OrCAD電路的優(yōu)化設(shè)計

1、 在第四章中介紹的電路模擬，只能對給定的在第四章中介紹的電路模擬，只能對給定的電路起設(shè)計驗證作用，即只能證明該電路是否電路起設(shè)計驗證作用，即只能證明該電路是否滿足設(shè)計要求，并不能確定是否為最佳的設(shè)計。滿足設(shè)計要求，并不能確定是否為最佳的設(shè)計。 在 電 路 模 擬 后 ， 調(diào) 用 電 路 優(yōu) 化 模 塊在 電 路 模 擬 后 ， 調(diào) 用 電 路 優(yōu) 化 模 塊（Pspice Optimizer），就可以自動調(diào)整元器），就可以自動調(diào)整元器件參數(shù)設(shè)計值，使電路的性能得到改善，從而件參數(shù)設(shè)計值，使電路的性能得到改善，從而實現(xiàn)電路的優(yōu)化設(shè)計。實現(xiàn)電路的優(yōu)化設(shè)計。 第六章第六章 電路的優(yōu)化設(shè)計電路的優(yōu)化設(shè)

2、計 優(yōu)化設(shè)計的主要功能 對電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，可以同時調(diào)整電路中8個元器件的參數(shù)，以滿足最多8個目標(biāo)參數(shù)和約束條件（其中至少要有一個目標(biāo)參數(shù)）的要求，從而達(dá)到設(shè)計要求中所需的電路性能指標(biāo)。調(diào)用優(yōu)化模塊的前提條件 電路設(shè)計已經(jīng)通過常規(guī)的Pspice模擬，實現(xiàn)了要求的功能。即，如果電路設(shè)計與要求的功能和特性指標(biāo)差距很大，調(diào)用優(yōu)化設(shè)計模塊很難取得預(yù)期的效果。 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)對電路工作原理有較深入的了解，才能確定應(yīng)調(diào)整哪幾個元器件的參數(shù)，是要求的電路特性達(dá)到最優(yōu)。 對觸發(fā)器一類電路，即使某些元器件參數(shù)之變化不大，也可能使電路狀態(tài)在ON和OFF之間突變，優(yōu)化模塊很難對這種電路取得優(yōu)化設(shè)計的效果。電路

3、優(yōu)化設(shè)計的基本步驟電路優(yōu)化設(shè)計的基本步驟 繪制電路圖：關(guān)鍵在于在電路圖中放置繪制電路圖：關(guān)鍵在于在電路圖中放置OPTPARAMOPTPARAM符號，用于設(shè)置電路優(yōu)化設(shè)計過程符號，用于設(shè)置電路優(yōu)化設(shè)計過程中需調(diào)整的元器件名稱及有關(guān)參數(shù)值。中需調(diào)整的元器件名稱及有關(guān)參數(shù)值。 根據(jù)代優(yōu)化的特性參數(shù)類別（直流、交流等）根據(jù)代優(yōu)化的特性參數(shù)類別（直流、交流等）調(diào)用調(diào)用PspicePspice進(jìn)行電路模擬檢驗，確保電路設(shè)進(jìn)行電路模擬檢驗，確保電路設(shè)計能正常工作，并基本滿足功能和特性要求。計能正常工作，并基本滿足功能和特性要求。 調(diào)用優(yōu)化模塊，設(shè)置可調(diào)整的電路元器件參調(diào)用優(yōu)化模塊，設(shè)置可調(diào)整的電路元器件參數(shù)

4、、待優(yōu)化的目標(biāo)參數(shù)和約束條件等與優(yōu)化數(shù)、待優(yōu)化的目標(biāo)參數(shù)和約束條件等與優(yōu)化有關(guān)的參數(shù)。有關(guān)的參數(shù)。 啟動優(yōu)化迭代過程，輸出優(yōu)化結(jié)果。啟動優(yōu)化迭代過程，輸出優(yōu)化結(jié)果。Optimizer的運(yùn)行 啟動：Tune/Auto/Start 結(jié)束的三種可能方式： 1，順利完成優(yōu)化過程：Specs met 2，優(yōu)化指標(biāo)未能達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)值要求， 無法計算出新的進(jìn)展方向，優(yōu)化失敗 3，達(dá)到最大迭代次數(shù) 4，人為中斷 結(jié)果分析 1，優(yōu)化結(jié)果報告：.oot 2，過程中間結(jié)果：.olg 3，導(dǎo)數(shù)計算結(jié)果：Tune/Show DerivativesOptimizer環(huán)境的介紹 優(yōu)化指標(biāo)顯示區(qū)（優(yōu)化進(jìn)程指標(biāo)、熱點(diǎn)區(qū)） 元器

5、件參數(shù)顯示區(qū)（初值、當(dāng)前值） 優(yōu)化信息顯示區(qū)（目標(biāo)參數(shù)誤差指示器、 優(yōu)化結(jié)果據(jù)方根）元器件參數(shù)的設(shè)置 在Capture中進(jìn)行設(shè)置 在Optimizer中進(jìn)行設(shè)置元器件參數(shù)的設(shè)置 參數(shù)名稱： 要與元器件旁中的一致 哪一種精度等級 的標(biāo)準(zhǔn)系列值 參數(shù)允許取值范 圍的上下限請看演示請看演示.目標(biāo)參數(shù)和約束條件的設(shè)置 優(yōu)化指標(biāo)：包括目標(biāo)參數(shù)和約束條件兩種，總數(shù)不能超過8個，至少包含一個目標(biāo)參數(shù)。 目標(biāo)參數(shù)和約束條件的區(qū)別 1，數(shù)目要求不同：前者至少包含一個 2，表示方式不同：前者用一個取值區(qū)間來描述，后者用大于、等于和小于來描述。 目標(biāo)參數(shù)和約束條件的設(shè)置 優(yōu)化指標(biāo)的表達(dá)方式 1，直接采用電路模擬結(jié)果

6、和模擬結(jié)果的運(yùn)算表達(dá)式。 2，特征值函數(shù)：PSPICE.PRB中 3，運(yùn)算符和函數(shù)：*、exp()等目標(biāo)參數(shù)和約束條件的設(shè)置 幾個重要參數(shù)1，Target:優(yōu)化目標(biāo)理想值2，Range:優(yōu)化目標(biāo)值的允 許范圍3，Constrain:選中則為約 束條件4，Type:約束條件的三中表 示方式5，分析類型：與Pspice中的 設(shè)置要保持一致6，特征函數(shù)文件的調(diào)用7，Evaluate:計算優(yōu)化指標(biāo)請看演示請看演示.Optimizer計算參數(shù)的設(shè)置 步長控制：參考值為0.01 f(x)=f(x+h)-f(x)/h f(x)一般為非線性函數(shù)，如果步長h 太大，則計算的近似程度差，太小 則由于計算的不精確性，導(dǎo)數(shù)值的 誤差值大 最大迭代次數(shù) Optimizer計算參數(shù)的設(shè)置 內(nèi)部步長減小比例的控制： 系統(tǒng)內(nèi)定值為0.25 步長調(diào)整的控制： 用與當(dāng)前值的百分比表示 算法的選定： 多個目標(biāo)參數(shù)：最小二乘法 一個目標(biāo)參數(shù)：最小二乘法 或直接最小化算法運(yùn)行結(jié)果的處理 選定與優(yōu)化結(jié)果最接近的