Schaltungstechnik

42 2 Entwicklungs- und Analysemethodik
2.2 Vorgehensweise bei der Schaltungsanalyse
Die Schaltungsanalyse ermittelt systematisch die Eigenschaften von Funktionsschaltkreisen.
Für eine gegebene Anforderung ist ein für die Realisierung der
Anforderung geeigneter Funktionsschaltkreis auszuwählen und so zu dimensionieren,
dass die gestellten Anforderungen erfüllt werden können. Die Kenntnis der
Eigenschaften von Funktionsschaltkreisen hilft bei der richigen Auswahl eines
Schaltkreises. Die „handwerkliche“ Vorgehensweise zur Ermittlung der Eigenschaften
von Schaltungen ist der Kern dieses Abschnitts. Soweit sinnvoll, wird das
Grundprinzip der Vorgehensweise am Beispiel von PSpice aufgezeigt. Die Vorgehensweise
unterscheidet sich nicht prinzipiell bei anderen „Toolsets“ zur Schaltkreisdefinition
und Schaltkreisverifikation. Insofern haben die Ausführungen
allgemeinen Charakter.
2.2.1 Beschreibung und Analyse einer Testanordnung
Unabhängig von den eingesetzten Werkzeugen wird die Systematik zur Beschreibung
von Schaltungen aufgezeigt, so dass eine Schaltung mit einem „virtuellen“
Elektronik-Labor anhand einer Testanordnung verifizierbar ist. Allgemein ist bei
der Schaltungsanalyse eine dimensionierte Schaltung vorgegeben. Gesucht werden
die Eigenschaften der Schaltung. Die Eigenschaften lassen sich u.a. charakterisieren
durch das Schnittstellenverhalten (z.B. Schnittstellenimpedanzen) und durch
das Übertragungsverhalten (z.B. Verstärkung im Frequenzbereich und Zeitbereich).
Im Gegensatz dazu sind bei der Schaltungssynthese die Eigenschaften vorgegeben,
gesucht ist die Dimensionierung einer Schaltung so, dass die
gewünschten Eigenschaften eingehalten werden. Basis der Schaltungssynthese ist
die Schaltungsanalyse. Eine geschlossene Synthese lässt sich in der analogen
Schaltungstechnik im allgemeinen nur für reguläre Schaltungsstrukturen vornehmen
(z.B. Filterstrukturen); u.a. helfen Optimierungsalgorithmen reguläre Schaltungsstrukturen
so zu dimensionieren, dass geforderte Eigenschaften erfüllt sind.
Dazu muss eine Zielfunktion vorgegeben werden, weiterhin sind geeignete Schaltungsparameter
als Optimierungsparameter zu definieren.
Prinzipielle Vorgehensweise bei der Schaltungsanalyse: Gegeben sei eine
dimensionierte Schaltung. Die Aufgabe ist gestellt, diese Schaltung mittels eines
Schaltkreissimulators zu analysieren. Dazu sind folgende Teilschritte erforderlich:
1. Definition der Schaltung (S) mit der Schaltplaneingabe „Capture“;
2. Festlegung der Modelle (M) durch Referenz auf Modelle bzw. Modellparametersätze;
3. Festlegung der Signalquellen (E) und Versorgungsspannungen mit der Schaltplaneingabe
„Capture“;
4. Festlegung der Art der Analyse (DC-, AC-, TR-, Rauschanalyse) im „Simulation
Profile“.
Die prinzipielle Vorgehensweise bei der Schaltungsanalyse per Schaltkreissimula-