Modelarea circuitelor electronice
Modelarea circuitelor electronice
Modelarea circuitelor electronice
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<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