电子电路的蒙特卡罗分析与仿真

我的一个好朋友最近辞职去做木工生意。虽然我很欣赏他的热情并完全支持他，但我希望我们能对这次商业冒险的失败概率和生活中的许多其他风险进行孤立的分析。与盲目的命运和辛勤的工作相比，预测在我超过某人时是否有一位官员在拐角处，或者我成功完成博士学位的几率都是非常受欢迎的。

然而，在电子设计中，我不会冒险使用不同的参数。一个典型的PCB设计由数百个组件组成，假设每一个被生产的PCB中的值都是严格不变的是愚蠢的。

事实上，像电容器、电阻器、电感器和晶体管这样的电子元件在生产时都有一个公差率。这意味着一个100欧姆的电阻在测量时可能变成95欧姆。在某些设计中，精度是至关重要的，而变化的值会影响电路的功能。

为了对失效概率有一个好的想法，PCB设计者依赖蒙特卡罗分析。

什么是蒙特卡洛分析

蒙特卡洛分析被定义为使用数学模型生成风险概率的模拟过程。该方法根据分析中测量的变化参数提供了一系列可能的结果。该方法是由一位在第二次世界大战期间研制原子弹的科学家发明的。

蒙特卡洛分析是基于可能影响过程结果的分布因素生成预测情景结果。它考虑每个参数的最大和最小阈值，随机迭代不同值的仿真。

在蒙特卡洛分析中使用了各种类型的概率分布。它们表示可能的结果值是如何分布的，并在直方图中给出了风险的良好图像。常用的概率分布有高斯模型和均匀模型。

根据所涉及的参数，完成蒙特卡罗分析模拟可能需要数百或数千次迭代。与单点分析相比，蒙特卡洛能从概率的角度更好地描述可能出错的地方。

蒙特卡罗分析与电路良率

让我们面对现实吧。当你生产成百上千的PCB，你会祈祷自己已经发现了每一个错误并做出了修改。有大量的pcb有缺陷是不可想象的。

蒙特卡罗分析有助于预测PCB制造中的缺陷风险。

但在PCB生产中的良率也必须采取考虑部件的公差．有时，参数的波动会导致生产PCB的一小部分被拒绝。运行蒙特卡洛分析可以让你更清楚地了解pcb产生时的情况。

基本上，蒙特卡洛分析是关于运行一系列分析和瞬态、噪音和AC / DC扫在一个特定的电路上，通过将参数替换为来自指定公差的可能值。

PCB设计中什么时候需要蒙特卡罗分析?

运行蒙特卡洛分析通常需要在模拟器上设置测试参数。是否有必要在每个PCB设计上都经过这样的过程?

嗯，这完全取决于设计的性质和生产运行中失败的风险。例如，一个涉及在大公差下工作的简单LED阵列的设计可能不需要做蒙特卡罗分析。

SMPS就是一个执行蒙特卡洛分析很有帮助的例子

然而，如果你的工作是设计音频放大器，开关电源对于高频应用程序，您将想知道组件的现有公差是否足以保证最低的废品率。

此外，使用一个拥有超过34000个模型库和可用参数信息的工具，设置蒙特卡罗分析的参数可能比最初想象的要容易得多。例如，对于强大的SPICE工具来说，分配不同的公差应该是一件轻而易举的事。满足于一个必要的工具，让你投入数小时的世俗工作似乎是一个痛苦的优先考虑。

一般的蒙特卡罗分析不会给出PSpice高级工具集中可访问的总收率分析。无论是通过多目标分析，使您能够分析设计所需的各种必需品，还是允许您动态更改最小和最大值范围的动态良率计算器，先进的蒙特卡罗分析工具使您的良率优化过程更加有效和高效，特别是在涉及到拆分产品、产品差异化或满足多个用户群体的需求时。

为了安全起见，投资于一个PCB设计软件蒙特卡洛分析工具。的OrCAD PSpice软件模拟器使您可以灵活地设置蒙特卡罗模拟，以准确预测产量估计。

如果你想了解更多关于Cadence如何为你提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈．