ivanstudent

Путь к Файлу: /Английский язык. Часть 2 (для начинающих) / 96 / 3-8.DOC

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   1
Пользователь:   ivanstudent
Добавлен:   24.12.2014
Размер:   72.0 КБ
СКАЧАТЬ

СОДЕРЖАНИЕ

 

Предисловие………………………………………………………………….

Введение……………………………………………………………………...

1 Задачи и содержание курса «Основы АПР РЭУ»…………………….....

2 Топологическое описание схем…………………………………………..

2.1 Основные понятия теории графов…………………………………...

2.2 Топологические матрицы………………………………………….…

2.3 Соотношение ортогональности………………………………………

2.4 Независимые токи и напряжения……………………………………

2.5 Включение независимых источников в граф…………………….…

2.6 Логический алгоритм формирования дерева графа………………..

2.7 Алгоритм формирования матрицы главных сечений………………

3 Классические методы формирования математических моделей……….

3.1 Обобщенный метод узловых потенциалов………………………….

3.2 Алгоритм формирования узловой системы уравнений…………….

3.3 Метод контурных токов……………………………………………....

3.4 Основные элементы схемы…………………………………………...

3.5 Преобразование Лапласа для уравнений реактивных элементов….

3.6 Нормировка входных данных………………………………………..

4 Прямые методы формирования математических моделей……………...

4.1 Табличный метод……………………………………………………...

4.2 Модификация табличного метода…………………………………...

4.3 Модифицированный метод узловых потенциалов………………....

4.4 Модифицированный узловой метод с проверкой…………………..

5 Эквивалентные модели…………………………………………………....

5.1 Основные понятия…………………………………………………….

5.2 Модели полупроводникового диода…………………………………

5.3 Модели биполярного транзистора…………………………………...

5.4 Модели полевого транзистора……………………………………….

5.5 Модели операционного усилителя…………………………………..

5.6 Модели связанных индуктивностей…………………………………

5.7 Модели распределенных структур…………………………………..

6 Методы решения линейных систем уравнений………………………….

6.1 Алгоритм Гаусса………………………………………………………

6.2 Алгоритм Гаусса-Жордана…………………………………………...

6.3 Схема Халецкого (LU-факторизация)……………………………….

6.4 LU-факторизация (алгоритм Краута)………………………………..

6.5 Решение транспонированной системы уравнений………………….

6.6 Метод ортогонализации (QR-факторизации)…………………….…

6.7 QR-факторизация (алгоритм Грамма-Шмидта)………………….…

 

 

7 Передаточные характеристики электронных схем……………………...

7.1 Классический подход…………………………………………………

7.2 Функции цепи в современных методах……………………………...

7.3 Интерполяция полиномов по точкам окружности………………….

7.4 Алгоритм формирования символьных функций……………………

8 Расчет чувствительности электронных схем…………………………….

8.1 Определения чувствительности……………………………………...

8.2 Алгоритмы расчета чувствительности………………………………

8.3 Применение метода присоединенных систем………………………

9 Расчет цепей по постоянному току……………………………………….

9.1 Алгоритм Ньютона-Рафсона…………………………………………

9.2 Формирование нелинейных математических моделей……………..

10 Расчет переходных процессов электронных схем……………………..

10.1 Исходные определения……………………………………………...

10.2 Простые методы интегрирования…………………………………..

10.3 Порядок метода интегрирования и ошибки усечения…………….

10.4 Устойчивость методов интегрирования……………………………

10.5 Расчет переходных процессов цепей……………………………….

10.6 Метод дискретных моделей реактивных элементов………………

11 Оптимизация электронных схем………………………………………...

11.1 Введение в теорию оптимизации…………………………………...

11.2 Классическая теория оптимизации…………………………………

11.3 Квадратичные функции многих переменных……………………...

11.4 Методы спуска при минимизации………………………………….

11.5 Минимизация при ограничениях…………………………………...

11.6 Алгоритмы оптимизации……………………………………………

Заключение…………………………………………………………………...

Список литературы…………………………………………………………..

 

 

5

6

9

13

13

13

19

19

20

20

23

27

27

34

41

41

42

44

46

46

51

53

56

62

62

63

68

76

84

89

90

93

93

98

101

104

106

108

114

 

 

123

123

128

131

134

138

138

141

150

159

159

165

176

176

179

185

187

194

200

207

207

210

218

223

227

231

245

246

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Предлагаемое пособие представляет собой расширенный конспект лекций по основам автоматизированного схемотехнического проектирования радиоэлектронных устройств.

Пособие адресовано инженерно-техническим работникам, занимающимся вопросами автоматизации проектирования в радиоэлектронике, и студентам старших курсов радиотехнических специальностей, имеющим базовую подготовку по математике, программированию, теории цепей и сигналов и элементной базе радиоэлектронных устройств.

Имеющаяся литература по автоматизированному схемотехническому проектированию отражает в основном подход, базирующийся на методе переменных состояний, отличающем повышенной сложностью формирования математической модели для цепей произвольного вида. В настоящее время при автоматизации схемотехнического проектирования предпочтение отдается подходу, использующему прямые методы формирования математической модели, в которых соответствующая система уравнений формируется непосредственно по схеме устройства. Суть данного подхода обстоятельно изложена в монографии: Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1988. - 560 с., вышедшей тиражом 20000 экземпляров.

В предлагаемом пособии сделана попытка адаптированного изложения подхода, развиваемого в упомянутой монографии, применительно к нашим условиям, в виде расширенного конспекта лекций по дисциплине «Основы автоматизированного проектирования радиоэлектронных устройств», читаемой студентам радиотехнического факультета ТУСУРа. При адаптации некоторые разделы исключены, другие – переработаны и дополнены, в соответствии с рабочей программой. В основном переработаны и дополнены разделы, посвященные моделям элементной базы, методам решения систем линейных алгебраических уравнений и методам оптимизации характеристик устройств.

Содержание данного пособия отражает опыт преподавания данной дисциплины для студентов специальности радиотехника на радиотехническом факультете ТУСУРа с 1991 года в соответствии с образовательным стандартом.

В заключение хотелось бы выразить слова благодарности всем сотрудникам кафедр РЗИ и СРС, оказавшим помощь при постановке данной дисциплины и проведении занятий. Персонально слова благодарности выражаю коллегам, сотрудникам кафедры РЗИ М.Ю. Покровскому и А.С. Красько, которые в течение ряда лет помогали в проведении курсовых и лабораторных работ со студентами. А.С. Красько благодарен также за большую помощь, оказанную при подготовке электронного варианта конспекта лекций. Особые слова благодарности выражаю Г.Н. Глазову, прочитавшему первый вариант рукописи и сделавшему целый ряд ценных замечаний.

ВВЕДЕНИЕ

 

В настоящее время инженер в процессе своей деятельности нередко использует ЭВМ для проведения различных вычислений, а в ряде случаев проектировщик современной аппаратуры просто не может обойтись без ЭВМ, как без основного рабочего инструмента. При этом разработчик использует современные системы автоматизированного проектирования радиоэлектрон-ных устройств (РЭУ) либо решает нестандартные задачи проектирования, опираясь на системы для инженерных и научных расчетов.

Автоматизированное проектирование позволяет существенно сократить финансовые затраты и время на разработку радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), повышая точность расчетов и сокращая объем экспериментальных исследований. Продуктивное использование ЭВМ немыслимо без развитого прикладного программного обеспечения, позволяющего быстро и надежно моделировать и оптимизировать предлагаемые решения. В связи с выше указанным актуальна подготовка современных специалистов, владеющих основами автоматизированного проектирования.

Предлагаемое вниманию пособие представляет собой расширенный конспект лекций по дисциплине «Основы автоматизированного проектиро-вания радиоэлектронных устройств» (Основы АПР РЭУ) и предназначено для подготовки студентов радиотехнических специальностей.

Цель данного пособия – раскрыть содержание, принципы и методологию современного состояния автоматизированного схемотехничес-кого проектирования.

В задачи дисциплины входит изучение: моделей элементной базы; современных методов и алгоритмов формирования математических моделей расчета режимов, частотных и временных характеристик, чувствительности к изменению параметров и оптимизация характеристик устройств.

Для достижения указанной цели и решения поставленных задач в конспекте лекций излагаются основные понятия и определения, модели элементной базы, совокупность современных методов и алгоритмов расчета основных характеристик, принципы построения программного обеспечения и методология автоматизированного схемотехнического проектирования.

При изложении материала из всего многообразия тем, относящихся к автоматизированному схемотехническому проектированию, нами выбран минимум, необходимый для овладения проблематикой, методологией, основными принципами, методами и алгоритмами, позволяющий решать широкий круг полезных задач.

Основное внимание при изложении дисциплины уделено расчету электронных схем, как электрическим моделям реальных узлов РЭУ. Однако вопросы автоматизированного расчета и проектирования невозможно охватить в одном пособии, поэтому ограничимся аналоговыми устройствами, хотя излагаемые методы могут быть, в большинстве своем, распространены и на дискретные или импульсные устройства. За пределами нашего внимания, кроме дискретных устройств, остались: специфические моменты расчета и проектирования распределенных устройств СВЧ-диапазона, спектральные задачи нелинейных устройств, электродинамический расчет конструкций и целый ряд других не менее важных вопросов. Частично с этими вопросами можно ознакомиться при изучении других дисциплин, а идеи и методы данного предмета помогут Вам успешно освоить перечисленные разделы моделирования, расчета и проектирования.

В пособии для линейных и нелинейных аналоговых устройств даны основные понятия и определения, рассмотрены модели основных элементов, изложены методы и алгоритмы формирования математических моделей, расчета частотных и временных характеристик, режима по постоянному току, чувствительности к изменению параметров и внешних факторов, методология и принципы автоматизированного проектирования с использованием методов параметрического синтеза.

В основу курса лекций вместо традиционного метода переменных состояния положены более простые, но не менее эффективные прямые методы формирования математических моделей, совмещающие достоинства узлового и табличного методов, позволяющих реализовать идею сквозного проектирования. Суть данного подхода изложена в прекрасной монографии Влаха И. и Синкхала К. [1]. Этого подхода, как наиболее удачного, мы и придерживаемся в данном пособии. Структура конспекта лекций, методология и часть примеров заимствованы из этой монографии. Естественно, что, исходя из рабочей программы, собственного опыта и интересов, часть специфических разделов были исключены, сокращены или переработаны, но идеология изложения материала по возможности сохранена. Часть отсутствующего материала, разбросанного по разным учебникам, добавлена в качестве новых разделов.

Материал по разделам распределен следующим образом:

1. В первом разделе сформулированы цели, задачи и содержание автоматизированного проектирования РЭУ.

2. Во втором разделе даны основные элементы топологического описания электронных схем.

3. В третьем разделе дано обоснование классических методов (узлового и контурного) формирования математических моделей с позиций компонентного и топологического описания электронных схем.

4. В четвертом разделе дано развернутое содержание прямых методов формирования математических моделей, их сравнительная характеристика и основной идеи сквозного проектирования.

5. В пятом разделе рассмотрено содержание понятия модели, классификация и описание моделей основных элементов РЭУ.

6. В шестом разделе излагаются основные методы решения систем линейных алгебраических уравнений общего вида, на которых, собственно, и базируются все вычислительные алгоритмы.

7. В седьмом разделе изложены методы расчета передаточных характеристик электронных схем и сопутствующие вопросы.

8. Восьмой раздел посвящен алгоритмам расчета чувствительности электронных схем к изменению параметров и их использованию для вычисления других характеристик.

9. Девятый раздел посвящен расчету режимов цепей по постоянному току и вопросам сходимости алгоритмов.

10. Десятый раздел посвящен вопросам численного интегрирования дифференциальных уравнений, способам их формирования и расчету временного отклика цепей.

11. В последнем разделе рассмотрены постановка задачи оптимизации, основные понятия, методы и алгоритмы оптимизации, а также вопросы автоматизации проектирования РЭУ с заданными характеристиками.

Следует отметить, что первые три раздела пособия закладывают основные понятия описания электронных схем как моделей реальных устройств. Содержание подхода сквозного проектирования базируется на прямых методах формирования математических моделей и в этом смысле четвертый раздел наиболее важен. Модели элементной базы РЭУ лежат в основе их компьютерного моделирования. Методы решения систем линейных алгебраических уравнений лежат в основе практически всех алгоритмов расчета характеристик. Численные методы интегрирования дифференциальных уравнений и проблема обеспечения их точности и устойчивости являются базовыми для расчета реакции устройств во временной области. Последующие разделы конкретизируют алгоритмы расчета основных характеристик в частотной и временной областях. Учет чувствительности характеристик к изменению параметров устройств важно как на этапе производства, так и на этапе эксплуатации РЭУ. Расчет режимов цепей по постоянному току всегда предшествует расчету любых характеристик, так как режимы работы активных приборов (рабочие точки) в основном и определяют параметры реальных устройств. Оптимизация рассматривается в данной дисциплине как основной прием автоматизированного проектирования узлов РЭУ с заданными характеристиками, именно параметрический синтез лежит в основе методологии автоматизированного проектирования.

Изучение всех перечисленных вопросов и их взаимосвязи и составляет основу автоматизированного проектирования РЭУ.

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика