7. Статический анализ схемы

Для проведения статистического анализа использовали метод Monte Carlo. Для получения статистических зависимостей задали допуск номиналов всех сопротивлений и емкостей 5%. Окно, в котором указывали допуски на элементы приведено на рисунке 7. Это производиться для того, чтобы максимально приблизить процессы, происходящие в усилителе, к реальным. Также это делается для того, чтобы упростить выбор элементов для сборки готовой исследуемой схемы, так как после проведения анализа нам будет известно, как поведет себя схема при заданных номиналах и допусках на номиналы элементов.

.MODEL RR1 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL RR2 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL RR3 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL RR4 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL RR5 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL RR6 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL RR7 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL RR8 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL RR9 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL RR10 RES (R=1 LOT=5%)

.MODEL CC1 CAP (C=1 LOT=10%)

.MODEL CC2 CAP (C=1 LOT=5%)

Рисунок 7. Указание допусков на элементы для проведения статистического анализа.

7.1 Метод Gauss

Для начала анализа запустили “Частотный анализ” и выбрали опцию Monte Carlo, в которой указали метод анализа Gauss, который является наиболее точным, и количество отсчетов, равное 150. Окно Monte Carlo представлено на рисунке 7.1.2. Далее в окне “Установки частотного анализа” указали область частот, в которой проводиться расчет. Окно “Установки частотного анализа” представлено на рисунке 7.1.1.

Рисунок 7.1.1. Окно “Limits” для варианта анализа Gauss.

Рисунок 7.1.2. Окно опции “Monte Carlo”

После того, как указали все параметры, запустили анализ, в результате которого получили семейство характеристик. Полученное семейство характеристик приведено на рисунке 7.1.3. На графике с помощью дополнительных построений отметили границы полосы пропускания и полосы задержания, в которых потом проводили анализ.

Рисунок 7.1.3. Семейство зависимостей коэффициента усиления от частоты.

На данном рисунке нашли зоны полос пропускания и задержания на нижних и верхних частотах. Каждую из этих зон увеличили и произвели на них дополнительные построения, чтобы определить, как сильно меняются частоты пропускания и задержания усилителя, если все его элементы имеют допуски. Кроме того, определили, как изменяется коэффициент усиления, если элементы схемы имеют допуски. Зависимость коэффициента от частоты в увеличенном виде представлена на рисунке 7.1.4.

Рисунок 7.1.4. Граничные коэффициенты усиления для схемы с допусками.

Для дальнейших расчетов сначала исследовали зону полосы пропускания на нижних частотах. Полученный график изображен на рисунке 7.1.5.

Рисунок 7.1.5. Изменение частоты в полосе пропускания нижних частот.

По полученному рисунку определили разность частот, в которой расположены все характеристики.

Далее исследовали полосу частот в зоне полосы задержания на нижних частотах. При этом анализ повторно не запускали, так как при повторном анализе каждая характеристика меняет свое положение относительно предыдущего случая. Полученная характеристика приведена на рисунке 7.1.6.

Рисунок 7.1.6. Изменение частоты в полосе задержания нижних частот.

После этого исследовали полосу пропускания и задержания в области верхних частот. Полученные зависимости с дополнительными построениями приведены на рисунках 7.1.7 и 7.1.8 соответственно.

Рисунок 7.1.7. Изменение частоты в полосе пропускания верхних частот.

Рисунок 7.1.8. Изменение частоты в полосе задержания верхних частот.

Все значения, которые получили в процессе проведения анализа, свели в таблицу 7.