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LTspiceでモンテカルロ解析

LTspiceでモンテカルロ解析をしてみる。
モンテカルロ解析というのは、回路シミュレータ上で部品定数が回路の挙動にどのように影響するかを確認するための方法です。

シミュレータ内でやっていることはとても原始的で、それぞれの素子に設定された誤差範囲内でランダムなパラメータを設定し、通常の解析をする手順を繰り返すというものです。

今回の例はOPアンプを用いた両極性の電圧-電流コンバータです。
電圧信号源は1kHz,500mVp-pの正弦波、負荷は200mHのインダクタとしました。
抵抗値のパラメータは250uAp-pの電流源となるように定めました。






LTspiceでモンテカルロ解析を行うためにはmc{(val,tol)}関数を使います。
valの部分には素子のパラメータ、tolの部分には設定する誤差を入力します。
.pamamを利用してval,tolに値を代入します。R5のように直接値を指定することも出来ます。
今回は誤差1%として、21回の繰り返し実行を行いました。






結果は、見てのとおり抵抗の誤差によりL1に流れる電流値がばらつくことがわかります。
これが許容範囲内であるかは仕様しだいですが、抵抗の誤差による影響よりもOPアンプのオフセット電圧の影響のほうが大きい程度なのでまぁまぁでしょう。

折角なので、明らかにだめな例を挙げてみます。
抵抗値の誤差を5%として、21回の繰り返し実行を行いました。






21回のうち3回の実行で出力が発振してしまっています。この回路に誤差5%の抵抗は使えそうにありません。

1%の誤差のものでも組み合わせによっては発振する可能性があるのでしょうか?
実行回数を100回にして解析しなおしてみました。






誤差1%品を使う限り100回の繰り返し実行でも発振するものはありませんでした。


tag: LTspice モンテカルロ解析 

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