1. Przedstawić zalety dekompozycji LU w stosunku do klasycznej metody
eliminacji Gaussa
2. Zinterpretować graficznie oraz wyprowadzić wzory definiujące
parametry iterowanego modelu diody
3. Przedstawić sposoby poprawy ziarnistości i rozdzielczości częstotliwości DFT

 1.  Porównać małosygnałową analizę zniekształceń nieliniowych z
Fourierowską metodą analizy widma
2. Porównać znaczenie parametrów Tstem i Tmax
3. Wyjaśnić przyczynę przecieku DFT i przedstawić środki zaradcze

1. w jaki sposób Spice realizuje zwarcie w celu przeprowadzenia analizy dc
na czym polega modyfikacja metody węzłowej zastosowanej w programie Spice
2. Czego wymaga SPICE od obwodów przy zmodyfikowanej metodzie
węzłowej(czyli jak musi wyglądać obwod, czego nie może byc, co jak sie
zastępuje w obwodzie)
3.  wyjaśnić TStep i Tmax oraz podąć budowę komendy w programie

1. Porównać mało sygnałową analizę zniekształceń nieliniowych z analiza Fouriera(zwracał uwagę żeby nie pisać słowo w słowo z książki o jednej
i drugiej tylko skupić sie na różnicach)
2. Model diody, cewki, kondensatora
3. graficzne interpretacja problemu z metoda Newtrona-Rapsona

Grupa I
1) Scharakteryzować analizę najgorszego przypadku oraz przedstawić jej realizację i obszary zastosowań.
2) Przedstawić cel stosowania i realizację dyrektywy NODESET.
3) Scharakteryzować wskaźniki stosowane przez algorytm dynamicznej zmiany kroku w celu optymalizacji wartości kroku czasowego.

Grupa II
1) Opisać rodzaje i źródła szumów uwzględniane przez program Spice podczas analizy szumowej.
2) Przedstawić działanie algorytmu Newtona-Raphsona z włączoną opcją OFF elementu nieliniowego.
3) Wyjaśnić przyczynę przycisku DTF i przedstawić środki zaradcze.

Jak możecie to wrzućcie jakieś rozwiązania. Ja z pewnością coś ruszę.

1. Przedstawić zalety dekompozycji LU w stosunku do klasycznej metody

eliminacji Gaussa

W stosunku do klasycznej metody eliminacji Gaussa dekompozycja LU znacznie skraca czas wykonywania obliczeń ponieważ najbardziej pracochłonna część algorytmu, czyli przekształcenie macierzy G w iloczyn L*U (przy pomocy klasycznej metody eliminacji Gaussa), wystarczy że będzie wykonana tylko raz. Dalej wykonuje się kilkukrotnie podstawianie w przód i wstecz w celu wyznaczenia wektora D, a następnie nowy wektor V co wymaga znacznie mniej obliczeń.

2. Zinterpretować graficznie oraz wyprowadzić wzory definiujące

parametry iterowanego modelu diody

Wyprowadzenie:

$$\left\{ \begin{matrix} G_{d} = \frac{dI_{d}}{dU_{d}} = \alpha I_{s}e^{\alpha U_{d}} \\ I_{d} = I_{s}(e^{\alpha U_{d}} - 1) \\ I_{\text{eq}} = I_{d} - G_{d}U_{d} \\ \end{matrix} \right.\ $$

$$\left\{ \begin{matrix} G_{d}\left( n \right) = \alpha I_{s}e^{\text{αU}_{d}(n - 1)} \\ I_{d}\left( n \right) = I_{s}\lbrack e^{\alpha U_{d}\left( n - 1 \right)} - 1\rbrack \\ I_{\text{eq}}\left( n \right) = I_{d}\left( n \right) - G_{d}\left( n \right)U_{d}(n - 1) \\ \end{matrix} \right.\ $$

3. Przedstawić sposoby poprawy ziarnistości i rozdzielczości częstotliwości DFT

Poprawa rozdzielczości – zwiększenie czasu obserwacji

Poprawa ziarnistości – uzupełnienie ciągu wejściowego zerami (gładszy przebieg widma)

Przedstawić cel stosowania i realizację dyrektywy NODESET

NODESET (wymuszenie potencjałów startowych) - możliwość zweryfikowania punktu startowego dla danej liczby węzłów. Deklaracja NODESET wymusza na określonym węźle potencjał poprzez wprowadzenie rzeczywistego źródła prądowego o rezystancji równej R=1. Dzięki 1omowi potencjał równy dołączonemu źródłowi prądowemu. Dzięki NODESET program wykona dwukrotnie analizę wyznaczającą stałoprądowy punkt pracy. Jeśli rozbieżność zostanie osiągnięta, to chwilowe rozwiązanie zostanie zapamiętane. W drugim kroku dodatkowe źródło jest usuwanei proces iteracyjny rozpoczyna się od początku, ale nie od wartości początkowej, tylko od wartości określonej w poprzednim kroku iteracji.

Przedstawić działanie algorytmu Newtona-Raphsona z włączoną opcją OFF elementu nieliniowego (nie jestem do końca tego pewien)

Parametr OFF wymusza dwukrotne obliczenie statycznego punktu pracy. W pierwszym przebiegu wskazane elementy zostają zablokowane (odłączone). Po wyliczeniu tymczasowego punktu pracy elementy te włączone są z powrotem i realizowany jest drugi cykl iteracji, przy czym startowy wektor potencjałów węzłowych nie jest zerowy, lecz równy równy wyznaczonemu w pierwszym cyklu iteracji.

Porównać małosygnałową analizę zniekształceń nieliniowych z Fourierowską metodą analizy widma

Małosygnałowa analiza zniekształceń. Analiza ta jest realizowana  równocześnie z analizą AC. Dla każdej częstotliwości analizy AC jest przeprowadzana analiza zniekształceń po przyjęciu nieliniowego modelu elementu aktywnego. Analiza jest przeprowadzana przy założeniu, że do wejścia układu doprowadza się jeden albo dwa sygnały harmoniczne. W przypadku zastosowania pojedynczego źródła sygnału program oblicza produkty wyjściowe(amplitudy) 1, 2, 3 harmonicznej dla każdej częstotliwości analizy. W przypadku zastosowań dwóch źródeł sygnału program oblicza wartość produktów intermodulacji o częstotliwościach f1-f2, f1+f2, 2f1-f2.

Wyjaśnić Tstep i Tmax oraz podąć budowę komendy w programie

Tstep - wartość kroku dla wydruku wyników (odstęp czasu między wyprowadzanymi wynikami)
Tmax - maksymalna wartość kroku (maksymalny krok czasu)

Budowa komendy:

tran Tstep Tstop [ Tstart [ Tmax ]  ] [ uic ]
example:
tran 1ns 100ns 0ns 2ns

Wyjaśnić przyczynę przecieku DFT i przedstawić środki zaradcze

Przeciek DFT powoduje, że wyniki DFT stanowią jedynie aproksymację widma sygnałów wyjściowych poddawanych próbkowaniu. Przeciek powstaje w wyniku spróbkowania sygnału analogowego, w którego widmie istnieją składowe o pulsacjach różnych id pulsacji prążków DFT. Środki zaradcze: okienkowanie (zminimalizowanie amplitudy listków bocznych funkcji sin).

2. Czego wymaga SPICE od obwodów przy zmodyfikowanej metodzie węzłowej(czyli jak musi wyglądać obwod, czego nie może byc, co jak się zastępuje w obwodzie)

 Układ nie może zawierać oczek składających się jedynie ze źródeł napięciowych i indukcyjności. W takim przypadku macierz konduktancyjna staje się macierzą osobliwą (jej wyznacznik równa się zeru), a układ równań przez nią reprezentowany nie ma jednoznacznego rozwiązania. Ograniczenie to wynika z faktu, że w pierwszym etapie analizy program SPICE, w celu wyznaczenia statycznego punktu pracy, zastępuje wszystkie indukcyjności i źródła napięcia zmiennego zwarciem. Z kolei zwarcie jest realizowane poprzez włączenie źródła napięciowego o zerowej wydajności. Na etapie analizy OP (punktu pracy) pojawia się więc oczko złożone z samych źródeł napięciowych.

Sposobem na obejście tego ograniczenia jest włączenie do rozważanego oczka, szeregowo z jedną z cewek lub z jednym ze źródeł napięcia, pomijalnie małej rezystancji dodatkowej. Dołączenie dodatkowego rezystora umożliwia odłożenie się na nim nadwyżki bilansu napięć i w konsekwencji układ równań uzyskuje jednoznaczne rozwiązanie.

1. Opisać rodzaje i źródła szumów uwzględniane przez program Spice podczas analizy szumowej.

 Szum termiczny – powstaje w skutek chaotycznego ruchu swobodnych elektronów. Tego rodzaju bezładne ruchy elektronów (wynikające z odbić od drgających jonów siatki krystalicznej) są równoważne mikroprądom elektrycznym o zmiennych amplitudach i kierunkach, a więc szumom, które ze względu na ich bezpośrednią zależność od temperatury nazwano szumami termicznymi lub cieplnymi. Wartość średnia prądu sumacyjnego jest równa zeru, jednak fluktuacje w czasie tego prądu powodują powstanie na końcówkach przewodnika napięcia źródłowego o niezerowej wartości średniokwadratowej. Zgodnie z centralnym twierdzeniem granicznym szum termiczny ma rozkład normalny, ponieważ jest superpozycją bardzo dużej liczby porównywalnych co do wielkości i niezależnych statystycznie składowych.

 Szum śrutowy – związany jest z dyskretną naturą nośników prądu w elementach półprzewodnikowych i próżniowych. Powstawanie tego rodzaju szumów następuje pod wpływem pola elektrycznego i wiąże się z przepływem prądu w elementach elektronowych. Na skutek nieciągłej struktury prądu, będącego sumą impulsów wywołanych przepływem nośników elementarnych, powstają fluktuacje jego wartości chwilowej. W lampach szum śrutowy jest związany z losowym charakterem chwil wylotu elektronów z katody i losowym rozkładem ich prędkości.

 Szum migotania – terminem tym określa się dominującą w zakresie m.cz. składową szumów o widmowej gęstości mocy odwrotnie proporcjonalnej do częstotliwości. W tym zakresie poziom szumów migotania, zwanych często szumami 1/f, znacznie przekracza poziom szumów cieplnych i śrutowych. Szumy 1/f są zjawiskiem bardzo powszechnym. Wartość tych szumów zależy od struktury sykających się ze sobą przewodników (lub półprzewodników – jak w przypadku złącza pn).