Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * capacitor.cpp - capacitor class implementation
3 : : *
4 : : * Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2008 Stefan Jahn <stefan@lkcc.org>
5 : : *
6 : : * This is free software; you can redistribute it and/or modify
7 : : * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 : : * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9 : : * any later version.
10 : : *
11 : : * This software is distributed in the hope that it will be useful,
12 : : * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 : : * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
14 : : * GNU General Public License for more details.
15 : : *
16 : : * You should have received a copy of the GNU General Public License
17 : : * along with this package; see the file COPYING. If not, write to
18 : : * the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor,
19 : : * Boston, MA 02110-1301, USA.
20 : : *
21 : : * $Id$
22 : : *
23 : : */
24 : :
25 : : /*!\file capacitor.cpp
26 : : \brief capacitor class implementation
27 : :
28 : : A capacitor is a passive device that strore electric energy
29 : : */
30 : :
31 : :
32 : : #if HAVE_CONFIG_H
33 : : # include <config.h>
34 : : #endif
35 : :
36 : : #include "component.h"
37 : : #include "capacitor.h"
38 : :
39 : : using namespace qucs;
40 : :
41 : : /*!\brief Constructor */
42 : 118 : capacitor::capacitor () : circuit (2) {
43 : 118 : type = CIR_CAPACITOR;
44 : 118 : setISource (true);
45 : 118 : }
46 : :
47 : : /*!\brief Compute S parameters
48 : :
49 : : \f$S\f$ parameter are computed from admitance, therefore \f$S\f$
50 : : matrix of a capacitor of capacitance \f$C\f$ is:
51 : : \f[
52 : : S=\begin{pmatrix}
53 : : \frac{1}{1+4j\pi fCZ_0} & \frac{4j\pi fCZ_0}{1+4j\pi fCZ_0} \\
54 : : \frac{4j\pi fCZ_0}{1+4j\pi fCZ_0} & \frac{1}{1+4j\pi fCZ_0}
55 : : \end{pmatrix}
56 : : \f]
57 : :
58 : : \param[in] frequency frequency for S parameters simulation
59 : : */
60 : 14974 : void capacitor::calcSP (nr_double_t frequency) {
61 [ + - ]: 14974 : nr_double_t c = getPropertyDouble ("C") * z0;
62 : 14974 : nr_complex_t y = 2.0 * nr_complex_t (0, 2.0 * M_PI * frequency * c);
63 [ + - ][ + - ]: 14974 : setS (NODE_1, NODE_1, 1.0 / (1.0 + y));
64 [ + - ][ + - ]: 14974 : setS (NODE_2, NODE_2, 1.0 / (1.0 + y));
65 [ + - ][ + - ]: 14974 : setS (NODE_1, NODE_2, y / (1.0 + y));
66 [ + - ][ + - ]: 14974 : setS (NODE_2, NODE_1, y / (1.0 + y));
67 : 14974 : }
68 : :
69 : : /*\brief Init DC simulation of capacitor */
70 : 486 : void capacitor::initDC (void) {
71 : 486 : allocMatrixMNA ();
72 : 486 : }
73 : :
74 : : /*!\brief AC model
75 : :
76 : : Capacitor (capacitance \f$C\f$) is modelized by
77 : : its \f$Y\f$ matrix:
78 : : \f[
79 : : Y=\begin{pmatrix}
80 : : 2j\pi f C & -2j\pi f C \\
81 : : -2j\pi f C & 2j\pi f C
82 : : \end{pmatrix}
83 : : \f]
84 : :
85 : : \param[in] frequency frequency used for AC simulation
86 : : */
87 : 8522 : void capacitor::calcAC (nr_double_t frequency) {
88 [ + - ]: 8522 : nr_double_t c = getPropertyDouble ("C");
89 : 8522 : nr_complex_t y = nr_complex_t (0, 2.0 * M_PI * frequency * c);
90 [ + - ][ + - ]: 8522 : setY (NODE_1, NODE_1, +y); setY (NODE_2, NODE_2, +y);
91 [ + - ][ + - ]: 8522 : setY (NODE_1, NODE_2, -y); setY (NODE_2, NODE_1, -y);
92 : 8522 : }
93 : :
94 : : /*!\brief Init AC model of capacitor */
95 : 30 : void capacitor::initAC (void) {
96 : 30 : allocMatrixMNA ();
97 : 30 : }
98 : :
99 : : #define qState 0 // charge state
100 : : #define cState 1 // current state
101 : :
102 : 52 : void capacitor::initTR (void) {
103 : 52 : setStates (2);
104 : 52 : initDC ();
105 : 52 : }
106 : :
107 : 342591 : void capacitor::calcTR (nr_double_t) {
108 : :
109 : : /* if this is a controlled capacitance then do nothing here */
110 [ + - ][ + - ]: 685182 : if (hasProperty ("Controlled")) return;
111 : :
112 [ + - ]: 342591 : nr_double_t c = getPropertyDouble ("C");
113 : : nr_double_t g, i;
114 [ + - ][ + - ]: 342591 : nr_double_t v = real (getV (NODE_1) - getV (NODE_2));
[ + - ]
115 : :
116 : : /* apply initial condition if requested */
117 [ + + ][ + - ]: 342591 : if (getMode () == MODE_INIT && isPropertyGiven ("V")) {
[ + + ][ + + ]
118 [ + - ]: 12 : v = getPropertyDouble ("V");
119 : : }
120 : :
121 : 342591 : setState (qState, c * v);
122 [ + - ]: 342591 : integrate (qState, c, g, i);
123 [ + - ][ + - ]: 342591 : setY (NODE_1, NODE_1, +g); setY (NODE_2, NODE_2, +g);
124 [ + - ][ + - ]: 342591 : setY (NODE_1, NODE_2, -g); setY (NODE_2, NODE_1, -g);
125 [ + - ]: 342591 : setI (NODE_1 , -i);
126 [ + - ]: 342591 : setI (NODE_2 , +i);
127 : : }
128 : :
129 : 0 : void capacitor::initHB (void) {
130 : 0 : initAC ();
131 : 0 : }
132 : :
133 : 0 : void capacitor::calcHB (nr_double_t frequency) {
134 : 0 : calcAC (frequency);
135 : 0 : }
136 : :
137 : : // properties
138 : : PROP_REQ [] = {
139 : : { "C", PROP_REAL, { 1e-12, PROP_NO_STR }, PROP_NO_RANGE },
140 : : PROP_NO_PROP };
141 : : PROP_OPT [] = {
142 : : { "V", PROP_REAL, { 0, PROP_NO_STR }, PROP_NO_RANGE },
143 : : PROP_NO_PROP };
144 : : struct define_t capacitor::cirdef =
145 : : { "C", 2, PROP_COMPONENT, PROP_NO_SUBSTRATE, PROP_LINEAR, PROP_DEF };
|
