04-12-2016, 09:17 PM
Ovo što imam nameru da napišem su neke opšte napomene o tehnici simulacije i molim da se ne shvati kao primedba na konkretan slučaj.
U principu, rezultati simulacije ne mogu dati tačnost ekvivalentnu merenjima, ali moraju pokazati bitne trendove. Glavni razlog za nižu tačnost simulacije su modeli komponenata, gde smo, na žalost, prepušteni milosti i nemilosti proizvodjača. Na primer, model za LM4562 koji nam daje TI za primenu u Spice simulatorima (kao što je LtSpice), teško je naterati da radi čak i u vrlo jednostavnim šemama, pa je tu iluzorno očekivati upotrebljivu tačnost rezultata.
Kod tranzistora imamo nešto bolju situaciju jer za dobar broj češće korišćenih tipova postoje alternativni izvori podataka.
Medjutim, potencijalni korisnik simulacionog softvera mora biti svestan i činjenice da je neophodno uložiti vreme i napor u edukaciju, odn. upoznavanje sa teorijom i tehnikom simulacije. Treba prvo simulirati nekoliko jednostavnih sklopova, po mogućnosti onih čiji se rezultati mogu ručno izračunati, čime se stiče iskustvo i poverenje u rezultate simulacije. Korigovanje grešaka je jedan od najboljih načina učenja!
Za ilustraciju, prilažem dva spektra signala od 1kHz na izlazu iz modela koji se sastoji samo od idealnog generatora. Rezultat koji očekujemo je idealan sinus, odn. jedna linija u spektru, širine zavisne od dužine zapisa, odn. vremena simulacije.
Prvi dijagram prikazuje rezultat simulacije duge 10ms, s diskretizacijom od 1usec i standardnim (default) parametrima u LtSpice. Očigledno, sa ovim rezultatom se ništa pametno ne može započeti.
Medjutim, ako skratimo vreme diskretizacije za faktor 10, isključimo kompresiju rezultata pri upisu na disk i zahtevamo maksimalnu tačnost realnih brojeva u programu (80/64 bita, po cenu dužeg računskog vremena do konvergencije), dobijamo rezultat prikazan na drugoj slici. Nije idealan, ali ako uzmemo u obzir da je prag šuma sada na -310dB, ovaj rezultat je verodostojan.
Zamislimo sada da smo simulirali neki sklop i dobili rezultat sa prve slike: ne znajući rezultat ovog elementarnog testa, većina korisnika bi rekla nešto kao "Neka, hvala...", a vrlo verovatno i nešto puno gore.
Evo i jedne opšte napomene na temu uporedivosti rezultata merenja i simulacije, i to na primeru THD.
Rezultat merenja THD na nekom uredjaju mora biti praćen nekolicinom parametara bez kojih on sam nema mnogo smisla, a to su:
Rado bih dao lični doprinos gornjoj simulaciji, ali ne koristim softver TINA, a pošto sam trenutno na odmoru, nemam ni vremena da prebacim ovaj model u LtSpice i pozabavim se njime
. Nadam se da ću krajem meseca imati nešto više vremena.
Pozdrav
U principu, rezultati simulacije ne mogu dati tačnost ekvivalentnu merenjima, ali moraju pokazati bitne trendove. Glavni razlog za nižu tačnost simulacije su modeli komponenata, gde smo, na žalost, prepušteni milosti i nemilosti proizvodjača. Na primer, model za LM4562 koji nam daje TI za primenu u Spice simulatorima (kao što je LtSpice), teško je naterati da radi čak i u vrlo jednostavnim šemama, pa je tu iluzorno očekivati upotrebljivu tačnost rezultata.
Kod tranzistora imamo nešto bolju situaciju jer za dobar broj češće korišćenih tipova postoje alternativni izvori podataka.
Medjutim, potencijalni korisnik simulacionog softvera mora biti svestan i činjenice da je neophodno uložiti vreme i napor u edukaciju, odn. upoznavanje sa teorijom i tehnikom simulacije. Treba prvo simulirati nekoliko jednostavnih sklopova, po mogućnosti onih čiji se rezultati mogu ručno izračunati, čime se stiče iskustvo i poverenje u rezultate simulacije. Korigovanje grešaka je jedan od najboljih načina učenja!
Za ilustraciju, prilažem dva spektra signala od 1kHz na izlazu iz modela koji se sastoji samo od idealnog generatora. Rezultat koji očekujemo je idealan sinus, odn. jedna linija u spektru, širine zavisne od dužine zapisa, odn. vremena simulacije.
Prvi dijagram prikazuje rezultat simulacije duge 10ms, s diskretizacijom od 1usec i standardnim (default) parametrima u LtSpice. Očigledno, sa ovim rezultatom se ništa pametno ne može započeti.
Medjutim, ako skratimo vreme diskretizacije za faktor 10, isključimo kompresiju rezultata pri upisu na disk i zahtevamo maksimalnu tačnost realnih brojeva u programu (80/64 bita, po cenu dužeg računskog vremena do konvergencije), dobijamo rezultat prikazan na drugoj slici. Nije idealan, ali ako uzmemo u obzir da je prag šuma sada na -310dB, ovaj rezultat je verodostojan.
Zamislimo sada da smo simulirali neki sklop i dobili rezultat sa prve slike: ne znajući rezultat ovog elementarnog testa, većina korisnika bi rekla nešto kao "Neka, hvala...", a vrlo verovatno i nešto puno gore.
Evo i jedne opšte napomene na temu uporedivosti rezultata merenja i simulacije, i to na primeru THD.
Rezultat merenja THD na nekom uredjaju mora biti praćen nekolicinom parametara bez kojih on sam nema mnogo smisla, a to su:
- Frekvencija pobude
- Frekv. opseg merenja (BW), odn. broj upotrebljenih harmonika pri proračunu
- Da li je pri merenju pobudni signal bio uklonjen iz izlaznog signala?
- Radna tačka uredjaja (mirna struja, napon na ulazu, pojačanje, nivo snage na izlazu, itd.)
- Da li je meren THD+N ili samo THD?
- Ako je mereno na višim frekvencijama (>5kHz), kako je izvršeno merenje (THD ili IMD), odn. koliki je bio propusni opseg (povezano sa drugom tačkom gore)
Rado bih dao lični doprinos gornjoj simulaciji, ali ne koristim softver TINA, a pošto sam trenutno na odmoru, nemam ni vremena da prebacim ovaj model u LtSpice i pozabavim se njime
. Nadam se da ću krajem meseca imati nešto više vremena.Pozdrav