home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Precision Software Appli…tions Silver Collection 4 / Precision Software Applications Silver Collection Volume 4 (1993).iso / new / linea2.arj / LINEASET.TXT < prev    next >
Text File  |  1993-08-06  |  188KB  |  4,753 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.                                  L I N E A
  12.  
  13.                    Linear INteractive Electronic Analysis
  14.  
  15.                                     and
  16.  
  17.                               W A V E S P E C
  18.  
  19.                           WAVEform SPECification
  20.  
  21.                           Release of 1 July 1993
  22.  
  23.                ==============================================
  24.  
  25.                   Programs, Documentation and Instructions
  26.  
  27.                                     by
  28.  
  29.                             Leonard H. Anderson
  30.  
  31.  
  32.                    Copyright (c) 1993, all rights reserved
  33.  
  34.                ==============================================
  35.  
  36.  
  37.         Standard/Math Coprocessor document release date 7 August 1993
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.                              TABLE OF CONTENTS
  71.  
  72. GENERAL............................................................4
  73.       Consent and Disclaimer.......................................4
  74.       Conventions in this Document.................................5
  75. DESCRIPTION/OPERATION OF LINEA.....................................7
  76.       Introduction.................................................7
  77.    INPUT..........................................................10
  78.       General Keyboard Input in LINEA.............................10
  79.       Numeric Value Entry.........................................10
  80.       Y/N Queries.................................................11
  81.       Main Commands (Listing).....................................11
  82.       Output Command Combinations.................................14
  83.       Output Printer Margins and Pagination.......................15
  84.       ASCII-Character Plot Equivalents............................15
  85.       Output Plot Scale Choices...................................16
  86.       Rotating Twiddle Characters.................................16
  87.       Off-Line Use of Solution Files..............................16
  88.    GENERAL INPUT-OUTPUT SOLUTION COMMANDS.........................17
  89.       Setting Frequency Limits....................................17
  90.       Time Limits.................................................17
  91.       Node of Solution............................................18
  92.       Zero-Decibel Reference Voltage..............................18
  93.       Opening or Closing a Branch.................................18
  94.    CIRCUIT LIST COMMANDS..........................................19
  95.       Starting or Continuing a Circuit List.......................19
  96.       Branch Description and Designation..........................19
  97.       Modifying a Branch Value....................................19
  98.       Deleting a Branch...........................................20
  99.       Inserting a New Branch......................................20
  100.       General Branch-Node Circuit Building in LINEA...............20
  101.    CIRCUIT COMPONENTS AVAILABLE IN LINEA..........................22
  102.       Type Descriptions...........................................22
  103.       Passive Single Branches.....................................22
  104.       Independent Current Sources.................................23
  105.       Current Direction in Sources................................23
  106.       Dependent Current Sources...................................23
  107.       Macromodels.................................................25
  108.       Transformer Macromodel Details..............................26
  109.       Unbalanced Transmission Line Macromodel Details.............26
  110.       Bipolar Transistor Macromodel Details.......................27
  111.       Operational Amplifier Macromodel Details....................28
  112.    ENTERING CIRCUIT COMPONENTS....................................29
  113.       Branch Entry, Single-Value Branches.........................29
  114.       Branch Entry, Double-Value Branches.........................30
  115.       Quicker Entry, Single-Value and Double-Value Branches.......30
  116.       Dependent Current Source Value Entry........................31
  117.       Signal (Generator) Value Entry..............................31
  118.       Macromodel Entries..........................................32
  119.       Required-Listed Macromodel Values...........................32
  120.       Seeing the Full Circuit List................................33
  121.       Circuit List Hardcopy.......................................34
  122.    CIRCUIT LIST EDITING...........................................34
  123.       Special Note on Insert Command..............................34
  124.       Special Notes on All Macromodels............................34
  125.    DISK DATA FILES................................................35
  126.       Setting the Data Storage Drive:\Directory Path..............35
  127.       Reading/Writing Circuit Files...............................36
  128.  
  129.  
  130.                            LINEA - Page 1 of 71
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.       Circuit Creation Dates and Remarks..........................36
  137.       Solution Storage and Retrieval..............................37
  138.       Waveform Files..............................................37
  139.    SOLUTIONS AND OUTPUT...........................................38
  140.       General Solution Organization of LINEA......................38
  141.       Scale Limit Selection on Plot...............................38
  142.       Two Forms of Impedance Plot.................................39
  143.       Time-Waveform Plot Reconstructs.............................39
  144.       Syntax on Solution Type and Form............................39
  145.       Time-Related Output.........................................39
  146.       Generating Waveforms........................................40
  147.       Generating Plot Artwork.....................................40
  148.       Single DC Output............................................41
  149.    CONVERTING FROM SCHEMATIC TO LISTING...........................41
  150.       In the Beginning............................................41
  151.       Node Numbers Must be Contiguous.............................41
  152.       Commons, "Ground" and Supply Lines..........................42
  153.       Parasitic Reactance, Resistance.............................42
  154.       Current Through Dependent Branches..........................43
  155.       Voltage Across Dependent Branches...........................43
  156.       Creating "Stiff" Voltage Sources............................43
  157.       Negative Resistance or Reactance............................44
  158.       Operational Amplifier Circuits..............................44
  159.       Field-Effect Transistor Models..............................44
  160.       Bandwidth-Alterable Networks with Transformer Macromodel....44
  161.       Creating "Black Box" Sub-Circuits...........................45
  162.       Reconstructing Schematics from Circuit Lists................45
  163. DESCRIPTION/USE OF WAVESPEC.......................................46
  164.       General.....................................................46
  165.    WAVESPEC Input Conventions.....................................46
  166.       Waveform Description Modes..................................46
  167.       Conversion from Video to R.F. and Reverse Conversion........47
  168.       Reconstruction of Any Waveform..............................47
  169.       Disk Storage and Retrieval of Waveform Data.................47
  170.       Operation from LINEA........................................47
  171.    WAVESPEC MAIN COMMAND SET (Listing)............................48
  172.    ENTERING WAVEFORM DATA.........................................50
  173.       Single Pulse................................................50
  174.       Waveform Amplitude at Equal Time Increments.................50
  175.       Entering Amplitude at Individual Time Positions.............51
  176.       Converting a Video Waveform to Modulation of an RF Carrier..51
  177.       Observing a Created WAveform................................52
  178.       Writing and Reading Data To/From Disk.......................52
  179.       Hardcopy....................................................52
  180.       Hints on Various Waveform Descriptions......................53
  181. INSTALLING LINEA AND WAVESPEC.....................................55
  182.       LINEA Program Set Files.....................................55
  183.       Configuration...............................................55
  184.       Registry....................................................56
  185.       CPU Versions and Copies.....................................56
  186. FIRST-USE LINEA PRIMER/TUTORIAL...................................57
  187.       On-Line Help................................................57
  188.       Getting Acquainted With Circuit Listings....................57
  189.       Trying Out a Macromodel.....................................58
  190.       Trying Out Circuit Edit Functions...........................59
  191.       Saving a Circuit File, Trying out DOS Functions.............60
  192. HISTORY...........................................................62
  193.  
  194.  
  195.  
  196.                            LINEA - Page 2 of 71
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202. APPENDIX A - LINEA/WAVESPEC DATA FILE ORGANIZATION................64
  203.       General Format..............................................64
  204.    CIRCUIT DATA FILES.............................................65
  205.    SOLUTION DATA FILES............................................66
  206.    WAVEFORM DATA FILES............................................67
  207. APPENDIX B - EXAMPLE CIRCUIT......................................68
  208. APPENDIX C - LINEA CONFIGURATION..................................70
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.       =======================================================
  216.        Important:  See page 55 (Installation) and page 70
  217.        (Configuration) to set up a Standard (no coprocessor)
  218.        or Math coprocessor version in your system.
  219.       =======================================================
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.  
  260.  
  261.  
  262.                            LINEA - Page 3 of 71
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268. GENERAL
  269. =======
  270.  
  271. LINEA is a Linear INteractive Electronic Analysis program set for
  272. determining the frequency response of an electronic circuit having a
  273. maximum of 200 components and 40 connection points.  Components may be
  274. resistors, capacitors, inductors, series and parallel resistor-reactances,
  275. reactances with specified Q, stimuli, and dependent current sources. 
  276. Macromodels of transformers, transmission lines, transistors and
  277. operational amplifiers are included.  Frequency range may be anything from
  278. DC to Terahertz in linear or logarithmic increments.  Repetitive waveforms
  279. may be used for stimuli.  Numerical input is free-form, scaling letter
  280. suffixes from femto to Tera at user's option.  Analysis solutions may be
  281. printed or plotted on common dot-matrix printers.  Circuit lists and
  282. solutions may be stored on or retrieved from disk.  
  283.  
  284. WAVESPEC is an auxilliary program used with LINEA that may be run stand-
  285. alone to create a repetitive waveform and do a time-to-frequency Fourier
  286. transform to the first 200 frequency coefficients.
  287.  
  288. LINEA (acronym pronounced "lin-EY-ah") and WAVESPEC will each work in any
  289. MS-DOS computer having a minimum of 192 kilobyte free main memory (RAM)
  290. space; 384K free RAM is minimum for both being memory-resident.  There is
  291. no restriction or requirement on special display devices.  Any ASCII
  292. character printer may be used for hard copy output.  The Standard Program
  293. Set is for personal computers using 80286 to 80486 CPUs.  The Math version
  294. makes full use of numeric coprocessor to speed up solutions by a factor
  295. of three to seven.
  296.  
  297. LINEA and WAVESPEC are analysis _tools_, useful to engineers, technicians,
  298. educators, and advanced electronics hobbyists alike.  It is not intended as
  299. a teaching aid but it can lend insight into frequency-domain response
  300. of complex circuits.
  301.  
  302. The LINEA program set is Shareware.  Anyone may try out the LINEA set on
  303. one computer for a period of 15 days; beyond that time every user is
  304. obligated to obtain a registration for continued use, including commercial,
  305. educational, or governmental associations.
  306.  
  307.  
  308. CONSENT AND DISCLAIMER
  309.  
  310. LINEA, WAVESPEC, associated files and documentation are the exclusive
  311. property of Leonard H. Anderson and are copyrighted 1993.  No part of the
  312. LINEA program set (programs plus documentation) may be reproduced,
  313. transmitted, transcribed, stored in a retrieval system, or translated into
  314. any other language or computer language in whole or in part, in any form or
  315. by any means, except for distribution without fee as a program collection
  316. or for individual single-user archive purposes, without prior written
  317. consent of the author.
  318.  
  319. The author disclaims all warranties as to this software, whether express or
  320. implied, including, without limitation, any implied warranties of
  321. merchantability, fitness for a particular purpose, functionality, accuracy,
  322. data integrity or protection.
  323.  
  324.  
  325.  
  326.  
  327.  
  328.                            LINEA - Page 4 of 71
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334. Distribution of the LINEA program collection by Bulletin Board Systems is
  335. encouraged.  Companies and organizations engaged in the collection and sale
  336. of shareware shall require permission from the author before distributing
  337. all or part of the LINEA program set.
  338.  
  339.  
  340. CONVENTIONS IN THIS DOCUMENT
  341.  
  342. This Manual is an explanation of the LINEA and WAVESPEC programs'
  343. operation.  Users are expected to know the basics of electronics and be
  344. familiar with electronic terms.  There is very little esoteric material
  345. found in comprehensive textbooks for college courses, yet the program
  346. operates with such esoterica and solves node-branch circuit arrangements
  347. accurately and quickly for frequency-domain analysis.  The LINEA program
  348. set is useful to working electronics engineers, electronic technicians,
  349. hobbyists with a desire to create the difficult, students and educators
  350. alike.  The LINEA programs were written by an engineer who is also an
  351. electronics hobbyist. 
  352.  
  353. LINEA, WAVESPEC, and accompanying documentation were written with a prime
  354. rule that the American Standard Code for Information Interchange (ASCII)
  355. characters are to be used for ALL input-output.  This makes it possible to
  356. display everything, regardless of display type, and to be printed on nearly
  357. every page-size printer in use in North America.
  358.  
  359. As a result of restrictions to ASCII characters, the few "schematics" in
  360. here are somewhat lacking in quality and appearance.  Given those
  361. limitations, diagrams are as simple and understandable as possible.  Also,
  362. many of the terms common to electronics notations use subscripts and
  363. superscripts and italics, features missing in ASCII.  To bridge the gap
  364. between common use and LINEA, the following is a short list of not-quite-
  365. standard notation:
  366.  
  367.      Hfe = Hybrid forward current gain, common-emitter transistor;
  368.               common term is all-lower-case italics.
  369.      Hoe = Hybrid output conductance, common-emitter transistor;
  370.               common term is all-lower-case italics.
  371.      Ic  = Transistor DC collector current, commonly written
  372.               "I-sub-c."
  373.      Ft  = Transistor cut-off frequency; commonly written
  374.               "f-sub-t."
  375.      Zo  = Characteristic impedance, as applied to transmission
  376.               lines; commonly written all-caps as "Z-sub-O."
  377.      Fc  = "Corner frequency" in operational amplifiers, point of
  378.               frequency intersection between open-loop gain and
  379.               slope of gain falling at a rate of 20 db per decade.
  380.      Av  = Voltage gain, commonly written "A-sub-V", used in here
  381.               denoting open-loop gain of operational amplifiers.
  382.      gm  = transconductance, values in mhos.
  383.  <units> = Any number not having a specific value name, as
  384.            opposed to Ohms, Farads, Henries, Hertz, etc.
  385.    <xyz> = General designation for entry, "<xyz>" explained in
  386.            text.
  387.  
  388. Main Commands and Branch Type Designations have no rule regarding case. 
  389. They can be entered as capitals, 'small' letters, or mixed-case...the only
  390. requirement is that the letters be correct and contiguous as shown.  All-
  391. capitals notation in text here is an emphasis device.
  392.  
  393.  
  394.                            LINEA - Page 5 of 71
  395.  
  396.  
  397.  
  398.  
  399.  
  400. Where keyboard inputs are described within text, they are shown capitalized
  401. within single- or double-quotes.  Single- or double-quotes themselves are
  402. NOT keyboard entries.
  403.  
  404. All documents in the LINEA program set are formatted for 8.5 x 11 inch page
  405. sizes, 10 characters per inch horizontally, 6 lines per inch vertically. 
  406. Printer Form-Feed control characters are not used.  Documents are limited
  407. to 75 characters per line and assume a printer can be set to give a half-
  408. inch (5 character) left margin.
  409.  
  410. For better illustration of single-branch components and their formulae, the
  411. user is directed to Byte Books' publication "Simulation; Programming
  412. Techniques Volume 2," edited by Blaise W. Liffick, pp 87-97, article
  413. entitled "Linear Circuit Analysis" by Leonard H. Anderson.  Byte
  414. Publications is now owned by McGraw-Hill and the "Simulation" book,
  415. copyrighted 1979, was out of print a few years ago.  Among several texts on
  416. computer-aided design/engineering, the author has found the following to be
  417. useful:
  418.  
  419.   "IBM Electronic Circuit Analysis Program," by Randall W. Jensen and Mark
  420.   D. Lieberman (Prentice-Hall, 1968).  ECAP is the grand-daddy of all CAE
  421.   programs and the frequency-domain modelling techniques are applicable to
  422.   LINEA. 
  423.  
  424.   "Computer Methods for Circuit Analysis and Design," by Jiri Vlach and
  425.   Kishore Singhal (Van Nostrand Reinhold, 1983).  A very detailed overview
  426.   and theory of all CAE programs, although a bit "academic" for working
  427.   circuit designers.
  428.  
  429.   "Basic Circuit Theory with Digital Computations," by Lawrence P. Huelsman
  430.   (Prentice-Hall, 1972).  Gets down to basics on individual components and
  431.   presents many FORTRAN routines to analyze components and networks.
  432.  
  433.  
  434.  
  435.  
  436.  
  437.  
  438.  
  439.  
  440.  
  441.  
  442.  
  443.  
  444.  
  445.  
  446.  
  447.  
  448.  
  449.  
  450.  
  451.  
  452.  
  453.  
  454.  
  455.  
  456.  
  457.  
  458.  
  459.  
  460.                            LINEA - Page 6 of 71
  461.  
  462.  
  463.  
  464.  
  465.  
  466. DESCRIPTION/OPERATION OF LINEA
  467. ==============================
  468.  
  469. INTRODUCTION
  470.  
  471. LINEA analyzes the response of an electronic circuit modelled from passive
  472. and active 'branches' connected by contiguous 'nodes.'  Stimuli, from a
  473. series of frequencies or repetitive-waveform coefficients, results in a
  474. frequency-domain solution at any one selected node.  Each branch may be a
  475. resistor, a capacitor, an inductor, combinations thereof, independent or
  476. dependent current sources, or a mathematically-derived equivalent branch(s)
  477. (as in some circuit macromodels).  Macromodels include an isolated two-
  478. winding transformer, unbalanced transmission line, bipolar transistor and
  479. operational amplifier.
  480.  
  481. All circuit solutions are in the frequency domain, resulting in voltage
  482. magnitude, phase-angle, and group delay at one selected node for each
  483. frequency.  Impedance may be solved in lieu of voltage; impedance is shown
  484. in both polar and rectangular form.  In the case of a repetitive waveform
  485. stimulus, a solution waveform is reconstructed using an internal frequency-
  486. to-time transform.  Discrete frequency selection may be DC-only, in linear-
  487. increment sweep, or in logarithmic-increment sweep.  The total number of
  488. frequencies is limited to 200.  Repetitive waveforms may be fully described
  489. as to shape, and may be either video or amplitude-modulated RF.
  490.  
  491. The maximum number of branches-plus-macromodels is 200.  Maximum number of
  492. nodes is 40.  Node Zero is _always_ common, or 'ground.'  Non-zero nodes
  493. must be contiguous.  LINEA checks for maxima and contiguity, displaying
  494. specific warnings for violations.  Node of solution is selectable to any
  495. circuit node.
  496.  
  497. All non-integer numeric entries may use mantissa/decimal-point/fraction
  498. format, 'E format' common to BASIC or FORTRAN languages, or Scaling Letter
  499. suffixes ranging from femto to Tera, or any mixture thereof.  LINEA accepts
  500. all of them for any non-integer numeric input.  ALL non-integer calculation
  501. is done in 'double precision' using 15 significant digits and having a
  502. power-of-ten range from -308 to +308, a range well beyond today's physical
  503. components.
  504.  
  505. Except for Scaling Letters and circuit list Remarks, there is NO
  506. distinction on entry case.  No PC function keys, Control or Alternate key
  507. combinations are used at any time.
  508.  
  509. All LINEA program commands are done at a 'Main Command' level, using clear
  510. English words or accepted abbreviations.    Most commands are one word. 
  511. Command words may be abbreviated to the first 3 letters, first 2 letters,
  512. or, sometimes, as a single letter or symbol.  A few use two words separated
  513. by a space.  Where some numeric value should be entered following the first
  514. command word, a "data word," that numeric may be entered following a space
  515. separator as a 'second word.'  If a first command word requiring data input
  516. is given, but data inadvertently omitted, LINEA displays a prompt for the
  517. type and kind of data.  If that data should consist of two or three
  518. numerics and only one is entered, LINEA will re-prompt for all of them.
  519.  
  520.  
  521.  
  522.  
  523.  
  524.  
  525.  
  526.                            LINEA - Page 7 of 71
  527.  
  528.  
  529.  
  530.  
  531.  
  532. Command word entry may be the following, depending on command:
  533.  
  534.      <WORD>
  535.  
  536.      <WORD>  <DATA>                 <-- space separator
  537.  
  538.      <1stWORD>  <2ndWORD>           <-- space separator
  539.  
  540.  
  541. Data words have contiguous characters, individual data items separated by a
  542. comma, semicolon, or forward-slant delimiter.
  543. Data words may be entered as:
  544.  
  545.      <DATA>  (single item)
  546.  
  547.      <ITEM1>,<ITEM2>  or  <ITEM1>;<ITEM2>  or <ITEM1>/<ITEM2>
  548.             ^                    ^                   ^
  549.          (any of the three delimiter characters accepted)
  550.  
  551.      <ITEM1>,<ITEM2>,<ITEM3>
  552.  
  553.  
  554. Circuit entry is handled much the same as Main Commands.  Component
  555. descriptions recognize, in order, first letter, first two letters, or first
  556. three letters of a component name.  All other letters or numbers, including
  557. a few symbols, may be added for reference designation.  The Node number
  558. entries (integer) describe the location of the branch in the circuit. 
  559. Entering type but no node numbers results in a prompt for node numbers. 
  560. Numeric value entry for a branch is prompted next, some branches requiring
  561. two values; omitting one value of a two-value entry will result in a "re-
  562. entry" prompt.  It is possible to enter everything for a single branch on
  563. one line...see Circuit Entry section for details.
  564.  
  565. Throughout LINEA, the organization is aimed at being interactive, clear-
  566. language, communicating with the user.  There is a minimum of 'programese'
  567. spoken, no "command line shorthand."  The only jargon used is that of
  568. electronics.
  569.  
  570. LINEA's output is directed to the screen or the printer port.  All Main
  571. Commands, Circuit Entries, prompts and warnings go to the screen display. 
  572. Listings, tabulations, and graphics equivalents are to the screen or
  573. printer port at the choice of the user, switchable at any time.  Printer
  574. port is that set up for MS-DOS itself.  LINEA does pagination of each
  575. hardcopy output, using a 66-line, 85-column format (10 characters per inch
  576. horizontally, 6 lines per inch vertically, page size 8.5 by 11 inches). 
  577. The associated Configuration program sets the top and bottom margins, left
  578. margin, for that standard.  All printout uses ASCII characters, allowing
  579. any 'standard page' size printer in North America to be used for hardcopy.
  580.  
  581. A total circuit list may be written to, or read from disk.  A solution may
  582. also be written to, or read from disk.  Each has separate file extensions
  583. for identification.  LINEA allows selection of another drive and directory
  584. (other than the program) if desired.  Repetitive waveform coefficients are
  585. generated by an auxilliary program, WAVESPEC; these coefficients may be
  586. read from disk in the same manner as circuit lists or solutions.  Circuit,
  587. solution, or waveform files are ASCII in structure and may be read by any
  588. other program as the equivalent of a text file.  File structure, fields,
  589.  
  590.  
  591.  
  592.                            LINEA - Page 8 of 71
  593.  
  594.  
  595.  
  596.  
  597.  
  598. field descriptions are given in the Appendix.
  599.  
  600. Repetitive waveforms are described by invoking another program, WAVESPEC,
  601. from within LINEA.  When so done, LINEA goes into the "background" and will
  602. return automatically when WAVESPEC exits.  WAVESPEC requires another 192K
  603. of free memory when used coincident with LINEA.  WAVESPEC is not required
  604. on disk for frequency-domain-only solutions.  WAVESPEC may run stand-alone.
  605.  
  606. Solution 'plots' are made solely with ASCII characters.  The reason for
  607. this apparent limitation is the universality of character-only printers and
  608. their generally-faster output.
  609.  
  610. Typical circuit analysis sessions will have considerable interaction by the
  611. user's "tweaking" of values and checking response with those new values. 
  612. Each plot parameter is scanned for minimum and maximum value, then
  613. displayed to the user; the user may choose those extremes as plot scale
  614. limits or enter other plot scale limits. 
  615.  
  616. LINEA "time and date stamps" every output as well as every circuit list or
  617. solution file; solution files include the circuit filename and circuit
  618. creation date for later reference.  Circuit files include a one-line remark
  619. for quick notations, changeable at any time from Main Command level.  Every
  620. output or circuit list is headed by the circuit name, its creation date,
  621. one-line remark, node-of-solution, current time-and-date, and any branches
  622. switched 'open.'
  623.  
  624. Circuit branches may be Opened or Closed at any time.  'Opening' a branch
  625. disconnects it from analysis but allows it to remain in the list; identical
  626. to opening a connection.  'Closing' an Open branch re-connects it for
  627. analysis.  The action is the same as unsoldering and lifting just one end
  628. of a physical circuit component, then later re-soldering it.
  629.  
  630. Circuit lists may be edited at any time.  Users may Add to the circuit,
  631. Insert or Delete branches, or just Modify a branch value leaving the branch
  632. type and node connections intact.  Open, Close, Insert, Delete, or Modify
  633. are all done from the Main Command level and users have the choice of
  634. calling out the branch order number or the entered type designation.  
  635.  
  636. Throughout LINEA's program structure there are a number of checks for
  637. impossible-calculation conditions plus associated, specific warning
  638. messages.  LINEA should not crash in normal operation.
  639.  
  640.  
  641.  
  642.  
  643.  
  644.  
  645.  
  646.  
  647.  
  648.  
  649.  
  650.  
  651.  
  652.  
  653.  
  654.  
  655.  
  656.  
  657.  
  658.                            LINEA - Page 9 of 71
  659.  
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664. INPUT
  665. -----
  666.  
  667. GENERAL KEYBOARD INPUT IN LINEA
  668.  
  669. All keyboard input is free-form in nature.  No PC Function keys or Ctrl-
  670. <key> or Alt-<key> combinations are used for any purpose.  The program is
  671. controlled from a 'Main Command' level having the following screen prompt:
  672.  
  673.           MAIN*>         (printer port inactive)
  674.                   -or-
  675.           Main->         (printer port active)
  676.  
  677. Main Command expects an all-alphabetic 'command word' to be entered.  The
  678. 'word' itself may be an abbreviation of, in order, the first three letters,
  679. the first two letters, or the first letter or a symbol.  Some commands may
  680. require two words; two words must be separated by at least one space.  More
  681. than one contiguous space is considered to be the same as one space.
  682.  
  683. Command words may be entered in all-capitals, all-lower-case, or even
  684. mixed-case; only the letters themselves matter.  Exception to this overall
  685. rule occurs only with Scaling Letters or textual input for Circuit List
  686. Remarks.
  687.  
  688.  
  689. NUMERIC VALUE ENTRY
  690.  
  691. Some commands require data as the second word.  A 'data word' in LINEA
  692. consists of alphanumeric data of one to five items.  Each data item is
  693. separated (delimited) from the following data item by a comma, semicolon,
  694. or forward-slant ('/').  No entry for an item is considered a space for
  695. alphabetic data or zero for numeric data.
  696.  
  697. ALL numeric data items in LINEA have flexible input format.  Each data item
  698. may have any one or a mixture of any of the following formats:
  699.  
  700.      *  Mantissa-decimal-point-fraction.
  701.  
  702.      *  'E-format' style common to BASIC and FORTRAN
  703.  
  704.      *  Scaling letter suffixes from femto to Tera.
  705.  
  706. Scaling letter multipliers are as follows:
  707.  
  708.      T  =  Tera  =  1E+12                 f  =  femto  =  1E-15
  709.      G  =  Giga  =  1E+9                  p  =  pico   =  1E-12
  710.      M  =  Mega  =  1E+6                  n  =  nano   =  1E-9
  711.      K  =  Kilo  =  1E+3                  u  =  micro  =  1E-6
  712.      <none>      =  1                     m  =  milli  =  1E-3
  713.  
  714. Scaling letter case MUST be observed.  All below unity require lower-case,
  715. all above unity require upper-case.  The lower-case 'u' has been
  716. substituted for the Greek 'mu' to permit direct compatibility with ASCII-
  717. character printers.
  718.  
  719.  
  720.  
  721.  
  722.  
  723.  
  724.                            LINEA - Page 10 of 71
  725.  
  726.  
  727.  
  728.  
  729.  
  730. The following keyboard-entry combinations all denote the same numerical
  731. quantity:
  732.  
  733.                 12345.678             12.345678E+3       12.345678K
  734.  
  735.                 0.012345678E+6       .012345678e+6       12345678m
  736.  
  737.                 12.345678KE-6        .012345678M
  738.  
  739.  
  740. Scaling letter suffixes take precedence over any 'E-format' power of ten;
  741. in the 7th example (12.345678KE-6), the "E-6" would be ignored.  'E-format'
  742. allows either case for the "E."  
  743.  
  744. The maximum number of digits in the mantissa is limited to 9.  The exponent
  745. range is limited to E+290 and E-289.  Polarity is considered positive by
  746. default (signs are ignored) and a minus sign must precede a number to
  747. indicate it is negative.  Except for Scaling Letters and the "E", all other
  748. characters are ignored.  Where data required is expected to be integer-
  749. only, any fractional part of an entry is ignored.
  750.  
  751. Data item delimiters within a numeric data word are a comma, semicolon, or
  752. forward-slant.  Two contiguous separators indicate a zero value between the
  753. delimiters.  In the case of a delimiter character being the first character
  754. in a data word, the first data item would be zero (null entry).  Depressing
  755. an <Enter> key without entering anything else in response to a prompt will
  756. make ALL requested data items zero.
  757.  
  758.  
  759. Y/N QUERIES
  760.  
  761. In several LINEA functions there are Yes-No queries having "[Y/n]" or
  762. "[y/N]" entry prompts, each having only one letter capitalized.  Pressing
  763. <Enter> key without entering anything else is the same as entering the
  764. capitalized key.  
  765.  
  766.  
  767. MAIN COMMANDS
  768.  
  769. All of LINEA's Main Command words are listed following.  All-capitals form
  770. is used here to emphasize required _letters_; user may enter either case or
  771. even mixed-case.  These are all "first words"; if a second word is
  772. required, LINEA will prompt for it.  This list, in abbreviated form, is
  773. duplicated in the HELP display on-line.
  774.  
  775.  
  776. QUIt  QUI  QU  Q
  777.       -or-           Quit LINEA and return to DOS level.
  778. EXIt  EXI  EX  X
  779.  
  780. HELp  HEL  HE  ?     Display 1 to 6 screens of on-line Help
  781.                      information.
  782.  
  783.       DOS  DO  \     Temporary drop to DOS level.  One DOS
  784.                      request will return to LINEA afterwards
  785.                      unless word 'COMMAND' is entered...will not
  786.                      leave DOS level until 'EXIT' is entered.
  787.  
  788.  
  789.  
  790.                            LINEA - Page 11 of 71
  791.  
  792.  
  793.  
  794.  
  795.  
  796.       NEW  NE        Begin entry of a new circuit list.  Old
  797.                      circuit data is discarded.
  798.  
  799.       ADD  AD  A     Add to an existing circuit list.
  800.  
  801. LISt  LIS  LI  L     List entire circuit to screen or printer.
  802.  
  803.            ON  (     Enable printer port to accept outputs or circuit
  804.                      listing.  Main Command prompt changes to "Main->" when
  805.                      printer port is on/enabled.  All PRInts or PLOts or
  806.                      LISts are directed to the printer.
  807.                      Active printer port is that set by Operating System.
  808.                      Printer port remains on until turned off.
  809.  
  810.       OFF  OF  )     Disable printer port.  All outputs are directed back
  811.                      to screen and Main Command prompt returns to "MAIN*>"
  812.                      to show printer port is off.  Default state when LINEA
  813.                      is first run.
  814.  
  815. DRIve  DRI DR  &     Select another Drive:\Directory path for reading or
  816.       -or-           writing Circuit, Solution, or Waveform data files.
  817. DIRectory DIR DI     Default on LINEA start is same Drive:\Directory as
  818.                      LINEA program drive and directory.
  819.  
  820. REAd  REA  RE  R     Read a Circuit file from disk.  Requires only the
  821.                      8-character-maximum filename.  File extension of .LIN
  822.                      is automatically appended.  'LIN' file extension is
  823.                      LINEA's identification for Circuit list files.
  824.  
  825. WRIte WRI  WR  W     Write an existing Ciruit file to disk.  Same
  826.                      filename and extension conditions as REAd.
  827.  
  828. SAVe  SAV  SA  /     Save a solution to disk, including frequency limits
  829.                      and circuit filename (but not circuit itself). 
  830.                      Requires only the 8-character-maximum filename.  File
  831.                      extension of .LNA is automatically appended.  'LNA'
  832.                      is LINEA's identification for Solution data files.
  833.  
  834. BRIng BRI  BR  B     Bring (back) a previously-SAVed solution.  Same file-
  835.                      name and extension conditions as SAVe.  Displays file-
  836.                      name of circuit that was solved but does not read it
  837.                      in.  Used for viewing previous solutions.  There are
  838.                      conditions with this command which may result in an
  839.                      error; please see later text on this command.
  840.  
  841.       GET  GE  G     Get (read in) repetitive waveform data in the form of
  842.                      coefficients generated by program WAVESPEC.  Requires
  843.                      only the 8-character-maximum filename.  Automatically
  844.                      appends file extension of .LWC, LINEA and WAVESPEC's
  845.                      identification for waveform data files.
  846.  
  847. OPEn  OPE  OP  O     Open the connection of a designated circuit branch.
  848.                      Branch remains in circuit list but is not part of
  849.                      circuit solution.  Opening a previously-opened branch
  850.                      has no effect.  If an OPEn designates any branch in a
  851.                      macromodel, the entire macromodel is Opened.
  852.  
  853.  
  854.  
  855.  
  856.                            LINEA - Page 12 of 71
  857.  
  858.  
  859.  
  860.  
  861.  
  862. CLOse  CLO CL  C     Close, or reconnect a designated circuit branch.
  863.                      Opposite of OPEn.  Closing an already-closed branch
  864.                      has no effect.  If a CLOse command designates any
  865.                      branch in an opened macromodel, the entire macromodel
  866.                      is closed.
  867.  
  868. MODify MOD MO  M     Modify only the values of a designated circuit branch.
  869.                      Type and nodes remain intact.  Inoperative with macro-
  870.                      models.
  871.  
  872. DELete DEL DE  |     Delete a designated circuit branch from a circuit
  873.                      list.  All higher-listed branches move down to fill in
  874.                      list.  If a DELete command designates one branch of a
  875.                      macromodel, the entire macromodel is Deleted.
  876.  
  877. INSert INS IN  ^     Insert a new branch at the designated branch position
  878.                      in a list.  Branch type, nodes, value prompts and
  879.                      entries are the same as for one component under NEW or
  880.                      ADD.  Designated branch and all higher branches move
  881.                      move up to make room for INSertion.
  882.  
  883. NAMe  NAM  NA  $     Change existing circuit list filename.  Circuit file
  884.                      REAds and WRItes assume the existing filename or allow
  885.                      choice of another filename; this command is primarily
  886.                      for hardcopy outputs so as to show the new filename
  887.                      prior to any WRIte to disk.
  888.  
  889. REMark REM RE  *     Change 47-character Remark line accompanying each
  890.                      circuit list or output title.  Remark line is written
  891.                      to or read from disk with other circuit list data.
  892.  
  893. NODe  NOD  NO  N     Select NODe of solution.  Every NEW circuit or
  894.                      ADDition to a circuit, MODification of branch value,
  895.                      INSert of a new branch, DELetion of an old branch,
  896.                      REAd-in of a circuit from disk will always make the
  897.                      highest node in a circuit as the node of solution.
  898.  
  899.       DBR  DB  D     Change reference voltage for 0 db on all outputs.
  900.                      Default at LINEA start is 1 Volt.  Does not affect
  901.                      solution voltage, only decibel value equivalent to
  902.                      solution voltage.
  903.  
  904. FREquency   -or-     First Command Word to select frequency limits, first
  905.       FRE  FR  F     or second word to select frequency-voltage output
  906.                      type.  At LINEA start there are no frequency limits.
  907.  
  908. IMPedance   -or-     First or second word to select frequency-impedance
  909.       IMP  IM  Z     output.
  910.  
  911. TIMe  TIM  TI  T     First word to select time limits of a time-voltage
  912.                      waveform reconstruct, first or second word to select
  913.                      waveform output type.  At LINEA start there are no
  914.                      time limits.
  915.  
  916. SPEctrum    -or-     First or second word to select output type of a
  917.       SPE  SP  S     repetitive waveform coefficient spectrum.
  918.  
  919.  
  920.  
  921.  
  922.                            LINEA - Page 13 of 71
  923.  
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928. ENVelope    -or-     First or second word to select output type of
  929.       ENV  EN  E     envelope of an RF waveform reconstruct.  Envelope is
  930.                      equivalent to output of a linear, full-wave detector
  931.                      having a positive-going output.
  932.  
  933. WAVeform WAV WA ~    'Shell' command to invoke WAVESPEC, an auxilliary
  934.                      program used to describe a repetitive waveform. 
  935.  
  936. PRInt PRI  PR  P     First or second word of an output to select printed,
  937.                      tabulated solution values.
  938.  
  939. PLOt  PLO  PL  =     First or second word of an output to select ASCII-
  940.                      character plot equivalents.
  941.  
  942. MARgin    MAR        Select margins for hardcopy; 1 to 7 characters left
  943.                      margin (5 is default), 1 to 6 lines top and bottom
  944.                      equally (3 is default).  Margins do not appear on
  945.                      screen displays.
  946.  
  947. SETtings  SET  SE    Convenience screen display to show user the current
  948.                      circuit filename, circuit creation time/date,
  949.                      circuit Remarks, current time, node of solution,
  950.                      open circuit branches (if any), frequency sweep
  951.                      limits, 0 db reference voltage, time reconstruct
  952.                      limits, and Drive:\Directory for circuit or solution
  953.                      reads or writes.
  954.  
  955. DATe  DAT            Current computer time and date.  Convenience only;
  956.                      computer time and date are resettable only from DOS
  957.                      level.
  958.  
  959.  
  960. OUTPUT COMMAND COMBINATIONS
  961.  
  962. PRInt or PLOt must be combined with FREquency, IMPedance, TIMe, SPEctrum or
  963. ENVelope to achieve a solution output.  Each group may be in either order
  964. as long as the two words are separated by at least one space.  To obtain an
  965. IMPedance PLOt, any of the following two-word combinations can be used:
  966.  
  967.                PLOT IMPEDANCE           IMPEDANCE PLOT
  968.  
  969.                PLO  IMP                 IMP  PLO
  970.  
  971.                PL  Z                    Z  =   
  972.  
  973. For user convenience, the following three-letter acronyms may also be used
  974. for an output, requiring only one Command word:
  975.  
  976.      PRF   -  Print tabulation of voltage over frequency.
  977.      PRZ   -  Print tabulation of impedance over frequency.
  978.      PRT   -  Print tabulation of time-reconstruct voltage.
  979.      PRS   -  Print tabulation of waveform coefficient spectrum.
  980.      PRE   -  Print tabulation of time-reconstruct envelope.
  981.  
  982.      PLF   -  Plot voltage over frequency, ASCII-character plot.
  983.      PLZ   -  Plot impedance over frequency, ASCII-characters.
  984.      PLT   -  Plot time-reconstruct voltage, ASCII-characters.
  985.  
  986.  
  987.  
  988.                            LINEA - Page 14 of 71
  989.  
  990.  
  991.  
  992.  
  993.  
  994.      PLS   -  Plot waveform spectrum, ASCII-characters.
  995.      PLE   -  Plot time-reconstruct envelope, ASCII-characters.
  996.  
  997.  
  998.  
  999. OUTPUT PRINTER MARGINS AND PAGINATION
  1000.  
  1001. Printer-directed output is formatted for the 8.5 x 11 inch North American
  1002. standard page size, expecting 85 columns per page horizontal ("10 Pitch" or
  1003. ten characters per inch) and 66 lines per page vertical (6 lines per inch).
  1004.  
  1005. Top and bottom page margins, left margin are selected via the "MAR" main
  1006. command.  Top and bottom margins (equal) are selectable from 1 to 6 lines,
  1007. 3 line margin (half inch) being default at LINEA start.  Left margin is
  1008. selectable 1 to 7 characters/columns, 5 characters (half inch) being
  1009. default at LINEA start.
  1010.  
  1011. Pagination of "Page nn of mm" is done at the bottom right of each page and
  1012. "...continued from Page nn" at the top left of each page after the first
  1013. page.  The first page always begins with a title bearing circuit filename,
  1014. when circuit was created (or last changed), remarks, current time and date,
  1015. any circuit branches which are set open.
  1016.  
  1017. Margins and the "...continued" identification are omitted from screen
  1018. displays and "Page nn of mm" only appears on screen if an output or circuit
  1019. list goes beyond a single page.  Top and bottom margins (always equal)
  1020. allow the following number of solution data lines per page:
  1021.  
  1022.      Margin Lines  1st Page Data Lines   2nd, subsequent Pages' Lines
  1023.           1             52                     55
  1024.           2             50                     53
  1025.           3             48                     51   <- default
  1026.           4             46                     49
  1027.           5             44                     47
  1028.           6             42                     45
  1029.  
  1030.  
  1031. ASCII-CHARACTER PLOT EQUIVALENTS
  1032.  
  1033. The "character plot" technique is an old method of making a graph
  1034. equivalent using only printer characters as data and graph marks.  It is
  1035. also the fastest and most equipment-versatile, requiring only that a
  1036. printer support ASCII characters.
  1037.  
  1038. LINEA outputs plot graphs having 6 major divisions, 60 minor divisions,
  1039. 'rotated' a quarter turn so that the lowest frequency or shortest time is
  1040. at page top, amplitude increasing from left to right.  Every line is
  1041. identified by frequency or time.
  1042.  
  1043. Major graph divisions are identified by a plus sign.  Any data plot
  1044. character will override a graph division character.  The prime data
  1045. character is an asterisk, secondary a colon, tertiary is an up-arrow.
  1046.  
  1047. If, for one plot point, characters are at the same plot location, the prime
  1048. character predominates.  If the prime character location is calculated to
  1049. be beyond the scale extremes, a left or right arrow mark at appropriate
  1050. left or right limit lines indicates overscale.
  1051.  
  1052.  
  1053.  
  1054.                            LINEA - Page 15 of 71
  1055.  
  1056.  
  1057.  
  1058.  
  1059.  
  1060. Data location is very close to the physical center of a character.  The
  1061. center of a colon character is mid-way between the two marks.  Group Delay 
  1062. is shown by an up-arrow and the _point_ of the up-arrow is significant.
  1063. Group Delay is the derivative of phase divided by derivative of radian
  1064. frequency; the point of the arrow is approximately mid-way between each
  1065. frequency, thus corresponding to approximate frequency of delay.
  1066.  
  1067.  
  1068. OUTPUT PLOT SCALE CHOICES
  1069.  
  1070. Every solution's plot output is scanned for minimum and maximum, those
  1071. minima and maxima shown as a screen prompt.  Users have a choice to accept
  1072. those extremes as the scale limits or to enter desired limits.  Pressing
  1073. _only_ the <Enter> key after the prompt accepts the solution's extremes as
  1074. scale limits.
  1075.  
  1076. Phase-angle scale limits are slightly different.  Default values of phase-
  1077. angle plot extremes are -180 and +180 degrees for Frequency-voltage and
  1078. Time-related output.  A user may select any other phase-angle limits or
  1079. accept those as shown.  Selected phase angle limits will remain until
  1080. reset.
  1081.  
  1082. Impedance plots are selectable polar (default) or rectangular.  Polar form
  1083. impedance plot has the prime data mark signifying impedance magnitude,
  1084. secondary data mark signifying impedance phase-angle.  Entered impedance
  1085. phase-angle plot limits remain only for that particular impedance plot. 
  1086. Rectangular form impedance plot has prime mark indicating Real/Resistive
  1087. part, secondary mark indicating Imaginary/Reactive part.
  1088.  
  1089. All plot outputs have the scale limit values at the header of each page.
  1090. Limits can be reversed left-for-right by reversing the order of limit
  1091. entry.
  1092.  
  1093. If a re-plot of the same solution is desired with different scale limits of
  1094. some parameter, it may be done without delay.  Solutions are stored
  1095. internally and re-plotting/re-printing may be done immediately without
  1096. waiting for a new solution.
  1097.  
  1098.  
  1099. ROTATING TWIDDLE CHARACTERS
  1100.  
  1101. Every circuit solution requires all circuit branches to be mathematically
  1102. analyzed at each solution frequency.  With large circuits, this may take
  1103. many seconds.  To indicate this is in process, "Working!" is displayed on
  1104. the screen, preceded by a 'rotating twiddle character' that appears to turn
  1105. in 45-degree increments for every frequency.  After the last frequency's
  1106. circuit analysis is completed, both of these indicators disappear.
  1107.  
  1108. Both indicators are also shown for time solution-reconstruction.
  1109.  
  1110.  
  1111. OFF-LINE USE OF SOLUTION FILES
  1112.  
  1113. All solutions may be stored on disk.  All files generated by LINEA are the
  1114. functional equivalent of ASCII files.  Other programs may be used to parse 
  1115. the characters for any other tabulation or plot format.  A full description
  1116. of disk file data fields is given in the Appendix.
  1117.  
  1118.  
  1119.  
  1120.                            LINEA - Page 16 of 71
  1121.  
  1122.  
  1123.  
  1124.  
  1125.  
  1126. GENERAL INPUT-OUTPUT SOLUTION COMMANDS
  1127. --------------------------------------
  1128.  
  1129. SETTING FREQUENCY LIMITS
  1130.  
  1131. Entering F, FR, or FRE at the Main Command prompt without a second word
  1132. will invoke a prompt of:
  1133.  
  1134.           Frequency Limits [Hz] (min,max,delta):
  1135.  
  1136. "min" and "max" are self-explanatory, but "delta" has two possibilities:  A
  1137. positive delta entry is the linear frequency increment while a negative
  1138. delta entry refers to the _total_ number of logarithmic-increment
  1139. frequencies.
  1140.  
  1141. Entering "99K,101K,-17" would mean a log-sweep of 17 total frequencies
  1142. starting at 99 KHz and ending at 101 KHz.
  1143.  
  1144. An entry of "99K,101K,100" would mean a total of 21 linear-increment
  1145. frequencies starting at 99 KHz and ending at 101 KHz.
  1146.  
  1147. Maximum number of frequencies is 200, regardless of linear or logarithmic
  1148. increment.  LINEA checks for that and prompts if entry is incorrect.  LINEA
  1149. will accept a 0 minimum frequency (DC) if the delta is positive/linear, but
  1150. will not accept a 0 minimum frequency if the delta is negative/logarithmic.
  1151.  
  1152. If the delta entry is 0, regardless of whatever else is entered for minimum
  1153. and maximum, the "frequency" is DC.  For all other conditions of delta,
  1154. minimum and maximum frequencies must be positive.
  1155.  
  1156. Frequency limits may be set at the Main Command level by entering "F 
  1157. <limits>" where <limits> is the min-max-delta.  This single-line short form
  1158. of command requires only that one or more spaces are between the "F" and
  1159. the first character of "<limits>;" also, the three data items of <limits>
  1160. are separated by commas, semicolons, or forward-slants, not spaces.  It is
  1161. also possible to select a DC solution from the Main Command prompt by
  1162. entering "FREquency DC" or just "F DC".
  1163.  
  1164.  
  1165. TIME LIMITS
  1166.  
  1167. A repetitive waveform stimulus is a set of 200 Fourier coefficients
  1168. representing the time-to-frequency transform of a described waveform.  The
  1169. waveform at any selected node is done by a frequency-to-time transform, a 
  1170. Time Limits entry setting the start, stop, and incremental times of that
  1171. reverse transform.
  1172.  
  1173. Either start or stop parameter may be a negative or positive value,
  1174. provided that stop is always more positive than start.  A zero or negative
  1175. increment is not allowed.
  1176.  
  1177. The number of total time increments is limited to 800, a value imposed by
  1178. the internal variable arrays used in reconstructing the waveform.  800
  1179. increments require 16 print pages at default margin setting.
  1180.  
  1181. Time limits may also be entered as two words at the Main Command level with
  1182. the entry "T  <limits>", same entry rules as with frequency limits.
  1183.  
  1184.  
  1185.  
  1186.                            LINEA - Page 17 of 71
  1187.  
  1188.  
  1189.  
  1190.  
  1191.  
  1192. NODE OF SOLUTION
  1193.  
  1194. Any node in a circuit may be selected as the "measuring point" for a
  1195. solution.  Selection of a new node of solution will cause it to remain;
  1196. however, after every ADD or NEW circuit completion, INSert new branch,
  1197. DELete old branch, or REAd in of another circuit, the node of solution is
  1198. reset to the highest node in the circuit.  If in doubt of the node of
  1199. solution, a user can use the SET command to see which node is the current
  1200. node of solution.
  1201.  
  1202. Node of solution may be set as a single-line command at Main Command level
  1203. by entering "N  <node-number>".
  1204.  
  1205.  
  1206. ZERO-DECIBEL REFERENCE VOLTAGE
  1207.  
  1208. Frequency-voltage outputs give both node voltage directly and in decibels
  1209. relative to a zero-db reference voltage.  At LINEA start, this reference
  1210. voltage is 1.  It may be reset at any time and will remain at that voltage
  1211. reference until changed again.  A zero or negative reference voltage is not
  1212. allowed.
  1213.  
  1214. Zero-db reference voltage may be given at Main Command by the single entry
  1215. of "D  <voltage>".
  1216.  
  1217.  
  1218. OPENING OR CLOSING A BRANCH
  1219.  
  1220. Every single branch or an entire macromodel may be "switched" open or
  1221. closed, functionally the same as disconnecting and reconnecting a physical
  1222. component.  An OPEned branch remains in the circuit list but is not solved.
  1223.  
  1224. CLOsing an open branch will restore it to solution with the rest of the
  1225. circuit.
  1226.  
  1227. As an example, consider a circuit having a load resistor.  It may be
  1228. desireable to solve for the impedance looking into the load end, without
  1229. the load resistor.  An easy way to do that is to OPEn the load resistor
  1230. branch, then request an impedance solution at that node.  The load resistor
  1231. may be reconnected with a simple CLOse command for that branch.  OPEns and 
  1232. CLOses do not affect the circuit list order, type, nodes, or values.
  1233.  
  1234. Single-line Main Commands may be "O  <branch>" for OPEn, or
  1235. "C  <branch>" for CLOse.  "<branch>" is either the branch order number or
  1236. the full type description (see circuit entry for differentiation,
  1237. explanation).
  1238.  
  1239. OPEning an open branch or CLOsing a closed branch have no effect.
  1240.  
  1241. A reminder:  'Open' and 'close' of branch components has NO relation to
  1242. computer files.
  1243.  
  1244.  
  1245.  
  1246.  
  1247.  
  1248.  
  1249.  
  1250.  
  1251.  
  1252.                            LINEA - Page 18 of 71
  1253.  
  1254.  
  1255.  
  1256.  
  1257.  
  1258. CIRCUIT LIST COMMANDS
  1259. ---------------------
  1260.  
  1261. STARTING OR CONTINUING A CIRCUIT LIST
  1262.  
  1263. The single command word, "NEW," at Main Command will begin a new circuit
  1264. list, starting at branch 1.  All old circuit list data (if any) will be
  1265. lost.
  1266.  
  1267. The single command word, "ADD," or "AD," or just "A" at Main Command will
  1268. allow new branches to be added to an existing circuit list, beginning with
  1269. the next higher branch order following the last branch.
  1270.  
  1271. If there is no circuit data, the command ADD will also begin a new circuit
  1272. list, starting at branch 1.
  1273.  
  1274. Every branch entry begins with a type description.  This is followed by
  1275. node connection data, finally by branch component values.  Once branch data
  1276. has been fully entered, branch entry begins again with the next branch. 
  1277. Branch entry continues until "END," "EN," "E," "ND," or "N" is entered for
  1278. a branch type, signifying completion of a circuit list.
  1279.  
  1280.  
  1281. BRANCH DESCRIPTION AND DESIGNATION
  1282.  
  1283. Branch type descriptions allow up to 8 characters per branch.  The minimum
  1284. _first_ letters for electrical type identification are shown in the
  1285. comprehensive branch descriptions following.  Those minimums are from 1 to
  1286. 3 alphabetic characters.  The remaining characters may be used for
  1287. reference designations or whatever the user wishes.  As an example, a
  1288. single resistor branch will be identified as to type by just the single
  1289. first letter "R."  Entering "RESISTOR," "R-123," "R_LOAD," or just "R"
  1290. would all signify a single resistor branch for the purposes of completing a
  1291. branch entry.  The _entire_ type description may be used for designating a
  1292. branch for some action.
  1293.  
  1294. Main Commands OPEn, CLOse, MODify, DELete, and INSert require designation
  1295. of a particular branch.  Designator "<branch>" for those commands may be
  1296. either the branch number or the full type description.
  1297.  
  1298. LINEA parses the first character of a "<branch>" designator entry.  If that
  1299. character is alphabetic, the entire circuit list is searched for a match
  1300. between "<branch>" and the type description; if there is a match, then the
  1301. circuit branch number has been reached.  If that character is numeric, the
  1302. designator is assumed to call out the circuit branch number directly.
  1303.  
  1304. Since most circuit analyses concentrate on only a few components of a
  1305. circuit, it is probably easier to enter "OPEN R_LOAD" to open that branch
  1306. rather than entering "OPEN 109" (assuming R_LOAD was branch number 109).
  1307.  
  1308.  
  1309. MODIFY A BRANCH VALUE
  1310.  
  1311. A single-line Main Command "MOD <branch>" allows changing just the values
  1312. of that branch.  Type description and nodes remain intact.  MODify command
  1313. will not work with macromodels.  The finish of a MODify will reset the
  1314. circuit creation time and date to that when the MODify took place.
  1315.  
  1316.  
  1317.  
  1318.                            LINEA - Page 19 of 71
  1319.  
  1320.  
  1321.  
  1322.  
  1323.  
  1324. DELETING A BRANCH
  1325.  
  1326. A single-line Main Command "DEL <branch>" will remove the branch at
  1327. designator "<branch>." 
  1328.  
  1329. This may present some slight difficulty if the DELeted branch is the
  1330. dependent branch of a dependent current source.  LINEA does a circuit check
  1331. of each circuit after an Edit command.  If LINEA finds an improper
  1332. dependent branch relation, the dependent branch is automatically switched
  1333. open, and a warning message to that effect displayed on the screen.  Such
  1334. an automatic Open cannot be CLOsed until the dependent branch exists in
  1335. proper form.
  1336.  
  1337. If a DELeted branch is the only link between two parts of circuit, one part
  1338. having a stimulus and the node of solution being in the other part,
  1339. solution analysis will stop and a warning message shown, citing that
  1340. probability.
  1341.  
  1342. DELeting any branch number within a macromodel will cause the _entire_
  1343. macromodel to be deleted.
  1344.  
  1345. After a DELetion, all higher-order branches will move down to fill in the
  1346. empty branch space.  If any of the moved-down branches contain a dependent
  1347. branch, the dependent branch number of a dependent current source will be
  1348. automatically changed to the new number.  The finish of a DELetion will
  1349. also reset the node of solution to the highest node in the remaining
  1350. circuit and reset the circuit creation time to the time of DELetion.
  1351.  
  1352.  
  1353. INSERTING A NEW BRANCH
  1354.  
  1355. The Main Command single-line command is "INS <branch>".  The designated
  1356. branch and all higher branches will be moved up in the circuit list to make
  1357. room for the INSertion.  LINEA will issue a prompt for the inserted branch
  1358. type and nodes.  Once the branch type is known (it may be a macromodel with
  1359. many branches), the list movement will take place.
  1360.  
  1361. If one of the moved branches is the dependent branch of a dependent current
  1362. source, the dependent branch number of that dependent source will be
  1363. automatically adjusted to be the new branch number.  The finish of an
  1364. INSertion will reset the node of solution to the highest node in the new
  1365. circuit and reset the circuit creation time to the time of INSertion.
  1366.  
  1367.  
  1368. GENERAL BRANCH-NODE CIRCUIT BUILDING IN LINEA
  1369.  
  1370. Every single component is called a "branch."  Every connection point is
  1371. called a "node."  Every branch is connected between two nodes.  Node zero
  1372. is common-ground-earth to the entire circuit.  Non-zero nodes must be
  1373. contiguous.  A branch may not have each end connected to the same node. 
  1374. There is no limit to the number of branches connected between the same two
  1375. nodes.  There is no restriction to the ordering of branches in any circuit;
  1376. branches may be located anywhere in a listing. 
  1377.  
  1378. Node location makes no difference to the final solution although it may
  1379. have some effect on speed of solution execution; more of that in
  1380. explanation of the sample circuits distributed with the LINEA program set. 
  1381.  
  1382.  
  1383.  
  1384.                            LINEA - Page 20 of 71
  1385.  
  1386.  
  1387.  
  1388.  
  1389.  
  1390. As a practical matter, node ordering is best when following the general
  1391. flow of a schematic diagram; that makes for easier interpretation of a
  1392. circuit list at a later date.
  1393.  
  1394. Branch and node arrangement closely follows conventional theoretical
  1395. analysis techniques.  LINEA expands single component per branch theoretical
  1396. concept to include parallel R-L and parallel R-C, series R-L and series R-C
  1397. branches.  While this is more for user convenience, in the physical world
  1398. every component contains combinations of resistance, capacitance, and
  1399. inductance.  In LINEA, each resistance is a pure resistance, each
  1400. capacitance is a pure capacitance, and each inductance is a pure
  1401. inductance.
  1402.  
  1403. Current flow in LINEA is provided by current sources.  Every current source
  1404. is assumed to be the theoretical type having an infinite source impedance. 
  1405.  
  1406. There are no voltage sources in LINEA.  A theoretical voltage source has
  1407. zero source impedance.  A voltage source may be approximated by a current
  1408. source in parallel with a very low resistance.  This is no problem with the
  1409. large magnitude range of LINEA's numeric calculation...a MegaAmpere current
  1410. source in parallel with a microOhm resistor would create a very 'stiff'
  1411. one-volt source...such would be numerically and theoretically correct
  1412. despite the impractical-seeming combination.
  1413.  
  1414. Current sources come in two varieties, "independent" and "dependent." 
  1415. Independent current sources are the stimuli or the fixed sources.  Note:
  1416. ALL stimuli are _always_ at the same frequency in LINEA.
  1417.  
  1418. Dependent current sources are dependent on the voltage across a branch or
  1419. the current through a branch.  More on those in the later section on
  1420. dependent current sources.
  1421.  
  1422. In this version of LINEA, there are four macromodels.  These are always
  1423. made up of contiguous branches, are always handled by commands as if they
  1424. were a single branch.   
  1425.  
  1426.  
  1427.  
  1428.  
  1429.  
  1430.  
  1431.  
  1432.  
  1433.  
  1434.  
  1435.  
  1436.  
  1437.  
  1438.  
  1439.  
  1440.  
  1441.  
  1442.  
  1443.  
  1444.  
  1445.  
  1446.  
  1447.  
  1448.  
  1449.  
  1450.                            LINEA - Page 21 of 71
  1451.  
  1452.  
  1453.  
  1454.  
  1455.  
  1456. CIRCUIT COMPONENTS AVAILABLE IN LINEA
  1457. -------------------------------------
  1458.  
  1459. TYPE DESCRIPTIONS
  1460.  
  1461. All of the following branch type descriptions may be found in short form in
  1462. the Appendix and included in the HELP display within LINEA.  All TYPE
  1463. letter combinations are shown in all-capitals to emphasize the _letters_
  1464. required; users may enter letters of either case or even mixed case,
  1465. provided they are the correct letters.  Circuit Lists will always show
  1466. branch types in all-capitals.
  1467.  
  1468.  
  1469. PASSIVE SINGLE BRANCHES
  1470.  
  1471.       TYPE                    Description
  1472.    ----------     --------------------------------------------
  1473.    R  RE  RES  =  Single pure resistance
  1474.  
  1475.    C  CA  CAP  =  Single pure capacitance
  1476.  
  1477.    L  IN  IND  =  Single pure inductance
  1478.  
  1479.       LQ       =  Single inductance with specified Q; Q is constant over
  1480.                   frequency.  Q is modelled as a loss resistance in series
  1481.                   with inductance.  Loss resistance is magnitude of
  1482.                   inductive reactance divided by Q.
  1483.  
  1484.       CQ       =  Single capacitance with specified Q; Q is constant over
  1485.                   frequency.  Q is modelled as a loss resistance in
  1486.                   parallel with capacitance.  Loss resistance is the
  1487.                   magnitude of capacitive reactance divided by Q.
  1488.  
  1489.           SRL  =  Series R and L.
  1490.  
  1491.           SRC  =  Series R and C.
  1492.  
  1493.           PRC  =  Parallel R and C.
  1494.  
  1495.           PRL  =  Parallel R and L.
  1496.  
  1497.  
  1498.    E  EN  END  =  Non-branch.  Signifies end of circuit listing.
  1499.       -or-
  1500.    N  ND
  1501.  
  1502.    B  BA  BAK  =  Non-branch.  Entered by itself (no nodes), causes listing
  1503.                   to back up to the previous branch for re-entry.  Used for
  1504.                   correcting errors made in previous branch entry.
  1505.  
  1506.  
  1507. At DC all inductors assume a resistance of 1 microOhm and all capacitors
  1508. assume an infinite resistance.
  1509.  
  1510. All passive branch values are normally entered as _positive_ quantities.  A
  1511. negative value may be entered at the user's discretion.  Negative entries
  1512. of inductance or capacitance will result in the same magnitude of reactance
  1513.  
  1514.  
  1515.  
  1516.                            LINEA - Page 22 of 71
  1517.  
  1518.  
  1519.  
  1520.  
  1521.  
  1522. over frequency but the signs of those reactances are reversed.  This is
  1523. useful in modelling certain theoretical circuit equivalents.
  1524.  
  1525.  
  1526. INDEPENDENT CURRENT SOURCES
  1527.  
  1528.       TYPE                       Description
  1529.     ---------     -----------------------------------------------
  1530.       SI  SIG  =  "Signal generator" stimulus, specified by current in
  1531.                   Amperes and phase-angle in degrees (optional) for
  1532.                   frequency solutions.  For time solutions with repetitive
  1533.                   waveforms, phase-angle is ignored and the entered current
  1534.                   is the peak value of the described waveform.
  1535.  
  1536.       DC  IDC  =  Direct current source.  Active _only_ when the frequency
  1537.                   is zero (DC).
  1538.  
  1539. Independent current sources are automatically ignored during an impedance
  1540. solution.
  1541.  
  1542. All current sources have infinite source impedance.  Voltage across the
  1543. nodes of any current source depends on the voltage drop through all other
  1544. branches connected across the current source nodes.  A "stiff" voltage
  1545. source may be created by a high-current source in parallel with a low-value
  1546. resistance; source impedance of this "stiff" voltage source is that of the
  1547. low-value resistance.
  1548.  
  1549.  
  1550. CURRENT DIRECTION IN SOURCES
  1551.  
  1552. Current flow in LINEA is assumed equal to _electron_flow_.  Current flow
  1553. _within_ all current sources is from "plus node" to "minus node" if the
  1554. entered current value is positive.  Entering a negative value of current or
  1555. current gain reverses the current flow.
  1556.  
  1557. Node entry order of all passive branches is irrelevant...except for
  1558. dependent branches of a dependent current sources.
  1559.  
  1560.  
  1561. DEPENDENT CURRENT SOURCES
  1562.  
  1563. LINEA has two types:  GMS or transconductance-specified ('gm') dependent
  1564. current source, and HFS or current-gain-specified ('hfe') dependent current
  1565. source.  Current is dependent on the voltage across a dependent branch
  1566. (type GMS) or the current through a dependent branch (type HFS).  Dependent
  1567. branches may be any passive branch type located anywhere in the circuit;
  1568. they may not be a current source.
  1569.  
  1570.  
  1571.       TYPE                      Description
  1572.    ----------     -----------------------------------------------
  1573.    G  GM  GMS  =  Transconductance-specified current source.  Current
  1574.                   depends on the specified transconductance ('gm') times
  1575.                   the voltage across the nodes of a specified dependent
  1576.                   branch.  Transconductance is specified in mhos,
  1577.                   transconductance being the derivative of current divided
  1578.                   by derivative of voltage.  Current is then proportional
  1579.                   to the voltage across a dependent branch.
  1580.  
  1581.  
  1582.                            LINEA - Page 23 of 71
  1583.  
  1584.  
  1585.  
  1586.  
  1587.  
  1588.    H  HF  HFS  =  Current-gain-specified ('hfe') current source.  Current
  1589.                   depends on the specified current gain times the current
  1590.                   through the dependent branch.
  1591.  
  1592.                      Note: "hfe" is not conventional notation for
  1593.                      current gain, being the hybrid parameter of
  1594.                      collector current versus base current gain of a
  1595.                      common-emitter transistor; it is used due to
  1596.                      limitations of ASCII not allowing subscripts.
  1597.                      "hfe" to most circuit designers is fairly well
  1598.                      synonymous with current gain.
  1599.  
  1600.  
  1601. Current flow in circuits with dependent current sources is illustrated
  1602. following:
  1603.  
  1604.  
  1605.       Plus node                    Plus nodes
  1606.           o    +e            o ------------------o
  1607.           |                  |                   |  /|\
  1608.           |                  |    |  Current     |   |
  1609.           Rd       ->       GMS   |  Within     Rm   |
  1610.           |                  |   \|/  GMS        |  Current
  1611.           |                  |                   |  through
  1612.           o    -e            o ------------------o  Rm
  1613.       Minus node                   Minus nodes
  1614.  
  1615.        Dependent          Type GMS Dependent Current Source
  1616.         Branch               with connected resistor Rm
  1617.  
  1618. Voltage drop across Rm is in-phase with voltage across Rd.  Exchanging Plus
  1619. and Minus nodes of the GMS or dependent branch Rd will reverse current
  1620. through the GMS and through Rm.  Exchanging Plus and Minus nodes of _both_
  1621. GMS and the dependent branch, Rd, will have current through the GMS and
  1622. through Rm as shown.  Entering a negative transconductance value for the
  1623. GMS will also reverse current flow of the GMS.
  1624.  
  1625. If there are several branches connected to the same nodes as the dependent
  1626. branch, GMS current magnitude is dependent on the total impedance magnitude
  1627. across the dependent branch nodes...but GMS current direction is still
  1628. dependent on the Plus and Minus node entry of the dependent branch. 
  1629.  
  1630.  
  1631.       Plus node                    Plus nodes
  1632.           o                  o-------------------o
  1633.           |                  |                   |  /|\
  1634.           |  /|\             |    |   Current    |   |
  1635.           Rd  |     ->      HFS   |   Within    Rm   |
  1636.           |   |              |   \|/   HFS       |  Current
  1637.           | Current thru     |                   |  through
  1638.           o   dependent      o-------------------o  Rm
  1639.         Minus   branch            Minus nodes      
  1640.          node
  1641.  
  1642.        Dependent          Type HFS Dependent Current Source
  1643.         Branch               with connected resistor Rm
  1644.  
  1645.  
  1646.  
  1647.  
  1648.                            LINEA - Page 24 of 71
  1649.  
  1650.  
  1651.  
  1652.  
  1653.  
  1654. Current through Rm is in-phase with current through Rd.  Exchanging Plus
  1655. and Minus nodes of the HFS or dependent branch Rd will reverse current
  1656. through the GMS and through Rm.  Exchanging Plus and Minus nodes of _both_
  1657. HFS and the dependent branch, Rd, will have the current through HFS and Rm
  1658. as shown.  Current flow in the HFS may also be reversed by entering a
  1659. negative value of current gain.
  1660.  
  1661. If several branches are connected to the same nodes of the dependent
  1662. branch, HFS current magnitude is dependent _only_ on the current through
  1663. the dependent branch...but HFS current direction is dependent on the node
  1664. entry order for the dependent branch.
  1665.  
  1666.  
  1667. MACROMODELS
  1668.  
  1669. Macromodels use 3 to 5 branches, branches _always_ being contiguous in any
  1670. list.
  1671.  
  1672.       TYPE                       Description
  1673.    ----------     ---------------------------------------------
  1674.    Z  ZL  ZLN  =  Unbalanced transmission line equivalent macromodel;
  1675.                   uses 3 branch spaces, requires 3 nodes (input, output,
  1676.                   common).  Specified by characteristic impedance,
  1677.                   velocity of propagation, length in inches, and
  1678.                   decibels of loss per 100 feet.
  1679.  
  1680.    T  TR  TRF  =  Two-winding ideal transformer having specified
  1681.                   coefficient of coupling between 0.01 and 0.99, DC
  1682.                   isolation between windings.  Uses 4 branch spaces,
  1683.                   requires 4 nodes maximum (2 each for primary, secondary).
  1684.                   Specified by primary winding inductance, turns ratio of
  1685.                   primary winding to secondary winding, and coefficient of
  1686.                   coupling.
  1687.  
  1688.                      One node of primary, one node of secondary may be
  1689.                      common, if desired.
  1690.  
  1691.    Q  QT  QTR  =  Bipolar transistor, hybrid-pi model.  Creates 4
  1692.                   branches, requires 3 nodes (base, emitter, collector).
  1693.                   Specified by:  hfe or base-to-collector current gain;
  1694.                   Ft, cutoff frequency; Ic, average value of collector
  1695.                   current; Hoe, collector conductance in mhos.
  1696.  
  1697.                      Model does not include base spreading resistance, Rbb.
  1698.                      Model makes no distinction between PNP or NPN.
  1699.  
  1700.    O  OP  OPA  =  Operational Amplifier.  Creates 5 branches, requires 
  1701.                   4 nodes (non-inverting input, inverting input, output,
  1702.                   common).  Specified by:  DC open-loop voltage gain in db;
  1703.                   Fc, or "corner frequency", the break-point of open-loop
  1704.                   gain where gain begins to decrease at a rate of 20 db per
  1705.                   decade; R-input, equivalent resistance of each input,
  1706.                   both assumed to have equal resistance; R-output, source
  1707.                   resistance of output.
  1708.  
  1709.                      Common node is common to both inputs as well as
  1710.                      output.
  1711.  
  1712.  
  1713.  
  1714.                            LINEA - Page 25 of 71
  1715.  
  1716.  
  1717.  
  1718.  
  1719.  
  1720. TRANSFORMER MACROMODEL DETAILS
  1721.  
  1722. Two-winding isolated transformer macromodel is modelled as:
  1723.  
  1724.  
  1725.  
  1726.      Primary  o----o-----o       o----o-----o  Secondary 
  1727.       + node       |     |       |    |        - node
  1728.                   Lp   HFSp  <  Ls   HFSs
  1729.                    |     |       |    |
  1730.      Primary  o----o-----o       o----o-----o  Seconday  
  1731.       - node       \                           + node
  1732.                      - - - - > - - - -^
  1733.  
  1734.      where:
  1735.  
  1736.          Lp' = Calculated primary inductance.
  1737.          Ls' = Calculated secondary inductance.
  1738.         HFSp = Current-gain dependent current source dependent on
  1739.                current through Ls.
  1740.         HFSs = Current-gain dependent current source dependent on
  1741.                current through Lp. 
  1742.           
  1743.      with internal values:
  1744.  
  1745.                Lp = Entered primary inductance.
  1746.           N  = Entered turns ratio, primary to secondary.
  1747.           Ls = Secondary inductance calculated from primary inductance
  1748.                divided by square of N.
  1749.           K  = Coefficient of coupling (entered)
  1750.  
  1751.          Lp' = Lp x (1 - (K²))
  1752.          Ls' = Ls x (1 - (K²))
  1753.  Hfe of HFSp = -(K / N)                <- [dependent branch is Ls]
  1754.  Hfe of HFSs = -(K x N)                <- [dependent branch is Lp]
  1755.         
  1756.  
  1757. DC isolation is a relative term here.  Inductors have a 1 microOhm
  1758. resistance at DC to avoid an error-crash in the analysis-solution routine. 
  1759. While that is a very low impedance, it will show up as a small, small
  1760. "leakage" of signal from primary to secondary and vice versa at DC.
  1761.  
  1762. One primary node may be common to one secondary node in the circuit list.
  1763. The orientation of secondary nodes is purposely chosen to yield a voltage
  1764. polarity of the same sign as voltage across the primary.
  1765.  
  1766.  
  1767. UNBALANCED TRANSMISSION LINE MACROMODEL DETAILS
  1768.  
  1769. Unbalanced transmission line macromodel is a pi-form having the same
  1770. attenuation at every frequency.  Macromodel attenuation is internally
  1771. computed from the ratio of specified length to the loss per 100 feet.  Loss
  1772. per 100 feet is a common specification for transmission lines and may be
  1773. taken directly from manufacturer's data.  User must compensate for loss
  1774. varying over frequency.  Lengths in meters must be converted to inches;
  1775. legal USA conversion is 2.54 centimeters = inch.
  1776.  
  1777.  
  1778.  
  1779.  
  1780.                            LINEA - Page 26 of 71
  1781.  
  1782.  
  1783.  
  1784.  
  1785.  
  1786. Open-line sections ('half-wave' resonant lines) may be created by having
  1787. the "output" node isolated from all other branches; in effect, that would
  1788. create the equivalent of an open end.  'Quarter-wave shorted stubs' are
  1789. simulated by connecting a very low resistance branch to the output node.
  1790.  
  1791.  
  1792. BIPOLAR TRANSISTOR MACROMODEL DETAILS
  1793.  
  1794. The created bipolar transistor hybrid-pi model is as follows:
  1795.  
  1796.      Base node                              Collector node
  1797.          o------*-------           --------*------o
  1798.                 |      |           |       |
  1799.                 |      |           |       |
  1800.                Cb'e   Rb'e   ->   HFS   (1/Hoe)
  1801.                 |      |           |       |
  1802.                 |      |           |       |
  1803.                 -------*-----*-----*--------
  1804.                              |
  1805.                              o  Emitter node
  1806.  
  1807.    where:
  1808.           Hfe = base-to-collector current gain at Ic
  1809.           Ft = cutoff frequency
  1810.           Ic = average collector current
  1811.           Hoe = collector-emitter output conductance
  1812.           HFS is dependent on Rb'e branch current with current
  1813.                gain equal to Hfe such that collector voltage is
  1814.                at opposite phase relative to base voltage.
  1815.  
  1816.    then:
  1817.           Rb'e = (Hfe x 0.027) / Ic
  1818.           Cb'e = 1 / (Ft x 2pi x Rb'e)
  1819.  
  1820. Hybrid-pi models usually have an additional resistance, Rbb, "base
  1821. spreading resistance," in series with the Rb'e-Cb'e junction and external
  1822. base node.  Rbb is not readily calculated since it is subject to variations
  1823. in design and type of the base junction rather than operating parameters. 
  1824. If no Rbb value is known, a suggestion is to use a value equal to or
  1825. slightly larger than Rb'e.
  1826.  
  1827. An added Rbb external to the macromodel can also include an independent DC
  1828. current source (IDC) to create the Vbe diode junction voltage.  However,
  1829. the IDC current must be chosen to fit a PNP or NPN transistor; the bipolar
  1830. transistor macromodel is neither PNP nor NPN type.  An IDC branch is active
  1831. _only_ at DC, ignored otherwise.
  1832.  
  1833.  
  1834.  
  1835.  
  1836.  
  1837.  
  1838.  
  1839.  
  1840.  
  1841.  
  1842.  
  1843.  
  1844.  
  1845.  
  1846.                            LINEA - Page 27 of 71
  1847.  
  1848.  
  1849.  
  1850.  
  1851.  
  1852. OPERATIONAL AMPLIFIER MACROMODEL DETAILS
  1853.  
  1854. The equivalent operational amplifier macromodel is as follows:
  1855.  
  1856.      +Input node                                   Output node
  1857.          o---        ------*-----*-----        -----*----o
  1858.             |        |     |     |    |        |    |
  1859.             |        |     |     |    |        |    |
  1860.            Rin  ->  GMS+  GMS-  Cfc  Rfc  ->  GMSo  Rout
  1861.             |        |     |     |    |        |    |
  1862.             |        |     |     |    |        |    |
  1863.             *--------*-----*-----*----*--------*----*
  1864.             |           _                      |
  1865.             |           /|                     |
  1866.            Rin     ->                          o
  1867.             |                           Common node
  1868.             |
  1869.          o---         GMS+ dependent on Rin at +Input;
  1870.      -Input node      GMS- dependent on Rin at -Input with
  1871.                            gm negative;
  1872.                       GMSo dependent on Rfc
  1873.  
  1874.    Where:
  1875.           Av = open-loop voltage gain
  1876.           Fc = 'corner frequency' or 'breakpoint' where Av
  1877.                magnitude begins to decrease 20 db per decade.
  1878.           Rfc = 1 Ohm
  1879.           gm+ = transconductance of GMS+ = 1
  1880.           gm- = transconductance of GMS- = -1
  1881.           gmo = transconductance of GMSo = Av / Rout
  1882.    Then:
  1883.           Cfc = 1 / (Fc x 2pi)
  1884.  
  1885. The center of this op-amp macromodel is a summing point for the current
  1886. analogue to the non-inverting and inverting voltage inputs.  It also
  1887. modifies the DC open-loop gain over frequency.  Output is a current
  1888. analogue of the voltage at this center, summing 'node', multiplied by Av
  1889. and divided by output source resistance.
  1890.  
  1891. LINEA simplifies this model by reducing 8 branches to only 5, using 
  1892. mathematical equivalents to the center summing node and output GMS.  Each
  1893. input node still 'sees' only R-input and the output node still has Rout.
  1894.  
  1895. The break-point frequency is found in manufacturer's data sheets.  Most op-
  1896. amp ICs have more than one breakpoint frequency, the first somewhere around
  1897. or below 1 KHz, others about a decade or two higher.  Any higher than the
  1898. first can be simulated by creating an external GMS-R-C cluster.  Modelling
  1899. additional breakpoints are explained in Model Tips and Hints later in this
  1900. manual.
  1901.  
  1902. "Input resistances" are seldom specified for op-amp ICs.  Their existance
  1903. in the macromodel is required for internal mathematical analysis-solution
  1904. of dependent current sources.  An approximation can be done by entering a
  1905. very high resistance value.  Since the exponent range of non-integer
  1906. numbers in LINEA is very large, a high, seemingly-impractical value will
  1907. not disturb analysis-solution calculation.
  1908.  
  1909.  
  1910.  
  1911.  
  1912.                            LINEA - Page 28 of 71
  1913.  
  1914.  
  1915.  
  1916.  
  1917.  
  1918. ENTERING CIRCUIT COMPONENTS
  1919. ---------------------------
  1920.  
  1921. This is a step-by-step procedure on entering circuit components in LINEA. 
  1922. The process begins after entering "NEW" at the Main Command level.  Note
  1923. that ALL input to any one prompt is considered a "data word;" that is, one
  1924. or more data items within the word must be separated by commas, semicolons,
  1925. or forward-slants, no spaces.  There is no need to memorize any special
  1926. order of data entry; prompts for all items are self-explanatory.
  1927.  
  1928.  
  1929. BRANCH ENTRY, SINGLE-VALUE BRANCHES
  1930.  
  1931. The first prompt will be:
  1932.  
  1933.           Branch  1, Type, Plus-node, Minus-node:
  1934.  
  1935. The user has a choice on input, Type description alone or Type description
  1936. with the Plus and Minus nodes.  Assume that RESISTOR was entered by itself,
  1937. no node numbers.  This results in another prompt:
  1938.  
  1939.           Branch  1, Type "RESISTOR" Plus-node, Minus-node:
  1940.  
  1941. With the second prompt, the user gets verification that RESISTOR was indeed
  1942. the Type description (LINEA supplies the double quotes around RESISTOR). 
  1943. LINEA requires _some_ kind of numerical data in response and will keep
  1944. requesting until it gets something.  Let's say that the Plus node was 2 and
  1945. the Minus node was 3.  Response to the prompt would be simply "2,3".
  1946.  
  1947. Supplying all three data items would have an entry to the first prompt of
  1948. "RESISTOR,2,3".
  1949.  
  1950. If a mistake was made in entry and it became "RESISTOR,2,2", then LINEA
  1951. would recognize that both nodes were equal and the screen would show:
  1952.  
  1953.           Nodes may not be equal, please re-enter.
  1954.  
  1955.           Branch 1, Type, Plus-node, Minus-node:
  1956.  
  1957. Let's assume that entry was good, that the Type description is RESISTOR,
  1958. the Plus node is 2, and the Minus node is 3.  The next prompt would be for
  1959. the Value:
  1960.  
  1961.           Resistor value [Ohms]:
  1962.  
  1963. Let's say the value is 4700 Ohms.  Scaling letters can be used and an entry
  1964. can be "4.7K".  Or, E-format can be used for an entry of "47E2" or "4.7E3".
  1965.  
  1966. Or simply "4700".  Whichever format is easiest for the user is fine with
  1967. LINEA.  
  1968.  
  1969. Completion of Value entry results in a prompt for the next branch:
  1970.  
  1971.           Branch  2, Type, Plus-node, Minus-node:
  1972.  
  1973. Note that the branch number has been incremented in the prompt.  This
  1974. incrementation will repeat until the list is terminated or after it has
  1975.  
  1976.  
  1977.  
  1978.                            LINEA - Page 29 of 71
  1979.  
  1980.  
  1981.  
  1982.  
  1983.  
  1984. completed Branch 200.  Maximum number of branches in LINEA is 200.
  1985.  
  1986. To end the circuit list entry at any time, just enter END or EN or E or ND
  1987. or N for the Type description, no node numbers.  List entry will terminate 
  1988. with a prompt showing the total number of branches and the node of solution
  1989. being the highest node in the circuit list...then return to Main Command
  1990. level.
  1991.  
  1992. Suppose that the resistor value should have been 47 KOhms instead of 4.7
  1993. KOhms and this mistake is seen.  To correct it quickly, just enter "BAK" or
  1994. "BA" or "B" and the list entry 'backs up' to the previous branch's prompt
  1995. for Type and Nodes.  Re-entering everything is required.
  1996.  
  1997. A mistake in Value entry could be corrected later by the MODify command...
  1998. but that requires a note to oneself to do so.  Going back one branch is
  1999. easy enough to do now and corrects the entry immediately, allowing
  2000. concentration on entering all the other branches in the list.
  2001.  
  2002.  
  2003. BRANCH ENTRY, DOUBLE-VALUE BRANCHES
  2004.  
  2005. The same Type and Nodes prompt is issued for every branch; LINEA doesn't
  2006. know what Values are required until the Type Description is entered.  For
  2007. example, suppose the branch was type LQ, a single inductor with specified
  2008. Quality factor.  After completion of Type and Nodes entry, the Value prompt
  2009. would be:
  2010.  
  2011.           Inductance value [Henries], Q [Units]:
  2012.  
  2013. Suppose the inductance was 56 microhenries with a Q of 70.  The data word
  2014. entry would be "56u,70".
  2015.  
  2016. Note the _lower_case_ "u" for 'micro'.  Scaling Letters in entry must use
  2017. lower case for multipliers less than unity, upper case for greater than
  2018. unity.
  2019.  
  2020. If there was a mistake made and one Value was not entered, LINEA would
  2021. detect that and issue the error message:
  2022.  
  2023.           Caution:  One or both values zero, please re-enter
  2024.  
  2025. ...and then return to the Value entry prompt for that branch.  That same
  2026. "zero" caution would appear with single-value branches if the single Value
  2027. entry was zero.  LINEA expects _something_ in the Value and keeps prompting
  2028. until it is entered.
  2029.  
  2030.  
  2031. QUICKER ENTRY, SINGLE-VALUE AND DOUBLE-VALUE BRANCHES
  2032.  
  2033. LINEA has a built-in 'shortcut' to allow entry of everything about simple
  2034. branches on one line.  Once the user becomes acquainted with Value entry
  2035. order, Values can be entered as part of the data word following the Type 
  2036. and Nodes data items.  For illustration, suppose the two previous examples
  2037. were connected to the same nodes; the screen display would look like:
  2038.  
  2039.           Branch  1, Type, Plus-node, Minus-node: RESISTOR,2,3,4700
  2040.  
  2041.  
  2042.  
  2043.  
  2044.                            LINEA - Page 30 of 71
  2045.  
  2046.  
  2047.  
  2048.  
  2049.  
  2050.           Branch  2, Type, Plus-node, Minus-node: LQ,2,3,56u,70
  2051.  
  2052.  
  2053. It should be emphasized that users should not try this until they are
  2054. familiar with the Value entry order.  It is easy to mix up two values...but
  2055. the Type description and Value entry order match...L is first, Q is second
  2056. in an LQ.  In both kinds of R-L and R-C combinations, Resistance Value is
  2057. always first.
  2058.  
  2059.  
  2060. DEPENDENT CURRENT SOURCE VALUE ENTRY
  2061.  
  2062. Whether the Type description is GMS or HFS, the second Value data item is
  2063. _always_ the dependent branch identification.  This identification can be
  2064. done either by dependent branch's Branch Number or by its entered Type
  2065. Description.
  2066.  
  2067. If the Type Description is used for identification, then it is required
  2068. that the dependent branch should have additional characters to make it
  2069. distinctive; the minimum Type Description entry might be repeated the same
  2070. way in several circuit list locations.  For example, suppose an HFS has a
  2071. current gain of 1 and it is dependent on a resistor in Branch 6 which has
  2072. the Type Description of "R-78".  The screen display of Value prompt and
  2073. subsequent keyboard entry would like:
  2074.  
  2075.           Current Gain [Units], Dependent Branch No.: 1,R-78
  2076.                               -or-
  2077.           Current Gain [Units], Dependent Branch No.: 1,6
  2078.  
  2079. Either form of entry is correct.
  2080.  
  2081. LINEA checks the data of every branch after Circuit Entry termination. 
  2082. Dependent branches must be passive types and they must exist in the circuit
  2083. list; if incorrect, an error message is made and the dependent current
  2084. source is switched open.  Should that error happen, the MODify command can
  2085. be used to correct the dependent branch identification.
  2086.  
  2087.  
  2088. SIGNAL (GENERATOR) VALUE ENTRY
  2089.  
  2090. Value prompt for a SIG Branch Type is:
  2091.  
  2092.           Signal-source cur.[Amps], phase-angle [Deg]:
  2093.  
  2094. Phase angle does not have to be entered.  Omitting it will make the phase
  2095. angle zero.  A circuit list may have more than one SIG and each one may
  2096. have a different current magnitude and phase angle; all stimuli are
  2097. "locked" frequency-phase, so phase angles are relative to one another.
  2098.  
  2099. Current magnitude _and_ phase angle applies only to frequency-voltage
  2100. solutions.  For time solutions, current magnitude entry is equal to the
  2101. peak current of a waveform.  Any phase angle entry is ignored for time
  2102. solutions.
  2103.  
  2104. On output of a circuit list, the display will be as if the circuit had a
  2105. frequency-voltage solution; i.e., magnitude and phase-angle.  A zero phase-
  2106. angle will not be displayed, only assumed.
  2107.  
  2108.  
  2109.  
  2110.                            LINEA - Page 31 of 71
  2111.  
  2112.  
  2113.  
  2114.  
  2115.  
  2116. MACROMODEL ENTRIES
  2117.  
  2118. Only the Type Description of a macromodel is required at the Type and Nodes
  2119. prompt.  Once the Type Description is entered, a second prompt for specific
  2120. nodes for that macromodel is given.  For illustration, let's assume a
  2121. Bipolar Transistor called "Q67" is to be entered beginning at Branch number
  2122. 5 with Base node at 8, Emitter node at 9, and Collector node at 10.  The
  2123. screen display of prompts and entries might look like:
  2124.  
  2125.           Branch  5, Type, Plus-node, Minus-node: Q67
  2126.           Base, Emitter, Collector nodes: 8,9,10
  2127.  
  2128. If the LINEA user is familiar with node entry order, the one-line
  2129. 'shortcut' method can be used.  The screen display of prompt and entry
  2130. might look like:
  2131.  
  2132.           Branch  5, Type, Plus-node, Minus-node: Q67,8,9,10
  2133.  
  2134. Either form is correct for LINEA.  Once all the nodes have been entered,
  2135. the first set of Values is prompted.  There is no further 'shortcut' entry
  2136. method for Values of macromodels.  Users have to follow the prompts.
  2137.  
  2138. Node entry order for other macromodels is as follows:
  2139.  
  2140. Transformer >   Primary, Secondary, Primary Return, Sec. Return nodes
  2141.  
  2142. Transmission Line >   Input, Output, Common nodes
  2143.  
  2144. Op-Amp >   Non-inverting Input, Inverting Input, Output, Common nodes
  2145.  
  2146.  
  2147. Note that while the transformer macromodel is designed for DC isolation,
  2148. one node of the primary and one node of the secondary may be the same node.
  2149.  
  2150. The Transmission Line macromodel is entirely passive.  "Input" and "Output"
  2151. labels only serve as identification.
  2152.  
  2153.  
  2154. REQUIRED-LISTED MACROMODEL VALUES
  2155.  
  2156. Individual macromodel branch data is not immediately available. 
  2157. Macromodels are described and listed in parameters which apply to the
  2158. entire macromodel.  These parameters are:
  2159.  
  2160. Transmission Line
  2161.  
  2162.      *  Characteristic Impedance in Ohms.
  2163.      *  Velocity of Propagation (if entered zero, defaults to
  2164.                0.75)
  2165.      *  Length in inches (If length is Metric, users must convert
  2166.           convert prior to entry, using legal conversion of one
  2167.                inch equals 2.54 centimeters)
  2168.      *  Attenuation per 100 foot length (obtained from cable
  2169.                tables or handbooks)
  2170.  
  2171.      If the attenuation of the entered line length is known, user
  2172.      should enter Attenuation-per-100-feet as known-attenuation
  2173.  
  2174.  
  2175.  
  2176.                            LINEA - Page 32 of 71
  2177.  
  2178.  
  2179.  
  2180.  
  2181.  
  2182.      multiplied by 1200.  There is no compensation of attenuation
  2183.      variation with frequency; users must limit frequency-sweep
  2184.      range for accurate attenuation effects.
  2185.  
  2186.  
  2187. Ideal Transformer
  2188.  
  2189.      *  Primary Inductance
  2190.      *  Turns ratio, primary to secondary
  2191.      *  Coefficient of coupling
  2192.  
  2193.      Coefficient of coupling is limited to a range of 0.01 to 0.99.
  2194.  
  2195.  
  2196. Bipolar Transistor
  2197.  
  2198.      *  Hfe, forward current gain, common-emitter (at Ic)
  2199.      *  Ft, cutoff frequency (at Ic)
  2200.      *  Ic, average DC collector current
  2201.      *  Hoe, collector conductance, mhos, common-emitter (at Ic)
  2202.  
  2203.      Collector current DC value must be entered even if the Base
  2204.      bias network is described in the circuit.  LINEA does not
  2205.      "set" the DC collector current from any DC bias network. 
  2206.  
  2207.  
  2208. Operational Amplifier
  2209.  
  2210.      *  Open-loop Voltage Gain in Decibels
  2211.      *  "Corner" frequency where 20 db slope per decade voltage
  2212.                  reduction intersects open-loop voltage gain.
  2213.      *  Input resistance, assumed identical for both inputs.
  2214.      *  Output source resistance.
  2215.  
  2216.  
  2217.  
  2218. SEEING THE FULL CIRCUIT LIST
  2219.  
  2220. Enter "LIS" or "LI" or "L" at the Main Command level.  The Circuit List
  2221. will appear headed by a title display.  For long lists, the Pause key may
  2222. have to be pressed to stop scrolling.  Branch information is reasonably 
  2223. easy to understand without further explanation.
  2224.  
  2225. Note:  Although all non-integers are stored internally to the equivalent of
  2226. 15 decimal digits, Value display is rounded-off to no more than 6 decimal
  2227. digits.
  2228.  
  2229. Any OPEned branches will be indicated by the * asterisks * in the spaces
  2230. between that branch's data.  The last line of the title block also displays
  2231. branch numbers of opened branches; if none are switched open, the last line
  2232. indicates so.
  2233.  
  2234. Dependent branches in a dependent current source List-line are identified
  2235. by both list branch number and Type Description, in that order.
  2236.  
  2237.  
  2238.  
  2239.  
  2240.  
  2241.  
  2242.                            LINEA - Page 33 of 71
  2243.  
  2244.  
  2245.  
  2246.  
  2247.  
  2248. CIRCUIT LIST HARDCOPY
  2249.  
  2250. Make sure the printer is powered on, then enter ON at the Main Command. 
  2251. The Main prompt changes from "MAIN*>" to "Main->" indicating the output is
  2252. directed to the printer.  When output is directed to the printer, there is
  2253. no screen display for that output.  All prompts, messages, entries will
  2254. still appear on the screen but circuit lists, print tabulations and plot
  2255. graphics are directed to the printer port.
  2256.  
  2257. A reminder:  LINEA takes care of full printer page formatting.  Before
  2258. sending anything to the printer, position the paper so that it begins on
  2259. the top edge of the paper.  The end of a printout will stop at the bottom
  2260. of the last page, ready for the next page.
  2261.  
  2262. If a printout has been completed and output is to be directed back to the
  2263. screen, enter OFF at the "Main->" command prompt.  The prompt changes back
  2264. to "MAIN*>" and the printer 'pops' one line feed, positioning itself at the
  2265. top of the next print page.  That 'pop' is a peculiarity in I/O handling of
  2266. the MS-FORTRAN runtime package; the last character, usually a line-feed, is
  2267. stored internally and will not be sent out until another output is started,
  2268. the printer port is closed (OFF command), or LINEA is exited. 
  2269.  
  2270.  
  2271. CIRCUIT LIST EDITING
  2272. --------------------
  2273.  
  2274. The Edit commands are ADD, MODify, DELete, INSert, OPEn, and CLOse.  They
  2275. are all done from Main Command level.  Except for ADD, which re-starts
  2276. Circuit Entry immediately after the highest branch in the current list, all
  2277. will return to Main Command level when completed.
  2278.  
  2279. All Edit commands have been described prior to this section.  Except for
  2280. ADD, they will require a branch identification.  That identification may be
  2281. either Branch Number or full Type Description.  If the identification is
  2282. incorrect, a warning message will be displayed and no further action taken
  2283. except a return to Main Command level.
  2284.  
  2285. A reminder:  Except for OPEns and CLOsures, alterations in the Circuit List
  2286. are _final_.  Old values and deleted branches cannot be restored.  If 
  2287. versions of a circuit are desired to be kept for comparison, they can be
  2288. sent to disk.  See Disk Operations for storage and retrieval.
  2289.  
  2290.  
  2291. SPECIAL NOTE ON INSERT COMMAND
  2292.  
  2293. On the "INS  <branch>", the <branch> refers to where the new, INSerted
  2294. branch will be located.  The current <branch> will be moved up in the
  2295. circuit list to INSert the new branch.  From there, everything is as it was
  2296. with Circuit Entry, except that completion of a single branch or macromodel
  2297. INSert will return to Main Command level.
  2298.  
  2299.  
  2300. SPECIAL NOTES ON ALL MACROMODELS
  2301.  
  2302. When an Edit command identifies a macromodel by Branch Number, it is
  2303. possible to call out _any_ of the 3 to 5 branch numbers of that macromodel
  2304. or just the Type Designation of the macromodel.  LINEA takes care of
  2305.  
  2306.  
  2307.  
  2308.                            LINEA - Page 34 of 71
  2309.  
  2310.  
  2311.  
  2312.  
  2313.  
  2314. identification/ordering of a macromodel.
  2315.  
  2316. A MODify will not operate with macromodels.  INSert, DELete, OPEn, CLOse
  2317. will all operate on the _entire_ macromodel.
  2318.  
  2319. It may not be desireable to OPEn and CLOse an _entire_ macro-model; it may
  2320. be preferred to disconnect/connect just one node.  In that case, sacrifice
  2321. a branch and node such that a single branch connects that macromodel node
  2322. to the rest of the circuit.  The single branch could be switched OPEn or
  2323. CLOsed to achieve the disconnect/connect of one node.
  2324.  
  2325.  
  2326. DISK DATA FILES
  2327. ---------------
  2328.  
  2329. LINEA has three types of data files, identified by file extension:
  2330.  
  2331.                .LIN  =  Circuit Lists
  2332.                .LNA  =  Solutions
  2333.                .LWC  =  Waveform coefficients.
  2334.  
  2335. The file extensions are appended automatically for both reads and writes.
  2336. Users need only specify the filename.  Filename follows DOS syntax:  8
  2337. characters maximum, first letter alphabetic, underline and dash allowed as
  2338. symbols, no spaces within filename.  DOS itself does error-checking on
  2339. filenames; LINEA interprets some DOS error codes to present clear-language
  2340. error messages.
  2341.  
  2342. All data files have values written in ASCII characters, and are otherwise
  2343. indistinguishable from text files.  For data field specifications on all
  2344. data files, see the Appendix.
  2345.  
  2346.  
  2347. SETTING THE DATA STORAGE DRIVE:\DIRECTORY PATH
  2348.  
  2349. At LINEA start, the Drive and Directory for all data files is, by default,
  2350. the same Drive and Directory where LINEA itself is located.  The user may
  2351. specify another location from the Main Command level by entering DRI or
  2352. DIR.  LINEA will display a prompt for the Drive:\Directory entry showing
  2353. the entry length for the Drive:\Directory string between vertical bars. 
  2354. Use conventional DOS syntax with the Drive:\Directory string; i.e.,
  2355. alphanumeric characters, no punctuation, limiting symbols to dashes and
  2356. underlines, 8 characters per directory name.  The following entry would be
  2357. acceptible:
  2358.  
  2359.           C:\IN1492\COLUMBUS\SAILED\OCEAN\BLUE\
  2360.                                               ^
  2361. The trailing back-slant delimiter symbol need not be entered...LINEA will
  2362. include it if missing.  Drive C: and all five directories should already 
  2363. exist.  LINEA will reject all read/write commands to non-existant drives or
  2364. directories.
  2365.  
  2366.    Note:  To check the disk(s) or to inspect the available directories,
  2367.    enter "DOS" from Main Command level, then enter "COMMAND" (7 letters)
  2368.    to stay in the DOS shell.  Conventional DOS commands can be used for
  2369.    inspection or directory creation.  When DOS operations are completed,
  2370.    enter "EXIT" (4 letters) at DOS level to return to LINEA.  LINEA has
  2371.  
  2372.  
  2373.  
  2374.                            LINEA - Page 35 of 71
  2375.  
  2376.  
  2377.  
  2378.  
  2379.  
  2380.    remained in memory, all data intact.
  2381.  
  2382. For short Drive:\Directory strings, it is possible to enter everything in
  2383. one line at the Main Command level.  The preceding example could have been
  2384. entered as:
  2385.  
  2386.           DIR  C:\IN1492\COLUMBUS\sailed\ocean\BLUE
  2387.  
  2388. Alphabetic character case is not important on entry.  Each Drive:\Directory
  2389. entry completion has a confirmation prompt repeating the entry in all-
  2390. capitals.
  2391.  
  2392.  
  2393. READING/WRITING CIRCUIT FILES
  2394.  
  2395. To read in a Circuit file, enter "R  <filename>" at Main Command.  If no
  2396. filename is entered and no circuit list exists, LINEA will prompt for the
  2397. filename, the prompt including an 8-character space for the filename.
  2398.  
  2399. If a circuit list exists, or did exist, the circuit _filename_ is in
  2400. storage and LINEA will display the name, then query whether or not to use
  2401. it.  The prompt ends with "[Y/n]" and the capitalized "Y" indicates that
  2402. depressing the <Enter> key alone will signify a Y for yes.  Entering N (no)
  2403. to the query displays a prompt for a new filename entry.
  2404.  
  2405. When the <filename> entry is completed, the Circuit read is done and a
  2406. prompt is shown, indicating "New circuit read in, old circuit discarded." 
  2407. This is followed by a display of the node of solution, the highest node
  2408. number in the circuit.
  2409.  
  2410. To write an existing Circuit to a disk file, enter "W <filename>" at the
  2411. Main Command level.  If the filename is omitted, LINEA will prompt for one
  2412. in the same manner as a Read.
  2413.  
  2414.    Caution:  Using the same filename as an existing file will cause the
  2415.    existing file to be over-written.  The only way to save an existing
  2416.    file is to vary the filename of the Circuit to be written.
  2417.  
  2418. When a Circuit Write is completed, control returns to Main Command level
  2419. without further reminders or prompts.
  2420.  
  2421.  
  2422. CIRCUIT CREATION DATES AND REMARKS
  2423.  
  2424. Any time a Circuit Value is MODified, or any time a branch is DELeted or
  2425. INSerted, that time will be set into the "creation date" of the Circuit.  
  2426. Creation Date is Read from, and Written to, disk.  That is separate from
  2427. DOS' own file Write time-stamp; alteration may take place some time before
  2428. a new file is written.  Creation Date is a convenience for keeping track of
  2429. several Circuit versions.
  2430.  
  2431. It is also useful to include short notes about a Circuit.  The "REM" (also
  2432. "*") entry at Main Command level allows writing a 47-character Remarks
  2433. string for such notes.  The Remarks string can be entered between vertical
  2434. bar symbols or directly, using "REM <remarkline>".  Depressing the <Enter>
  2435. key without entering anything will result in a blank Remarks string.
  2436.  
  2437.  
  2438.  
  2439.  
  2440.                            LINEA - Page 36 of 71
  2441.  
  2442.  
  2443.  
  2444.  
  2445.  
  2446. A Remarks string will remain as-is until changed manually or a new Circuit
  2447. is read in from disk.  A Circuit Read will displace any old Remarks string
  2448. with that stored in the file, including any file-stored string which is
  2449. all-blanks.
  2450.  
  2451.  
  2452. SOLUTION STORAGE AND RETRIEVAL
  2453.  
  2454. Any completed Solution may be SAVed by entering "SAV <filename>" at the
  2455. Main Command level.  If <filename> is omitted, its entry will be prompted. 
  2456. Data stored consists of the magnitudes and phase angles over all
  2457. frequencies of solution, frequency limits, type of solution (frequency-
  2458. voltage, impedance, etc.), time-and-date of solution, and the filename of
  2459. the Circuit solved.  Solution filenames may be the same as Circuit
  2460. filenames; file extensions identify which is which.
  2461.  
  2462. A Solution may be retrieved by entering "BRI <filename>" at the Main
  2463. Command level.  ('BRI' for BRIng back)  This restores the solution data and
  2464. displays the filename of the Circuit solved (stored by a SAVe).  Solutions
  2465. may be viewed directly but _conditions_ of analysis-solution may not be
  2466. changed; i.e., if a frequency-amplitude solution is brought back, you
  2467. cannot request an impedance solution since the circuit itself may be
  2468. missing or the circuit does not have the same node maximum.  Similarly, you
  2469. cannot change the Node of Solution other than what was originally SAVed.
  2470.  
  2471. Some care should be exercised with BRIng.  You may BRIng back a PLOtted
  2472. solution, change scale limits to whatever you want, print out a new PLOt, 
  2473. even do a PRInt-tabulation.  This can be very useful in recording analysis
  2474. data or visually comparing solutions, but there is no greater capability of
  2475. the function.
  2476.  
  2477. Note:  A great number of combinations of conditions were tried for
  2478. deliberately setting up a program crash situation.  None were found but it
  2479. might happen if BRIng is used improperly.
  2480.  
  2481. The principal reason for Solution storage is to permit external program
  2482. data formatting/presentation.  Viewing or hardcopying previous solutions is
  2483. only the secondary reason.
  2484.  
  2485.  
  2486. WAVEFORM FILES
  2487.  
  2488. LINEA does not create repetitive waveforms itself.  Creation of waveforms
  2489. and writing the resulting Fourier coefficients on disk is done with the
  2490. WAVESPEC program, a stand-alone program in the LINEA program set (MWAVSPEC
  2491. for Math coprocessor version).  Please see the separate section on
  2492. WAVESPEC for details of waveform creation.
  2493.  
  2494. To begin a waveform description, enter the single command word "WAVe",
  2495. "WAV," "WA", or "~" at Main Command.  The result is a prompt of "Please
  2496. enter WAVESPEC" (or "MWAVSPEC") with the cursor dropping to the next line
  2497. with no further prompts.  Keying in WAVESPEC will run that program with
  2498. LINEA (and all LINEA memory) intact in memory.  An exit of WAVESPEC will
  2499. automatically return you to LINEA.
  2500.  
  2501.    Note: Insufficient free RAM in your system will not allow simultaneous
  2502.    program retention.  384K minimum free RAM space is recommended; if
  2503.    less than that, WAVESPEC can be run separately.
  2504.  
  2505.  
  2506.                            LINEA - Page 37 of 71
  2507.  
  2508.  
  2509.  
  2510.  
  2511.  
  2512. Entering "GET <waveformfilename>" at Main Command will read in an existing
  2513. waveform file.  If <waveformfilename> is omitted, a prompt will be issued
  2514. for the filename.  If <waveformfilename> is not in the current drive and
  2515. directory(s), LINEA will inform you of that and return to Main Command
  2516. level, cancelling any disk operation.
  2517.  
  2518. Waveform data is stored in LINEA memory separate from other data.  Reading
  2519. in a waveform will not disturb any frequency-voltage or impedance
  2520. solutions, nor any frequency-sweep or time reconstruction interval
  2521. settings.
  2522.  
  2523. LINEA does not alter waveform files in any way; there is no corresponding
  2524. command to write a waveform file.  Only WAVESPEC can write a waveform data
  2525. file.
  2526.  
  2527.  
  2528. SOLUTIONS AND OUTPUT
  2529. --------------------
  2530.  
  2531. GENERAL SOLUTION ORGANIZATION OF LINEA
  2532.  
  2533. LINEA has three major solution forms:  Frequency-voltage ('Frequency'),
  2534. Impedance, and Repetitive-waveform-Time-related.  Frequency-voltage
  2535. solutions yield voltage magnitude and phase angle at one selected Circuit
  2536. node at each frequency of a specified frequency sweep.  Impedance solutions
  2537. find the impedance at one selected node at each frequency of a specified
  2538. frequency sweep.  Frequency sweep is selectable up to a maximum of 200
  2539. discrete frequencies.
  2540.  
  2541. Repetitive waveforms exist within LINEA as Fourier coefficients, frequency
  2542. spectra with each harmonic amplitude and phase being derived by a time-to-
  2543. frequency transform.  Waveform coefficients become the stimuli for all
  2544. time-related solutions.  Time-related output is selectable as the spectrum
  2545. of coefficients ('Spectra') or through a frequency-to-time transform to
  2546. yield the direct waveform ('Time') or envelope of an amplitude-modulated
  2547. waveform ('Envelope').  Each waveform will normally have 200 coefficients. 
  2548. AM-modulated RF waveforms will have +/- 99 sidebands to a carrier
  2549. frequency.
  2550.  
  2551. Two forms/format of output are selectable:  Tabulation ('Print') of written
  2552. values or Graphical ('Plot') equivalent using characters in a simulated
  2553. plot.  Either output form is available from one solution.
  2554.  
  2555. LINEA compares all requested solution-output combinations requested with
  2556. previous solution-output combinations, calling the time-consuming
  2557. mathematical analysis-solution calculation routine only when required. 
  2558. Users need only request output and form.
  2559.  
  2560.  
  2561. SCALE LIMIT SELECTION ON PLOT
  2562.  
  2563. Every parameter kind in a PLOt is scanned for minimum and maximum value,
  2564. then displayed with a query as to whether those extremes are to be used as
  2565. scale limits.  Pressing the <Enter> key without entering anything else will
  2566. set solution extremes as scale limits.  Entering specific numerical values
  2567. will make those values the scale limits.
  2568.  
  2569.  
  2570.  
  2571.  
  2572.                            LINEA - Page 38 of 71
  2573.  
  2574.  
  2575.  
  2576.  
  2577.  
  2578. If desired, all PLOt scales can be 'flopped' left-for-right by specifying
  2579. scale limits in reverse order.
  2580.  
  2581. Specific scale value entries follow the 'data word' rules of LINEA. 
  2582. Omitting a data item, entering only the separator character (comma,
  2583. semicolon, forward-slant), will make that data item zero.
  2584.  
  2585. Degree limits for phase angles in Voltage and Time-related PLOts are fixed,
  2586. _not_ set by the solution.  At LINEA start, those degree limits are -180
  2587. and +180 degrees.  Degree limits may be set to anything else and will
  2588. remain at those settings until changed again.
  2589.  
  2590.  
  2591. TWO FORMS OF IMPEDANCE PLOT
  2592.  
  2593. Either Polar or Rectangular form may be selected for Impedance PLOts (both
  2594. forms are tabulated together in PRInts).  At the query, pressing <Enter>
  2595. key without entering anything else will select Polar form; an "N" for 'no'
  2596. must be entered to select Rectangular form.
  2597.  
  2598. Polar form _phase_angle_ scale limits are default-set by solution values or
  2599. reset by user entry, an exception to the Frequency-Voltage or Time-related
  2600. PLOt degree setting rule.
  2601.  
  2602.  
  2603. TIME WAVEFORM PLOT RECONSTRUCTS
  2604.  
  2605. Waveform reconstruction (frequency-to-time transform) is another time-
  2606. consuming routine.  When that is in process, the screen displays the
  2607. Rotatating Twiddle Character and "Working!" as when the analysis-solution
  2608. routine is in process.  The two are separate routines.
  2609.  
  2610. Waveform reconstruction requires only that all coefficients be analyzed-
  2611. solved once for any selected node.  The frequency-to-time transform depends
  2612. on TIMe Limit settings for final output.  TIMe Limit setting changes,
  2613. without changing the node, will only invoke the transform, not another
  2614. analysis-solution.
  2615.  
  2616. It is possible to set TIMe Limits for as many as 800 reconstructed waveform
  2617. voltages at any node.  That would be 16 pages on the printer, either PRInt
  2618. or PLOt.
  2619.  
  2620.  
  2621. SYNTAX ON SOLUTION TYPE AND FORM
  2622.  
  2623. Only two Main Command words are required, one to select Type, the other to
  2624. select Form.  They may be in either order.  "PRInt FREquency" will yield
  2625. the same solution and tabulation as "FREquency PRInt."  Or, to simplify
  2626. entry, "P F" or "F P."  Or a three-letter acronym can substitute for either
  2627. double word.  "PRF" would be equal to "P F" or "F P", itself
  2628. being an acronym for PRint Frequency.
  2629.  
  2630.  
  2631. TIME-RELATED OUTPUT
  2632.  
  2633. "T <form>" will yield a waveform reconstruct.  "S <form>" will output the
  2634. frequency coefficients of the waveform as they appear at the selected node.
  2635.  
  2636.  
  2637.  
  2638.                            LINEA - Page 39 of 71
  2639.  
  2640.  
  2641.  
  2642.  
  2643.  
  2644. For video waveforms, the first coefficient is always at DC, all subsequent
  2645. coefficients at multiples of the repetition frequency.
  2646.  
  2647. For amplitude-modulated RF waveform stimulus, "T <form>" yields the _RF_
  2648. waveform over time while "E <form>" yields the _modulation_envelope_ over
  2649. time.  "S <form>" will have coefficients represented by lower and upper
  2650. sidebands with RF carrier at mid-point.
  2651.  
  2652. Modulation ENVelope is equivalent to monitoring with an infinite-impedance,
  2653. linear full-wave detector with positive-going output.  This is more 
  2654. convenient when the RF carrier is much higher than the repetition
  2655. frequency. 
  2656.  
  2657. For video waveforms, both "T <form>" and "E <form>" yield identical
  2658. results.  All time-related outputs have time-zero as the beginning of the
  2659. repetition period.
  2660.  
  2661.  
  2662. GENERATING WAVEFORMS
  2663.  
  2664. If there is a minimum of 384K free RAM in your computer, you can begin
  2665. waveform description via WAVESPEC by entering "WAV" at Main Command.  The
  2666. screen will appear to have the cursor at the next blank line under the
  2667. "Enter WAVESPEC to begin description" prompt.  Enter "WAVESPEC" (8 letters)
  2668. to invoke it; LINEA has moved to protected memory, data intact, and the
  2669. keyboard input will be to DOS.
  2670.  
  2671. WAVESPEC program commands and operation are given in a separate section of
  2672. this documentation.
  2673.  
  2674. Waveform data is, so far, only transferrable via waveform data files on
  2675. disk.  Manual recording of waveform filenames must be done at present. 
  2676. Waveform data involves considerable information, moreso than simple
  2677. frequency sweeps.  WAVESPEC has identical PRInt and PLOt functions to ease
  2678. some of the recordskeeping.
  2679.  
  2680. Quitting WAVESPEC will do an automatic transfer to LINEA, program memory
  2681. intact.  There is no intermediate step to DOS before transfer.
  2682.  
  2683. If free RAM space is limited, WAVESPEC can be run as a stand-alone program,
  2684. waveform data files used as the link between WAVESPEC and LINEA.
  2685.  
  2686.  
  2687. GENERATING PLOT ARTWORK
  2688.  
  2689. ASCII-character "plotting" is rather coarse.  Quick, yes, but still too
  2690. coarse for smooth graphic output.  The character plot outputs can made in
  2691. sections so that a 2X to 10X larger master can be generated for tracing
  2692. finished art.  The only requirement is that frequency spacing is continuous
  2693. and the scale extremes set to allow amplitude-phase-delay to be continuous.
  2694. All scale extremes may be set manually, including reverse, left-for-right
  2695. direction.
  2696.  
  2697. Solution files may be read by an auxilliary program (not included) which
  2698. can format data to whatever output device is available.  Solution file data
  2699. is composed of ASCII characters in generally-decimal format.  Records and
  2700. data fields are described in the Appendix.
  2701.  
  2702.  
  2703.  
  2704.                            LINEA - Page 40 of 71
  2705.  
  2706.  
  2707.  
  2708.  
  2709.  
  2710. SINGLE DC OUTPUT
  2711.  
  2712. It is possible to PRInt and PLOt zero-frequency (DC) output but hardly
  2713. necessary to send such output to the printer.  A DC-only PRInt or PLOt will
  2714. have only one line; manual notation at each node will be as easy as 
  2715. printing one page for each node.
  2716.  
  2717. To set DC-only from Main Command, enter "F DC" or "F 0,0,0".
  2718.  
  2719. There are no provisions yet to analyze-solve all nodes at one output.
  2720.  
  2721. It is possible to examine the DC stability of transistor bias networks and
  2722. the like, but somewhat cumbersome to perform with LINEA.  A branch(s) for 
  2723. base-emitter diode voltage drop must be added and, possibly, an IDC branch
  2724. to simulate varying supply voltage to the bias network.  MODify edit
  2725. functions can vary those values, plus the bias network values to see the
  2726. effect of change.  It may be that conventional, manual techniques, using a
  2727. pocket calculator are quicker and easier.
  2728.  
  2729.  
  2730.  
  2731. CONVERTING FROM SCHEMATIC TO LISTING
  2732. ------------------------------------
  2733.  
  2734. LINEA doesn't have any way to convert from a symbolic schematic drawing to
  2735. a Circuit List.  To fully analyze and solve frequency response of a
  2736. circuit, you need to convert the components into the nodes and branches
  2737. which LINEA will recognize.  Most of those branches are simply duplicates
  2738. of schematic symbols.
  2739.  
  2740.  
  2741. IN THE BEGINNING...
  2742.  
  2743. ...there was scratch paper.  As a suggestion based on others' experiences,
  2744. enough paper should be available so that you can redraw schematics, make
  2745. notes, and tabulate all the branches before keying a circuit into LINEA>
  2746. A few things will not appear the same as either schematic or actual
  2747. actual circuit or may require different components.  Redrawing the
  2748. schematic saves the original diagram.
  2749.  
  2750. Node numbering can follow signal flow, low node numbers toward input, high
  2751. numbers toward output.  That also results, generally, in quicker solution
  2752. execution times.  LINEA produces the same solution results regardless of
  2753. node ordering.  One method is to mark redrawn schematics with node numbers
  2754. enclosed in a circle, a distinctive marking not usually used as a symbol
  2755. except in "Sams Photofact" (tm) schematics.
  2756.  
  2757. Passive components can convert readily to single branches.  Since LINEA
  2758. allows up to 8 characters for type descriptions, you can use conventional
  2759. reference designations such as "R-12," "C-5A," and so forth.  Follow the
  2760. signal flow again, branches beginning at signal input, generally ending at
  2761. signal output.
  2762.  
  2763.  
  2764. NODE NUMBERS MUST BE CONTIGUOUS
  2765.  
  2766. LINEA will check for missing node numbers and display a prompt indicating
  2767.  
  2768.  
  2769.  
  2770.                            LINEA - Page 41 of 71
  2771.  
  2772.  
  2773.  
  2774.  
  2775.  
  2776. each one.  LINEA won't "crash" but it will stop analysis of the circuit 
  2777. (error message shown) or result in zero node voltage or impedance.  It is
  2778. better to organize the node ordering in the beginning to avoid missing node
  2779. numbers.
  2780.  
  2781. During the course of analyzing-solving a circuit, a connecting branch may
  2782. be manually OPEned.  If such an OPEn results in the equivalent of a missing
  2783. branch number, analysis may stop with an error message or produce a zero
  2784. solution.  Again, non-fatal, but it can cause some confusion until the user
  2785. understands what was done.  It is better to plan ahead and anticipate which
  2786. branch openings might result in breaking signal flow.
  2787.  
  2788.  
  2789. COMMONS, "GROUND" AND SUPPLY LINES
  2790.  
  2791. Overall circuit 'ground' (or 'earth' common) is ALWAYS node 0.  Always.
  2792.  
  2793. Power supply lines can _also_ be node 0...provided they are well bypassed 
  2794. to ground in the actual circuit.  This is a startling departure from usual
  2795. circuit thinking but, considering LINEA does the equivalent of "small-
  2796. signal" analysis-solution in frequency domain _only_, quite acceptible.
  2797.  
  2798. LINEA doesn't normally set bias, enabling DC control of collector current,
  2799. or the like.  In "small-signal," frequency-domain analysis, all voltages 
  2800. are presumed to be linear.  There are no provisions for simulating
  2801. transistor or diode saturation or cut-off.  As far as AC and RF are
  2802. concerned, power supply lines are just another common; if well bypassed to
  2803. ground, they can BE ground to LINEA.
  2804.  
  2805. If there is some doubt as to a supply line's bypassing, use a separate node
  2806. or nodes for that line and simulate the bypassing, using series R-C
  2807. branches for electrolytics (resistance approximately calculated from an
  2808. electrolytic's ESR), possibly even small inductances in series with
  2809. capacitors.
  2810.  
  2811. It is possible to model a very-high-gain amplifier circuit in LINEA.  [over
  2812. 200 db gain is possible]  High-gain amplifiers might have destructive
  2813. feedback via inadequate supply line decoupling.  LINEA can show such
  2814. feedback without simulating the oscillation that would happen with a real-
  2815. world circuit.
  2816.  
  2817.  
  2818. PARASITIC REACTANCE, RESISTANCE
  2819.  
  2820. LINEA branch types LQ and CQ are good for simulating lossy reactances at
  2821. RF.  For practical programming and memory reasons, Q is the same at every
  2822. frequency except DC.  A quick look at Q tables from manufacturer's data
  2823. sheets indicates Q does vary at least 2:1 over a wide frequency range. 
  2824. Accurate simulation might require limiting analysis bandwidth, modifying Q
  2825. for the next limited analysis bandwidth, and so on.
  2826.  
  2827. LQ branches are simulated internally by a series R-L equivalent, resistive
  2828. part equal to inductive reactance magnitude divided by Q.  CQ branches are
  2829. simulated internally by a parallel R-C equivalent, conductive part equal to
  2830. capacitive susceptance magnitude divided by Q.  Together, an LQ branch and
  2831. a CQ branch can accurately portray an L-C resonant circuit.
  2832.  
  2833.  
  2834.  
  2835.  
  2836.                            LINEA - Page 42 of 71
  2837.  
  2838.  
  2839.  
  2840.  
  2841.  
  2842. Resistors have some parasitic capacity in parallel with resistance, varying
  2843. from 100 femtofarads (SMTs) to 1 picofarad (axial-lead types).  At
  2844. frequencies where that capacity becomes significant, a PRC branch should be
  2845. used.  If a circuit has very long leads on a resistor, lead inductance can
  2846. have an effect on total component impedance but can be simulated with an
  2847. SRL branch.  A capacitor with lead inductance or an inductor with lots of
  2848. winding capacity must each use two branches.
  2849.  
  2850. The most difficult part about modelling parasitics is _knowing_ what the
  2851. parasitics are.  LINEA can't help you there, but, once known, LINEA can
  2852. simulate parasitics exactly.
  2853.  
  2854.  
  2855. CURRENT THROUGH DEPENDENT BRANCHES
  2856.  
  2857. Using a type HFS dependent current source to monitor current through a
  2858. branch is an excellent _non-intrusive_ technique of analysis.  There is
  2859. absolutely no 'probe capacity' or change in any measured branch due to the
  2860. real-world measuring equipment.  However, some of us 'schematic oriented'
  2861. analysts may fall into a trap with certain branches.
  2862.  
  2863. LINEA's double-component branches LQ, CQ, SRL, SRC, PRL, and PRC are
  2864. analyzed as complex quantities at each frequency.  If you want to measure
  2865. the current through an LQ, you will get the current through the _entire_
  2866. series R-L equivalent branch, not just the inductor.  With a type CQ,
  2867. current is the total to the parallel R-C, not just the capacitor.  
  2868.  
  2869. Measuring separate resistive or reactive currents requires a circuit having
  2870. only resistance or reactance.
  2871.  
  2872.  
  2873. VOLTAGE ACROSS DEPENDENT BRANCHES
  2874.  
  2875. The voltage across a dependent branch for a type GMS dependent current
  2876. source is straightforward.  It should be kept in mind that voltage polarity
  2877. depends on the ordering of Plus and Minus nodes for a dependent branch.
  2878.  
  2879. You can visualize a GMS's dependent branch as having a differential
  2880. voltmeter connection to the GMS...reversing the 'voltmeter' leads will
  2881. reverse the 'reading' polarity.
  2882.  
  2883.  
  2884. CREATING "STIFF" VOLTAGE SOURCES
  2885.  
  2886. Ideal current sources have infinite source resistance.  Voltage across such
  2887. a source is the voltage drop across _everything_ connected to that source. 
  2888. While that will correctly model a transistor collector or drain, or a
  2889. vacuum tube plate, you may want a very _low_ impedance voltage source or
  2890. one with a specified source impedance.
  2891.  
  2892. LINEA allows real-world-impractical voltage sources.  A 1000 Ampere current
  2893. source across a 1 milliohm resistance will produce a 1 Volt voltage source
  2894. having a source impedance of 1 milliohm.  Add a series resistance of, say,
  2895. 50 Ohms, and you have a voltage source with a 50 Ohm source resistance.
  2896. A Mega-Ampere current source across a micro-Ohm resistance makes an even
  2897. 'stiffer' voltage source.  Such is quite within the magnitude range of
  2898. LINEA.
  2899.  
  2900.  
  2901.  
  2902.                            LINEA - Page 43 of 71
  2903.  
  2904.  
  2905.  
  2906.  
  2907.  
  2908. NEGATIVE RESISTANCE OR REACTANCE
  2909.  
  2910. There are a few _theoretical_ equivalents to real-world circuits that
  2911. require 'negative' value components.  LINEA allows this; just enter a
  2912. negative resistance, capacitance, or inductance.
  2913.  
  2914. Negative values do not change the magnitude of single-component branches,
  2915. only the phase-angle/polarity.  A negative inductor has inductive reactance
  2916. magnitude proportional to frequency, a negative capacitor has capacitive
  2917. reactance magnitude inversely proportional to frequency.
  2918.  
  2919.  
  2920. OPERATIONAL AMPLIFIER CIRCUITS
  2921.  
  2922. All 'Op-Amp' Integrated Circuits have a built-in "breakpoint" frequency
  2923. where the open-loop gain begins to fall at a rate of 20 db per decade of
  2924. frequency...and also produces a definite phase-shift at higher frequencies.
  2925.  
  2926. This _will_ affect overall response of ideal voltage-frequency-selective
  2927. circuits which don't have compensation for that Op-Amp phase shift.
  2928.  
  2929. If you are analyzing a circuit which is questionable as to such phase-shift
  2930. compensation, I would advise setting all Op-Amp macromodels to high
  2931. Megahertz breakpoint frequencies at first.  Get a hardcopy response
  2932. printout, then replace all the Op-Amp macromodels with those having a lower
  2933. breakpoint frequency, re-analyze and compare the responses.
  2934.  
  2935.    Note:  At least two hardcover textbooks have circuit examples and tables
  2936.    of values, all of which assume _ideal_, no-breakpoint Op-Amps.  Such
  2937.    circuits will only work as advertised over a frequency range _below_
  2938.    real-world Op-Amp breakpoint frequencies.
  2939.  
  2940.  
  2941. FIELD-EFFECT TRANSISTOR MODELS
  2942.  
  2943. These were not included in LINEA because they are simple enough to model
  2944. with four conventional branches:  Three single capacitors representing the
  2945. three junction capacities and a GMS across the Source-Drain junction
  2946. dependent on Source-Gate capacitance voltage.
  2947.  
  2948.  
  2949. BANDWIDTH-ALTERABLE NETWORKS WITH THE TRANSFORMER MACROMODEL
  2950.  
  2951. Double-tuned transformers with specific coupling coefficients are a simple
  2952. way to set the passband of an amplifier.  Coupling coefficient k is one of
  2953. the critical items.  The transformer macromodel can be used quite
  2954. effectively in the analysis-solution of such circuits since coupling
  2955. coefficient is one of the parameters of the macromodel.  There is one word
  2956. of caution on such use:  The macromodel does not include quality factor Q
  2957. and Q is often the other critical parameter.
  2958.  
  2959. Q of a tuned transformer can be modelled with parallel resistances across
  2960. each winding.  Resistance value is Q times the resonance-frequency
  2961. inductive reactance.  An alternate can be a series resistance with each
  2962. winding, resistance equal to resonance-frequency inductive reactance
  2963. divided by Q.  The alternate requires at least one extra circuit node,
  2964. which may not be practical in large circuits.
  2965.  
  2966.  
  2967.  
  2968.                            LINEA - Page 44 of 71
  2969.  
  2970.  
  2971.  
  2972.  
  2973.  
  2974. Another possibility is to not use the macromodel at all and to manually
  2975. calculate the four branch values illustrated under TRANSFORMER MACROMODEL
  2976. DETAILS.  The difference here is that each winding can use an LQ branch
  2977. type instead of a pure inductance.
  2978.  
  2979.  
  2980. CREATING "BLACK BOX" SUB-CIRCUITS
  2981.  
  2982. If you have a component with _known_ characteristics over frequency, some
  2983. creativity will allow a combination of branches to simulate that component.
  2984.  
  2985. LINEA will allow tailoring that "black box" simulation to fit the known
  2986. characteristics.  That may take several nodes.
  2987.  
  2988. To apply such a simulation to the entire circuit, it can be re-created
  2989. there...but the nodes needed _within_ the simulation cannot be connected to
  2990. other parts of the entire circuit.
  2991.  
  2992.  
  2993. RECONSTRUCTING SCHEMATICS FROM CIRCUIT LISTS
  2994.  
  2995. This is another manual task, probably taking more scratch paper than the
  2996. original circuit list construction.  Contiguous node ordering helps.  Other
  2997. than that, the task is strictly manual and time-consuming; keeping the
  2998. original worksheets is a good idea.
  2999.  
  3000. For those who would like to try a 'reconstruction' program to make a list-
  3001. to-diagram conversion, circuit file data fields are explained in the
  3002. appendix.
  3003.  
  3004.  
  3005.  
  3006.  
  3007.  
  3008.  
  3009.  
  3010.  
  3011.  
  3012.  
  3013.  
  3014.  
  3015.  
  3016.  
  3017.  
  3018.  
  3019.  
  3020.  
  3021.  
  3022.  
  3023.  
  3024.  
  3025.  
  3026.  
  3027.  
  3028.  
  3029.  
  3030.  
  3031.  
  3032.  
  3033.  
  3034.                            LINEA - Page 45 of 71
  3035.  
  3036.  
  3037.  
  3038.  
  3039.  
  3040. DESCRIPTION/USE OF WAVESPEC
  3041. ===========================
  3042.  
  3043. GENERAL
  3044.  
  3045. The WAVEform SPECification program is a stand-alone program used to
  3046. generate repetitive waveform data files for use by LINEA.  It takes manual
  3047. data input as time-amplitude information and converts this, through a
  3048. Fourier transform, into a set of 200 complex frequency coefficients. 
  3049. Waveform data input may be a simple, single pulse or a segmented waveform
  3050. described by amplitude at equal time increments or by amplitude at
  3051. individual time positions within the period.  Waveforms may be converted to
  3052. 100% amplitude modulation of a specified carrier frequency.  WAVESPEC is
  3053. applicable to independent study of frequency spectra of a time-amplitude
  3054. specified repetitive waveform.
  3055.  
  3056.  
  3057. WAVESPEC INPUT CONVENTIONS
  3058.  
  3059. All functions in WAVESPEC (MWAVSPEC for Math coprocessor version) are
  3060. controlled from a Main Command level, using 3-, 2-, or 1-letter command
  3061. words.  Command words have the same case indifference as LINEA.  Where
  3062. numerical data input is required, WAVESPEC allows the same Scaling Letter
  3063. suffix option as LINEA; Scaling Letters are the only exception to case
  3064. indifference.
  3065.  
  3066. The Main Command prompt is "WAVE*>" with printer port off, "Wave->" with
  3067. printer port on.  When the printer port is on, all listings and graphical
  3068. equivalents are sent to the printer port instead of the screen.  Prompts
  3069. and requests, warning messages go to the screen regardless of printer port
  3070. status.
  3071.  
  3072. Main Command words are one or two.  One or more spaces separate the two.
  3073. Data item words are always the second word and may consist of one to five
  3074. data items separated by a comma, semicolon, or forward-slant (/).
  3075.  
  3076.  
  3077. WAVEFORM DESCRIPTION MODES
  3078.  
  3079. There are three ways to describe a repetitive waveform in WAVESPEC:
  3080.  
  3081. 1.  A single positive pulse having independent risetime, top-width, and
  3082.     fall-time.
  3083.  
  3084. 2.  Any positive waveform described by amplitude at equal increments of
  3085.     time within the period.
  3086.  
  3087. 3.  Any positive waveform described by _both_ amplitude and time position
  3088.     within the period.
  3089.  
  3090.  
  3091. Maximum amplitude is always 1 Ampere peak positive, any description. 
  3092. Negative amplitudes are 'task-controls' and will not describe waveform
  3093. amplitude by themselves.
  3094.  
  3095.  
  3096.  
  3097.  
  3098.  
  3099.  
  3100.                            LINEA - Page 46 of 71
  3101.  
  3102.  
  3103.  
  3104.  
  3105.  
  3106. CONVERSION FROM VIDEO TO R.F. AND REVERSE CONVERSION
  3107.  
  3108. All waveforms begin as video-mode waveforms; i.e., they have a DC value and
  3109. 199 harmonics of the repetition frequency.  These may be converted to 100%
  3110. amplitude modulation of a carrier frequency, spectrum having symmetrical
  3111. sidebands containing the _first_half_ of the waveform repetition harmonics.
  3112.  
  3113. An "RF" waveform spectrum may be re-converted to Video by specifying a zero
  3114. carrier frequency.  This effectively halves the number of coefficients
  3115. originally generated from input description; sidebands are "unfolded" and
  3116. frequency-translated back to video.  Conversion to RF, re-conversion to
  3117. Video may be done repetitively to study the effects of limiting the number
  3118. of harmonics or sidebands.
  3119.  
  3120.  
  3121. RECONSTRUCTION OF ANY WAVEFORM
  3122.  
  3123. WAVESPEC has the same Print/Tabulation and Plot/Graphical-equivalent output
  3124. as LINEA.  Any waveform may be reconstructed from frequency-domain
  3125. coefficients to time-amplitude, including individual RF cycles of a
  3126. modulated carrier frequency.  Carrier modulation waveform may be output in
  3127. envelope form, envelope reconstruction done by a frequency-to-time
  3128. transform of the RF spectrum.
  3129.  
  3130. Output of waveform reconstruction is commanded by a word pair having an
  3131. output Type (Time-amplitude, Spectrum, or Modulated-Carrier Envelope) and
  3132. an output Format (Print or Plot), Type and Format being in any order.  A
  3133. single word (3-letter acronym) may be used in lieu of the word pair.
  3134.  
  3135.  
  3136. DISK STORAGE AND RETRIEVAL OF WAVEFORM DATA
  3137.  
  3138. Any described waveform may be saved to disk in spectrum form, or read in
  3139. from disk to reconstruct the waveform for viewing.  The Drive:\Directory
  3140. path may be changed as desired; default is the same drive and directory as
  3141. WAVESPEC itself.  Users may temporarily access DOS from within WAVESPEC.
  3142.  
  3143.  
  3144. OPERATION FROM LINEA
  3145.  
  3146. WAVESPEC may be invoked from within the LINEA program by the WAVeform
  3147. command word.  Once that is done, LINEA will appear to display the cursor
  3148. at a new line, no command-level prompt shown.  This is actually at DOS
  3149. level, LINEA having been moved to Background.  The user must enter WAVESPEC
  3150. to run that program.
  3151.  
  3152. Once the WAVESPEC screen appears, LINEA and its data memory is intact in
  3153. your system and nothing in that part of RAM is accessed by WAVESPEC. 
  3154. Quitting WAVESPEC will automatically return you to LINEA.
  3155.  
  3156.    Note:  Your computer must have a minimum of 384K of free RAM for
  3157.    WAVESPEC to be run from within LINEA.  If this is not available,
  3158.    WAVESPEC must be run as a separate, stand-alone program.  There is no
  3159.    RAM data transfer between programs, data transfer is by disk.
  3160.  
  3161.  
  3162.  
  3163.  
  3164.  
  3165.  
  3166.                            LINEA - Page 47 of 71
  3167.  
  3168.  
  3169.  
  3170.  
  3171.  
  3172. WAVESPEC MAIN COMMAND SET
  3173. -------------------------
  3174.  
  3175. Command word minimum letters are denoted by capitals following.  Command
  3176. word entry may be of either case or mixed-case, CAPITALS shown here only
  3177. for emphasis.
  3178.  
  3179. EXIt  EXI  EX  X  -  Exit/Quit WAVESPEC, return to LINEA (if invoked from
  3180. QUIt  QUI  QU  Q     there) or to DOS (if run from DOS level).
  3181.  
  3182. HELp  HEL  HE  ?  -  Display up to 4 screens of brief descriptions of
  3183.                      functions and commands.  At Main Command only.
  3184.  
  3185. TIMe  TIM  TI  T  -  Output word.  Used with a following numerical data
  3186.                      word, enters time limits (minimum, maximum, delta)
  3187.                      of reconstruction time.  As one of an output Type-
  3188.                      Format pair, commands reconstructed waveform output.
  3189.  
  3190. SPEctrum   SPE    -  Output word, used as Type in output Type-Format pair,
  3191.            SP  S     commands output of all frequency coefficients.
  3192.  
  3193. ENVelope   ENV    -  Output word, used as Type in output Type-Format pair,
  3194.            EN  E     commands output of modulation envelope of a waveform-
  3195.                      modulated carrier.  Note: If waveform is Video, will
  3196.                      be the same as TIMe.
  3197.  
  3198. PRInt PRI  PR  P  -  Output word, used as Format in output Type-Format
  3199.                      pair, commands Print/Tabulation.
  3200.  
  3201. PLOt  PLO  PL  =  -  Output word, used as Format in output Type-Format
  3202.                      pair, commands Plot/Graphical-equivalent using ASCII
  3203.                      characters.
  3204.  
  3205. PULse PUL  PU  !  -  Describe single pulse waveform.
  3206.  
  3207. EQUal EQU  EQ  U  -  Describe waveform by amplitude along equal time
  3208.                      increments within period.
  3209.  
  3210. INDividual IND    -  Describe waveform by both amplitude and individual
  3211.            IN  I     time position within period.
  3212.  
  3213. RFCarrier  RFC    -  Specify a carrier frequency which will be amplitude
  3214.            RF        modulated by the described waveform.  Note: Sidebands
  3215.                      are symmetric about the carrier but are limited to
  3216.                      half the Video coefficients minus one.
  3217.  
  3218. CLEar CLE  CL  #  -  Clear coefficients, reset coefficient maximum to 200,
  3219.                      reset to Video mode.
  3220.  
  3221.            ON  (  -  Turn on (enable) printer port for outputs.  Main
  3222.                      Command prompt changes to "Wave->".
  3223.  
  3224.       OFF  OF  )  -  Turn off (disable) printer port for outputs.  Main
  3225.                      Command prompt changes to "WAVE*>".
  3226.  
  3227. WRIte WRI  WR  W  -  Write waveform data to disk.  8-character maximum
  3228.                      filename may be given as second command word or in
  3229.  
  3230.  
  3231.  
  3232.                            LINEA - Page 48 of 71
  3233.  
  3234.  
  3235.  
  3236.  
  3237.  
  3238.                      response to following prompt for it.  File extension
  3239.                      of .LWC is automatically appended to filename.
  3240.  
  3241.       GET  GE  G  -  Get (read) waveform data from disk.  Filename
  3242.                      conventions are the same as WRIte.  Primarily for
  3243.                      viewing already-created and stored waveforms or for
  3244.                      changing carrier frequency of an RF waveform.
  3245.  
  3246. NAMe  NAM  NA  N  -  Create or change filename of waveform currently in
  3247.                      WAVESPEC.  Note: If filename exists in WAVESPEC, a
  3248.                      WRIte or REAd will query if that filename is to be
  3249.                      used for the waveform data file.
  3250.  
  3251. REMarks  REM      -  Add 47-character maximum remark line to waveform 
  3252.            RE  *     output and to waveform data file.
  3253.  
  3254. MARgin   MAR      -  Select left, top and bottom margins of hardcopy
  3255.                      formatting.  Identical to LINEA, margins are not
  3256.                      transferred between programs, must be set
  3257.                      individually.  Default is 5 characters left margin,
  3258.                      3 lines at both top and bottom.
  3259.  
  3260. DRIve DRI  DR  &  -  Set Drive:\Directory path of all waveform data files.
  3261. DIRectory DIR DI     Default is same path as that of WAVESPEC.
  3262.  
  3263.       DOS  DO  \  -  Temporarily shell to DOS for any DOS function, returns
  3264.                      to WAVESPEC on entering "EXIT" at DOS level.
  3265.            
  3266.       PRT         -  Single 3-letter acronym output command equal to PRInt
  3267.                      TIMe word pair.
  3268.  
  3269.       PLT         -  Single 3-letter acronym output command equal to PLOt
  3270.                      TIMe word pair.
  3271.  
  3272.       PRS         -  Single 3-letter acronym output command equal to PRInt
  3273.                      SPEctrum word pair.
  3274.  
  3275.       PLS         -  Single 3-letter acronym output command equal to PLOt
  3276.                      SPEctrum word pair.
  3277.  
  3278.       PRE         -  Single 3-letter acronym output command equal to PRInt
  3279.                      ENVelope word pair.
  3280.  
  3281.       PLE         -  Single 3-letter acronym output command equal to PLOt
  3282.                      ENVelope word pair.
  3283.  
  3284.  
  3285.  
  3286.  
  3287.  
  3288.  
  3289.  
  3290.  
  3291.  
  3292.  
  3293.  
  3294.  
  3295.  
  3296.  
  3297.  
  3298.                            LINEA - Page 49 of 71
  3299.  
  3300.  
  3301.  
  3302.  
  3303.  
  3304. ENTERING WAVEFORM DATA
  3305. ----------------------
  3306.  
  3307. SINGLE PULSE
  3308.  
  3309. Enter "PUL", "PU", or "!" at the Main Command.  A prompt will be made for
  3310. the repetition period.  Enter the _time_ of one period.  A second prompt
  3311. will appear for "risetime, top-width, falltime."  Enter those, separating
  3312. the numeric values by a comma, semicolon, or forward-slant.  You must enter
  3313. three values.  The total time of risetime, top-width, and falltime must be
  3314. equal to, or less than period duration.
  3315.  
  3316. One or two values may be entered as zero.  A triangle wave description of
  3317. 200 microseconds total base length is entered as "100u,,100u" with the two
  3318. successive delimiter commas indicating that top-width is zero.
  3319.  
  3320. There is no input for peak amplitude.  Peak amplitude with a single pulse
  3321. is, by default, a maximum value of Unity.  Amplitude at beginning and end
  3322. of a single pulse is zero.
  3323.  
  3324. On entry completion, there is a short pause while WAVESPEC computes the
  3325. Fourier transform, followed by a screen prompt indicating "description
  3326. completed."
  3327.  
  3328.  
  3329. WAVEFORM AMPLITUDE AT EQUAL TIME INCREMENTS
  3330.  
  3331. Enter "EQU", "EQ", or "U" at the Main Command.  A prompt will be made for
  3332. the repetition period.  Enter the _time_ of one period.  A second prompt
  3333. will appear for the time increment.  Enter the time increment.  Time
  3334. increment must be less than the period but may be an odd fraction of the
  3335. period.
  3336.  
  3337. There is a sequence of prompts for "amplitude at <time>" with <time>
  3338. indicating the _end_ of that time position within a period.  The beginning
  3339. of the first <time> increment is always zero.  Amplitude must be positive
  3340. and never exceed Unity.
  3341.  
  3342. To repeat the same amplitude over several time increments, enter the
  3343. negative of the number of increments to be repeated.  The total of such
  3344. increments will begin at the end of the last positive amplitude entry and
  3345. hold that last entry's amplitude to the end of the multiple of increments. 
  3346. Amplitude description automatically ends when the total of all time
  3347. increments equals or exceeds the period.
  3348.  
  3349. To terminate a low duty-cycle waveform, let the amplitude of the last time
  3350. increment be zero, then estimate the number of increments left within the
  3351. period and enter that estimate as a negative integer.  Nothing is harmed if
  3352. the integer is larger than the multiple of increments left in the period.
  3353.  
  3354. Note:  Since the amplitude at the start of the first time increment is
  3355. zero, the end of the last time increment should also have an amplitude of
  3356. zero.  If the end of the last time increment is greater than the period,
  3357. the resulting waveform coefficient set may have a 'spike' equivalent.
  3358.  
  3359.  
  3360.  
  3361.  
  3362.  
  3363.  
  3364.                            LINEA - Page 50 of 71
  3365.  
  3366.  
  3367.  
  3368.  
  3369.  
  3370. ENTERING AMPLITUDE AT INDIVIDUAL TIME POSITIONS
  3371.  
  3372. Enter "IND", "IN", or "I" at Main Command.  A prompt for repetition period
  3373. will appear.  Enter the _time_ of the repetition.  The next prompt is the
  3374. beginning of a sequence of prompts for the time-end and amplitude at time-
  3375. end of an individual waveform segment.  Enter the time-of-end-of-an-
  3376. individual-segment and the amplitude (0 to +1) at that end, values
  3377. separated by a comma, semicolon, or forward-slant.
  3378.  
  3379. Note:  The first individual segment always begins with zero period time
  3380. position and with zero amplitude.  To avoid description error, the last
  3381. segment should have zero amplitude.
  3382.  
  3383. Individual time position description ends when the total time exceeds the
  3384. period.  You may also force a termination by entering zero or negative
  3385. time-of-end-of-an-individual-segment.
  3386.  
  3387.  
  3388. CONVERTING A VIDEO WAVEFORM TO MODULATION OF AN R.F. CARRIER
  3389.  
  3390. All waveform descriptions are done assuming a Video waveform; i.e., the
  3391. first coefficient is the DC average value and all higher coefficients
  3392. containing the complex value of amplitude at each repetition-rate harmonic.
  3393. The waveform may be converted to modulation waveform of an RF carrier
  3394. frequency by entering "RFC" or "RF" at Main Command.
  3395.  
  3396. The resulting amplitude modulation has a maximum modulation index of unity,
  3397. and corresponds to the maximum entered waveform amplitude.  The number of
  3398. sidebands on either side of the RF carrier frequency is one-half-minus-one
  3399. of the total number of coefficients of the Video waveform.  If the
  3400. described waveform has the default value of 200 coefficients, the number of
  3401. sidebands on either side of the carrier is 99.  This limitation was done to
  3402. keep the total number of spectral components near-equal for use in LINEA.
  3403.  
  3404. The entered carrier frequency must be greater than one-half the number of
  3405. coefficients times repetition frequency.
  3406.  
  3407. The carrier frequency may be changed at any time, including being set to
  3408. zero.  A zero frequency entry results in a long prompt indicating that the
  3409. converted RF waveform will have half the original number of coefficients.
  3410. On a "Yes" entry to the query, conversion to Video is done, followed by a
  3411. prompt indicating the new number of coefficients.
  3412.  
  3413. The new, reduced-coefficient waveform data may be re-converted to an RF
  3414. waveform and then reconverted to Video, halving the new number of
  3415. coefficients.  This technique is sometimes useful in examining the results
  3416. of reducing the number of waveform harmonics.
  3417.  
  3418.    Note:  The coefficient reduction will hold for all other functions.
  3419.    Coefficient maximum of 200 can be restored by entering "CLE", "CL", or
  3420.    "#" at the Main Command level.  This resets mode to Video and clears any
  3421.    existing waveform data. 
  3422.  
  3423.  
  3424.  
  3425.  
  3426.  
  3427.  
  3428.  
  3429.  
  3430.                            LINEA - Page 51 of 71
  3431.  
  3432.  
  3433.  
  3434.  
  3435.  
  3436. OBSERVING A CREATED WAVEFORM
  3437.  
  3438. TIMe, SPEctrum, ENVelope type, PRInt or PLOt format are identical in
  3439. function to LINEA.  A waveform output of any type is reconstructed by a
  3440. frequency-to-time transform.  Time limits of a reconstruction is done by
  3441. entering "TIMe" or "T  <limits>" at Main Command.  The second word,
  3442. <limits>, has minimum, maximum, and delta (increment) times, and, if not
  3443. entered directly, will be prompted.
  3444.  
  3445. When reconstruction is happening, the screen displays "Working!" prefaced
  3446. by a Rotating Twiddle Character.  The 'RTC' appears to turn 45 degrees for
  3447. each reconstruction time increment.  Both disappear from the screen when
  3448. reconstruction is complete.
  3449.  
  3450. For all PLOt outputs, reconstruction finds the extremes of amplitude as an
  3451. aid in setting plot scale limits.  Every PLOt output has 60 minor
  3452. divisions, 6 major divisions for amplitude.
  3453.  
  3454. To save some memory space in WAVESPEC, the maximum number of reconstruct
  3455. increments is limited to 200.  LINEA's maximum is 800.
  3456.  
  3457.  
  3458. WRITING AND READING DATA TO/FROM DISK
  3459.  
  3460. Since there is no shared memory between LINEA and WAVESPEC, and that
  3461. WAVESPEC may be run as a stand-alone program, waveform data is saved to
  3462. disk by a "WRIte  <filename>" Main Command.  <filename> follows the same
  3463. conventions as LINEA and a file extension of ".LWC" is automatically
  3464. appended.  If the <filename> already exists on disk, WAVESPEC will query
  3465. you as to whether or not you want to over-write the old file with new data.
  3466.  
  3467. To read in waveform files from disk, enter "GET <filename>" at Main
  3468. Command.  Command is identical to that in LINEA.  If <filename> is omitted,
  3469. WAVESPEC prompts for it.  If <filename> does not exist, WAVESPEC issues a
  3470. prompt to that effect and cancels the command.
  3471.  
  3472. The drive-directory path for waveform data files defaults to that of
  3473. WAVESPEC itself when run.  That path may be changed by either the "DRIve"
  3474. or "DIRectory" Main Commands.  The file path may be entered as a second
  3475. word or entered within the vertical bars of the prompt following.  Note: An
  3476. optional path selected within WAVESPEC has no connection with the same path
  3477. command in LINEA.
  3478.  
  3479. To view contents of a drive:\directory or perform other DOS functions, the
  3480. Main Command of "DOS", "DO", or "\" does a 'shell' to DOS.  You may enter
  3481. one DOS command and have an automatic exit from DOS back to WAVESPEC, or
  3482. you may enter "COMMAND" (7 letters) to stay in DOS.  To leave DOS and
  3483. return to WAVESPEC, enter "EXIT" (4 letters) at the DOS level.
  3484.  
  3485.  
  3486. HARDCOPY
  3487.  
  3488. Optional output to the printer port is identical to LINEA except there is
  3489. no transfer of margin settings between programs; margins must be set
  3490. individually.  Default values at WAVESPEC start are 5 character spaces left
  3491. margin (half inch) and 3 lines top and bottom margins (half inch).
  3492.  
  3493.  
  3494.  
  3495.  
  3496.                            LINEA - Page 52 of 71
  3497.  
  3498.  
  3499.  
  3500.  
  3501.  
  3502. To make all outputs to the printer, enter "ON" or "(" at Main Command.  The
  3503. Main Command prompt will change from "WAVE*>" to "Wave->" indicating that
  3504. the printer port is active.  Prompts, warning messages, echo of all inputs
  3505. will still appear on the screen.
  3506.  
  3507. To return all outputs to the screen, enter "OFF", "OF", or ")" at Main
  3508. Command.  The Main Command prompt will change from "Wave->" to "WAVE*>"
  3509. indicating that the printer port is inactive.
  3510.  
  3511.  
  3512. HINTS ON VARIOUS WAVEFORM DESCRIPTIONS
  3513.  
  3514. There are a finite number of harmonics available for reconstruction and
  3515. subsequent analysis-solution in LINEA.  The 200-coefficient limit is a
  3516. fairly good compromise between accurate waveform resolution and speed of
  3517. analysis-solution and reconstruction.  That also means that duty-cycle of a
  3518. waveform (especially so for pulses) should be at least twenty percent.
  3519.  
  3520. Copying real-world conditions insofar as repetition frequency is concerned
  3521. is not absolutely necessary.  A one-microsecond short-range radar pulse
  3522. having a 1 KHz repetition frequency can be modelled at 100 KHz repetition
  3523. frequency or higher.  The power spectral density of the waveform does not
  3524. change, only the harmonic locations.  Similarly, duplicating the horizontal
  3525. synchronization and blanking pulse for NTSC television can use four times
  3526. the normal 15.7 KHz repetition rate without disturbing analysis-solution or
  3527. reconstruction.
  3528.  
  3529. An NTSC-standard horizontal blanking and sync pulse duration is 18 percent
  3530. maximum of the horizontal line total time interval.  The highest harmonic
  3531. at 15.75 KHz and 200 coefficients is 3.15 MHz, not high enough to show a
  3532. color burst at 3.58 MHz.  Using a repetition frequency of 31.5 KHz (twice
  3533. actual), the maximum blanking duty cycle is 36%, but the highest harmonic
  3534. is 6.3 MHz, high enough to show the fundamental of the color burst.
  3535.  
  3536. It is possible to model a 100% modulation index waveform on an RF carrier
  3537. with reasonable accuracy.  In a test run of the completed WAVESPEC program,
  3538. a 1 KHz sine wave amplitude was entered in 18 degree EQUal increments with
  3539. a positive peak of unity and a negative peak of zero.  The repetition
  3540. period was 1 millisecond and the EQUal time increments were 50
  3541. microseconds.  The description began at 270 degrees, using an ordinary Sine
  3542. function from a pocket calculator; Sine of 270 degrees is at extreme
  3543. negative value.  Adding one to the Sine and dividing by two resulted in the
  3544. following entry values:
  3545.  
  3546.       50 uSec:  .024472         550 uSec:  .975528
  3547.      100 uSec:  .095492         600 uSec:  .904508
  3548.      150 uSec:  .206107         650 uSec:  .793893
  3549.      200 uSec:  .345492         700 uSec:  .654508
  3550.      250 uSec:  .5              750 uSec:  .5
  3551.      300 uSec:  .654508         800 uSec:  .345492
  3552.      350 uSec:  .793893         850 uSec:  .206107
  3553.      400 uSec:  .904508         900 uSec:  .095492
  3554.      450 uSec:  .975529         950 uSec:  .024472
  3555.      500 uSec:  1.0
  3556.  
  3557. Printing the spectrum indicated that the first coefficient, or DC average
  3558. value, was -6.03 db, while the second coefficient or fundamental repetition
  3559.  
  3560.  
  3561.  
  3562.                            LINEA - Page 53 of 71
  3563.  
  3564.  
  3565.  
  3566.  
  3567.  
  3568. frequency was -6.07 db, very close agreement.  The second harmonic of the
  3569. repetition frequency was -58.34 db and all higher harmonics were down even
  3570. further.  It is possible to achieve greater accuracy, and subsequent
  3571. reduction of 2nd and higher harmonics, by using INDividual time-segment
  3572. entry mode or smaller time increments in EQUal time-segment mode.
  3573.  
  3574. Converting this sinusoid to an RF waveform (1 MHz in the test run) and then
  3575. doing a few carrier sinewaves at various times within the period indicated
  3576. that the RF amplitude did, indeed, follow 100% modulation.
  3577.  
  3578. The ENVelope reconstruction type is valuable for "seeing" analysis-solution
  3579. of AM-RF waveforms when the RF carrier is at a much higher frequency
  3580. compared to repetition frequency.  ENVelope is also good for seeing the
  3581. effect of networks having substantially different phase-amplitude response
  3582. to lower and upper sidebands of an AM signal.
  3583.  
  3584.  
  3585.  
  3586.  
  3587.  
  3588.  
  3589.  
  3590.  
  3591.  
  3592.  
  3593.  
  3594.  
  3595.  
  3596.  
  3597.  
  3598.  
  3599.  
  3600.  
  3601.  
  3602.  
  3603.  
  3604.  
  3605.  
  3606.  
  3607.  
  3608.  
  3609.  
  3610.  
  3611.  
  3612.  
  3613.  
  3614.  
  3615.  
  3616.  
  3617.  
  3618.  
  3619.  
  3620.  
  3621.  
  3622.  
  3623.  
  3624.  
  3625.  
  3626.  
  3627.  
  3628.                            LINEA - Page 54 of 71
  3629.  
  3630.  
  3631.  
  3632.  
  3633.  
  3634. INSTALLING LINEA AND WAVESPEC
  3635. =============================
  3636.  
  3637. LINEA PROGRAM SET FILES
  3638.  
  3639. The distributed LINEA program set contains three groups of files.  The
  3640. first has files common to both Standard (non-coprocessor) and Math (with
  3641. coprocessor) versions.  The second and third groups have files unique to
  3642. Standard and Math versions of LINEA and WAVESPEC.
  3643.  
  3644.    Files common to both versions:
  3645.  
  3646.    LINEASET.TXT - Text file, full description/instruction for LINEA
  3647.                   program set, LINEA and WAVESPEC programs.
  3648.    LINEA.HLP    - On-line Help text file for LINEA.
  3649.    WAVESPEC.HLP - On-line Help text file for WAVESPEC.
  3650.    SINGSHOW.LIN - Circuit file example, all single branches.
  3651.    TRANSFRM.LIN - Circuit file for transformer macromodel circuit.
  3652.    TLINE.LIN    - Circuit file for transmission-line macromodel.
  3653.    BIPOLAR.LIN  - Circuit file for transistor macromodel circuit.
  3654.    OPAMP.LIN    - Circuit file for operational amplifier macro-
  3655.                   model in a Sallen-Key low-pass filter.
  3656.    PHASER.LIN   - Circuit file, audio phase-shift network for a
  3657.                   phasing-method SSB generator.
  3658.    PHASER7.LNA  - Solution file for PHASER circuit, node 7.
  3659.    WAVEXAMP.LWC - Example waveform file, 200uSec pulse at 1 KHz.
  3660.    LINEAREG.TXT - Text file for LINEA/WAVESPEC registry and how
  3661.                   to obtain 8086 CPU version or math co-processor
  3662.                   version of LINEA and WAVESPEC (much faster).
  3663.    README.1ST   - Short text file description of set, intended for
  3664.                   distribution where files are packed by an archiver.
  3665.    FILE_ID.DIZ  - Short text file description preferred in some BBSs.
  3666.  
  3667.  
  3668.    Standard (non-coprocessor) version files:
  3669.  
  3670.    LINEA.EXE    - Standard executable circuit analysis main program.
  3671.    LINCFG.EXE   - Configuration file generator for necessary LINEA.CFG
  3672.                   file; LINEA will not execute without .CFG file.
  3673.    WAVESPEC.EXE - Standard executable waveform description program.
  3674.  
  3675.  
  3676.    Math (coprocessor-equipped computer) version files:
  3677.  
  3678.    MLINEA.EXE   - Math version executable circuit analysis program.
  3679.    MLINCFG.EXE  - Configuration file generator for necessary MLINEA.CFG
  3680.                   file; MLINEA will not execute without .CFG file.
  3681.    MWAVSPEC.EXE - Math version executable waveform description program.
  3682.  
  3683.  
  3684. The three files in each version are compiled from the same source code,
  3685. differing mainly in the run-time math routines.  You must choose one or
  3686. the other version, depending on your particular computer.  The Standard
  3687. version runs on any 80286 or later CPU, with or without a coprocessor.
  3688. The Math version will run ONLY on a 'DX' or one with an 80287, 80387,
  3689. 387SX, or 387SL augmented computer; Math version will "hang" if run with
  3690. a non-coprocessor system.
  3691.  
  3692.  
  3693.  
  3694.                            LINEA - Page 55 of 71
  3695.  
  3696.  
  3697.  
  3698.  
  3699.  
  3700. At first running, all files (except the last two) should be in the same
  3701. Drive:\Directory.  Files README.1ST and FILE_ID.DIZ are included only for
  3702. identification and explanation to BBS file browsers.  Those two may be
  3703. deleted if desired; contents are duplicates of information here.
  3704.  
  3705. It is recommended that LINEASET.TXT be printed out first.  This text file
  3706. contains the description and instructions for all programs plus program
  3707. data file organization and helpful hints.  It is formatted for 8 1/2 by
  3708. 11 standard paper size, 7 1/2 inch maximum horizontal line size (printer
  3709. supplies half inch left margin) and is directly printable by DOS command
  3710. "COPY LINEASET.TXT PRN".
  3711.  
  3712.  
  3713. CONFIGURATION
  3714.  
  3715. LINCFG (or MLINCFG) must be run before LINEA (or MLINEA).  LINCFG creates
  3716. or recreates the necessary .CFG file.  Neither main program will run if
  3717. the .CFG file is missing or in another directory.  LINCFG also does some
  3718. checking of your computer system.  The created .CFG file will be in the
  3719. same drive and directory as LINEA, WAVESPEC and LINCFG.
  3720.  
  3721.  
  3722. REGISTRY
  3723.  
  3724. The LINEA Program Set is _not_ free.  It is Shareware.  You are free to use
  3725. it on a trial basis for 15 days.  After the trial period, continued use
  3726. obligates the individual user to Register the LINEA Program Set with the
  3727. author.  Full details on Registry are found in text file LINEAREG.TXT and
  3728. are briefly noted following:
  3729.  
  3730. Individual user Registry is $40 U.S., payable by check or money order.
  3731. This also applies to any business, organization, or educational institution
  3732. after the trial period.
  3733.  
  3734.  
  3735. CPU VERSIONS AND COPIES
  3736.  
  3737. Installation of a numeric co-processor is recommended.  Both LINEA and
  3738. WAVESPEC use extensive floating-point numeric calculation; a numeric co-
  3739. processor can greatly reduce execution times.  The LINEA Program Set may
  3740. be made available for older computers using an 8086 Central Processor
  3741. Unit (CPU) if there is any demand; inquire of the author at the Registry
  3742. address for older CPU versions.
  3743.  
  3744. Operation of all versions is identical.  EXE file size varies due to the
  3745. compiled math routines.  MS FORTRAN allows in-line coprocessor calls, so
  3746. the size of Math version EXE files is smaller.  One floppy disk copy is
  3747. available from the author for an additional $10 U.S., postpaid, surface
  3748. mail only, choice of 5.25-inch or 3.5-inch disk, HD (high-density) media
  3749. only.  A copy may be obtained only if ordered coincident with Registry
  3750. of if already registered with the author.
  3751.  
  3752.  
  3753.  
  3754.  
  3755.  
  3756.  
  3757.  
  3758.  
  3759.  
  3760.  
  3761.  
  3762.  
  3763.  
  3764.  
  3765.  
  3766.                            LINEA - Page 56 of 71
  3767.  
  3768.  
  3769.  
  3770.  
  3771.  
  3772. FIRST-USE LINEA PRIMER/TUTORIAL
  3773. -------------------------------
  3774.  
  3775. This assumes that the entire LINEA program set is on disk and that LINCFG
  3776. has been run and completed.  The following short primer assumes the user
  3777. has some knowledge of circuit theory but is unacquainted with computer-
  3778. aided design/engineering programs.  
  3779.  
  3780.  
  3781. ON-LINE HELP
  3782.  
  3783. A short, 6-screen display of commands and circuit elements is available at
  3784. the Main Command by entering HELP, HEL, HE, or ?.
  3785.  
  3786. Help screens are always in the same order and all but the last have a 
  3787. "More [Y/n] ?" prompt.  To get the next screen, just depress the <Enter>
  3788. key or enter "Y".  To exit the Help display, enter "N" and it will return
  3789. to Main Command level.
  3790.  
  3791. Help screens are stored on disk as a Text file, approximately 10K in size. 
  3792. Users familiar with LINEA may delete that .HLP file, if desired.  If the
  3793. .HLP is deleted, a Help request will only result in an error message
  3794. indicating that the Help file cannot be read.  Help file presence or
  3795. absence does not affect LINEA operations.
  3796.  
  3797.  
  3798. GETTING ACQUAINTED WITH CIRCUIT LISTINGS
  3799.  
  3800. At the Main Command, enter "READ SINGSHOW".  This reads example data file
  3801. SINGSHOW.LIN from disk into LINEA, a non-working listing showing all
  3802. available single-branch circuit components.  A prompt will appear
  3803. indicating a new circuit read in, old circuit (if any) discarded, and the
  3804. node of solution, then return to Main Command.
  3805.  
  3806. Enter "LIST" at Main Command.  The circuit list will scroll up, headed by
  3807. the title display showing circuit filename, when it was created, remarks
  3808. for that circuit, node of solution, current time and date, and any branches
  3809. opened.
  3810.  
  3811. To get a printed copy, check that printer paper is positioned at the top of
  3812. a page, enter "ON" at Main Command, then enter "LIS" again.  The screen
  3813. only shows the Main prompt which has changed from "MAIN*>" to "Main->"
  3814. indicating output is directed to printer.  Enter "OFF" at Main; Command
  3815. prompt becomes "MAIN*>" again indicating output is to screen.  [printer
  3816. will do one line-feed on the OFF command, quite normal] 
  3817.  
  3818. List data is fairly self-explanatory.  Branch type descriptions allow up to
  3819. 8 characters maximum but only the first one, two, or three letters matter. 
  3820. The first branch is designated RESISTOR but it could also have been "R-1"
  3821. or just "R" or even "R_FIRST."
  3822.  
  3823.   Note:  Branch type descriptions will always be displayed as all-capitals,
  3824.   regardless of entry case.
  3825.  
  3826. 'Plus' nodes and 'Minus' nodes have specific meanings only for current
  3827. _sources_ and for dependent branches of a dependent current source.  If
  3828. this is confusing, please review the description of independent and
  3829.  
  3830.  
  3831.  
  3832.                            LINEA - Page 57 of 71
  3833.  
  3834.  
  3835.  
  3836.  
  3837.  
  3838. dependent current sources given earlier.  'Plus' and 'Minus' nodes would be
  3839. arbitrary for a circuit composed entirely of passive branches.
  3840.  
  3841. In the value columns, two-value branches will always have the same ordering
  3842. as the minimum branch type description; i.e., an LQ branch would show
  3843. inductance first, Quality factor second.  The number of significant digits
  3844. is rounded-off to five.
  3845.  
  3846. There is a bit of shorthand in the 3-letter type description of series and
  3847. parallel R-L and R-C branches.  The first letter for a Series branch is
  3848. "S."  The first letter of a Parallel branch is "P."
  3849.  
  3850. Dependent current sources GMS or HFS will always indicate their dependent
  3851. branches by both branch number and type description. 
  3852.  
  3853.  
  3854. TRYING OUT A MACROMODEL
  3855.  
  3856. Read in circuit file TLINE ("R TLINE" at Main Command), then List it.  Note
  3857. that SIG ('signal generator') and the two resistors (R-SOURCE, R-LOAD) are
  3858. in the same format as with SINGSHOW...all three are single branches.  Type
  3859. "Z" is a minimum type description for a transmission line macromodel and
  3860. occupies three contiguous branch positions in a List, corresponding to the
  3861. three branches created and analyzed within LINEA.
  3862.  
  3863. Where single branches had node numbers under both Plus and Minus columns, a
  3864. macromodel has only one node (under Plus column) with an identification of
  3865. that node of the model (under Minus column).  [A transmission line doesn't
  3866. really have an "input" and "output" but that arbitrary identification is
  3867. better than saying "one end" and "other end."]  Values are shown for the
  3868. entire model, not individual model branches.
  3869.  
  3870. Enter "F  1M,50M,-15" at Main Command.  This tells LINEA to set a frequency
  3871. sweep from 1 MHz to 50 MHz in 15 logarithmic steps.  ["1M" and "50M" must
  3872. use upper-case M for Mega]  You can confirm this by entering "SET" at
  3873. Main...resulting in a circuit title describing TLINE followed by frequency
  3874. range.  A SETtings display is screen-only and useful for checking current
  3875. settings.
  3876.  
  3877. Enter "PRI  FRE" at Main...requesting a Print (tabulation) of voltage
  3878. solutions over Frequency.  Tabulation will scroll up on the screen.  The
  3879. node of solution is 2 and the voltage across R-LOAD is 22.800 Volts.  LINEA
  3880. has a default zero-decibel reference of one volt so the DB column shows
  3881. 27.15 decibels.  TLINE has no reactive branches so the voltage remains
  3882. constant over frequency.  Phase angle at node 2 varies over frequency
  3883. (expected) but Group Delay is constant at 13.556 nanoseconds.
  3884.  
  3885. Group Delay follows actual time delay from a signal source to node of
  3886. solution...provided that frequency increments are small enough and phase
  3887. angle changes are smooth enough...it is a calculated value of differential
  3888. phase angle divided by differential frequency.  TLINE has a transmission 
  3889. line length of 120 inches and a velocity of propagation of 0.75, equivalent
  3890. to a free-space path of 160 inches.  Signal propagation at the speed of
  3891. light (299,792.5 KM/Sec) over a 160 inch distance is 13.556 nanoseconds.
  3892.  
  3893. Enter "DBR  25" at Main Command.  This tells LINEA to set the zero-db
  3894. reference at 25 Volts.  Enter "P  F" at Main to repeat the tabulation of 
  3895.  
  3896.  
  3897.  
  3898.                            LINEA - Page 58 of 71
  3899.  
  3900.  
  3901.  
  3902.  
  3903.  
  3904. voltage at node 2.  Everything is the same as before except the decibels
  3905. column shows "-0.80 db" instead of the previous 27.15 db.
  3906.  
  3907. Enter "PLOT  F" at Main.  Three prompts will appear in sequence, each one
  3908. indicating minimum and maximum solution values of voltage, phase angle, and
  3909. group delay.  To use solution extremes as scale limits, just use the
  3910. <Enter> key at each query.  A simulation of a graph plot will appear
  3911. following a circuit title header.  Scale limits are shown on the graph top.
  3912.  
  3913. Relative voltage in db [* mark] and Group Delay [^ mark] is fairly
  3914. constant; phase angle [: mark] changes over the entire scale range.
  3915.  
  3916. You can experiment with different scale limits by entering "PLF" (alternate
  3917. single-word command for "PLOt FREquency") and then entering your own values
  3918. at each limit prompt.  Note: If there is no change in frequency limits, no
  3919. node of solution change, no circuit change, LINEA retains the first
  3920. solution; repeated PLOts use the same solution data, changing only the
  3921. simulated plot mark positions.
  3922.  
  3923. Enter "NOD  1" at Main to tell LINEA to solve for voltage at node one
  3924. (signal generator or transmission line 'input').  Enter "PRF" at Main
  3925. (shorthand for "PRInt FREquency").  Tabulation of voltage at node one shows
  3926. a constant 25 Volt, 0 db, 0 degree phase-angle over frequency.  Considering
  3927. the 50 ohm characteristic impedance line is matched at both ends with
  3928. perfect 50 Ohm resistors, this is expected at the signal source end of the
  3929. line.
  3930.  
  3931. To check the "input" impedance of the line, enter the following at each
  3932. Main Command prompt:  "O  2" (OPEn branch 2); "PR  Z" (Print-tabulate
  3933. Impedance).  R-SOURCE has been temporarily disconnected and LINEA will
  3934. tabulate impedance "looking into" node 1.  Impedance will be a constant,
  3935. resistive 50 Ohms.  [All signal sources are automatically disconnected
  3936. during impedance solutions.]
  3937.  
  3938. Perfect transmission lines with perfect resistive terminations tend a bit
  3939. towards boredom.  For variety, Open and Close the terminations and check
  3940. voltage at each end, or use the Modify command to change the termination
  3941. resistance values.  This is quick way to see the effects of "open" and
  3942. "shorted" transmission line sections over frequency.
  3943.  
  3944.  
  3945. TRYING OUT CIRCUIT EDIT FUNCTIONS
  3946.  
  3947. Read in SINGSHOW and note branch number four's list line.  Enter
  3948. "OPEN 4" at Main Command, then "LIST" again.  Branch 4 will show asterisks
  3949. between the fourth branch's data, indicating that, while it is still in the
  3950. list, it is "struck out" of any analysis.  Connections to branch 4 have
  3951. been open-circuited.  Note the bottom line in the circuit header display
  3952. indicating one branch open and that it is number four.
  3953.  
  3954. At Main Command, enter "CLOSE 4," then "LIS."  Branch 4 has no asterisks,
  3955. indicating its connections have been closed to the rest of the circuit. 
  3956. The bottom line of the title display indicates that no branches are open.
  3957.  
  3958. Note branches 5 and 6, then enter "DELETE 5" at Main Command.  Enter "LI" 
  3959. to see the list again.  Old branch 5 is gone and the former branch 6 now
  3960. occupies that list position.  All higher branches have moved down one.
  3961.  
  3962.  
  3963.  
  3964.                            LINEA - Page 59 of 71
  3965.  
  3966.  
  3967.  
  3968.  
  3969.  
  3970. Enter "INSERT 5" at Main Command.  A new prompt for Type-Nodes will appear,
  3971. indicating that INSert has jumped into the Circuit Entry.  Enter "CQ,1,5"
  3972. at the Type-Nodes prompt.  Enter "5u,50" at the prompt for Branch 5 values.
  3973. The Main Command will return.  Enter "L" to see the list again.
  3974.  
  3975. Branch 5 has been restored, and all higher branches have returned to their
  3976. original branch order numbers.  However, a 5 microfarad capacitor with a Q
  3977. of 50 is unlikely while a 5 nanofarad capacitor is more realistic.  Enter
  3978. "MODIFY CQ" at Main Command.  This results in a request for values of
  3979. branch 5 (type "CQ").  Enter "5n,50" at the values prompt (being careful to
  3980. enter a lower-case 'n') then List the circuit.  Branch 5 has been changed
  3981. to 5 nanofarads with a Q of 50.  Note that the creation time and date is
  3982. now the same as the current time and date.  
  3983.  
  3984. Enter "OPE 1" at Main Command.  A prompt will appear indicating that branch
  3985. 13 is dependent on an open branch and, as a result, branch 13 has been made
  3986. open also.  List the circuit to show both branches indicated as open. 
  3987. LINEA has checked for this possibility after the OPEn command was
  3988. completed.  Had this check not been done, LINEA would not have crashed or
  3989. hung, merely stopped trying to analyze the circuit (and indicating it
  3990. stopped) and returned to Main Command.  LINEA lets you know what caused
  3991. most of the common errors.
  3992.  
  3993. Enter "CLO 1" at Main Command, then List the circuit.  Branch 1 is back to
  3994. closed connection but branch 13 is still open.  Notice also that 13 must
  3995. have a separate CLose command to restore it.  The extra CLOse command is
  3996. necessary since one passive branch can be the dependent branch for several
  3997. dependent current sources.
  3998.  
  3999. Note the dependent branch description of branch 13.  Enter "DE 1" at Main. 
  4000. A notice will appear that branch 12 is now open and dependent on a "<none>"
  4001. branch.   Branch 1, "RESISTOR," will be gone from a Listing, all higher
  4002. branches have moved down one list position, and the "HFS" branch is
  4003. dependent on branch "0, <none>."  LINEA automatically opened the HFS
  4004. dependent current source since it no longer has a dependent branch.  The
  4005. HFS cannot be CLOsed...but you can MODify that branch to be dependent on
  4006. another branch that does exist in the circuit.  Once the dependent branch
  4007. exists, a dependent current source can be CLOsed and OPEned at will.
  4008.  
  4009. You have the choice of entering a branch number or a branch's type
  4010. description for any edit function.  This is also true for entry of
  4011. dependent branch of a dependent current source.  LINEA is quite flexible...
  4012. and forgiving.
  4013.  
  4014. An "ADD" at Main Command drops into Circuit Entry, beginning at the next
  4015. highest branch number...operation is otherwise identical to "NEW."  This is
  4016. a good time to try out adding in your own circuit components, to get the
  4017. "feel" of building a circuit.
  4018.  
  4019.  
  4020. SAVING A CIRCUIT FILE, TRYING OUT DOS FUNCTIONS
  4021.  
  4022. With SINGSHOW circuit edited to something else, enter "WRITE" at Main
  4023. Command.  A prompt will tell you that "SINGSHOW" filename exists and
  4024. queries if you want to use that name.  Enter "N" for no.  Another prompt
  4025. requests the new filename, cursor stopping at left-most position within two
  4026. vertical bars.  Enter something like "TEST1."  The edited file will be
  4027.  
  4028.  
  4029.  
  4030.                            LINEA - Page 60 of 71
  4031.  
  4032.  
  4033.  
  4034.  
  4035.  
  4036. written to disk in the same directory containing LINEA.
  4037.  
  4038. Enter "L" at Main Command.  The List header now shows "TEST1" as the
  4039. filename, not "SINGSHOW."  LINEA always uses the last circuit filename
  4040. entered as the filename of the circuit title.  Using the "NAMe" command,
  4041. just the circuit filename can be changed.  Circuit title Remarks will
  4042. remain the same as for SINGSHOW and that can be changed any time with the
  4043. "REMarks" Main Command. 
  4044.  
  4045. Enter "DOS" at Main Command.  This goes into a 'DOS Shell' with LINEA held
  4046. in memory.  A prompt reminds you to enter "COMMAND" if you want to stay in
  4047. DOS; the Shell is good for only one DOS command unless that "COMMAND" word
  4048. is entered.  Request DOS to show the directory.  TEST1.LIN will appear in
  4049. the directory list, indicating you really did write the circuit file.
  4050.  
  4051. If you entered "COMMAND" once in DOS, you can stay in that environment
  4052. until you enter "EXIT."  You can change directories, delete or rename old
  4053. files, do any DOS command.  LINEA remains patiently in the background, all
  4054. data intact.  [Note: This assumes your computer has a minimum of 192K free
  4055. RAM]  Entering "EXIT" takes you out of the DOS Shell and returns to
  4056. LINEA...the Main Command prompt will appear, indicating you returned
  4057. safely.  Enter an "L" for List and the TEST1 circuit will scroll up.
  4058.  
  4059. Except for the DRIve and DIRectory commands, LINEA has no other DOS
  4060. functions within program.  The "DATe" command at Main is a user-
  4061. convenience, display-only function; resetting the computer time and date
  4062. must be done at DOS level.
  4063.  
  4064. To change the DRIve:\DIRectory for LINEA data files, drive and directory
  4065. must _already_ exist; LINEA doesn't create them.  If a non-existant drive
  4066. or directory is specified, LINEA reads or writes are not done and a
  4067. prompt is issued for explanation.
  4068.  
  4069.  
  4070.  
  4071.  
  4072.  
  4073.  
  4074.  
  4075.  
  4076.  
  4077.  
  4078.  
  4079.  
  4080.  
  4081.  
  4082.  
  4083.  
  4084.  
  4085.  
  4086.  
  4087.  
  4088.  
  4089.  
  4090.  
  4091.  
  4092.  
  4093.  
  4094.  
  4095.  
  4096.                            LINEA - Page 61 of 71
  4097.  
  4098.  
  4099.  
  4100.  
  4101.  
  4102. HISTORY
  4103. =======
  4104.  
  4105. The genesis of all circuit analysis programs is IBM's ECAP, born in the
  4106. mid-sixties.  Electronic Circuit Analysis Program was the first wide-scale-
  4107. use program to incorporate a system of component entry, selection of
  4108. output, choice of either frequency-domain or time-domain analysis.  A
  4109. circuit designer could finally see the _entire_ circuit's response before
  4110. building the breadboard.  ECAP was comprehensive but it was slow.  Born
  4111. before the advent of low-cost mass storage devices, a circuit designer had
  4112. to learn the "language" of describing a circuit, "input" the circuit to
  4113. special forms so that they could be translated by others into punched
  4114. cards.  The designer usually had to wait overnight until the job was
  4115. completed (done in the old "batch" mode), pick up a thick stack of fan-fold
  4116. paper the next day, hope no errors were made in either circuit description
  4117. or the card punching, then study the many sheets of B-size output to see
  4118. the circuit response.  Any abnormalities or unexpected results required
  4119. another cycle to correct and collect.  Design analysis took literal days to
  4120. complete.  For most tasks, it was easier to go back to pencil and paper, do
  4121. the approximations of critical circuit parts, assemble and check out a
  4122. breadboard.
  4123.  
  4124. By 1969, the Missle and Surface Radar Division of RCA Corporation had
  4125. developed LECAP (Linear Electronic Circuit Analysis Program), doing the
  4126. frequency-domain tasks similar to ECAP.  The difference was that LECAP
  4127. could be used in an interactive mode on the corporation's time-sharing
  4128. computer network, from any location.  No longer was it required to wait
  4129. until the next day for an analysis run...the designer could see the
  4130. response within a few seconds, try changes, in effect do "breadboard" work
  4131. before actual building of the prototype, all within half a working day.
  4132.  
  4133. At the end of the sixties, several other programs made their debut.  TRAC
  4134. and SCEPTRE, development funded by the U.S. government, increased
  4135. versatility and made an attempt towards an input-output language closer to
  4136. the circuit designer.  Finally, SPICE (Simulation Program with Integrated
  4137. Circuit Emphasis) appeared and survives in various forms to today.  Most
  4138. such non-microwave-region analysis programs were concerned with time-domain
  4139. analyses, understandable due to increasing design work with digital
  4140. electronics.  Analog circuit designers tended to ignore frequency-domain
  4141. analyses in favor of using "formula" sub-circuits and data...or doing "cut
  4142. and try" analyses on the bench with breadboards.
  4143.  
  4144. The author's experience with computer-aided design began in 1972 at RCA
  4145. Electromagnetic and Aviation Systems Division.  A quantity of prototype
  4146. pulse-shaping filters were needed quickly and the lead time on inductors
  4147. was too long for the R&D program.  Some near substitutes could be obtained
  4148. off the shelf but there was some hesitation due to inductor resistance.  An
  4149. H-P programmable calculator was available but an analysis program would
  4150. have to be written from scratch...too long.  A colleague showed me how to
  4151. use the corporate's LECAP.  Within an hour, LECAP analysis indicated the
  4152. substitute inductors would be satisfactory (time spent largely on waiting
  4153. for the 110 Baud teleprinter to type out the data).  Substitute inductors
  4154. were ordered.  When they arrived, a quick breadboard assembly and test
  4155. resulted in oscilloscope photos _exactly_ matching the teleprinter 
  4156. 'waveforms.'  I was absolutely sold on computer-aided design from then on,
  4157. adding programming capability to my set of engineering 'tools.'
  4158.  
  4159.  
  4160.  
  4161.  
  4162.                            LINEA - Page 62 of 71
  4163.  
  4164.  
  4165.  
  4166.  
  4167.  
  4168. Since the birth of personal computing in the late seventies, a few
  4169. shareware electronic circuit analysis programs have appeared, including a
  4170. commercial program, Apple-Circuit, for the old Apple II computer.  Most of 
  4171. those now in use in the nineties are derivations of SPICE and work very
  4172. well for time-domain analysis-solution.  Few SPICEy programs are quite as
  4173. interactive as LINEA, though...and all are more expen$ive.
  4174.  
  4175. LINEA was born in 1980 and 'grew up' as various routines for a variety of
  4176. computers...primarily for frequency-selective network design.  'She'
  4177. acquired an easy-going user interaction during this adolescence, being able
  4178. to communicate more and more in 'electronicese' and warning the user when,
  4179. and what, mistakes had been made.  Her formation was oriented towards use
  4180. as a _tool_, not as a program.  In her thirteenth year, she came of age as
  4181. a complete program, written entirely in Microsoft FORTRAN 5.1.
  4182.  
  4183. As a small fact, the Linea is the official flower of the province of
  4184. Smaland in Sweden.  Famed Swedish botanist Carl Linneaus took his surname
  4185. from that flower.  My Mother was born in that province.  Okay...I'm
  4186. sentimental.
  4187.  
  4188. Use and enjoy.  :)
  4189.  
  4190. Leonard H. Anderson
  4191. July 1993
  4192.  
  4193.  
  4194.  
  4195.  
  4196.  
  4197.  
  4198.  
  4199.  
  4200.  
  4201.  
  4202.  
  4203.  
  4204.  
  4205.  
  4206.  
  4207.  
  4208.  
  4209.  
  4210.  
  4211.  
  4212.  
  4213.  
  4214.  
  4215.  
  4216.  
  4217.  
  4218.  
  4219.  
  4220.  
  4221.  
  4222.  
  4223.  
  4224.  
  4225.  
  4226.  
  4227.  
  4228.                            LINEA - Page 63 of 71
  4229.  
  4230.  
  4231.  
  4232.  
  4233.  
  4234. APPENDIX A - LINEA/WAVESPEC DATA FILE ORGANIZATION
  4235. ==================================================
  4236.  
  4237. GENERAL FORMAT
  4238.  
  4239. As a consequence of FORTRAN convention, all data files for LINEA and
  4240. WAVESPEC are essentially text files, all alphanumeric information is
  4241. recorded in ASCII characters.  In the following descriptions, the format of
  4242. each data field is from the FORTRAN Format statement which is coded as
  4243. following:
  4244.  
  4245.    Field = Number of character spaces, total, for one item or value.
  4246.  
  4247.    Record = Contiguous fields terminated by <CR><LF> (Hex 0D 0A).
  4248.             Note:  There are no field separators or indicators that the
  4249.             first record has begun.
  4250.  
  4251.    Character string:  An
  4252.  
  4253.        where:  A = Indicator for Alphanumerics
  4254.                n = maximum Number of characters in data field
  4255.  
  4256.        alignment:  Left-justified in data field, blanks (Hex 20) padding
  4257.                    trailing byte spaces.
  4258.  
  4259.        example:  'A48' indicates a 48-character-maximum string
  4260.  
  4261.    Integer number:  In
  4262.  
  4263.        where:  I = Indicator for Integer value
  4264.                n = Maximum number of characters in data field
  4265.  
  4266.        alignment:  Recorded right-justified in data field, blanks
  4267.                    (Hex 20) padding in leading character spaces.
  4268.  
  4269.        polarity:   Positive, unless leading numeral character is preceded
  4270.                    by a negative sign (dash, Hex 2D).
  4271.  
  4272.    Real (floating-point) number:  En.m
  4273.  
  4274.        where:  E = Indicator for floating point ("has Exponent") value.
  4275.                n = Number of total character spaces in field
  4276.                m = Number of characters in fractional part of mantissa
  4277.  
  4278.        alignment:  Recorded right-justified in data field, blanks
  4279.                    padding in leading character spaces.
  4280.  
  4281.        sub-field organization, in order, first to last (left-to-right):
  4282.  
  4283.           a.  leading padding blanks (if any)
  4284.           b.  Mantissa sign (negative or dash character if Mantissa
  4285.                  negative, no indicator character if Mantissa positive)
  4286.           c.  integer part of Mantissa (LINEA/WAVESPEC are formatted for
  4287.                  only one Mantissa integer digit)
  4288.           d.  Mantissa decimal point (Hex 2E)
  4289.           e.  Mantissa fractional part
  4290.           f.  letter E (Hex 45, indicator for start of decimal Exponent)
  4291.  
  4292.  
  4293.  
  4294.                            LINEA - Page 64 of 71
  4295.  
  4296.  
  4297.  
  4298.  
  4299.  
  4300.           g.  Exponent sign (Hex 2B if positive, equal or greater than
  4301.                  unity; Hex 2D if negative or less than unity)
  4302.           h.  Exponent (LINEA/WAVESPEC always formatted for 2 digits)
  4303.  
  4304.        example:  E11.4 format of value -12345 would be -1.2345E+04
  4305.                                                           ~~~~      m
  4306.                                                        ~~~~~~~~~~~  n
  4307.  
  4308.  
  4309. A file examination program such as Vernon Buerg's "LIST" may be used to
  4310. examine Data files to see contents in detail.
  4311.  
  4312.  
  4313. CIRCUIT DATA FILES
  4314. ------------------
  4315.  
  4316. ORGANIZATION
  4317.  
  4318. The first record of every Circuit file begins with an integer denoting the
  4319. number of total branches in a Circuit.  The total of all following records
  4320. will equal that value.  Second and subsequent records correspond to the
  4321. branches in a Circuit.  Fields in each Record are sequential, in order of
  4322. listing.
  4323.  
  4324.  
  4325. FIRST RECORD
  4326.  
  4327.    Format      Description
  4328.    ------      --------------------------------------------------------
  4329.      I6        Number of branches in circuit
  4330.      I6        Hour in circuit creation/alteration time-date
  4331.      I6        Minutes in circuit creation/alteration time-date
  4332.      I6        Day of month in circuit creation/alteration time-date
  4333.      I6        Month in circuit creation/alteration time-date (1 =
  4334.                   January, 12 = December)
  4335.      I6        Year in circuit creation/alteration time-date (4 digits)
  4336.      A48       Remarks string
  4337.  
  4338.  
  4339. SECOND AND SUBSEQUENT RECORDS
  4340.  
  4341.    Format       Description
  4342.    --------------------------------------------------------------
  4343.      I6           Branch Type Number, coding:
  4344.                   1 = Resistor         8 = PRC         
  4345.                   2 = Capacitor        9 = PRL
  4346.                   3 = Inductor        10 = SIG
  4347.                   4 = LQ type         11 = IDC
  4348.                   5 = CQ type         12 = GMS
  4349.                   6 = SRL             13 = HFS
  4350.                   7 = SRC
  4351.                1nnm = Transformer macromodel (4 digit) *
  4352.                2nnm = Transmission Line macromodel (4 digit) *
  4353.                3nnm = Bipolar Transistor macromodel (4 digit) *
  4354.                4nnm = Op.nl Amplifier macromodel (4 digit) *
  4355.  
  4356.     * nn = 2-digit value equal to single branch type.
  4357.     * m  = 1-digit value equal to macromodel branch order within macro.
  4358.  
  4359.  
  4360.                            LINEA - Page 65 of 71
  4361.  
  4362.  
  4363.  
  4364.  
  4365.  
  4366.      A8         Type Description of Branch
  4367.      I4         Plus Node
  4368.      I3         Minus Node
  4369.     E15.7       First Value
  4370.     E15.7       Second Value
  4371.      I5         Switch/Dependent-Branch-Number (minus if Open)
  4372.                  
  4373.                  
  4374. SOLUTION DATA FILES
  4375. -------------------
  4376. Solution files are of two types:  Sweep-frequency-related as in FREquency
  4377. and IMPedance solutions; waveform-related for TIMe, SPEctrum, and ENVelope
  4378. solutions.  The type mandates what is in file in the First and Third
  4379. records.
  4380.   
  4381. FIRST RECORD
  4382.  
  4383.    Format       Description
  4384.    --------------------------------------------------------------
  4385.      I4         Node of solution
  4386.      I4         Number of frequencies solved for FREquency/IMPedance only
  4387.      I4         Number of coefficients for TIMe, SPEctrum, ENVelope
  4388.    3(I4)        Three internal values for LINEA
  4389.      I4         Output format:  PRInt = 1; PLOt = 2
  4390.      I4         Output type:  FREquency = 1; IMPedance = 2;
  4391.                               SPEctrum = 3; TIMe = 4; ENVelope = 5
  4392.      A8         Solution filename (without file extension)
  4393.      A8         Circuit filename (without file extension), Circuit being
  4394.                    the one analyzed-solved.
  4395.      A48        Remarks string attached to Circuit analyzed-solved.
  4396.     5(I4)       Solution time-date, same hour-minute-day-month-year
  4397.                    arrangement as Circuit time-date.
  4398.  
  4399.  
  4400. SECOND RECORD
  4401.  
  4402.    Format       Description
  4403.    ------      --------------------------------------------------------
  4404.     E17.9       Zero db Reference Voltage
  4405.     E17.9       Most-negative degree scale limit for PLOt (may not apply
  4406.                    to recorded solution)
  4407.     E17.9       Most-positive degree scale limit for PLOt (may not apply
  4408.                    to recorded solution)
  4409.  
  4410. THIRD RECORD
  4411.  
  4412. Third record quantities are equivalent to the Frequency Limits entered
  4413. if the solution was FREquency or IMPedance, or the waveform coefficient
  4414. limits as generated by WAVESPEC program after a waveform description.
  4415. They are selected by the Output type value of the second record.
  4416.  
  4417.    Format       Description
  4418.    --------------------------------------------------------------
  4419.     E17.9       Minimum frequency of solution
  4420.     E17.9       Maximum frequency of solution
  4421.     E17.9       Delta frequency: positive is linear increment while
  4422.                    negative's magnitude is multiplier for log increment.
  4423.  
  4424.  
  4425.  
  4426.                            LINEA - Page 66 of 71
  4427.  
  4428.  
  4429.  
  4430.  
  4431.  
  4432. FOURTH AND FOLLOWING RECORDS
  4433.  
  4434.    Format       Description
  4435.    --------------------------------------------------------------
  4436.     E17.9       Frequency of solution
  4437.     E17.9       Voltage magnitude at Frequency
  4438.     E17.9       Voltage phase-angle at Frequency
  4439.  
  4440.  
  4441. WAVEFORM DATA FILES
  4442. -------------------
  4443.  
  4444. FIRST RECORD
  4445.  
  4446.    Format       Description
  4447.    --------------------------------------------------------------
  4448.      I4        Number of coefficients, number of records containing
  4449.                   rectangular-form complex waveform coefficients.
  4450.     5(I5)      Waveform creation time-date, same hour-minute-day-
  4451.                   month-year arrangement as Circuit time-date.
  4452.      A48       Remarks string, primarily for WAVESPEC use, not used by
  4453.                   LINEA.
  4454.  
  4455. SECOND RECORD
  4456.  
  4457.    Format       Description
  4458.    --------------------------------------------------------------
  4459.     E15.7      R.F. carrier frequency; if this is Video waveform, will
  4460.                   be zero.
  4461.     E15.7      Coefficient incremental frequency, inverse of waveform
  4462.                   repetition time.
  4463.  
  4464. THIRD RECORD
  4465.  
  4466.    Format       Description
  4467.    --------------------------------------------------------------
  4468.     E15.7       Minimum coefficient frequency; if Video, this will be 0.
  4469.     E15.7       Maximum coefficient frequency
  4470.  
  4471.  
  4472. FOURTH AND FOLLOWING RECORDS
  4473.  
  4474. These exist at as many as is given by the number of coefficients, the first
  4475. item of the first record.  Normally these are 200, but it is possible to
  4476. generate a waveform data file with 100, 50, 25, 12, 6, or 3 coefficients.
  4477.  
  4478.    Format       Description
  4479.    --------------------------------------------------------------
  4480.     E15.7       Real part of complex waveform coefficient.
  4481.     E15.7       Imaginary part of complex waveform coefficient.
  4482.  
  4483.  
  4484.  
  4485.  
  4486.  
  4487.  
  4488.  
  4489.  
  4490.  
  4491.  
  4492.                            LINEA - Page 67 of 71
  4493.  
  4494.  
  4495.  
  4496.  
  4497.  
  4498. APPENDIX B - EXAMPLE CIRCUIT
  4499. ============================
  4500.  
  4501. Circuit file PHASER.LIN is a LINEA model of voice-band audio phase shift
  4502. network for a Single Sideband Transmitter Exciter.  Designed by Peter
  4503. Martinez, G3PLX, it appeared in the English magazine, RADIO COMUNICATION,
  4504. December 1973, p. 852, in the Technical Topics column hosted by Pat Hawker,
  4505. G3VA.  The circuit is intended to provide four outputs having 90 degree
  4506. phase shift from one another.  With each output fed into one of four
  4507. mixers, each mixer also fed with an R.F. carrier of appropriate phase,
  4508. common mixer outputs should be able to generate either an upper sideband,
  4509. suppressed carrier signal or a lower sideband, suppressed carrier signal.
  4510. Amount of rejection of the unwanted sideband is inversely proportional to
  4511. the accuracy of the 90 degree phase differential.
  4512.  
  4513. Several attempts were made to "draw" this circuit using ASCII characters.
  4514. None seemed satisfactory.  To visualize it, consider all the 5.6 K
  4515. resistors strung in a row, left to right, in R1x-R2x-R3x-R4x-R5x-R6x order,
  4516. the "A" row at the top, "B" row just below, "C" below that, with "D" at the
  4517. bottom.  Nodes 1, 8, 15, and 22 start each row at the left with audio
  4518. signal source inputs.  Nodes 7, 14, 21, and 28 are the four "polyphase"
  4519. outputs, each having a 10 Megohm 'terminating' resistor.  The capacitors
  4520. are on a diagonal from one row to the next lower row; the bottom row
  4521. "diagonal" capacitors connect to the top row.  The node arrangement and
  4522. approximate capacitor location is as follows:
  4523.  
  4524.           1    2    3    4    5    6    7      - A row
  4525.            \    \    \    \    \    \
  4526.             C1   C2   C3   C4   C5   C6        - capacitor "AB" group
  4527.               \    \    \    \    \    \
  4528.     I     8    9   10   11   12   13   14      - B row
  4529.     n      \    \    \    \    \    \
  4530.     p       C1   C2   C3   C4   C5   C6        - capacitor "BC" group
  4531.     u         \    \    \    \    \    \
  4532.     t    15   16   17   18   19   20   21      - C row
  4533.            \    \    \    \    \    \ 
  4534.             C1   C2   C3   C4   C5   C6        - capacitor "CD" group
  4535.               \    \    \    \    \    \
  4536.          22   23   24   25   26   27   28      - D row
  4537.            \    \    \    \    \    \
  4538.             C1   C2   C3   C4   C5   C6        - capacitor "DA" group
  4539.               \|   \|   \|   \|   \|   \|
  4540.               (completed connections on row A)
  4541.  
  4542. This sort of circuit is very calculation-intensive due to all the diagonal
  4543. connections.  Using the standard 80286+ non-coprocessor version of LINEA,
  4544. operating in a 20 MHz 386SX, 45 frequencies took about 75 seconds for each
  4545. output node.  Using the Math coprocessor version, 45 frequencies were
  4546. solved in only 10 seconds!  The solution at Node 7 is included as
  4547. PHASER7.LNA in the program set.  Solving at nodes 14, 21, and 28 will show
  4548. that phase difference between outputs is within 2 degrees of 90 from
  4549. roughly 500 Hz to 5 KHz.  Amplitude at each output node is quite similar.
  4550.  
  4551. This is a special case for analysis-solution where _phase_ is the important
  4552. criterion.  There is no easy way to output phase error between nodes, other
  4553. than by a tabulation or graphical equivalent of each node.  It is possible
  4554. to add to the circuit, using transconductance-specified dependent current
  4555.  
  4556.  
  4557.  
  4558.                            LINEA - Page 68 of 71
  4559.  
  4560.  
  4561.  
  4562.  
  4563.  
  4564. sources, so as to see differences.  Adding the following:
  4565.  
  4566.      61  GMS       29    0     1.0000  mho    Dep.Br.# 15, R7
  4567.      62  GMS       29    0     1.0000  mho    Dep.Br.# 22, R8
  4568.      63  R-SUM1    29    0     1.0000  Ohm
  4569.      64  GMS       30    0     1.0000  mho    Dep.Br.# 29, R9
  4570.      65  GMS       30    0     1.0000  mho    Dep.Br.# 36, R10
  4571.      66  R-SUM2    30    0     1.0000  Ohm
  4572.  
  4573. ...creates a new Node 29 which has a "45 degree" phase (vector sum of
  4574. voltages at Nodes 7 and 14), and a new Node 30 which has a "225 degree"
  4575. phase (vector sum of voltages at Nodes 21 and 28).  Two more GMSs and
  4576. another summing resistor, a new node (31), GMSs dependent on the above-
  4577. listed summing resistors, will show the vector addition of the "45" and
  4578. "225" phases...or vector subtraction if the node ordering is reversed or
  4579. transconductance made negative in the second added GMS. 
  4580.  
  4581. There are many combinations of measurement-observation additions possible, 
  4582. dependent current sources allowing a variety of no-disturbance monitoring.
  4583.  
  4584.    Note:  These "polyphase" networks have appeared in several papers in the
  4585.    IEEE Circuits and Systems transactions of the late seventies and early
  4586.    eighties.
  4587.  
  4588. It is possible to re-arrange the node ordering versus connection points in
  4589. the circuit to reduce solution time, but this is usually more trouble than
  4590. it is worth...required component information ordering for LINEA is not like
  4591. the schematics we use regularly.  The circuit list in PHASER is reasonably
  4592. straightforward to the way the original circuit was drawn in RADIO
  4593. COMMUNICATION magazine.
  4594.  
  4595.  
  4596.  
  4597.  
  4598.  
  4599.  
  4600.  
  4601.  
  4602.  
  4603.  
  4604.  
  4605.  
  4606.  
  4607.  
  4608.  
  4609.  
  4610.  
  4611.  
  4612.  
  4613.  
  4614.  
  4615.  
  4616.  
  4617.  
  4618.  
  4619.  
  4620.  
  4621.  
  4622.  
  4623.  
  4624.                            LINEA - Page 69 of 71
  4625.  
  4626.  
  4627.  
  4628.  
  4629.  
  4630. APPENDIX C - LINEA CONFIGURATION
  4631. ================================
  4632.  
  4633. For your own safekeeping, make a copy of all the LINEA Program Set files,
  4634. storing them on a floppy disk rather than in another hard disk directory.
  4635. (the repeat downloading time you save may be your own...)
  4636.  
  4637. To be doubly secure, unpack the Program Set (if packed) and store them that
  4638. way, then scan them with a current virus scan program.  The LINEA Program
  4639. Set that left the author's computer has been thoroughly checked and is free
  4640. of virus contaminants, but, BBS distribution being what it is, someone
  4641. along the line may have introduced a virus.  The author frequents only BBSs
  4642. which have virus-checking but has been a victim of the 'Stoned' virus,
  4643. passed along on hand-carried disks from computer to computer.
  4644.  
  4645. The LINEA Program Set you receive should _not_ have LINEA.CFG in it.  That
  4646. file, essential to run LINEA.EXE, is created by LINCFG.EXE which is
  4647. included in the Set.  LINEA.EXE will refuse to run if LINEA.CFG is not in
  4648. the same drive:\directory or non-existant.
  4649.  
  4650. LINCFG (or MLINCFG for Math version) should be the first program run.  It
  4651. not only creates the .CFG file but also does some checking of your
  4652. particular computer system and also packs some of the constants required
  4653. in LINEA.EXE.  Just follow the prompt(s) and it will create the .CFG file
  4654. in a few seconds.
  4655.  
  4656.    Note:  Both LINEA and WAVESPEC make extensive use of the computer
  4657.    calender-clock to 'time-stamp' all outputs.  Such time-stamping can be
  4658.    invaluable to later review of LINEA/WAVESPEC analysis-solutions.  If
  4659.    your computer's calendar-clock isn't working, the programs will run
  4660.    anyway, but you will have to write little memos to yourself to tell you
  4661.    when a particular output was done.
  4662.  
  4663. If you pass on the LINEA Program Set to another (feel free to do so),
  4664. please make sure that LINEA.CFG is _not_ in the Set.
  4665.  
  4666. If you change drives and/or directories later, please keep all but Data
  4667. files in the same drive:\directory.  Both LINEA and WAVESPEC expect their
  4668. .CFG and .HLP files to exist in the same drive:\directory.
  4669.  
  4670.  
  4671. HARDCOPY
  4672.  
  4673. All formatting of hardcopy outputs expects a standard printer capability of
  4674. "10 Pitch" character spacing (ten characters per inch horizontal) and 6
  4675. lines per inch vertical spacing.  Form-feeds are not used in outputs to
  4676. printers in either LINEA or WAVESPEC.
  4677.  
  4678.  
  4679. VIDEO DISPLAY
  4680.  
  4681. Any standard display device will work with the LINEA Program Set, color or
  4682. monochrome, CRT or LCD, no difference on Video Cards.
  4683.  
  4684.  
  4685.  
  4686.  
  4687.  
  4688.  
  4689.  
  4690.                            LINEA - Page 70 of 71
  4691.  
  4692.  
  4693.  
  4694.  
  4695.  
  4696. BAT FILES FOR CONVENIENCE
  4697.  
  4698. If you plan on using LINEA often, it is convenient to make a .BAT file for
  4699. the Root Directory having just two lines:
  4700.  
  4701.           CD <driveletter>:\<directory>
  4702.           LINEA
  4703.  
  4704.                      -or-
  4705.  
  4706.           CD <driveletter>:\<directory>
  4707.           WAVESPEC
  4708.  
  4709.  
  4710. With either, you can run them from any directory.  The first line of the
  4711. .BAT file will do the Change Directory DOS command, the second line runs
  4712. the program.
  4713.  
  4714. A "Root Directory" is the drive:\directory from which DOS is booted up when
  4715. your computer is first turned on.  For typical computers with two floppy
  4716. drives and one hard disk drive, the configuration is such that the Root is
  4717. simply "C:\" (no directory).
  4718.  
  4719. A .BAT file can be generated by any text editor having ASCII capability.
  4720.  
  4721.  
  4722. MATH CO-PROCESSOR VERSION
  4723.  
  4724. A numeric coprocessor installation is highly recommended.  The LINEA
  4725. Program Set does extensive floating-point operations and a numeric
  4726. coprocessor can reduce solution times by factors of three to seven.
  4727.  
  4728. While the Standard version programs can work in any 80286+ computer,
  4729. with or without a coprocessor, attempting to run the Math version in a
  4730. non-coprocessor system will result in a "hang."  Manual reset may be
  4731. required to regain control after a hang.
  4732.  
  4733.  
  4734.  
  4735.  
  4736.  
  4737.  
  4738.  
  4739.  
  4740.  
  4741.  
  4742.  
  4743.  
  4744.  
  4745.  
  4746.  
  4747.  
  4748.  
  4749.  
  4750.                            LINEA - Page 71 of 71
  4751.  
  4752. .
  4753.