Defesa de dissertação de mestrado: Victor Preuss

19/11/2021 10:35

A software package for the steady-state simulation of autonomous circuits using the harmonic balance method.

O objetivo principal deste trabalho foi o desenvolvimento de um programa de código-aberto para simulação do regime permanente periódico de circuitos autônomos utilizando o método do Balanço Harmônico. Osciladores são circuitos autônomos de grande interesse em aplicações de radiofrequência e são um componente primordial em transceptores. A resposta de regime permanente periódico de um oscilador é de grande importância para projetistas, pois permite verificar parâmetros como frequência de oscilação, potência de saída e consumo. Simulações transiente não são eficientes para avaliar o regime permanente periódico de um oscilador, visto que grande parte da computação requerida é desperdiçada durante o período transitório inicial. A alternativa explorada neste trabalho é o uso do método do Balanço Harmônico em conjunto com a técnica do Gerador Auxiliar para resolver o conjunto de equações diretamente para a resposta em regime permanente do oscilador. Para alcançar o objetivo, um simulador de circuitos elétricos foi implementado na linguagem de programação Python, com suporte a análises DC, AC, transiente e de balanço harmônico. Diversos modelos de simulação para dispositivos estão disponíveis, como elementos RLC, fontes de tensão e corrente, Diodo, BJT e MOSFET. Múltiplos exemplos são apresentados e os resultados de simulação comparados a simuladores comerciais para validar as implementações. Vantagens em simular circuitos dentro de um ambiente Python são apresentadas, envolvendo facilidade no tratamento de dados e possibilidade de integração com outras ferramentas.