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Schaltungssimulation mit LTSpice

Unterschiede aufdecken

5. August 2015, 13:25 Uhr | Von Mike Engelhardt

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Fortsetzung des Artikels von Teil 5

Zusatzinformationen

[1] Sonst wird die Lösung des linearen Systems als ein Iterationsschritt verwendet. Die originale Schaltung wird erneut als eine neue Taylor-Reihe dieser Lösung erweitert; sie enthält wieder die ersten beiden Terme und löst dann das resultierende System von linearen Gleichungen. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis sicher ist, dass die korrekte Lösung erfolgreich gefunden wurde.

[2] PSpice ist ein Warenzeichen von Cadence. Für die Bildschirmdarstellungen wurde Version 9.2 verwendet.

[3] Je dünner die Matrix besiedelt ist, desto näher kann sie als eine diagonale (fast gelöste) Matrix beschrieben werden. Da die Matrizen von analogen Schaltungen sehr dünn belegt sind, bringt eine verbesserte LU-Faktorisierung mit SuperLU nicht so viel Geschwindigkeitsvorteil, wie man sich erhofft.

[4] Das Eliminieren der Unbekannten einer Matrix benötigt meistens die Addition, Subtraktion und Multiplikation. Diese Befehle benötigen nur drei latente Taktzyklen. (Es gibt auch einige Divisionen, die mehr als drei Taktzyklen benötigen, aber es gibt immer nur eine Division pro Unbekannter, die eliminiert werden muss.) Der Vorgang, Daten abzuholen, die nur durch die Adresse der Adresse der Basisadresse bekannt sind, von der ab indiziert wird, dauert wesentlich länger als drei Taktzyklen.

[5] Die Literatur darüber erklärt, dass die numerische Lösung nicht singulär ist, wenn ein genügend kleiner Zeitschritt garantiert wird. In der Praxis aber arbeitet eine Methode mit expliziter Integration und begrenzter Größe der Zeitschritte nicht richtig – außer man kann sie numerisch mit unendlicher Genauigkeit integrieren. Der Fehler summiert sich nicht wegen des Rundungsfehlers auf unendlich auf, sondern wegen der Approximation der Ableitung mit abgetasteten endlichen Unterschieden. Es gibt keine erfolgreichen analogen Schaltungssimulatoren, welche die explizite Integration verwenden.

[6] Spice fällt mitunter auf die Integration 1. Ordnung zurück. Wenn z.B. ein Ereignis mit einer bekannten diskontinuierlichen Zeitableitung 1. Ordnung eintritt, wie beim Übergang zwischen zwei geraden Kurvensegmenten einer teilweise linearen oder der Pulsfunktion einer unabhängigen Spannungs- oder Stromquelle, fallen die meisten Spice-Implementierungen für die Blindwiderstände dieser Schaltung beim Übergang in die Integration 1. Ordnung zurück. Die Versionen 1. Ordnung von Gear und Trap entsprechen beide dem „Impliziten Euler-Verfahren“.

[7] Einige Anwender sind dafür empfänglich, Spice kritisch zu betrachten, weil populäre Literatur den Wert der Spice-Simulation schlecht macht.

[8] HSpice ist ein Markenname von Synopsys.