Университет Украины "Киевский Политехнический Институт"
| Вид материала | Руководство пользователя |
| Причины проблем Сходимости. Контрольный список Сходимости. |
- Программа конференции предусматривает: пленарные доклады ведущих научных работников, 88.12kb.
- Программа конференции 18 20 мая 2010 г. Киев, Украина, 944.72kb.
- Влияние постоянного магнитного поля на диффузионные процессы и структуру, 33.27kb.
- Уважаемые коллеги!, 89.84kb.
- Уважаемые коллеги!, 92.7kb.
- Уважаемые коллеги!, 94.31kb.
- 04–08 июня 2012 г, 92.72kb.
- Уважаемые коллеги!, 91.05kb.
- А. М. Степанчук Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический, 245.12kb.
- Министерство образования и науки украины национальный технический университет украины, 33.38kb.
Несходимость
Чтобы делать работу, Micro-Cap должен решить нелинейные уравнения. Ни люди ни компьютеры не способны решить эти уравнения аналитически, так что они должны быть решены в цифровой форме. Если Micro-Cap получает тот же самый ответ от одной итерации до следующего, или по крайней мере различие между двумя последовательными ответами - меньше чем некоторый приемлемый допуск, затем мы говорим, что решение сходилось, и ответ в этой одной отметке данных принят как правильный. Каждая нелинейная переменная проверена в схеме, и если любая из этих переменных сбоит, чтобы сходиться, то появится сообщение типа "Внутренний шаг времени слишком маленький" ("Internal time step too small").
Причины проблем Сходимости.
Имеются много причин несходимости. Имеются несколько из общих.
Неоднородности Модели (Model discontinuities): Иногда модель производит неоднородность в термине проводимость, транспроводимость, или емкость. Когда решение пересекает неоднородность, непропорциональный результат получен, и решение выполняет итерации вокруг неоднородности, пока итеративное ограничение не достигнуто. Имеется немного пользователь, может делать относительно этого случая, за исключением избежать области модели, где неоднородность происходит.
Бистабильные или нестабильные схемы: Если схема нестабильна, или имеет многократные устойчивые состояния, подпрограммы выполнят итерации между одним устойчивым состоянием и другим. Потому что они никогда не сходятся к одному устойчивому ответу, сходимость сбоит. Это - обычно проблема только в отметке операции DC и исследованиях функции преобразования типа. Чтобы решать эту проблему, DC operating point часто обходится или достигается ramping, источники питания и переходный анализ часто заменяются анализа передачи DC.
Неправильное моделирование: Это - наиболее общий источник проблемы. Нереалистичный импеданс или исходные значения, нулевые конденсаторы, плавающие узлы, и ненамеренные закороченности - некоторые из более общих проблем. Наиболее общая проблема в этой категории - неправильно соединенные компоненты. Если Вы берете схему, которая сходится и выполняется через каждый анализ совершенно и беспорядочно изменять топологию, прерывая или добавляя соединения, это будет часто терпеть неудачу, чтобы сходиться. Второй наиболее общая проблема - нулевая емкость. Конденсаторы действуют подобно поглотителям удара в переходном анализе. Они согласовываются с числовыми подпрограммами, чтобы произвести большое количество реалистичного рендеринга, большое количество сходящегося решения. Емкости Модели должны редко устанавливаться к нолю. Используйте маленькие значения, если Вы, но не делать их нолем. Треть наиболее общая проблема происходит когда диод или переключатель помещен последовательно с катушкой индуктивности. Как любой опытный авто механический знает, очень высокие напряжения производятся, если прерывается ток через катушку индуктивности. Идеальный диод делает это очень аккуратно. Когда это случается, подпрограммы шага времени уменьшают шаг времени в очень маленькие значения и иногда производят несходимость. Чтобы смягчать эту проблему, используйте резистор среднего значения параллельно с диодом или переключателем, чтобы поглотить некоторый ток. Делайте сопротивление достаточно большим так, чтобы это не сталкивалось с нормальной операцией схемы, но достаточно маленький, чтобы поглотить ток, когда диод закрывается . Практическое значение - 10k. Даже если не-сходимость не проблема, эта методика будет обычно ускорять выполнение.
Контрольный список Сходимости.
Имеются некоторые вещи, которые Вы должны пробовать, когда проблемы сходимости возникают:
Проверьте топологию схемы:
DC путь к Земле (Ground): Каждый узел должен иметь DC путь к узлу Земля. Классический пример этот - схема, содержащая два конденсатора последовательно, и ничто больше не соединенно с переходом из двух конденсаторов. Из перехода, где не имеется никакого DC пути к Земле, и схема будет терпеть неудачу, чтобы найти DC, действующий отметка. Решение состоит в том, чтобы заменить комбинацию рядов на эквивалентный конденсатор, или помещать высокоомный резистор подобно 1E12 от перехода на Землю. Другая конфигурация схемы, которая создает очень подобную проблему - набор каскадных, незаземленных, линий передачи. Не имеется никакого DC пути из вывода линии передачи к вводу, так, если переход между линиями не заземлен или имеет путь к Земле через некоторый другой компонент, обычно происходит отказ сходимости действующей отметки. Решение состоит в том, чтобы поместить высоко оцененный резистор из перехода к Земле.
Источники тока последовательно: Источники тока последовательно с различными значениями - логическая нелепость и производят ошибки сходимости. Устраните их, или добавьте большое сопротивление параллельно с одним из источников.
Источники Напряжения или петли катушек индуктивности: И источники напряжения и катушки индуктивности - определенные напряжением ветви. Петли только с определенными напряжением ветвями - источник большой проблемы, так как появляется возможность иметь отличную от нуля сумму напряжений вокруг петли. Устраните их, или добавьте маленькое сопротивление внутри цикла, чтобы поглотить напряжение цикла сети.
Короткие замыкания и открытые цепи: Самый простой способ видеть закороченные схемы и открытые схемы состоит в том, чтобы включить опцию показывания Номеров Узла (Display Node Numbers). Если два узла - закорочены, чтобы формировать один узел, то будет иметься один номер узла. Если два узла отличны будет иметься уникальный номер узла на каждом.
Батареи поставленные наоборот: The batteries that power the opamps must have the correct polarity. Many times a value such as -12V will be given to the battery, but then the battery will be placed in a negative orientation thus actually producing a positive 12V. Check to make sure that all opamp power supplies have the correct polarity.
Плавающие узлы: Батареи, которые питают opamps должна иметь правильную полярность. Много раз значение типа -12V будет дано батареи, но затем батарея будет помещена в отрицательную ориентацию таким образом фактически заданы положительные 12V. Проверьте, чтобы удостовериться, что все opamp источники питания имеют правильную полярность.
Проверьте моделирование схемы:
Не нулевые Конденсаторы: Все конденсаторы имеют значение отличный от нуля? Если нет, установите их к маленькому значению по сравнению с другими конденсаторами в схеме.
Переключатели и катушки индуктивности последовательно: Если они присутствуют и порождают проблемы, добавьте параллельно сопротивления 10k или больше, чтобы смягчить проблемы сходимости. Любой вид переключателя последовательно с катушкой индуктивности может вызывать проблему. Это относится и к диодам, переключателям, и активным устройствам.
MOSFET drain-source conductance: Маленькое значение отличный от нуля, подобно .01 к .001, для параметра модели LAMBDA производит конечный вывод conductance и может часто решать проблемы сходимости с MOSFETs. Альтернативно, добавление 1k 10k резистору между дренажом (drain) и источником выполнит то же самое дело. Значение сопротивления должно быть достаточно большое, чтобы избежать загружать схему дренажа.
Щипните Глобальные Установки:
Увеличьте GMIN: GMIN - минимальная проводимость ветви. Увеличение этого иногда поможет DC operating point сходиться.
Увеличьте RELTOL: RELTOL - максимальный относительный допуск ошибки. Иногда увеличение этого из значения по умолчанию .001 к .01 будет сходиться трудная схема.
Увеличьте ABSTOL или VNTOL: Эти значения определяют максимальный абсолютный допуск ошибки в текущих переменных и переменных напряжения, соответственно. Значения по умолчанию подходящие для типичных интегральных схем, где токи - обычно 10mA, и напряжения - обычно 10 вт. Если Ваша схема содержит особенно большие токи или напряжения, пробуете увеличивать эти значения пропорционально размеру ожидаемого максимума, тока и значений напряжения в вашей схеме. Таким образом, если ваша схема производит 1000 Ампер, увеличение ABSTOL к 1E-7.
Увеличьте ITL1: Если не-сходимость происходит в DCoperating point, затем увеличивая ITL1 из обычный 100 к большему значению иногда помогает. Имеются схемы, которые сходятся после 150, или даже 250 итераций. Не увеличивайте значение ITL1 слишком сильно. С тех пор Micro-Cap только пробует к ramp, обеспечивает после того, как ограничение ITL1 превышено, делая это слишком большой делает процесс ramping неэффективным.
Выключите действующую отметку (Operating point):
Если проблема нет никакой сходимости в действующей отметке (operating point), пробуйте удалить ее и позволять схеме просто стабилизировать в действующей отметке, путем, как сделала бы реальная схема, если Вы просто включили питание. Если Вы ожидаете много моделирований, Вы могли бы хотеть выполнить, схема будет весь набор источников формы волны к их значениям Time=0, чтобы позволять этому стабилизировать в действующей отметке и затем сохранять действующие значения отметки из Редактора Переменных Состояния (State Variables Editor). Последующие запуски можно затем установить для чтения значений operation points из файла. Это выполнено, выбирая опцию Read в поле списка Переменных Состояния (State Variables) в диалоговом окне Analysis Limits. На последующем выполнении, Вам может быть нужно выбрать опцию Operation Point, если схема изменилась достаточно, чтобы изменить действующие значения отметки. Начальное приближение из файла должно в основном помочь сходимости.
Пробуйте кое-что решительное:
Ramp Питание медленно: Замените все DC напряжение и источники тока в схеме эквивалентными пульсаторами. Затем установите параметры синхронизации источников импульса к постепенно ramp значения. Используйте 0 для всех начальных исходных значений, или обойдите DC действующую отметку полностью, отключая опцию Operating Point в диалоговом окне Analysis Limits. Эта опция доступна только в Transient анализе.
Используйте команды Nodeset: Nodeset команды используются, чтобы определить начальное предположение в значении напряжения узла, до начала действующей отметки. Если предположение - близко, это иногда помогает сходимости.
Используйте ключевое слово OFF: Выключите активные устройства ключевым словом OFF. Особенно, если устройство включается в области схемы, которая не сходится, это может быть очень полезная методика.
Используйте опции IC устройства: Эти опции позволяют Вам определять начальные условия для активных устройств. Если устройство - одно не сходится, это может помогать. Необходимо оценить начальное условие (напряжение или ток) чтобы использовать этот метод.