Имитационное моделирование по методу Монте-Карло позволяет построить математическую модель с учетом конкретного элемента в схеме с неопределенными значениями параметров, и, зная вероятностные распределения параметров элемента, а также связь между изменениями параметров (корреляцию) получить их требуемое распределение.

Для проведения анализа методом Монте-Карло необходимо задать разброс параметров пассивных элементов схемы. Выполним данное требование с помощью резистора R1. Дважды нажав на резистор левой кнопкой мыши, мы вызовем окно дополнительных настроек компонента. В пункте MODEL пропишем RES1, нажимаем Да, тем самым закрыв окно настройки.

Рис. 16. Окно настройки компонента

Далее открываем дополнительное меню Models. В поле записываем команду RES1 RES (R=1 DEV=10%). Это значит, что на данном этапе моделирования сопротивление модели RES1 будет варьироваться случайным разбросом в пределах 10 % относительно номинала.  Таким же образом выполняем аналогичную операцию для всех пассивных элементов цепи.

Рис. 17. Рабочее поле вкладки Models

Следующим шагом будет проведение Анализа по постоянному току. В верхнем рабочем поле появиться вкладка Монте-Карло (Рис. 18.). Выберем ее, тем самым вызвав меню настройки анализа методом Монте-Карло, нажав на кнопку Опции. Далее выбираем распределение Гаусса ( Gauss), Число вариантов устанавливаем равным значению 300 . В окне Статус выберем Вкл. Нажав кнопку Get, вызовем меню функций, по которым будет проводиться анализ. В графе Function выберем параметр Slope. Нажимаем кнопку Да.

Рис. 18. Вкладка Монте-Карло

Рис. 19. Окно Опции Монте-Карло

Далее необходимо снова повторить анализ по постоянному току. При этом график стабилизации будет иметь вид, как на Рис. 20. Это вызвано тем, что на графике отобразятся результаты всех выборок, количество которых ранее было указано. Выбираем вкладку Монте-Карло, в ней находим пункт Гистограммы Добавить гистограмму. На экране появится гистограмма распределений Slope (Рис. 21.).

Рис. 20. График при анализе методом Монте-Карло

 Рис. 21. Гистограмма распределений

Из гистограммы видно, что наиболее часто встречающимся отклонением от номинала является отлонение величиной от -18мк у.е. до 0мк у.е. (99 раза).

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с целью работы, изучить теоретические сведения о программном пакете схемотехнического моделирования Micro-Cap и типовых стабилизаторах постоянного напряжения.

2. Получить задание у преподавателя на исследование конкретной схемы КБП.

3. Включить компьютер, войти в программную среду Micro-Cap и создать заданную схему.

4. Провести необходимый анализ схемы с помощью средств Micro-Cap, получить соответствующие графики (например, входного и выходного напряжений и др.), определить параметры схемы, сделать выводы.

5. Подготовить отчет о работе.

Содержание отчета

1. Введение.

2. Цель работы.

3. Задание на моделирование.

4. Краткие теоретические сведения о полученных в задании схемах.

5. Анализ схем с помощью пакета Micro-Cap и интерпретация полученных результатов.

6. Заключение.

7. Список литературы.

4.6. Контрольные вопросы

1. Каковы преимущества схемотехнического моделирования с помощью программных средств по сравнению с физическим экспериментом?

2. Что представляют собой математические модели радиоэлектронного объекта и его компонентов?

3. Основные характеристики программного пакета Micro-Cap.

4. Общие сведения о программе расчета параметров моделей аналоговых компонентов Model в пакете Micro-Cap.

5. Как создается схема в среде Micro-Cap?

6. Какие виды анализа схемотехнических устройств можно провести с помощью программы Micro-Cap.

7. Что представляют собой параметры источников вторичного электропитания?

8. Каковы достоинства и недостатки источников электропитания с непрерывным и импульсным регулированием?

9. Объясните работу компьютерного блока питания по его структурной схеме, поясните назначение ее составляющих.

10. Объясните работу компьютерного блока питания по его принципиальной схеме.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев О.В. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств. – М.: Высш. шк., 2000. – 479с.

2. Москатов Е.А. Источники питания. – К: «МК-Пресс», СПб.: «КОРОНА-ВЕК», 2011. – 208с.

3. Иванов-Цыганов А.И. Электропреобразовательные устройства РЭС.– М.: Высш. шк., 1991.– 272с.

4. Алексеев О.В., Китаев В.Е., Шихин А.Я. Электротехнические устройства.– М.: Энергоиздат, 1981.

5. Бокуняев А.А. и др. Электропитание устройств связи / Под ред. В.Е.Китаева.– М.: Радио и связь, 1988.

6. Китаев В.Е., Бокуняев А.А., Колканов М.Ф. Расчет источников электропитания устройств связи.– М.: Радио и связь, 1993.

7. Источники вторичного электропитания / С.С.Букреев, В.А.Головацкий, Г.Н.Гулякович и др.; Под ред. В.Е.Китаева.– М.: Радио и связь, 1983.

8. Источники электропитания РЭА: Справочник / Под ред. Г.С.Найвельта.– М.: Радио и связь, 1985.

9. Ромаш Э.М. и др. Высокочастотные транзисторные преобразователи.– М.: Радио и связь, 1988.

10. Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вторичного электропитания.– М.: Радио и связь, 1992.

11. Костиков В.Г., Никитин И.Е. Источники электропитания высокого напряжения РЭА.– М.: Радио и связь, 1986.

12. Краус А.А. и др. Проектирование стабилизированных источников питания радиоэлектронной аппаратуры.– М.: Радио и связь, 1980.

13. Вересов Г.П. Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры.– М.: Радио и связь, 1978.

14. Амелина М.А., Амелин С.А. Программа схемотехнического моделирования MicroCap 8 М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 466 с.

Учебное издание