home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Hacker Chronicles 2 / HACKER2.BIN / 381.ACIRAN.DO$ / aciran.doc
Text File  |  1993-11-22  |  84KB  |  2,002 lines

  1.  
  2.  
  3.                              ACIRAN V3.6
  4.  
  5.                        Linear AC Circuits Analysis
  6.  
  7.  
  8. Introduction.
  9. -------------
  10.  
  11. ACIRAN is a Linear AC Circuit Analysis Program designed to ease small signal
  12. ac analysis of active and passive circuits. ACIRAN can handle Resistors,
  13. Capacitors, Inductors, Transformers(Ideal), Fets, Transistors, Operational
  14. Amplifiers, Transmission Lines, and Voltage Controlled Current Sources.
  15.  
  16. Using these circuit elements almost any linear circuit can be represented and
  17. analysed. To save time and ease design a number of Fet,Opamp and Transistor
  18. model parameters have been supplied. Should a more complex model be needed
  19. these can be built up using passive components and Voltage Controlled Current
  20. sources.
  21.  
  22.  
  23. Installation.
  24. -------------
  25.  
  26. ACIRAN V3.6 was created using the  Turbo Pascal Compiler (V 5.5) and
  27. is able to support co-processors, if you machine has a floating point chip
  28. this is detected by ACIRAN and used for all calculations, if you do not have a
  29. co-processor, it is simulated by software. Obviously the program runs much
  30. faster with the co-processor chip fitted. 
  31.  
  32. Before using ACIRAN first make a backup copy on another disk,including all
  33. model and circuit files, then put the original in a safe place.
  34. Aciran can be run from a single floppy drive, but a hard disk is
  35. recommended. From the DOS prompt select the drive containing the ACIRAN
  36. disk, then type install <return>. Follow the instructions to complete the
  37. installation.
  38.  
  39.  
  40. Getting Started.
  41. -------------------
  42.  
  43. At the DOS prompt type ACIRAN <return> and the ACIRAN sign on screen will
  44. appear showing the version number and the circuit constraints.Press any
  45. key to continue and the copyright notice and circuit constraints will
  46. be removed.
  47.  
  48.  
  49. The main menu offers the following selection:
  50.  
  51.   File   Edit   Config   Data   Analyse   Results   Graph
  52.  
  53. and selection is made by typing the first letter of the word or using the
  54. cursor keys to point to the desired function and then pressing the return key,
  55. or using the mouse to select the function, and clicking on the left mouse
  56. button.
  57.  
  58. File
  59. ----
  60.  
  61. File provides the following sub-menu
  62.  
  63. New
  64. Load
  65. Save
  66. Quit
  67.  
  68. and again selection is made by typing the first letter of the word or using the
  69. cursor keys to point to the desired function and then pressing the return key.
  70.  
  71. New is used to enter a new circuit description to ACIRAN and as it clears
  72. any previous circuit from memory you should save any data that you have
  73. in memory first.
  74.  
  75. Load
  76. ----
  77.  
  78. Load allows you to load a previously saved circuit for analysis or
  79. modification. Circuits are expected to have extension .CIR (automatically
  80. appended by ACIRAN). You will be presented with a Lotus 123 style file
  81. selection box. Use the cursor keys or mouse to highlight the file you wish
  82. to load and then press return or click the left mouse button. Press Escape
  83. or the right mouse button to abandon the Load opertion. You can select other
  84. directories by selecting the double dots at the top of the list, and then
  85. move around other directories. Press F1 if you need help on using the
  86. file selector. If you are using the profesional or network version of
  87. Aciran you can change drives by selecting Alt-C. 
  88.  
  89.  
  90. Save
  91. ----
  92.  
  93. Save allows you to save your circuit description to disk. If you are entering
  94. a large circuit then you should save it periodically.
  95. Names up to 8 characters are allowed. Longer names will be truncated to 8
  96. characters, do not add a file extension. Full pathnames are supported,
  97. and you will normally be presented with the current directory path.
  98.  
  99. Quit
  100. ----
  101.  
  102. Quit will exit from ACIRAN and take you back to DOS. Any circuit description
  103. held in memory will be lost so make sure you have saved any data that you
  104. want to keep. ACIRAN will give a warning if you have not saved your circuit
  105. and have made changes.
  106.  
  107. Edit
  108. ----
  109.  
  110. Edit allows you to make changes to the circuit description such as adding
  111. or deleting components and changing component values. Edit has its own
  112. sub-menu which will be described later.
  113.  
  114. Config
  115. ------
  116.  
  117. Config allows you to select your printer type, set up certain flags and 
  118. to request additional circuit parameters such as impedance and return loss.
  119. This information is stored in a config file, and along with the circuit 
  120. details in the files.Config has it's own sub-menu which will be descibed later.
  121.  
  122. Data
  123. ----
  124.  
  125. Data allows you to inspect your circuit description by listing the components,
  126. their values and circuit connections. A sub-menu allows you to send the
  127. data to the screen or to a printer.
  128.  
  129. Analyse
  130. -------
  131.  
  132. Analyse instructs ACIRAN to analyse the circuit in memory. An error message
  133. will be issued if there is no circuit present. Logarithmic and Linear frequency
  134. sweeps are allowed. ACIRAN can also carry out Monte-Carlo analysis if component
  135. tolerances have been entered.
  136.  
  137. Results
  138. -------
  139.  
  140. A sub-menu overs the choice to Display,Print or File. To view the results
  141. select Display, to obtain a hard copy of these result the Print option
  142. should be selected.Results can also be stored in a text file for later use,
  143. (eg. in reports) using the File option.
  144.  
  145. Graph
  146. -----
  147.  
  148. If your system has a Graphics card present ACIRAN can output Graphs of
  149. Frequency vs Amplitude,Phase,Time-delay,Impedance,Return Loss and VSWR on
  150. to the screen, and a hardcopy to a graphics printer.(Epson FX800, LaserJet,
  151. or PostScript)
  152.  
  153.  
  154.  
  155. Entering New Data
  156. -----------------
  157.  
  158.  
  159. At the main menu press 'N' (or use the cursor keys) to select New circuit.
  160. The Menu window will now show NEW CIRCUIT and the Status window will ask you
  161. for the Name of your circuit (up to 30 characters). As DOS only supports file
  162. names of up to 8 characters a circuit identifier is useful to give meaningful
  163. names to your circuits.
  164.  
  165. Enter a circuit name and press <return>. The Status window will now ask if you
  166. wish to enter component tolerances. If you answer 'Y' then ACIRAN will toggle
  167. on the tolerance flag and use the tolerance values entered for each component,
  168. if you do not enter a tolerance it will default to 0%, this is used in 
  169. monte-carlo analysis, described later.
  170.  
  171. Next you will see a list of component types in a pop up Menu window,use
  172. the normal selection methods to choose a component type. If  the  component
  173. type is Fet, Opamp or Transistor you will be asked if you wish to load model
  174. parameters from disk.
  175.  
  176. If you select to do so you will be presented with another file selection
  177. box, to choose the component model.
  178.  
  179.  
  180.  
  181. An Example
  182. ----------
  183.  
  184. A number of examples are included on the disk.
  185. They will provide the most ideal method of learning ACIRAN. Enter the first
  186. one from the keyboard. The circuit is shown below:
  187.  
  188. RC Filter
  189.  
  190.              R1
  191. node 1      ________                                          node 2
  192.   0---------|       |---------------------o-------------------------0
  193.             --------                      |
  194.           100 +/- 0.5%                    |
  195.                                           |
  196.                                          ----
  197.                                          |  | R2
  198.                                          |  |
  199.                                          |  | 10 +/- 2%
  200.    INPUT                                 ----               OUTPUT
  201.                                           |
  202.                                           o node 3
  203.                                           |
  204.                                         ----- 0.001uF +/- 10%
  205.                                         _____
  206.                                           |     C1
  207.                                           |
  208.                        node 0             |
  209.   0_______________________________________o_________________________0
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216. Select New Circuit.
  217. Enter the circuit description 'RC Filter' <cr>, and select 'Y' for tolerance
  218. entries.
  219.  
  220. When  the Select component menu is displayed,choose a resistor, and a form
  221. will appear on the screen ,you will be asked for the component identifier,
  222. enter 'R1' and press <return>.(Up to 5 characters can be entered for the
  223. component identifier).
  224.  
  225. You will now move to the next input filed, you will then be asked for the
  226. value of R1. Enter 100 <return>.
  227.  
  228. You will then be asked for the tolerance in %. Enter 0.5 <return>. (The
  229. leading Zero is essential).
  230.  
  231. Next you will be asked 'From Node', Enter 1 <cr>, and then 'To node', Enter
  232. 2 <cr>.
  233.  
  234.         The convention in ACIRAN is that the INPUT NODE is ALWAYS 1 and
  235. the GROUND NODE is ALWAYS 0. The OUTPUT NODE is variable(more about this
  236. later).
  237.  
  238. Once you have completed the form you must enter F10 to exit and save you data.
  239. If you press Esc the data will be ingored. You can move around the input form
  240. changing the information using the edit keys, until you are happy with what
  241. you have entered. This free format screen input is used extensively in ACIRAN
  242. to give maximum flexibility. In some cases, eg frequency, the previously
  243. entered data is presented and can be accepted by entering <cr>.
  244.  
  245.  
  246. Enter component R2 in the same way, it is not important which way round
  247. the passive component is connected.
  248.  
  249. To enter C1 select Capacitor, and for the value enter 0.001u. the 'u' or 'U'
  250. at the end tell ACIRAN that the value is in microfarads.
  251.  
  252. A number of multiplier options are allowed and upper or lower case can be
  253. interchanged in all cases except 'M' and 'm'.
  254.  
  255. The multipliers accepted by ACIRAN are
  256.  
  257.    'G' or 'g'      Giga   =   x1E9
  258.    'M'             Mega   =   x1E6
  259.    'K' or 'k'      Kilo   =   x1E3
  260.    'm'             milli  =   x1E-3
  261.    'U' or 'u'      micro  =   x1E-6
  262.    'N' or 'n'      nano   =   x1E-9
  263.    'P' or 'p'      pico   =   x1E-12
  264.  
  265. These multipliers can be entered in a number of formats, eg 1k2, 1K2,1.2K
  266. 1200 12e2,12E2 and 1.2e3 are all acceptable and identical .
  267.  
  268. Now that the circuit has been entered press <Esc> in response to next
  269. component and you will be asked for the Output node.
  270.  
  271. If you press <cr> without entering any data ACIRAN will assign the highest
  272. node used to the output node. In this circuit this is not the case and you
  273. must enter 2 <cr>.
  274.  
  275. It is advisable to save your work and so as soon as the main menu returns
  276. press 'F' for File then 'S' for Save.
  277.  
  278. When asked for a file name enter any valid filename, remember to omit any file
  279. extension.
  280.  
  281. You can check your circuit configuration by selecting Data. A short menu will
  282. appear offering Display and Print. Display will list to the console and
  283. Print to the LPT1 or PRN device. (If you are not sure about the LPT1 device
  284. consult your DOS handbook).
  285.  
  286. You should not select Print unless you have a printer ready on-line.
  287.  
  288. In this case select Display and you will see the circuit listed on the screen.
  289. Check that the circuit connections are correct.
  290.  
  291. If you do not wish to enter the circuit yourself you can load it from the disk
  292. by selecting Load at the main menu loading 'EXAMPL1'.
  293.  
  294. Now analyse the circuit by Selecting Analyse at the main menu.
  295.  
  296. A frequency input form will appear, you must complete at least the
  297. first three entries, some have minimum default values already
  298. loaded.
  299.  
  300. You can select Log or Linear sweep from the Config menu,the default is Log.
  301. This can be toggled by selecting Sweep when in the Config menu.
  302. For the moment leave it as Log.
  303.  
  304. Now enter the start frequency. Enter 100k and press <cr>.
  305.  
  306. Enter End frequency 100M (note capital 'M' for Megahertz).
  307.  
  308. Finally enter the number of frequency steps, 10 <cr>.
  309.  
  310. Leave the default number of passes as 1. Remember to press F10 once you are
  311. satisfied with the input data.
  312.  
  313. If however you enter a number greater than 1 then ACIRAN will analyse your
  314. circuit that number of times, and on each pass it will vary the component
  315. values within the tolerance limits you specified for each  component.
  316. This feature will be discussed later.
  317.  
  318. ACIRAN will now analyse your circuit from 100 kilohertz to 100 megahertz
  319. in 10 Logarithmic steps. The Sweep mode selected will remain in force in
  320. future analysis unless you specifically change it. During Analysis the 
  321. frequency sweep mode and range are displayed and a counter shows the percentage
  322. of the analysis completed.The output window will show the results of the
  323. frequency response of your RC Filter.
  324.  
  325. The main menu will re-appear and if you have a printer and want a hard copy
  326. of the result press 'R' to select Results, and at the sub-menu select Print. 
  327. If you have a Graphics card fitted then  you can display a Graph of the
  328. results by pressing 'G' (Graph) from the main menu. Press the Spacebar to
  329. step through each graph in turn. These two features only function when ACIRAN
  330. has a circuit in memory and an Analysis has been performed.
  331.  
  332. If your printer has Graphics capability you can obtain hard copies of the
  333. graphical results in one of two ways. When the first Graph of Frequency
  334. vs Amplitude appears you normally press the Spacebar to move onto the next
  335. Graph.
  336.  
  337. If however you press 'P' or 'p' you will get a Printout of the screen
  338. dumped to your printer. Alternatively if you are familiar with DOS
  339. put GRAPHICS and GRAFTABL in your Autoexec.bat file to make sure that these
  340. files are resident before running ACIRAN.
  341.  
  342. Then when the Graph you want to print is on the screen, simply press the
  343. PrtScrn key. This prints sideways and gives a much better output. (Note
  344. that GRAPHICS is not compatable with all modes of display,whereas the built
  345. in screen dump facility is).
  346.  
  347.  
  348. The results for the RC Filters are shown below.
  349.  
  350. Transmission Results for RC Filter
  351. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  352.  1.000E+05           -0.021             -3.594
  353.  1.995E+05           -0.081             -7.133        -9.848E-08
  354.  3.981E+05           -0.314            -13.951        -9.421E-08
  355.  7.943E+05           -1.133            -25.910        -8.015E-08
  356.  1.585E+06           -3.381            -41.920        -4.897E-08
  357.  3.162E+06           -7.449            -54.176        -1.521E-08
  358.  6.310E+06          -12.380            -55.459         1.380E-09
  359.  1.259E+07          -16.738            -45.100         4.859E-09
  360.  2.512E+07          -19.376            -29.062         3.073E-09
  361.  5.012E+07          -20.414            -15.964         1.112E-09
  362.  1.000E+08          -20.720             -8.214         3.125E-10
  363.  
  364.  
  365. Monte-Carlo
  366.  
  367. Select Analyse again, but this time change the number of tolerance passes
  368. to 3 . It is not necessary to enter the Start and End frequencies again,or
  369. the number of steps, as ACIRAN will remember the previous values. You can
  370. however change any one of them (or all) if you wish. It is only necessary
  371. that you do not try to violate the input requirements (such as End frequency
  372. coming before Start frequency or a Log sweep on too small a frequency range).
  373.  
  374. Keep the same frequency range and number of steps as before, and so enter <cr>
  375. for each entry. This time during Analysis the Status window shows the current
  376. Monte-Carlo pass being executed. At each pass the circuit is analysed using
  377. component values selected at random from within component tolerance limits.
  378.  
  379. After analysis ACIRAN will output the results but this time the heading Upper
  380. Limit appears. This shows the upper limits reached during the Monte-Carlo
  381. passes. The Lower Limits are printed next. If you select Graph you will see not
  382. one but two graphs showing the spread of results obtained. This tolerance
  383. analysis lets you see how your circuit is likely to vary in performance
  384. due to component tolerances. In this example only 3 passes  have been selected
  385. but in practice several hundred passes may be needed to give a representative
  386. picture.
  387.  
  388. However this would take a lot longer and for large circuits the time can become
  389. excessive especially if there are a large number of frequencies.
  390.  
  391. The largest number of passes is 32767.
  392.  
  393. Transmission Results for RC Filter
  394. Upper Limit
  395. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  396.  1.000E+05           -0.018             -3.379
  397.  1.995E+05           -0.067             -6.484        -5.843E-08
  398.  3.981E+05           -0.299            -13.614        -7.385E-08
  399.  7.943E+05           -1.074            -25.274        -6.628E-08
  400.  1.585E+06           -2.929            -39.513        -4.426E-08
  401.  3.162E+06           -6.685            -52.542        -9.989E-09
  402.  6.310E+06          -11.976            -55.550         1.063E-09
  403.  1.259E+07          -16.502            -43.637         5.704E-09
  404.  2.512E+07          -19.260            -29.356         2.645E-09
  405.  5.012E+07          -20.320            -14.844         1.141E-09
  406.  1.000E+08          -20.538             -7.840         4.125E-10
  407.  
  408. Lower Limit
  409. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  410.  1.000E+05           -0.024             -3.880
  411.  1.995E+05           -0.087             -7.383        -8.719E-08
  412.  3.981E+05           -0.332            -14.334        -1.266E-07
  413.  7.943E+05           -1.317            -27.800        -1.020E-07
  414.  1.585E+06           -3.699            -43.519        -5.053E-08
  415.  3.162E+06           -7.164            -53.626        -1.681E-08
  416.  6.310E+06          -12.280            -55.933         2.508E-10
  417.  1.259E+07          -16.958            -47.009         3.180E-09
  418.  2.512E+07          -19.423            -31.305         1.976E-09
  419.  5.012E+07          -20.632            -16.109         8.823E-10
  420.  1.000E+08          -20.682             -8.504         2.546E-10
  421.  
  422.  
  423.  
  424.  
  425. Modifications
  426. -------------
  427.  
  428. Having entered the circuit (either from the keyboard or from disk), it is
  429. necessary to be able to modify it, in order to fine tune it.
  430.  
  431. At the Main menu select Edit, and a sub-menu appears with the
  432. following selection:
  433.  
  434.  
  435.     Add
  436.     Change
  437.     Delete
  438.     Name 
  439.     Output 
  440.  
  441. and  selection is made as before.
  442.  
  443.  
  444. Add
  445. ---
  446.  
  447. Add allows you to extend your circuit provided there is enough room to do
  448. so. If you had previously saved your circuit (which you ought to do on a
  449. regular basis) it will allow you to carry on building your circuit from where
  450. you left off.
  451.  
  452. Change
  453. ------
  454.  
  455. Change allows you to change a component value, and if tolerance entries
  456. have been selected, to change the tolerance.
  457.  
  458. Delete
  459. ------
  460.  
  461. Delete allows the deletion of a component. You will be asked to confirm that
  462. you wish to delete the component. The components list is re-ordered to reflect
  463. the change.A message will confirm that the component has been deleted.
  464.  
  465. Name
  466. ----
  467.  
  468. Name allows you to change the circuit identifier (or name) of the circuit.
  469.  
  470.  
  471. Output
  472. ------
  473.  
  474. Output allows you to change the output node. If you wish you can look at
  475. nodes internal to the circuit to see their response. In some cases a circuit
  476. may have more than one output node, for example a circuit with one input
  477. and two complementary outputs, perhaps with a constant phase shift between
  478. the two outputs.
  479.  
  480.  
  481. Esc will exit the Modify menu (as it does all sub menus) and take you back to
  482. the main menu.
  483.  
  484.  
  485.  
  486. How to Modify a Circuit
  487. -----------------------
  488.  
  489. Change
  490. ------
  491.  
  492. Now change the value of C1 to shift the response of the RC Filter.
  493.  
  494. If you have exited ACIRAN restart it and load 'EXAMPL1'.
  495. Select Edit and then select Change. You will be presented with a Pick
  496. list, select C1, then <cr> or use a mouse. When asked for the value enter 
  497. 0.002u <cr>.
  498.  
  499. The new value will be assigned to C1.Quit Edit and display the circuit
  500. listing, check that C1 has the new value. Select Analyse and test the
  501. circuit response. If you have not exited from ACIRAN you will not have
  502. to re-enter the Start,End and frequency Step values,nor the Output node.
  503. From the output results (and graphs) you can see the effect of the circuit
  504. change. If you wish you can save this circuit, either as a new one under a
  505. new filename,or you can overwrite the old circuit description.
  506.  
  507. Suppose for the sake of instruction it is decided that R2 should be changed
  508. from a resistor to an inductor, this would give a notch Filter.
  509.  
  510. This can be done by first deleting R2 and then adding an inductor L1.
  511.  
  512. Do this in two stages to show the effect on the circuit listing.
  513.  
  514.  
  515. Delete
  516. ------
  517.  
  518. From the main menu select Edit, and then Delete. Select R2 from the list.
  519.  
  520. It is possible to continue in Edit and do the addition, but instead Quit
  521. and Display the circuit listing.
  522.  
  523. Notice that component R2 is no longer present.
  524.  
  525.  
  526. Add
  527. ---
  528.  
  529. Re-enter Edit and this time select Add.
  530.  
  531. Press 'I' to select an Inductor.
  532. Enter the component identity as 'L1', it's value as 0.33u (0.33 micro-henry),
  533. Tolerance 10, and its connections 'From node' 2,'To node' 3.
  534.  
  535. Check the circuit listing.
  536.  
  537.  
  538. Re-Analyse the circuit and check that it is now a notch filter. Use the
  539. same frequency range. If you have not exited ACIRAN you need not re-enter
  540. this data. 
  541.  
  542.  
  543. Add
  544. ---
  545.  
  546. Suppose the circuit is to work into a 10k load RL. Add RL to see the circuit
  547. response. (Normally you would just change the Load in the Config menu).
  548.  
  549. Select Modify and then Add. More components can now be added to the circuit.
  550.  
  551. Select Resistor and enter 'RL' for the component identity.
  552.  
  553. Give the value 10k and a tolerance of 10%. Connect 'RL' from node 2 to node 0.
  554.  
  555. The Output node must be re-entered. If you had saved this circuit previously
  556. and were adding more components to complete it, you may have had to update the
  557. Output Node. Alternatively if you had deleted a component the output node
  558. may have been removed from the circuit.
  559. Analyse the circuit again to see the effect.
  560.  
  561.  
  562. Name
  563. ----
  564.  
  565. Now that you have changed the circuit you should give it a new name.
  566. Enter the Modify menu and select Name.
  567. Enter 'RLC Notch Filter' <cr>. 
  568. You may wish to save your new circuit under a new filename.
  569.  
  570. Transmission Results for RLC
  571. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  572.  1.000E+05           -0.153             -7.094
  573.  1.995E+05           -0.347            -13.956        -1.899E-07
  574.  3.981E+05           -1.046            -26.445        -1.692E-07
  575.  7.943E+05           -3.118            -45.138        -1.190E-07
  576.  1.585E+06           -7.452            -64.642        -5.616E-08
  577.  3.162E+06          -14.757            -79.356        -2.012E-08
  578.  6.310E+06          -46.551             89.728         2.635E-07
  579.  1.259E+07          -14.245             78.701        -4.374E-09
  580.  2.512E+07           -7.160             63.709        -3.095E-09
  581.  5.012E+07           -2.956             44.055        -1.931E-09
  582.  1.000E+08           -0.985             25.611        -8.173E-10
  583.  
  584.  
  585.  
  586. How to Configure Aciran.
  587. ------------------------
  588.  
  589. Config
  590. ------
  591.  
  592. At the Main menu select 'C' for Config, and a sub-menu appears with the
  593. following selection:
  594.  
  595.  
  596.   Format
  597.   Generator Zin
  598.   Load impedance Zout
  599.   Returnloss
  600.   Impedances 
  601.   Sweep
  602.   Tolerance
  603.   Beep 
  604.   Printer
  605.  
  606.  
  607. Format
  608. ------
  609.  
  610. Format allows you to select the format used for impedance results. A
  611. choice of Polar or Cartesian coordinates is available. Choice is made by
  612. pressing the first letter, or postioning the menu bar and pressing <cr>.
  613.  
  614. IF you select  Polar (this is the default setting) then impedance results
  615. will be output as a Magnitude and Phase angle. On the other hand if you
  616. select Cartesian then impedance results will be output as a Real and Imaginary
  617. part.
  618.  
  619.  
  620. Generator
  621. ---------
  622.  
  623. This option allows you to set up the source referance impedance. You may enter
  624. values in the same format as that used for resistors (ie multipiers are 
  625. accepted).
  626.  
  627.  
  628. Load
  629. ----
  630.  
  631. This option allows you to set up the load referance impedance. You may enter
  632. values in the same format as that used for resistors (ie multipiers are 
  633. accepted).
  634.  
  635.  
  636. Returnloss
  637. ----------
  638.  
  639. ReturnLoss is calculated with respect to the input and output referance 
  640. impedances. The default is 100Mohm real for both input and output. This means
  641. that your circuit is analysed without taking into account the effect of 
  642. realistic source and load impedances.
  643.  
  644. You can change the Source and Load referance impedances to more practical
  645. values and Return Loss and VSWR will be calcuated relative to these referances.
  646.  
  647. When Returnloss is selected, Impedance calculations are automatically enabled
  648. as they are required to calculate Return Loss and VSWR.
  649.  
  650. Once you have changed the referance impedances they will remain in effect
  651. until you load or enter a new circuit, or specifically alter them again.
  652.  
  653. ALL config options are saved along with the circuit data to save having to
  654. change it every time the circuit file is loaded.
  655.  
  656. This will be illustrated later by an example.
  657.  
  658.  
  659. Impedances
  660. ----------
  661.  
  662. Impedance  is calculated with respect to the input and output referance 
  663. impedances.The default is 100Mohm real for both input and output. This means
  664. that your circuit is analysed without taking into consideration the effect of
  665. realistic Source and Load impedances.
  666.  
  667. You can change the Source and Load referance impedances to more practical
  668. values and Input and Output impedances will be calcuated taking these
  669. referances into account, or if you leave them unchanged you will get the open
  670. circuit input and output impedances without loading effects. Once you have
  671. changed the referance impedances they will remain changed until you load
  672. or enter a new circuit, or specifically alter them.
  673.  
  674. This will be illustrated later by an example.
  675.  
  676.  
  677. Sweep
  678. -----
  679.  
  680. Sweep allows you to change the sweep mode (Logarithmic or Linear). If you 
  681. start a New circuit the Sweep mode defaults to Logarithmic. This mode
  682. will remain in force until changed by means of the Config Sweep command.
  683.  
  684.  
  685. Tolerance
  686. ---------
  687.  
  688. Tolerance simply toggles the Tolerance entries flag on and off. If, in order
  689. to save time you selected no tolerance entries for a circuit, and at a later
  690. date wanted to see the effect of tolerance on your circuit due to one or
  691. more components, you can turn on tolerance by means of this switch. All the
  692. components will originally have 0% tolerance but you can change this by
  693. using the Change feature.
  694.  
  695.  
  696. Beep
  697. ----
  698. Beep allows you to turn off the warning beeps that are issued by ACIRAN
  699. should you not wish to disturb others. The only exception is the case where
  700. you are about to exit ACIRAN or load a new circuit, and have not saved your
  701. work.
  702.  
  703. Printer
  704. -------
  705.  
  706. Selecting this option will present a pick list of three printer types. The
  707. default is Epson. Select Epson for dot matrix printers, LaserJet II for HP
  708. Laser Jet Compatible printers, and Postscript for Postscript printers.
  709.  
  710. You need only do this once as Aciran stores this information along with other
  711. config data in  a file called Aciran.cfg. Each time Aciran starts it looks for
  712. the config file, and if present loads it. On exit it writes the config info
  713. to disk. So even if you do not have a config file to begin with, you will have
  714. one after you run Aciran.
  715.  
  716.  
  717. Further Examples
  718. ----------------
  719.  
  720.  
  721. You have now covered most aspects of ACIRAN with the exception of MODELS.
  722. How to create your own MODELS using any wordprocessor is explained in the
  723. Appendix, for the moment simply examine how you can use the ones supplied on
  724. the disk. To do this look at some more examples which make use of MODELS.
  725.  
  726. The next circuit (EXAMPL2 on the disk) uses a single transistor in a common
  727. emitter amplifier, and is shown below:
  728.  
  729. Transistor Amplifier
  730.  
  731.  node 0
  732.   ------------o---------------------------------o--------------------
  733.               |                                 |
  734.               |                                 |
  735.               |                                 |
  736.               R1 33k                            R4 2.7k 1%
  737.               |   1%                            |                5
  738.               |                                4o-------C2----o--O
  739.               |                       BC107     C      2.2u   |   Output
  740. 1   2.2u      |2                                        10%   |
  741. O-----C1----- o----------------------------B   TR1            |
  742.      10%      |                                               R5 100M
  743. Input         |                                 E             |   10%
  744.               |                                3o_______      |
  745.               |                                 |       |     |
  746.               R2 18k                            R3      |     |
  747.               |   1%                            |       C3    |
  748.               |                              1k |  100u |     |
  749.               |                              1% |   10% |     |
  750.   ------------o---------------------------------o-------o-----o------
  751.   node 0
  752.  
  753.  
  754.  
  755.  
  756. Note that both power supply rails are numbered node zero. This is because
  757. as far as AC analysis is concerned the power supply is an AC short circuit,
  758. normally due to decoupling capacitors.
  759.  
  760. Enter the circuit as shown. When you select component type Transistor you
  761. will be asked if you want to load model parameters, enter 'Y'.
  762.  
  763. You will be presented with a filebox similar to the type used for loading
  764. circuit files, select a 'BC107'and press <cr> or mouse left button
  765. How to add more models will be covered later.
  766.  
  767.  
  768. If you enter 'N' for loading a model file  ACIRAN will assume that you are
  769. unable to supply a model file and will ask you for details of the transistor
  770. which must be entered from the keyboard. 
  771.  
  772. In either case once the Transistor parameters are loaded you will be 
  773. presented with a Transistor Form, most of the details will be filled in if
  774. you loaded model parameters from disk (This is also true for FET and OPAMP)
  775. model files). You must enter a circuit identifier,(this is needed to select
  776. the component from a Pick List during subsequent edit operations), also
  777. for the Base, Collector, and Emitter node connections, and these should
  778. be entered with reference to the above circuit.
  779.  
  780. The default collector current is 1mA, this can be altered once you have
  781. calculated the DC current.
  782.  
  783. Analyse the circuit from 10 hertz to 10 Megahetrz in 10 Log steps. The resistor
  784. R5 is not needed by ACIRAN but was added so that the results of the ACIRAN
  785. analysis could be compared with the output from a proprietary Circuit Analysis
  786. package that runs on a Vax under VMS4.6.
  787.  
  788. The results compared almost exactly at low frequencies and only at higher
  789. frequencies could any significant differance be spotted.
  790.  
  791. This is due to the type of transistor model used by ACIRAN which is a simple
  792. model requiring only 3 nodes. A more precise model can be used which requires
  793. one extra node for each transistor, and the same circuit using just such a
  794. model is illustrated in EXAMPL3.
  795.  
  796.  
  797. Transistor Amplifier Results
  798.  
  799.  
  800. Transmission Results for Transistor Amplifier
  801. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  802.  1.000E+01           21.483            -75.363
  803.  3.981E+01           34.048           -100.844        -1.800E-03
  804.  1.585E+02           42.801           -137.650        -7.152E-04
  805.  6.310E+02           45.047           -167.343        -1.021E-04
  806.  2.512E+03           45.226           -176.778        -7.076E-06
  807.  1.000E+04           45.197           -179.193        -4.493E-07
  808.  3.981E+04           45.035           -179.800        -2.836E-08
  809.  1.585E+05           44.414           -179.952        -1.783E-09
  810.  6.310E+05           42.307           -179.990        -1.088E-10
  811.  2.512E+06           36.929           -179.998        -5.635E-12
  812.  1.000E+07           27.869           -180.000        -2.458E-13
  813.  
  814. Transmission Results for Transistor Hybrid Amplifier
  815. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  816.  1.000E+01           20.912            -77.921
  817.  3.981E+01           33.145           -106.462        -2.094E-03
  818.  1.585E+02           40.470           -146.085        -7.225E-04
  819.  6.310E+02           41.860           -170.581        -7.948E-05
  820.  2.512E+03           41.964           -177.795        -5.484E-06
  821.  1.000E+04           41.970            179.839        -5.459E-07
  822.  3.981E+04           41.959            177.113        -2.329E-07
  823.  1.585E+05           41.783            168.106        -2.082E-07
  824.  6.310E+05           39.662            139.859        -1.526E-07
  825.  2.512E+06           31.135            105.908        -3.236E-08
  826.  1.000E+07           19.477             91.180        -3.230E-09
  827.  
  828.  
  829.  
  830. A Transistor can be modeled using the Hybrid PI model as show below:
  831.  
  832. Hybrid PI Model
  833.  
  834.  
  835.                    6   ____rbc____
  836.     2              b'  |         |                   4
  837.     B----rbb-------o---o         o----o--------o-----C
  838.               |    |   |____Cc___|    |        |
  839.               |    |                  |        |
  840.              rbe   Ce                rce       gm
  841.               |    |                  |        |
  842.               |    |                  |        |
  843.               -----o------------------o---------
  844.                             |
  845.                             |
  846.                             E
  847.                             3
  848.  
  849.  
  850. The three nodes B,C,E are the same as before,however an extra node b' is
  851. needed to model the Transistor base spreading resistance. The parameters
  852. shown can be calculated from manufactures test data and are dependant on
  853. the small signal 'h' parameters, the transition frequency FT, collector
  854. current and the transistor internode capacitances.
  855.  
  856. In EXAMPL3 the BC107 transistor has been modeled in this way. Methods of
  857. calculating the Hybrid parameters can be found in the Appendix. The only
  858. new component type is the Voltage controlled Current Source 'gm'.
  859.  
  860. The Source is a four terminal device which can be used to model all kinds of
  861. active devices such as Fets and Opamps. The From node is the current source,in
  862. this case the Collector, and the To node is the current drain. The + control
  863. node is the drive source for the current generator, here the Base, and the
  864. - control node is the drive sink, for a CE circuit it is the Emitter.
  865.  
  866. Analyse EXAMPL3 over the same frequency range as EXAMPL2 and examine the
  867. differences.
  868.  
  869.  
  870. The rest of this manual will describe the circuit examples supplied on the
  871. disk. Each example was chosen to exhibit certain features of ACIRAN.
  872.  
  873. All resistors are 1% and all capacitors 10% unless stated otherwise.
  874.  
  875.  
  876. EXAMPL4
  877. -------
  878.  
  879. This is a simple transformer coupled stage connecting a 50 ohm source to a 1k
  880. load. As ACIRAN references both Input and Output to ground it is necessary
  881. to connect the transformer primary and secondary windings to ground for
  882. analysis. In practice these connections could be omitted to provide DC isolation.
  883. In transformer coupled amplifier stages where the second stage is referenced
  884. to ground there is no problem and the transformer can be connected as normal.
  885.  
  886. As stated before ACIRAN models Ideal transformers, whereas in reality
  887. transformers have winding resistance and inductance.These imperfections
  888. are modeled by adding resistors and inductors to the circuit as shown below.
  889.  
  890. RP and RS are the primary and secondary DC winding resistances for the
  891. transformer. The inductors LP and LS simulate the transformer inductances.
  892. The primary has 1000 turns and the secondary 1080, therefore as a ratio to
  893. one is required, enter 1.080 into the transformer form at the ratio field.
  894.  
  895. Analyse the circuit from 20 to 20k in 10 Logarithmic steps.
  896.  
  897.  
  898. Transformer Coupled Stage
  899.  
  900.        
  901.         2             3       T1       4          5
  902.         o------RP-----o-------  -------o----RS----O>---
  903.         |     19.5    |      |  |      |    21        |
  904.         R1 50         |      |  |      |              |
  905.         |             |      }  {      |              |
  906.        1O             LP 1H  }  {      LS 1H   Output RL 1k
  907.                       |      }  {      |              |
  908.     Input             |      |  |      |              |
  909.                       |      |  |      |              |
  910.         O-------------o------o--o------o----------O>---
  911.  
  912.  
  913.  
  914. Transformer Stage Results
  915.  
  916. Transmission Results for Transformer Coupler
  917. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  918.  2.000E+01           -3.663             47.985
  919.  3.991E+01           -1.347             29.088        -2.163E-03
  920.  7.962E+01           -0.501             15.580        -7.068E-04
  921.  1.589E+02           -0.260              7.955        -1.922E-04
  922.  3.170E+02           -0.197              4.006        -4.932E-05
  923.  6.325E+02           -0.181              2.010        -1.245E-05
  924.  1.262E+03           -0.177              1.008        -3.133E-06
  925.  2.518E+03           -0.176              0.505        -7.872E-07
  926.  5.024E+03           -0.176              0.253        -1.977E-07
  927.  1.002E+04           -0.176              0.127        -4.967E-08
  928.  2.000E+04           -0.176              0.064        -1.248E-08
  929.  
  930.  
  931.  
  932. EXAMPL5
  933. -------
  934.  
  935. This is an Elliptic-function Bandpass Filter. The filter is to work into
  936. a 10K Load from a 10K Source. At the main menu select Config and then at
  937. the sub-menu select ReturnLoss.
  938. You should then change the source and Load referance impedances,Zin and
  939. Zout, the default is 100Mohms real. You can change these to 10K real and
  940. 0 ohms imaginary.
  941.  
  942. Quit Config and analyse the filter. The filter has a passband from
  943. approximately 15khz to 20khz. Using a Linear sweep examine the response
  944. from 12khz to 24khz in 10 steps. Notice that the filter response changes
  945. sharply below 15khz and above 20khz. Now examine the response from 15khz
  946. to 20 khz in 40 steps, in order to see how much ripple exists in the passband.
  947.  
  948. Elliptic-Function Bandpass filter
  949.  
  950.  
  951. Input       48.59mH      85.65mH      30.19mH      46.39mH               Output
  952.           |---L2---|   |---L3---|   |---L5---|   |---L6---|
  953. 1         |        |   |        | 3 |        | 4 |        |5        6 231.1pF
  954. O----o----o       2o---o        o-o-o        o-o-o        o--o--L8--o--C8--O>--
  955.        |  |        |   |        | | |        |   |        |  | 365.4mH     7  |
  956.        |  |---C2---|   |---C3---| | |---C5---|   |---C6---|  |                |
  957.      --o--  986pF       1738pF    |   1820pF      2797pF     |                |
  958.     |     |                     --o--                      --o--              |
  959.     |     |                    |     |                    |     |             |
  960.    C1     L1 27.32mH           |     |                    |     |        10k RL
  961.     |     |                    C4   L4 18.29mH            C7    L7 20.58mH    |
  962.     |     |             4616pF |     |              4103pF|     |             |
  963.      --o--                     |     |                    |     |             |
  964. 3091pF |                        --o--                      --o--              |
  965.        |                          |                          |                |
  966. O------o--------------------------o--------------------------o-------------O>--
  967.                                   0
  968.  
  969. Transmission Results for Elliptic BandPass Filter
  970. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  971.  1.200E+04          -52.119             69.862
  972.  1.320E+04          -65.659           -119.048        -8.578E-04
  973.  1.440E+04          -33.110             38.549         7.645E-04
  974.  1.560E+04            0.092            174.380         1.042E-03
  975.  1.680E+04           -0.451             42.648        -2.252E-04
  976.  1.800E+04           -0.554            -52.955        -2.137E-04
  977.  1.920E+04            0.219           -170.716        -3.333E-04
  978.  2.040E+04          -17.895            -20.975        -6.247E-04
  979.  2.160E+04          -61.207            128.039         7.892E-04
  980.  2.280E+04          -68.615            118.726        -1.755E-05
  981.  2.400E+04          -56.125            -66.878        -1.051E-05
  982.  
  983. Impedance Results for Elliptic BandPass Filter
  984. Frequency                Input Impedance              Output Impedance
  985.    (Hz)                (Mag)          (Pha)          (Mag)         (Pha)
  986.  1.200E+04           3.668E+03        89.996       2.726E+04      -89.984
  987.  1.320E+04           5.510E+03        89.993       1.814E+04      -89.970
  988.  1.440E+04           1.250E+04        89.938       8.001E+03      -89.878
  989.  1.560E+04           9.765E+03         0.143       1.026E+04       -0.195
  990.  1.680E+04           1.101E+04         5.806       9.082E+03       -5.595
  991.  1.800E+04           1.116E+04       -10.058       8.988E+03        9.983
  992.  1.920E+04           9.476E+03        -0.527       1.059E+04        0.523
  993.  2.040E+04           2.620E+04       -87.452       3.805E+03       87.166
  994.  2.160E+04           7.838E+03       -89.988       1.275E+04       89.887
  995.  2.280E+04           5.410E+03       -89.994       1.847E+04       89.914
  996.  2.400E+04           4.265E+03       -89.995       2.344E+04       89.925
  997.  
  998. Return Loss Results for Elliptic BandPass Filter
  999. Frequency(Hz)    Input RL(dB)    Output RL(dB)    Input VSWR    Output VSWR
  1000.  1.200E+04           0.00             0.00        46889.2749       10870.8338
  1001.  1.320E+04           0.00             0.00        20746.3939       4554.9720
  1002.  1.440E+04           0.01             0.02        1882.7613       965.9286
  1003.  1.560E+04          38.44            37.67          1.0242         1.0265
  1004.  1.680E+04          23.11            23.28          1.1503         1.1472
  1005.  1.800E+04          19.69            19.80          1.2312         1.2280
  1006.  1.920E+04          31.28            30.75          1.0561         1.0597
  1007.  2.040E+04           0.26             0.29         67.4989        60.8337
  1008.  2.160E+04           0.00             0.02        10099.9979       1046.8380
  1009.  2.280E+04           0.00             0.01        21564.9053       1597.0647
  1010.  2.400E+04           0.00             0.01        34982.8926       2127.1413
  1011.  
  1012.  
  1013.  
  1014. EXAMPL6
  1015. -------
  1016.  
  1017. This is a VHF/Video amplifier using an FET.The circuit is show below:
  1018.  
  1019. Again note that both power rails are at node 0. 
  1020.  
  1021. Analyse the circuit from 1M to 200M on a Log sweep.
  1022.  
  1023.  
  1024. Fet Amplifier
  1025.  
  1026.              node 0
  1027.   -----------------------------------o--------------------------------
  1028.                                      |
  1029.                                      |
  1030.                                      |
  1031.                                      L1 0.78uH
  1032.                                      |
  1033.                                      o 5
  1034.                                      |
  1035.                                      R2 560
  1036.                                      |                 Output
  1037.                                    4 o---------------O
  1038.   Input                              S          
  1039.               50                                
  1040.       O-------R1-----o----------G   TR1         
  1041.       1              2                               
  1042.                                      D          
  1043.                                     3o          
  1044.                                      |          
  1045.                                      R3 47      
  1046.                                      |          
  1047.   -----------------------------------o--------------------------------
  1048.                                        node 0
  1049.  
  1050. Tr1 = 2N4393
  1051.  
  1052.  
  1053. Fet Amplifier Results
  1054.  
  1055. Transmission Results for Fet Amplifier
  1056. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  1057.  1.000E+06           13.851            179.567
  1058.  1.699E+06           13.852            179.265        -1.202E-09
  1059.  2.885E+06           13.855            178.751        -1.203E-09
  1060.  4.901E+06           13.862            177.876        -1.207E-09
  1061.  8.326E+06           13.881            176.378        -1.218E-09
  1062.  1.414E+07           13.937            173.781        -1.249E-09
  1063.  2.402E+07           14.090            169.114        -1.336E-09
  1064.  4.081E+07           14.467            160.011        -1.569E-09
  1065.  6.931E+07           15.037            140.042        -2.068E-09
  1066.  1.177E+08           13.999            100.833        -2.209E-09
  1067.  2.000E+08            9.394             60.060        -1.128E-09
  1068.  
  1069.  
  1070.  
  1071. EXAMPL7
  1072. -------
  1073.  
  1074. This example is of a Twin-T notch filter and illustrates the use of an Opamp.
  1075. The circuit is shown below:
  1076.  
  1077.  
  1078. Twin-T Filter
  1079.  
  1080.                                                 _________
  1081.                                                |         |
  1082.                                                |         |
  1083.                  0.01uF  2        0.01uF       | |\      |        Output
  1084.                ----C1----o---------C3-----     --|-\     |6
  1085.                |         |                |      |  \____o________O
  1086.                |         |                |      |  /    |
  1087.       O--------o1        |               4o------|+/     |
  1088.                |         |                |      |/      |
  1089.  Input         |         |      3         |              |
  1090.                ----R1----+------o--R3-----       A1      |
  1091.                  15.9k   |      | 15.9k                  |
  1092.                          |      |                        R4 24.9
  1093.                     7870 R2     C2 0.02uF                |
  1094.                          |      |                        |
  1095.                          |  5   |                        |
  1096.                          ---o---                         |
  1097.                             |                            |
  1098.                             |                            |
  1099.                             -----------------------------o
  1100.                                                          |
  1101.                                                          |
  1102.                                                          R5 976
  1103.                                                          |
  1104.                                                          |
  1105.       O--------------------------------------------------o--------O
  1106.       
  1107.  
  1108. A1 = LM124
  1109.  
  1110. Analyse the circuit from 10 hertz to 2k hertz in 10 Linear steps.
  1111.  
  1112. Note that the notch frequency occurs at about 1khz.
  1113.  
  1114. Twin-T Filter Results
  1115.  
  1116. Transmission Results for Twin-T Network
  1117. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  1118.  1.000E+01            0.000             -0.057
  1119.  2.090E+02            0.001             -1.228        -1.678E-05
  1120.  4.080E+02           -0.004             -2.712        -2.261E-05
  1121.  6.070E+02           -0.029             -5.244        -4.144E-05
  1122.  8.060E+02           -0.192            -12.215        -1.283E-04
  1123.  1.005E+03          -20.430             78.647         2.896E-03
  1124.  1.204E+03           -0.245             13.854        -3.109E-04
  1125.  1.403E+03           -0.056              7.492        -6.091E-05
  1126.  1.602E+03           -0.015              5.230        -2.560E-05
  1127.  1.801E+03            0.003              4.052        -1.425E-05
  1128.  2.000E+03            0.013              3.319        -9.179E-06
  1129.  
  1130.  
  1131.  
  1132.  
  1133. EXAMPL8
  1134. -------
  1135.  
  1136. This is a Single Bandpass Filter section. It has a response curve which
  1137. is the inverse of exampl7. It is designed to have a centre frequency of
  1138. 3.6khz and a 3dB bandwidth of 60Hz. Analyse the circuit on a Linear sweep
  1139. from 3.0khz to 4.5khz in 10 steps.
  1140.  
  1141. Note that R6 is variable in order that the circuit response can be finely
  1142. adjusted.
  1143.  
  1144. Experiment by changing the value of R6.
  1145.  
  1146.  
  1147. Single Bandpass Filter
  1148.  
  1149.  
  1150.                   12.1k
  1151.               _____R3________________________________
  1152.              |                              0.01uF  |
  1153.              |    10k            |-------------C2---o
  1154.              o-----R2----        |          88.7k   |
  1155.     1        |  |\      |        |        |-----R7--o
  1156.     O---R1---o--|-\     | 44.2k  | 0.01uF |  |\     |
  1157.       20k    2  |  \____o___R4___o___C1___o__|-\    |
  1158.                 |  /    3       4|        6  |  \___o_____O
  1159.               --|+/ A1           |           |  /   7
  1160.               | |/               R5        --|+/ A2
  1161.               |                  | 174     | |/
  1162.               |                  |         |
  1163.  Input        |                 5o----     |          Output
  1164.               |                  |   |     |
  1165.               |                  |   |     |
  1166.               |                  R6<-|     |
  1167.               |                  |100+/-50%|
  1168.     O---------o------------------o---------o--------------O
  1169.                                  0
  1170. A1,A2 = LM124
  1171.  
  1172. Single BandpassFilter Results
  1173.  
  1174. Transmission Results for Single BandPass Filter Section
  1175. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  1176.  3.000E+03          -17.123             97.547
  1177.  3.150E+03          -14.460            100.975         7.238E-05
  1178.  3.300E+03          -10.948            107.639         1.467E-04
  1179.  3.450E+03           -5.935            124.839         4.052E-04
  1180.  3.600E+03           -1.541           -178.534         1.319E-03
  1181.  3.750E+03           -6.222           -127.853         6.657E-04
  1182.  3.900E+03          -10.642           -112.776         2.065E-04
  1183.  4.050E+03          -13.642           -106.677         9.252E-05
  1184.  4.200E+03          -15.841           -103.460         5.149E-05
  1185.  4.350E+03          -17.558           -101.489         3.255E-05
  1186.  4.500E+03          -18.958           -100.164         2.234E-05
  1187.  
  1188.  
  1189.  
  1190.  
  1191. EXAMPL9
  1192. -------
  1193.  
  1194. This circuit is an active delay line with a gain of 20dB and a 100uS constant
  1195. within 3% to 3khz. Up till now the circuit Amplitude has been of paramount
  1196. importance, but this is not always the case. The Time or Group delay has
  1197. an important part to play especially in telecommunication circuits where
  1198. poor Group delay response can introduce distortion. 
  1199.  
  1200. It is also possible to look at the open circuit input and output impedance.
  1201. In this example select Config and then Format. Select 'C' for Cartesian
  1202. format. Do not change the referance impedance from the default of 100Mohms.
  1203.  
  1204. In this example the circuit provides not only gain but almost constant
  1205. Time-delay for frequencies up to 3khz. 
  1206.  
  1207.  
  1208. Analyse the circuit on a Linear sweep from 100hz to 3khz.
  1209.  
  1210. 100uS delay Line
  1211.  
  1212.  
  1213.                _____C2___________
  1214.               |   0.01uF        |
  1215.               |          2740   |
  1216.               |        ___R2____o            100k
  1217.               |       |         |       ______R5___          10k
  1218.        1430   |0.01uF |  |\     |      |          |        ___R8____
  1219.         --R1--o--C1---o--|-\    |4750  |5 |\      |       |        |
  1220.        |      2       3  |  \___o__R4__o__|-\    6|  10k  |  |\    |
  1221.   1    |                 |  /   4      |  |  \____o___R6__o__|-\   |
  1222.   O----o               --|+/       -----  |  /    |       7  |  \__o____O
  1223.        |               | |/ A1     |    --|+/ A2  |       8  |  /  9
  1224.        |               |           |    | |/      ---C3---o--|+/ 
  1225.        |----R3---------+-----------|    |         0.01uF  |  |/  A3
  1226. Input      10k         |                |                 |        Output
  1227.                        |                |                 R7
  1228.                        |                |                 | 2150
  1229.                        |                |                 |
  1230.   O--------------------o----------------o-----------------o-------------O
  1231.                                         0
  1232.  
  1233. A1,A2,A3 = TL084
  1234.  
  1235. Delay Line Results
  1236.  
  1237. Transmission Results for 100uS Delay Line
  1238. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  1239.  1.000E+02           20.006             -3.625
  1240.  3.900E+02           20.015            -14.136        -1.007E-04
  1241.  6.800E+02           20.026            -24.648        -1.007E-04
  1242.  9.700E+02           20.037            -35.160        -1.007E-04
  1243.  1.260E+03           20.049            -45.672        -1.007E-04
  1244.  1.550E+03           20.061            -56.183        -1.007E-04
  1245.  1.840E+03           20.075            -66.693        -1.007E-04
  1246.  2.130E+03           20.090            -77.200        -1.006E-04
  1247.  2.420E+03           20.105            -87.703        -1.006E-04
  1248.  2.710E+03           20.121            -98.199        -1.005E-04
  1249.  3.000E+03           20.138           -108.683        -1.004E-04
  1250.  
  1251. Impedance Results for 100uS Delay Line
  1252. Frequency                Input Impedance              Output Impedance
  1253.    (Hz)                (Real)         (Imag)          (Real)         (Imag)
  1254.  1.000E+02           9.831E+03      -1.234E+03       4.001E-03     -9.949E-08
  1255.  3.900E+02           7.974E+03      -3.836E+03       9.803E-03     -7.576E-07
  1256.  6.800E+02           5.727E+03      -4.633E+03       1.561E-02     -1.472E-06
  1257.  9.700E+02           4.093E+03      -4.475E+03       2.141E-02     -2.001E-06
  1258.  1.260E+03           3.047E+03      -4.035E+03       2.721E-02     -2.397E-06
  1259.  1.550E+03           2.382E+03      -3.572E+03       3.302E-02     -2.744E-06
  1260.  1.840E+03           1.948E+03      -3.157E+03       3.882E-02     -3.099E-06
  1261.  2.130E+03           1.655E+03      -2.801E+03       4.463E-02     -3.496E-06
  1262.  2.420E+03           1.452E+03      -2.501E+03       5.043E-02     -3.956E-06
  1263.  2.710E+03           1.306E+03      -2.246E+03       5.624E-02     -4.490E-06
  1264.  3.000E+03           1.199E+03      -2.029E+03       6.205E-02     -5.103E-06
  1265.  
  1266.  
  1267. EXAMPL10 
  1268. --------
  1269.  
  1270. This is quite a large circuit and demonstrates how ACIRAN can handle even
  1271. the most complex analysis.
  1272.  
  1273. LowPass Filter
  1274.  
  1275.  
  1276.  
  1277.  
  1278.            1            2    7500      3
  1279.            O------C1----o-----R1-------o-------------------------->
  1280.                  0.1uF                 |
  1281.                                        R2 1k
  1282.                                        |      |\
  1283.                                       4o------|+\ A1
  1284.                                        |      |  \_______.
  1285.                                  0.1uF C2     |  /       |
  1286.                                        |    --|-/        |
  1287.                   .--------------------o5   | |/         |
  1288.                   |                    |    |            |
  1289.                   |              6190  R3   |            |
  1290.                   |                   6|    |            | Stage1
  1291.        Input      |                ----o-----            |
  1292.                   |          /|    |   |                 |
  1293.                   |     A2  /-|----|   C3 0.1uF          |
  1294.                   |_______ /  |        |                 |
  1295.                            \  |       7o------------------
  1296.                             \+|----.   R4 7320
  1297.                              \|    |   |
  1298.                                    |  8o------.
  1299.                                    |   |      |
  1300.                                    |   R5 <---|
  1301.                                    |   |  500 +/- 50%
  1302.                                    ----o9
  1303.                                        |
  1304.                                        R6 6190
  1305.                                        |
  1306.           O----------------------------o-------------------------->
  1307.                                        0
  1308.  
  1309.                                        10
  1310.           >-------------------R7-------o-------------------------->
  1311.                              9310      |
  1312.                                        R8 6890
  1313.                                        |      |\
  1314.                                      11o------|+\ A3
  1315.                                        |      |  \_______.
  1316.                                  0.1uF C4     |  /       |
  1317.                                        |    --|-/        |
  1318.                   .--------------------o12  | |/         |
  1319.                   |                    |    |            |
  1320.                   |               6190 R9   |            |  Stage2
  1321.                   |                    |13  |            |
  1322.                   |                ----o-----            |
  1323.                   |          /|    |   |                 |
  1324.                   |      A4 /-|----|   C5 0.1uF          |
  1325.                   |_______ /  |        |                 |
  1326.                            \  |      14o------------------
  1327.                             \+|----.   R10
  1328.                              \|    |   |
  1329.                                    | 15o------.
  1330.                                    |   |      |
  1331.                                    |   R11<---|
  1332.                                    |   |  500 +/- 50%
  1333.                                    ----o16
  1334.                                        |
  1335.                                        R12 6190
  1336.                                        |
  1337.           >----------------------------o-------------------------->
  1338.                                        0
  1339.  
  1340.  
  1341.  
  1342.  
  1343.  
  1344.  
  1345.  
  1346.  
  1347.  
  1348.  
  1349.                                        17
  1350.           >------------------R13-------o-------------------------->
  1351.                              5110      |
  1352.                                        R14 14.7k
  1353.                                        |      |\
  1354.                                      18o------|+\ A5
  1355.                                        |      |  \_______.
  1356.                                  0.1uF C6     |  /       |
  1357.                                        |    --|-/        |
  1358.                   .--------------------o19  | |/         |
  1359.                   |                    |    |            |
  1360.                   |               6190 R15  |            |
  1361.                   |                    |20  |            |
  1362.                   |                ----o-----            |
  1363.                   |      A6  /|    |   |                 |
  1364.                   |         /-|----|   C7 0.1uF          | Stage3
  1365.                   |_______ /  |        |                 |
  1366.                            \  |      21o------------------
  1367.                             \+|----.   R16 2150
  1368.                              \|    |   |
  1369.                                    | 22o------.
  1370.                                    |   |      |
  1371.                                    |   R17<---|
  1372.                                    |   |   500 +/- 50%
  1373.                                    ----o23
  1374.                                        |
  1375.                                        R18 6190
  1376.                                        |
  1377.           >----------------------------o---------------------------->
  1378.                                        0
  1379.  
  1380.                                        24
  1381.           >------------------R19-------o---------------------------->
  1382.                             4120       |
  1383.                                        R20 11.5k
  1384.                                        |      |\
  1385.                                      25o------|+\ A7
  1386.                                        |      |  \_______.
  1387.                                  0.1uF C8     |  /       |
  1388.                                        |    --|-/        |
  1389.                   .--------------------o26  | |/         |
  1390.                   |                    |    |            |
  1391.                   |               6190 R21  |            |
  1392.                   |                    |27  |            |
  1393.                   |                ----o-----            | Stage4
  1394.                   |          /|    |   |                 |
  1395.                   |     A8  /-|----|   C9 0.1uF          |
  1396.                   |_______ /  |        |                 |
  1397.                            \  |      28o------------------
  1398.                             \+|----.   R22 2670
  1399.                              \|    |   |
  1400.                                    | 29o------.
  1401.                                    |   |      |
  1402.                                    |   R23<---|
  1403.                                    |   |   500 +/- 50%
  1404.                                    ----o30
  1405.                                        |
  1406.                                        R24 6190
  1407.                                        |
  1408.          >-----------------------------o----------------------------->
  1409.                                        0
  1410.  
  1411.  
  1412.  
  1413.                                        31                      38
  1414.          >-------------------R25-------o--------------R31------o----O >--|
  1415.                              6650      |              5360     |         |
  1416.                                        R26 4020                |         |
  1417.                                        |      |\               |         |
  1418.                                      32o------|+\  A9          |         |
  1419.                                        |      |  \_______.     |         |
  1420.                                  0.1uF C10    |  /       |     |         |
  1421.                                        |    --|-/        |     |         |
  1422.                   .--------------------o33  | |/         |     |         |
  1423.                   |                    |    |            |     |         |
  1424.                   |               6190 R27  |            |     |   Output|
  1425.                   |                    |34  |  Stage5    |     |         |
  1426.                   |                ----o-----            |     |         |
  1427.                   |     A10  /|    |   |                 |    C12 0.1uF  RL 1M
  1428.                   |         /-|----|   C11 0.1uF         |     |         |
  1429.                   |_______ /  |        |                 |     |         |
  1430.                            \  |      35o------------------     |         |
  1431.                             \+|----.   R28 4990                |         |
  1432.                              \|    |   |                       |         |
  1433.                                    | 36o------.                |         |
  1434.                                    |   |      |                |         |
  1435.                                    |   R29<---|                |         |
  1436.                                    |   |   500 +/- 50%         |         |
  1437.                                    ----o37                     |         |
  1438.                                        |                       |         |
  1439.                                        R30 6190                |         |
  1440.                                        |                       |         |
  1441.          >-----------------------------o-----------------------o----O >--|
  1442.                                        0
  1443.  
  1444. A1-A10 = LM124
  1445.  
  1446.  
  1447. Low Pass Filter Results
  1448.  
  1449.  
  1450. Transmission Results for Low Pass Filter
  1451. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  1452.  1.000E+02           -6.035           -113.820
  1453.  1.200E+02           -6.021           -141.176        -3.883E-03
  1454.  1.400E+02           -6.126           -170.857        -4.201E-03
  1455.  1.600E+02           -6.217            156.691        -4.632E-03
  1456.  1.800E+02           -6.101            118.464        -5.601E-03
  1457.  2.000E+02           -6.002             68.703        -7.408E-03
  1458.  2.200E+02           -6.061              0.850        -1.030E-02
  1459.  2.400E+02           -6.428           -127.396        -2.146E-02
  1460.  2.600E+02          -53.155             88.245         1.657E-02
  1461.  2.800E+02          -65.822           -144.033        -5.771E-03
  1462.  3.000E+02          -66.648             15.946        -3.317E-03
  1463.  
  1464.  
  1465.  
  1466.  
  1467. The circuit is an Elliptic-Function Low-Pass Filter using a GIC (Generalized
  1468. Impedance Converter). Five stages of GIC are employed. The filter is designed
  1469. to have low insertion loss and ripple in the pass band up to 260Hz, and
  1470. to have a minimum attenuation outside the passband of 60dB at 270Hz.
  1471.  
  1472. In practice variable resistors are needed to adjust the GIC to obtain the
  1473. desired response.
  1474.  
  1475. Analyse the circuit from 100 to 300Hz in 10 Linear steps. This circuit will
  1476. take several minutes to Analyse.
  1477.  
  1478.  
  1479. Exampl11
  1480. --------
  1481.  
  1482.   This example uses a Transmission line as a quarter wavelength transformer to
  1483. match an impedance of 95 ohms real to a load of 50 ohms real. The frequency of
  1484. interest is 150Mhz (2m wavelength) which gives a line length of 50cm (2m/4).
  1485.  
  1486. The impedace of the line to give the required match is equal to the square root
  1487. of the source impedance multiplied by the load impedance ie.
  1488.  
  1489.         sqrt(95 * 50) = 69ohms
  1490.  
  1491.      
  1492. Transmission Line Transformer
  1493.  
  1494.                   ZL1    
  1495.        1          __________________________     2
  1496.   input \ _______|                          |____/
  1497.         /        |__________________________|    \     output
  1498. 95 ohms                Zo=69 L=50 Er=1                 50 ohms
  1499.  
  1500.         0_________________________________________0
  1501.  
  1502.  
  1503. Where Zo = characteristic impedance
  1504.       L  = length in cm
  1505.       Er = relative permeability
  1506.  
  1507.  
  1508. The configure menu is entered and the load impedance set to 50 + j 0.00 and
  1509. the generator impedance to 95 + j 0.00. Select Return loss and Linear Sweep.
  1510. Analyse the circuit from 148Mhz to 152Mhz in 4 steps, the results are:-
  1511.  
  1512. Transmission Results for Transmission Line Transformer
  1513. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  1514.  1.480E+08           -2.797            -89.130
  1515.  1.490E+08           -2.797            -89.565        -1.208E-09
  1516.  1.500E+08           -2.798            -90.000        -1.208E-09
  1517.  1.510E+08           -2.797            -90.435        -1.208E-09
  1518.  1.520E+08           -2.797            -90.870        -1.208E-09
  1519.  
  1520.  
  1521. Impedance Results for Transmission Line Transformer
  1522. Frequency                Input Impedance              Output Impedance
  1523.    (Hz)                (Mag)          (Pha)          (Mag)         (Pha)
  1524.  1.480E+08           9.519E+01         0.786       5.013E+01       -0.780
  1525.  1.490E+08           9.521E+01         0.393       5.012E+01       -0.390
  1526.  1.500E+08           9.522E+01        -0.000       5.012E+01       -0.000
  1527.  1.510E+08           9.521E+01        -0.393       5.012E+01        0.390
  1528.  1.520E+08           9.519E+01        -0.786       5.013E+01        0.780
  1529.  
  1530.  
  1531. Return Loss Results for Transmission Line Transformer
  1532. Frequency(Hz)    Input RL(dB)    Output RL(dB)    Input VSWR    Output VSWR
  1533.  1.480E+08          43.18            43.18          1.0140         1.0140
  1534.  1.490E+08          48.85            48.85          1.0072         1.0072
  1535.  1.500E+08          58.74            58.73          1.0023         1.0023
  1536.  1.510E+08          48.85            48.85          1.0072         1.0072
  1537.  1.520E+08          43.18            43.18          1.0140         1.0140
  1538.  
  1539.  
  1540.  
  1541. Exampl12
  1542. --------
  1543.  
  1544. This example makes use of transmission lines to match a source impedance to
  1545. a complex load by means of a Stub Tuner. The theory of Stub Tuner matching is
  1546. beyond the scope of this manual and the reader should refer to relevant text
  1547. books.
  1548.  
  1549. Stub Tuner
  1550.  
  1551.  
  1552.                   ZL1                         ZL2 
  1553.      1          _______________________  2  __________________ 3
  1554. input \ _______|                       |_o_|                  |___/
  1555.       /        |_______________________| | |__________________|   \ output
  1556. 50ohms             Zo=50 L=75 Er=1       |   Z0=50 L=39.8 Er=1    100 + j 50.00
  1557.                                          |
  1558.       0__________________________________|________________________0
  1559.                                          |
  1560.              ____________________________|
  1561.             |
  1562.             |     STUB    
  1563.             |     __________________________     4
  1564.             |____|                          |____
  1565.                  |__________________________|    |
  1566.                        Zo=50 L=25 Er=1           /
  1567.                                                  \ Short = 1e-3 ohms
  1568.                                                  /
  1569.                                                  |
  1570.                                                  0
  1571.  
  1572. Where Zo = characteristic impedance
  1573.       L  = length in cm
  1574.       Er = relative permeability
  1575.  
  1576.  
  1577.  A Stub can be open or short circuit, it is better to use a short otherwise
  1578. it tends to radiate. The circuit was analysed over the same frequency range
  1579. as before. The source generator was set to 50 + j 0.00 ohms and the load set
  1580. to 100 + j 50.00, ie complex.
  1581.  
  1582. Transmission Results for Single Stub Match
  1583. Frequency(Hz)     Magnitude(db)      Phase(Deg)    Time Delay(Sec)
  1584.  1.480E+08            3.855            -87.104
  1585.  1.490E+08            3.922            -89.076        -5.478E-09
  1586.  1.500E+08            3.981            -91.066        -5.528E-09
  1587.  1.510E+08            4.031            -93.071        -5.568E-09
  1588.  1.520E+08            4.072            -95.085        -5.596E-09
  1589.  
  1590.  
  1591. Impedance Results for Single Stub Match
  1592. Frequency                Input Impedance              Output Impedance
  1593.    (Hz)                (Mag)          (Pha)          (Mag)         (Pha)
  1594.  1.480E+08           5.141E+01        -2.252       1.160E+02      -25.276
  1595.  1.490E+08           5.065E+01        -1.059       1.138E+02      -25.999
  1596.  1.500E+08           4.998E+01         0.168       1.116E+02      -26.683
  1597.  1.510E+08           4.939E+01         1.424       1.095E+02      -27.328
  1598.  1.520E+08           4.889E+01         2.704       1.074E+02      -27.936
  1599.  
  1600.  
  1601. Return Loss Results for Single Stub Match
  1602. Frequency(Hz)    Input RL(dB)    Output RL(dB)    Input VSWR    Output VSWR
  1603.  1.480E+08          32.37             6.26          1.0493         2.8937
  1604.  1.490E+08          38.95             6.13          1.0228         2.9519
  1605.  1.500E+08          56.59             6.00          1.0030         3.0103
  1606.  1.510E+08          37.17             5.88          1.0281         3.0687
  1607.  1.520E+08          31.65             5.76          1.0537         3.1271
  1608.  
  1609. Where Zo = characteristic impedance
  1610.       L  = length in cm
  1611.       Er = relative permeability
  1612.  
  1613.  
  1614. At first appearance the passive line seems to have a gain, this is due to
  1615. the impedance transformation, and although a voltage gain is produced the
  1616. current gain is less than unity and so is the power gain.
  1617.  
  1618.  
  1619.  
  1620.                         Advanced Options
  1621.  
  1622. Aciran uses a unity voltage generator as it's source. This is the same as
  1623. having an AC voltage generator of 1VAC connected between nodes 1 and 0.
  1624.  
  1625. The result is that the gain/loss of the circuit being analysed is the output
  1626. value presented, and in most cases there is no reason to change this. In the
  1627. next section you will read about SPAC, the PSpice to Aciran file conversion
  1628. utility which is supplied to registered users. Aciran is able to accept
  1629. independant Voltage and Current Sources for PSpice compatibility, but these
  1630. are normally relaced with AC short circuits, in order to preserve the circuit
  1631. topology. If the source is connected across the input terminals then it is
  1632. completely ignored.
  1633.  
  1634. The exception is where the source is an AC Voltage source,in this case its
  1635. value is used as an input reference in the same way that PSpice uses such
  1636. inputs. This means that you can set the input voltage to Aciran by connecting
  1637. an AC Voltage source to the input terminals.
  1638.  
  1639.                       Command Line Options
  1640.  
  1641. Aciran can be given a circuit file name on the command line, and it will
  1642. load it automatically. The normal information box will be skipped, and
  1643. Aciran will go straight into analysis. Default settings of 100 Hz to 100Mhz
  1644. over 100 steps log sweep will be selected. The user can edit this, or just
  1645. press F10 to analyse. This feature is included to assist in teaching whereby
  1646. Aciran can be shelled form another package.
  1647.  
  1648. The command option is more advanced than the simple description above. If
  1649. you supply a file name which is not a circuit file, Aciran will assume it is
  1650. a script file. A script file contains commands to tell Aciran what circuit to
  1651. load, and what frequency range to analyse. The script file can also contain
  1652. comments for your benefit.
  1653.  
  1654. Below is an example of a simple script file.
  1655.  
  1656. ;comments begin with a semi-colon, and any number can
  1657. ;be included before the data, provided they start in the left most column.
  1658. exampl5.cir  ; circuit to load,comments can be added on same line
  1659. 12k          ;start freq, all data must now be on subsequent lines.
  1660. 24k          ;end freq
  1661. 20           ;number of steps to analyse
  1662. ;
  1663. ;can add more comments until end of file.
  1664.  
  1665.  
  1666.                       SPAC Conversion Utility
  1667.  
  1668.  
  1669. Up until now input to ACIRAN has been via the keyboard. SPAC is a 
  1670. conversion utility which allows you to input PSpice circuit files to 
  1671. ACIRAN. PSpice files are stored as ascii text and spac will read these
  1672. files and attempt tp convert them into an Aciran file.
  1673.  
  1674. At the prompt type SPAC <cr>.
  1675.  
  1676. You will see a version number and copyright notice and be asked to enter
  1677. a PSpice filename. Full paths are allowed, but make sure that if the PSpice
  1678. circuit has any include files, that these are located in the current path or
  1679. directory.
  1680.  
  1681. As it progresses SPAC will report on it's progress, the info is also written
  1682. to an ascii text file called SPAC.LOG which you can inspect later if there
  1683. are any problems. After it has completed you will be asked for the name of
  1684. an Aciran file name in which to store the data.
  1685.  
  1686. During the conversion SPAC may come across component types it cannot handle,
  1687. you will be notified of these, and of any substitutions that take place.
  1688. The three files standard.amp, standard.fet and standard.trn must be in the
  1689. same directory as SPAC, as these are used to supply model info if SPAC is
  1690. unable to find PSpice models that it knows.
  1691.  
  1692. PSpice node numbering is somewhat erratic, and so SPAC renumbers the nodes
  1693. starting at 1. To help you see what has happened a node table is produced
  1694. showing the old and new node numbers. This is needed if SPAC is unsure of
  1695. the output node, or if any components cannot be handled and you have to enter
  1696. then manually from Aciran.
  1697.  
  1698. If SPAC has had to assume the output node, you should find out what it is in
  1699. the PSpice circuit, look up the node table to find out what SPAC has changed
  1700. it to, and then use the Edit command in Aciran to change the output node to
  1701. the correct number.
  1702.  
  1703.  
  1704.  
  1705.  
  1706.                     ACTRAN Conversion Utility 
  1707.      
  1708.      
  1709. Up until now input to ACIRAN has been via the keyboard. ACTRAN is a 
  1710. conversion utility which allows you to input ORCAD netlist files to 
  1711. ACIRAN. ORCAD is a schematic design package which is capable of outputing   
  1712. circuit information in a number of CAD formats. This netlist file can then  
  1713. be used by other CAD systems such as a PCB layout package. 
  1714.   
  1715. All the information needed by ACIRAN can be obtained from an ORCAD netlist  
  1716. in the SPICE format. If you have used ORCAD to produce your circuit 
  1717. diagrams it makes sense to use Actran to convert the netlist file into an   
  1718. ACIRAN circuit file, rather than enter the whole circuit again by hand. 
  1719.   
  1720. The ORCAD system comes complete with a number of component libraries 
  1721. however these may not all be in the correct format for SPICE netlist files  
  1722. and normally these would need modification. To simplify matters an ACIRAN   
  1723. library called ACIRAN.LIB is supplied which contains most of the elements   
  1724. used by ACIRAN in the spice format.For more detailed information on ORCAD   
  1725. libraries you should consult your ORCAD handbook. 
  1726.     
  1727.      
  1728. How to use ACTRAN 
  1729.     
  1730. Start by adding ACIRAN.LIB to the begining of the list of Library files 
  1731. used by Draft. This will ensure that draft will look in ACIRAN.LIB first 
  1732. for any components that it uses.Create your circuit in the normal way. 
  1733.    
  1734. ACIRAN circuits have one input and one output node and it is necessary to   
  1735. tell it what these nodes are in the ORCAD circuit. This is done by having   
  1736. one input module port called 'input' and one output module port called 
  1737. 'output'. The node numbers corresponding to these modules are placed in a   
  1738. MAP file by Netlist where they are read by ACTRAN. 
  1739.     
  1740. Let us assume that you have produced a circuit using ORCAD. Most of the 
  1741. circuit examples supplied with ACIRAN are given in their ORCAD form as well 
  1742. as ACIRAN circuit files. Once you have annotated and carried out an 
  1743. electrical rules check on you circuit without any errors being found use 
  1744. Netlist to generate a netlist file in the SPICE format thus: 
  1745.     
  1746.   Netlist <CircuitFileName> <NetlistFileName> /S Spice <cr> 
  1747.      
  1748. The Netlist utility supplied by ORCAD will produce two files ,a net file 
  1749. and a map file, both of which are used by ACTRAN. 
  1750.      
  1751. Having successfully produced a Net and Map file in the SPICE format we are  
  1752. now ready to run ACTRAN. At the DOS prompt type ACTRAN <cr>. The ACTRAN 
  1753. screen will appear and you will be prompted for the netlist filename. Full  
  1754. path names are supported. If ACTRAN is successfull in finding the files it  
  1755. will report on its progress on the output window while it processes the 
  1756. netlist information. 
  1757.                                                                                
  1758. Should ACTRAN come across any unknown component types these will be ignored 
  1759. and a warning will be issued. ACTRAN also produces a LOG file which 
  1760. contains a record of all screen output. Once ACTRAN has completed it's work 
  1761. you should examine ACTRAN.LOG to check for any errors, this is a simple 
  1762. text file which can be viewed by using the TYPE command. 
  1763.      
  1764. There is the possibility that you will be using transistor, FET and OPAMPs  
  1765. that are not listed in the models directory.ORCAD only has the designator   
  1766. Q? for both Transistors and FET's and therefore ACTRAN is unable to 
  1767. distinguish between them. ACTRAN assumes the component is a FET and looks   
  1768. in the models directory for a FET of the given type. If it is not 
  1769. sucessfull it then tries to find a transistor of the given type. If the 
  1770. component type is still not found ACTRAN leaves it as a transistor and 
  1771. gives it the name STANDARD. The Model file STANDARD contains information on a 
  1772. general purpose NPN transistor. Actran tells the user that this 
  1773. substitution has taken place. A similar event takes place when ACTRAN is 
  1774. unable to find model files for Opamps. All Opamps have the designator U?,   
  1775. and ACTRAN only expects to find Opamps ic's and therefore the presence of   
  1776. other Integrated Circuits will only lead to confusion. 
  1777.     
  1778. After completing the transfer ACTRAN will ask for a circuit Description of  
  1779. up to 30 characters. This is simply the Name that you normally add to a 
  1780. ACIRAN circuit file to identify it. Next you will be asked for a file name  
  1781. and you should enter any valid ACIRAN circuit file name. ACTRAN will now 
  1782. store the circuit file in your circuits directory. 
  1783.      
  1784.  
  1785. It is important how the values of some components are entered in the ORCAD
  1786. sheet so that ACTRAN can read them correctly. The majority of components are
  1787. straight forward however Transformers and Transmission Lines are more 
  1788. particular. You should study the example files provided in the ORCAD directory.
  1789. Note that Transformers require the turns ratio to be supplied as
  1790.  
  1791.     <primary turns> <space> : <space> <secondary turns>
  1792.                             ^
  1793.                           colon
  1794.  
  1795. and that Transmission lines require their parameters to be stated as
  1796.  
  1797.      Zo=<char impedance> <space> L=<length in cm> <space> Er=<permeability>
  1798.  
  1799. The colon and equals signs are important, as well as the order of parameters.
  1800.  
  1801.  
  1802.  
  1803. Appendix A - Model Files.
  1804.  
  1805.  
  1806. ACIRAN uses model files to hold descriptions of Transistors Fets and Opamps.
  1807. You can create your own model files and add them to the Models directory using
  1808. any text editor or wordprocessor such as WordStar(Do not use any control codes).
  1809.  
  1810. The model for the BC107 Transistor used in EXAMPL2 is shown below:  
  1811.  
  1812.  
  1813. BC107
  1814. 2.7k
  1815. 18U
  1816. 192
  1817. 35%
  1818. 300M
  1819.  
  1820. The file consists of lines of text. Each line contains ONE and only one
  1821. parameter and all parameters MUST be supplied. The information can be obtained
  1822. from manufacturers data sheets.
  1823.  
  1824. The first line contains the component name 'BC107' ( max of 8 characters).
  1825. Next comes the value of hie, followed by hoe and hfe. The tolerance value
  1826. refers to hfe.
  1827. Transistor hfe values can vary enormously even for the same type of transistor.
  1828. The 'h' parameters of a transistor vary with temperature and collector current.
  1829.  
  1830. Last comes the value of FT. Note the use of multipliers, hie could just have
  1831. easily been written as 27e2, 27E2 or 2700. Transistor model files MUST be
  1832. given the extension .TRN.
  1833.  
  1834.  
  1835. The Fet model file for the 2N4393 Fet used in EXAMPL6 is shown below:
  1836.  
  1837.  
  1838. 2N4393
  1839. 15m
  1840. 45%
  1841. 11.5p
  1842. 2p
  1843.  
  1844.  
  1845. Again the same rules apply as for the transistor file. First comes the name,
  1846. followed by the transconductance gm, the tolerance for gm, the Fet capacitances
  1847. Cgs and Cgd. Fet model files MUST have the file extension .FET.
  1848.  
  1849.  
  1850.  
  1851.  
  1852. The last model type supported by ACIRAN is the Opamp model. The model file
  1853. for the LM124 opamp is listed below:
  1854.  
  1855. LM124
  1856. 100M
  1857. 600
  1858. 100
  1859. 1M
  1860. 50%
  1861.  
  1862.  
  1863. First comes the component name followed by the input impedance and the output
  1864. impedance.
  1865. Next is the open loop gain in dB and the Gain Bandwidth Product GBW.
  1866. The tolerance refers to the open loop gain. Most opamps have a very high
  1867. open loop gain in excess of 100dB. Manufacures data sheets give conservative
  1868. values for open loop gain and it is well controlled.
  1869. Opamp model files MUST have the extension .AMP.
  1870.  
  1871.  
  1872.  
  1873. Hybrid PI Model
  1874.  
  1875. The Hybrid Pi model for a Transistor is illustrated below:
  1876.  
  1877.  
  1878.  
  1879.                        ____rbc____
  1880.                    b'  |         |                    
  1881.     B----rbb-------o---o         o----o--------o-----C
  1882.               |    |   |____Cc___|    |        |
  1883.               |    |                  |        |
  1884.              rbe   Ce                rce       gm
  1885.               |    |                  |        |
  1886.               |    |                  |        |
  1887.               -----o------------------o---------
  1888.                             |
  1889.                             |
  1890.                             E
  1891.                              
  1892.  
  1893.  
  1894.  
  1895.  
  1896. The symbols have the following meaning:
  1897.  
  1898.  
  1899. rbb = Base spreading resistance
  1900. rbe = Input impedance
  1901. rbc = Feedback Impedance (effect of Vce changes on Base modulation)
  1902. rce = C-E Impedance
  1903. Cc = Collector-junction barrier capacitance
  1904. Ce = Overlap diode capacitance
  1905. gm = Transistor Transconductance
  1906.  
  1907.  
  1908.  
  1909.  
  1910.  
  1911. If the CE 'h' parameters are known at low frequencies at a given collector
  1912. current Ic (see manufacturers data sheets) then the impedances can be
  1913. calculated in the following order:
  1914.  
  1915.  
  1916.      |Ic|     |Ic ma |
  1917. gm = ----  =  --------
  1918.       VT        26
  1919.  
  1920.  
  1921.       hfe
  1922. rbc = ---
  1923.       gm
  1924.  
  1925.  
  1926. rbb = hie - rbe
  1927.  
  1928.  
  1929.  
  1930.       rbe
  1931. rbc = ---
  1932.       hre
  1933.  
  1934.  
  1935.              1                           1
  1936. rce =  -------------        where gbc = ---
  1937.        hoe-(1+hfe)gbc                   rbc
  1938.                                             
  1939.        
  1940.  
  1941. The capacitance Cc is the measured CB output capacitance with the input
  1942. open (Ie = 0), and is usually specified by the manufacturers as Cob.
  1943.  
  1944. Ce is experimentally determined from a measurement of FT, the frequency
  1945. at which the CE short-circuit current gain drops to unity.
  1946.  
  1947.          gm
  1948. Ce =  -------    PI = 3.14159
  1949.       2*PI*FT
  1950.  
  1951.  
  1952. Typical values for a Hybrid PI model at room temperature and for Ic = 1.3mA
  1953. are
  1954.  
  1955. gm = 50mA/V     rbb = 100 ohms      rbe = 1k     rbc = 4Mohm
  1956.  
  1957. rce = 80Kohm    Cc = 3pF            Ce = 100pF
  1958.  
  1959.  
  1960. Appendix B - Upgrade Utility
  1961.  
  1962. The utility program upgrade.exe is supplied to allow users of earlier 
  1963. versions of aciran to convert their circuit files into the new format 
  1964. used by aciran V3.1.
  1965.  
  1966. Previous circuit files had the extension CCT. The new circuit files 
  1967. contain more information and are not compatible with earlier formats. 
  1968. To distinguish them they have the extension CIR.
  1969.  
  1970. The new circuit files hold transistor collector current values, and 
  1971. all the config information to save the user having to re-enter config 
  1972. every time a circuit was loaded.
  1973.  
  1974. Any attempt to use the old circuit files by simply re-naming them 
  1975. will result in program failure. The utility upgrade should be used 
  1976. as follows.
  1977.  
  1978. At the dos prompt type:
  1979.  
  1980.           upgrade <FileName> <CR>
  1981.  
  1982. Upgrade will read the circuit file into memory, perform the necessary 
  1983. conversions, and create a new circuit file on disk, in the current 
  1984. directory, with the same name, but with the extension CIR.
  1985.  
  1986. Upgrade can accept wildcard characters such as ? or *.
  1987.  
  1988. You could convert all your files in the current directory by simply: 
  1989. entering
  1990.  
  1991.          upgrade *.* <CR>
  1992.  
  1993. Upgrade applies default config parameter information into the circuit 
  1994. files. This gives the following setup.
  1995.  
  1996. The next time you load the circuit and make modifications to the config 
  1997. parameters these will be saved when you save the circuit. 
  1998.  
  1999. THE END.
  2000.  
  2001.