Методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов специальности 220201. 65 «Управление и информатика в технических системах» (стр. 4 из 4)

Количество статистических испытаний (Number of Runs) установите 200 (максимальное значение не более 30 000). В первом испытании случайные величины принимают свои номинальные значения, в последующем — в соответствии с выбранным законом распределения.

Строка Repot When заполняется по умолчанию как Rise Time ((v(out)/v(in))/30,1,1,1,2). Её содержимое открывается по нажатию пиктограммы Get, где:

Еxpression – выражение вычисляемой функции;

Вооlean – булевое выражение вычисляемой функции;

N - определитель примера для измерения и графики;

Low и High – верхнее и нижнее значение.

После того как панель метода Монте-Карло настроена, включите её.

Затем откройте окно AC-analysis и внесите изменения в настройки, как это предложено на рис. 9.

Рис. 9. Параметры для настройки режима AC-analysis

Запустите моделирование выбором пункта Run или нажатием клавиши F2. Реализации характеристик цепи у(х) выводятся на экран дисплея в виде семейства графиков. Реализацией случайного процесса (или возможным значением случайного процесса) называется всякая функция x_i (t), которой может оказаться равным случайный процесс X(t) в результате опыта.

Из графика АЧХ можно определить, в каких пределах изменяется К_u усилителя при заданном разбросе значений резистора или другого элемента схемы, или нескольких элементов одновременно.

Проведите статистическую обработку результатов, для чего перейдите в меню Monte Carlo > Add Histograms построение гистограмм (этот режим доступен после выполнения моделирования). Гистограмма отражает частоту появлений значений случайной величины в каждом из интервалов наблюдения. В результате действия этой команды будет построена гистограмма (рис. 10), которая отражает частоту появлений значений случайной величины в каждом из интервалов наблюдения.

Рис. 10. Гистограмма

Значения выбранной характеристики F во всех реализациях выведены в окне в правой части экрана. Ниже него приведено окно, в котором можно задать количество интервалов разбиения, области определения анализируемой характеристики F (Intervals) и значения ее границ (Low, High).

Кроме того, в нижней части экрана помещается следующая статистическая информация:

Low — минимальное значение характеристики;

Mean — ее среднее значение;

High — максимальное значение;

Sigma — среднеквадратическое отклонение случайной величины F.

Таблица 4

Варианты заданий

Номер	1	2	3	4	5	6	7	8
Элемент	R1	R2	R3	R4	R5	C1	C2	C3
Рекомендуемый диапазон вариации	100k- 150k	6k-12k	100-200	2.3k-4.3k	7k-12k	0.1u-20u	0.1u-20u	1u-10u

Результаты статистической обработки заносятся также в текстовый файл

после выбора подкоманды Monte Carlo > Histograms > Statistics. Текстовая информация размещается в файлах, имеющих то же имя, что и имя схемы, и расширения имени .АМС, .DMC, .ТМС, в зависимости от вида анализа.

Определите разброс параметров заданного преподавателем элемента (табл. 4) при условии, что K_u не должен меняться более чем на 5, 10, 15 % (по заданию).

10. Расчёт спектральной плотности напряжения шума

на выходе усилителя.

Данный вид расчёта особенно актуален для усилительных устройств, например, для построения АХ. Расчет спектральной плотности уровня шума выполняется в режиме малого сигнала по директиве NOISE. Параметры этой директивы переносятся в соответствующее диалоговое окно режима AC analysis. В этом окне (рис. 11) пользователь должен в графах Y Expression указать имя переменной ONOISE или INOISE, выводимой на графики, а также задать диапазон частот анализа. Заметим, что одновременно со спектральными плотностями шума нельзя выводить на графики другие переменные. Например, нельзя одновременно построить графики ONOISE и V(Out).

В математических моделях компонентов, принятых в программе МС7, учитываются тепловые, дробовые и низкочастотные фликер-шумы (см. подробности в [1]). Спектральные плотности шума от отдельных источников суммируются. В качестве спектральной плотности выходного шума (размерность В²/Гц) рассчитывается спектральная плотность напряжения между узлами схемы, указанными в спецификации Noise Output. Если в качестве источника входного сигнала включается источник напряжения, то на вход пересчитывается спектральная плотность напряжения, а если источник тока — то спектральная плотность тока.

Рис. 11. Параметры настройки окна AC analysis

В результате расчета уровня шума на графиках и в таблицах выводятся значения квадратного корня из спектральной плотности напряжения шума (размерность В/ÖГц) или спектральной плотности тока шума (размерность А/ÖГц ).

Заполните окно, как это указано на рис. 11, для вывода напряжения спектральной плотности шума на выходе усилителя.

Контрольные вопросы

1. Как выполнить анализ переходных процессов?

2. Как выполнить анализ в частотной области?

3. Как работает многовариантный анализ?

4. Дайте физическое объяснение результатам, полученным в режиме Stepping.

5. Как исследовать гармонический состав напряжения выпрямителя?

6. Как работает метод Монте-Карло в Micro-Cap?

7. Как осуществляется расчёт спектральной плотности шума на выходе

усилителя?

Библиографический список

1. Разевиг В. Д. Система сквозного проектирования электронных устройств

Design Lab 8.0. / В. Д. Разевиг. – М. : Солон, 1999. – 235 c.

2. Разевиг В. Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap6 /

В. Д. Разевиг. – M. : Горячая линия-Телеком, 2001. – 334 с.

Моделирование аналоговых устройств в MICRO-CAP

Методические указания к выполнению лабораторной работы

для студентов специальности 220201.65

«Управление и информатика в технических системах»

Коваленко Сергей Николаевич

Главный редактор Л. А. Суевалова

Редактор Н. Г. Петряева

Подписано в печать 23.03.07. Формат 60x84 1/16.

Бумага писчая. Гарнитура «Таймс». Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,16.

Тираж 100 экз. Заказ

Издательство Тихоокеанского государственного университета.

680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.

Отдел оперативной полиграфии издательства

Тихоокеанского государственного университета

680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.