1 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Modelarea circuitelor electronice� Simularea la nivel de circuit este costisitoare din punct de vedere al
calculelor, în special dacă circuitul este mare şi necesită mai multe tipuri de analize (în timp, în frecvenţă, etc.).
� Alternativa: nivele ierarhic superioare de abstractizare în descrierea circuitului, sau altfel spus de a folosi modele compacte.
� Doi factori determină utilitatea modelului:� eficient din punct de vedere al volumului şi complexităţii calculelor
� suficient de exact.
Modelarea
circuitelor
• modelareafunctiilor de performanta
• modelareafunctionala
2 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Modelarea circuitelor electronice utilizand sisteme fuzzy
� Modelarea circuitelor electronice� modelarea functiilor de performanta
� modelare SOTA
� modelarea functionala� modelare FCOTA
� model Simulink
3 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Modelarea functiilor de performanta ale unui circuit
analogic
4 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Procedura de modelare
5 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice SOTA – Simple Operational Transconductance amplifier
[ ][ ]
( ) [ ]
( ) [ ]
( ) [ ] ( ) 1cu;1;100
0,75µcu;1;10
0,5µcu;1;8
µA20;70
5656
3434
1212
=∈
=∈
=∈
∈
LWW,L
LLW
LLW
IB
•Parametrii
• Functii de performanta:
21 ii
o
vv
vAvo
−=
BAvoGBW ⋅=
PM
cA
AvoCMRR =
6 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Determinarea setului de parametri� LHS – Latin Hypercube Sample
• În fiecare interval se alege aleator o valoare. Apoi cele K valori ale fiecărui parametru sunt asociate în mod aleator cu cele K valori ale altui parametru şi aşa mai departe, formând K vectori ai parametrilor.
7 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Esantion al setului de date de antrenare
8 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Structura modelului fuzzy A
vo
9 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Multimi fuzzy la intrare
• 6 reguli
• 6 mf pe fiecarevariabile
10 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Multimi fuzzy la iesire. Reguli
•out1mf1=[-0.27907622925482 4.7336423208163 -0.22929012109304 -0.0028363221851113 45.49729161833]
•out1mf2=[-0.11955049624726 10.308484211334 -0.23201470784719 0.00408876941051388 25.0003432748168]
•out1mf3=[-0.50949884619065 5.4106958973798 -0.70345988469712 0.0282962177749871 52.5057718830839]
•out1mf4=[-0.32603181267357 11.099093462894 -0.98934580658441 0.0138103461621346 37.5543179917034]
•out1mf5=[-0.18956099089732 8.6928124102796 -0.96510752831766 0.016395396082041 33.7788736156701]
•out1mf6=[-0.38682872084570 7.5633681369785 -1.3443012661576 -0.042937570643951 49.8212643120914]
• Multimile fuzzy la iesire
• Baza de reguli
11 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
RMSE pentru modelele fuzzy
3075030706
7531175188
2782343875
3680033400
7211635201
10727980529
700a+150v
6173546408
7220070100
6173546408
10173595640
450a+50vCMRR
0.0500.036
0.980.090
0.0540.033
0.1020.090
0.0630.040
0.1160.096
700a+150v
0.0840.073
0.1160.108
0.0790.056
0.1150.110
01410.115
0.1420.115
450a+50vPM [o]
6865
145140
8058
155142
14289
205156
700a+150v
7964
10683
12484
13088
176115
178132
450a+50vGBW [KHz]
1.000.93
1.211.15
1.060.93
1.291.18
1.161.05
1.391.27
700a+150v
0.70.55
1.61.45
1.150.55
1.851.5
450a+50vAvo
verif.antrenareverif.antrenareverificareantrenare10 reguli6 reguli3 reguli
RMSESetul
de date
Funcţia de
circuit
• RMSE este dependenta de ordinul de marime al functiei modelate
12 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Evolutia RMSE pe durata instruirii
13 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Comparatie model fuzzy –simulare Spice
4.673,04CMRR0,03980,049PM1,9212,645GBW1,2781,375Avo
verificareinstruire
EPM [%]Funcţia de
circuit
•EPM – eroarea procentualamedie
14 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Suprafetele generate de modelele fuzzy
15 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Modelarea functionala a unui circuit analogic
16 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Procedura de modelare
17 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
FCOTA – Folded Cascode OTA
18 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Colectarea datelor
necesare modelarii
19 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Structura modelului fuzzy
20 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Antrenare
Evoluţia erorilor la antrenarea sistemului fuzzy amplificare(frecvenţă, temperatură) pentru circuitul FCOTA.
21 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Reguli
22 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Suprafetele generate de modelel fuzzy
• Sistemul fuzzy dupa antrenare
• Sistemul fuzzy initial
23 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Comparatie model fuzzy –simulare Spice
24 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Modelul functional fuzzy
25 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Implementare Simulink
26 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Rezultate -1
27 /27Tehnici de inteligenţă computaţională în electronică, G. Oltean
Modelarea circuitelor electronice
Rezultate - 2