5.2.Параметрическая оптимизация электрической схемы в программе pSpice Optimize

Рассмотрим применение программы PSpice Optimizer для настройки полосового фильтра на операционном усилителе, схема которого приведена на рис.4.6 (по ГОСТ) или рис.4.7.

С помощью трех потенциометров Rfc, Rqain, Rbw настроим фильтр на частоту Fc = 10 Гц и обеспечим полосу пропускания BW = 1 Гц и резона-нсный коэффициент передачи Gain =10. Варьируемые параметры — сопротивления потенциометров aFc, aGain, aBW — и их

Рис.4.6. Полосовой ARC-фильтр (по ГОСТ)

Рис.4.7. Полосовой ARC-фильтр

начальные значения определены на схеме с помощью атрибутов символа OPTPARAM. В качестве цели оптимизации потребуем равенства трех характеристик фильтра заданным

значениям с некоторым допуском, введя их значения по команде Редактирование>Спецификации (Edit>Specification) . В табл.4.2 приведены все данные, которые должны быть введены в диалоговых окнах этой команды. Вид анализа — расчет частотных характеристик АС, специфика-ция внутренняя (Internal). Используемые здесь целевые функции, указанные в графах Оценить (Evaluate), записаны в файле pspice.prb.

Таблица 4.2.

Задание целевых функций

Name	Fc	Range	0.1
Reference	Internal	Analysis	AC
Weight	1	Circuit File	BPF
Target	10	Evaluate	BandWidth(Vdb(Out),3)
Range	0.1	Name	Gain
Analysis	AC	Reference	Internal
Circuit File	BPF	Weight	1
Evaluate	CenterFreq(Vdb(Out),l)	Target	10
Name	BW	Range	0.1
Reference	Internal	Analysis	AC
Weight	1	Circuit File	BPF
Target	1	Evaluate	max(V(Out))

На каждой итерации процесса оптимизации в главном окне программы приводятся значения целевых функций, текущих значений параметров, количество просмотренных вариантов (в графе Simulations) и суммарная ошибка (в графе RMS Error). Чем ближе фактические значения целевых функций к заданным значениям, тем меньше эта ошибка.

На рис.4.8 показано главное окно с параметрами выполненной оптимизации полосового ARC-фильтра.

Графики частотных характеристик фильтра до и после оптимизации изображены на рис.4.9. Использовался графический редактор PSpiceSchematicsс которого выполнялась

параметрическая оптимизация полосового ARC-фильтра.

5.3.Индивидуальное задание для оптимизации электрической схемы

Для выполнения параметрической оптимизации необходимо использовать материал из лабораторной лаботы №3. Полученный результат моделирования подвергается оптимизации с параметрами указанными в условии задания.

Условия задания. С помощью трех потенциометров Rfc, Rqain, Rbw настроим фильтр на частоту Fc = … Гц и обеспечим полосу пропускания BW =… Гц и резонансный коэффициент передачи Gain =…. (вместо точек принять численное значение из табл.4.3).

Рис.4.8. Главное окно программы PspiceOptimizerпараметрами выполненной оптимизации полосовогоARC-фильтра.

До оптимизации

После оптимизации

Рис.4.9.Графики частотных характеристик фильтра до оптимизации и после оптимизации

Таблица 4.3.

Индивидуальные варианты параметров настройки фильтра

Вариант №№	Частота Fc, Гц	Полоса пропускания BW, Гц	Резонансный к-т передачи, Gain
Вариант 1	5.0	0.5	5.0
Вариант 2	5.5	0.6	5.5
Вариант 3	6.0	0.7	6.0
Вариант 4	6.5	0.8	6.5
Вариант 5	7.0	0.9	7.0
Вариант 6	7.5	1.0	7.5
Вариант 7	8.0	1.1	8.0
Вариант 8	8.5	1.2	8.5
Вариант 9	9.0	1.3	9.0
Вариант 10	9.5	1.4	9.5
Вариант 11	10.0	1.5	10.0
Вариант 12	10.5	1.6	10.0
Вариант 13	11.0	1.7	10.0
Вариант 14	11.5	1.8	10.0
Вариант 15	12.0	1.9	10.0
Вариант 16	12.5	2.0	10.0
Вариант 17	13.0	1.0	10.0
Вариант 18	13.5	1.0	10.0
Вариант 19	14.0	1.0	10.0
Вариант 20	14.5	1.0	10.0
Вариант 21	15.0	1.0	10.0
Вариант 22	15.5	1.0	10.0
Вариант 23	16.0	1.0	10.0
Вариант 24	16.5	1.0	10.0

Вопросы для самоконтроля по теме №2.

Для каких целей предназначен PspiceOptimizer, последовательность его настройки.

Рекомендуемая литература по теме №2

Г.П. Жуков, В.В. Иванов, А.И.Туищев. Системы автоматизированного проектирования в сервисе: Учебное пособие для студентов. – Тольятти.: Изд-во ТГУС, 2008. 493 с.:ил.