze ve spínaných (diskrétně pracujících) obvodech.

Příklady:

S1 1 2 1

S2 2 0 2

.INCLUDE Line

Podobvod