HSPICE-Assignment2.pdf

‫ﻫﻮ اﻟﻌﻠﻴﻢ‬
‫ﻣﺪارﻫﺎي اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ )‪(40121‬‬
‫ﻣﺪرس‪ :‬دﻛﺘﺮ ﺟﻠﻴﻠﻲ‬
‫ﺗﻤﺮﻳﻦ ﺳﺮي دوم‬
‫ﺑﻬﺎر‪91‬‬
‫داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮ‬
‫ﺗﻮﺿﻴﺤﺎت‪:‬‬
‫• ﺑﺮاي اﻳﻦ ﺗﻤﺮﻳﻦ‪ ،‬ﺑﺎﻳﺪ ﺷﺶ ﻓﺎﻳﻞ ‪ .sp‬و ﭼﻬﺎر ﻋﻜﺲ ﺑﻔﺮﺳﺘﻴﺪ‪ .‬ﻫﻢﭼﻨﻴﻦ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻋﺪديِ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه را‬
‫)ﻛﻪ در ﺳﻮالﻫﺎ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه اﺳﺖ( در ﻳﻚ ﻓﺎﻳﻞ ﺑﺎ ﻓﺮﻣﺖ ‪ .docx‬ﻧﻮﺷﺘﻪ و ﻫﻤﺮاه ﻛﺪﻫﺎي ﺧﻮد ﺑﻔﺮﺳﺘﻴﺪ‪.‬‬
‫• ﻓﺎﻳﻞ ﻫﺎي ﺧﻮاﺳﺘﻪ ﺷﺪه را در ﭘﻮﺷﻪاي ﺑﺎ ﻧﺎم ‪ Assignment#2_stdID‬ﻛﻪ در آن‪ stdID ،‬ﺷﻤﺎره‬
‫داﻧﺸﺠﻮﻳﻲ ﺷﻤﺎﺳﺖ ﻗﺮار داده؛ آن را ﺑﻪ ‪ [email protected]‬ﺑﻔﺮﺳﺘﻴﺪ‪ .‬ﻋﻨﻮان اﻳﻤﻴﻞ ﺧﻮد را‬
‫ﻧﻴﺰ ‪ Assignment#2_stdID‬ﻗﺮار دﻫﻴﺪ‪.‬‬
‫• ﻣﻬﻠﺖ ارﺳﺎل ﺗﻤﺮﻳﻦ‪ ،‬ﺳﺎﻋﺖ ‪ 23:59‬روز ‪ 28‬اردﻳﺒﻬﺸﺖ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬
‫• ﺑﻪ ازاي ﺗﺎﺧﻴﺮ در ارﺳﺎل ﺗﻤﺮﻳﻦ‪ ،‬درﺻﺪي از ﻧﻤﺮه ﺑﻪ اﻳﻦ ﺻﻮرت ﻛﺎﺳﺘﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ‪ 1 :‬روز ﺗﺎﺧﻴﺮ ‪2 ، ٪10‬‬
‫روز ‪ 3 ، ٪20‬روز ‪ ٪30‬و ‪ 4‬روز ‪ ٪60‬ﻛﺎﻫﺶ؛ ﭘﺲ از آن ﻧﻤﺮه ﺻﻔﺮ ﻣﻨﻈﻮر ﻣﻲﮔﺮدد‪.‬‬
‫• ﺗﻤﺮﻳﻦ ﻫﺎ ﺗﺤﻮﻳﻞ ﺣﻀﻮري ﺧﻮاﻫﻨﺪ داﺷﺖ‪.‬‬
‫• اﮔﺮ در ﻣﻮرد ﺗﻤﺮﻳﻦ‪1‬و‪ 2‬ﺳﻮاﻟﻲ داﺷﺘﻴﺪ‪ ،‬ﺑﻪ ‪ [email protected]‬اﻳﻤﻴﻞ ﺑﺰﻧﻴﺪ‪.‬‬
‫• اﮔﺮ در ﻣﻮرد ﺗﻤﺮﻳﻦ ‪3‬و‪ 4‬ﺳﻮاﻟﻲ داﺷﺘﻴﺪ‪ ،‬ﺑﻪ ‪ [email protected]‬اﻳﻤﻴﻞ ﺑﺰﻧﻴﺪ‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫ﻣﺪارﻫﺎي اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ )‪(40121‬‬
‫ﻣﺪرس‪ :‬دﻛﺘﺮ ﺟﻠﻴﻠﻲ‬
‫ﺑﻬﺎر‪91‬‬
‫ﺗﻤﺮﻳﻦ ﺳﺮي دوم‬
‫داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮ‬
‫‪ -1‬ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده ازدﺳﺘﻮرات ‪ HSPICE‬ﻣﻌﺎدل ﺗﻮﻧﻦ دو ﺳﺮ ﻧﻘﺎط ‪ A‬و ‪ B‬را ﺑﺪﺳﺖ آورﻳﺪ‪ .‬ﻣﻘﺪار ﻣﻘﺎوﻣﺖ و وﻟﺘﺎژ ﺗﻮﻧﻦ را‬
‫در ﻓﺎﻳﻞ ذﻛﺮ ﻛﻨﻴﺪ‪.‬‬
‫ﺗﻮﺿﻴﺢ‪ :‬ﺑﺮاي اﻳﻦ ﺳﻮال‪ ،‬ﻳﻚ ﻓﺎﻳﻞ ﺑﺎ ﻧﺎم ‪ prob1.sp‬ﺑﻔﺮﺳﺘﻴﺪ‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫ﻣﺪارﻫﺎي اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ )‪(40121‬‬
‫ﻣﺪرس‪ :‬دﻛﺘﺮ ﺟﻠﻴﻠﻲ‬
‫ﺗﻤﺮﻳﻦ ﺳﺮي دوم‬
‫ﺑﻬﺎر‪91‬‬
‫داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮ‬
‫‪ -2‬در اﻳﻦ ﺗﻤﺮﻳﻦ ﺑﺎ ﻳﻚ ﻣﺪار ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮدار و ﻧﮕﻪ دارﻧﺪه )‪ (Sample and Hold‬و ﻧﺤﻮهي اﺳﺘﻔﺎده از آن ﺑﻪ ﻋﻨﻮان‬
‫ﺗﻀﻤﻴﻦِ ورودي ﻳﻚ ﻣﺪار آﺷﻨﺎ ﻣﻲﺷﻮﻳﻢ‪.‬‬
‫ﻫﻨﮕﺎﻣﻲ ﻛﻪ ورودي ﻳﻚ ﻣﺪار ﺑﺨﻮاﻫﺪ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻛﻨﺪ‪ ،‬ﻣﺪت زﻣﺎﻧﻲ اﺣﺘﻴﺎج دارد ﺗﺎ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار اﺻﻠﻲ و ﻧﻬﺎﻳﻲ ﺧﻮد ﺑﺮﺳﺪ‪.‬‬
‫در ﻃﻲِ اﻳﻦ زﻣﺎن ﺧﺮوﺟﻲ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﺎﺧﻮاﺳﺘﻪ و ﻏﻠﻂ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﻛﺮد‪ .‬ﺑﺎ ﻛﻤﻚ ﻣﺪار ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮدار و ﻧﮕﻪ دارﻧﺪه‪،‬‬
‫در ﻫﻨﮕﺎم ﺗﻐﻴﻴﺮ ورودي‪ ،‬ﺧﺮوﺟﻲ ﻣﻘﺪارِ ﺧﻮد را ﻧﮕﻪ ﻣﻲدارد و ﭘﺲ از ﺛُﺒﺎت‪ ‬ورودي‪ ،‬ﺧﺮوﺟﻲ ﺑﺮاﺳﺎس ورودي ﺑﻪ‪-‬‬
‫روزرﺳﺎﻧﻲ ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬
‫وﻗﺘﻲ ﻣﺪار در ﺣﺎﻟﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮداري ﺑﺎﺷﺪ‪ ،‬وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ وﻟﺘﺎژ ورودي را ﺗﻌﻘﻴﺐ ﻣﻲﻛﻨﺪ؛ و ﻫﻨﮕﺎﻣﻲ ﻛﻪ ﻣﺪار در‬
‫ﺣﺎﻟﺖ ﻧﮕﻬﺪاري ﺑﺎﺷﺪ‪ ،‬وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ ﻣﻘﺪارِ ﺧﻮد را ﺣﻔﻆ ﻣﻲﻛﻨﺪ)ﺑﻪ ﻛﻤﻚ ﻳﻚ ﺧﺎزن(‪.‬‬
‫‪ (1-2‬اﻳﻦ ﻣﺪار را ﺑﻪ ﻛﻤﻚ ‪ HSPICE‬ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎزي ﻛﻨﻴﺪ‪ .‬ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺧﺎزن ‪ Chold‬ﺑﺮاﺑﺮ‬
‫‪1‬‬
‫ﻧﺎﻧﻮﻓﺎراد اﺳﺖ‪ .‬ﺑﺮاي ﭘﻴﺎده‬
‫ﺳﺎزيِ دو ﺳﻮﻳﻴﭻِ ‪ Ssample‬و ‪ Sclear‬در ﻣﺪار )ﻛﻪ ﺑﺎ وﻟﺘﺎژ ﻛﻨﺘﺮل ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ(‪ ،‬از ﻓﺮﻣﺖ زﻳﺮ اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ‪:‬‬
‫‪0v,10meg 5v,1m‬‬
‫‪SwitchInputN-‬‬
‫‪SwitchInputN+‬‬
‫)‪PWL(1‬‬
‫‪VCR‬‬
‫‪N-‬‬
‫‪N+‬‬
‫‪Gswitchname‬‬
‫‪ PULSE‬زﻳﺮ را ﺑﻪ ﻋﻨﻮانِ ورودي )‪ (Signal In‬ﺑﻪ ﻣﺪار ﺑﺪﻫﻴﺪ‪ ،‬و از ﻧﻤﻮدار ﺧﺮوﺟﻲ )‪ (Output‬در ﺑﺎزهي زﻣﺎﻧﻲ ﻣﻨﺎﺳﺐ‬
‫‪ snapshot‬ﺗﻬﻴﻪ ﻛﻨﻴﺪ‪.‬‬
‫)‪PULSE (0V 8V 0US 0.2US 0.2US 4US 8US‬‬
‫‪3‬‬
‫ﻣﺪارﻫﺎي اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ )‪(40121‬‬
‫ﻣﺪرس‪ :‬دﻛﺘﺮ ﺟﻠﻴﻠﻲ‬
‫ﺗﻤﺮﻳﻦ ﺳﺮي دوم‬
‫ﺑﻬﺎر‪91‬‬
‫داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮ‬
‫‪ (2-2‬ﻣﺪار اﻧﺘﮕﺮالﮔﻴﺮ زﻳﺮ را در ‪ HSPICE‬ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎزي ﻛﻨﻴﺪ‪.‬‬
‫ﺧﺮوﺟﻲ ﻣﺪار‬
‫‪Sample and Hold‬‬
‫را ﺑﻪ ورودي ﻣﺪار اﻧﺘﮕﺮال ﮔﻴﺮ ﺑﺪﻫﻴﺪ و از ﺧﺮوﺟﻲ )‪ (Vout‬در ﺑﺎزهي زﻣﺎﻧﻲ‬
‫ﻣﻨﺎﺳﺐ ‪ snapshot‬ﺗﻬﻴﻪ ﻛﺮده ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﻛﺪ ﺧﻮد ﺑﻔﺮﺳﺘﻴﺪ‪.‬‬
‫)ﺗﻮﺟﻪ‪ :‬اﺳﺘﻔﺎده از ‪ .SUBCKT‬ﺑﺮاي ﻫﺮدو ﻗﺴﻤﺖ اﻟﺰاﻣﻲ اﺳﺖ‪ ،‬ﺑﻪ ﻃﻮري ﻛﻪ در ﻗﺴﻤﺖ دوم از زﻳﺮﻣﺪار ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ‬
‫ﻗﺴﻤﺖ اول ﺑﺎﻳﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ(‪.‬‬
‫ﺗﻮﺿﻴﺢ‪ :‬ﺑﺮاي اﻳﻦ ﺳﻮال‪ ،‬دو ﻓﺎﻳﻞ ﺑﺎ ﻧﺎم ﻫﺎي ‪ prob2-1.sp‬و ‪ prob2-2.sp‬و دو ﻋﻜﺲ ﺑﺎ ﻧﺎم ﻫﺎي‬
‫و‪ prob2-2.jpg‬ﺑﻔﺮﺳﺘﻴﺪ‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫‪prob2-1.jpg‬‬
‫ﻣﺪارﻫﺎي اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ )‪(40121‬‬
‫ﻣﺪرس‪ :‬دﻛﺘﺮ ﺟﻠﻴﻠﻲ‬
‫ﺗﻤﺮﻳﻦ ﺳﺮي دوم‬
‫ﺑﻬﺎر‪91‬‬
‫داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮ‬
‫‪ -3‬ﺷﻜﻞ زﻳﺮ ﻳﻚ ﭘﻞ وﺗﺴﺘﻮن را ﻧﻤﺎﻳﺶ ﻣﻲدﻫﺪ‪.‬‬
‫‪R1 = 70 Ω‬‬
‫‪R2 = 60 Ω‬‬
‫‪R3 = 30 Ω‬‬
‫‪ (1-3‬ﻣﺪار را ﺑﺮاي‬
‫آورده و در ﻓﺎﻳﻞ ﮔﺰارش ﻛﻨﻴﺪ‪.‬‬
‫‪Rt = 40 Ω‬‬
‫و‬
‫‪Rt = 60 Ω‬‬
‫ﺷﺒﻴﻪﺳﺎزي ﻛﻨﻴﺪ‪ .‬ﻣﻘﺪار ‪ Vab‬را ﺑﻪ ﻛﻤﻚ ﻧﺮماﻓﺰار ﺑﻪ دﺳﺖ‬
‫‪ (2-3‬وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ ﭘﻞ را ﺑﻪ ورودي اﻳﻦ ﺗﻘﻮﻳﺖ ﻛﻨﻨﺪه وﺻﻞ ﻛﻨﻴﺪ‪ .‬ﻣﻘﺎوﻣﺖﻫﺎي ‪ R4‬و ‪ R5‬را ﻃﻮري ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ‬
‫ﻛﺮده و ﺟﺎيﮔﺬاري ﻛﻨﻴﺪ ﻛﻪ ‪ Vout‬ﺑﻪ ازاي ‪ Rt = 40 Ω‬و ‪ Rt = 60 Ω‬ﺑﺮاﺑﺮ‪ 3v‬و‪ 6v‬ﺷﻮد‪ .‬ﻣﻘﺎدﻳﺮ اﻳﻦ‬
‫ﻣﻘﺎوﻣﺖﻫﺎ را در ﻓﺎﻳﻞ ﻧﻴﺰ ﮔﺰارش ﻧﻤﺎﻳﻴﺪ‪.‬‬
‫ﺗﻮﺿﻴﺢ‪ :‬ﺑﺮاي اﻳﻦ ﺳﻮال‪ ،‬دو ﻓﺎﻳﻞ ﺑﺎ ﻧﺎم ﻫﺎي ‪ prob3-1.sp‬و ‪ prob3-2.sp‬ﺑﻔﺮﺳﺘﻴﺪ‪.‬‬
‫‪5‬‬
‫ﻣﺪارﻫﺎي اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ )‪(40121‬‬
‫ﻣﺪرس‪ :‬دﻛﺘﺮ ﺟﻠﻴﻠﻲ‬
‫ﺑﻬﺎر‪91‬‬
‫ﺗﻤﺮﻳﻦ ﺳﺮي دوم‬
‫داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮ‬
‫‪ -4‬ﺷﻜﻞ زﻳﺮ ﺳﺎﺧﺘﺎر داﺧﻠﻲ ﻳﻚ ﺗﻘﻮﻳﺖ ﻛﻨﻨﺪه ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ را ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ‪.‬‬
‫ﺑﺮاي اﻳﻨﻜﻪ اﻳﻦ ﺗﻘﻮﻳﺖ ﻛﻨﻨﺪه ﺑﻪ ﺻﻮرت اﻳﺪهآل ﻋﻤﻞ ﻛﻨﺪ‪ ،‬اﻧﺪازهي اﻟﻤﺎنﻫﺎي آن ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺗﻌﻴﻴﻦ‬
‫ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ‪:‬‬
‫‪, Z0 = 75 Ω , Zin= 2 MΩ‬‬
‫‪A = 200’000‬‬
‫اﻳﻦ ﻣﺪار را ﺷﺒﻴﻪﺳﺎزي ﻛﻨﻴﺪ‪ R1 .‬و‪ R2‬را ﻧﻴﺰ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﺮاﺑﺮ ‪ 1kΩ‬و ‪ 100kΩ‬در ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﺪ‪.‬‬
‫وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ را ﺑﻪ ازاي وروديﻫﺎي ﺛﺎﺑﺖ ‪ 5v‬و ‪ 10v‬ﺑﻪدﺳﺖ آورده‪ ،‬از آن ‪ snapshot‬ﺗﻬﻴﻪ ﻛﺮده و ﺑﻔﺮﺳﺘﻴﺪ‪.‬‬
‫در ﻫﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ‪ is,i1,i2‬را ﻧﻴﺰ ﺑﻪ ﻛﻤﻚ ﻧﺮماﻓﺰار ﺑﻪ دﺳﺖ آورده و در ﻓﺎﻳﻞ ﮔﺰارش ﻛﻨﻴﺪ‪.‬‬
‫ﺗﻮﺿﻴﺢ‪ :‬ﺑﺮاي اﻳﻦ ﺳﻮال‪ ،‬ﻳﻚ ﻓﺎﻳﻞ ﺑﺎ ﻧﺎم ‪ prob4.sp‬و دو ﻋﻜﺲ ﺑﺎ ﻧﺎم ﻫﺎي ‪ prob4-1.jpg‬و‪ prob4-2.jpg‬ﺑﻔﺮﺳﺘﻴﺪ‪.‬‬
‫‪6‬‬