シムサーキット有限会社は回路シミュレーションに関連する技術/製品/サービスを提供する会社です。

６．外部モデルを入手して使う

さて今度は、メーカーのウェブサイトよりモデルを入手して、解析に利用してみましょう。

日本テキサス・インスツルメンツ・セミコンダクター社のWebよりOPアンプのSPICEモデルをダウンロードします。
下記のトップページより、

　　　　日本テキサス・インスツルメンツ・セミコンダクター

ツールとソフトウェア ＞ WEBENCH(R) デザイン・センター ＞ モデルのダウンロード ＞ PSpice、TINA-TI リファレンス・デザインと Spice モデル

と進み、OPアンプの「LF353」のPSpiceモデルをクリックして、”sloj039.zip”というファイル名のファイルをダウンロードして下さい。

ダウンロードしたファイルは、圧縮されているので解凍します。SPICEモデルは、テキストファイルなので解凍すれば、内容はテキストエディタで確認できるはずです。ところが、このモデルの拡張子はなぜか、"LF353.301"となっています。後で取り扱いに支障を来たさないように、拡張子を一般的な"LF353.mod"や"LF353.lib"と変更します。
　この場合は比較的面倒な方ですが、すぐに使用できる状態で提供されているサイトもあるので、その状態に合わせて適宜処理して下さい。

TopSpice付属のTopSpice Circuit File Editorで開くとSPICE特有のコマンドが色分けされ、大変見やすくなります（図6-1および6-2）。（スタート＞プログラム）

図6-1　回路ファイル・エディタの起動

図6-2　回路ファイル・エディタでサブサーキット・モデルを開いたところ

上記でも触れましたが、モデルファイルの拡張子は、***.libや***.modが一般的に使われています。１種類のSPICEモデルのみを含んでいるものを***.mod、複数の関連したモデルを集めて１つのファイルにしてあるものをライブラリと呼んで、***.libという拡張子にしている場合もありますが、厳格に決められている訳ではありません。モデルは、テキストファイルですので、その他の拡張子であってもテキストエディタで確認してください。ただし、16進数の固まりが表示された場合は、保存の時に暗号化した特定のシミュレータでしか読めないモデル、ライブラリです。他のシミュレータではエラーとなってしまします。

ダウンロードして拡張子を変えたファイルは、取り敢えず、回路図ファイルと同じフォルダに入れておきましょう。モデルが増えてきたらLIB等の名前を付けたフォルダを任意の場所に作り、その中にまとめて入れておいた方がよいかもしれません。

さて、５節で作成したopamp1.TSCファイルを再度読み込んで、opamp2.TSCという別名で保存して下さい。メニューバーより

　　File＞Save As

でopamp2.TSCを保存します。この回路図は、OPアンプをウェブからダウンロードしたモデルに変更するためのものです。

回路図シンボルとモデルの当てはめは、次のようにします。図6-3のように、メニューバーより

　　Project＞Add/Edit Model Links...

とクリックします。

図6-3　参照モデルやライブラリの追加

　図6-4のように、現れたダイアログボックスで、Browseをクリックして参照させたいモデル･ファイルやライブラリを探します。

図6-4　参照させたいモデル･ファイルやライブラリを探す

　目標のLf353.modファイルを指定し、「開く」ボタンをクリックする。

図6-5　目標のモデル・ファイルを指定し、「開く」ボタンをクリックする

図6-6のように、ラジオボタンは.LIBを選択し、Addボタンで下の欄に表示させて下さい。".LIB"は、回路のファイルにモデルを組み込んでしまう（.INC）のではなく、参照させるコマンドです。これでこのモデルがこの回路図から参照されるようになります。

これが、モデルが複数記述されているライブラリ・ファイルならば、その中のモデルのどれでも回路図内で使用できます。

図6-6　.LIBを選択し、Addボタンをクリックする

　回路図のシンボルX1をダブルクリックし、Value/name欄にモデル名”LF353”を記入すれば完了です（図6-7）。

図6-7　シンボルにモデル名を入力する

　図6-8のように、モデルがUA741からLF353に交換され、回路図が完成しました。

シミュレーションを実行して、5章までのモデルとの違いなどを確かめてみて下さい。周波数帯域やスルーレートに違いがあります。

図6-8　モデルが交換され、完成した回路図

Column　[コラム]　-----　サブサーキットのシンボルとモデルの関係 　サブサーキットは、プログラミングのサブルーチンと同じで、メインルーチンから呼び出される形式になっていて、メインツーチンつまりSPICEでは最上層の回路図をすっきりさせ、サブの部分は何度も繰り返し使用できるという特長があります。 　回路図上でサブサーキットは、いくつかの端子（ピン）を持った一つのシンボルとして表されます。 外部のサブサーキット形式のモデルを、自分のシミュレータに取り込んで使用したい場合、通常提供されているのは、モデルのみです。 モデルとは、図6-2に示したようなテキスト・ファイルです。回路図上のシンボルは、このモデルの記述とぴったりと一致していなければなりません。 シンボルとモデルの一致とは、具体的には以下のようになります。   （サブサーキット形式のモデルの例） * LF353 OPERATIONAL AMPLIFIER "MACROMODEL" SUBCIRCUIT * CREATED USING PARTS RELEASE 4.01 ON 06/27/89 AT 08:19 * (REV N/A) SUPPLY VOLTAGE: +/-15V * CONNECTIONS: NON-INVERTING INPUT * | INVERTING INPUT * | | POSITIVE POWER SUPPLY * | | | NEGATIVE POWER SUPPLY * | | | | OUTPUT * | | | | | .SUBCKT LF353 1 2 3 4 5　　　←　当てはめるシンボルは、ここのピン数とピン順番が重要！！ * C1 11 12 3.498E-12 C2 6 7 15.00E-12 DC 5 53 DX DE 54 5 DX DLP 90 91 DX DLN 92 90 DX 　　　　・ 　　　　・ 　　　　・ .ENDS LF353 ●シンボルとモデルの重要な一致点 　(1) シンボルは、全部で5ピンであり、モデルの".SUBCKT"ステートメントでも全ピン数は5である。 　(2) シンボルにおけるピンの順番は、「+入力」，「-入力」，「+電源」，「-電源」，「出力」となっていて、 　　　これは".SUBCKT"ステートメントでも、同じ順番である。 　つまり、「サブサーキットのシンボルとモデルで一致させるべき点は、ピンの数とピンの順番です。」　 ".SUBCKT"ステートメント内のピンの名前は、サブルーチン内だけのルールなので、どんな英数字であっても関係ありません。ピンが意味する内容が一致していれば良いということです。 このピン数や順番が合わなければ、回路図とモデルのピン配列が合わないことになり、正しくSPICEネットリストが生成されません。 　なお、このモデルのピン数やピン順番の注意は、ユーザーやデバイスメーカーが自由に作ることのできるサブサーキットによるモデル(.SUBCKTコマンド）の場合にのみ必要となります。".SUBCKT"コマンドではなく、".MODEL"コマンドを使っているダイオード、トランジスタ等のデバイス・モデルを、取り込む場合は、SPICEの標準ルールでピン数が順番が決められているので、悩む必要はありません。