电子电路优化设计

sclince ond Tchnoloy Imoveon Hriar科技创新导报I工程技术.电子电路优化设计(广东省高州农业学校525200)摘要:通过PSpice 的参数扫描分析。优化分析,对电子电路设计进行优化,提离了电路设计的准确性、可靠性,并以带通滤波器电路为创对实现电路优化设计作了仿真。关键词:电子电路PSpice 优化分析中图分类号:TN710文献标识码:A文章编号: 1674-098X(2008)09(a)> -0109-01电子电路的优化设计和可靠性分析能能事先预测电路是否满足优化分析的基本分别对R,和R,进行参敷扫描分析,可以确够缩短开发周期,降低设计成本,提高产品要求， 因此传统的优化设计方法的可靠性定能满足滤波器的增益Gain = 10的R,的电的合格率,因此被应用与齐种电子产品的难以得到保证.阻值约为3k左右,满足滤波器3dB带宽Bw研制、开发和生产过程。本文通过对PSpice10Hz的R,的电阻值约为34k Q左右。的参数打描分析、优化分析的论述，分析2 基于PSpice的电路优化设计方法与步骤经过参数扫描分析后,电路的性能指了利用PSpice对电子电路进行最优化设计通过利用PSpice的参数扫描分析，优标得到一 定的改 养,基本满足设计的要求，的方法与步骤,以下作详细探讨。化分析，对电子电路进行最优化设计。如即实现了 次优化设计。为了使电路设计最图1所示，利用这个方法实现有源带通滤优化,还需经过优化分析。1 PSpice电路优化设计方法波器电路的优化设计。其中需要优化设计2.4元件的优化参数(Parameters)和优化性优化分析是电子电路设计过程中的重的滤波 器的性能指标分别为增益Gain= 10能指标(Specifications)设置要环节,优化分析尼通过调整电路中相应土 3% ;中心频率Fc= 100Hz土1%;3dB带调整电位器的SET参数值改变相应电阻的元器件参数值的大小米最大限度地保证宽Bw= 10Hz土1%.值的人小，从而使滤波器的增益、中心频率和设计的指标满足电路性能的要求,PSpice带宽到达最优化设计的要求。因此将3个电位电路优化设i计方法可以采用参数扫描分析器的SET属性参数分别修改为aGain, aFc和和优化分析。aBw ,并设置初始值为0.5,当前值为0.5,容差TT1.1 参数扫描分析值为0.1%。下限值为0.01,上:限值为1。并根PSpicc参数幻描分析是使电路中的某个据优化设计的要求,对带通滤波器电路的3个元器件的参数值在设定的范围内发生变化，优化性能指标，即中心频率Fc.3dB 带宽BW然后对每个指定的参数变化值分别进行电和增益Gain的主要参数进行设置。路基本特性分析,再对每个参数值所对应的2.5优化分析程序的运行仿真结果进行分析,从中选取满足设计指标执行优化设计命令,PSpice根据优化性要求的元器件參数值作为优化设计的结果。能指标参数的要求经过多次迭代运算和仿然而当参数扫描分析的参数变化范围真分析完成电路的优化过程，得到优化分较大而扫描步长又较小时,需要执行很多析的结果。经过2次迭代运算和5次仿真次的仿真分析,而月每次只能对一个扫描分析后,3个电位器SET参数的最优化设变量进行仿真,因此采取参数扣描分析法围1 带通滤波器电路计值分别为aFc -0.621271, aBW=0.461376对电路进行优化设计的执行效率和精确度和aGain=0.433262。此时带通滤波器电路都较低。因此参数扫描分析只是一种电路2.1 原理图分析的中心频率Fc由101. 169Hz优化为99.的次优化设计方法,通常用来确定元器件由电路分析理论可知,调整有源带通9844Hz. 3dB 带宽Bw由10.824211z2优化参数的近似优化值。滤波器电路中的电阻值的大小，可以改变为10.0041 Hz、 增益Gain由9. 85277优化1.2优化分析滤波器的增益、中心频率和带宽,将电阻为10.0499.完会达到最优化设计的性能指PSpice的优化分析是根据约束条件和R. R, 和R,设置为全局变域,并将电位器标要求。 选择Update Schematic 将3个电目标参数，从每个待调整元器件的初始值Rgain. Rfc 和Rbw的SET参数设置为所需位器SET参数值更新为最优化设计值.开始，分别计算每个优化指标对相应元器●要调整的待优化谷数,SET参数其取值范件的导數.再根据优化指标的要求，自动调围为0-1,初始值为0.5,表示电位器滑动3结语整元器件参数的增减方向;同时调用电路触点的位置。电子电路的优化设计和可靠性分析能仿真分析程序,进行电路仿真迭代运算，并2.2 电路基本特性分析够缩短开发周期，降低设计成本,提高产品根据迭代运算的结果来调整元器件参数值将基本特性分析览型设置为交流分析，的合格率，通过对PSpice的参数扫描分析.的大小，从而得到经过-次迭代运算后优扫描方式10倍频程.起始频率60Hz,终止频优化分析,详细论述了PSpice对电子电路.化目标参数的当前值，然后再通过计算目率200Hz,扫描记录点数为500,执行仿真并进行最优化设计的步骤,同时通过实例对标参數的当前值与优化目标值之间的均方在Probe波形显示器中调用V(oul)输出波电子电路的优化设计进行了验证。.根误差，米判断是否进行下一次迭代,直到形,采用标尺工具可以测量到谑波器的增益满足优化目标值的要求。由于PSpice优化Gain=7. 3893,中心频半Fc=1l6. 185Hz。参考文献分析采取迭代和最小二乘過近算法，因此2.3参数扫描分析进行参数打描分析的日的足改善滤波器[1] 李永平，董欣. Pspice电路优化程序设计优化的精确度相当高。[M].北京:国防工业出版社.2004.然面PSpice优化分析的前提条件是必电路的 3个性能指标，使电路基本达到设计[2] 黄浩，原清.胡家俊,刘强. SPICE在导弹须保证电路集本达到设i计性能指标的要的要求，提高后续优化分析的效事和准确性。。控制系统故隴诊断中的应用[J].微计算求,否则会因为实际电路中的元器件参数首先对 R,进行参数扫描中国煤化工10:137-139.初始值与最优值相差太远而导致过多的迭型为线性， 扫描起始值100.终止YHC N M H G西安电子科技大学出版_OrCAD / PSpice9 实用教代运算和仿真执行次数.难以达到优化的步 长20,执行仿真井调用V(ou效果，有时甚至会导致优化分析的失败。能满足 带通滤波器的中心频率Fc ~ 100的社，999.而且在实际电路的设计过程中,往往又不R, 的电阻值约为180 a左右。用同样方法科技创新导报Science and Technology Innovation Herald109