LTspice XVII - Errore "Time step too small"

[gvee]

Sto cercando di simulare con LTspice un piccolo circuito con un MCP602 il cui modello spice messo a disposizione dalla Microchip è questo:

Codice: Seleziona tutto

.SUBCKT MCP6021 1 2 3 4 5
*               | | | | |
*               | | | | Output
*               | | | Negative Supply
*               | | Positive Supply
*               | Inverting Input
*               Non-inverting Input
*
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* The following op-amps are covered by this model:
*      MCP6021,MCP6021R,MCP6022,MCP6023,MCP6024
*
* Revision History:
*     REV A: 10-Feb-01, KEB (created model)
*     REV B: 27-Aug-06, HNV (added over temperature, improved output stage,
*                            fixed overdrive recovery time)
*             (MC_RQ, 27-Aug-06, Level 1.17)
*
* Recommendations:
*      Use PSPICE (other simulators may require translation)
*      For a quick, effective design, use a combination of: data sheet
*            specs, bench testing, and simulations with this macromodel
*      For high impedance circuits, set GMIN=100F in the .OPTIONS statement
*
* Supported:
*      Typical performance for temperature range (-40 to 125) degrees Celsius
*      DC, AC, Transient, and Noise analyses.
*      Most specs, including: offsets, DC PSRR, DC CMRR, input impedance,
*            open loop gain, voltage ranges, supply current, ... , etc.
*      Temperature effects for Ibias, Iquiescent, Iout short circuit
*            current, Vsat on both rails, Slew Rate vs. Temp and P.S.
*
* Not Supported:
*      Chip select (MCP6023)
*      Some Variation in specs vs. Power Supply Voltage
*      Monte Carlo (Vos, Ib), Process variation
*      Distortion (detailed non-linear behavior)
*      Behavior outside normal operating region
*
* Input Stage
V10  3 10 -500M
R10 10 11 690K
R11 10 12 690K
G10 10 11 10 11 288U
G11 10 12 10 12 288U
C11 11 12 0.2P
C12  1  0 6.00P
E12 71 14 POLY(4) 20 0 21 0 26 0 27 0   0 1 1 1 1
G12 1 0 62 0 1m
M12 11 14 15 15 NMI
G13 1 2 62 0 .08m
M14 12 2 15 15 NMI
G14 2 0 62 0 1m
C14  2  0 6.00P
I15 15 4 225.0U
V16 16 4 -300M
GD16 16 1 TABLE {V(16,1)} ((-100,-1p)(0,0)(1m,1u)(2m,1m))
V13 3 13 -300M
GD13 2 13 TABLE {V(2,13)} ((-100,-1p)(0,0)(1m,1u)(2m,1m))
R71  1  0 20.0E12
R72  2  0 20.0E12
R73  1  2 20.0E12
I80  1  2 500E-15
*
* Noise, PSRR, and CMRR
I20 21 20 423U
D20 20  0 DN1
D21  0 21 DN1
G26  0 26 POLY(2) 3 0 4 0   0.00 -31.6U -79.4U
R26 26  0 1
E271 275 0 1 0 1
E272 276 0 2 0 1
R271 275 271 37k
R272 276 272 37k
R273 271 0 1k
R274 272 0 1k
C271 275 271 3p
C272 276 272 3p
G27  0 27 POLY(2) 271 0 272 0  -327U 500U 500U
R27 27  0 1
*
* Open Loop Gain, Slew Rate
G30  0 30 12 11 1
R30 30  0 1.00K
G31 0 31 3 4 4
I31 0 31 DC 76.9
R31 31  0 1 TC=2.34M,-4.57U
GD31 30 0 TABLE {V(30,31)} ((-100,-1n)(0,0)(1m,0.1)(2m,2))
G32 32 0 3 4 10
I32 32 0 DC 65
R32 32  0 1 TC=1.80M,-3.97U
GD32 0 30 TABLE {V(30,32)} ((-2m,2)(-1m,0.1)(0,0)(100,-1n))
G33  0 33 30 0 1m
R33  33 0 1K
G34  0 34 33 0 1.00
R34  34 0 1K
C34  34 0 14U
G37  0 37 34 0 1m
R37  37 0 1K
C37  37 0 6P
G38  0 38 37 0 1m
R38  39 0 1K
L38  38 39 31U
E38  35 0 38 0 1
G35 33 0 TABLE {V(35,3)} ((-1,-1n)(0,0)(50.0,1n))(55.0,1))
G36 33 0 TABLE {V(35,4)} ((-55.0,-1)((-50.0,-1n)(0,0)(1,1n))
*
* Output Stage
R80 50 0 100MEG
G50 0 50 57 96 2
R58 57  96 0.50
R57 57  0 500
C58  5  0 2.00P
G57  0 57 POLY(3) 3 0 4 0 35 0   0 0.75M 0.8M 2.00M
GD55 55 57 TABLE {V(55,57)} ((-2m,-1)(-1m,-1m)(0,0)(10,1n))
GD56 57 56 TABLE {V(57,56)} ((-2m,-1)(-1m,-1m)(0,0)(10,1n))
E55 55  0 POLY(2) 3 0 51 0 -1.4M 1 -19.1M
E56 56  0 POLY(2) 4 0 52 0 3.5M 1 -19.0M
R51 51 0 1k
R52 52 0 1k
GD51 50 51 TABLE {V(50,51)} ((-10,-1n)(0,0)(1m,1m)(2m,1))
GD52 50 52 TABLE {V(50,52)}  ((-2m,-1)(-1m,-1m)(0,0)(10,1n))
G53  3  0 POLY(1) 51 0  -50.0U 1M
G54  0  4 POLY(1) 52 0  -50.0U -1M
*
* Current Limit
G99 96 5 99 0 1
R98 0 98 1 TC=3.18M,-842N
G97 0 98 TABLE { V(96,5) } ((-11.0,-23.0M)(-1.00M,-22.7M)(0,0)(1.00M,22.7M)(11.0,23.0M))
E97 99 0 VALUE { V(98)*((V(3)-V(4))*0.00 + 1.00)}
D98 4 5 DESD
D99 5 3 DESD
*
* Temperature / Voltage Sensitive IQuiscent
R61 0 61 1 TC=2.62M,-1.92U
G61 3 4 61 0 1
G60 0 61 TABLE {V(3, 4)}
+ ((0,0)(900M,9.2U)(1.1,50U)(1.3,240U)
+ (2.1,870U)(2.2,900U)(5.5,980U))
*
* Temperature Sensistive offset voltage
I73 0 70 DC 1uA
R74 0 70 1 TC=3.5
E75 1 71 70 0 1
*
* Temp Sensistive IBias
I62 0 62 DC 1uA
R62 0 62 REXP  245U
*
* Models
.MODEL NMI NMOS(L=2.00U W=42.0U KP=20.0U LEVEL=1 )
.MODEL DESD  D   N=1 IS=1.00E-15
.MODEL DN1 D   IS=1P KF=12.5F AF=1
.MODEL REXP RES TCE= 9.16
.ENDS MCP6021


Dopo la classica procedura di integrazione del modulo in LTspice descritta qui, la simulazione di transitorio non va a buon fine perché viene rappresentato il messaggio di errore

Analysis: Time step too small; time = 0.0032571, timestep = 1.34703e-18: trouble with node u2:30

il quale mi dice che c'è un errore sul nodo 30 (u2 fa riferimento al componente nel circuito).
Ho una conoscenza di base della sintassi spice e potrei eventualmente approfondirla per capire bene il modello in tutti i suoi dettagli, ma non sono sicuro che basti per risolvere.

In rete ho trovato alcuni riferimenti all'errore "Time step too small" ma non ho potuto risolvere.
Il problema è ovviamente dovuto al modello. Può essere appunto che questo sia sbagliato in modo tale che l'analisi diverge se si verifica una determinata condizione sul nodo 30 ?

In ogni caso qualcuno ha qualche suggerimento utile o esperienza con questo tipo di errore per capire se si può risolvere o se vale la pena indagare ?

Ringrazio in anticipo.

[EdmondDantes]

Hai inserito il riferimento di terra?
Se si', prova ad inserirlo con un valore di resistenza molto alto.

[gvee]

Sì, il simbolo del potenziale di riferimento (io preferisco chiamarlo così) è inserito ma se ci metto in serie una R molto alta anche dell'ordine di M ohm (non capisco come potrebbe risolvere) il simulatore avvisa che ci sono guai sul nodo 98.
Ovviamente con GIT a 0 V con R serie molto alta non cambia nulla.

Mah.

[banjoman]

Sarebbe opportuno se oltre al modello postassi il circuito completo in cui e' utilizzato, le analisi che hai fatto e le opzioni che hai utilizzato.... altrimenti localizzare il problema diviene un po' arduo....

[gvee]

banjoman il problema non è dovuto al circuito (un semplice filtro attivo del primo ordine che funziona con modello operazionale universale 2) ma dal modello offerto dalla Microchip. Per questo non l'ho postato.

[EdmondDantes]

Prova a cambiare il metodo di risoluzione: da Normal ad Alternate.

[xyz]

Bisogna vedere la netlist di SPICE con i comandi di simulazione, in un menu di permette di vederla, molto probabilmente la linea incriminata è quella che inizia con ".tran", la sua sintassi:

http://www.stuffle.net/references/PSpice_help/tran.html

I parametri che possono aiutare la convergenza del risolutore sono "gmin" e "cshunt", qui trovi le loro descrizioni:

http://ltwiki.org/LTspiceHelp/LTspiceHe ... ptions.htm

[banjoman]

banjoman il problema non è dovuto al circuito (un semplice filtro attivo del primo ordine che funziona con modello operazionale universale 2) ma dal modello offerto dalla Microchip. Per questo non l'ho postato.

Si ma se postavi il circuito (meglio ancora: la netlist generata con dentro tutti i comandi e opzioni di SPICE) lo simulavo e ti sapevo dire qualcosa....
Ci sono un sacco di opzioni di SPICE su cui intervenire quando vi sono problemi di convergenza. Pero' ripeto, se non mi fornisci qualche dettaglio in piu'....

[banjoman]

Ho impostato e simulato un filtro passa basso butterworth 2 ordine usando il tuo modello del mcp6021.
Frequenza di taglio 1kHz.
SImulato risposta in frequenza AC da 10 Hz a 100 kHz: no problem.
Transitorio con impulso in ingresso, durata impulso 1 msec, rise/fall time 1usec: time step 10ns (ho esagerato apposta) no problem, a parte un po' di overshoot.

Quel modello mi sembra che funzioni decentemente....

[EcoTan]

timestep = 1.34703e-18

valore bassino.
Ho dato un'occhiata al mio LTspice e trovo:
max timestep non specificato (clic destro su .tran 0.1)
trtol=1 (tools - control panel - SPICE)
cioè i valori di default.