Schaltungstechnik

2.2 Vorgehensweise bei der Schaltungsanalyse 55
„Concurrent Signal Assignment“, „Process“, „Component Instantiation“). Ereignisse
sind nur Signalen zugeordnet. Nur sie werden in der Ereignistabelle des
Simulators erfasst. Ein Signal entspricht einem Netz in der Schematic-Darstellung.
Einem Signal ist ein Name, ein Wert und einem Signalwechsel eine Zeit zugeordnet.
Prinzipiell unterscheidet man zwischen Verhaltensmodellen und Strukturmodellen.
t 0
Eingangsereignis Ausgangsereignisse
t
IN1
IN2
Digitale
Modellbeschreibung
OUT1
OUT2
OUT3
Bild 2.2-17: Grundprinzip einer digitalen Modellbeschreibung
Analoger Modellteil: Ein VHDL-AMS-Schaltkreissimulator muss für den analogen
Teil ein Gleichungssystem lösen, bestehend aus charakteristischen Beziehungen
(simultaneous statements) in der allgemeinen Form:
guu (2.2-1)
Dabei sind die zeitlichen Momentanwerte der Knotenspannungen bzw. Knoten-
Differenzspannungen und deren mögliche zeitliche Ableitungen , sind die
Zweigströme mit deren möglicher zeitlicher Ableitung, sind die zusätzlichen
inneren Größen („free“ QUANTITY) mit deren möglicher zeitlicher Ableitung,
· i i · s s · ain a · in a out
= 0;
u
u · i
s
a und a
in out sind Eingangs- bzw. Ausgangsgrößen von Funktionsblöcken. All-
gemein lassen sich demnach in VHDL-AMS folgende zeitkontinuierliche Größen
einführen:
Knotenspannungen bzw. Knoten-Differenzspannungen (Differenzgrößen): u ;
Zweigströme („through“ QUANTITY bzw. Flussgrößen): i ;
Zusätzliche innere Größen („free“ QUANTITY): s ;
Eingangsgrößen (QUANTITY ... IN): ain ;
Ausgangsgrößen (QUANTITY ... OUT): aout .
Allgemein unterscheidet man in Analogsystemen zwischen „konservativen“
Systemen und „nichtkonservativen“ Systemen. Die Knotenspannungen und Knoten-Differenzspannungen,
sowie die Zweigstöme (Flussgrößen) zwischen Knoten
in einem elektrischen Netzwerk bilden ein „konservatives“ System. Deren Zusammenhänge
werden durch die Knoten- und Maschenregeln, sowie durch den Energieerhaltungssatz
definiert. Der VHDL-AMS-Simulator bildet aus den Modellgleichungen
ein Gleichungssystem, um alle unbekannten Größen zu ermitteln. Bei
„nichtkonservativen“ Systemen werden die Funktionsblöcke im Allgemeinen
t 0
t