Grunderna i datordesign och simulering av RES. Kretsmodellering av radioelektronikutrustning Modellering av element och enheter i ett kraftverk
ställ in grafalgoritm iterativ
Uppgifterna med att placera element och dirigera deras anslutningar är nära besläktade och med konventionella, "manuella" designmetoder löses samtidigt. I processen med att placera elementen specificeras anslutningsvägarna, varefter positionen för vissa element kan korrigeras. Beroende på den antagna konstruktiva, tekniska och kretsbaserade basen, när man löser dessa problem, används olika kriterier och begränsningar. Men alla specifika varianter av de nämnda problemen är förknippade med problemet med optimering av kopplingsscheman. Resultatet är ett exakt rumsligt arrangemang av enskilda element i en strukturell enhet och ett geometriskt definierat sätt att ansluta terminalerna på dessa element.
Kvalitetskriterier och begränsningar förknippade med specifika placerings- och routinguppgifter är baserade på specifik design och tekniska egenskaper för implementeringen av kopplingsdelen av noden. Hela uppsättningen av kriterier och begränsningar kan delas in i två grupper i enlighet med de metriska och topologiska parametrarna för konstruktionen av noder och kretsar.
Metriska parametrar inkluderar dimensionerna på elementen och avstånden mellan dem, dimensionerna på kopplingsfältet, avstånden mellan elementens terminaler, de tillåtna längderna på anslutningarna, etc.
Topologiska parametrar bestäms huvudsakligen av metoden för att eliminera anslutningskorsningar som används i en viss design och av den relativa placeringen av anslutningarna på kopplingsfältet. Dessa inkluderar: antalet rumsliga skärningar av anslutningar, antalet mellanskiktsövergångar, närheten av bränsleelement eller elektromagnetiskt inkompatibla element och föreningar till varandra.
I specifika problem kan dessa parametrar i olika kombinationer antingen vara de huvudsakliga optimeringskriterierna eller fungera som begränsningar.
I detta avseende, med en algoritmisk metod för deras lösning, betraktas de som regel separat. Elementen placeras först och sedan dirigeras sammankopplingarna. Vid behov kan denna process upprepas med ett annat arrangemang av de enskilda elementen.
Huvudsyftet med placeringen anses skapa de bästa förutsättningarna för efterföljande dirigering av anslutningar samtidigt som de uppfyller de grundläggande kraven som säkerställer kretsarnas funktion.
Kriteriet i de flesta fall är kriteriet för den minsta viktade längden (MRVD) av anslutningar, som integrerat tar hänsyn till de många kraven för arrangemanget av element och deras anslutningsvägar. Detta beror på ett antal faktorer:
Att minska längden på anslutningarna förbättrar kretsens elektriska parametrar;
Ju mindre anslutningarnas totala längd är, desto i genomsnitt är det lättare att implementera dem i routingprocessen;
Att minska den totala längden på anslutningar minskar komplexiteten i att tillverka kopplingsscheman, särskilt kopplingsscheman;
Detta kriterium är relativt enkelt ur en matematisk synvinkel och gör att man indirekt kan ta hänsyn till andra parametrar i kretsarna genom att tilldela vikter till enskilda föreningar.
Läroboken utvecklades för studenter vid fakulteten för MRM SibSUTI, som studerar disciplinen "Fundamentals of Computer Design and Modeling of RES"
Inledning 8
Kapitel 1. Grundläggande begrepp, definitioner, klassificering 9
1.1 Koncept för system, modell och simulering 9
1.2 Klassificering av radiotekniska enheter 10
1.3 Huvudtyperna av uppgifter inom radioteknik 12
1.4 Utveckling av konceptet för modellen 14
1.4.2 Modellering är det viktigaste steget i målmedveten verksamhet 15
1.4.3 Kognitiva och pragmatiska modeller 15
1.4.4 Statiska och dynamiska modeller 16
1.5 Sätt att implementera modeller 17
1.5.1 Abstrakta modeller och språkens roll 17
1.5.2 Materialmodeller och typer av likhet 17
1.5.3 Villkor för att implementera egenskaperna hos modeller 18
1.6 Överensstämmelse mellan modell och verklighet i termer av skillnad 19
1.6.1 Finita modeller 19
1.6.2 Förenklade modeller 19
1.6.3 Approximation av modeller 20
1.7 Överensstämmelse mellan modell och verklighet när det gäller likhet 21
1.7.1 Modellernas giltighet 21
1.7.2 Om kombinationen av sant och falskt i modell 21
1.7.3 Komplexiteter hos modelleringsalgoritmer 22
1.8 Grundmodeller 23
1.8.1 Konceptet med en problemsituation när man skapar ett system 23
1.8.2 Grundläggande typer av formella modeller 24
1.8.3 Matematisk representation av "svarta lådan"-modellen 28
1.9 Modellering och designrelationer 32
1.10 Simuleringsnoggrannhet 33
Kapitel 2. Klassificering av modelleringsmetoder 37
2.1 Verklig simulering 37
2.2 Mental simulering 38
Kapitel 3. MATEMATISK MODELLERING 40
3.1 Stadier för att skapa matematiska modeller 43
H.2 Komponent- och topologiska ekvationer för det modellerade objektet 46
3.3 Komponent- och topologiska ekvationer för en elektrisk krets 46
Kapitel 4. Funktioner hos datormodeller 50
4.1 Datorsimulering och beräkningsexperiment 51
4.2 Datorsimuleringsprogram 52
Kapitel 5. FUNKTIONER HOS RADIOSYSTEMET SOM ETT STUDIEOBJEKT MED SIMULERINGSMETODER PÅ EN DATOR 57
5.1 Klasser av radiosystem 57
5.2 Formell beskrivning av radiosystem 58
Kapitel 6. APPLIKATIONSPAKET MATHCAD FÖR ATT SIMULERA TELEKOMMUNIKATIONSENHETER 64
6.1 Grundläggande information om det universella matematiska mjukvarupaketet MathCAD 64
6.2 Grunderna i MathCAD 65
6.2.1 Typ av inmatningsspråk MathCAD 66
6.2.2 Beskrivning av textrutan MathCAD 67
6.2.3 Ange markör 68
6.2.5 Hantera gränssnittselement 70
6.2.6 Välja områden 71
6.2.7 Ändra dokumentets skala 71
6.2.8 Skärmuppdatering 72
6.3 Grundläggande arbetsregler i miljön "MathCAD" 79
6.3.1 Ta bort matematiska uttryck 79
6.3.2 Kopiera matematiska uttryck 80
6.3.3 Att bära matematiska uttryck 80
6.3.4 Skriva textkommentarer i programmet 80
6.4 Ritning 81
6.4.1 Plottning i ett kartesiskt koordinatsystem 81
6.4.2 Plotta i polära koordinater 83
6.4.3 Ändra formatet för grafer 85
6.4.4 Regler för att spåra grafer 85
6.4.5 Regler för visning av sektioner av tvådimensionella grafer 86
6.5 Beräkningsregler i "MathCAD"-miljön 87
6.6 Analys av linjeenheter 93
6.6.1 Överföringsfunktion, förstärkning, tid och frekvensegenskaper 94
6.6.2 Förstärkning K (jω) 95
6.6.3 Frekvenssvar (AFC) 96
6.6.4 Bestämning av transient- och impulssvar 98
6.7 Metoder för att lösa algebraiska och transcendentala ekvationer i MathCAD-miljön och organisera beräkningar i en slinga 101
6.7.1 Bestämning av rötter till algebraiska ekvationer 101
6.7.2 Bestämning av rötterna till transcendentala ekvationer 103
6.7.3 Cykel 106 Beräkningar
6.8 Databehandling 108
6.8.1 Styckvis linjär interpolation 108
6.8.2 Spline-interpolation 110
6.8.3 Extrapolering 112
6.9 Symbolisk beräkning 115
6.10 Optimering i beräkningar av elektronisk utrustning 124
6.10.1 Strategier för endimensionell optimering 124
6.10.2 Lokala och globala extrema 126
6.10.3 Metoder för att inkludera osäkerhetsintervall 127
6.10.4 Optimeringskriterier 135
6.10.6 Ett exempel på inspelning av en objektiv funktion vid syntetisering av filter 141
6.11 Animation av grafiskt material i MathCAD-miljön 148
6.11.1 Förbereda för animering 149
6.11.2 Exempel på grafanimering 149
6.11.3 Anropa spelaren för animering av grafer och videofiler 151
6.12 Etablera anslutning mellan MathCAD och andra mjukvarumiljöer 153
Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan
Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.
Postat på http://www.allbest.ru/
Postat på http://www.allbest.ru/
Voronezh-institutet vid Rysslands inrikesministerium
Avdelningen för icke-avdelningssäkerhet
TESTA
inom disciplinen "Fundamentals of computer design and modeling of radio electronic equipment"
Ämne: "Skematisk modellering av radioelektronikutrustning"
Utvecklad av: kadett från den 41:a träningsplutonen för privatpolisen R.G. Vostrikov
Voronezh 2015
Introduktion
1. Introduktion till CAD
2.3 Simulering av dynamisk prestanda
2.4 Modellering av frekvenssvar
Slutsats
Bibliografi
Introduktion
Ett datorstödt designsystem (CAD) är ett organisatoriskt och tekniskt system som består av en uppsättning designautomationsverktyg och ett team av specialister från avdelningar i en designorganisation som utför datorstödd design av ett objekt, vilket är resultatet av en designorganisations verksamhet.
Användningen av datorstödd design (CAD)-system gör det möjligt att gå från den traditionella prototypframställningen av den utvecklade utrustningen till dess simulering med hjälp av en dator. I det här fallet utförs som regel en cykel av end-to-end design, som inkluderar:
Syntes av strukturen och konceptet för radioelektronikutrustning (RES);
Analys av dess egenskaper i olika lägen, med hänsyn till spridningen av parametrarna för komponenterna och närvaron av destabiliserande faktorer, utföra parametrisk optimering;
Topologisyntes, inklusive PCB-placering och interconnect routing;
Verifiering (kontroll) av kretskorttopologin;
Frisläppande av designdokumentation.
Strukturella syntesproblem löses med hjälp av högspecialiserade program fokuserade på enheter av en viss typ, till exempel har ett stort antal syntesprogram för matchning av kretsar, analoga och digitala filter skapats. De största framgångarna när det gäller att bygga program för strukturell syntes och syntes av kretsscheman är inom området för design av digitala enheter. Strukturen och det schematiska diagrammet för de flesta enheter beror till stor del på applikationsområdet och initial designdata, vilket skapar stora svårigheter vid syntesen av ett schematiskt diagram med hjälp av en dator. Därför är vanligtvis den initiala versionen av schemat utformad av en ingenjör "manuellt" med efterföljande modellering och optimering på en dator.
Moderna CAD-program fungerar i ett interaktivt läge och har en stor uppsättning servicemoduler. CAD-programvarupaket kan lösa de mest komplexa problemen med modellering av radioelektronikenheter, såsom strömförsörjning, förstärkare, signalomvandlare och andra. Simulering resulterar i DC-lägen, vågformer, frekvens- och spektralegenskaper, och även elementtemperaturer. Simuleringsprogram kan till och med överträffa mätinstrument i deras kapacitet, till exempel tillåter de observation av oscillogram av strömmar och effekter i element utan att införa mätmotstånd i enheten. De erhållna resultaten kan hjälpa till att identifiera orsakerna till möjliga eller verkliga fel i enheten, hitta sätt att förbättra dess kvalitet. Användningen av simuleringsprogram låter dig analysera ett stort antal olika alternativ för en kretsdesign och välja den bästa utan att spendera ett enda radioelement på det.
Topologin för det tryckta kretskortet utvecklas efter slutförandet av kretssimuleringen. I detta skede av designen placeras elementen på kretskortet och anslutningarna spåras. Tryckta kretskort för digitala enheter utvecklas mest framgångsrikt, där mänsklig inblandning i processen för topologisyntes är relativt liten. Utvecklingen av analoga enheter kräver mycket mer mänskligt deltagande i designprocessen, korrigering och, om nödvändigt, partiell förändring av resultaten av datorstödd design. Den största svårigheten i utvecklingen av analog utrustning ligger i automatiseringen av topologisyntes och säkerställande av interaktionen mellan kretsmodellering och topologisyntesprogram. Dessutom är det ganska svårt att formalisera många ytterligare krav för analoga enheter, till exempel kravet på elektromagnetisk kompatibilitet för komponenter.
Huvudsyftet med kontrollarbetet är att behärska metodiken för datorstödd design och kretsmodellering av enheter och block av radioelektronikenheter med hjälp av CAD-verktyg.
Följande uppgifter tjänar till att uppnå detta mål:
1) studie av kapaciteten hos moderna mjukvarupaket för CAD RES;
2) bildandet av teoretiska kunskaper och praktiska färdigheter i användningen av CAD-verktyg vid kretsmodellering av enheter och block av elektroniska enheter.
Under kontrollarbetet krävs:
1) analysera huvudfunktionerna hos kretssimuleringspaketet som används i testarbetet;
2) utföra modellering av statiska, dynamiska och frekvensegenskaper för enheter och enheter för radioelektronik;
3) att optimera parametrarna och egenskaperna hos RES.
1. Introduktion till CAD
Designautomation tar en speciell plats bland informationsteknologier. För det första är designautomation en syntetisk disciplin, och många andra moderna informationsteknologier är dess beståndsdelar. Så det tekniska stödet för datorstödd design (CAD)-system är baserat på användningen av datornätverk och telekommunikationsteknik, i CAD-system används persondatorer och arbetsstationer.
CAD-programvara kännetecknas av rikedomen och variationen av metoder som används inom beräkningsmatematik, statistik, matematisk programmering, diskret matematik och artificiell intelligens. För det andra krävs kunskap om grunderna för designautomation och förmågan att arbeta med CAD-verktyg för nästan alla ingenjörer-utvecklare. Designavdelningar, designbyråer och kontor är mättade med datorer. En designers arbete vid en vanlig ritbräda, beräkningar med hjälp av en linjal eller utformningen av en rapport på en skrivmaskin har blivit en anakronism. Företag som utvecklas utan CAD eller med endast en liten grad av användning visar sig vara okonkurrenskraftiga, både på grund av de stora material- och tidskostnaderna för design, och på grund av den låga kvaliteten på projekt. Utseendet på de första programmen för designautomation utomlands och i Sovjetunionen går tillbaka till början av 60-talet. Sedan skapades program för att lösa problem med strukturell mekanik, analysera elektroniska kretsar, designa kretskort.
Ytterligare utveckling av CAD följde vägen att skapa hårdvara och mjukvara för datorgrafik, öka beräkningseffektiviteten för modellerings- och analysprogram, utöka områdena för CAD-applikationer, förenkla användargränssnittet och introducera artificiell intelligens i CAD.
Hittills har ett stort antal mjukvaru- och metodkomplex för CAD med olika grader av specialisering och applikationsorientering skapats. Som ett resultat har designautomatisering blivit en nödvändig komponent i utbildningen av ingenjörer av olika specialiteter; en ingenjör som inte besitter kunskap och inte kan arbeta i CAD kan inte betraktas som en fullfjädrad specialist.
CAD-utbildning för ingenjörer med olika specialiteter inkluderar grundläggande och specialkomponenter. De mest allmänna bestämmelserna, modellerna och metoderna för datorstödd design ingår i programmet för kursen om grunderna i CAD, en mer detaljerad studie av de metoder och program som är specifika för specifika specialiteter ges inom specialiserade discipliner.
1.1 Grundläggande principer för CAD-konstruktion
CAD-utveckling är ett stort vetenskapligt och tekniskt problem, och dess genomförande kräver betydande kapitalinvesteringar. Den samlade erfarenheten gör att vi kan lyfta fram följande grundläggande principer för CAD-konstruktion.
1.SAPR - människa-maskin system. Alla datorstödda designsystem som skapas och skapas är automatiserade, en viktig roll i dem spelas av en person - en ingenjör som utvecklar ett projekt av ett tekniskt medel.
För närvarande och åtminstone under de kommande åren förväntas inte skapandet av automatiserade designsystem, och ingenting hotar mänskligt monopol när man fattar viktiga beslut i designprocessen. En person i CAD måste lösa dels alla uppgifter som inte är formaliserade, dels uppgifter som en person utför utifrån sina heuristiska förmågor mer effektivt än en modern dator baserad på hans beräkningsförmåga. Nära samspel mellan en person och en dator i designprocessen är en av principerna för att bygga och driva ett CAD-system.
2.SAPR är ett hierarkiskt system som implementerar ett integrerat tillvägagångssätt för automatisering av alla designnivåer. Hierarkin av designnivåer återspeglas i strukturen av speciell CAD-programvara i form av en hierarki av delsystem.
Det bör särskilt betonas att det är lämpligt att säkerställa den integrerade karaktären av CAD, eftersom designautomatisering på endast en av nivåerna visar sig vara mycket mindre effektiv än full automatisering på alla nivåer. Hierarkisk struktur hänvisar inte bara till speciell programvara, utan också till CAD-hårdvara, uppdelad i en central datorkomplex och automatiserade arbetsstationer för designers.
3.SAPR - en uppsättning informationsöverensstämmande delsystem. Denna mycket viktiga princip bör gälla inte bara för kopplingar mellan stora delsystem, utan även kopplingar mellan mindre delar av delsystem. Informationskonsistens innebär att alla eller de flesta möjliga sekvenser av designuppgifter betjänas av informationskonsistenta program. Två program är informationsmässigt konsekventa om all data som är föremål för bearbetning i båda programmen ingår i numeriska arrayer som inte kräver ändringar när man flyttar från ett program till ett annat. Så informationskopplingar kan manifesteras i det faktum att resultaten av att lösa ett problem kommer att vara de första uppgifterna för ett annat problem. Om samordningen av program kräver betydande bearbetning av den allmänna arrayen med deltagande av en person som lägger till de saknade parametrarna, manuellt bygger om arrayen eller ändrar de numeriska värdena för individuella parametrar, så är programmen inkonsekventa i informationshänseende. Manuell ompaketering av arrayen leder till betydande tidsfördröjningar, en ökning av antalet fel och minskar därför efterfrågan på CAD-tjänster. Informationsinkonsekvens förvandlar CAD till en uppsättning fristående program, medan kvaliteten på designbeslut reduceras på grund av försummelse i delsystem av många faktorer som uppskattas i andra delsystem.
4.SAPR är ett öppet och utvecklande system. Det finns åtminstone två goda skäl till varför CAD bör vara ett tidsvarierande system. För det första tar utvecklingen av ett så komplext objekt som ett CAD-system lång tid, och det är ekonomiskt lönsamt att sätta delar av systemet i drift så snart de är klara. Den grundläggande versionen av systemet som tagits i drift utökas ytterligare. För det andra leder den ständiga utvecklingen av teknik, designade objekt, datorteknik och beräkningsmatematik till uppkomsten av nya, mer perfekta matematiska modeller och program som borde ersätta de gamla, mindre framgångsrika analogerna. Därför bör CAD vara ett öppet system, det vill säga ha egenskapen att det är lätt att använda för nya metoder och verktyg.
5.SAPR - ett specialiserat system med maximal användning av enhetliga moduler. Kraven på hög effektivitet och mångsidighet är vanligtvis motsägelsefulla. Denna bestämmelse förblir giltig för CAD. Hög effektivitet av CAD, uttryckt i första hand av låga tid- och materialkostnader för att lösa designproblem, uppnås på grund av specialiseringen av systemen. Uppenbarligen växer antalet olika CAD-system samtidigt. För att minska utvecklingskostnaderna för många specialiserade CAD-system, är det tillrådligt att bygga dem på basis av maximal användning av enhetliga komponenter. En nödvändig förutsättning för enande är sökandet efter gemensamma egenskaper och bestämmelser i modellering, analys och syntes av heterogena tekniska objekt. Förvisso kan ett antal andra principer formuleras, vilket understryker CAD-problemets mångsidighet och komplexitet.
1.2 Systeminställning till design
De grundläggande idéerna och principerna för att designa komplexa system uttrycks i en systemansats. För en specialist inom systemteknik är de uppenbara och naturliga, men deras efterlevnad och implementering är ofta förknippad med vissa svårigheter på grund av designegenskaper. Liksom de flesta utbildade vuxna som använder sitt modersmål på rätt sätt utan att involvera grammatikregler, använder ingenjörer en systemansats utan att tillgripa systemanalysmanualer. Men ett intuitivt tillvägagångssätt utan att tillämpa reglerna för systemanalys kanske inte är tillräckligt för att lösa de allt mer komplexa problemen med ingenjörskonst.
Den grundläggande allmänna principen för systemansatsen är att beakta delar av ett fenomen eller ett komplext system, med hänsyn till deras interaktion. Det systematiska tillvägagångssättet avslöjar systemets struktur, dess interna och externa kopplingar.
1.3 CAD-struktur
Som alla komplexa system består CAD av delsystem. Skilj mellan design- och underhållsdelsystem.
Designdelsystem utför direkt designprocedurer. Exempel på designdelsystem är delsystem för geometrisk tredimensionell modellering av mekaniska objekt, framställning av designdokumentation, kretsanalys och spårning av anslutningar i kretskort.
Tjänstedelsystem tillhandahåller designundersystemens funktion, deras kombination kallas ofta för systemmiljön (eller skalet) CAD. Typiska tjänsteundersystem är undersystem för designdatahantering, mjukvaruutveckling och underhållsundersystem CASE (Computer Aided Software Engineering), utbildningsundersystem för användare att bemästra teknologier implementerade i CAD.
1.4 Typer av CAD-programvara
Att strukturera CAD i olika aspekter avgör uppkomsten av typer av CAD-programvara. Det är vanligt att särskilja sju typer av CAD-programvara:
· Teknisk (TO), inklusive diverse hårdvara (datorer, kringutrustning, nätverksväxlingsutrustning, kommunikationslinjer, mätinstrument);
· Matematisk (MO), som kombinerar matematiska metoder, modeller och algoritmer för att utföra design;
· Programvara (mjukvara) representerad av CAD-datorprogram;
· Information (IO), som består av en databas, DBMS, och inkluderar även andra data som används i designen; notera att hela uppsättningen av data som används i designen kallas CAD-informationsfonden, databasen tillsammans med DBMS kallas databanken;
· Språklig (LO), uttryckt i kommunikationsspråk mellan designers och datorer, programmeringsspråk och språk för datautbyte mellan tekniska medel för CAD;
· Metodisk (MetO), inklusive olika designtekniker; ibland inkluderar det också programvara;
· Organisatorisk (OO), representerad av bemanningstabeller, arbetsbeskrivningar och andra dokument som reglerar projektföretagets arbete.
1.5 CAD-varianter
Klassificeringen av CAD utförs enligt ett antal egenskaper, till exempel efter tillämpning, syfte, skala (komplexiteten hos de uppgifter som löses), arten av det grundläggande delsystemet - CAD-kärnan.
Efter applikationer är följande CAD-grupper de mest representativa och allmänt använda:
· CAD för användning inom allmän verkstadsindustri. De kallas ofta för mekaniska CAD- eller MCAD-system (Mechanical CAD);
· CAD för radioelektronik: ECAD (Electronic CAD) eller EDA (Electronic Design Automation) system;
· CAD inom området arkitektur och konstruktion.
Dessutom är ett stort antal specialiserade CAD-system kända, antingen allokerade i dessa grupper eller representerande en oberoende gren av klassificeringen. Exempel på sådana system är storskaliga integrerade kretsar (LSI) CAD-system; CAD för flygplan; CAD-system för elmaskiner m.m.
Electronics Workbench är en internationell marknadsledare inom utvecklingen av världens mest använda mjukvara för kretsdesign. Företaget har över 15 års erfarenhet av designautomatisering av elektroniska enheter och enheter och var en av pionjärerna inom utveckling av datorelektronik. För närvarande används Electronics Workbench-utrustning på mer än 180 tusen arbetsplatser. Electronics Workbench-produkterna innehåller verktyg för att beskriva elektriska kretsar, emulera dem (SPICE, VHDL och patenterad samsimulering), samt designa och automatiskt spåra PCB. Användare får en verkligt unik produkt, den enklaste användarupplevelsen i branschen, integrerad i en sammanhängande helhet. Guiden Support and Upgrade Utility (SUU) söker automatiskt efter och installerar de nödvändiga uppdateringarna över nätverket, och säkerställer att din programvara alltid presterar på högsta nivå. Electronics Workbench och National Instruments produkter är de närmast tillgängliga integrationerna mellan elektroniska CAD-utvecklings-, validerings- och testverktyg.
Multicap 9 är det mest intuitiva och kraftfulla verktyget för schematiska beskrivningar som finns. De senaste Multicap-verktygen sparar mycket tid, de inkluderar modelllös redigering, enkel anslutning och en omfattande databas, uppdelad i logiska bitar direkt på skrivbordet. Dessa verktyg låter dig beskriva kretsen programmatiskt nästan omedelbart efter att du har en allmän uppfattning om den. Identiska sekvenser av åtgärder utförs automatiskt, utan att ta tid från att skapa, kontrollera och förbättra kretsen, tack vare detta är utgången idealiska produkter med minimal utvecklingstid.
Figur 1 - Sammankoppling av programvaran Electronics Workbench
Multisim är världens enda interaktiva kretsemulator som låter dig skapa de bästa produkterna på kortast möjliga tid. Multisim inkluderar en version av Multicap, vilket gör den idealisk för att programmässigt beskriva och omedelbart testa kretsar. Multisim 9 stöder även interoperabilitet med National Instruments LabVIEW och SignalExpress för tät integration av utvecklings- och testverktyg.
Fördelar med integrerad beskrivning och emulering Multisim är en unik möjlighet att designa en krets och testa/emulera den från en enda utvecklingsmiljö. Det finns många fördelar med detta tillvägagångssätt. Nykomlingar till Multisim behöver inte oroa sig för den komplexa SPICE-syntaxen (Simuleringsprogram med Integrated Circuit Emphasis) och dess kommandon, medan avancerade användare har möjlighet att konfigurera alla SPICE-parametrar. Med Multisim är schematiska beskrivningar enklare och mer intuitiva än någonsin. Med kalkylbladsvyn kan du samtidigt ändra egenskaperna för valfritt antal element, från ett kretskort till en SPICE-modell. Modelös redigering är det mest effektiva sättet att placera och ansluta komponenter.
Att arbeta med analoga och digitala komponenter är intuitivt och enkelt. Förutom traditionell SPICE-analys kommer Multisim att tillåta användare att ansluta virtuella instrument till kretsen. Konceptet med virtuella instrument är ett enkelt och snabbt sätt att se resultat genom att simulera verkliga händelser. Även i Multisim finns speciella komponenter som kallas "interaktiva delar" som du kan ändra under emulering. Interaktiva element inkluderar switchar, potentiometrar, de minsta förändringarna i elementet återspeglas omedelbart i simuleringen. För mer sofistikerad analys erbjuder Multisim över 15 olika analysfunktioner. Några exempel inkluderar AC, Monte Carlo, worst-case-analys och Fourier. Multisim inkluderar Grapher, ett kraftfullt verktyg för att visa och analysera emuleringsdata. Kretsbeskrivningen och testfunktionerna i Multisim kommer att hjälpa alla kretsdesigner, spara tid och rädda honom från misstag hela vägen till kretsdesign.
Micro-Cap är ett mångsidigt kretsanalysprogram designat för ett brett spektrum av applikationer. En karaktäristisk egenskap hos detta program är dock, liksom hela Micro-Cap-familjen, närvaron av ett bekvämt och användarvänligt grafiskt gränssnitt, vilket gör det särskilt attraktivt för en icke-professionell publik. Trots de ganska blygsamma kraven på PC-mjukvara och hårdvara (processor inte lägre än Pentium II, OS Windows 95/98 / ME eller Windows NT4 / 2000 / XP, minne inte mindre än 64 MB, bildskärm inte sämre än SVGA), är dess kapacitet ganska stor. Den kan användas för att analysera inte bara analoga utan även digitala kretsar. Blandad modellering av analog-till-digital elektroniska enheter samt filtersyntes är också möjlig.
Du kan börja arbeta i Micro-Cap även utan djup kunskap om programmet. Det räcker med att bekanta dig med den inbyggda demovideon och se de grundläggande exemplen (det finns cirka 300 av dem i satsen). Avancerade användare kan analysera komplexa elektroniska system med hjälp av ett omfattande bibliotek av komponenter och proprietära makromodeller. Den kompetenta användningen av förenklade antaganden gör det möjligt att beräkna driftsätten för komplexa enheter med en tillräckligt hög grad av noggrannhet.
Micro-Cap 9, 10 skiljer sig från de yngre familjemedlemmarna i mer avancerade modeller av elektroniska komponenter och beräkningsalgoritmer. När det gäller möjligheterna med kretsmodellering är det i nivå med de integrerade paketen ORCAD och PCAD2002 - ganska komplexa verktyg för analys och design av elektroniska enheter, vilket först och främst innebär professionell användning. Full kompatibilitet med SPICE-modeller och SPICE-kretsar, kombinerat med avancerade konverteringsmöjligheter, gör att Micro-Cap kan använda alla design och modeller avsedda för dessa paket, och de förvärvade modelleringsfärdigheterna gör att du snabbt kan bemästra professionella modelleringspaket om det behövs.
Micro-Cap 9, 10 tillhandahåller omfattande analysmöjligheter för strömkonverteringsenheter. Programmet har inställningar, vars införande optimerar algoritmerna för att beräkna kraftkretsar, komponentbiblioteket innehåller ett stort antal generaliserade PWM-kontroller och kontinuerliga modeller av huvudtyperna av spänningsomvandlare för att analysera stabiliteten hos stabiliserade strömförsörjningar baserat på dem.
De listade fördelarna gör Micro-Cap-programmet mycket attraktivt för modellering av elektroniska enheter av medelkomplexitet. Användarvänlighet, krävande datorresurser och förmågan att analysera elektroniska enheter med ett tillräckligt stort antal komponenter gör att den framgångsrikt kan användas av både radioamatörer och studenter, såväl som utvecklingsingenjörer. Dessutom används program från Micro-Cap-familjen aktivt i forskningsaktiviteter.
De första versionerna av Micro-Cap var faktiskt ganska primitiva och olämpliga för att lösa verkliga tekniska problem med kretsdesign. De tillät endast enkla analoga kretsar att beräknas. För att beräkna digitala enheter användes ett annat program från samma företag, MicroLogic (senare integrerades det i Micro-Cap). Men även detta räckte för att lära eleverna grunderna i elektronik.
Jag skulle särskilt vilja notera programgränssnittet. Utvecklarna tar det här problemet på största allvar, och börjar med de yngre versionerna. Det räcker med att säga att redan innan Windows kom överallt hade 1992 års version av Micro-Cap IV redan ett mycket användarvänligt grafiskt gränssnitt, vilket inte alls var typiskt för den tidens program. Detta gränssnitt tillät under DOS att få nästan alla bekvämligheter som Windows-användare har idag.
Genom att använda Micro-Cap-programmet kan du inte bara studera hur elektroniska kretsar fungerar, utan också skaffa dig färdigheter i att ställa in elektroniska enheter. De grundläggande metoderna för att få en arbetsmodell skiljer sig inte på något sätt från metoderna för att introducera riktiga elektroniska enheter i driftläget. Det är dessa egenskaper som gör det möjligt att rekommendera den i första hand till studenter och radioamatörer.
automatiserad program elektronisk frekvens
2. Schematisk modellering av RES
2.1 Beskrivning av processen för att förbereda RES för modellering
Det elektriska schemat för den simulerade RES visas i figuren.
Denna RES är en selektiv förstärkare (ljudfrekvensförstärkare). Simuleringen utfördes med Micro-Cap 9, ett SPICE-liknande program för analog och digital modellering av elektriska och elektroniska kretsar med en integrerad visuell editor.
För att simulera RES gjorde jag följande:
1) En sinusformad spänningsgenerator med en spänningsamplitud på 0,5 V och en oscillationsfrekvens på 5 kHz användes som en insignalkälla;
2) Terminalenheten representerades av ett pull-up-motstånd på 4 Ohm, vilket är ekvivalent med storleken på terminalenheterna på liknande förstärkare, såsom en högtalare;
3) Operationsförstärkaren K140UD8 fanns inte i Micro-Cap-programbiblioteket. En analog till denna förstärkare kommer att betraktas som operationsförstärkaren MC1558, som i sina parametrar är närmast K140UD8;
4) Analoger valdes för transistorerna KT310V, KT3107V, KT815V, KT814V. Ett par komplementära transistorer KT310V - KT3107V ersattes av ett par komplementära transistorer bc107BP - bc178AP.
I processen för att analysera kretsen fann man att i denna RES förstärks insignalen på grund av dess passage genom op-förstärkaren ansluten enligt den inverterande förstärkarkretsen. Det sista steget består av en spänningsdelare och två par komplementära transistorer kopplade i en gemensam kollektorkrets. Behovet av att införa par av komplementära transistorer beror på att det inte är tillåtet att förvränga insignalen, så vi måste få samma förstärkning för både de positiva och negativa halvvågorna i insignalen. Anslutning enligt schemat med en gemensam samlare gör att du kan få förstärkning i ström, och därför i kraft.
2.2 Simulering av statiska egenskaper
Den statiska karakteristiken för RES visas i figuren.
Grafen visar att insignalen förstärks i det negativa området. Detta beror på det faktum att op-amp används enligt den inverterande förstärkarkretsen.
2.2 Simulering av dynamisk prestanda
Den dynamiska egenskapen för RES visas i figuren.
Grafen visar att det finns en liten förvrängning av insignalen. Signalens fas ändrades inte till den motsatta, eftersom anslutningen av op-amp användes enligt den icke-inverterande förstärkarkretsen. Utsignalen är en skalad kopia av insignalen.
Baserat på det föregående kan vi dra slutsatsen att förstärkarkretsen utför sin funktion genom att förstärka insignalen utan att införa distorsion i den.
2.3 Modellering av frekvenssvar
Förstärkarens frekvensgång visas i figuren.
Av frekvensegenskaperna för det första steget kan man se att op-amp ger signalförstärkning vid frekvenser från 5 Hz. Man kan dra slutsatsen att bandbredden som passerar av förstärkaren är ungefär lika med den typiska ljudfrekvensen för en förstärkare och ligger i området från 1 kHz till 30 kHz. Eftersom anslutningen av op-amp användes enligt det inverterande förstärkarschemat, ser vi en förändring i fasen för signalen till det motsatta.
Slutsats
Baserat på resultaten av kontrollen uppnåddes följande resultat:
Teknikerna för datorstödd design och kretsmodellering av enheter och block av radioelektronikenheter med hjälp av CAD-verktyg har bemästrats.
Möjligheterna med moderna mjukvarupaket för CAD RES har studerats;
Bildande av teoretiska kunskaper och praktiska färdigheter i användningen av CAD-verktyg vid kretsmodellering av enheter och block av elektroniska enheter.
Huvudfunktionerna hos kretsmodelleringspaketet som används i testarbetet analyseras;
Simulering av statiska, dynamiska och frekvensegenskaper för enheter och enheter av radioelektronikenheter utfördes;
Optimering av parametrarna och egenskaperna för RES har genomförts.
Efter att ha uppnått de initialt uppsatta uppgifterna anser jag att kontrollarbetet är avslutat och den undersökta RES är lämplig att använda i praktiken.
Bibliografi
1. Razevig V.D. Schematisk modellering med hjälp av Micro-CAP 7. - Moskva: Hotline-Telecom, 2003. - 368 s., Ill.
2. Razevig V.D. System för end-to-end design av elektroniska enheter Design Lab 8.0. - Moskva, "Solon", 2003.
3. Amelina M.A., Amelin S.A. Schematiskt simuleringsprogram Micro-Cap 8. - M .: Hotline-Telecom, 2007. - 464 sid. slam
4. Gorbatenko S.A., Gorbatenko V.V., Sereda E.N. Grunderna i datordesign och modellering av radioelektronik: riktlinjer för kursdesign. Voronezh: Voronezh-institutet vid Rysslands inrikesministerium, 2012.? 27 sid.
5. Automatisering av design av radioelektroniska medel: Lärobok. manual för universitet / O.V. Alekseev, A.A. Golovkov, I. Yu. Pivovarov och andra; Ed. O.V. Alekseeva. - Rekommenderas. Ryska federationens försvarsministerium. - M .: Högre skola, 2000 .-- 479 sid.
6. Antipensky R.V. Schematisk design och modellering av radioelektronikapparater / R.V. Antipensky, A.G. Fadin. - M .: Technosphere, 2007 .-- 127 sid.
7. Kardashev G.A. Digital elektronik på en persondator / G.A. Kardashev. - M .: Hotline - Telecom, 2003 .-- 311 s.
8. Petrakov O.M. Skapande av analog PSPICE - modeller av radioelement / О.М. Petrakov. - M .: RadioSoft, 2004 .-- 205 sid.
Postat på Allbest.ru
Liknande dokument
Egenskaper för CAD-applikationspaket. Att studera särdragen hos SCADA-systemdrift, vilket avsevärt kan påskynda processen att skapa programvara på toppnivå. Analys av Genie-datainsamling och kontroll avåda.
abstrakt, tillagt 2010-11-06
Beräkning av parametrarna för radioelektroniska medel för olika sidor av en elektronisk konflikt. Fördelar och nackdelar med vissa metoder för elektronisk undertryckning och skydd av elektronisk utrustning. Analys av effektiviteten av användningen av medel för störningsdämpning och bullerskydd.
terminsuppsats, tillagd 2011-03-19
Skapande av ett talinformationsskyddssystem vid en informationsanläggning. Sätt att blockera akustiska, akusto-radioelektroniska, akusto-optiska, radioelektroniska dataläckagekanaler. Tekniska medel för att skydda information från avlyssning och inspelning.
terminsuppsats, tillagd 2013-06-08
Genomgång av kretslösningar av enheter för frekvensval av mikrovågsområdet. Datorstödda designsystem för volymetriska modeller. Matematisk modell av konstruktiva implementeringar av frekvensfilter, datorsimulering.
avhandling, tillagd 2012-09-07
Beräkning av ACS-förstärkningen och egenskaperna hos externa statiska egenskaper. Konstruktion av ACS-frekvenskarakteristika och karakteristiska rötter. Modellering av transienta egenskaper och kontroll av ACS för stabilitet. Syntes av korrigeringsanordningen.
terminsuppsats, tillagd 2010-08-04
Identifiering av parametrar för ett elektromekaniskt system. Modellering av icke-linjära objekt. Optimering av PID-regulatorparametrar för styrobjekt med olinjäriteter med hjälp av applikationspaketet Nolinear Control Design (NCD) Blockset.
laboratoriearbete, tillagt 2010-05-25
Egenskaper och parametrar för den utvecklade lågfrekventa förstärkaren. Granskning och analys av enheter med liknande syfte. Utveckling av ett funktionsdiagram. Beräkning av ingång, mellanliggande, slutsteg, fel. Schematisk modellering.
Terminuppsats tillagd 2013-10-06
Platsen för problemet med tillförlitligheten hos radioelektroniska system i designteorin. Utvärdering av tillförlitlighets- och tillförlitlighetsindikatorerna för den elektroniska enheten för den radioelektroniska enheten - effektförstärkaren för kortvågsområdet, allmänna rekommendationer för att öka dem.
terminsuppsats, tillagd 2010-12-14
En designteknik för en flerstegs AC-förstärkare med återkoppling. Beräkning av statiska och dynamiska parametrar för förstärkaren, dess simulering på en dator med hjälp av programvaran MicroCap III, parameterjustering.
terminsuppsats, tillagd 2010-06-13
Bestämning och modellering av optimal kontroll av ett objekt som ges av ett ekvationssystem i termer av kvadratisk funktionell kvalitet, i termer av noggrannhet, i termer av Krasovskys kriterium och i termer av hastighet. Resultaten av arbetet med de matematiska paketen MathCAD och Matlab.
kunna:
Utför en kvantitativ bedömning av kvalitetsnivån för radioelektronik som använder enskilda och komplexa indikatorer;
Tillämpa probabilistiska - statistiska metoder för analys noggrannheten och stabiliteten hos parametrarna för RES-strukturerna;
Beräkna tillförlitlighetsindikatorerna för den designade RES och implementera metoder för att förbättra tillförlitlighet hos enheter i stadierna av design, produktion och drift;
Tillämpa metoder prognoser för förutsägelse funktionella parametrar och tillförlitlighet hos element och enheter;
Uppfylla med hjälp av en dator, statistisk modellering av parametrarna för radioelektroniska enheter, kösystem, tillförlitligheten hos element och enheter.
De fysiska grunderna för utformningen av radioelektronik
känna till:
Egenskaper för de effekter som REM:er utsätts för under drift;
Fysiska fenomen som uppstår i RES-strukturer under påverkan av termiska och mekaniska belastningar, elektromagnetisk interferens och andra faktorer;
Metoder för att skydda RES från åtgärder destabiliserande faktorer;
kunna:
Välja design sätt att säkerställa skyddet av förnybara energikällor från destabiliserande faktorer;
- att simulera inverkan av destabiliserande faktorer på utformningen av förnybara energikällor;
Utför beräkningar för att bedöma effektiviteten av skyddet av strukturen för RES från destabiliserande faktorer.
Elementarbas av radioelektroniska medel
Klassificering, allmänna egenskaper och utveckling av den elektroniska basen för den elektroniska utrustningen. Kondensatorer, motstånd, induktorer och transformatorer (konstruktioner, parametrar, noggrannhet och stabilitetsegenskaper). Aktiva och passiva blyfria komponenter. Grundläggande konstruktioner och huvudegenskaper hos elektroniska komponenter. Byte av enheter och kontakter. Principer för konstruktion och drift av filter, fördröjningslinjer och resonatorer på akustiska ytvågor. Principer för konstruktion och drift av laddningskopplade enheter i signalbehandlingsenheter och bildmottagare. Klassificering och grundläggande egenskaper för minnesenheter. Minneselement på magnetiska domäner. Halvledarlagringsenheter för storskaliga integrerade kretsar (LSI). Element i optoelektroniska informationsbehandlingssystem. Indikatorer för flytande kristaller. Kryotroner och enheter baserade på Josephson-effekten. Kemotroner och andra funktionella elektroniska enheter.
Som ett resultat av att studera disciplinen måste studenten:
känna till:
- funktionsprinciper och fysiska effekter som används i den elektroniska utrustningens delar;
- de viktigaste egenskaperna, egenskaperna och designen och tekniska egenskaperna hos den elektroniska basen för den elektroniska utrustningen;
kunna:
- analysera driften av olika typer av element och bestämma möjligheten för deras funktionella tillämpning i strukturerna för radioelektronikenheter;
- rimligtvis välja typer av element beroende på syftet och driftsförhållandena för RES.
Radioelektronisk teknik och tekniska systemmodellering
Funktioner för objektet och principerna för konstruktion av processer för produktion av RES. Teknologiska system vid produktion av förnybara energikällor. Teknologisk noggrannhet och tillförlitlighet för tekniska system och processer. Produktion och tekniska processer, deras struktur och element. Val av den optimala varianten av den tekniska processen med hjälp av tekniska och ekonomiska indikatorer. PCB, multilayer och interconnect-teknik. Elinstallation och mekanisk anslutningsteknik. Lindningsteknik och utrustning. Montering och installation av funktionsceller, block och mikroblock. Ytmontering. Tätning, kontroll, diagnostik och justering av RES-parametrar. Vetenskapliga grunder för komplex automation; automatiserad teknisk utrustning; design av automatiska linjer. Struktur och tekniskt stöd för flexibla produktionssystemshantering; struktur av ett automatiserat system för teknisk beredning av produktion, funktioner för delsystem; datorstödd design av tekniska processer och specialutrustning. Datordesign av tekniska processer för tillverkning av elektroniska apparater. Integrerad datorproduktion av RES. Statistisk modellering av tekniska system och processer. Drift av tekniska system.
Som ett resultat av att studera disciplinen måste studenten:
känna till:
Fysik - teknologisk grunderna teknologisk monterings- och installationsprocesser, kontroll, justeringar i produktionen av förnybara energikällor;
Applikationspaket för datorstödda designprogram, modellering och optimering av tekniska processer och produktionssystem;
Principerna för att organisera, bygga och hantera flexibelt teknologisk system och integrerad produktion av förnybara energikällor;
kunna:
Design teknologisk processer och system automatiserad produktion använda applikationsprogram;
Simulera och optimera teknologisk processer automatiserad produktion av förnybara energikällor med hjälp av industrirobotar och mikroprocessorsystem;
Utför noggrannhets- och inställningsbedömningar teknologisk processerna för integrerad produktion av elektroniska enheter och säkerställa den tekniska tillförlitligheten och kvaliteten hos tillverkade produkter;
Utveckla teknologisk dokumentation.
Design och datorstödda designsystem för integrerade kretsar
Som ett resultat av att studera disciplinen måste studenten:
känna till:
Material som används för produktion av IC:er;
Huvudinnehållet teknisk drift av IC-produktion;
Elementkonstruktioner halvledare och hybrid-IC:er;
Matematiska modeller och ekvivalenta kretsar av IC-element för olika driftlägen;
programvara automatiserad IC-design ( teknologiska, elementära, topologiska och kretsar);
kunna:
Beräkna element halvledare och hybrid-IC:er;
Utveckla topologi och designa monterings- och monteringsoperationer för hybrid-IC;
Bestäm parametrarna för matematiska modeller element och använda dessa parametrar i datorstödd design av IC:er;
Applicera programvara automatiserad design för utveckling av IC.
Design av radioelektronikapparater
Klassificering av REM-strukturer beroende på användningsplats och driftsförhållanden, funktionellt syfte, principen för signalbehandling och andra faktorer. RES designmetodik. RES utvecklingsstadier. Egenskaper för huvudstadierna i designen av radioelektronikenheter (analys av tekniska krav och elektriska kretsar, utveckling av tekniska specifikationer för designdesign av radioelektronikenheter, val av layoutdiagram för strukturen, val av elementbas och material, stödjande strukturer). Bedömning av RES-designens kvalitet och tillförlitlighet. Egenskaper för metoderna för elektrisk installation som används i strukturerna för RES. Elektrisk installation. Design av tryckta ledningar och funktionella enheter baserat på det. Lösa problemen med att placera element och dirigera anslutningar, användning av datorstödda designpaket. Layout av funktionella enheter, block, enheter, enheter och system. Layout baserad på enhetliga bärande strukturer. Kvantifiera kvaliteten på layouten. Säkerställa skydd av RES från inverkan av destabiliserande faktorer. Modellera inverkan av destabiliserande faktorer och kvantifiera effektiviteten av de använda skyddsmetoderna. Säkerställande av RES-designens kompatibilitet med operatören: design av frontpaneler, konstnärlig design. Konstruktionsteknik av radioelektronikenheter av olika funktionella syften, olika kategorier (mark, luft, sjö) och typer (stationära, transportabla, bärbara, etc.). Funktioner för designteknik av enheter med ultrahög frekvens (UHF) intervall. Designdokument och deras klassificering. Regler för utförande av diagram, ritningar av delar, utarbetande av specifikationer och utveckling av monteringsritningar för enheter (monteringsenheter), utveckling och implementering av andra designdokument.
Som ett resultat av att studera disciplinen måste studenten:
känna till:
Huvudsteg design design av radioelektronikutrustning (metodik design);
Layoutvyer och grundläggande layoutdiagram funktionella enheter, block, apparater, anordningar och system; PCB designmetoder;
Principer för extern design av radioelektronikstrukturer, inklusive designfrågor;
Egenheter design design av radioelektroniska anordningar för olika ändamål;
Den huvudsakliga regler för utveckling av designdokumentation för radioelektronikprodukter;
kunna:
Välj layoutdiagram för designade funktionella enheter, block, enheter, anordningar, system och utföra intern och extern layout av RES;
Design tryckta kretskort och funktionella enheter baserade på dem;
Säkerställ kompatibiliteten mellan RES-strukturer och deras delar med den yttre miljön, installationsobjektet och operatören;
Utvärdera kvalitet designad RES-konstruktioner;
Hångla design dokumentation.
Mikroprocessorsystem i radioelektronik
Kursens ämne, syfte och innehåll. Grundläggande definitioner och principer för organisation av mikroprocessorsystem (MPS). Funktionssätt för MPS. MPS arkitektur. Typer av MPS. MPS däck. Cyklar i MPS. Funktioner hos ryggradsenheter (processor, minne, in-/utgångsenheter). Klassificering och struktur av mikrokontroller (MC). Processorkärna av MK. MC-synkroniseringskrets. Minne av program och data MK. MK registrerar sig. MK stack och externt minne. I/O-portar. Timers och händelseprocessorer. Ytterligare moduler MK. MK hårdvara. Funktioner i arkitekturen. Organisation av programminne och stack. Organisation av dataminne. Typer av adressering. I/O-portar. Timermodul och timerregister. Dataminne i EPROM (EEPROM). Organisation av avbrott. Specialfunktioner och ledningssystem MK. Funktioner i utvecklingen av digitala enheter baserade på MPS. Funktioner hos processorer av olika typer. Enheter som är en del av en persondator. System data utbyte motorväg. Ytterligare gränssnitt för en persondator. Kommandosystem för mikroprocessorer och MCU:er av olika slag. Användningen av mikroprocessorer och MC:er i strukturerna för radioelektronik för olika funktionsändamål.
Som ett resultat av att studera disciplinen måste studenten:
känna till :
- de grundläggande principerna för mikroprocessorteknik, grundläggande terminologi, arkitektoniska egenskaper hos MPS och deras huvudtyper, såväl som principerna för att organisera utbytet av information i MPS;
- grundläggande principer fungerar processor, dess kapacitet och strukturella element, kommandosystem och adresseringsmetoder;
- organisation av MC och persondatorer.
kunna:
- design av hårdvara och mjukvara för ministeriet för järnvägar;
- tillämpa MPS i strukturerna för radioelektronik för olika funktionella ändamål.
Datorstödda designsystem för radio-elektronisk utrustning
Syfte och användningsområden för datorstödda designsystem för radioelektroniska medel (CAD) RES. Design av tryckta kretskort med hjälp av CAD: bibliotekselement i design av elektriska kretsar och tryckta kretskort; design av elektriska kretsar; placering av komponenter på ett tryckt kretskort; autorouting av ledare, kontroll av topologin för tryckta kretskort; beredning av produktion av tryckta kretskort; signalintegritetsanalys med hänsyn till de tryckta ledarnas geometri; datautbyte med andra CAD-system; design av flerskiktiga kretskort. Organisation av grafiska data; planritning; teckningens grafiska primitiver; redigera ritobjekt; ritningsdesign: skuggning, dimensioner; rumslig modellering av strukturer; yta och solid design av föremål; bild av tredimensionella föremål; användning av CAD-programmeringssystem; organisering av dialog i CAD och användargränssnittsstandarder. Parametriska möjligheter hos moderna CAD-system; dimensionella och geometriska begränsningar på modellparametrar; design av modeller av delar och sammansättningar; erhålla ritningar av delar och sammansättningar efter modell. Analys, verifiering och optimering av designlösningar med hjälp av CAD-verktyg; modellering av monteringsprocesser, tillverkning av delar, beteende hos strukturer under påverkande faktorer. Datautbytesformat i CAD.
Som ett resultat av att studera disciplinen måste studenten:
känna till:
- egenskaper hos moderna system för datorstödd design av radioelektroniska medel;
- metodik för design av elektriska kretsar och tryckta kretskort med hjälp av datorstödda designsystem för elektronisk utrustning;
- Algoritmer för placering och routing av kretskort som används i moderna CAD-system;
- strukturella designmetoder med tvådimensionell och rumslig design;
kunna:
- designa elektriska kretsar och tryckta kretskort med hjälp av CAD;