Основной анализ
Дано:
1. Схема (источник (импульсный), R, L, C)
2. Номиналы (см. рисунок 14)
Необходимо:
Найти время установления
Решение:
Для начала, зададим параметры импульсного источника и покажем окно, где задаются эти параметры на рисунке 27. Форму сигнала покажем на рисунке 28. Файл – LFF 10 (Time).cir.
Рисунок 27. Окно задания параметров модели импульсного источника сигнала
Рисунок 28. Форма сигнала импульсного источника
Теперь найдем время установления – как 0.95 от установившегося значения. Результат покажем на рисунке 29.
Рисунок 29. Время установления ФНЧ
Как видно из рисунка 29 – время установления ФНЧ – 670 ± 10 микросекунд.
Температурный анализ
Дано:
1. Схема (источник (импульсный), R, C, L)
2. Номиналы (см. рисунок 15)
3. Температурные коэффициенты R, C, L = 0.001
Необходимо:
Рассчитать коэффициент влияния температуры на изменение времени установления
Решение:
Температурные коэффициенты для моделей R, C и L были заданы в пункте 2.1.
Определим коэффициент влияния температуры на изменение времени установления, задав в окне AC Analysis предел изменения температур от -40 Cº до 40 Cº (с шагом изменения 20 Cº). Вид окон задания температурных коэффициентов и пределов изменения температуры такой же, как на рисунках 16 и 17. Изменение времени установления в зависимости от температуры, покажем на рисунке 30. Файл – LFF 11 (Time Temp).cir.
|
|
|
Рисунок 30. Изменение времени установления в зависимости от температуры
40 Сº = 685 ± 10 мкс
20 Сº = 660 ± 10 мкс
27 Сº = 670 ± 10 мкс
αУСТ = 
= 0,0019 = 0,002
Статистический анализ
Прямая задача
Дано:
1. Схема (источник, R, C, L)
2. Номиналы (см. рисунок 15)
|
|
3. Допуски для элементов ΔR=20%, ΔC=20%, ΔL=25%
4. Вид закона распределения отклонения внутренних параметров от номинального значения (гауссовский, равномерный, наихудший случай)
Необходимо:
1. Найти среднее значение времени установления
2. Получить δ (среднее квадратичное отклонение) разброса значений времени установления от его среднего значения
Решение:
Допуски моделей R, C и L были заданы и откорректированы в пункте 2.1.
На рисунке 31 покажем, как изменяется время установления при изменении значений элементов в пределах их допусков (для гауссовского распределения и 500 итераций). Файл – LFF 12 (Time Common Stat).cir.
|
Рисунок 31. Пример изменения времени установления
Теперь проведем статистический анализ с использованием метода Монте-Карло для разных законов распределения (гистограммы не изображаются, потому что они отражают особенности законов распределения а не времени установления или других характеристик ФНЧ, и были указаны в пунке 2.1):
1. Гауссовский
| Число итераций | |||
| Среднее значение | 652,557*10-6 | 656,973*10-6 | 656,677*10-6 |
| δ | 56,433*10-6 | 59,247*10-6 | 59,620*10-6 |
· Среднее значение = 656 мкс
· δ =59 мкс
2. Равномерный
| Число итераций | |||
| Среднее значение | 661,416*10-6 | 671*10-6 | 662,301*10-6 |
| δ | 90,56*10-6 | 91*10-6 | 92,576*10-6 |
· Среднее значение = 662 мкс
· δ = 91 мкс
3. Наихудший случай
| Число итераций | |||
| Среднее значение | 700*10-6 | 678*10-6 | 683*10-6 |
| δ | 178*10-6 | 170*10-6 | 168*10-6 |
· Среднее значение = 683 мкс
· δ = 170 мкс
Обратная задача
Дано:
1. Схема (источник, R, C, L)
|
|
2. Номиналы (см. рисунок 15)
3. Вид закона распределения отклонения внутренних параметров от номинального значения (гауссовский, равномерный, наихудший случай)
4. δУСТ выходной характеристики от номинального значения (см. пункт 1.2)
Определить:
Допуски элементов, обеспечивающих это отклонение
По ТЗ: δТЗ (УСТ) = 50 мкс (см. пункт 1.2)
Используем алгоритм, описанный выше, в пункте 2.1. Подбор допусков по шагам:
1. δТЗ (УСТ)=50 мкс, δРАС=57,387 Гц, ∆R=20%, ∆C=20%, ∆L=25%
δРАС>δТЗ
Для R3: RН=1 Ом, RН-∆=0,8 Ом, RН+∆=1,2 Ом. Влияние изменения значений R3 в пределах допуска на изменение времени установления, покажем на рисунке 32.
|
Рисунок 32. Коэффициент влияния R3 на изменение времени установления
Для C3: CН=150 мкФ, СН-∆=105 мкФ, СН+∆=195 мкФ. Влияние изменения значений C3 в пределах допуска на изменение времени установления, покажем на рисунке 33.
|
Рисунок 33. Коэффициент влияния C3 на изменение времени установления
Для L2: LН=700 мкГн, LН-∆=525 мкГн, LН+∆=875 мкГн. Влияние изменения значений L2 в пределах допуска на изменение времени установления, покажем на рисунке 34.
|
Рисунок 34. Коэффициент влияния L2 на изменение времени установления
∆fПП ∆C >> ∆fПП ∆R >>∆fПП ∆L, поэтому уменьшаем ∆C с 20% до 10%
3. δТЗ (УСТ)=50 мкс, δРАС=38,294 мкс, ∆R=20%, ∆C=10%, ∆L=25%
δРАС<δТЗ
На этом подбор допусков заканчиваем: ∆R=20%, ∆C=10%, ∆L=25%. Файл – LFF 13 (Time Reverse Stat).cir.