Modelarea circuitelor electronice
Modelarea circuitelor electronice Modelarea circuitelor electronice
Modelarea circuitelor electronice Modelarea circuitelor electronice Simularea la nivel de circuit este costisitoare din punct de vedere al calculelor, în special dacă circuitul este mare şi necesită mai multe tipuri de analize (în timp, în frecvenţă, etc.). Alternativa: nivele ierarhic superioare de abstractizare în descrierea circuitului, sau altfel spus de a folosi modele compacte. Doi factori determină utilitatea modelului: eficient din punct de vedere al volumului şi complexităţii calculelor suficient de exact. Modelarea circuitelor • modelarea functiilor de performanta • modelarea functionala Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean 1 /27
- Page 2 and 3: Modelarea circuitelor electronice M
- Page 4 and 5: Modelarea circuitelor electronice T
- Page 6 and 7: Modelarea circuitelor electronice D
- Page 8 and 9: Modelarea circuitelor electronice T
- Page 10 and 11: Modelarea circuitelor electronice M
- Page 12 and 13: Modelarea circuitelor electronice E
- Page 14 and 15: Modelarea circuitelor electronice S
- Page 16 and 17: Modelarea circuitelor electronice T
- Page 18 and 19: Modelarea circuitelor electronice T
- Page 20 and 21: Modelarea circuitelor electronice E
- Page 22 and 23: Modelarea circuitelor electronice S
- Page 24 and 25: Modelarea circuitelor electronice T
- Page 26 and 27: Modelarea circuitelor electronice T
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Simularea la nivel de circuit este costisitoare din punct de vedere al<br />
calculelor, în special dacă circuitul este mare şi necesită mai multe<br />
tipuri de analize (în timp, în frecvenţă, etc.).<br />
Alternativa: nivele ierarhic superioare de abstractizare în descrierea<br />
circuitului, sau altfel spus de a folosi modele compacte.<br />
Doi factori determină utilitatea modelului:<br />
eficient din punct de vedere al volumului şi complexităţii calculelor<br />
suficient de exact.<br />
<strong>Modelarea</strong><br />
<strong>circuitelor</strong><br />
• modelarea<br />
functiilor de<br />
performanta<br />
• modelarea<br />
functionala<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
1 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
utilizand sisteme fuzzy<br />
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
modelarea functiilor de performanta<br />
modelare SOTA<br />
modelarea functionala<br />
modelare FCOTA<br />
model Simulink<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
2 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
<strong>Modelarea</strong> functiilor de<br />
performanta ale unui circuit<br />
analogic<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
3 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Procedura de<br />
modelare<br />
4 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
SOTA – Simple Operational<br />
Transconductance amplifier<br />
•Parametrii<br />
I B ∈[<br />
20;70][<br />
µA]<br />
( W L)<br />
12 ∈[<br />
1;8]<br />
; cu L12<br />
= 0,5µ<br />
( W L)<br />
34 ∈[<br />
1;10]<br />
; cu L34<br />
= 0,75µ<br />
( W,L)<br />
∈[<br />
1;100]<br />
; cu ( W L)<br />
= 1<br />
56<br />
• Functii de performanta:<br />
vo<br />
Avo =<br />
v − v<br />
i1<br />
i2<br />
GBW = Avo⋅<br />
B<br />
PM<br />
CMRR =<br />
Avo<br />
Ac<br />
56<br />
5 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Determinarea setului de parametri<br />
LHS – Latin Hypercube Sample<br />
• În fiecare interval se alege aleator o valoare. Apoi cele K valori ale<br />
fiecărui parametru sunt asociate în mod aleator cu cele K valori ale altui<br />
parametru şi aşa mai departe, formând K vectori ai parametrilor.<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
6 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Esantion al setului de date de antrenare<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
7 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Structura<br />
modelului<br />
fuzzy A vo<br />
8 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Multimi fuzzy la intrare<br />
• 6 reguli<br />
• 6 mf pe fiecare<br />
variabile<br />
9 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Multimi fuzzy la iesire. Reguli<br />
• Multimile fuzzy la iesire<br />
•out1mf1=[-0.27907622925482 4.7336423208163 -0.22929012109304 -0.0028363221851113 45.49729161833]<br />
•out1mf2=[-0.11955049624726 10.308484211334 -0.23201470784719 0.00408876941051388 25.0003432748168]<br />
•out1mf3=[-0.50949884619065 5.4106958973798 -0.70345988469712 0.0282962177749871 52.5057718830839]<br />
•out1mf4=[-0.32603181267357 11.099093462894 -0.98934580658441 0.0138103461621346 37.5543179917034]<br />
•out1mf5=[-0.18956099089732 8.6928124102796 -0.96510752831766 0.016395396082041 33.7788736156701]<br />
•out1mf6=[-0.38682872084570 7.5633681369785 -1.3443012661576 -0.042937570643951 49.8212643120914]<br />
• Baza de reguli<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
10 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Funcţia<br />
de<br />
circuit<br />
Avo<br />
GBW<br />
[KHz]<br />
PM [ o ]<br />
CMRR<br />
Setul<br />
de date<br />
450a+50v<br />
700a+150v<br />
450a+50v<br />
700a+150v<br />
450a+50v<br />
700a+150v<br />
450a+50v<br />
700a+150v<br />
RMSE pentru modelele fuzzy<br />
antrenare<br />
1.85<br />
1.5<br />
1.39<br />
1.27<br />
178<br />
132<br />
205<br />
156<br />
0.142<br />
0.115<br />
0.116<br />
0.096<br />
101735<br />
95640<br />
107279<br />
80529<br />
3 reguli<br />
verificare<br />
1.15<br />
0.55<br />
1.16<br />
1.05<br />
176<br />
115<br />
142<br />
89<br />
0141<br />
0.115<br />
0.063<br />
0.040<br />
61735<br />
46408<br />
72116<br />
35201<br />
antrenare<br />
1.6<br />
1.45<br />
1.29<br />
1.18<br />
130<br />
88<br />
155<br />
142<br />
0.115<br />
0.110<br />
0.102<br />
0.090<br />
72200<br />
70100<br />
36800<br />
33400<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
RMSE<br />
6 reguli<br />
verif.<br />
0.7<br />
0.55<br />
1.06<br />
0.93<br />
124<br />
84<br />
80<br />
58<br />
0.079<br />
0.056<br />
0.054<br />
0.033<br />
61735<br />
46408<br />
27823<br />
43875<br />
10 reguli<br />
antrenare verif.<br />
1.21<br />
1.15<br />
106<br />
83<br />
145<br />
140<br />
0.116<br />
0.108<br />
0.98<br />
0.090<br />
75311<br />
75188<br />
1.00<br />
0.93<br />
79<br />
64<br />
68<br />
65<br />
0.084<br />
0.073<br />
0.050<br />
0.036<br />
30750<br />
30706<br />
• RMSE este dependenta de ordinul de marime al functiei modelate<br />
11 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Evolutia RMSE pe durata instruirii<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
12 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Funcţia de<br />
circuit<br />
Avo<br />
GBW<br />
PM<br />
CMRR<br />
EPM [%]<br />
instruire verificare<br />
1,375 1,278<br />
2,645 1,921<br />
0,049 0,0398<br />
3,04 4.67<br />
•EPM – eroarea procentuala<br />
medie<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Comparatie<br />
model fuzzy –<br />
simulare Spice<br />
13 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Suprafetele generate de modelele fuzzy<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
14 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
<strong>Modelarea</strong> functionala a unui<br />
circuit analogic<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
15 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Procedura de<br />
modelare<br />
16 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
FCOTA – Folded Cascode OTA<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
17 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Colectarea<br />
datelor<br />
necesare<br />
modelarii<br />
18 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Structura modelului fuzzy<br />
19 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Evoluţia erorilor la antrenarea sistemului fuzzy<br />
amplificare(frecvenţă, temperatură) pentru circuitul FCOTA.<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Antrenare<br />
20 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Reguli<br />
21 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Suprafetele generate de modelel fuzzy<br />
• Sistemul fuzzy dupa antrenare<br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
• Sistemul fuzzy initial<br />
22 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Comparatie<br />
model fuzzy –<br />
simulare Spice<br />
23 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Modelul functional fuzzy<br />
24 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Implementare Simulink<br />
25 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Rezultate -1<br />
26 /27
<strong>Modelarea</strong> <strong>circuitelor</strong> <strong>electronice</strong><br />
Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean<br />
Rezultate - 2<br />
27 /27
Change language