在本文中，我們將通過描述其他類型的發(fā)生器來結(jié)束本文，這些發(fā)生器的功能更加多樣、功能更加強大。
PWL 文件
如果設(shè)計人員需要特別復(fù)雜的波形或包含設(shè)備記錄的樣本的信號，則可以使用“PWL 文件”。它可以描述任何類型的信號，因為其描述性樣本存儲在文本文件中。要將信號數(shù)據(jù)導(dǎo)入 QSPICE，您需要將文本文件附加為 PWL 函數(shù)。PWL 文件必須包含表示時間和值數(shù)據(jù)對的二維點列表，以逗號分隔，不包含標(biāo)題信息。這種類型的生成器根據(jù)文本文件中定義的點之間的直線段繪制信號。通常，為了獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果表示，建議增加用于描述結(jié)果的點數(shù)。這是因為點數(shù)越多，包含的細(xì)節(jié)就越多，從而提高了表示的清晰度和質(zhì)量。示例數(shù)據(jù)文件如下：
0.01 , 518.37
0.02,510.53
0.03,514.40
0.04,511.22
0.05,506.37
0.06,504.43
0.07,502.53
0.08,505.50
0.09,507.89
0.10,508.81
0.11,502.77
0.12,511.68
0.13,512.51
0.14,514.44
0.15,513.56
0.16,517.69
第一列表示時間，以秒為單位，而第二列表示電壓值，以伏為單位。要將文本文件作為 PWL 函數(shù)添加到電壓或電流源，您可以在組件中寫入以下 SPICE 屬性：
PWL FILE=”samples.txt”
以下示例(圖 1)顯示了特殊傳感器記錄的地震軌跡。發(fā)生器顯示真實的地震軌跡，持續(xù)時間約為 264 秒。還顯示了要使用的電氣圖，其中包括 PWL 發(fā)生器和假負(fù)載電阻。信號取自“信號”節(jié)點。包含樣本的文本文件為“samples.txt”，具有以下特征：
· 它在大容量內(nèi)存上僅占用 49 千字節(jié)。
· 它由3000多個樣本組成。
· 其時間分辨率為70毫秒。
它不是一個特別大的文件，由平均數(shù)量的記錄組成，軟件可以很好地管理它。
圖 1：使用“PWL 文件”類型生成器，可以生成存儲在文本文件中的任何信號
通過后續(xù)操作(我們將在下一篇文章中進(jìn)一步探討)，可以分析信號的 FFT，以探索和研究傳感器的性能和響應(yīng)。例如，圖 2 顯示了先前記錄的地震信號的 FFT，非常清楚地突出了地震擺的特性。特別要注意信號的以下特征：
· 在此示例中，地震傳感器的自然基頻為 1 Hz，振幅為 14 dB。
· 圖表突出顯示了 3 Hz 處的重要第三諧波，這是完全正常的。
剛剛檢查的快速傅立葉變換 (FFT) 是根據(jù)傳感器記錄的總共 264 秒的軌跡計算得出的。該圖包括活動信號間隔(信號隨時間變化)和安靜信號間隔(信號恒定)。檢查信號的 FFT 的可能性是一項非常重要的操作，但是，我們將在未來的文章中討論。
圖 2：地震信號的 FFT
密集使用 PWL 文件
完全有理由問這種類型的生成器是否也能處理大數(shù)據(jù)。下一個示例使用一個更大的 PWL 文件，其中包含大約 4 天間隔內(nèi)環(huán)境溫度的趨勢。包含樣本的文本文件是“temperatures.txt”，具有以下特征：
· Mass memory occupation of approximately 9 MB.
· It is made up of more than 379,512 samples.
· Its time resolution is 1 s.
· The recording duration is approximately 4 days.
這是一個非常大的文件，測試的目的是觀察軟件的性能。文件前十行的表示如下，其中包含秒數(shù)(第一列)和溫度(第二列)：
1.000000 , 34.358040
2.000000 , 34.338650
3.000000 , 34.365350
4.000000 , 34.380930
5.000000 , 34.366310
6.000000 , 34.409220
7.000000 , 34.400480
8.000000 , 34.298600
9.000000 , 34.386330
10.000000 , 34.364720
電氣圖與上一個測試相同。運行模擬并顯示“信號”節(jié)點上的電壓將生成圖 3 中的圖形。盡管生成器將結(jié)果顯示為電壓，但存檔中記錄的數(shù)據(jù)實際上是溫度測量值。設(shè)計人員必須始終考慮到這一事實。正如您所理解的，PWL 文件是一種非常強大的工具，可用于模擬各種波形。與預(yù)定義波形相比，它們具有多種優(yōu)勢，使其適用于各種應(yīng)用。它們允許以任意精度定義波形，從而允許模擬無法用預(yù)定義波形表示或用數(shù)學(xué)方程描述的真實波形。它們還可用于模擬和分析音頻信號，或者一般來說，時間域中的任何類型的現(xiàn)有信號。
圖 3：四天溫度記錄圖
QSPICE 僅用 3-4 秒就快速流暢地完成了模擬。結(jié)果和圖表立即顯示在 PC 顯示器上，沒有任何延遲?？紤]到模擬涉及超過 380,000 條記錄，這個結(jié)果令人驚訝。管理如此大量的數(shù)據(jù)并非易事，需要使用復(fù)雜的算法來快速響應(yīng)用戶請求。
數(shù)學(xué)函數(shù)
在電壓和電流發(fā)生器中，可以實現(xiàn)一些自動數(shù)學(xué)函數(shù)來獲得有用的輸出波形(參見圖 4 中的相關(guān)圖表)。其中一些功能如下所列：
· 單頻調(diào)頻電壓源。
· 高斯脈沖電壓源。
· 分段線性調(diào)頻源。
第一個功能的語法如下：
SFFM(Voff Vamp Fcar MDI Fsig)
在哪里：
· Voff 是以伏特表示的直流偏移。
· Vamp 是以伏特表示的振幅。
· Fcar 是載波頻率，以 Hz 表示。
· MDI 是調(diào)制指數(shù)。
· Fsig 是以 Hz 表示的信號頻率。
第二個功能的語法如下：
GAUSS(Td Amp Sigma [Period])
在哪里：
· Td 是以秒為單位表示的時間延遲。
· Amp 是以伏特表示的振幅。
· Sigma 是以秒表示的標(biāo)準(zhǔn)差。
· 周期是可選的重復(fù)周期，以秒為單位。
第三個功能的語法如下：
CHIRP(AMP T1 FREQ1 T2 FREQ2 […]) [LOG] [XTRAP]
對于 T1 之前的時間，電壓是幅度為 AMP、頻率為 FREQ1 的正弦波;對于 T1 和 T2 之間的時間，頻率在 FREQ1 和 FREQ2 之間線性變化?？梢越o出任意數(shù)量的時頻點。對于最后一個時間之后的時間，頻率為最后一個頻率。
圖 4：一些數(shù)學(xué)函數(shù)允許生成特殊波形
結(jié)論
在本期 QSPICE 課程中，我們總結(jié)了電壓和電流發(fā)生器的回顧，其中一些對設(shè)計人員來說非常有用且復(fù)雜。因此，他們擁有強大的工具來生成任何電信號，因此不太可能找不到正確的解決方案。這些信號生成方法有助于創(chuàng)建先進(jìn)的電子電路并優(yōu)化系統(tǒng)性能。電壓和電流發(fā)生器是設(shè)計人員必不可少的工具，使他們能夠生成任何電信號，從簡單波形到復(fù)雜波形。電壓和電流發(fā)生器可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，例如生成的信號類型、波形和最終結(jié)果的精度。許多電路通常需要特定的輸入信號，它只能使用適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏髟磥懋a(chǎn)生。
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