plik


ÿþEgzamin TOiS 2013 (cz[ teoretyczna) 1. Co to jest netlista? Jest to lista poBczeD pomidzy elementami obwodu. Zawiera informacje o wszystkich elementach, ich rodzajach, warto[ciach oraz wzBach do których s doBczone. 2. Do czego sBu|y metoda wzBowa? Metoda wzBowa to metoda analizy staBoprdowych ukBadów liniowych, wynikajca z praw Kirchhoffa. Na tej metodzie opiera si algorytm konstrukcji macierzy poprzez przegldanie. 3. Wyja[ni ró|nice miedzy metod wzBow, a zmodyfikowan metod wzBow. W zmodyfikowanej metodzie wzBowej: ·ð zostaje dodane niezale|ne zródBo napiciowe oraz sterowane napiciowo zródBo napiciowe ·ð wektor oprócz potencjaBów wzBowych tworz tak|e prdy pBynce przez zródBa napicia ·ð poszukiwanymi zmiennymi opisujcymi stan ukBadu, oprócz potencjaBów wzBowych, staj si tak|e prdy pBynce przez zródBa napicia ·ð bez przeksztaBceD mo|na analizowa obwód ze wszystkimi 4 typami zródeB sterowanych ·ð ukBad nie mo|e zawiera oczek skBadajcych si jedynie ze zródeB napiciowych i indukcyjno[ci. 4. Do czego sBu|y metoda szablonów? Metoda szablonów uBatwia konstrukcj macierzy w metodzie przez przegldanie, które s wykorzystywane w równaniu macierzowym opisujcym obwód. 5. Na czym polega metoda przez przegldanie? Polega na tworzeniu macierzy, identyfikacji poBo|enia rozpatrywanego elementu oraz aktualizacji odpowiednich komórek macierzy, gdy tylko wzBy podBczone do elementu zostan okre[lone. Metoda ta bazuje na predefiniowanych szablonach okre[lajcych poBo|enie konduktancji i prdów odpowiednich elementów w równaniu macierzowym. 6. Do czego sBu|y algorytm ekstrapolacyjny Eulera? Jak wszystkie metody caBkowania numerycznego sBu|y do obliczenia warto[ci funkcji w chwili je[li znana jest warto[ tej funkcji w chwili . 7. Do czego sBu|y algorytm Newtona-Raphsona? Algorytm sBu|y do rozwizywania obwodów nieliniowych w programach komputerowej analizy ukBadów elektronicznych. Jest to metoda iteracyjna polegajca na tym, |e po zaBo|eniu zerowego rozwizania (punktu startowego) oblicza si  pierwsze rozwizanie . Je|eli nie jest ono ~ 1 ~ Plik na licencji Beerware wBa[ciwym rozwizaniem to traktuje si je jako nowy punkt startowy i wyznacza kolejne, a| do osignicia rozwizania z odpowiednio maBym bBdem. Kolejne iteracje okre[lone s formuB: 8. Jak poprawia si zbie|no[ algorytmu Newtona-Raphsona przy zbyt maBej konduktancji diody? Aby poprawi zbie|no[ nale|y doBczy równolegle do zBcza diody rezystor o znikomej warto[ci konduktancji (np. 1 pS). Warto[ powinna by tak maBa, |eby wynikajcy z niej prd byB znaczco mniejszy od tolerancji okre[lajcej warunek stopu, czyli aby nie wpBywaBa ona na wynik symulacji. Eliminujemy tym sposobem problem dzielenia przez zero, jednocze[nie przy[pieszajc osignicie zbie|no[ci. 9. Jak poprawia si zbie|no[ algorytmu Newtona-Raphsona przy zbyt du|ej konduktancji diody? Aby poprawi zbie|no[ nale|y doBczy szeregowo ze zBczem diody niewielk rezystancj szeregow o konduktancji . Przy silnym spolaryzowaniu w kierunku przewodzenia dodatkowa rezystancja szeregowa zaczyna dominowa w wypadkowej konduktancji elementu, co przy[piesza osignicie zbie|no[ci. 10. Wymieni wad i zalety algorytmów wielokrokowych caBkowania numerycznego. Wada: Wymagaj najwikszych nakBadów obliczeniowych i w konsekwencji najdBu|szego czasu obliczeD. Dodatkowo algorytm Geara -tego rzdu jest algorytmem -krokowym, wic wymaga warto[ci startowych, które s wyznaczane metodami ni|szych rzdów  algorytmy Eulera, trapezów. Zalety: stabilne, cechujce si najwiksz dokBadno[ci i wydajno[ci w przypadku równaD sztywnych. 11. Kiedy pojawiaj si znieksztaBcenia nieliniowe i co powoduj? Jest to efekt przetwarzania sygnaBu przez ukBad o nieliniowej charakterystyce przej[ciowej. Typowo objawiaj si obecno[ci dodatkowych skBadowych harmonicznych w widmie sygnaBu. Powoduj zmian ksztaBtu sygnaBu wyj[ciowego np. obcicie wierzchoBków sinusoidy. 12. Omówi dynamiczn zmian kroku w SPICE. Dynamiczna zmiana kroku wykorzystuje algorytm zmiennokrokowy, który  zagszcza obliczenia tam, gdzie napicia i prdy zmieniaj si gwaBtownie i wydBu|a krok, gdy sygnaBy s wolnozmienne. Pierwszy punkt czasowy wyznaczany jest przez program SPICE wg wzoru: Po okre[leniu pierwszego punktu czasowego obliczana jest odpowiedz ukBadu i algorytm dynamicznej zmiany kroku podejmuje decyzj o ewentualnym zwikszeniu lub zmniejszeniu kroku czasowego. Nastpnie obliczana jest odpowiedz w drugim punkcie czasowym itd., a| do koDcowego czasu analizy. Wszystkie wyznaczone dane przechowywane s w pamici i po zakoDczeniu analizy, na ich podstawie, program (metod interpolacji wielomianowej) oblicza ~ 2 ~ Plik na licencji Beerware odpowiedz czasow w punktach okre[lonych przez u|ytkownika (TStep) za pomoc instrukcji .TRAN. Algorytm dynamicznej zmiany kroku monitoruje trzy wskazniki majce wpByw na wielko[ kroku czasowego: ·ð wskaznik okre[lajcy dynamik zmian napi i prdów w ukBadzie §ð monitoruje liczb iteracji w ka|dym punkcie czasowym §ð monitoruje wielko[ lokalnego bBdu obcicia ·ð wskaznik sygnalizujcy brak zbie|no[ci obliczeD w analizowanym punkcie czasowym ·ð wskaznik zwizany z punktami zaBamania sygnaBów ze zródeB sterujcych Podstawowe znaczenie ma wskaznik okre[lajcy dynamik ukBadu, a dwa pozostaBe peBni rol korygujc. Ponadto program uwzgldnia limity okre[lajce minimaln i maksymaln warto[ kroku czasowego. Je[li w trakcie zaBo|onej liczby iteracji nie zostanie osignita zbie|no[, to obliczenia nie s przerywane lecz program cofa si do poprzedniego punktu, o[miokrotnie zmniejsza krok czasowy, wyznacza nowy punkt na osi czasu  o[miokrotnie bli|szy od poprzedniego ni| ten, w którym program nie osignB zbie|no[ci  i powtarza obliczenia. Je[li po skróceniu kroku czasowego zbie|no[ ponownie nie zostanie osignita, to krok jest ponownie o[miokrotnie zmniejszany i cykl powtarza si. Dzieje si tak a| do momentu znalezienia punktu czasowego, w którym nastpi zbie|no[ obliczeD albo do momentu, gdy krok czasowy zostanie skrócony do ustalonego minimum. Podczas analizy dBugich odcinków niezmiennych lub wolnozmiennych w czasie, algorytm dynamicznej zmiany kroku w ka|dym kolejnym punkcie czasowym dwukrotnie zwiksza krok. Dzieje si tak a| do momentu osignicia maksymalnego dozwolonego kroku (je[li sygnaB jest statyczny) lub do zmiany dynamiki sygnaBu (tzn. gdy liczba iteracji przekroczy ITL3 lub gdy bBd obcicia osignie zaBo|ony poziom). 13. Do czego stosuje si algorytm FFT i jakie jest jego ograniczenia stosowalno[ci? Algorytmy szybkiej transformacji Fouriera FFT wyznaczaj dokBadnie dyskretne przeksztaBcenie Fouriera DFT. Za ich pomoc przeprowadzamy analiz widmow sygnaBów dyskretnych. Algorytmy FFT nie korzystaj bezpo[rednio z definicji, lecz stosuj wydajniejsze rozwizania, oparte na symetrii funkcji harmonicznych. Ograniczeniem typowej FFT jest wymaganie, aby cig wej[ciowy zawieraB liczb wyrazów równ caBkowitej potdze liczby 2. 14. Wyja[ni istot przecieku widma (kiedy wystpuje, czym si objawia i jak si go minimalizuje). Dowolny sygnaB wej[ciowy, którego czstotliwo[ nie jest dokBadnie równa jednej z czstotliwo[ci, dla których jest liczona transformata Fouriera,  przecieka do wszystkich innych pr|ków DFT, faBszujc widmo sygnaBu. Przeciek widma spowodowany jest niecigB zmian sygnaBu na kraDcach przedziaBu próbkowania. Minimalizuje si go za pomoc  okienkowania , czyli wycinania sygnaBu za pomoc okna o Bagodnych zboczach. Mno|c cig wej[ciowy przez funkcj okna tego typu, powodujemy, |e warto[ci sygnaBu wynikowego staj si takie same na pocztku i na koDcu przedziaBu próbkowania. Jednocze[nie  okienkowanie redukuje moc sygnaBu i w konsekwencji konieczna jest odpowiednia korekta amplitud wszystkich pr|ków widma. ~ 3 ~ Plik na licencji Beerware 15. Na czym polega analiza AC? Analiza AC polega na obliczeniu prdów i napi w ukBadzie, pobudzanym wymuszeniami harmonicznymi. Analiza przeprowadzana jest przy zaBo|eniu, |e: ·ð czstotliwo[ci wymuszeD s jednakowe ·ð sygnaBy w ukBadzie s na tyle maBe, |e mo|na pomin wszystkie efekty nieliniowe  nieliniowe modele elementów zastpowane s modelami liniowymi ·ð ukBad jest w stanie ustalonym W efekcie wykonania analizy AC otrzymuje si amplitudowe i fazowe (maBosygnaBowe) charakterystyki czstotliwo[ciowe wszystkich potencjaBów wzBowych i prdów gaBziowych. 16. Na czym polega analiza TRAN? Analiza TRAN jest to analiza czasowa, w trakcie której obliczany jest przebieg wybranych potencjaBów (napi, prdów lub mocy) w funkcji czasu w zadanym przedziale (0, TStop) z okre[lonym krokiem czasowym TStep. Wyró|niamy algorytm staBokrokowy i zmiennokrokowy. ~ 4 ~ Plik na licencji Beerware

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Egzamin TOiS 13 Zestaw 1 Teoria
pytania egzaminacyjne do wykladu teoriakultuy

więcej podobnych podstron