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自從用對了 PSpice 優化器,我上班都有時間泡茶了

By Ronak Shah

小編:我隔壁桌的同事設計複雜電路又好又快跟玩兒一樣,邊哼歌邊泡茶,他上學的時候一定是個學霸!怎麼辦啊?壓力好大!!

Ronak:怕啥,你用優化器啊!

Ronak:無限猴子理論說了:只要投入足夠多的時間和資源,任何問題都能解決。優化就好像給你無限隻猴子一樣,只要你方法用對了,我保證你每天泡兩壺茶!

小編:那怎麼使用優化器才對?

Ronak:你還記不記得上次我說的用 靈敏度分析工具來進行設計分析? 那之後一旦你獲得了想要的結果,就可以使用優化工具來提高性能了~你的器件越少,優化效率就越高。所以一定要在靈敏度分析之後進行,因為靈敏度分析會幫你確定出最終、精簡的元件清單。靈敏度分析+優化器,再複雜的設計都能搞定啦!

Ronak:來,給你傳份學習資料 !

- - -   學習資料打開中   - - -

優化器的重要性

靈敏度分析 中相同的 RF 放大器電路上運行優化器工具(如下圖所示):

圖 1:採樣 RF 放大器電路(圓圈部分是從靈敏度分析中確定的關鍵器件)

靈敏度分析 中,我們確定了器件 R5、R4、R8、R9 和 R6 對頻寬、輸出雜訊和增益的影響最大。
因此,我們只需對這些器件進行優化。

但請注意,由於 R5 和 R9 用於輸入和輸出阻抗的匹配,我們將不優化它們。進行優化的器件為:R4、R8 和 R6。

下面我們來看看在 OrCAD Capture 工具 中執行優化所需遵循的步驟。這些步驟與靈敏度分析的步驟相同,因此我們不需要再做一遍, 可直接從進階分析環境中運行優化工具。

使用優化器的流程

優化器環境

優化器中有 3 種類型的優化引擎:

Modified LSQ Engine( 改進的 LSQ 引擎 )

用於快速收斂之最佳解決方案。

Random Engine( 隨機引擎 )

用於挑選一個起點,從而在出現收斂問題時避免陷入局部最小值的狀況。

Discrete Engine( 離散引擎 )

用於選擇市場上可購買的器件值。
( 本文的 RF 放大器電路優化首先使用改進的 LSQ 引擎,然後使用離散引擎 )

離散引擎優化通常在優化週期的最後階段運行。 輸出視窗環境如下圖所示 :

圖 2:優化器的輸出窗口

上圖中,我們設定了優化目標,在使用完優化工具後,優化結果和優化目標誤差為 0%。現在,我們對 R6 和 R4 的器件值進行更改以實現目標。

優化後的電路更改

圖 3:器件值更改

現在,讓我們回顧一下在 靈敏度分析 和優化中所做的工作。

實現所有目標後,我們可能會認為已經準備好生產製造電路了。可是等等!如果我們的產品在未來發生問題了怎麼辦?我們已經聽說過太多汽車和手機的產品召回事件,這些召回不僅是對資金的浪費,更是對我們自身聲譽的極大損害!

因此,為了確保產品在未來不會遇到可靠性問題,我們還需要用到 PSpice 進階分析 中的 Smoke 分析 功能。在本系列即將發佈的第三篇文章中,我們將對 RF 設計的優化版本執行 Smoke 分析。 精彩可期不要錯過哦~

譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)

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