Simulace kombinovaného režimu

Spice - Společná simulace HDL - MCU

Simulace kombinovaného režimu

Spice - Společná simulace HDL - MCU

Jump to TINA Main Page & General Information 

Verze TINA 8 a vyšší zahrnují nový výkonný simulační engine se smíšeným režimem. Je založen na XSPICE algoritmus smíšeného režimu, rozšířený o komponenty MCU a VHDL. Ve vašich obvodech můžete volně kombinovat libovolné analogové nebo digitální komponenty TINA, včetně mikrokontrolérů (MCU) a maker s Spice nebo obsah VHDL. Tyto komponenty můžete modifikovat za běhu spolu s kódem v MCU. TINA bude analyzovat analogové části v analogové, digitální části v digitální podobě a automaticky vytvoří rozhraní mezi komponenty. To zajišťuje synchronizaci a rychlou konvergenci.

Prozkoumejme některá použití tohoto režimu prostřednictvím několika příkladů.

Generování křivek pomocí VHDL a Spice obvody

Následující obvod generuje analogový sinusový nebo pilový signál v závislosti na stavu levého spínače SW-MODE.

Simulace smíšeného režimu, obraz 1

Pole Digitální vlny na levé straně obvodu obsahuje kód VHDL s vyhledávací tabulkou (Sine_LUT ) pro sinusovou vlnu a čítač pro pílový signál.

Podstatná část kódu VHDL je:

 process(Reset, Clk) 
   begin 
        if (Reset = ‘1’) then 
               Wave <= (others => ‘0’); 
               LUT_index <= 0; 
   elsif rising_edge(Clk) then 
   if (Enable = ‘0’) then 
     Wave <= (others => ‘0’); 
   elsif (Sel = ‘0’) then 
     Wave <= Sine_LUT(LUT_index); 
       else 
         Wave <= conv_std_logic_vector(LUT_index,5); 
       end if;
       if (LUT_index = LUT_index_max) then 
         LUT_index <= 0; 
       else 
         LUT_index <= LUT_index + 1; 
       end if;
   end if; 
   end process; 
   d0 <= Wave(0); d1 <= Wave(1); d2 <= Wave(2); d3 <= Wave(3); d4 <= Wave(4);

Digitální výstup čítače je převeden na analogový signál v 5 bitovém DA konvertoru TINA zobrazeném uprostřed obvodu.

Výstup sinusové vlny DAC musí být vyčištěn dolním filtrem. Použijeme Spice model operační zesilovače TL081 v konfiguraci Sallen a Key low pass. V dialogu vlastností stiskněte tlačítko Zadat makro a TINA otevře makro. Můžete zkontrolovat a v případě potřeby upravit Spice kód uvnitř makra.

Zde jsou konečné průběhy celého obvodu, včetně pěti průběhů výstupních vln. SW_MODE je ve stavu High a vybírá signál pilového zubu.

Změníme-li přepínač SW-MODE na Low a znovu spustíme analýzu Transient, jsou průběhy vln:

Chcete-li zobrazit efekt analogového filtru, odstraňte křivky d0 z d4 z diagramu klepnutím na křivky a stisknutím klávesy Del.

MCU řízený obvod SMPS

Simulátor smíšeného režimu TINA umožňuje nejen MCU, ale také lineární nebo nelineární části v knihovnách TINA. Jako příklad, pojďme studovat následující okruh, který realizuje DC-DC konvertor, převádí 5V DC na 13V DC a pracuje v režimu boost.

Níže uvedené průběhy ukazují, jak analogové části a MCU komunikují v TINA.

Příklad smíšeného obvodu sestávající z jednoduchých analogových a digitálních komponent