Análisis de Montecarlo en LTspiceXVII.

Hola a todos.

En este segundo artículo del mes de Julio, voy a tratar el análisis de Montecarlo en nuestro simulador favorito, LTspice. 🙂

Para empezar diremos que el análisis de Montecarlo es útil para poder apreciar las desviaciones que hay en un circuito (ejemplo: un filtro pasivo) con respecto a las tolerancias de los componentes que lo forman.

Sin adentrarme demasiado en los entresijos de como funciona internamente en el simulador dicho análisis, veremos como hacer uso de dicha herramienta en LTspice.

Partamos de un ejemplo: Un filtro paso-bajos de 30 mega-hercios de orden 7. Lo diseñaremos con QucsStudio. Abrimos el programa y vamos a la opción del menú de Tools/Filter Sintesis (Ctrl + 2). Nos aparecerá una ventana, la cual deberemos editar como la que sigue:

Figura 1. Edición del asistente de diseño de filtros.

Como podemos apreciar, el filtro elegido es del tipo Chebyshev. Estos filtros tienen un mejor rendimiento en cuanto al filtrado, si bien suele haber rizado de mas en la banda de paso.

El filtro que obtenemos es el siguiente:

Figura 2. Diseño del filtro pasivo con QucsStudio.

Si realizamos la simulación, obtendremos el siguiente resultado:

Nosotros en este artículo queremos probar como hacer el análisis de Montecarlo en LTspice, así que como este diseño no podemos importarlo en LTspice, así que habrá que dibujarlo a mano en dicho simulador.

El resultado es el siguiente:

Como podemos ver, los valores de los componentes muestran un montón de valores que no sabemos lo que son. No os preocupéis que ahora los iremos viendo uno a uno.

Fijémonos en lo valores que están rellenos en las bobinas. L3, L4 y L5:

{mc(300n,tola)}, {mc(317n,tola)} y {mc(300n,tola)}

Estos códigos indican que son para un análisis de montecarlo (mc), el valor por defecto del componente (ejemplo: 300 nano-henrios) y el nombre de la variable de la tolerancia (tolerancia a).

Con los condensadores pasa lo mismo, lo único que para ellos definiremos otra tolerancia (tolerancia b) tolb.

Vemos también que en el diseño del filtro vamos a utilizar parámetros S, así que incluimos la directiva correspondiente:

.net V(out) V1 rin=50 rout=50

La impedancia de entrada y de salida es de 50 ohmios (como en lo calculado con QucsStudio).

Lo restantes son los tantos por cientos de las dos variables, que en la imagen anterior se puede ver que les he puesto cero (componentes ideales) y que hay cien iteraciones, de 1 a 100 en pasos de 1.

Si hacemos la simulación de dicho circuito, obtendremos lo siguiente:

Figura 5. Simulación con componentes ideales.

Si quieres ver ampliada la imagen, haz click en el hipervínculo denominado Figura 5 (Figura en general para cualquier gráfica).

Si le añadimos unas tolerancias del 5 por ciento por ejemplo para las bobinas y del 10 por ciento para los condensadores, tendremos la siguiente salida después de realizar la simulación.

Figura 6. Simulando Montecarlo con tolerancias.

Si hacemos un zoom de la gráfica, podemos apreciar que el corte de la curva se acerca hasta los 31.7 Mega-hercios en el peor caso. Esto hay que tenerlo en cuenta, ya que puede ser que haga que nuestro proyecto se venga abajo cuando empiecen a dar problemas si es que la frecuencia tope que queríamos era de 30 Mega-hercios.