EDA365电子论坛网

标题: 串行模数转换器PSpice仿真分析 [打印本页]
作者: MrL1    时间: 2021-5-28 11:02
标题: 串行模数转换器PSpice仿真分析

2 m7 L/ d' K" i8 H
, D( B, p# c1 E' ~% l7 b
- ~( q( V. A$ G8 b; ]
在PSpice的仿真中，经常需要使用模数转换，往常，一般忽略模数转换部分，只对其它部分进行仿真。其实，在pspice中，也提供了模数转换模型库，可以在电路中对AD/DA转换进行仿真。
在PSpice提供的仿真库中，有一个dataconv库，里面就包含了AD/DA模型。其位置位于“安装路径”\SPB_17.4\tools\capture\library\pspice下。
这里，我们重点介绍其中的ADCSER器件。ADCSER是指串行输出的模数转换器，紧接着ADCSER后面的数字，是串行数据的位数，如ADCSER2是指2位的串行输出模数转换器，ADCSER24是指24位的串行输出模数转换器。位数越多，转换的精度就越高。  t# U6 d& H9 r$ F) [
. p2 y1 x+ q. @) y
  B7 p0 v( P0 G" |. y0 r
首先，我们对4位串行输出模数转换器进行仿真。  H" y9 F* L+ M' @' D) x+ i, A
在Capture中创建pspice仿真项目——ADC_DEMO.opj，原理图如下：
    选中模数转换器，点击鼠标右键，选择Desend Hierarchy，可以进入查看AD转换器的内部模型。
9 N& q1 t) J) V
从内部原理图中，不难看出，PSpice中提供的ADCSER，是把模拟数据先转换成并行的数字数据，再用D寄存器串行输出。
其中：
. f3 e5 i$ c4 A- d

, m% b/ E; E) J8 y
AIN – Analog Input, 0 to 5V unipolar（0-5V的模拟输入信号）
VREF - Reference voltage output, -5.25V（参考电压，输出）
DATA - Serial Data Output（串行数据输出）
CLOCK - Clock input（时钟信号输入，要求小于5Meg，大于178.571K）
CONVST/EOC* - Conversion Start Input; End-of-Conversion output（使能信号——开始转换，转换结束）3 j7 b, X9 |" X) |) z. w6 f

' d# _7 b5 D& f; V4 M
在这个实验中，我们把CLK信号定义为1Meg，Ain采用直流信号输入，CONVST/EOC——使用脉冲信号，周期为50us。
' f7 d& P, D  V9 k  m! k
创建仿真分析文件，进行时域仿真：
仿真时间定为0.3ms，启动仿真。此时capture弹出一个错误窗口，根据提示，查看session log。
错误提示窗口
Session Log窗口
其中有个error：ERROR(ORNET-1019): Pin PWR in template not found on U1.U11，意思是U1.U11的template中管脚PWR错误。进入U1 的Desend Hierarchy，找到U11，如图所示，没有看到名为PWR的Pin，猜测PWR应该是电源管脚，进一步双击U11，进入原件属性，把Power Pins Visible选中，使得元器件的电源管脚显示出来，发现U11的电源pin是VCC和GND。
5 ]+ M, }$ p. b" v+ F
再次进入U11的属性，找到PspiceTemplate，其内容如下：
X^@REFDES %MODE %CLK1 %CLK2 %SER %A %B %C %D %QA %QB %QC %QD %PWR %GND @MODEL PARAMS:\n+ IO_LEVEL=@IO_LEVEL MNTYMXDLY=@MNTYMXDLY \n+ CLKHI=@CKHI CLKLO=@CKLO CLKMAX=@CKMAX CLKMIN=@CKMIN CKDPDMIN=@CKDMIN CKDPDMAX=@CKDMAX
其中，“%”开头的是管脚的名称，其中有%PWR，而原理图中的U11没有PWR管脚，而是VCC管脚。（猜测：这是Cadence直接从早期pspice导入的模型，导致出现偏差）。
修正方法：直接把“%PWR”修改为“%VCC”，然后保存。再次启动仿真。
查看U1.U12的DB0~DB3的并行转换结果，与DATA的输出，图形如下：
可以看出，开始转换控制信号送给AD后，AD开始转换并串行输出。! R" X( J, W8 @
对波形进行放大，可以得出以下结论：+ u% X& Q+ d# k0 p
1、 模数转换的串行DATA输出，是从高位到低位，串行输出的；2、 每个时钟周期输出1位；
- k- G0 Q- i) X% h4 l/ o# R3、从使能信号有效后的第二个时钟周期开始串行输出。
3 X1 v5 B* s" K' ?* e; C0 W# O
作者: Jame33    时间: 2021-5-28 11:23
串行模数转换器PSpice仿真分析
* \3 ^3 }+ u7 ~+ }
作者: Memory00    时间: 2021-5-28 13:40
模数转换的串行DATA输出，是从高位到低位，串行输出的
+ z. C0 z# ]( |9 S/ a
作者: 理论的    时间: 2021-5-28 14:29
很详细哦，真心不错



欢迎光临 EDA365电子论坛网 (https://bbs.eda365.com/) Powered by Discuz! X3.2