OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей - [131]
Рис. 17.25. Схема для исследования влияния допусков транзистора на выходное напряжение
На правой панели, сразу после «Bf=255,9», напечатайте «Dev=25%». Этот допуск будет относиться к параметру В>f. Затем используйте File, Save и закройте окно. После введения схемы сохраните ее.
Анализ по методу Монте-Карло
Для подготовки к анализу выберем PSpice, New Simulation Profile с именем Bridgc1. Выберите Time Domain в качестве типа анализа, установите интервал моделирования в 400 мкс с максимальным шагом 0,4 мкс. Проверьте поле для Monte Carlo/Worst Case, используя выходную переменную V(RL:1). Установите число проходов равным 10 при однородном распределении и сохранении данных для всех проходов. Проведите моделирование и получите в Probe графики V(Rs:1) и V(RL:1), как показано на рис. 17.26. Затем в поле Tools Options главного меню выберите опцию Probe «never use symbols» (никогда не использовать символы), чтобы избежать перекрытия графиков символами.
Рис. 17.26. Результаты исследования влияния погрешности h>FE транзистора методом Монте-Карло
Обратите внимание, что некоторые графики на экране больше ожидаемых или нормальных значений, в то время как другие меньше. Это результат случайного изменения h>FE в пределах допуска ±25%. Используйте курсор, чтобы найти значение каждого из вторых максимумов выходного напряжения. Они должны иметь значения 8,355, 8,365 В и так далее. На графиках, показанных здесь, минимальные и максимальные значения были 8,3501 и 8,3667 В.
>** circuit file for profile: Bridgc1
>*Analysis directives:
>.TRAN 0 400us 0 0.4us
>.MC 10 TRAN V(C43) VMAX OUTPUT ALL
>.PROBE
>**** INCLUDING bridgcir-SCHEMATIC1.net ****
>* source BRIDGCIR
>R_RE 6 0 220
>R_R2 3 0 3.3k
>R_R1 4 3 40k
>R_RL 4 5 4.7k
>R_Rb 3 4 150k
>R_Rs 1 2 1k
>V_V1 1 0
>+SIN 0 10mV 5kHz 0 0 0
>V_VCC 5 0 12V
>Q_Q1 4 3 6 Q2N2222
>C_C2 6 0 15uF
>C_C1 2 3 15uF
>* *** BJT MODEL PARAMETERS
> Q2N2222
> NPN
>IS 14.340000E-15
>BF 255.9
>MONTE CARLO NOMINAL
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .7593 ( 4) 8.1468
>( 5) 12.0000 ( 6) .1297
>MONTE CARLO PASS 2
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .7587 ( 4) 8.1580
>( 5) 12.0000 ( 6) .1293
>MONTE CARLO PASS 3
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .7589 ( 4) 8.1541
>( 5) 12.0000 ( 6) .1294
>MONTE CARLO PASS 4
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .7596 ( 4) 8.1414
>( 5) 12.0000 ( 6) .1300
>MONTE CARLO PASS 10
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .7594 ( 4) 8.1460
>( 5) 12.0000 ( 6) .1298
>**** SORTED DEVIATIONS OF V(4) TEMPERATURE = 27.000 DEG С
>MONTE CARLO SUMMARY
>Mean Deviation = 2.2930E-03
>Sigma = 8.2363E-03
>RUN MAX DEVIATION FROM NOMINAL
>Pass 5 .0151 (1.83 sigma) higher at T = 53.3150E-06
> ( 100.19% of Nominal)
>Pass 2 .0128 (1.55 sigma) higher at T = 248.12001-06
> ( 100,16% of Nominal)
>Pass 8 4.8375E-03 ( .59 sigma) lower at T = 50.9140E-06
> ( 99.939% of Nominal)
>Pass 10 1.0772E-03 ( .13 sigma) lower at T = 246.9200E-06
> ( 99.986% of Nominal)
Рис. 17.27. Выходной файл с результатами анализа по методу Монте-Карло
Небольшая часть выходного файла показана на рис. 17.27. Обратите внимание на две директивы, определяющие тип анализа:
>.TRAN 0 400us 0 0. 4us
>.МС 10 TRAN V([4]) YMAX OUTPUT ALL
Первая директива вызывает анализ переходных процессов на интервале 400 мкс, вторая — запрашивает анализ по методу Монте-Карло с 10 проходами для отклонений напряжения V(4), которое идентично V(RL:1) на графике. Внизу выходного файла после последнего результата для анализа Монте-Карло приведен раздел, показывающий сортировку отклонений напряжения на узле 4. Данные значения представляют собой среднее и среднеквадратичное отклонение. Например, в момент t=254,24 мкс при втором проходе произошло максимальное отклонение в 100,16% от номинального значения.
Анализ на наихудший случай
При предыдущем моделировании мы выполнили анализ по методу Монте- Карло, установив в окне условия в Monte Carlo/Worst Case. То же самое окно может использоваться для анализа на наихудший случай при выборе Worst Case/Sensitivity. Выходная переменная по-прежнему V(RL:1), но при выборе Worst Case/Sensitivity в поле опций необходимо выбрать «Vary devices that have only DEV tolerances» (Изменять только компоненты, которые имеют допуски DEV). Проверьте поле «Save data from each sensitivity run» (Сохранять данные прохода для каждой чувствительности) и выберите кнопку «More Settings». В следующем окне выберите «Find the maximum value (MAX)» (Находить максимальное значение) и используйте опцию «high».
Проведите моделирование и получите в Probe графики V(Rs:1) и V(RL:1), как показано на рис. 17.28. Убедитесь, что уровень смещения при выводе V(RL:1) для каждого прохода составляет 8,1468, 8,1468 и 8,1603 В, максимум для 1-го и 2-го проходов равен 8,355 В, а для 3-го прохода — 8,3668 В. Значение минимума для 1-го и 2-го проходов равно 7,9391 В, а для 3-го прохода — 7,9542 В.
Рис. 17.28. Временные диаграммы при анализе на наихудший случай