Probando un circuito de manera sistemática y eficiente

2

Necesito determinar la respuesta de un circuito a las variaciones en los valores de los componentes. ¿Cuáles son los métodos comunes para esto?

Antecedentes : soy un principiante en crecimiento en diseño electrónico. Por lo tanto, mi pregunta es sobre estrategias comunes de facto aceptadas por aficionados y profesionales con experiencia. ¿Para qué? Para analizar cómo se comporta un circuito para diferentes combinaciones de los valores de sus componentes (y otros parámetros). Y hacerlo de manera estructurada, sistemática y eficiente.

Mi primer pensamiento es una simulación SPICE. Pero me gustaría confirmar si esto es 'eso' o si hay otros enfoques que desconozco.

Contexto : tengo un circuito optoacoplador simple como se muestra a continuación. El lado izquierdo (1) opera en un potencial diferente al derecho (2). Y una MCU de la derecha necesita leer una señal analógica de la izquierda ( V_ana_1 ). De ahí el optoacoplador. Lo uso para convertir V_ana_1 a V_ana_2 que luego se envía a la MCU.

Ahora la respuesta del optoacoplador no es lineal. Así que me gustaría elegir R1 y R2 para que el rango de V_ana_2 se encuentre dentro de la región sensible (en oposición a la saturada) de esta respuesta para un rango dado de V_ana_1 de, digamos, 2-3 V.

¿Cuál es una buena manera de hacer esto sin probar física y manualmente diferentes valores de resistencia? (Lo que hice fue lo que hice, por eso estoy haciendo esta pregunta, eso fue un dolor).

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta oswinium

3 respuestas

2

En general, es preferible utilizar la intuición y los cálculos básicos en lugar de intercambiar los componentes a ciegas.

Para su ejemplo, tiene un optoacoplador, y quiere tomar un voltaje en un lado y transferirlo a otro. Como mencioné en los comentarios, esta no es la mejor herramienta para esto (un optoacoplador lineal sería mucho mejor), y las variaciones entre partes hacen que esto no funcione.

Aquí está el optoacoplador FOD852. Fue la primera hoja de datos que apareció cuando busqué el optoacoplador. En la cuarta página hay una serie de figuras que muestran las características de un dispositivo en particular.

La Figura 8 muestra una gráfica de la tensión del colector al emisor en función de la corriente del colector, para varias corrientes directas diferentes del diodo. Sabemos que queremos cierto rango de corrientes a través del diodo para igualar cierto rango de corrientes (o voltaje) a través del transistor:

Podemos hacer una especie de estrabismo y ver que una corriente de ~ 3-10 mA conducirá a una corriente de colector de ~ 80-100 mA.

Por lo tanto, queremos generar una corriente de 3-10mA a través del diodo, y queremos una corriente de 80-100mA a través de una resistencia para obtener un Vce de ~ 1V.

El 3-10mA se cumple con una resistencia de (Avg (V_ana1) - V_f) / 6mA, el 80-100mA se logra con una resistencia con un valor de (Vcc2 - 1V) / 90mA.

Pensando un poco y utilizando los datos que tenemos disponibles, podemos hacer una buena suposición.

    
respondido por el Andrew Spott
1
  • La mejor manera es aplicar las tolerancias en el peor de los casos sobre T y V con cierto margen para la variación del proveedor, el envejecimiento debe hacerse para diseños de producción confiables.

  • A menudo, las especificaciones para el caso más desfavorable V se dan para CMOS en Vcc-10% a 25'C y en un rango superior a T.

  • si el diseño no puede cumplir con el peor de los casos, entonces los métodos de Monte Carlo para parámetros como la constante dieléctrica de PCB en impedancias controladas, precisión de traza, etc. o pagan por las pruebas de cupones TDR realizadas para Zo.

  • La mejor manera de verificar un diseño es hacer una prueba de falla funcional (HASS) durante la TVP para determinar los márgenes y la causa raíz. p.ej. varíe Xtal f en el rango de espec. incl tolerancia a 25 ° C y temp. por inyección y Vmin a temperaturas de ciclo con HR alta con vibración a bordo.

  • Cada prueba debe tener un presupuesto de margen verificado, por ejemplo, asimetría del comparador, margen de error del regulador, etc., corriente / clasificación de aumento o ondulación, margen de ruido, margen de tiempo, margen de pila en tiempo real, margen de desbordamiento del búfer, etc., etc.

  • el mejor diseño tiene DFT y estos parámetros están definidos en la especificación de diseño. entonces la TVP es más fácil de realizar. TVP = Prueba de Validación de Diseño. DFT = Diseño para Testabilidad). Esto permite una buena detección / aislamiento de fallas para autoprueba, Funcional (FT) e In-cct test (ICT) y luego sys test.
  • Una vez que se verifica el diseño funcional, la capacidad de soldadura es la causa número 1 de rendimientos pobres, lo que se traduce en un diseño, proceso o procedimiento incorrectos.
  • Cada prueba debe encajar en 1 página con el método ilustrado y equipado. utilizado
respondido por el Tony EE rocketscientist
0

El método más común es usar el simulador SPICE. Ve aquí,

enlace

Descargar e instalar. Es gratis. Tiene muchos ejemplos para empezar, incluidos los optoacopladores.

En resumen, cada elemento de los esquemas puede representarse mediante un modelo de parámetro realista (SPICE), extraído por el fabricante de la pieza. El simulador luego calcula TODO, dependiendo del tipo de estímulo aplicado a las entradas del circuito. Para un simulador de nivel comercial, calcularía todo para todos los rincones de temperatura y voltaje de las piezas. LTspice le dará resultados para los parámetros típicos. Lee tutoriales y disfruta el viaje.

    
respondido por el Ale..chenski

Lea otras preguntas en las etiquetas