第5章优化(Optimizer)工具的使用VIP专享

第5 章 优化（Optimizer）工具的使用 电路模拟（仿真）是非常重要的，它辅助工程师设计了各种电路。但与期望的EDA 还有距离，人们是从两方面解决这个问题。一是基于数学的最优化算法；一是基于知识信息系统，二者都有很大发展。PSpice/Optimizer 是基于前者，这就需要读者了解一些数学的最优化算法，本章只做一些简介，主要是介绍优化（Optimizer）工具的使用方法。 5.1 优化（Optimizer）工具的工作流程 优化（Optimizer）工具的工作流程如图 5-1 所示。 图 5-1 优化工具（Optimizer）的工作流程 图中： 1. 设置电路图（与第 4 章相同）； 2. 调用 PSpice 进行电路特性模拟（与第 4 章相同）； 3. 确定电路特性函数，（与第 4 章相同）； 4. 检验电路特性函数模拟结果（与第 4 章相同）； 5. 运行灵敏度分析，确定最关键的元器件（选作项目这与读者本身知识和经验有关）； 6. 确定最关键的元器件的参数； 7. 设置优化特性函数，PSpice 提供有 53 个电路特性函数（Measurement）； 8. 确定优化目标函数； 9. 确定约束条件和目标函数的权重； 10. 选用优化引擎（Engine）； 11. 运行优化工具； 12. 判断电路是否满足设计要求，有 3 项选择： 13. 否！调整优化过程； 14. 否！修改修改元器件参数或电路； 15. 是！已满足，依此，更新电路中元器件参数值； 16. 打印输出 17. 保存文件 从流程图中可以看出，优化程序是在分析的基础上进行的，优化的方法涉及到了数学的最优化算法，下面先介绍有关优化算法的基本知识。然后再按优化工作流程具体介绍优化（Optimizer）工具的使用方法。 5.2 优化的基本概念 5.2.1 设计变量 优化问题离不开设计变量、目标函数和约束条件等三个方面的问题。而首当其冲的就是如何选择设计变量。 设计变量：就是在优化设计中出现的各个可以选择取值的变动参数。 例：一个 RC 单管放大电路如图-2 所示。在工作时，有一个 100pf 的寄生负载电容。我们希望设计一个增益为 40，并具有改善通频带的放大器。 这个初始电路是设计者依据本身或他人的(书本的)经验进行选择的。它具有较为合理的拓扑结构以及较好的元器件参数（标称值作为优化初始值）。这些元器件参数都对设计结果有影响，都可以选作设计变量。通常只选择那些影响较大的元器件参数作为设计变量。PSpice/Optimizer 设计变量包含： 1. 代表元件参数值。例如电阻的阻值R、电容的参数值、...