Optional ModelareFuzzyCircuiteElectronice

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



Modelarea circuitelor electronice utilizand sisteme fuzzy

� Modelarea circuitelor electronice� modelarea functiilor de performanta

� modelare SOTA

� modelarea functionala� modelare FCOTA

� model Simulink



Modelarea functiilor de performanta ale unui circuit

analogic



Procedura de modelare


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 =



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.



Esantion al setului de date de antrenare



Structura modelului fuzzy A

vo



Multimi fuzzy la intrare

• 6 reguli

• 6 mf pe fiecarevariabile



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



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



Evolutia RMSE pe durata instruirii



Comparatie model fuzzy –simulare Spice

4.673,04CMRR0,03980,049PM1,9212,645GBW1,2781,375Avo

verificareinstruire

EPM [%]Funcţia de

circuit

•EPM – eroarea procentualamedie



Suprafetele generate de modelele fuzzy



Modelarea functionala a unui circuit analogic



Procedura de modelare



FCOTA – Folded Cascode OTA



Colectarea datelor

necesare modelarii



Structura modelului fuzzy



Antrenare

Evoluţia erorilor la antrenarea sistemului fuzzy amplificare(frecvenţă, temperatură) pentru circuitul FCOTA.



Reguli



Suprafetele generate de modelel fuzzy

• Sistemul fuzzy dupa antrenare

• Sistemul fuzzy initial



Comparatie model fuzzy –simulare Spice



Modelul functional fuzzy



Implementare Simulink



Rezultate -1



Rezultate - 2

Documents

Optional ModelareFuzzyCircuiteElectronice