Hybridná simulácia obvodu 555

Príklad demonštruje princíp hybridnej simulácie elektrického obvodu.

Simulácia

ngspice umožňuje s voliteľným rozšírením XSpice simulovať spoločne v jednom zapojení klasické elektronické obvody, logické číslicové obvody a blokové komponenty. Význam takéhoto druhu simulácie vynikne najmä v súčasnej dobe, kedy máme k dispozícii na čipoch moderných procesorov funkčné analógové a číslicové bloky, ktoré môžeme vzájomne kombinovať. Pre ukážku hybridnej simulácie sme zvolili populárny obvod 555, ktorý je klasickými postupmi len problematicky simulovateľný. Obvod pozostáva z analogovej časti - komparátorov, číslicovej časti - RS klopného obvodu a obvodu vybíjania časovacieho kondenzátora.

Jednotlivé komponenty makromodelu sú v gschem inviduálne konfigurovateľné pomocou zmeny hodnôt atribútov komponentu. Dvojitým kliknutím na komponent sa otvorí okno s atribútmi, zvolený atribút aktivujete pravým tlačítkom a potvrdením 'Promote'.

Pri komparátoroch tvorených rozdielovým obvodom A2 (A4) a hysterézou A3 (A7) sú nastavené parametre preklápania komparátora, pri väzbových A/D A5 (A7) komponentoch ich rýchlosť, pri D/A komponentoch A10 (A12) parametre konvertovaného digitálneho signálu. Obvod vybíjania časovacieho kondenzátora je možné simulovať pomocou klasického bipolárneho tranzistora, jednoduchšie je nahradiť tranzistor analógovým spínačom, pri ktorom môžeme definovať veľkosť odporu v zopnutom resp. rozopnutom stave.

Základný makromodel je doplnený komponentami R₁, R₂, C₁, ktoré tvoria základné zapojenie obvodu 555 ako generátora.

Výsledky

Transient simulácia hybridných zapojení vyžaduje exaktné definovanie počiatočných podmienok, preto je pre komdenzátor definované počiatočná hodnota napätia.

Výsledkom simulácie generátora s obvodom 555 je priebeh napätia na výstupe, pracovnom kondenzátore a vybíjacom obvode.

Súbory a prílohy

Source	Docs	Result
0550_model_555.sch	0550_model_555.pdf	0550_model_555_1.png

Odkazy a literatúra

• Wikipedia - 555 Timer IC
• Data sheet TLC555, Texas Instruments