Роберт Хайнеманн - Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE

После того как PSPICE завершит вычисления, откроется окно Available Sections, в котором можно выбирать для отображения на экране PROBE результаты интересующих вас прогонов анализа Монте-Карло. В данном случае вам требуются все имеющиеся данные, поэтому просто щелкните по кнопке OK.

Шаг 24А теперь выведите на экран диаграмму частотной характеристики выходного напряжения полосового фильтра для всех десяти прогонов анализа Монте-Карло (рис. 9.39).

Рис. 9.39. Поведение схемы BP_AKT.sch в ходе анализа Монте-Карло

Результат не то чтобы грандиозный, но, кажется, фильтр все же рабочий. Конечно, 1% и 2% очень низкие для допусков значения, и дальнейшее уменьшение возможно, только если точно подгонять резисторы и «вручную» выбирать конденсаторы.

Наряду с анализом Монте-Карло в программе PROBE можно выполнить стохастический эквивалент анализа производительности: на экране будет показано статистическое распределение величин, которые извлекаются из каждого отдельного прогона анализа Монте-Карло с помощью целевых функций. В качестве примера изобразим в виде гистограммы статистическое распределение ширины полосы на уровне 3-dB десяти полученных выше кривых.

Шаг 25Чтобы создать гистограмму статистического распределения ширин полос частот на уровне 3-dB, действуйте следующим образом:

1. Удалите с экрана PROBE все диаграммы.

2. Активизируйте опцию Performance Analysis, щелкнув на панели инструментов PROBE по кнопке .

3. Откройте окно Add Traces, отправьте в строку Trace Expressionфункцию Bandwith(1, db_level) и в скобках введите Bandwith (V(R7:1.3). Щелкните по кнопке OK, и на вашем экране будет создана гистограмма, структура которой аналогична изображенной на рис. 9.40 (с вашими статистическими данными диаграмма будет выглядеть иначе).

Рис. 9.40. Гистограмма статистического распределения полос частот на уровне 3-dB

Разумеется, нельзя ожидать подробной статистики после всего десяти прогонов анализа Монте-Карло, однако вам не возбраняется увеличить их количество до 399, чтобы создать более совершенную гистограмму. Чем больше прогонов вы потребуете сделать в ходе анализа Монте-Карло, тем тоньше будут столбцы и тем больше их будет отображено. Число столбцов вы можете установить, выбрав в меню PROBE Optionsстроку Number of Histogram Divisions(Количество столбцов гистограммы).

Теперь вкратце рассмотрим опции окна Monte Carlo or Worst Case(см. рис. 9.38), которыми вы еще не пользовались:

• YMAX — определяет максимальную разницу между «номинальным прогоном» и отдельными прогонами (MC Runs). Результаты можно получить только в выходном файле;

• MAX — определяет максимальное значение (относительный максимум) отдельных прогонов MC Runs, а также отклонение отдельных максимальных значений от максимального значения «номинального прогона». Результаты можно получить только в выходном файле;

• MIN — функция, аналогичная опции MIN. Результаты можно получить только в выходном файле;

• RISE — определяет первое превышение границы (при нарастании фронта), заданной в поле ввода Rise/Fall(Нарастание/Спад). Результаты можно получить только в выходном файле;

• FALL — действует аналогично RISE, но только при спаде фронта. Результаты можно получить только в выходном файле;

• LIST — записывает параметры всех прогонов MC Runs в выходной файл;

• SEED — стартовая позиция (начальное число) генератора случайных чисел. 1≤SEED≤32767. Если вы ничего не вводите в поле SEED(Начальное число), то по умолчанию устанавливается начальное число 1753. Одинаковые значения в этом поле при одинаковых анализах всегда дают одинаковые «случайные» числа. Поэтому, если вы хотите использовать новый набор значений параметров, предварительно измените значение в поле SEED;

• ALL — выявляет все данные;

• FIRST — предоставляет только результаты первых прогонов MC Runs и ровно стольких, сколько вы запросили в поле Value;

• EVERY — предоставляет результаты каждого N-прогона MC Run. При этом N соответствует значению, которое вы ввели в поле Value;

• RUN — предоставляет результаты только указанных в поле Valueпрогонов анализа Монте-Карло;

• RANGE: (Lo/Hi) — диапазон изменяемой переменной, внутри которого следует осуществлять поиск YMAX, MAXи MIN.

Напоследок приведем небольшой пример того, как можно изменять параметры компонентов, если они не доступны через меню атрибутов (как было показано выше на примере резисторов и конденсаторов).

Исследуем схему с общим эмиттером, изображенную на рис. 9.10, для того случая, когда усиление тока транзистора рассеивается на ±50%.

Сначала надо маркировать транзистор (чтобы он окрасился в красный цвет), затем открыть меню Editи выбрать в нем строку Model…. Откроется окно Edit Model,где нужно щелкнуть по кнопке Edit Instance Model (Text)…(Редактировать модель образца…). Откроется редактор моделей с параметрами транзистора. Рядом с усилением тока Bf следует в качестве дополнения ввести допуск Dev=50% (рис. 9.41). Программа PSPICE автоматически присваивает этой модели новое имя (BC548B-X). Созданная модель действительна только в данной схеме (то есть локально). Она сохраняется в той же директории, что и чертеж и под тем же именем, но с расширением файла .lib. Новую модель можно присвоить и другим транзисторам той же схемы. Для этого нужно маркировать изменяемый компонент, затем открыть окно Edit Modelи щелкнуть в нем по кнопке Change Model Reference…(Изменить ориентировочное название модели…). В открывшемся окне вы можете ввести новое имя модели. Такой способ позволяет, например, присвоить модель BC548B-X транзистору BC548B.

Рис. 9.41. Редактор моделей с моделью BC548B; усиление тока Bf имеет разброс ±50%

Анализ Монте-Карло с измененным транзистором показал удовлетворительные результаты (рис. 9.42). Разброс усиления тока, благодаря сильной отрицательной обратной связи, не оказывает заметного влияния на частотную характеристику схемы.

Рис. 9.42. Выходное напряжение схемы с общим эмиттером после десяти прогонов анализа Монте-Карло