Analysis API
Placeholder for analysis API docs.
Bode
dataclass
Container opcional para quem preferir um objeto tipado.
Source code in src/cat/analysis/metrics_ac.py
17 18 19 20 21 22 23 |
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MonteCarloResult
dataclass
Source code in src/cat/analysis/montecarlo.py
95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 |
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save_manifest_csv(path, *, index=False, **to_csv_kwargs)
Write a small manifest describing the varied parameters to CSV.
The manifest columns are: label, nominal, dist. The manifest is taken from
mapping_manifest
populated by the monte_carlo
helper when available.
Source code in src/cat/analysis/montecarlo.py
240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 |
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save_samples_csv(path, *, param_prefix='', index=False, **to_csv_kwargs)
Write only the sampled parameters (and trial index) to CSV.
This is a convenience helper that writes the per-trial sampled parameters
(the entries produced when generating the Monte Carlo samples
) to a CSV
file. Columns are the sampled parameter names (optionally prefixed) and
the trial column named 'trial'.
Source code in src/cat/analysis/montecarlo.py
220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 |
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to_csv(path, metric=None, *, trial_name='trial', param_prefix='', y=None, sample_at=None, columns=None, index=False, **to_csv_kwargs)
Write the Monte Carlo per-trial table to CSV.
path
: output file path (passed to pandas.DataFrame.to_csv).metric
,trial_name
,param_prefix
,y
,sample_at
are forwarded to :meth:to_dataframe
and behave the same.columns
: optional sequence of column names to keep (order preserved).index
: whether to write the DataFrame index (default False).to_csv_kwargs
: additional keyword args passed to pandas.DataFrame.to_csv.
Raises RuntimeError if pandas is not available.
Source code in src/cat/analysis/montecarlo.py
176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 |
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to_dataframe(metric=None, *, trial_name='trial', param_prefix='', y=None, sample_at=None)
Returns a per-trial DataFrame with columns
- trial (index within this Monte Carlo run)
- one column per sampled parameter (from
samples
), optionally prefixed - optional metric columns computed from each AnalysisResult
- optional raw trace columns (final value or sampled at
sample_at
seconds)
metric
- callable → result stored in column 'metric' (float or scalar)
- mapping name->callable → adds one column per metric name
y: list of trace names to extract values for each run. If sample_at
is given,
the value is linearly interpolated at t=sample_at using the run's time axis;
otherwise, the last value in the trace is used.
Source code in src/cat/analysis/montecarlo.py
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 |
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RiseFall
dataclass
Tempos de subida/descida entre frações de nível (ex.: 10%→90%).
Source code in src/cat/analysis/metrics_tran.py
136 137 138 139 140 141 |
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ac_gain_phase(ts, y_out, y_in=None)
Retorna (f, mag_db, fase_deg).
Source code in src/cat/analysis/metrics_ac.py
235 236 237 238 239 240 241 |
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bandwidth_3db(ts, y_out, y_in=None)
Frequência -3 dB relativa ao ganho de baixa frequência.
Source code in src/cat/analysis/metrics_ac.py
267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 |
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bode(circuit, y_out, y_in=None, *, sweep_type='dec', n=201, fstart=10.0, fstop=1000000.0)
Run AC and return (f, |G|_dB, phase_deg) using cat.analysis.metrics_ac.
Note: The circuit must include appropriate small-signal sources for AC analysis.
Source code in src/cat/analysis/__init__.py
155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 |
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crossover_freq_0db(ts, y_out, y_in=None)
Frequência em que |G| cruza 0 dB.
Source code in src/cat/analysis/metrics_ac.py
290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 |
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fall_time(ts, y_name, frac_low=0.1, frac_high=0.9)
Tempo 90–10% (por padrão). Retorna RiseFall com .tfall (e .trise=None).
Estratégia robusta análoga à de subida, mas do nível alto para o baixo.
Source code in src/cat/analysis/metrics_tran.py
251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 |
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gain_at(ts, y_out, f_hz, y_in=None)
Ganho (dB) em f_hz.
Source code in src/cat/analysis/metrics_ac.py
256 257 258 259 260 261 262 263 264 |
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gain_db_from_traces(ts, y_name)
"Ganho" DC aproximado, usando a diferença final - inicial do traço (em dB do delta). É um helper simples para testes; não é igual a ganho AC.
Source code in src/cat/analysis/metrics_basic.py
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 |
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gain_margin_db(ts, y_out, y_in=None)
Ganho em dB quando fase = -180° (margem de ganho).
Source code in src/cat/analysis/metrics_ac.py
333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 |
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loop_gain_bode(ts, y_out, y_in)
Retorna Bode do loop (y_out / y_in) como tupla (f, mag_db, fase).
Source code in src/cat/analysis/metrics_ac.py
345 346 347 348 349 350 351 |
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monte_carlo(circuit, mapping, n, analysis_factory, seed=None, label_fn=None, workers=1, progress=None)
Executa Monte Carlo variando valores dos componentes conforme distribuições.
Source code in src/cat/analysis/montecarlo.py
267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 |
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overshoot(ts, y_name)
Overshoot relativo ao degrau: (Vmax - Vfinal) / (Vfinal - Vinicial).
Source code in src/cat/analysis/metrics_tran.py
71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |
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overshoot_pct(ts, y_name)
Overshoot em % relativo ao degrau.
Source code in src/cat/analysis/metrics_basic.py
35 36 37 |
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phase_crossover_freq(ts, y_out, y_in=None, target_deg=-180.0)
Frequência em que fase cruza target (padrão: -180°).
Source code in src/cat/analysis/metrics_ac.py
311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 |
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phase_margin(ts, y_out, y_in=None)
PM = 180° + fase em w_c (onde |G|=1). Fase normalizada para (-180, 180].
Fallback: se a fase aparenta estar ausente (variância ~ zero), estima PM assumindo um sistema de 1 polo mínimo-fase: φ(w) ≈ -atan(w/wp) e PM ≈ 180° - atan(wc/wp), onde wp é obtido via largura de banda de -3 dB.
Source code in src/cat/analysis/metrics_ac.py
354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 |
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rise_time(ts, y_name, frac_low=0.1, frac_high=0.9)
Tempo 10–90% (por padrão). Retorna RiseFall com .trise (e .tfall=None).
Estratégia robusta
1) Prioriza níveis com base em y0→yf (degrau observado). Se não subir, usa span global. 2) Tenta cruzamento linear; se falhar, interpola no envelope; se falhar, usa fallback discreto (primeiro índice com y >= nível).
Source code in src/cat/analysis/metrics_tran.py
195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 |
|
run_ac(circuit, sweep_type, n, fstart, fstop, *, return_df=False)
Run an AC analysis and optionally return a DataFrame of traces.
Source code in src/cat/analysis/__init__.py
139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 |
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run_op(circuit)
Run a simple .OP analysis and return the AnalysisResult.
Example
from cat.core.circuit import Circuit from cat.core.components import Vdc, Resistor from cat.core.net import GND c = Circuit("rc") V1, R1 = Vdc("1", 5.0), Resistor("1", "1k") c.add(V1, R1) c.connect(V1.ports[0], R1.ports[0]) c.connect(R1.ports[1], GND) c.connect(V1.ports[1], GND) _ = run_op(c) # doctest: +SKIP
Source code in src/cat/analysis/__init__.py
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 |
|
run_step_native(circuit, directives)
Roda um deck com diretivas .step nativas (já contidas em directives
)
e retorna todos os plots como lista de TraceSet.
Source code in src/cat/analysis/step_native.py
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
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run_tran(circuit, tstep, tstop, tstart=None, *, return_df=False)
Run a transient (.TRAN) analysis and optionally return a Pandas DataFrame.
- return_df=False returns AnalysisResult
- return_df=True returns a DataFrame via TraceSet.to_dataframe()
Source code in src/cat/analysis/__init__.py
120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 |
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settling_time(ts, y_name, tol=0.02)
Primeiro instante em que |y(t) - y_final| <= tol*|y_final - y_initial| e permanece assim até o final.
Source code in src/cat/analysis/metrics_tran.py
108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 |
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stack_runs_to_df(runs, params_list=None, y=None, with_x=True, run_index_name='run_idx')
Empilha uma lista de AnalysisResult
em um único DataFrame, adicionando
as colunas de parâmetros (params_list[i]
) por run.
y
: lista de nomes de traços a manter (ex.: ["v(out)"]). Se None, mantém todos.with_x
: inclui a coluna do eixo X (primeira coluna do TraceSet), tipicamente "time"/"frequency".
Source code in src/cat/analysis/post.py
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 |
|
stack_step_to_df(step, y=None, with_x=True, run_index_name='run_idx')
Versão prática para StepResult
: empilha step.runs
com as colunas de step.grid
.
Source code in src/cat/analysis/post.py
66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 |
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sweep_component(circuit, component, values, analysis_factory, param_name=None, *, progress=None)
Executa várias simulações alterando component.value
em Python.
values
: lista de valores a aplicar no componente (ex.: ["1k","2k","5k"])analysis_factory
: callable que cria uma instância da análise a cada iteração, por ex.:lambda: TRAN("100us","1ms")
oulambda: OP()
param_name
: opcional, nome amigável para registrar no resultado
Source code in src/cat/analysis/sweep.py
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 |
|
worst_case(circuit, analysis_factory, metric, space, mode='min', n_random=64, n_refine=3, progress=None)
Busca pior caso sobre parâmetros .param discretizados em 'space'. Estratégia: amostragem aleatória inicial -> refinamento coordenado local.
Source code in src/cat/analysis/worstcase.py
35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 |
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