СИНТЕЗ ДОПУСКОВ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
Аннотация
Задача назначения допусков дискретных пассивных элементов аналоговых устройств
важна при планировании массового серийного производства. Допустимые отклонения па-
раметров от номинальных значений влияют на стоимость, выбор рядов предпочтитель-
ных номинальных значений параметров и доступность приобретения этих комплектую-
щих. Значения допусков, а также температурная зависимость параметров элементов и их
изменение при старении являются ключевыми факторами, влияющими на работоспособ-
ность продукции и выход годных изделий. Решению этой задачи уделяется внимание в на-
учно-технической литературе на протяжении более 40 лет. За это время изменились ин-
струменты для проектирования электронных устройств. Стали широко применяться
системы автоматизированного проектирования (САПР) для электроники (англ. electronic
design automation (EDA)), обеспечивая сквозной цикл проектирования. Современные EDA
имеют ограниченные возможности для допускового проектирования, обеспечивая решение
задачи допускового анализа. Пользователям EDA приходится определять допуски элементов на основе своей интуиции и опыта, посредством трудоемкой интерактивной оптими-
зации. Использование специализированных программных инструментов для определения
допусков без интеграции с EDA профессионального уровня не является приемлемым реше-
нием. Целью исследования является обоснование решений для синтеза допусков элементов
в цикле сквозного проектирования в среде EDA. В статье рассматриваются методы син-
теза допусков, использующие результаты анализа чувствительности. Чувствительности
можно определить, используя стандартные инструменты EDA. Рассмотрена реализация
этих методов в среде табличного процессора Excel. Для обмена данными между электрон-
ной таблицей и базами данных схемы в EDA предложено использовать буфер обмена.
Предложенные решения позволяют сократить количество интерактивных операций и
затраты времени при назначении допусков. Приведен пример выполнения допускового про-
ектирования аналогового устройства в среде EDA.
Литература
znacheniya soprotivleniya [Resistors. Tolerances on rated resistance]. Moscow: Izd-vo
standartov, 1993, 3 p.
2. GOST 28884–90 Ryady predpochtitel'nykh znacheniy dlya rezistorov i kondensatorov [Preferred
number series for resistors and capacitors]. Moscow: Standartinform, 2015, 12 p.
3. GOST IEC 60062–2014. Kody dlya markirovki rezistorov i kondensatorov [Marking codes for
resistors and capacitors]. Moscow: Standartinform, 2006, 12 p.
4. Geher K. Teoriya chuvstvitel'nosti i dopuskov elektronnykh tsepey [Theory of sensitivity and
electronic network tolerances]: transl. from engl. Moscow: Sov. radio, 1973, 200 p.
5. Fomin A.V., Borisov V.F., Chermoshenskiy V.V. Dopuski v radioelektronnoy apparature [Tolerances
in radio-electronic equipment]. Moscow: Sov. radio, 1973, 128 p.
6. Geher K. Design of electronic circuits for optimal production yield, Period. Polytech. Elec.
Eng., 1984, Vol. 28, No. 1, pp. 67-82.
7. Spence R., Soin R.S. Tolerance design of electronic circuits, 3rd ed. New York: Addison-
Wesley, 1988, 215 p.
8. Foo S. W., Lin Y. Computer-aided design of a mass production circuit, 6th IEEE International
Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS '99). IEEE, 1999, pp. 1495-1498.
DOI:10.1109/ICECS.1999.814453.
9. Foo S.W., Lin Y. Hybrid method of tolerance design, 6th IEEE International Conference on
Electronics, Circuits and Systems (ICECS '99). IEEE, 1999, pp. 557-560.
DOI:10.1109/ICECS.1999.812346.
10. Al-Mohammed M., Esteve D., Boucher J. Tolerance allocation for an electronic system using
neural network/Monte Carlo approach, Proc. SPIE 4540, 2001, pp. 446-457. DOI:
10.1117/12.450689.
11. Styblinski M. A. Statistical design optimization in Computer aided design and design automation,
Wai Kai Chen Ed. Boca Raton: CRC Press, 2009, pp. 5-1-5-34.
12. Sokolov B.V., Shevtsova T.G. Metody opredeleniya dopuskov elektricheskikh tsepey i
invariantov chuvstvitel'nosti [Methods for determining the tolerances of electrical circuits and
sensitivity invariants], Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta
[Bulletin of the Kuzbass state technical university], 2010, No. 3, pp. 65-69.
13. Gajda J., Sidor T. Using Monte Carlo analysis for practical investigation of sensitivity of electronic
converters in respect to component tolerances, Electrical and Electronic Engineering,
2012, No. 2, pp. 297-302. DOI: 10.5923/j.eee. 20120205.09. 2012.
14. Pehl M., Graeb H. Tolerance design of analog circuits using a branch-and-bound based approach,
Journal of Circuits, Systems and Computers, 2013, Vol. 21, No. 8, pp. 1240022-1-
1240022-17. DOI: 10.1142/S0218126612400221.
15. Shilo G., Furmanova N., Kulyaba-Kharitonova T. Software for tolerance design of electronic
devices, International Conference Advanced Computer Information Technologies (ACIT
2018), 2018, pp. 14-17.
16. Khludenev A. Tolerance design of active RC filters, 2021 International Seminar on Electron
Devices Design and Production (SED 2021). IEEE, 2021, 9444367.
DOI:10.1109/SED51197.2021.9444367.
17. Fitzpatrick D. Analog design and simulation using OrCAD Capture and PSpice, 2nd ed.
Newnes, 2018, 438 p.
18. Vlach J., Singhal К. Computer methods for circuit analysis and design. New York: Van
Nostrand Reinhold, 1983, 594 p.
19. Mullins E., Mrabet A. Analog front-end design for a narrowband power-line communications
modem using the AFE031: Application Report SBOA130A. Texas Instruments, 2011, 35 p.
Available at: https://www.ti.com/lit/pdf/sboa130.
20. Wang B., Cao Z. Design of active power filter for narrow-band power line communications,
2018 2nd International Conference on Material Engineering and Advanced Manufacturing
Technology (MEAMT 2018), MATEC Web of Conferences, 2018, Vol. 189, 04012. DOI:
10.1051/matecconf/201818904012.
