Käänteispiirimenetelmällä

Käänteispiirimenetelmällä tarkoittaa piirin rakenteen ja komponenttien arvojen määrittämistä käyttämällä havaittuja vasteita tai mittaustuloksia. Se on käänteisen ongelman soveltamista sähköisissä verkoissa: annettujen vasteiden perusteella pyritään rekonstruoimaan piirin topologia, komponenttien arvot (resistanssit, kapasitanssit, induktanssit) sekä mahdolliset yhteydet.

Perusidea on muodostaa etukäteismalli (forward model) piiriin sovelletuista laeista (KCL, KVL, impedanssit). Kun malli ja sen parametrit on määritetty, ratkaistaan käänteinen ongelma: mitkä arvot parhaiten selittävät mittaustulokset. Ongelma on usein epätarkka tai epäuniikki, ja sitä varten käytetään säännöllistämistä sekä prioriteetteja sekä riittäviä mittaussarjoja.

Menetelmäprosessiin kuuluu piirin oletetun topologian ja mittausasetelman suunnittelu; vasteen keruu (impedanssi, aikavasteet tai siirtofunktion mittaukset); virhefunktion määrittäminen ja soveltuvien optimointimenetelmien valinta; tulosten arviointi ja mahdollinen iterointi.

Sovellukset sisältävät piirin identifioinnin ja rekonstruoinnin, vianetsinnän sekä reverse engineeringin, sekä tutkimuslaitteissa käytettävien järjestelmien identifioinnin. Rajoituksia ovat ratkaisuun liittyvä mahdollinen ei-uniikkius, kohinosta johtuva herkkyys sekä tarve hyvästä etukäteisymmärryksestä piirin rakenteesta; tulokset voivat riippua mittausasetelmasta.

Käytännössä käänteispiirimenetelmällä korostuu mittausinformaation käänteinen tulkinta, kun taas perinteinen piirin analyysi on suorempi. Läheisiä käsitteitä ovat forward-analyysi, verkostosynteesi ja systeemien identifiointi.