модель RC цепочки Опции

[SALOME]

Рискну посмешить народ простотой вопроса. Но требуется мат. модель для построения графика отклика дифф цепи с учетом R и C. Это необходимо для проверки качества преобразования 24 разрядного АЦП. Т.е берутся реальные результаты измерения, потом сравниваются с идеальными (расчетными).
Ну например, R=2KOm, C=40pF,амплитуда сигнала 1В, шаг дискретизации 800нс, количество отсчетов 1000. Помогите, плз

[Designer56]

А эта задача стандартная 1 порядка, поэтому без проблем решается аналитически (если не запутаться с математикой).

Да, но какой порядок передаточной ф-и АЦП- х.з. Придется аппроксимировать, но это тоже не есть проблема.

И вообще автор выбрала неподходящий сигнал для тестирования динамики. Почему бы ей не воспользоваться стандартным методом- подать ступеньку и измерить время установления выходного кода для фронта/спада. Все достаточно просто получается, и метод гостированный.

[SALOME]

подать ступеньку и измерить время установления выходного кода для фронта/спада. Все достаточно просто получается, и метод гостированный.

О какой ступеньке речь?

А чтобы этого не делать, можно с подобным вопросом обратиться в местный кружок моделистов-конструкторов[/url]. Я так думаю, там Вам непременно помогут.

Еще проще - освоить программный пакет MicroCap и такие задачи за 10 минут решаются.
А эта задача стандартная 1 порядка, поэтому без проблем решается аналитически (если не запутаться с математикой).

"освоить программный пакет MicroCap" ради одной дифцЕпочки

[alexander55]

О какой ступеньке речь?

Это жаргон.
Ступенчатый входной сигнал.
Его описание.
Uin=0, если t<0
Uin=1, если t>=0

[SALOME]

Это жаргон.
Ступенчатый входной сигнал.
Его описание.
Uin=0, если t<0
Uin=1, если t>=0

так бы и сказали - единичный импульс... Это не наш случай.

[Tanya]

так бы и сказали - единичный импульс... Это не наш случай.

Что-то непонятно стало, о чем Вы спрашиваете.
Вроде же писала, как...
А Вам совсем конкретную формулу?
Ну, если хотите - время есть пока...
От 0 до T1 (T1 - время включения - продолжительность)
U=U1exp(-t/T) T- постоянная времени = RC
От T1 до T1+T2 (T2 - время выключения - продолжительность)
U=U2exp(-t/T) T- постоянная времени = RC
Если процесс уже стационарный, то сумма интегралов от 0 до T1 и от T1 до T1+T2 должна быть равна нулю...
U1*(1-exp(-T1/T))+U2*(1-exp(-T2/T))=0
Отсюда найдем U1 и U2, их разность равна Ug - ступеньке генератора.
Время мое кончилось, но осталось совсем немного выкладок... Сами доделаете? В случае, когда T1=T2 U1=-U2=Ug/2

[wim]

Что-то непонятно стало, о чем Вы спрашиваете.
Вроде же писала, как...

Tanya, да ведь уже в первом посте было понятно о чём речь - взрослые дяди разрабатывают 24-разрядный АЦП и дали барышне-практикантке поиграться с RC-цепочкой, чтоб не мешала процессу. Если бы ей нужен был результат, давно бы уже скачала симулятор, который я предложил - там можно и параметры источника импульсов варьировать, и всякие паразитные элементы ...

[Tanya]

Tanya, да ведь уже в первом посте было понятно о чём речь - взрослые дяди разрабатывают 24-разрядный АЦП и дали барышне-практикантке поиграться с RC-цепочкой, чтоб не мешала процессу. Если бы ей нужен был результат, давно бы уже скачала симулятор, который я предложил - там можно и параметры источника импульсов варьировать, и всякие паразитные элементы ...

Какие-то в этой ветке недобрые взрослые-дяди-писатели подобрались... Столько всего понаписали, дискуссию непонятно о чем развели, а чисто-конкретно-реально помочь, тем более, особе противоположного пола... лень? или не могут? или не хочут? И меня укоряют еще...
Автор темы - программист, поэтому не обязана знать даже, что такое синус и экспонента...
И не нужны ей Ваши симуляторы, которые ей еще надо освоить, настроить на нужную ей разрядность, шаг, и научиться там правильные числа получать, выводить их в нужном формате... и т.д., а не только картинки...
А нужна ей была (я так думаю) формула, по которой она сама бы могла считать, например, отклонения от своих экспериментальных данных...

[wim]

Какие-то в этой ветке недобрые взрослые-дяди-писатели подобрались... Столько всего понаписали, дискуссию непонятно о чем развели, а чисто-конкретно-реально помочь, тем более, особе противоположного пола... лень? или не могут? или не хочут? И меня укоряют еще...
Автор темы - программист, поэтому не обязана знать даже, что такое синус и экспонента...
И не нужны ей Ваши симуляторы, которые ей еще надо освоить, настроить на нужную ей разрядность, шаг, и научиться там правильные числа получать, выводить их в нужном формате... и т.д., а не только картинки...
А нужна ей была (я так думаю) формула, по которой она сама бы могла считать, например, отклонения от своих экспериментальных данных...

Святые шестерёнки, да где ж мы Вас укоряли? Дык, и формулы-то уже все написаны и перенаписаны. А симулятор освоить - проще простого и, если бы дело было только в этом, так от желающих объяснить человеку, как им пользоваться, отбою бы не было. Вот фрагмент выходного файла SWCAD:

time V(out)
0.000000e+000 -8.669338e-015
1.280000e-008 -5.772096e-014
2.560000e-008 -7.228204e-012
3.203206e-008 -3.322116e-011
3.668290e-008 -9.423163e-011
4.141908e-008 -2.307520e-010
4.705727e-008 -5.274575e-010
5.340213e-008 -1.080081e-009
5.987953e-008 -1.986468e-009
6.829676e-008 -3.828075e-009
7.764696e-008 -6.924328e-009

Неужели программист не сможет обработать этот файл и получить из него нужную информацию?

[Tanya]

Святые шестерёнки, да где ж мы Вас укоряли? Дык, и формулы-то уже все написаны и перенаписаны. А симулятор освоить - проще простого и, если бы дело было только в этом, так от желающих объяснить человеку, как им пользоваться, отбою бы не было. Вот фрагмент выходного файла SWCAD:

time V(out)
0.000000e+000 -8.669338e-015
1.280000e-008 -5.772096e-014
2.560000e-008 -7.228204e-012
3.203206e-008 -3.322116e-011
3.668290e-008 -9.423163e-011
4.141908e-008 -2.307520e-010
4.705727e-008 -5.274575e-010
5.340213e-008 -1.080081e-009
5.987953e-008 -1.986468e-009
6.829676e-008 -3.828075e-009
7.764696e-008 -6.924328e-009

Неужели программист не сможет обработать этот файл и получить из него нужную информацию?

А Вы уверены, что это правильный с точки зрения ее требований ответ?
Эти самые симуляторы (может не все?) ведь тупо численно интегрируют, поэтому ошибка может накопиться за много шагов очень большая (для нее), и уменьшение шага не всегда поможет... А какую разрядность выбрать ддля промежуточных вычислений?
Тут еще надо быть специалистом в вычислительной математике...
Или, представьте, что в эксперименте получились некоторые отклонения, вызванные неравенством времен включено-выключено генератора. Что делать? Вручную подбирать, пересчитывать, подбирать....подгонять...

[wim]

А Вы уверены, что это правильный с точки зрения ее требований ответ?
Эти самые симуляторы (может не все?) ведь тупо численно интегрируют, поэтому ошибка может накопиться за много шагов очень большая (для нее), и уменьшение шага не всегда поможет... А какую разрядность выбрать ддля промежуточных вычислений?
Тут еще надо быть специалистом в вычислительной математике...
Или, представьте, что в эксперименте получились некоторые отклонения, вызванные неравенством времен включено-выключено генератора. Что делать? Вручную подбирать, пересчитывать, подбирать....подгонять...

Боюсь спрашивать, но ... нелюбовь к симуляторам - это что-то глубоко личное? Численные методы давно и успешно используются прогрессивным человечеством.
Ладно, оставим симуляторы, но ... Вы уверены, что предложенная Вами идеализированная модель - "правильный" ответ? И не надо учитывать параметры импульсов реального генератора и всякие проводочки, которыми он будет подключен к схеме, и неизвестное нам входное сопротивление АЦП?
Симулятор тем и хорош, что позволяет смоделировать устройство, которого ещё нет.

Святая простота Мне надо найти дистрибутив microCap (рабочий и крякнутый), установить прогу, прочитать мануал толщиной с кирпич, найти нормальные модели компонентов, написать программу, сгенерировать "выходной файл SWCAD". Потом включить этот файл в свою прогу на VDSP_C++ и...
тут выяснится, что мой компилятор ни в какую не хочет принимать это файл в таком виде. Но не беда:
берем другую оболочку, конвертируем файл.... и т.д. и т.п. И все это ради формулы RC-цепи.
Да Вы просто небожитель...

Простите великодушно, если чем обидел, но я, собственно, вот об этом веду речь:

У меня нет задачи калибровать. Просто нужно посмотреть как себя ведет данный АЦП при преобразовании сигнала такой формы. Я просто совмещу два графика (идеальный с измеренным) и посмотрю.

Насколько мне известно, АЦП сами графики рисовать не умеют. А это значит, что его данные каким-то образом попадают в компьютер. А если так, то не проще ли сравнивать два файла, например, в Excel?
Преобразование форматов там делается достаточно легко с помощью макросов, например, - замена буржуйского разделителя десятичной дроби "точки" на нашу родную "запятую".
Что касается выбора программы, то я с негодованием отвергаю мысль о том, что Вы способны использовать крякнутые версии MicroCap и потому предложил вариант совершенно бесплатной программы.
А встроенные модели "кандюков с резюками" там уже есть.

[Tanya]

Боюсь спрашивать, но ... нелюбовь к симуляторам - это что-то глубоко личное? Численные методы давно и успешно используются прогрессивным человечеством.
Ладно, оставим симуляторы, но ... Вы уверены, что предложенная Вами идеализированная модель - "правильный" ответ? И не надо учитывать параметры импульсов реального генератора и всякие проводочки, которыми он будет подключен к схеме, и неизвестное нам входное сопротивление АЦП?
Симулятор тем и хорош, что позволяет смоделировать устройство, которого ещё нет.

Зря боитесь, что тут такого... Наоборот, довольно значительную часть времени эти симуляторы у меня отнимают... Но мне такой точности обычно не нужно, к тому же, я знаю, что и где надо поменять ..
Надо понимать, как все это работает, чтобы использовать... И за пять минут тут не всякий разберется.
Вот, специально проверила именно на рекоменуемом Вами симуляторе.
Докладываю: что для того, чтобы вписаться в 24-разрядную точность пришлось по менюшкам полазить и много где поменять дефолты... Это на простой диффцепочке... И только для случая, когда начальный максимум не зашкаливает... А если взять относительную точность, то совсем беда... Это в районе 12 постоянных времени... Величина там примерно 2.5 ppm от максимума.

[wim]

Зря боитесь, что тут такого... Наоборот, довольно значительную часть времени эти симуляторы у меня отнимают... Но мне такой точности обычно не нужно, к тому же, я знаю, что и где надо поменять ..
Надо понимать, как все это работает, чтобы использовать... И за пять минут тут не всякий разберется.
Вот, специально проверила именно на рекоменуемом Вами симуляторе.
Докладываю: что для того, чтобы вписаться в 24-разрядную точность пришлось по менюшкам полазить и много где поменять дефолты... Это на простой диффцепочке... И только для случая, когда начальный максимум не зашкаливает... А если взять относительную точность, то совсем беда... Это в районе 12 постоянных времени... Величина там примерно 2.5 ppm от максимума.

Ну так получилось же! В следующий раз будет полегче. Что касается исходной задачки, то я пытаюсь донести мысль, что, с учётом всяких неидеальностей и паразитных элементов, передаточная характеристика может получиться не первого, а более высокого порядка и решать задачку придётся численными методами.
Впрочем, это всё уже неважно - если я правильно угадал, решать задачку будет процессор, он же будет и данные АЦП обрабатывать.

[Tanya]

Ну так получилось же! В следующий раз будет полегче. Что касается исходной задачки, то я пытаюсь донести мысль, что, с учётом всяких неидеальностей и паразитных элементов, передаточная характеристика может получиться не первого, а более высокого порядка и решать задачку придётся численными методами.
Впрочем, это всё уже неважно - если я правильно угадал, решать задачку будет процессор, он же будет и данные АЦП обрабатывать.

Оставьте иронию и надежду...
Если бы, к примеру, захотелось бы мне сделать схему, дающую разность напряжений двух таких примерно одинаковых цепочек, то ошибка симулятора ни в какие ворота бы...
А вот автору темы может примерно такое и нужно для увеличения точности... Типа - мост... изобрести...

Полагаю, что как и всякую полезную информацию на ftp в раздел DOCs, создать папочку IEEE и туды.

Done.

[wim]

Оставьте иронию и надежду...
Если бы, к примеру, захотелось бы мне сделать схему, дающую разность напряжений двух таких примерно одинаковых цепочек, то ошибка симулятора ни в какие ворота бы...
А вот автору темы может примерно такое и нужно для увеличения точности... Типа - мост... изобрести...
Done.

Иронию оставлю, надеяться продолжу - 24 двоичных разряда соответствуют примерно 8 десятичным. Вот выдержка из описания PSpice, на базе которого сделаны практически все симуляторы:


Voltages and currents in PSpice are limited to +/-1e10
volts and amps.

Derivatives in PSpice are limited to 1e14.

The arithmetic used in PSpice is double precision and
has 15 digits of accuracy.

Таки не вижу проблем с точностью моделирования разности двух напряжений. Но, опять же, с практической точки "одинаковых" цепочек не существует....

[Tanya]

Иронию оставлю, надеяться продолжу - 24 двоичных разряда соответствуют примерно 8 десятичным. Вот выдержка из описания PSpice, на базе которого сделаны практически все симуляторы:


Voltages and currents in PSpice are limited to +/-1e10
volts and amps.

Derivatives in PSpice are limited to 1e14.

The arithmetic used in PSpice is double precision and
has 15 digits of accuracy.

Таки не вижу проблем с точностью моделирования разности двух напряжений. Но, опять же, с практической точки "одинаковых" цепочек не существует....

Есть проблема, есть...
Речь была, как раз, о немного-немного разных цепочках (мост) и о том, что ошибки при численном интегрировании накапливаются - ведь следующая точка вычисляется по предыдущей.
Как ни мельчи шаг с одновременным повышением разрядности... - ответ не сошелся, все равно, с аналитическим выражением... заметно.
А с практической точки зрения... То, что было невообразимо еще вчера...
Но я применяю симуляторы, имитаторы, компенсаторы, линеаризаторы.... И дальше обязуюсь...
Меня не нужно агитировать...

[wim]

Есть проблема, есть...
Речь была, как раз, о немного-немного разных цепочках (мост) и о том, что ошибки при численном интегрировании накапливаются - ведь следующая точка вычисляется по предыдущей.
Как ни мельчи шаг с одновременным повышением разрядности... - ответ не сошелся, все равно, с аналитическим выражением... заметно.

Не понимаю, как такое возможно - ведь на каком-то очередном шаге программа не сможет найти решение, удовлетворяющее заданной точности, и должна выдать ошибку сходимости, т.е. ответа не должно быть вообще. Ладно, буду считать, что мне пока "везло" с задачками.

[Tanya]

Не понимаю, как такое возможно - ведь на каком-то очередном шаге программа не сможет найти решение, удовлетворяющее заданной точности, и должна выдать ошибку сходимости, т.е. ответа не должно быть вообще. Ладно, буду считать, что мне пока "везло" с задачками.

Что тут непонятного? Чтобы достичь заданной точности она мельчит шаг, но их число (шагов) становится очень большим, а ошибочки от каждого складываются. Хорошо, если как корень... Это стандартная проблема при численном интегрировании дифференциальных уравнений.

[wim]

Что тут непонятного? Чтобы достичь заданной точности она мельчит шаг, но их число (шагов) становится очень большим, а ошибочки от каждого складываются. Хорошо, если как корень... Это стандартная проблема при численном интегрировании дифференциальных уравнений.

Но ведь программа не может мельчить его бесконенчно - ограничения на разрядность чисел действуют и для времени тоже. Хотя, навереное, возможно, если интервал наблюдения небольшой - программа не успеет дойти до минимального шага, а результат будет некорректным.

[Tanya]

Но ведь программа не может мельчить его бесконенчно - ограничения на разрядность чисел действуют и для времени тоже. Хотя, навереное, возможно, если интервал наблюдения небольшой - программа не успеет дойти до минимального шага, а результат будет некорректным.

Думается, что машина мельчит шаг до тех пор, пока ей не покажется, что дальше смысла нет (разница меньше допуска). А уже есть в продаже 32-разрядные АЦП (TI)... Под них придется новые симуляторы делать...?

2 blackfin -
Восхищаюсь. Вот так взять и перевести, и настучать еще...! (по клавишам...)
2 Designer56 - "Страшно... "
Да уж, к ночи не надо бы... Утром спросите...

[wim]

Думается, что машина мельчит шаг до тех пор, пока ей не покажется, что дальше смысла нет (разница меньше допуска). А уже есть в продаже 32-разрядные АЦП (TI)... Под них придется новые симуляторы делать...?

Что-то здесь не так - программа должна выдать сообщение 'time step too small" и на этом остановиться. По крайней мере, классические PSpice и OrCAD так работают. И в таких случаях обычно оказывалось, что чего-то просто не учли при составлении модели, например, в какой-то момент времени у источника тока не было законного пути для протекания тока, а программа тупо пыталась найти этот путь.

[Tanya]

Что-то здесь не так - программа должна выдать сообщение 'time step too small" и на этом остановиться. По крайней мере, классические PSpice и OrCAD так работают. И в таких случаях обычно оказывалось, что чего-то просто не учли при составлении модели, например, в какой-то момент времени у источника тока не было законного пути для протекания тока, а программа тупо пыталась найти этот путь.

Нет. Не знаю, какой был шаг, но размер RAW-файла (уже стертого) был под 10 мегабайт.... Счет был до 15 постоянных времени. Грубо - 10 байт на точку - миллион точек. 70 тысяч точек на постоянную времени...
Стратегия там простая - если при умельчении шага нет улучшения точности, шаг такой и остается... Но так как шаг мелкий, шагов много - ошибка копится. Там есть еще дефолты для сходимости - последовательное сопротивление к емкости и пр. - точно не помню. Пришлось убрать...

[wim]

Нет. Не знаю, какой был шаг, но размер RAW-файла (уже стертого) был под 10 мегабайт.... Счет был до 15 постоянных времени. Грубо - 10 байт на точку - миллион точек. 70 тысяч точек на постоянную времени...
Стратегия там простая - если при умельчении шага нет улучшения точности, шаг такой и остается... Но так как шаг мелкий, шагов много - ошибка копится. Там есть еще дефолты для сходимости - последовательное сопротивление к емкости и пр. - точно не помню. Пришлось убрать...

Спасибо за проведенное исследование. Я редко пользуюсь SWCAD по причине неудобного интерфейса, но фанаты утверждают, что программа использует "движок" spice. Возможно, это не так, учтём-с...