Tietokoneohjelma epälineaaristen elektroniikkapiirien simulointiin

Abstract

Tässä työssä esitetään kuinka lineaarisissa ja epälineaarisissa elektroniikkapiireissä toimiva piirisimulaattoriohjelma voidaan toteuttaa oliokielellä. Työ aloitettiin itse kehitetyn TICER-yksinkertaistusalgoritmin pohjalta ja yhtenä työn motivaationa olikin tutkia kuinka kyseistä algoritmia voi käyttää muiden analysointimenetelmien apuna. Työn edetessä osoittautuikin, että TICER-yksinkertaistusta kannattaa käyttää muiden analysointimenetelmien apuna, sillä se voi nopeuttaa huomattavasti RC-piirien analysointia. TICER ei kuitenkaan nopeuttanut ohjelman toimintaa poikkeuksetta, mutta se ei hidastanutkaan analysointia koskaan niin paljon, etteikö sitä olisi kannattanut käyttää. Ohjelman pääasiallisena analysointimenetelmänä käytettiin solmupisteanalyysiä ja sillä muodostetut yhtälöryhmät ratkaistiin lineaarisissa piireissä yleensä LU-hajotelmalla tai Gaussin eliminoinnilla, sekä epälineaarisissa piireissä Newton-Raphsonin menetelmällä. Ohjelma ohjelmoitiin javalla ja se kykenee suorittamaan elektroniikkapiireille niin tasavirta-, vaihtovirta-, kuin myös transienttianalyysejä.