Schaltungstechnik

2.2 Vorgehensweise bei der Schaltungsanalyse 61
Zunächst benötigt man eine Modellbeschreibung in VHDL-AMS für die in der
Testbench verwendeten Schaltkreiselemente. Bild 2.2-20 zeigt die Modellbeschreibung
eines idealen Widerstandes. Für die Modellbeschreibung werden Library-
Funktionen benötigt, die in den obersten Zeilen durch „Library“ bzw. „use“ eingebunden
werden. Die „Entity“-Declaration entspricht dem Symbol mit den
Anschlusspins definiert in der „Port“-Declaration. Im Beispiel werden als „Terminal“
die Anschlusspins „pin1“ und „pin2“ vom Typ „electrical“ festgelegt. So wie
am Symbol die Schnittstellen in Form der Anschlusspins festgelegt werden, so sind
in der „Port“-Declaration ebenfalls die Schnittstellen der „Entity“ erklärt. Der
Widerstandswert wird in Form eines „Generic“-Attributs innnerhalb der „Entity“-
Declaration definiert. Wie man sieht, entsprechen „Generic“-Attribute den Symbol-Attributen
(z.B. Value-Attribut) an einem Symbol für ein Schaltkreiselement.
Die „Architecture“-Beschreibung legt das elektrische Verhalten fest, das einer
„Entity“ zugeordnet ist, ähnlich wie das Symbol auf ein Modell referenziert. In der
„Architecture“ sind die Modellgleichungen allerdings nicht in Form von „hart“
codierten „Intrinsic“-Modellen gegeben, vielmehr kann der Anwender eigene
Modelle mit speziellen Effekten festlegen und einführen. Mit der Deklaration
quantity v across i through pin1 to pin2;
wird die Knoten-Differenzspannung „v“ von „pin1“ nach „pin2“ in Form einer
Differenzgröße und der Zweigstrom i von „pin1“ nach „pin2“ in Form einer Flussgröße
definiert. Über „Assert“-Anweisungen lassen sich Warnungen bzw. Fehlerhinweise
bei u.a. anderem Bereichsüberschreitungen ausgeben. Die eigentliche
Modellgleichung für einen idealen Widerstand lautet:
i == v/r_val;
Damit wird das Verhalten des Widerstandes festgelegt.
library IEEE, Disciplines;
use Disciplines.electromagnetic_system.all;
use IEEE.math_real.all;
entity Resistor is
generic (
r_val : real); -- Value of the resistor
port (terminal pin1, pin2 : electrical);
end entity Resistor;
architecture resistor0 of Resistor is
quantity v across i through pin1 to pin2;
begin -- resistor0
assert r_val > 0.0 report "Negative resistor value!"
severity WARNING;
assert r_val/=0.0 report "Value of resistor is 0!"
severity WARNING;
i == v/r_val;
end architecture resistor0;
Bild 2.2-20: Modellbeschreibung eines Widerstandes in VHDL-AMS
Als nächstes benötigt man eine Modellbeschreibung für die Diode der Testschaltung
in Bild 2.2-19. Die beispielhafte Modellbeschreibung einer Diode zeigt Bild