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24. Eine parametrische Analyse mit Performance Analysis auswerten

Die Beispiel-Schaltung und ihre Simulation
Das Diagramm mit "Performance Analysis" auswerten
Untersuchung einzelner Kurven mit "Eval Goal Function" oder "Evaluate Measurement"

Das Ergebnis einer parametrischen Untersuchung besteht aus einer Vielzahl von Kurven, die Sie meist noch nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten auswerten können. Im Abschnitt "Die parametrische Analyse" wurde z.B. der Kapazitätswert eines Kondensators parametrisiert, so dass Sie eine Schar von Frequenzgängen erhielten. Es wäre nun schön, wenn Sie sich nun z.B. in einer Auswertung die Mittenfrequenzen in Abhängigkeit von der Kapazität anzeigen lassen könnten. Sie könnten sich dazu nun mit Bleistift und Papier der Mühe unterziehen, auf der X-Achse die Kapazitätswerte und auf der Y-Achse die dazugehörigen Mittenfrequenzen einzutragen. Bequemer geht es mit Zielfunktionen (Goal Functions oder Measurements), die Sie in der "Performance Analysis" einsetzen können. Diese Simulationsart können Sie auch in der Monte-Carlo-Analyse verwenden. Außerdem besteht die Möglichkeit eigene Zielfunktionen zu entwerfen.

Die Beispiel-Schaltung und ihre Simulation

Die Schaltung des aktiven Bandpasses kennen Sie schon vom Abschnitt "Die parametrische Analyse". Im Gegensatz zu dieser sind in der hier vorliegenden Schaltung beide Kondensatoren parametrisiert (siehe dazu den Abschnitt "Weitere Tipps zur parametrischen Analyse").

schaltung.gif Aktiver Bandpass. Die Kondensatoren sind parametrisiert.
Aktiver Bandpass. Beide Kondensatoren sind mit Cvariabel  parametrisiert (die vorbereitete Schaltungssimulation finden Sie unter goal oder goal.zip). Für eine Großdarstellung des Bildes hier klicken.

Wenn Sie diese Schaltung einer Frequenzganganalyse (AC Sweep/Noise) mit folgenden Einstellungen im Simulationsprofil unterziehen,

acsweep.gif Einstellung AC-Sweep
Einstellung für AC-Sweep (Frequenzgang). Logarithmische Untersuchung von 100 Hz bis 10 kHz mit 111 Punkten pro Dekade.

und zusätzliche die nachfolgend abgebildete parametrische Analyse vornehmen,

param.gif Einstellung für die parametrische Analyse
Die zusätzliche parametrische Analyse verändert den globalen Parameter Cvariabel linear von 10 nF bis 150 nF mit einer Schrittweite von 10 nF.

erhalten Sie die nachfolgend abgebildete Kurvenschar in Probe für die Spannung am Knoten "aus":

probe.gif Kurvenschar
Durch die Veränderung von Cvariabel und damit C1 und C2 verändert sich die Mittenfrequenz (Resonanzfrequenz) des Filters (für eine große Darstellung des Diagramms hier klicken).

Das Diagramm mit "Performance Analysis" auswerten

Wenn Sie sich nun dafür interessieren, bei welchen Werten von C1 und C1 (und damit von Cvariabel) die Resonanzfrequenzen liegen, könnten Sie das obige Diagramm Schritt für Schritt von Hand auswerten. Auf der X-Achse tragen Sie dazu die Werte von Cvariabel ein und auf der Y-Achse die Resonanzfrequenzen. Bequemer geht es mit der Funktion "Performance Analysis" in Probe:

Dazu rufen Sie nach erfolgter parametrischer Analyse in der Menüleiste von Probe "Trace - Performance Analysis..." auf:

perform1.gif Starten der Performance Analysis
So starten Sie die Performance Analysis über die Menüleiste. Hinweis: Der Knopf mit den beiden gekreuzten Flaggen flagge.gif Knopf in der Werkzeugleiste  funktioniert übrigens als Alternative nicht ohne weiteres und stellt den umständlicheren Weg dar.

Danach öffnet sich das folgende Hinweisfenster:

perform2.gif Hinweisfenster
Weiter geht es, indem Sie auf den Knopf "Wizard" klicken.

Es besagt, dass 15 von 15 Grafen der parametrischen Simulation ausgewählt sind und die Variable "Cvariabel" lautet, welche sich in einem Bereich von 1e-008 bis 1.5e-007 bewegt. Außerdem steht dort noch, dass in die X-Achse "Cvariabel" eingetragen wird und die Y-Achse von der noch zu wählenden Zielfunktion (Goal Function) abhängt. Der Geübte kann nun direkt auf den Knopf "OK" klicken, was aber nicht empfehlenswert ist. Wir klicken deshalb auf den Knopf "Wizard", um mehr Hinweise zum weiteren Fortgang zu erhalten:

perform3.gif
Weiter geht es, indem Sie auf den Knopf "Next" klicken.

Hier erfahren Sie nur, dass Sie sich im nächsten Schritt eine Zielfunktion aussuchen müssen. In unserem Beispiel soll diese Zielfunktion die Mittenfrequenz des Filters feststellen können. Das Fenster, das nun erscheint, bietet eine Auswahl an Zielfunktionen an:

perform4.gif Auswahl der Zielfunktion
Wählen Sie hier die Zielfunktion (Goal Function) "CenterFreq" aus und klicken Sie dann den Knopf "Next>" an.

Die Beschreibung der aus der Liste ausgewählten Zielfunktionen finden Sie immer rechts daneben im grauen Kasten. Beachten Sie, dass einige Zielfunktionen nur für die AC-Analyse und andere nur für die Transientenanalyse geeignet sind. In unserem Beispiel entscheiden wir uns für die Zielfunktion "CenterFreq", welche die Resonanzfrequenzen feststellt. Laut der Beschreibung im grauen Kasten wird dazu die Mitte zwischen zwei bestimmten Punkten festgelegt. Der eine der beiden Punkte liegt auf der aufsteigenden Flanke und der andere auf der absteigenden Flanke. Beide Punkte liegen um einen noch einzutragenden dB-Wert unterhalb des Maximums. Diesen dB-Wert können Sie im nächsten Fenster eintragen. Klicken Sie dazu auf "Next>":

perform5.gif Eintragen der Werte für die Zielfunktion
Hier tragen Sie die Argumente Ihrer Zielfunktion ein. Weiter geht es wieder mit "Next>".

Unter "Name of trace to search" tragen Sie V(aus) ein. Das ist der Eintrag, den Sie auch in der X-Achse der ursprünglichen parametrischen Analyse vorgefunden haben. Alternativ können Sie auf den kleinen Knopf daneben klicken, um das "Add Traces"-Fenster aufzurufen. Von dort können Sie dann per Mausklick und ohne Tipperei V(aus) auswählen.

Unter "db level down for measurement" tragen Sie den bereits schon beschriebenen Pegel bezogen auf das Maximum in dB ein (hier 3). Es spielt übrigens keine Rolle, ob Sie 3 oder -3 eingeben. Dann auf  "Next>" klicken, um das nächste Fenster aufzurufen:

perform6.gif
Dieses Fenster zeigt zur Kontrolle den ersten Grafen der parametrischen Analyse an.

Die obigen beiden Fenster, welche nun erschienen sind, sind eigentlich nur dann interessant, wenn Sie statt V(aus) eine andere Variable unter "Name of trace to search" eingetragen haben. Zur Kontrolle zeigt das Fenster Ihnen den ersten Grafen der parametrischen Simulation an, denn die Grafen müssen nicht immer wie erwartet aussehen. In unserem Beispiel muss der Graf ein Maximum besitzen, was hier der Fall ist. Wenn Sie nun wieder auf "Next>" klicken, erscheint endlich das Ergebnis:

perform7.gif Das Ergebnis
Das obere Diagramm zeigt das Ergebnis (für eine Großdarstellung hier klicken).

Das untere Diagramm zeigt das Resultat der parametrischen Simulation, welche die Daten für das obere Diagramm liefert. Dort können Sie auf der X-Achse den Kapazitätswert und auf der Y-Achse die dazugehörige Resonanzfrequenz ablesen.

Wie Sie das untere Diagramm entfernen können, ist ganz am Ende des Abschnitts "Mehrere Y-Achsen und Diagramme in Probe darstellen" beschrieben.


Untersuchung einzelner Kurven mit "Eval Goal Function" oder "Evaluate Measurement"

Der Einsatz von Zielfunktionen setzt nicht unbedingt die parametrische Simulation oder eine Monte-Carlo-Simulation voraus, denn Sie können mit Zielfunktionen auch einzelne Kurvenzüge untersuchen.

Gehen Sie dazu in Probe auf  "Trace" der Menüleiste und wählen Sie dann je nach Version "Eval Goal Function" oder "Evaluate Measurement".


So rufen Sie je nach Version entweder "Eval Goal Function" oder "Evaluate Measurement" auf.

Wie Sie dann weiter vorgehen, zeigen Ihnen die Videos 9.avi (bis zur Version 9) und 10.avi (ab der Version 10). Bei der Version  10 haben Sie den Vorteil, dass Sie sich mehrere Ergebnisse dauerhaft sichtbar anzeigen lassen können. Bei der Version erscheint das Ergebnis lediglich in einem Pop-Up-Fenster.

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