7.2. Порядок решения задачи оптимизации в системе Microcap 7

Вход в процедуру оптимизации осуществляется вызовом подпрограммы АС Analysis из основного меню (рис. 5.20) и далее обращением к процедуре Optimize из меню программы АС Analysis в соответствии с рис. 7.1.

Рис. 7.1. Переход к процедуре оптимизации

На экране появляется таблица исходных данных для постановки задачи оптимизации. В раздел Find необходимо внести данные о компонентах вектора настройки , в виде наименования компонента настройки и его предельных (Low, High) значений. Так как все программы оптимизации работают с начальным вектором, то в качестве его компонентов следует выбрать резисторы R4 и R10, нижняя и верхняя границы которых лежат в окрестности значений, полученных для схемы с реальными компонентами (рис. 6.9). Для ввода этих данных в разделе Find нажимается кнопка Get (установить), после чего появляется окно параметров, где в разделе Parameter отыскивается название компонента настройки и производится его вызов в соответствии с рис. 7.2.

Рис. 7.2. Окно параметров настройки

Далее в графах Low, High записываются нижний и верхний пределы изменения значений компонента настройки.

В разделе That (что решается?) на каждой строке необходимо указать тип решаемой задачи для каждого ограничения в (7.7). Для рассматриваемой схемы фильтра выбирается тип Minimizes (минимизация) в соответствии с рис. 7.3.

Рис. 7.3. Выбор типа задачи

Далее нажатием кнопки Get осуществляется выбор первого параметра схемы, при этом на экране появляется окно выбора параметров из списка в МС7 (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Окно выбора параметров схемы.

В графе Function выбирается параметр схемы, в графе Expression выбирается характеристика, полученная в АС анализе для расчета параметра схемы. В графы XLow и XHigh в рассматриваемом случае заносятся нижняя и верхняя значения частот, в пределах которых вычисляется параметр схемы YRange. Если параметром является другая величина из списка, то заполнение всех граф производится в соответствии с определениями параметров, приведенными в разделе 5.7.

Нажатием ОК мы возвращаемся в основное окно задачи оптимизации, где повторяя процедуры, представленные на рис. 7.3, рис. 7.4, в каждой строке записываем все ограничения (7.7). После нажатия кнопки Optimize идет процесс поиска решения, по окончании которого появляются результаты решения (рис. 7.5) в виде значений компонент настройки после оптимизации в графе Optimized раздела Find.

Рис. 7.5. Результаты решения задачи оптимизации

После нажатия кнопок Apply (применить), Close (закрыть) на экране появляется АЧХ схемы (рис.7.6), в данном случае полосового фильтра, для значений компонентов настройки, полученных в результате решения задачи оптимизации.

Сравнивая АЧХ фильтра, представленные на рис. 6.10 до оптимизации и рис. 7.6 после оптимизации, убеждаемся, что параметры фильтра после оптимизации удовлетворяют поставленным требованиям.

Рис. 7.6. АЧХ фильтра после оптимизации

Значение весового коэффициента, использованного при решении задачи оптимизации Р₂=0,9 отличается рекомендованного Р₂=0,1 при постановке задачи в (7.7).

Следует отметить, что возможности процедуры оптимизации в системе MicroСap 7 ограничены по числу компонентов настройки – не более 4-х, по числу ограничений, накладываемых на параметры в (7.7) – не более 4-х, по не эффективному алгоритму оптимизации. По существу здесь сделана первая попытка внедрения методов оптимизации в схемотехническое проектирование.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Разевиг В. Д. Схемотехническое моделирование с помощью MicroCap 7. - М.: Горячая линия-Телеком, 2003. -368 с.

2. Кардашев Г. А. Виртуальная электроника. Компьютерное моделирование аналоговых устройств. - М.: Горячая линия-Телеком, 2002. -260 с.

3. Калахан Д. Методы машинного расчёта электронных схем. Пер. с англ. под ред. С.И. Сирвидаса. –М.: Мир, 1970. -343 с.

4. Машинный анализ электронных схем. Пер. с англ. под ред. В.Н. Ильина. –М.: Энергия, 1980. -640 с.

5. Ланнэ А.А. Оптимальный синтез линейных электронных схем. –М.: Связь, 1978. -336 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Список принятых сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	3
1. Цели и задачи компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных средств. . . . . . . .	4
1.1. Этапы и способы проектирования . . . . . . . . . . . . .	4
1.2. Понятие о математическом моделировании и математической модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	6
2. Математические модели компонентов . . . . . . . . . . .	10
2.1. Математические модели пассивных компонентов .	10
2.2. Математические модели диодов и транзисторов .	15
2.3. Математическая модель операционного усилителя	20
2.4. Температурная зависимость параметров активных компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
2.5. Математические модели независимых и зависимых источников тока и напряжения . . . . . . . . . . . . . . . .	24
2.6. Понятие о библиотеке моделей компонентов . . . .	28
3. Параметры и характеристики радиоэлектронных средств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	30
3.1. Понятие о техническом задании и технических условиях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	30
3.2. Понятие о спектральном анализе . . . . . . . . . . . . . .	31
3.3. Понятие о шумовых характеристиках . . . . . . . . . . .	34
3.4. Понятие о статистических параметрах . . . . . . . . . .	39
4. Системы компьютерного схемотехнического моделирования и их особенности . . . . . . . . . . . . . .	45
4.1. Исходные данные и дополнительные параметры . .	45
4.2. Дополнительные параметры при анализе режима по постоянному току . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	47
4.3. Дополнительные параметры при анализе характеристик во временной области . . . . . . . . . . .	52
5. Моделирование в системе MicroCap 7 . . . . . . . . . . . .	56
5.1. Подготовка исходной информации . . . . . . . . . . . . .	56
5.2. Порядок ввода электрической принципиальной схемы исходной информации . . . . . . . . . . . . . . . . .	61
5.3. Порядок проведения анализа в частотной области .	70
5.4. Порядок проведения анализа во временной области . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	75
5.5. Порядок проведения спектрального анализа . . . . .	77
5.6. Порядок проведения анализа шумовых характеристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	81
5.7. Порядок проведения статистического анализа . . . .	84
6. Синтез фильтров в системе MicroCap 7 . . . . . . . . . .	95
6.1. Исходные данные в задачах фильтрации . . . . . . . .	95
6.2. Ввод требований к фильтру . . . . . . . . . . . . . . . . . .	97
6.3. Выбор схемы реализации и денормирование элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	98
7. Оптимизация параметров в системе МС7 . . . . . . . . .	104
7.1. Понятие о задачах оптимизации . . . . . . . . . . . . . .	104
7.2. Порядок решения задачи оптимизации в системе MicroСap 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	109
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	114

117