3.5 Аналіз роботи схеми за методом Монте-Карло
Метод Монте-Карло дозволяє оцінити роботу пристрою при заданих параметрах розкиду елементів схеми. Це варіант статистичного оцінювання, прогнозування, імітації роботи схеми при не ідеальності технології виконання елемента. За цим методом можна отримати найгірший випадок роботи схеми або всі варіанти реакції схеми при заданому розкиді та числу експериментів.
Застосуємо метод Монте-Карло для найгіршого випадку роботи схеми, як в часовій так і в частотній області дослідження схеми. Аналогічно як при дослідженні температурної залежності схеми визначимо для всіх елементів їх моделі. Тепер в часовому режимі заходимо в закладку "Monte-Carlo/Опції", де заповнюємо відповідні графи (Рис.26.).
Рис. 26. Вікно опцій методу Монте-Карло.
Результати використання методу Монте-Карло при дослідженні в часовій області схеми показані на Рис.27.
Рис. 27. АЧХ та ФЧХ при випадковій зміні параметрів елементів у схемі методом найгіршого випадку.
4. Синтез та аналіз фільтрів
Параметри фільтра:
№ в-та |
Тип фільтра (активний/пасивний) |
Порядок, поліном Ч, Б, Ел |
Частоти зрізу, кГц |
Добротність Q |
Підсилення, Ku, db |
1 |
ФНЧ (акт) |
3 (Ч) |
1000 |
100 |
10 |
Програма Micro-Cap 8 (надалі – MC8) має функцію Filter Design, яка дозволяє синтезувати схеми фільтрів. По командах меню Design синтезуються аналогові активні і пасивні фільтри. Завдання на синтез передбачає вибір типу фільтру, введення характерних частот і коефіцієнта посилення фільтру. В результаті синтезу розраховується порядок фільтру при апроксимації його передавальної функції поліномами різного типу і таблиця нулів і полюсів окремих ланок фільтру. На закінчення розраховуються стандартні реалізації схем цих ланок, які записуються в окремі файли для подальшого використання. Доступні два типи проекту фільтру – проект активного фільтру і проект пассивного фільтру. Обидві доступні з меню Design. Меню Design містить дві команди Active Filters і Passive Filters для синтезу активних і пасивних аналогових фільтрів. Обидві ці команди мають однотипні діалогові вікна.
Можна синтезувати наступні типи фільтрів :
• Low pass – фільтр нижніх частот (ФНЧ);
• High pass – фільтр верхніх частот (ФВЧ);
• Bandpass – смуговий фільтр (ПФ);
• Notch – режекторний фільтр (РФ);
• Delay – фільтр, що забезпечує затримку.
Створюємо фільтр:
Рис. 25. Вікно створення пасивних фільтрів.
Рис. 26. Результати створення пасивного фільтра.
Рис. 27. Схема отриманого фільтра.
Рис. 28. Графік Боде.
Рис. 29. Перехідна характеристика створеного фільтра.
Рис. 30. Імпульсна характеристика створеного фільтра.
Висновок
Ознайомившись з ППП «Micro-Cap-8» можна зробити висновок, що даний продукт - це програма з багатовіконним інтерфейсом, який дозволяє створювати, редагувати електронні схеми, моделі і вигляд компонентів. Одночасно можна редагувати декілька схемних файлів, розміщених в різних вікнах. Під час виконання курсової роботи було проаналізовано схему підсилювача в часовій та частотній областях. В часовій області досліджено реакції схеми на сигнали різної форми (гармонічний і імпульсний, АМ та ЧМ сигнали), а в частотній - АЧХ і ФЧХ підсилювача за нормальних умов, при зміні температури та розкиду параметрів окремих компонентів. З отриманих результатів випливає, що дана схема є чутлива до зміни температури та до розкиду параметра елемента R5, смуга пропускання не перевищує необхідну для підсилювача звукових частот (майже 10 кГц), що негативно впливає на його характеристики.