set grafiek algoritme iteratief
De taken van het plaatsen van elementen en het traceren van hun verbindingen zijn nauw verwant, en met conventionele, "handmatige" ontwerpmethoden worden ze gelijktijdig opgelost. Tijdens het plaatsen van elementen worden de verbindingsroutes gespecificeerd, waarna de positie van sommige elementen kan worden gecorrigeerd. Afhankelijk van de aangenomen constructieve, technologische en circuitbasis, worden verschillende criteria en beperkingen gebruikt om deze problemen op te lossen. Alle specifieke varianten van de genoemde problemen houden echter verband met het probleem van het optimaliseren van schakelschema's. Het resultaat is een nauwkeurige ruimtelijke rangschikking van de afzonderlijke elementen van de structurele eenheid en een geometrisch gedefinieerde manier om de draden van deze elementen te verbinden.
De kwaliteitscriteria en -beperkingen die zijn gekoppeld aan specifieke plaatsings- en routeringstaken zijn gebaseerd op specifieke ontwerp- en technologische kenmerken van de implementatie van het schakelgedeelte van het knooppunt. De hele reeks criteria en beperkingen kan in twee groepen worden verdeeld in overeenstemming met de metrische en topologische parameters van het ontwerp van knooppunten en circuits.
De metrische parameters omvatten de afmetingen van de elementen en de onderlinge afstanden, de afmetingen van het schakelveld, de afstanden tussen de klemmen van de elementen, de toegestane lengtes van de verbindingen, enz.
De topologische parameters worden voornamelijk bepaald door de methode die in een bepaald ontwerp wordt gebruikt voor het elimineren van kruispunten van verbindingen en de relatieve locatie van de verbindingen in het schakelveld. Deze omvatten: het aantal ruimtelijke kruispunten van verbindingen, het aantal tussenlaagovergangen, de nabijheid van splijtstofelementen of elektromagnetisch onverenigbare elementen en verbindingen tot elkaar.
Bij specifieke problemen kunnen deze parameters in verschillende combinaties ofwel de belangrijkste optimalisatiecriteria zijn of als beperkingen fungeren.
In dit opzicht worden ze in de algoritmische benadering van hun oplossing in de regel afzonderlijk beschouwd. Elementen worden eerst geplaatst en vervolgens wordt de bedrading gerouteerd. Indien nodig kan dit proces worden herhaald met een andere rangschikking van afzonderlijke elementen.
Het belangrijkste doel van plaatsing is om de beste voorwaarden te creëren voor het vervolgens traceren van verbindingen, terwijl wordt voldaan aan de basisvereisten die de werking van de circuits garanderen.
Het criterium is in de meeste gevallen het criterium van de minimale gewogen lengte (MWL) van verbindingen, dat integraal rekening houdt met de talrijke vereisten voor de locatie van elementen en sporen van hun verbindingen. Dit komt door een aantal factoren:
Het verminderen van de lengte van de verbindingen verbetert de elektrische parameters van het circuit;
Hoe kleiner de totale lengte van de verbindingen, hoe gemakkelijker het gemiddeld is om ze in het traceringsproces te implementeren;
Het verminderen van de totale lengte van verbindingen vermindert de complexiteit van de fabricagebedradingsschema's, met name bedradingsschema's;
Dit criterium is vanuit wiskundig oogpunt relatief eenvoudig en maakt het mogelijk indirect rekening te houden met andere circuitparameters door gewichtsschattingen toe te kennen aan individuele verbindingen.
Stuur uw goede werk in de kennisbank is eenvoudig. Gebruik het onderstaande formulier
Studenten, afstudeerders, jonge wetenschappers die de kennisbasis gebruiken in hun studie en werk zullen je zeer dankbaar zijn.
geplaatst op http://www.allbest.ru/
geplaatst op http://www.allbest.ru/
Voronezh Instituut van het Ministerie van Binnenlandse Zaken van Rusland
Afdeling particuliere beveiliging
TEST
in de discipline "Fundamentals of computer design and modelling of radio electronic aids"
Onderwerp: "Circuitmodellering van radio-elektronische middelen"
Ontwikkeld door: cadet van het 41e opleidingpeloton, gewone politieagent R.G. Vostrikov
Voronezj 2015
Invoering
1. Inleiding tot CAD
2.3 Simulatie van dynamische kenmerken
2.4 Modellering van frequentierespons
Conclusie
Bibliografie
Invoering
Een computerondersteund ontwerpsysteem (CAD) is een organisatorisch en technisch systeem dat bestaat uit een reeks ontwerpautomatiseringstools en een team van specialisten van ontwerporganisatie-eenheden dat computerondersteund ontwerp van een object uitvoert, dat het resultaat is van de ontwerporganisatie activiteiten.
Het gebruik van CAD-tools (Computer Aided Design) maakt het mogelijk om van de traditionele prototyping van de ontwikkelde apparatuur over te gaan naar het modelleren ervan met behulp van een computer. In dit geval wordt in de regel een cyclus van end-to-end-ontwerp uitgevoerd, die het volgende omvat:
Synthese van de structuur en het schakelschema van een radio-elektronisch middel (RES);
Analyse van de kenmerken ervan in verschillende modi, rekening houdend met de spreiding van de parameters van de componenten en de aanwezigheid van destabiliserende factoren, parametrische optimalisatie uitvoeren;
Synthese van topologie, inclusief plaatsing van elementen op een printplaat en bedrading van onderlinge verbindingen;
Verificatie (verificatie) van de printplaattopologie;
Vrijgeven van ontwerpdocumentatie.
Structurele syntheseproblemen worden opgelost met behulp van zeer gespecialiseerde programma's die zijn gericht op apparaten van een bepaald type; er is bijvoorbeeld een groot aantal programma's gemaakt voor de synthese van bijpassende circuits, analoge en digitale filters. De grootste successen bij de constructie van programma's voor structurele synthese en synthese van schakelschema's liggen op het gebied van het ontwerpen van digitale apparaten. De structuur en het schakelschema van de meeste apparaten hangen grotendeels af van de omvang en de initiële ontwerpgegevens, wat grote problemen oplevert bij de synthese van een schakelschema met behulp van een computer. Daarom wordt meestal de eerste versie van het circuit door de ingenieur "handmatig" samengesteld met daaropvolgende modellering en optimalisatie op een computer.
Moderne CAD-programma's werken in een interactieve modus en hebben een groot aantal servicemodules. CAD-softwarepakketten zijn in staat om de meest complexe taken van RES-modellering op te lossen, zoals voedingen, versterkers, signaalomvormers en andere. Simulatieresultaten zijn DC-modi, signaalgolfvormen, frequentie- en spectrale kenmerken en zelfs elementtemperaturen. In termen van hun mogelijkheden kunnen simulatieprogramma's zelfs meetinstrumenten overtreffen, ze laten u bijvoorbeeld oscillogrammen van stromen en vermogens in elementen observeren zonder meetweerstanden in het apparaat te introduceren. De verkregen resultaten kunnen helpen om de oorzaken van mogelijke of echte storingen in het apparaat te identificeren, om manieren te vinden om de kwaliteit ervan te verbeteren. Het gebruik van simulatieprogramma's stelt u in staat een groot aantal verschillende opties voor een circuitoplossing te analyseren en de beste te kiezen zonder er ook maar één radio-element aan uit te geven.
De topologie van de printplaat wordt ontwikkeld na voltooiing van de circuitmodellering. In deze ontwerpfase worden de plaatsing van elementen op de printplaat en het routeren van verbindingen uitgevoerd. De printplaten van digitale apparaten zijn het meest succesvol ontwikkeld, waarbij menselijke tussenkomst in het proces van topologiesynthese relatief klein is. De ontwikkeling van analoge apparaten vereist veel meer menselijke participatie in het ontwerpproces, correctie en, indien nodig, gedeeltelijke bewerking van de resultaten van computerondersteund ontwerp. De grootste moeilijkheid bij de ontwikkeling van analoge apparatuur is het automatiseren van de topologiesynthese en het verzekeren van de interactie van circuitsimulatieprogramma's en topologiesynthese. Bovendien is het vrij moeilijk om tal van aanvullende vereisten voor analoge apparaten te formaliseren, bijvoorbeeld de vereiste voor elektromagnetische compatibiliteit van componenten.
Het belangrijkste doel van het controlewerk is om de methodologie van computerondersteund ontwerp en circuitmodellering van knooppunten en blokken van RES onder de knie te krijgen met behulp van CAD-tools.
De volgende taken dienen om dit doel te bereiken:
1) onderzoek naar de mogelijkheden van moderne softwarepakketten voor CAD RES;
2) de vorming van theoretische kennis en praktische vaardigheden bij het gebruik van CAD-tools bij het modelleren van circuits van knooppunten en blokken van RES.
In de loop van de controlewerkzaamheden is het vereist:
1) analyseer de belangrijkste kenmerken van het circuitmodelleringspakket dat in de test wordt gebruikt;
2) modellering van statische, dynamische en frequentiekarakteristieken van knooppunten en blokken van RES uit te voeren;
3) om de parameters en kenmerken van de RES te optimaliseren.
1. Inleiding tot CAD
Ontwerpautomatisering neemt een speciale plaats in onder informatietechnologieën. Ten eerste is ontwerpautomatisering een synthetische discipline; vele andere moderne informatietechnologieën zijn de samenstellende delen ervan. Zo is de technische ondersteuning van computerondersteunde ontwerpsystemen (CAD) gebaseerd op het gebruik van computernetwerken en telecommunicatietechnologieën, CAD maakt gebruik van personal computers en werkstations.
Wiskundige ondersteuning van CAD onderscheidt zich door de rijkdom en verscheidenheid aan methoden die worden gebruikt in computationele wiskunde, statistiek, wiskundig programmeren, discrete wiskunde en kunstmatige intelligentie. Ten tweede is kennis van de basisprincipes van ontwerpautomatisering en het vermogen om met CAD-tools te werken vereist door bijna elke ontwikkelingsingenieur. Ontwerpafdelingen, ontwerpbureaus en kantoren zijn doordrenkt met computers. Het werk van een ontwerper achter een gewone tekentafel, berekeningen met een rekenliniaal of het maken van een rapport op een typemachine is een anachronisme geworden. Ondernemingen die zonder CAD of met slechts een kleine mate van gebruik ontwikkelen, zijn niet concurrerend, zowel vanwege de hoge materiaal- en tijdskosten voor het ontwerp als vanwege de lage kwaliteit van projecten. Het verschijnen van de eerste programma's voor ontwerpautomatisering in het buitenland en in de USSR dateert uit het begin van de jaren '60. Vervolgens werden programma's gemaakt voor het oplossen van problemen van structurele mechanica, het analyseren van elektronische schakelingen en het ontwerpen van printplaten.
Verdere ontwikkeling van CAD ging langs het pad van het creëren van hardware en software voor computergraphics, het verhogen van de rekenefficiëntie van modellerings- en analyseprogramma's, het uitbreiden van de reikwijdte van CAD, het vereenvoudigen van de gebruikersinterface en het introduceren van elementen van kunstmatige intelligentie in CAD.
Tot op heden is een groot aantal software- en methodologische complexen voor CAD met verschillende graden van specialisatie en toepassingsoriëntatie gecreëerd. Als gevolg hiervan is ontwerpautomatisering een noodzakelijk onderdeel geworden van de opleiding van ingenieurs van verschillende specialiteiten; een ingenieur die geen kennis heeft en niet weet hoe hij in CAD moet werken, kan niet als een volwaardige specialist worden beschouwd.
De opleiding van ingenieurs van verschillende specialismen op het gebied van CAD omvat basis- en speciale componenten. De meest algemene bepalingen, modellen en methoden van computerondersteund ontwerp zijn opgenomen in het programma van de cursus gewijd aan de basis van CAD, een meer gedetailleerde studie van die methoden en programma's die specifiek zijn voor specifieke specialiteiten wordt gegeven in gespecialiseerde disciplines.
1.1 Basisprincipes van CAD bouwen
De ontwikkeling van CAD is een groot wetenschappelijk en technisch probleem en de implementatie ervan vereist aanzienlijke investeringen. De opgebouwde ervaring stelt ons in staat om de volgende basisprincipes van CAD-constructie te identificeren.
1.CAD - mens-machine systeem. Alle gemaakte en gemaakte ontwerpsystemen met behulp van een computer zijn geautomatiseerd, een belangrijke rol daarin wordt gespeeld door een persoon - een ingenieur die een project van een technische faciliteit ontwikkelt.
Op dit moment, en in ieder geval in de komende jaren, wordt het creëren van automatische ontwerpsystemen niet verwacht, en niets bedreigt het monopolie van een persoon bij het nemen van belangrijke beslissingen in het ontwerpproces. Een persoon in CAD moet ten eerste alle taken oplossen die niet geformaliseerd zijn, en ten tweede taken die een persoon uitvoert op basis van zijn heuristische vaardigheden, efficiënter dan een moderne computer op basis van zijn computermogelijkheden. Nauwe interactie tussen een persoon en een computer in het ontwerpproces is een van de principes voor de constructie en werking van CAD.
2.CAD is een hiërarchisch systeem dat een geïntegreerde benadering implementeert voor het automatiseren van alle ontwerpniveaus. De hiërarchie van ontwerpniveaus wordt weerspiegeld in de structuur van de speciale CAD-software als een hiërarchie van subsystemen.
Benadrukt moet worden dat het opportuun is om de geïntegreerde aard van CAD te waarborgen, aangezien ontwerpautomatisering op slechts één van de niveaus veel minder effectief blijkt te zijn dan volledige automatisering van alle niveaus. Hiërarchische constructie verwijst niet alleen naar speciale software, maar ook naar CAD-hardware, verdeeld in een centraal computercomplex en geautomatiseerde werkstations van ontwerpers.
3.CAD -- een set van informatie-gecoördineerde subsystemen. Dit zeer belangrijke principe zou niet alleen moeten gelden voor verbindingen tussen grote subsystemen, maar ook voor verbindingen tussen kleinere delen van subsystemen. Informatieve consistentie betekent dat alle of de meeste van de mogelijke reeksen van ontwerptaken worden bediend door informatief consistente programma's. Twee programma's zijn qua informatie consistent als alle gegevens die het onderwerp zijn van verwerking in beide programma's zijn opgenomen in numerieke arrays die niet hoeven te worden gewijzigd wanneer van het ene programma naar het andere wordt gegaan. Informatieverbindingen kunnen zich dus manifesteren in het feit dat de resultaten van het oplossen van het ene probleem de initiële gegevens zijn voor een ander probleem. Als de coördinatie van programma's een aanzienlijke herwerking van de algehele array vereist met de deelname van een persoon die de ontbrekende parameters toevoegt, de array handmatig opnieuw samenstelt of de numerieke waarden van individuele parameters wijzigt, dan zijn de programma's niet informatief gecoördineerd. Handmatige herschikking van de array leidt tot aanzienlijke tijdsvertragingen, een toename van het aantal fouten en vermindert daarom de vraag naar CAD-services. Informatie-inconsistentie verandert CAD in een reeks autonome programma's, terwijl de kwaliteit van ontwerpbeslissingen afneemt doordat in subsystemen geen rekening wordt gehouden met veel factoren die in andere subsystemen worden geëvalueerd.
4.CAD is een open en zich ontwikkelend systeem. Er zijn minstens twee goede redenen waarom CAD een in de tijd variërend systeem zou moeten zijn. Ten eerste duurt de ontwikkeling van zo'n complex object als CAD lang en is het economisch rendabel om delen van het systeem in gebruik te nemen zodra ze gereed zijn. De basisversie van het in gebruik genomen systeem wordt verder uitgebreid. Ten tweede leidt de constante vooruitgang van technologie, ontworpen objecten, computertechnologie en computationele wiskunde tot de opkomst van nieuwe, meer geavanceerde wiskundige modellen en programma's die oude, minder succesvolle analogen zouden moeten vervangen. Daarom moet CAD een open systeem zijn, dat wil zeggen, het moet de eigenschap hebben dat het gebruiksvriendelijk is voor nieuwe methoden en hulpmiddelen.
5.CAD is een gespecialiseerd systeem waarbij maximaal gebruik wordt gemaakt van uniforme modules. De vereisten voor hoge efficiëntie en veelzijdigheid zijn vaak tegenstrijdig. Voor wat betreft CAD blijft deze bepaling geldig. De hoge efficiëntie van CAD, voornamelijk uitgedrukt door lage tijd- en materiaalkosten bij het oplossen van ontwerpproblemen, wordt bereikt door de specialisatie van systemen. Het is duidelijk dat het aantal verschillende CAD-systemen tegelijkertijd groeit. Om de kosten van het ontwikkelen van veel gespecialiseerde CAD-systemen te verlagen, is het raadzaam om ze te bouwen op basis van het maximale gebruik van uniforme componenten. Een noodzakelijke voorwaarde voor eenwording is het zoeken naar gemeenschappelijke kenmerken en voorzieningen in de modellering, analyse en synthese van heterogene technische objecten. Uiteraard zijn er nog een aantal andere principes te formuleren die de veelzijdigheid en complexiteit van het CAD-probleem benadrukken.
1.2 Systeembenadering van ontwerp
De belangrijkste ideeën en principes van het ontwerpen van complexe systemen worden uitgedrukt in een systematische aanpak. Voor een specialist op het gebied van systeemtechniek zijn ze voor de hand liggend en natuurlijk, maar hun naleving en implementatie worden vaak geassocieerd met bepaalde problemen vanwege ontwerpkenmerken. Zoals de meeste opgeleide volwassenen die hun moedertaal correct gebruiken zonder toevlucht te nemen tot grammaticaregels, gebruiken ingenieurs een systeembenadering zonder hun toevlucht te nemen tot handleidingen voor systeemanalyse. Een intuïtieve benadering zonder toepassing van de regels van systeemanalyse is echter mogelijk niet voldoende om de steeds complexere problemen van technische activiteiten op te lossen.
Het belangrijkste algemene principe van de systeembenadering is om de delen van een fenomeen of een complex systeem te beschouwen, rekening houdend met hun interactie. De systeembenadering onthult de structuur van het systeem, zijn interne en externe verbindingen.
1.3 CAD-structuur
Zoals elk complex systeem, bestaat CAD uit subsystemen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen ontwerp- en onderhoudssubsystemen.
Ontwerpsubsystemen voeren rechtstreeks ontwerpprocedures uit. Voorbeelden van ontwerpsubsystemen zijn subsystemen van geometrische driedimensionale modellering van mechanische objecten, productie van ontwerpdocumentatie, circuitanalyse, tracering van verbindingen in printplaten.
Serverende subsystemen zorgen voor het functioneren van de ontwerpsubsystemen, hun totaliteit wordt vaak de CAD-systeemomgeving (of shell) genoemd. Typische servicesubsystemen zijn subsystemen voor projectgegevensbeheer, CASE (Computer Aided Software Engineering) softwareontwikkelings- en onderhoudssubsystemen, trainingssubsystemen voor gebruikers om technologieën die in CAD zijn geïmplementeerd onder de knie te krijgen.
1.4 Soorten CAD-software
Het structureren van CAD op verschillende aspecten leidt tot het ontstaan van typen CAD-software. Het is gebruikelijk om zeven typen CAD-software te onderscheiden:
technisch (TO), waaronder diverse hardware (computers, randapparatuur, netwerkschakelapparatuur, communicatielijnen, meetinstrumenten);
Mathematisch (MO), dat wiskundige methoden, modellen en algoritmen combineert om ontwerpen uit te voeren;
software (software) weergegeven door CAD-computerprogramma's;
informatief (IO), bestaande uit een database, een DBMS, maar ook andere gegevens die in het ontwerp worden gebruikt; we merken op dat de hele set gegevens die in het ontwerp worden gebruikt het CAD-informatiefonds wordt genoemd, de database samen met het DBMS de databank;
· taalkundig (LO), uitgedrukt door de communicatietalen tussen ontwerpers en computers, programmeertalen en talen voor gegevensuitwisseling tussen technische CAD-middelen;
methodisch (MetO), waaronder verschillende ontwerpmethoden; soms bevat het ook wiskundige software;
organisatie (OO), vertegenwoordigd door personeelstabellen, functiebeschrijvingen en andere documenten die het werk van de projectonderneming regelen.
1.5 Soorten CAD
Classificatie van CAD wordt uitgevoerd volgens een aantal criteria, bijvoorbeeld door toepassing, doel, schaal (complexiteit van de op te lossen taken), de aard van het basissubsysteem - de CAD-kern.
Per toepassing zijn de volgende CAD-groepen het meest representatief en worden ze veel gebruikt:
· CAD voor toepassing in takken van de algemene werktuigbouwkunde. Ze worden vaak mechanische CAD-systemen of MCAD-systemen (Mechanical CAD) genoemd;
· CAD voor radio-elektronica: ECAD (Electronic CAD) of EDA (Electronic Design Automation) systemen;
· CAD op het gebied van architectuur en constructie.
Daarnaast is er een groot aantal gespecialiseerde CAD-systemen bekend, ofwel ingedeeld in de aangegeven groepen, ofwel een onafhankelijke tak van de classificatie vertegenwoordigend. Voorbeelden van dergelijke systemen zijn CAD voor grote geïntegreerde schakelingen (LSI); vliegtuig CAD; CAD voor elektrische machines, enz.
Electronics Workbench is de internationale marktleider in het ontwikkelen van 's werelds meest gebruikte circuitontwerpsoftware. Het bedrijf heeft meer dan 15 jaar ervaring in de ontwerpautomatisering van elektronische apparaten en is een van de pioniers geweest op het gebied van computerondersteund elektronica-ontwerp. Momenteel wordt Electronics Workbench-apparatuur gebruikt op meer dan 180.000 werkplekken. De productsuite van Electronics Workbench omvat tools voor het beschrijven en emuleren van elektrische circuits (SPICE, VHDL en gepatenteerde co-simulatie), evenals voor het ontwerpen en automatisch traceren van printplaten. Gebruikers krijgen een werkelijk uniek product, het meest eenvoudige gebruiksmiddel in de branche, met elkaar geïntegreerd tot één geheel. De Support and Upgrade Utility (SUU) controleert en installeert automatisch de benodigde updates via het netwerk, zodat uw software altijd op het hoogste niveau presteert. De producten Electronics Workbench en National Instruments zijn de beste integratie tussen elektronische CAD-ontwerp-, verificatie- en testtools die tegenwoordig beschikbaar zijn.
Multicap 9 is de meest intuïtieve en krachtige tool voor het beschrijven van circuits die beschikbaar is. De nieuwste tools van Multicap besparen u veel tijd, waaronder modeloze bewerking, gemakkelijke verbinding en een uitgebreide database die is opgedeeld in logische brokken, direct op uw bureaublad. Met deze tools kun je een circuit vrijwel onmiddellijk programmatisch beschrijven nadat je er een algemeen idee van hebt. Dezelfde reeks acties worden automatisch uitgevoerd, ik neem geen tijd voor het maken, testen en verbeteren van het circuit, hierdoor zijn de output ideale producten met minimale ontwikkelingstijd.
Figuur 1 - Relatie van de Electronics Workbench-software
Multisim is 's werelds enige interactieve circuitemulator waarmee u de beste producten in de kortst mogelijke tijd kunt maken. Multisim bevat een versie van Multicap, waardoor het ideaal is voor programmatische beschrijving en onmiddellijke post-testing van circuits. Multisim 9 werkt ook samen met LabVIEW en SignalExpress van National Instruments voor een nauwe integratie van ontwikkelings- en testtools.
De voordelen van geïntegreerde beschrijving en emulatie Multisim is de unieke mogelijkheid om een circuit te ontwerpen en te testen/emuleren vanuit dezelfde ontwikkelomgeving. Deze aanpak heeft veel voordelen. Nieuwkomers bij Multisim hoeven zich geen zorgen te maken over de complexe SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) syntaxis en commando's, terwijl gevorderde gebruikers de mogelijkheid hebben om alle SPICE-parameters aan te passen. Met Multisim is circuitbeschrijving nog nooit zo eenvoudig en intuïtief geweest. Met de spreadsheetweergave kunt u tegelijkertijd de kenmerken van een willekeurig aantal elementen wijzigen: van een printplaatdiagram tot een SPICE-model. Modeless editing is de meest efficiënte manier om componenten te plaatsen en te verbinden.
Werken met analoge en digitale componenten is intuïtief en gemakkelijk te begrijpen. Naast de traditionele SPICE-analyse, stelt Multisim gebruikers in staat om virtuele instrumenten op het circuit aan te sluiten. Het concept van virtuele instrumenten is een eenvoudige en snelle manier om het resultaat te zien door echte gebeurtenissen te simuleren. Ook in Multisim zijn er speciale componenten die "interactieve elementen" (interactieve delen) worden genoemd, die u tijdens de emulatie kunt wijzigen. Interactieve elementen zijn onder andere schakelaars, potentiometers, de kleinste veranderingen in het element worden direct weerspiegeld in de simulatie. Voor complexere analyses biedt Multisim meer dan 15 verschillende analysefuncties. Enkele voorbeelden zijn AC, Monte Carlo, worstcaseanalyse en Fourier. Multisim bevat Grapher, een krachtig hulpmiddel voor het bekijken en analyseren van emulatiegegevens. De circuitbeschrijving en testfuncties in Multisim zullen elke circuitontwerper helpen, hem tijd besparen en hem behoeden voor fouten tijdens het ontwikkelen van circuits.
Micro-Cap is veelzijdige software voor circuitanalyse die is ontworpen om een breed scala aan problemen op te lossen. Een kenmerkend kenmerk van dit programma, maar ook van de hele Micro-Cap-familie, is de aanwezigheid van een handige en gebruiksvriendelijke grafische interface, wat het vooral aantrekkelijk maakt voor een niet-professioneel publiek. Ondanks vrij bescheiden vereisten voor pc-hardware en -software (processor niet lager dan Pentium II, OS Windows 95/98/ME of Windows NT4/2000/XP, geheugen niet minder dan 64 MB, monitor niet slechter dan SVGA), zijn de mogelijkheden behoorlijk groot. Hiermee kunt u niet alleen analoge, maar ook digitale circuits analyseren. Gemengde modellering van analoog-digitale elektronische apparaten is ook mogelijk, evenals filtersynthese.
U kunt zelfs in Micro-Cap aan de slag zonder het programma grondig te beheersen. Het is voldoende om vertrouwd te raken met de ingebouwde demovideo en de basisvoorbeelden te bekijken (er zitten er ongeveer 300 in de kit). Ervaren gebruikers kunnen complexe elektronische systemen analyseren met behulp van een uitgebreide componentenbibliotheek en hun eigen macromodellen. Correct gebruik van vereenvoudigde aannames maakt het mogelijk om de bedrijfsmodi van complexe apparaten met een voldoende hoge mate van nauwkeurigheid te berekenen.
Micro-Cap 9, 10 verschilt van de jongere leden van hun gezin in meer geavanceerde modellen van elektronische componenten en berekeningsalgoritmen. Wat betreft de mogelijkheden voor circuitmodellering, bevindt het zich op hetzelfde niveau als de geïntegreerde pakketten ORCAD en PCAD2002 - nogal complexe tools voor het analyseren en ontwerpen van elektronische apparaten, die voornamelijk professioneel gebruik impliceren. Volledige compatibiliteit met SPICE-modellen en SPICE-circuits, gecombineerd met geavanceerde conversiemogelijkheden, stelt u in staat om alle ontwikkelingen en modellen die voor deze pakketten zijn bedoeld in Micro-Cap te gebruiken, en de verworven modelleringsvaardigheden stellen u in staat om indien nodig snel professionele modelleringspakketten onder de knie te krijgen.
Micro-Cap 9, 10 bieden uitgebreide mogelijkheden voor de analyse van stroomomvormers. Het programma heeft instellingen, waarvan de opname optimaliseert algoritmen voor het berekenen van stroomcircuits, de bibliotheek met componenten bevat een groot aantal gegeneraliseerde PWM-controllers en continue modellen van de belangrijkste soorten spanningsomzetters voor het analyseren van de stabiliteit van gestabiliseerde voedingen op basis daarvan.
Deze voordelen maken het Micro-Cap-programma zeer aantrekkelijk voor het modelleren van elektronische apparaten van gemiddelde complexiteit. Gebruiksgemak, niet veeleisend voor computerbronnen en de mogelijkheid om elektronische apparaten met een voldoende groot aantal componenten te analyseren, zorgen ervoor dat het met succes kan worden gebruikt door radioamateurs en studenten, evenals door ontwikkelingsingenieurs. Daarnaast worden programma's van de Micro-Cap-familie actief gebruikt bij onderzoeksactiviteiten.
De eerste versies van Micro-Cap waren inderdaad vrij primitief en van weinig nut voor het oplossen van echte technische problemen bij het ontwerpen van circuits. Hiermee konden alleen eenvoudige analoge schakelingen worden berekend. Om digitale apparaten te berekenen, werd een ander programma van hetzelfde bedrijf, MicroLogic, gebruikt (later werd het geïntegreerd in Micro-Cap). Maar zelfs dit was genoeg om studenten de basis van elektronica te leren.
Ik wil vooral de interface van het programma opmerken. Ontwikkelaars nemen dit probleem zeer serieus, te beginnen met jongere versies. Het volstaat te zeggen dat zelfs vóór de alomtegenwoordigheid van Windows, de versie van Micro-Cap IV, uitgebracht in 1992, al een zeer handige grafische interface met venster had, wat helemaal niet typisch was voor programma's van die tijd. Deze interface maakte het onder DOS mogelijk om bijna alle gemakken te krijgen die Windows-gebruikers momenteel hebben.
Het gebruik van het Micro-Cap-programma maakt het niet alleen mogelijk om de werking van elektronische circuits te bestuderen, maar ook om vaardigheden te verwerven in het opzetten van elektronische apparaten. De basistechnieken voor het verkrijgen van een werkend model verschillen niet van de methoden om echte elektronische apparaten in de bedrijfsmodus te introduceren. Het zijn deze eigenschappen die het mogelijk maken om het vooral aan te bevelen aan studenten en radioamateurs.
geautomatiseerd programma elektronische frequentie
2. Circuitmodellering van RES
2.1 Beschrijving van het proces van het voorbereiden van RES voor modellering
Het elektrische schakelschema van de gesimuleerde RES is weergegeven in de afbeelding.
Deze RES is een selectieve versterker (audiofrequentieversterker). De simulatie werd uitgevoerd in Micro-Cap 9, een SPICE-achtig programma voor analoge en digitale simulatie van elektrische en elektronische schakelingen met een geïntegreerde visuele editor.
Om de RES te simuleren, heb ik de volgende stappen uitgevoerd:
1) Als ingangssignaalbron werd een sinusvormige spanningsgenerator met een spanningsamplitude van 0,5 V en een oscillatiefrequentie van 5 kHz gebruikt;
2) Het afsluitapparaat werd weergegeven door een afsluitweerstand van 4 ohm, wat overeenkomt met de grootte van de afsluitapparaten van vergelijkbare versterkers, zoals een luidspreker;
3) Er was geen K140UD8 operationele versterker in de Micro-Cap programmabibliotheek. We zullen de operationele versterker MC1558, die qua parameters het dichtst bij K140UD8 ligt, beschouwen als een analoog van deze versterker;
4) Analogen werden geselecteerd voor de transistors KT310V, KT3107V, KT815V, KT814V. Een paar complementaire transistoren KT310V - KT3107V werd vervangen door een paar complementaire transistoren bc107BP - bc178AP.
Tijdens het analyseren van het circuit bleek dat in deze RES het ingangssignaal wordt versterkt vanwege de passage door de op-amp die is aangesloten volgens het inverterende versterkercircuit. De laatste fase bestaat uit een spanningsdeler en twee paar complementaire transistoren die in een gemeenschappelijk collectorcircuit zijn aangesloten. De noodzaak om paren complementaire transistoren te introduceren is te wijten aan de ontoelaatbaarheid van vervorming van het ingangssignaal, dus we moeten dezelfde versterking verkrijgen voor zowel de positieve als de negatieve halve golven van het ingangssignaal. Aansluiting volgens een gemeenschappelijk collectorschema stelt u in staat om stroomversterking en dus vermogensversterking te krijgen.
2.2 Simulatie van statische kenmerken
Het statische kenmerk van de RES is weergegeven in de figuur.
De grafiek laat zien dat het ingangssignaal wordt versterkt in het negatieve gebied. Dit komt door het feit dat de op-amp is aangesloten volgens het inverterende versterkercircuit.
2.2 Simulatie van dynamische kenmerken
De dynamische karakteristiek van de RES is weergegeven in de figuur.
De grafiek laat zien dat er een lichte vervorming van het ingangssignaal is. De fase van het signaal veranderde niet in het tegenovergestelde, omdat de op-amp werd gebruikt volgens het niet-inverterende versterkercircuit. Het uitgangssignaal is een schaalkopie van het ingangssignaal.
Op basis van het voorgaande kunnen we concluderen dat het versterkercircuit zijn functie vervult door het ingangssignaal te versterken zonder er vervorming in te introduceren.
2.3 Frequentieresponsmodellering
De frequentierespons van de versterker wordt weergegeven in de afbeelding.
Uit de frequentiekarakteristieken van de eerste trap blijkt dat de op-amp signaalversterking levert bij frequenties vanaf 5 Hz. Geconcludeerd kan worden dat de frequentieband die de versterker passeert ongeveer gelijk is aan de typische audiofrequentieversterker en ligt in het bereik van 1 kHz tot 30 kHz. Omdat de op-amp werd gebruikt volgens het inverterende versterkercircuit, zien we een verandering in de fase van het signaal naar het tegenovergestelde.
Conclusie
Als resultaat van de controle werden de volgende resultaten bereikt:
Technieken van computerondersteund ontwerp en circuitmodellering van RES-eenheden en -blokken met behulp van CAD-tools zijn onder de knie.
Mogelijkheden van moderne pakketten van toegepaste programma's CAD RES worden bestudeerd;
Vorming van theoretische kennis en praktische vaardigheden in het gebruik van CAD-tools in circuitmodellering van knooppunten en blokken van RES.
De belangrijkste kenmerken van het circuitmodelleringspakket dat in de test wordt gebruikt, worden geanalyseerd;
Modellering van statische, dynamische en frequentiekarakteristieken van RES-knooppunten en -blokken werd uitgevoerd;
De optimalisatie van de parameters en kenmerken van de RES is uitgevoerd.
Nadat ik de aanvankelijk vastgestelde taken heb bereikt, beschouw ik het controlewerk als voltooid en is de bestudeerde RES geschikt voor gebruik in praktische activiteiten.
Bibliografie
1. Razevig V.D. Circuitmodellering met behulp van Micro-CAP 7. - M.: Hotline-Telecom, 2003. - 368 p., afb.
2. Razevig V.D. Systeem van end-to-end ontwerp van elektronische apparaten Design Lab 8.0. - Moskou, "Solon", 2003.
3. Amelina M.A., Amelin S.A. Circuitmodelleringsprogramma Micro-Cap 8. - M.: Hotline-Telecom, 2007. - 464 p. ziek.
4. Gorbatenko S.A., Gorbatenko V.V., Sereda EN. Grondbeginselen van computerontwerp en modellering van radio-elektronische faciliteiten: richtlijnen voor cursusontwerp. Voronezh: Voronezh Instituut van het Ministerie van Binnenlandse Zaken van Rusland, 2012. ? 27 blz.
5. Automatisering van het ontwerp van radio-elektronische middelen: Proc. toelage universiteiten / O.V. Alekseev, AA Golovkov, I.Yu. Pivovarov en anderen; Ed. OV Aleksejev. - Aanbevolen. MAN OF VROUW. - M.: Vyssh.shk., 2000. - 479 d.
6. Antipensky R.V. Circuitontwerp en modellering van radio-elektronische apparaten / R.V. Antipensky, A.G. Fadin. - M.: Technosfera, 2007. - 127 d.
7. Kardashev GA Digitale elektronica op een personal computer / G.A. Kardashev. - M.: Hotline - Telecom, 2003. - 311 p.
8. Petrakov OM Creatie van analoge PSPICE - modellen van radio-elementen / О.М. Petrakov. - M.: RadioSoft, 2004. - 205 p.
Gehost op Allbest.ru
Vergelijkbare documenten
Kenmerken van CAD-toepassingspakketten. Het bestuderen van de kenmerken van de SCADA-systemen, die het proces van het maken van software op het hoogste niveau aanzienlijk kunnen versnellen. Analyse van de toolomgeving voor het ontwikkelen van applicaties voor dataverzameling en controle van Genie.
samenvatting, toegevoegd 06/11/2010
Berekening van de parameters van radio-elektronische middelen van verschillende kanten van het radio-elektronische conflict. Voor- en nadelen van bepaalde methoden voor elektronische onderdrukking en bescherming van RES. Analyse van de effectiviteit van het gebruik van jamming- en geluidsbeschermingstools.
scriptie, toegevoegd 19/03/2011
Oprichting van een systeem voor de bescherming van spraakinformatie ten behoeve van informatisering. Manieren om akoestische, akoestisch-elektronische, akoesto-optische, radio-elektronische kanalen voor datalekken te blokkeren. Technische middelen om informatie te beschermen tegen afluisteren en opnemen.
scriptie, toegevoegd 08/06/2013
Overzicht van circuitontwerpoplossingen voor apparaten voor frequentieselectie van het microgolffrequentiebereik. Systemen voor computerondersteund ontwerp van driedimensionale modellen. Wiskundig model van constructieve implementaties van frequentiefilters, computersimulatie.
proefschrift, toegevoegd 07/09/2012
Berekening van de versterkingsfactor van de ACS en de eigenschappen van externe statische kenmerken. Constructie van frequentiekarakteristieken van ACS en karakteristieke wortels. Modellering van transiënte kenmerken en controle van de ACS op stabiliteit. Synthese van een corrigerend apparaat.
scriptie, toegevoegd 04/08/2010
Identificatie van de parameters van het elektromechanische systeem. Modellering van niet-lineaire objecten. Optimalisatie van PID-regelaarparameters voor niet-lineaire regelobjecten met behulp van het Nonlinear Control Design (NCD) Blockset-toepassingspakket.
laboratoriumwerk, toegevoegd 25-05-2010
Kenmerken en parameters van de ontwikkelde laagfrequente versterker. Beoordeling en analyse van apparaten met een vergelijkbaar doel. Ontwikkeling van een functioneel diagram. Berekening van de input, tussenliggende, output stadia, fouten. Circuitmodellering.
scriptie, toegevoegd 06/10/2013
De plaats van het betrouwbaarheidsprobleem van radio-elektronische systemen in de ontwerptheorie. Beoordeling van betrouwbaarheids- en betrouwbaarheidsindicatoren van de elektronische eenheid van een radio-elektronisch apparaat - een kortegolfvermogensversterker, algemene aanbevelingen voor hun verbetering.
scriptie, toegevoegd 14-12-2010
Techniek voor het ontwerpen van een meertraps AC-versterker met feedback. Berekening van de statische en dynamische parameters van de versterker, de simulatie ervan op een computer met behulp van het MicroCap III-softwareproduct, parameteraanpassing.
scriptie, toegevoegd 13-06-2010
Bepaling en modellering van de optimale controle van een object gegeven door een stelsel vergelijkingen in termen van een kwadratische kwaliteit functioneel, in termen van nauwkeurigheid, volgens het Krasovsky-criterium en in termen van snelheid. Resultaten van het werk van wiskundige pakketten MathCAD en Matlab.
in staat zijn om:
Voer een kwantitatieve beoordeling uit van het kwaliteitsniveau van REM-structuren met behulp van enkele en complexe indicatoren;
Pas probabilistische - statistische methoden toe voor analyse nauwkeurigheid en stabiliteit van parameters van REM-structuren;
Bereken de betrouwbaarheidsindicatoren van de ontworpen RES en introduceer methoden om te verbeteren betrouwbaarheid van apparaten in de stadia van ontwerp, productie en bediening;
methoden toepassen voorspelling voor voorspelling functionele parameters en betrouwbaarheid van elementen en apparaten;
Vervullen gebruik van een computer, statistische modellering van de parameters van de REM-structuren, wachtrijsystemen, de betrouwbaarheid van elementen en apparaten.
Fysieke grondslagen voor het ontwerp van radio-elektronische middelen
weten:
Kenmerken van effecten waaraan HEB tijdens bedrijf wordt blootgesteld;
Fysieke verschijnselen die optreden in REM-structuren onder invloed van thermische en mechanische belastingen, elektromagnetische interferentie en andere factoren;
Methoden om RES tegen actie te beschermen destabiliseren factoren;
in staat zijn om:
Kiezen ontwerp manieren om RES te beschermen tegen destabiliseren factoren;
- om de impact van destabiliserende factoren op het REM-ontwerp te simuleren;
Voer berekeningen uit om de effectiviteit van de bescherming van de RES-structuur te beoordelen tegen: destabiliserende factoren.
Elementbasis van radio-elektronische middelen:
Classificatie, algemene kenmerken en evolutie van de basis van het elektronische elektronica-element. Condensatoren, weerstanden, inductoren en transformatoren (ontwerpen, parameters, nauwkeurigheid en stabiliteitskenmerken). Actieve en passieve draadloze componenten. Basisontwerpen en belangrijkste kenmerken van elektronische componenten. Schakelapparatuur en connectoren. Principes van constructie en werking van filters, vertragingslijnen en resonatoren op akoestische oppervlaktegolven. Principes van constructie en werking van ladingsgekoppelde apparaten in signaalverwerkingsapparaten en beeldontvangers. Classificatie en basiseigenschappen van geheugenapparaten. Geheugenelementen op magnetische domeinen. Halfgeleider grote geïntegreerde schakelingen (LSI) van opslagapparaten. Elementen van opto-elektronische informatieverwerkingssystemen. Indicatoren voor vloeibare kristallen. Cryotrons en apparaten gebaseerd op het Josephson-effect. Chemotrons en andere apparaten van functionele elektronica.
Als resultaat van het bestuderen van de discipline moet de student:
weten:
- werkingsprincipes en fysieke effecten die worden gebruikt in HEB-elementen;
- basiseigenschappen, kenmerken en ontwerp en technologische kenmerken van de elektronische elektronica-elementbasis;
in staat zijn om:
- analyseer de werking van verschillende soorten elementen en bepaal de mogelijkheid van hun functionele toepassing in het ontwerp van de RES;
- het is redelijk om de soorten elementen te kiezen afhankelijk van het doel en de bedrijfsomstandigheden van de RES.
Technologie van radio-elektronische middelen en modellering van technologische systemen
Kenmerken van het object en de bouwprincipes van de productieprocessen van RES. Technologische systemen bij de productie van RES. Technologische nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van technologische systemen en processen. Productie- en technologische processen, hun structuur en elementen. Selectie van de optimale variant van het technologische proces met behulp van technische en economische indicatoren. Technologieën van gedrukte, meerlaagse en schakelborden. Technologie van elektrische installatie en mechanische verbindingen. Opwindtechnologie en uitrusting. Montage en installatie van functionele cellen, blokken en microblokken. Bevestiging aan een oppervlak. Afdichten, regelen, diagnosticeren en aanpassen van RES-parameters. Wetenschappelijke grondslagen van complexe automatisering; geautomatiseerde technologische apparatuur; ontwerp van automatische lijnen. Structuur en technische ondersteuning van flexibel beheer van productiesystemen; structuur van het geautomatiseerde systeem voor technologische voorbereiding van productie, functies van subsystemen; geautomatiseerd ontwerp van technologische processen en speciale apparatuur. Computerontwerp van technologische processen voor de vervaardiging van RES. Geïntegreerde computerproductie RES. Statistische modellering van technologische systemen en processen. Werking van technologische systemen.
Als resultaat van het bestuderen van de discipline moet de student:
weten:
Fysiek - technologisch basiskennis technologisch montage- en installatieprocessen, besturing, aanpassingen in de productie van HEB;
Toegepaste softwarepakketten voor computerondersteund ontwerp, modellering en optimalisatie van technologische processen en productiesystemen;
Principes van organisatie, constructie en beheer van flexibel technologisch systemen en geïntegreerde productie van HEB;
in staat zijn om:
Ontwerp technologisch processen en systemen geautomatiseerd productie toepassingsprogramma's gebruiken;
Modelleren en optimaliseren technologisch processen geautomatiseerd REM-productie met industriële robots en microprocessorsystemen;
Voer nauwkeurigheids- en afstemmingsbeoordelingen uit technologisch processen van geïntegreerde productie van HEB en zorgen voor de technologische betrouwbaarheid en kwaliteit van vervaardigde producten;
Ontwikkelen technologisch documentatie.
Ontwerp en computerondersteund ontwerp van geïntegreerde schakelingen
Als resultaat van het bestuderen van de discipline moet de student:
weten:
Materialen die worden gebruikt voor de productie van IC's;
Inhoud van de belangrijkste technologische operaties van IC-productie;
Elementontwerpen halfgeleider en hybride IC's;
Wiskundige modellen en equivalente circuits van IC-elementen voor verschillende bedrijfsmodi;
Software geautomatiseerd IC-ontwerp ( technologisch, elementair, topologisch en circuits);
in staat zijn om:
Elementberekening uitvoeren halfgeleider en hybride IC's;
Ontwikkelen van topologie en ontwerp van assemblage- en assemblageactiviteiten van hybride IC's;
Bepaal de parameters van wiskundige modellen elementen en gebruik deze parameters in de taken van computerondersteund ontwerp van IC's;
Software toepassen geautomatiseerd ontwerp voor de ontwikkeling van IC's.
Ontwerp van radio-elektronische apparaten
Classificatie van RES-ontwerpen afhankelijk van de plaats van gebruik en bedrijfsomstandigheden, functioneel doel, het principe van signaalverwerking en andere factoren. Methodologie voor het ontwerpen van RES. Stadia van RES-ontwikkeling. Kenmerken van de hoofdfasen van het ontwerpontwerp van RES (analyse van technische vereisten en elektrische circuits, ontwikkeling van technische specificaties voor het ontwerpontwerp van RES, selectie van de ontwerplay-out, selectie van de elementbasis en materialen, ondersteunende constructies). Evaluatie van de kwaliteit en betrouwbaarheid van het RES-ontwerp. Kenmerken van de methoden van elektrische installatie die worden gebruikt bij de constructie van RES. Elektrische installatie. Ontwerp van gedrukte bedrading en op basis daarvan functionele eenheden. Problemen met het plaatsen van elementen en het traceren van verbindingen oplossen met behulp van computerondersteunde ontwerppakketten. De indeling van functionele eenheden, blokken, apparaten, apparaten en systemen. Indeling op basis van uniforme draagconstructies. Het kwantificeren van de kwaliteit van de lay-out. Zorgen voor de bescherming van RES tegen de werking van destabiliserende factoren. Modellering van de invloed van destabiliserende factoren en kwantitatieve beoordeling van de effectiviteit van de gebruikte beschermingsmethoden. Zorgen voor de compatibiliteit van het RES-ontwerp met de operator: frontpaneelontwerp, artistiek ontwerp. Structureel ontwerp van RES met verschillende functionele doeleinden, verschillende categorieën (grond, in de lucht, op zee) en typen (stationair, transporteerbaar, draagbaar, enz.). Kenmerken van het ontwerpontwerp van het bereik van ultrahoge frequentie-apparaten (MW). Ontwerpdocumenten en hun classificatie. Regels voor het uitvoeren van schema's, tekeningen van onderdelen, het opstellen van specificaties en het ontwikkelen van montagetekeningen voor apparaten (assemblage-eenheden), het ontwikkelen en uitvoeren van andere ontwerpdocumenten.
Als resultaat van het bestuderen van de discipline moet de student:
weten:
Hoofdstadia ontwerp RES-ontwerp (methodologie bouw);
Typen lay-out en basislay-outdiagrammen functionele eenheden, blokken, apparaten, apparaten en systemen; gedrukte bedrading ontwerpmethoden;
Principes van extern ontwerp van RES-structuren, inclusief ontwerpkwesties;
Eigenaardigheden ontwerp ontwerp van RES voor verschillende doeleinden;
Hoofd regels voor de ontwikkeling van ontwerpdocumentatie voor radio-elektronicaproducten;
in staat zijn om:
Kies lay-outdiagrammen van ontworpen functionele eenheden, blokken, apparaten, apparaten, systemen en het uitvoeren van de interne en externe lay-out van de RES;
Ontwerp printplaten en daarop gebaseerde functionele eenheden;
Garandeer de compatibiliteit van RES-ontwerpen en hun onderdelen met de omgeving, installatieobject en operator;
Kwaliteit beoordelen ontworpen RES-ontwerpen;
kussen ontwerp documentatie.
Microprocessorsystemen in radio-elektronische apparaten
Onderwerp, doel en inhoud van de cursus. Basisdefinities en principes van de organisatie van microprocessorsystemen (MPS). MPS-bedrijfsmodi. MPS-architectuur. MPS-types. MPS-banden. Cycli in MPS. Functies van backbone-apparaat (processor, geheugen, I/O-apparaten). Classificatie en structuur van microcontrollers (MK). Processorkern MK. Synchronisatieschema MK. Geheugen van programma's en gegevens MK. MK registreert. Stapel en extern geheugen MK. I/O-poorten. Timers en gebeurtenisprocessors. Extra modules MK. Hardware MK. Kenmerken van architectuur. Organisatie van programmageheugen en stapel. Organisatie voor gegevensopslag. Soorten adressering. I/O-poorten. Timermodule en timerregister. Gegevensgeheugen in PROM (EEPROM). Organisatie van onderbrekingen. Speciale functies en besturingssysteem MK. Kenmerken van de ontwikkeling van digitale apparaten op basis van MPS. Kenmerken van processors van verschillende typen. Apparaten die deel uitmaken van een personal computer. Systeemruggengraat van gegevensuitwisseling. Extra interfaces van een personal computer. Besturingssystemen van microprocessors en MK van verschillende typen. Het gebruik van microprocessors en MK in de ontwerpen van RES voor verschillende functionele doeleinden.
Als resultaat van het bestuderen van de discipline moet de student:
weten :
- fundamentele principes van microprocessortechnologie, basisterminologie, architecturale kenmerken van MPS en hun belangrijkste typen, evenals principes voor het organiseren van informatie-uitwisseling in MPS;
- Basisprincipes functioneren processor, zijn mogelijkheden en structurele elementen, commandosysteem en adresseringsmethoden;
- organisatie van MK en personal computers.
in staat zijn om:
- ontwerp hardware en software van MPS;
- MPS toepassen in REM-structuren met verschillende functionele doeleinden.
Systemen voor computerondersteund ontwerp van radio-elektronische middelen
Doel en reikwijdte van computerondersteund ontwerp van radio-elektronische middelen (CAD) RES. Ontwerp van printplaten met CAD: bibliotheekelementen in het ontwerp van elektrische schakelingen en printplaten; elektrisch circuit ontwerp; plaatsing van componenten op een printplaat; autorouting van geleiders, controle van de topologie van printplaten; voorbereiding van de productie van printplaten; signaalintegriteitsanalyse rekening houdend met de geometrie van gedrukte geleiders; gegevensuitwisseling met andere CAD-systemen; ontwerp van meerlaagse printplaten. Organisatie van grafische gegevens; vlakke tekening; grafische primitieven tekenen; bewerken van tekenobjecten; ontwerp van tekeningen: arcering, afmetingen; ruimtelijke modellering van constructies; oppervlak en solide ontwerp van objecten; afbeelding van driedimensionale objecten; gebruik van programmeersystemen in CAD; organisatie van dialoog in CAD- en gebruikersinterfacestandaarden. Parametrische mogelijkheden van moderne CAD-systemen; dimensionale en geometrische beperkingen op modelparameters; ontwerpen van modellen van onderdelen en samenstellingen; Het verkrijgen van tekeningen van onderdelen en samenstellingen van modellen. Analyse, verificatie en optimalisatie van ontwerpoplossingen met behulp van CAD-tools; modellering van assemblageprocessen, fabricage van onderdelen, gedrag van constructies onder invloedsfactoren. Gegevensuitwisselingsformaten in CAD.
Als resultaat van het bestuderen van de discipline moet de student:
weten:
- kenmerken van moderne systemen voor computerondersteund ontwerp van radio-elektronische middelen;
- Methoden voor het ontwerpen van elektrische schakelingen en printplaten met behulp van computerondersteunde ontwerpsystemen voor radio-elektronische apparatuur;
- algoritmen voor het plaatsen en traceren van printplaten die worden gebruikt in moderne CAD-systemen;
- methoden voor het ontwerpen van constructies met behulp van tweedimensionaal en ruimtelijk ontwerp;
in staat zijn om:
- elektrische circuits en printplaten ontwerpen met CAD;
Het leerboek is ontwikkeld voor studenten van de faculteit MRM SibSUTI, die de discipline "Fundamentals of computer design and simulation of RES" bestuderen.
Inleiding 8
Hoofdstuk 1. Basisbegrippen, definities, classificatie 9
1.1 Concepten van systeem, model en simulatie 9
1.2 Classificatie van radioapparatuur 10
1.3 Belangrijkste soorten taken in radiotechniek 12
1.4 Ontwikkeling van het concept van model 14
1.4.2 Modellering is een essentiële stap in doelgericht handelen 15
1.4.3 Cognitieve en pragmatische modellen 15
1.4.4 Statische en dynamische modellen 16
1.5 Manieren om modellen te implementeren 17
1.5.1 Abstracte modellen en de rol van talen 17
1.5.2 Materiële modellen en soorten gelijkenis 17
1.5.3 Voorwaarden voor het implementeren van modeleigenschappen 18
1.6 Overeenkomst tussen model en werkelijkheid in termen van verschil 19
1.6.1 Eindigheid van modellen 19
1.6.2 Vereenvoudiging van modellen 19
1.6.3 Benadering van modellen 20
1.7 Overeenkomst tussen model en werkelijkheid in termen van gelijkenis 21
1.7.1 Waarheid van modellen 21
1.7.2 Waar en onwaar combineren in model 21
1.7.3 Complexiteiten van modelleringsalgoritmen 22
1.8 Belangrijkste soorten modellen 23
1.8.1 Het concept van een probleemsituatie bij het maken van een systeem 23
1.8.2 Belangrijkste soorten formele modellen 24
1.8.3 Wiskundige weergave van het black box-model 28
1.9 Relatie tussen modellering en ontwerp 32
1.10 Simulatienauwkeurigheid 33
Hoofdstuk 2. Classificatie van modelleringsmethoden 37
2.1 Echte simulatie 37
2.2 Mentale modellering 38
Hoofdstuk 3. WISKUNDE MODELLEN 40
3.1 Stadia van het maken van wiskundige modellen 43
H.2 Component- en topologische vergelijkingen van het gemodelleerde object 46
3.3 Component- en topologische vergelijkingen van een elektrisch circuit 46
Hoofdstuk 4. Kenmerken van computermodellen 50
4.1 Computersimulatie en computationeel experiment 51
4.2 Computersimulatiesoftware 52
hoofdstuk 5
5.1 Klassen van radiosystemen 57
5.2 Formele beschrijving van radiosystemen 58
Hoofdstuk 6
6.1 Basisinformatie over het universele wiskundige softwarepakket MathCAD 64
6.2 MathCAD 65 taalbasis
6.2.1 MathCAD 66 invoertaaltype
6.2.2 Beschrijving van het tekstvak MathCAD 67
6.2.3 Invoercursor 68
6.2.5 Interface-elementen beheren 70
6.2.6 Gebieden selecteren 71
6.2.7 De schaal van een document wijzigen 71
6.2.8 Schermvernieuwing 72
6.3 Basisregels voor het werken in de MathCAD-omgeving 79
6.3.1 Wiskundige uitdrukkingen verwijderen 79
6.3.2 Wiskundige uitdrukkingen kopiëren 80
6.3.3 Overdracht van wiskundige uitdrukkingen 80
6.3.4 Tekstcommentaar in het programma inpassen 80
6.4 Plotten 81
6.4.1 Plotten in cartesiaanse coördinaten 81
6.4.2 Plotten in poolcoördinaten 83
6.4.3 Het formaat van grafieken wijzigen 85
6.4.4 Grafiektraceerregels 85
6.4.5 Regels voor het bekijken van secties van 2D-plots 86
6.5 Rekenregels in de MathCAD-omgeving 87
6.6 Analyse van lijnapparaten 93
6.6.1 Overdrachtsfunctie, versterking, tijd en frequentierespons 94
6.6.2 Versterking K(jω) 95
6.6.3 Frequentierespons (AFC) 96
6.6.4 Bepaling van voorbijgaande en impulsresponsies 98
6.7 Methoden voor het oplossen van algebraïsche en transcendente vergelijkingen in de MathCAD-omgeving en het organiseren van berekeningen in een cyclus 101
6.7.1 Bepalen van de wortels van algebraïsche vergelijkingen 101
6.7.2 De wortels van transcendentale vergelijkingen bepalen 103
6.7.3 Lusberekeningen 106
6.8 Gegevensverwerking 108
6.8.1 Stuksgewijze lineaire interpolatie 108
6.8.2 Spline-interpolatie 110
6.8.3 Extrapolatie 112
6.9 Symbolische berekeningen 115
6.10 Optimalisatie in REA-berekeningen 124
6.10.1 Eendimensionale optimalisatiestrategieën 124
6.10.2 Lokale en globale extremen 126
6.10.3 Methoden voor het opnemen van onzekerheidsintervallen 127
6.10.4 Optimalisatiecriteria 135
6.10.6 Een voorbeeld van het schrijven van een objectieve functie bij het synthetiseren van filters 141
6.11 Animatie van grafisch materiaal in MathCAD 148
6.11.1 Animatie voorbereiden 149
6.11.2 Grafiekanimatie Voorbeeld 149
6.11.3 De speler oproepen voor animatie van grafieken en videobestanden 151
6.12 MathCAD koppelen met andere softwareomgevingen 153
