Outils mathématiques pour l'analyse « pire-cas » des circuits – Maple Flow

Outils mathématiques pour l'analyse « pire-cas » des circuits

  • Déterminer les équations du circuit
  • Analyser les tolérances des circuits avec WCCA, EVA, RSS, simulation Monte-Carlo et analyse de sensibilité.
  • Générer des rapports de conception

Contactez nous pour une démonstration de Maple Flow.
Utilisation de l'analyse « pire-cas » des circuits
L'analyse « pire-cas » des circuits (Worst Case Circuit Analysis) est un ensemble de techniques utilisées pour déterminer les performances des circuits électroniques dans des conditions environnementales ou de fonctionnement extrême. En tenant compte des limites de tolérance des composants individuels, la WCCA montre comment les variations des paramètres se combinent pour influencer les performances du circuit et peuvent façonner la conception de manière à ce que le système global reste conforme tout au long de son cycle de vie.

En utilisant Maple Flow pour gérer vos projets d'analyse « pire-cas », vous pouvez vous assurer que le circuit satisfait aux exigences de performance sur toute la gamme des paramètres des composants et des conditions de fonctionnement défavorables.
  • Utilisez Maple Flow si vous avez besoin d'un bloc-notes mathématique pour mettre en œuvre efficacement le WCCA.
  • Utilisez Maple si vous souhaitez un meilleur contrôle de la génération des rapports et des tableaux de résultats générés par programme.

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Des prix spéciaux et compétitifs sont disponibles pour les utilisateurs de Mathcad qui passent à Maple Flow.


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Maple Flow offre un environnement de calcul flexible, semblable à du papier.

  • Effectuez des calculs dans une notation mathématique naturelle et lisible, avec une prise en charge complète des unités et des solveurs faciles à utiliser.
  • Créez des rapports de conception immersifs et attrayants avec du texte, des équations, des images et des graphiques.
  • Générer des graphiques et des diagrammes attrayants
Maple Flow vous permet d'effectuer une analyse de circuit de type WCCA des composants des circuits électriques. Vous pouvez mettre en œuvre ces techniques :
  • Analyse de la valeur extrême (EVA)
    • Le comportement d'un circuit est simulé pour chaque permutation des paramètres extrêmes des composants. Par exemple, une résistance de 5 Ω ± 5% est simulée à 4,75 Ω et 5,25 Ω, en combinaison avec chaque permutation de valeurs extrêmes pour tous les autres composants.
    • Des tolérances symétriques et asymétriques peuvent être mises en œuvre.
  • Analyse de Monte Carlo (MCA)
    • Les paramètres sont choisis au hasard dans une distribution et le circuit est simulé entre 1000 et 100 000 fois.
    • Vous pouvez générer des histogrammes, calculer les valeurs minimales et maximales, visualiser la distribution statistique des résultats, etc.
  • Analyse de sensibilité (AS)
    • Vous pouvez calculer les dérivées partielles symboliques ou numériques du circuit par rapport à chaque paramètre du composant. Celles-ci peuvent être utilisées pour perturber les équations du circuit.
    • Vous pouvez analyser le comportement en fonction de la fréquence à l'aide de graphiques de phase et de magnitude.
  • Analyse de la racine carrée (RSS)
    • Elle utilise une approche statistique, en supposant que la plupart des composants se situent au milieu de la zone de tolérance plutôt qu'aux extrêmes.
  • Optimisation
    • Vous pouvez optimiser les équations du circuit en faisant varier les valeurs des composants dans une plage spécifique.

Vous pouvez également dériver symboliquement des équations de circuit, en appliquant les lois du courant et de la tension de Kirchoff. Les équations résultantes peuvent être symboliquement réarrangées et simplifiées. Si les équations sont des fonctions de transfert, vous pouvez générer des tracés de phase et de magnitude à partir des fonctions de transfert.

Compte tenu des résultats, les circuits peuvent être reconçus pour minimiser les défaillances dues aux variations de paramètres (ou un circuit initialement sur conçu peut être rendu moins cher à fabriquer avec des composants moins coûteux qui ont une distribution de paramètres plus large).
Découvrez comment Maple Flow peut améliorer vos feuilles de travail de conception.

Applications pour l'analyse « pire-cas » des circuits

Découvrez comment les ingénieurs en électricité utilisent Maple Flow et Maple pour l'analyse de tolérance des circuits électriques.


Améliorer la fiabilité dans des conditions de fonctionnement défavorables

L'utilisation du WCCA vise à garantir un fonctionnement acceptable dans les conditions les plus extrêmes et lors d'une application incorrecte. Avant l'approvisionnement en pièces, les ingénieurs peuvent effectuer une analyse des valeurs extrêmes (EVA) pour déterminer la sensibilité mathématique des paramètres des composants et documenter les valeurs min/max dans Maple Flow. Cela permet d'éviter de se fier uniquement aux tests, qui ne sont valables que pour un lot de fabrication particulier et peuvent soumettre le matériel à des contraintes excessives lorsque les composants sont exposés à des conditions extrêmes telles que la température, la tension, la puissance, etc.


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Comprendre les parties ayant le plus grand impact

Certains composants auront une plus grande influence sur les performances fonctionnelles du circuit que d'autres. Les alimentations, les connecteurs et les interfaces sont censés faire varier les sorties même en fonctionnement normal, mais chaque composant a un effet contributif. L'analyse de sensibilité (AS) est utilisée pour déterminer dans quelle mesure une caractéristique particulière du circuit varie lorsque les valeurs d'entrée des composants changent. Les résultats façonnent les spécifications de conception du circuit et peuvent être utilisés pour mettre en évidence les parties à privilégier pour l'assurance qualité ou pour des tests supplémentaires.


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Contrôler les fluctuations dans le processus de fabrication

Les composants électriques (tels que les résistances et les condensateurs) sont fabriqués en grandes quantités. Des incohérences dans les matières premières ou la qualité du traitement peuvent affecter les performances des composants. Compte tenu du nombre de composants dans un circuit et de la répartition de leurs paramètres, le circuit peut ne pas fonctionner comme spécifié. Ce risque doit être identifié, géré et atténué dès le début du processus de conception. 

La fluctuation des performances peut avoir une distribution statistique (par exemple, la résistance d'un lot de résistances peut être décrite par une distribution normale). Les ingénieurs peuvent utiliser la puissance de calcul de Maple Flow pour effectuer une analyse de la racine carrée (RSS) ou de Monte Carlo afin d'évaluer les tolérances des pièces et de déterminer les marges dans la conception du circuit.


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Identifier les problèmes de conception et les seuils de performance

Maple Flow est l'outil idéal pour compiler les considérations relatives à la conception du circuit. Les équations et les tracés peuvent être ajoutés aux notes de conception à l'aide de la feuille de travail flexible de type papier. Les principales sections de conception, telles que les seuils de sécurité, les propriétés de performance des matériaux et les hypothèses relatives au vieillissement et aux conditions environnementales, peuvent être présentées clairement afin de créer un document technique professionnel et soigné.


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