1.2.3. Основные требования к моделям
Основные требования к моделям достаточно полно сформулированы в работе [6], а инженерные аспекты их применения, в работах [8,9].
Применительно к САПР электронных схем (ЭС) требования к моделям РК определяют следующие факторы.
1. Точность (адекватность) соответствия ЦАМ РК реальному образцу РК, которую обычно определяют по степени совпадения параметров ЦАМ и реального РК. Для оценки точности можно использовать или относительное отклонение параметра в рабочем диапазоне частот и режимов электропитания по постоянному и переменному току
,
(1.13)
где i – индекс параметра модели;
хМi и хЭi – теоретическое и эксперементальное значения i-того параметра и компонентов соответственно или среднеквадратическое относительное отклонение
,
(1.14)
где i – индекс параметра;
n – число РК в выборке;
размер хЭij – значение i-го параметра РК в выборке;
размер хМi – среднее значение i-го параметра модели РК.
Точность Хi и Хi необходимо рассматривать с точки зрения точности расчёта всей схемы. Так, точность машинного расчёта свободно доводится до 10-5-10-8 %, а точность модели в лучшем случае составляет несколько процентов. Таким образом, точность расчёта электрической схемы РЭС практически определяется точностью модели.
Требования к точности модели РК зависят от типа и назначения РЭС. Использование во всех случаях наиболее точных моделей может привести к резкому увеличению времени расчёта, так как обычно чем точнее модель, тем она сложнее. Поэтому для одного и того же РК целесообразно иметь набор моделей, например для резистора такой набор показан на рис.1.4. Целесообразность применения каждой из моделей должна быть обсуждена при анализе эквивалентных схем.
2.Измерительные комплексы для проверки моделей РК на соответствие их параметров паспортным данным, корректировки моделей для режимов, выходящих за рамки паспортных данных с целью возможности расширения области применения конкретного РК, измерения параметров моделей новых РК.
3.Определение и описание вероятностных характеристик параметров моделей РК. Это требование непосредственно связано с двумя вышеизложенными. Во-первых, точность модели непосредственно связана с вероятностными характеристиками её параметров, так как не имеет смысла достигать точность определения параметров существенно выше, чем разброс этих параметров, во-вторых, получение достоверных вероятностных характеристик модели .
4.Оценка влияния окружающей среды (температура, влажность и т.п.) для решения задач реального поведения исследуемого РЭС.
5.Оценка эффектов старения, чтобы получить сведения о надёжности проектируемого изделия, так как без таких оценок может потеряться сам смысл машинного проектирования.
6.Непрерывность модели, под которой понимают справедливость одной и той же модели для всех режимов работы РК. Непрерывная аналитическая макромодель описывается одним аналитическим выражением, непрерывная графическая модель одной и той же эквивалентной схемой для всех режимов работы РК. В противоположность "кусочная" модель описывается набором формул, каждая из которых соответствует одному из возможных режимов работы РК. Непрерывная модель значительно упрощает программу расчётов, но усложняет процесс её разработки.
7.Обусловленность модели, под которой понимают малое влияние относительных ошибок расчёта или измерения на измеряемую величину, а также возможность расчёта или измерения самих аргументов модели РК с малой относительной ошибкой. Так, модель транзистора плохо обусловлена, если её аргументом служит напряжение Uбэ и хорошо обусловлена, если аргументом служит Iб, так как этот ток можно измерить или рассчитать с меньшей относительной ошибкой, чем напряжение Uбэ. Здесь параметры модели сопоставимы с точностью измерений.
8.Простота модели, так как простая модель более предпочтительна в отношении сокращения времени вычислений.