Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * potentiometer.core.cpp - device implementations for potentiometer module
3 : : *
4 : : * This is free software; you can redistribute it and/or modify
5 : : * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6 : : * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
7 : : * any later version.
8 : : *
9 : : */
10 : :
11 : : #if HAVE_CONFIG_H
12 : : #include <config.h>
13 : : #endif
14 : :
15 : : #include "potentiometer.analogfunction.h"
16 : : #include "component.h"
17 : : #include "device.h"
18 : : #include "potentiometer.core.h"
19 : :
20 : : #ifndef CIR_potentiometer
21 : : #define CIR_potentiometer -1
22 : : #endif
23 : :
24 : : // external nodes
25 : : #define B 0
26 : : #define M 1
27 : : #define T 2
28 : : // internal nodes
29 : : #define n1 3
30 : :
31 : : // useful macro definitions
32 : : #define NP(node) real (getV (node))
33 : : #define BP(pnode,nnode) (NP(pnode) - NP(nnode))
34 : : #define _load_static_residual2(pnode,nnode,current)\
35 : : _rhs[pnode] -= current;\
36 : : _rhs[nnode] += current;
37 : : #define _load_static_augmented_residual2(pnode,nnode,current)\
38 : : _rhs[pnode] -= current;\
39 : : _rhs[nnode] += current;
40 : : #define _load_static_residual1(node,current)\
41 : : _rhs[node] -= current;
42 : : #define _load_static_augmented_residual1(node,current)\
43 : : _rhs[node] -= current;
44 : : #define _load_static_jacobian4(pnode,nnode,vpnode,vnnode,conductance)\
45 : : _jstat[pnode][vpnode] += conductance;\
46 : : _jstat[nnode][vnnode] += conductance;\
47 : : _jstat[pnode][vnnode] -= conductance;\
48 : : _jstat[nnode][vpnode] -= conductance;\
49 : : if (doHB) {\
50 : : _ghs[pnode] += conductance * BP(vpnode,vnnode);\
51 : : _ghs[nnode] -= conductance * BP(vpnode,vnnode);\
52 : : } else {\
53 : : _rhs[pnode] += conductance * BP(vpnode,vnnode);\
54 : : _rhs[nnode] -= conductance * BP(vpnode,vnnode);\
55 : : }
56 : : #define _load_static_jacobian2p(node,vpnode,vnnode,conductance)\
57 : : _jstat[node][vpnode] += conductance;\
58 : : _jstat[node][vnnode] -= conductance;\
59 : : if (doHB) {\
60 : : _ghs[node] += conductance * BP(vpnode,vnnode);\
61 : : } else {\
62 : : _rhs[node] += conductance * BP(vpnode,vnnode);\
63 : : }
64 : : #define _load_static_jacobian2s(pnode,nnode,node,conductance)\
65 : : _jstat[pnode][node] += conductance;\
66 : : _jstat[nnode][node] -= conductance;\
67 : : if (doHB) {\
68 : : _ghs[pnode] += conductance * NP(node);\
69 : : _ghs[nnode] -= conductance * NP(node);\
70 : : } else {\
71 : : _rhs[pnode] += conductance * NP(node);\
72 : : _rhs[nnode] -= conductance * NP(node);\
73 : : }
74 : : #define _load_static_jacobian1(node,vnode,conductance)\
75 : : _jstat[node][vnode] += conductance;\
76 : : if (doHB) {\
77 : : _ghs[node] += conductance * NP(vnode);\
78 : : } else {\
79 : : _rhs[node] += conductance * NP(vnode);\
80 : : }
81 : : #define _load_dynamic_residual2(pnode,nnode,charge)\
82 : : if (doTR) _charges[pnode][nnode] += charge;\
83 : : if (doHB) {\
84 : : _qhs[pnode] -= charge;\
85 : : _qhs[nnode] += charge;\
86 : : }
87 : : #define _load_dynamic_residual1(node,charge)\
88 : : if (doTR) _charges[node][node] += charge;\
89 : : if (doHB) {\
90 : : _qhs[node] -= charge;\
91 : : }
92 : : #define _load_dynamic_jacobian4(pnode,nnode,vpnode,vnnode,capacitance)\
93 : : if (doAC) {\
94 : : _jdyna[pnode][vpnode] += capacitance;\
95 : : _jdyna[nnode][vnnode] += capacitance;\
96 : : _jdyna[pnode][vnnode] -= capacitance;\
97 : : _jdyna[nnode][vpnode] -= capacitance;\
98 : : }\
99 : : if (doTR) {\
100 : : _caps[pnode][nnode][vpnode][vnnode] += capacitance;\
101 : : }\
102 : : if (doHB) {\
103 : : _chs[pnode] += capacitance * BP(vpnode,vnnode);\
104 : : _chs[nnode] -= capacitance * BP(vpnode,vnnode);\
105 : : }
106 : : #define _load_dynamic_jacobian2s(pnode,nnode,vnode,capacitance)\
107 : : if (doAC) {\
108 : : _jdyna[pnode][vnode] += capacitance;\
109 : : _jdyna[nnode][vnode] -= capacitance;\
110 : : }\
111 : : if (doTR) {\
112 : : _caps[pnode][nnode][vnode][vnode] += capacitance;\
113 : : }\
114 : : if (doHB) {\
115 : : _chs[pnode] += capacitance * NP(vnode);\
116 : : _chs[nnode] -= capacitance * NP(vnode);\
117 : : }
118 : : #define _load_dynamic_jacobian2p(node,vpnode,vnnode,capacitance)\
119 : : if (doAC) {\
120 : : _jdyna[node][vpnode] += capacitance;\
121 : : _jdyna[node][vnnode] -= capacitance;\
122 : : }\
123 : : if (doTR) {\
124 : : _caps[node][node][vpnode][vnnode] += capacitance;\
125 : : }\
126 : : if (doHB) {\
127 : : _chs[node] += capacitance * BP(vpnode,vnnode);\
128 : : }
129 : : #define _load_dynamic_jacobian1(node,vnode,capacitance)\
130 : : if (doAC) {\
131 : : _jdyna[node][vnode] += capacitance;\
132 : : }\
133 : : if (doTR) {\
134 : : _caps[node][node][vnode][vnode] += capacitance;\
135 : : }\
136 : : if (doHB) {\
137 : : _chs[node] += capacitance * NP(vnode);\
138 : : }
139 : :
140 : : #define _save_whitenoise1(n1,pwr,type)\
141 : : _white_pwr[n1][n1] += pwr;
142 : : #define _save_whitenoise2(n1,n2,pwr,type)\
143 : : _white_pwr[n1][n2] += pwr;
144 : : #define _save_flickernoise1(n1,pwr,exp,type)\
145 : : _flicker_pwr[n1][n1] += pwr;\
146 : : _flicker_exp[n1][n1] += exp;
147 : : #define _save_flickernoise2(n1,n2,pwr,exp,type)\
148 : : _flicker_pwr[n1][n2] += pwr;\
149 : : _flicker_exp[n1][n2] += exp;
150 : : #define _load_whitenoise2(n1,n2,pwr)\
151 : : cy (n1,n2) -= pwr/kB/T0; cy (n2,n1) -= pwr/kB/T0;\
152 : : cy (n1,n1) += pwr/kB/T0; cy (n2,n2) += pwr/kB/T0;
153 : : #define _load_whitenoise1(n1,pwr)\
154 : : cy (n1,n1) += pwr/kB/T0;
155 : : #define _load_flickernoise2(n1,n2,pwr,exp)\
156 : : cy (n1,n2) -= pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;\
157 : : cy (n2,n1) -= pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;\
158 : : cy (n1,n1) += pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;\
159 : : cy (n2,n2) += pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;
160 : : #define _load_flickernoise1(n1,pwr,exp)\
161 : : cy (n1,n1) += pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;
162 : :
163 : : // derivative helper macros
164 : : // transcendental LRM p. 59
165 : : #define m00_cos(v00,x) v00 = cos(x);
166 : : #define m10_cos(v10,v00,x) v10 = (-sin(x));
167 : : #define m00_sin(v00,x) v00 = sin(x);
168 : : #define m10_sin(v10,v00,x) v10 = (cos(x));
169 : : #define m00_tan(v00,x) v00 = tan(x);
170 : : #define m10_tan(v10,v00,x) v10 = (1.0/cos(x)/cos(x));
171 : : #define m00_cosh(v00,x) v00 = cosh(x);
172 : : #define m10_cosh(v10,v00,x) v10 = (sinh(x));
173 : : #define m00_sinh(v00,x) v00 = sinh(x);
174 : : #define m10_sinh(v10,v00,x) v10 = (cosh(x));
175 : : #define m00_tanh(v00,x) v00 = tanh(x);
176 : : #define m10_tanh(v10,v00,x) v10 = (1.0/cosh(x)/cosh(x));
177 : : #define m00_acos(v00,x) v00 = acos(x);
178 : : #define m10_acos(v10,v00,x) v10 = (-1.0/sqrt(1-x*x));
179 : : #define m00_asin(v00,x) v00 = asin(x);
180 : : #define m10_asin(v10,v00,x) v10 = (+1.0/sqrt(1-x*x));
181 : : #define m00_atan(v00,x) v00 = atan(x);
182 : : #define m10_atan(v10,v00,x) v10 = (+1.0/(1+x*x));
183 : : #define m00_hypot(v00,x,y) v00 = sqrt((x)*(x)+(y)*(y));
184 : : #define m10_hypot(v10,v00,x,y) v10 = (x)/(v00);
185 : : #define m11_hypot(v11,v00,x,y) v11 = (y)/(v00);
186 : : #define m00_atan2(v00,x,y) v00 = atan2(x,y);
187 : : // TODO atan2 derivatives ?
188 : : #define m00_acosh(v00,x) v00 = acosh(x);
189 : : #define m10_acosh(v10,v00,x) v10 = (1.0/(sqrt(x-1)*sqrt(x+1)));
190 : : #define m00_asinh(v00,x) v00 = asinh(x);
191 : : #define m10_asinh(v10,v00,x) v10 = (1.0/(sqrt(x*x+1)));
192 : : #define m00_atanh(v00,x) v00 = atanh(x);
193 : : #define m10_atanh(v10,v00,x) v10 = (1.0/(1-x*x));
194 : :
195 : :
196 : : // standard functions LRM p.58
197 : : #define m00_logE(v00,x) v00 = log(x);
198 : : #define m10_logE(v10,v00,x) v10 = (1.0/x);
199 : : #define m00_log10(v00,x) v00 = log10(x);
200 : : #define m10_log10(v10,v00,x) v10 = (1.0/x/M_LN10);
201 : : #define m00_exp(v00,x) v00 = exp(x);
202 : : #define m10_exp(v10,v00,x) v10 = v00;
203 : : #define m00_sqrt(v00,x) v00 = sqrt(x);
204 : : #define m10_sqrt(v10,v00,x) v10 = (0.5/v00);
205 : : #define m00_min(v00,x,y) v00 = ((x)<(y))?(x):(y);
206 : : #define m10_min(v10,v00,x,y) v10 = ((x)<(y))?1.0:0.0;
207 : : #define m11_min(v11,v00,x,y) v11 = ((x)<(y))?0.0:1.0;
208 : : #define m00_max(v00,x,y) v00 = ((x)>(y))?(x):(y);
209 : : #define m10_max(v10,v00,x,y) v10 = ((x)>(y))?1.0:0.0;
210 : : #define m11_max(v11,v00,x,y) v11 = ((x)>(y))?0.0:1.0;
211 : : #define m00_pow(v00,x,y) v00 = pow(x,y);
212 : : #define m10_pow(v10,v00,x,y) v10 = (x==0.0)?0.0:(v00)*(y)/(x);
213 : : #define m11_pow(v11,v00,x,y) v11 = (x==0.0)?0.0:(log(x)*(v00));
214 : : #define m00_abs(v00,x) v00 = ((x)<(0)?(-(x)):(x));
215 : : #define m10_abs(v10,v00,x) v10 = (((x)>=0)?(+1.0):(-1.0));
216 : : #define m00_floor(v00,x) v00 = floor(x);
217 : : #define m10_floor(v10,v00,x) v10 = 1.0;
218 : :
219 : : #define m00_ceil(v00,x) v00 = ceil(x);
220 : : // TODO ceil derivative, needed?
221 : :
222 : : // analog operator, LRM p.61
223 : : #define m00_limexp(v00,x) v00 = ((x)<80.0?exp(x):exp(80.0)*(x-79.0));
224 : : #define m10_limexp(v10,v00,x) v10 = ((x)<80.0?(v00):exp(80.0));
225 : :
226 : : // analog kernel parameter system functions, LRM p.215
227 : : #define m00_vt(x) (kBoverQ*(x))
228 : : #define m10_vt(x) (kBoverQ)
229 : :
230 : : // extra functions (?)
231 : : #define m00_div(v00,v10,x,y) double v10=1/(y); double v00=(x)*v10;
232 : : #define m10_div(v10,v00,vv,x,y)
233 : : #define m11_div(v11,v00,vv,x,y) double v11 = -v00*vv;
234 : : #define m00_mult(v00,v10,v11,x,y) double v10=(x); double v11=(y); double v00=v10*v11;
235 : : #define m00_add(v00,x,y) double v00=(x)+(y);
236 : :
237 : : // second derivatives
238 : : #define m20_logE(v00) (-1.0/v00/v00)
239 : : #define m20_exp(v00) exp(v00)
240 : : #define m20_limexp(v00) ((v00)<80.0?exp(v00):0.0)
241 : : #define m20_sqrt(v00) (-0.25/(v00)/sqrt(v00))
242 : : #define m20_abs(v00) 0.0
243 : : #define m20_pow(x,y) ((y)*((y)-1.0)*pow(x,y)/(x)/(x))
244 : :
245 : :
246 : : // simulator specific definitions
247 : : #define _modelname "potentiometer"
248 : : #define _instancename getName()
249 : : #define _circuit_temp (getPropertyDouble("Temp")+273.15)
250 : : #define _param_given(p) (isPropertyGiven(p)?1:0)
251 : :
252 : :
253 : : // $vt and $vt() functions
254 : : #define _vt_nom (kBoverQ*_circuit_temp)
255 : :
256 : : using namespace qucs::device;
257 : : using qucs::matrix;
258 : :
259 : : /* Device constructor. */
260 : 0 : potentiometer::potentiometer() : circuit (4)
261 : : {
262 : 0 : type = CIR_potentiometer;
263 : 0 : }
264 : :
265 : : /* Initialization of model. */
266 : 0 : void potentiometer::initModel (void)
267 : : {
268 : : // create internal nodes
269 : 0 : setInternalNode (n1, "n1");
270 : :
271 : : // get device model parameters
272 : 0 : loadVariables ();
273 : : // evaluate global model equations
274 : 0 : initializeModel ();
275 : : // evaluate initial step equations
276 : 0 : initialStep ();
277 : : // evaluate global instance equations
278 : 0 : initializeInstance ();
279 : 0 : }
280 : :
281 : : /* Initialization of DC analysis. */
282 : 0 : void potentiometer::initDC (void)
283 : : {
284 : 0 : allocMatrixMNA ();
285 : 0 : initModel ();
286 : 0 : pol = 1;
287 : 0 : restartDC ();
288 : 0 : doAC = 1;
289 : 0 : doTR = 0;
290 : 0 : doHB = 0;
291 : 0 : }
292 : :
293 : : /* Run when DC is restarted (fallback algorithms). */
294 : 0 : void potentiometer::restartDC (void)
295 : : {
296 : 0 : }
297 : :
298 : : /* Initialize Verilog-AMS code. */
299 : 0 : void potentiometer::initVerilog (void)
300 : : {
301 : : // initialization of noise variables
302 : 0 : _white_pwr[M][n1] = 0.0;
303 : 0 : _white_pwr[B][n1] = 0.0;
304 : 0 : _white_pwr[T][n1] = 0.0;
305 : :
306 : : int i1, i2, i3, i4;
307 : :
308 : : // zero charges
309 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
310 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 4; i2++) {
311 : 0 : _charges[i1][i2] = 0.0;
312 : : } }
313 : :
314 : : // zero capacitances
315 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
316 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 4; i2++) {
317 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 4; i3++) {
318 [ # # ]: 0 : for (i4 = 0; i4 < 4; i4++) {
319 : 0 : _caps[i1][i2][i3][i4] = 0.0;
320 : : } } } }
321 : :
322 : : // zero right hand side, static and dynamic jacobian
323 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
324 : 0 : _rhs[i1] = 0.0;
325 : 0 : _qhs[i1] = 0.0;
326 : 0 : _chs[i1] = 0.0;
327 : 0 : _ghs[i1] = 0.0;
328 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 4; i2++) {
329 : 0 : _jstat[i1][i2] = 0.0;
330 : 0 : _jdyna[i1][i2] = 0.0;
331 : : }
332 : : }
333 : 0 : }
334 : :
335 : : /* Load device model input parameters. */
336 : 0 : void potentiometer::loadVariables (void)
337 : : {
338 : 0 : R_pot = getPropertyDouble ("R_pot");
339 : 0 : Rotation = getPropertyDouble ("Rotation");
340 : 0 : Taper_Coeff = getPropertyDouble ("Taper_Coeff");
341 : 0 : LEVEL = getPropertyInteger ("LEVEL");
342 : 0 : Max_Rotation = getPropertyDouble ("Max_Rotation");
343 : 0 : Conformity = getPropertyDouble ("Conformity");
344 : 0 : Linearity = getPropertyDouble ("Linearity");
345 : 0 : Contact_Res = getPropertyDouble ("Contact_Res");
346 : 0 : Temp_Coeff = getPropertyDouble ("Temp_Coeff");
347 : 0 : Tnom = getPropertyDouble ("Tnom");
348 : 0 : }
349 : :
350 : : /* #define's for translated code */
351 : : #undef _DDT
352 : : #define _DDT(q) q
353 : : #define _DYNAMIC
354 : : #define _DERIVATE
355 : : #define _DDX
356 : : #define _DERIVATEFORDDX
357 : :
358 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in model initialization. */
359 : 0 : void potentiometer::initializeModel (void)
360 : : {
361 : 0 : }
362 : :
363 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in instance initialization. */
364 : 0 : void potentiometer::initializeInstance (void)
365 : : {
366 : 0 : }
367 : :
368 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in initial step. */
369 : 0 : void potentiometer::initialStep (void)
370 : : {
371 : 0 : }
372 : :
373 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in final step. */
374 : 0 : void potentiometer::finalStep (void)
375 : : {
376 : 0 : }
377 : :
378 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in analog block. */
379 : 0 : void potentiometer::calcVerilog (void)
380 : : {
381 : :
382 : : /* ----------------- evaluate verilog analog equations -------------------- */
383 : : double fourkt;
384 : : double Rbot;
385 : : double Rtop;
386 : : double RTT;
387 : : double RTB;
388 : : double error_term;
389 : : double Tpcoeff;
390 : : double R_pot_Temp;
391 : : double Rad_Angle;
392 : : double Rcontact;
393 : 0 : Rcontact=(Contact_Res+1e-6);
394 : 0 : Rad_Angle=((Rotation*3.14159265358979323846)/180);
395 : 0 : R_pot_Temp=((R_pot+1e-6)*(1+((Temp_Coeff*(_circuit_temp-Tnom))/1e6)));
396 : : {
397 : 0 : double m00_sin(d00_sin0,Rad_Angle)
398 : 0 : Tpcoeff=(Taper_Coeff+((Conformity+(Linearity*d00_sin0))/100));
399 : : }
400 : : {
401 : 0 : double m00_sin(d00_sin0,Rad_Angle)
402 : 0 : error_term=(1+((Conformity+(Linearity*d00_sin0))/100));
403 : : }
404 [ # # ]: 0 : if
405 : : ((LEVEL)==(2))
406 : : {
407 : 0 : RTB=(R_pot_Temp*Tpcoeff);
408 : 0 : RTT=1e15;
409 : 0 : Rtop=((1.000001-(Rotation/(Max_Rotation+1e-20)))*R_pot_Temp);
410 : 0 : Rbot=((0.000001+(Rotation/(Max_Rotation+1e-20)))*R_pot_Temp);
411 : : }
412 : : else
413 [ # # ]: 0 : if
414 : : ((LEVEL)==(3))
415 : : {
416 : 0 : RTB=1e15;
417 : 0 : RTT=(R_pot_Temp*Tpcoeff);
418 : 0 : Rtop=((1.000001-(Rotation/(Max_Rotation+1e-20)))*R_pot_Temp);
419 : 0 : Rbot=((0.000001+(Rotation/(Max_Rotation+1e-20)))*R_pot_Temp);
420 : : }
421 : : else
422 : : {
423 : 0 : RTB=1e15;
424 : 0 : RTT=1e15;
425 : 0 : Rtop=(((1.000001-(Rotation/(Max_Rotation+1e-20)))*R_pot_Temp)*error_term);
426 : 0 : Rbot=(((0.000001+(Rotation/(Max_Rotation+1e-20)))*R_pot_Temp)*error_term);
427 : : }
428 [ # # ]: 0 : if
429 : : (Taper_Coeff==0.0)
430 : : {
431 : 0 : RTB=1e15;
432 : 0 : RTT=1e15;
433 : 0 : Rtop=(((1.000001-(Rotation/(Max_Rotation+1e-20)))*R_pot_Temp)*error_term);
434 : 0 : Rbot=(((0.000001+(Rotation/(Max_Rotation+1e-20)))*R_pot_Temp)*error_term);
435 : : }
436 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_residual2(T,n1,(BP(T,n1)/Rtop));
437 : : #if defined(_DERIVATE)
438 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_jacobian4(T,n1,T,n1,(1/Rtop));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
439 : : #endif
440 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_residual2(T,n1,(BP(T,n1)/RTT));
441 : : #if defined(_DERIVATE)
442 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_jacobian4(T,n1,T,n1,(1/RTT));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
443 : : #endif
444 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_residual2(B,n1,(BP(B,n1)/Rbot));
445 : : #if defined(_DERIVATE)
446 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_jacobian4(B,n1,B,n1,(1/Rbot));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
447 : : #endif
448 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_residual2(B,n1,(BP(B,n1)/RTB));
449 : : #if defined(_DERIVATE)
450 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_jacobian4(B,n1,B,n1,(1/RTB));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
451 : : #endif
452 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_residual2(M,n1,(BP(M,n1)/Rcontact));
453 : : #if defined(_DERIVATE)
454 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_jacobian4(M,n1,M,n1,(1/Rcontact));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
455 : : #endif
456 : 0 : fourkt=((4.0*1.3806503e-23)*_circuit_temp);
457 : 0 : _save_whitenoise2(T,n1,(fourkt/Rtop),"thermal");
458 : 0 : _save_whitenoise2(T,n1,(fourkt/RTT),"thermal");
459 : 0 : _save_whitenoise2(B,n1,(fourkt/Rbot),"thermal");
460 : 0 : _save_whitenoise2(B,n1,(fourkt/RTB),"thermal");
461 : 0 : _save_whitenoise2(M,n1,(fourkt/Rcontact),"thermal");
462 : :
463 : : /* ------------------ end of verilog analog equations --------------------- */
464 : :
465 : : /* ------------------ evaluate verilog noise equations -------------------- */
466 : :
467 : : /* ------------------- end of verilog noise equations --------------------- */
468 : 0 : }
469 : :
470 : : /* Perform DC iteration. */
471 : 0 : void potentiometer::calcDC (void)
472 : : {
473 : : // evaluate Verilog code
474 : 0 : initVerilog ();
475 : 0 : calcVerilog ();
476 : :
477 : : // fill right hand side and static jacobian
478 [ # # ]: 0 : for (int i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
479 [ # # ]: 0 : setI (i1, _rhs[i1]);
480 [ # # ]: 0 : for (int i2 = 0; i2 < 4; i2++) {
481 [ # # ]: 0 : setY (i1, i2, _jstat[i1][i2]);
482 : : }
483 : : }
484 : 0 : }
485 : :
486 : : /* Save operating points. */
487 : 0 : void potentiometer::saveOperatingPoints (void)
488 : : {
489 : : // save global instance operating points
490 : 0 : }
491 : :
492 : : /* Load operating points. */
493 : 0 : void potentiometer::loadOperatingPoints (void)
494 : : {
495 : 0 : }
496 : :
497 : : /* Calculate operating points. */
498 : 0 : void potentiometer::calcOperatingPoints (void)
499 : : {
500 : 0 : }
501 : :
502 : : /* Initialization of AC analysis. */
503 : 0 : void potentiometer::initAC (void)
504 : : {
505 : 0 : allocMatrixMNA ();
506 : 0 : }
507 : :
508 : : /* Perform AC calculations. */
509 : 0 : void potentiometer::calcAC (nr_double_t frequency)
510 : : {
511 [ # # ]: 0 : setMatrixY (calcMatrixY (frequency));
512 : 0 : }
513 : :
514 : : /* Compute Y-matrix for AC analysis. */
515 : 0 : matrix potentiometer::calcMatrixY (nr_double_t frequency)
516 : : {
517 : 0 : _freq = frequency;
518 : 0 : saveOperatingPoints ();
519 : 0 : matrix y (4);
520 : :
521 [ # # ]: 0 : for (int i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
522 [ # # ]: 0 : for (int i2 = 0; i2 < 4; i2++) {
523 : 0 : y (i1,i2) = nr_complex_t (_jstat[i1][i2], _jdyna[i1][i2] * 2 * M_PI * _freq);
524 : : }
525 : : }
526 : :
527 : 0 : return y;
528 : : }
529 : :
530 : : /* Initialization of S-parameter analysis. */
531 : 0 : void potentiometer::initSP (void)
532 : : {
533 : 0 : allocMatrixS ();
534 : 0 : }
535 : :
536 : : /* Perform S-parameter calculations. */
537 : 0 : void potentiometer::calcSP (nr_double_t frequency)
538 : : {
539 [ # # ][ # # ]: 0 : setMatrixS (ytos (calcMatrixY (frequency)));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
540 : 0 : }
541 : :
542 : : /* Initialization of transient analysis. */
543 : 0 : void potentiometer::initTR (void)
544 : : {
545 : 0 : setStates (2 * 4 * 4);
546 : 0 : initDC ();
547 : 0 : }
548 : :
549 : : /* Perform transient analysis iteration step. */
550 : 0 : void potentiometer::calcTR (nr_double_t)
551 : : {
552 : 0 : doHB = 0;
553 : 0 : doAC = 1;
554 : 0 : doTR = 1;
555 : 0 : calcDC ();
556 : :
557 : : int i1, i2, i3, i4, state;
558 : :
559 : : // 2-node charge integrations
560 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
561 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 4; i2++) {
562 : 0 : state = 2 * (i2 + 4 * i1);
563 [ # # ]: 0 : if (i1 != i2)
564 [ # # ]: 0 : if (_charges[i1][i2] != 0.0)
565 : 0 : transientCapacitanceQ (state, i1, i2, _charges[i1][i2]);
566 : : } }
567 : :
568 : : // 1-node charge integrations
569 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
570 : 0 : state = 2 * (i1 + 4 * i1);
571 [ # # ]: 0 : if (_charges[i1][i1] != 0.0)
572 : 0 : transientCapacitanceQ (state, i1, _charges[i1][i1]);
573 : : }
574 : :
575 : : // charge: 2-node, voltage: 2-node
576 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
577 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 4; i2++) {
578 [ # # ]: 0 : if (i1 != i2)
579 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 4; i3++) {
580 [ # # ]: 0 : for (i4 = 0; i4 < 4; i4++) {
581 [ # # ]: 0 : if (i3 != i4)
582 [ # # ]: 0 : if (_caps[i1][i2][i3][i4] != 0.0)
583 [ # # ][ # # ]: 0 : transientCapacitanceC (i1, i2, i3, i4, _caps[i1][i2][i3][i4], BP(i3,i4));
584 : : } } } }
585 : :
586 : : // charge: 2-node, voltage: 1-node
587 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
588 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 4; i2++) {
589 [ # # ]: 0 : if (i1 != i2)
590 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 4; i3++) {
591 [ # # ]: 0 : if (_caps[i1][i2][i3][i3] != 0.0)
592 [ # # ]: 0 : transientCapacitanceC2Q (i1, i2, i3, _caps[i1][i2][i3][i3], NP(i3));
593 : : } } }
594 : :
595 : : // charge: 1-node, voltage: 2-node
596 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
597 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 4; i3++) {
598 [ # # ]: 0 : for (i4 = 0; i4 < 4; i4++) {
599 [ # # ]: 0 : if (i3 != i4)
600 [ # # ]: 0 : if (_caps[i1][i1][i3][i4] != 0.0)
601 [ # # ][ # # ]: 0 : transientCapacitanceC2V (i1, i3, i4, _caps[i1][i1][i3][i4], BP(i3,i4));
602 : : } } }
603 : :
604 : : // charge: 1-node, voltage: 1-node
605 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
606 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 4; i3++) {
607 [ # # ]: 0 : if (_caps[i1][i1][i3][i3] != 0.0)
608 [ # # ]: 0 : transientCapacitanceC (i1, i3, _caps[i1][i1][i3][i3], NP(i3));
609 : : } }
610 : 0 : }
611 : :
612 : : /* Compute Cy-matrix for AC noise analysis. */
613 : 0 : matrix potentiometer::calcMatrixCy (nr_double_t frequency)
614 : : {
615 : 0 : _freq = frequency;
616 : 0 : matrix cy (4);
617 : :
618 : 0 : _load_whitenoise2 (M,n1,_white_pwr[M][n1]);
619 : 0 : _load_whitenoise2 (B,n1,_white_pwr[B][n1]);
620 : 0 : _load_whitenoise2 (T,n1,_white_pwr[T][n1]);
621 : :
622 : 0 : return cy;
623 : : }
624 : :
625 : : /* Perform AC noise computations. */
626 : 0 : void potentiometer::calcNoiseAC (nr_double_t frequency)
627 : : {
628 [ # # ]: 0 : setMatrixN (calcMatrixCy (frequency));
629 : 0 : }
630 : :
631 : : /* Perform S-parameter noise computations. */
632 : 0 : void potentiometer::calcNoiseSP (nr_double_t frequency)
633 : : {
634 [ # # ][ # # ]: 0 : setMatrixN (cytocs (calcMatrixCy (frequency) * z0, getMatrixS ()));
[ # # ][ # # ]
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
635 : 0 : }
636 : :
637 : : /* Initialization of HB analysis. */
638 : 0 : void potentiometer::initHB (int)
639 : : {
640 : 0 : initDC ();
641 : 0 : allocMatrixHB ();
642 : 0 : }
643 : :
644 : : /* Perform HB analysis. */
645 : 0 : void potentiometer::calcHB (int)
646 : : {
647 : 0 : doHB = 1;
648 : 0 : doAC = 1;
649 : 0 : doTR = 0;
650 : :
651 : : // jacobian dI/dV and currents get filled
652 : 0 : calcDC ();
653 : 0 : saveOperatingPoints ();
654 : :
655 : : // fill in HB matrices
656 [ # # ]: 0 : for (int i1 = 0; i1 < 4; i1++) {
657 [ # # ]: 0 : setQ (i1, _qhs[i1]); // charges
658 [ # # ]: 0 : setCV (i1, _chs[i1]); // jacobian dQ/dV * V
659 [ # # ]: 0 : setGV (i1, _ghs[i1]); // jacobian dI/dV * V
660 [ # # ]: 0 : for (int i2 = 0; i2 < 4; i2++) {
661 [ # # ]: 0 : setQV (i1, i2, _jdyna[i1][i2]); // jacobian dQ/dV
662 : : }
663 : : }
664 : 0 : }
665 : :
666 : : #include "potentiometer.defs.h"
667 : :
|
