Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

Последняя является следующим поколением системы Оез!Бп Сеп1ег. Основу Оез!Бп Сеп1ег составляет программа Рбр!се, которая является наиболее известной модификацией программы схемотехнического моделирования 5Р!СЕ (5!гпи!а1!оп Ргобгагп илНЬ !п1ебгатед С!гсц!1 ЕгпрЬаз!з), разработанной в начале 70-х годов в Калифорнийском университете. Система Оез!Бп Сеп1ег оказалась очень удачной и стала эталонной программой моделирования аналоговых устройств.

С помощью программы моделирования нелинейных и линеаризованных аналоговых электронных устройств Рбр!се можно рассчитать переходные и стационарные процессы при деиствии различных входных сигналов, режимы по постоянному току, частотные характеристики, спектры входного сигнала и на выходе исследуемого устройства, спектральные плотности внутренних шумов и другие характеристики. Версии этой программы позволяют также моделировать устройства сопряжения аналоговых и цифровых устроиств и смешанные аналого-цифровые устройства. Принятые в этой системе математические модели полупроводниковых приборов используются во многих аналогичных программах (например, М!его-Сар Ч), а формат входного языка 5Р!СЕ поддерживается большинством пакетов САПР— ОгСАО 7.11, 5РЕССТЙА 7.1, АССЕЬ ЕОА 13, Ог.брасе 2000 А/О 8.2, Е!ес1гогбсз 'туог!гбепсЬ 5.0, 5уз1егп Ч!етэ 1.9, АРРАС 7.0, 'туог!гэ!етэ Оббсе 3.0 и др.

Перечисленные системы САПР применяются при схемотехническом моделировании как студентами при обучении и выполнении курсовых и дипломных проектов, так и специалистами в области схемотехники. Программа М!ого-Сар Ч поддерживает многостраничный графический редактор принципиальных схем и иерархические структуры, поведенческое моделирование аналоговых и цифровых компонентов, возможность описания цифровых компонентов с помощью логических выражений. В сочетании с библиотекой графических символов типовых операций (суммирование, вычитание, умножение, интегрирование, применение преоБразования Лапласа и т.п.) это позволяет моделировать динамические системы, заданные не только принципиальными, но и функциональными схемами; большая Библиотека компонентов, включающая наиболее популярные цифровые интегральные схемы дискретной логики и аналоговые компоненты типа диодов, биполярных и полевых транзисторов, магнитных сердечников, линий передачи с потерями, макромоделеи операционных усилителей, кварцевых резонаторов, 87 датчиков Холла и т.д.

Все эти модели написаны в стандартном формате 5Р!СЕ и могут быть использованы программами моделирования фирм М~сгоб~гл, 1п1о5оВ и др. Макромодели компонентов представляются в виде принципиальных электрических схем или в текстовом виде. Графики результатов выводятся в процессе моделирования или после его окончания по выбору пользователя, имеются сервисные возможности обработки графиков. Введен режим 3-мерных графиков, т.е.

построение функции двух переменных. Многовариантный анализ проектируемого устройства при вариации параметров и статистический анализ по методу Монте-Карло позволяют прогнозировать серийный выпуск. Допускается одновременно варьировать до 10 переменных и строить графики зависимостеи характеристик схемы от варьируемых параметров. Имеется специальная программа МООЕЕ для расчета параметров математических моделеи аналоговых компонентов по справочным или экспериментальным данным, и при этом изначально библиотека компонентов включает модели более 10 тыс.

электронных элементов (компонентов) фирм-производителей. Также для настроики моделей компонентов введены специальные программы расчета параметров компонентов РЕР (Рагагпе1ег ЕэбгпаБоп Ргобгагп). По справочным данным на прибор автоматически составляется таблица параметров его модели и заносится в специальную Библиотеку компонентов. При наличии ошибок информация о них мгновенно появляется на экране, и для их устранения имеются встроенные средства помощи. Программы схемотехнического моделирования дают возможность проектировать практически все узлы и каскады радиопередатчиков. Предварительно проводится проектирование и расчет данного устройства по аналитическим формулам. Затем составляется его компьютерная модель и проводится исследование, в которое в первую очередь входит уточнение тех или иных характеристик, параметров проектируемого устройства.

При необходимости проводится изменение и замена тех или иных элементов модели, чтобы приблизиться к расчетным либо лучшим параметрам. Например, при проектировании пассивных устройств, в частности выходнои фильтрующеи системы (ВФС) передатчика, сперва по аналитическим формулам с помощью справочной литературы проводится .

предварительный расчет 1см. "з 3.9 и 3.10). Компьютерное экспериментирование ВФС позволяет определить действующие токи и напряжения на элементах ВФС в рабочей полосе частот, при рассогласованиях нагрузки и т.д. Далее после конструктивнои проработки элементов ВФС с учетом данных компьютерного анализа могут Быть уточнены добротность, паразитные емкости и индуктивности выводов элементов, входящих в ВФС. Все это учитывается в новой модели ВФС После этого проводится уточнение характеристик ВФС, таких как рассогласование по входу, напряжения, токи, реактивные мощности, потери в элементах ВФС в рабочеи полосе частот и уровень фильтрации вне полосы пропускания. При этом может по1ребоваться изменение номинальных значений элементов ВФС, что будет учтено при окончательном конструировании ВФС и натурным экспериментом. При проектировании устройств, в которые входят транзисторы, варикапы, диоды и другие полупроводниковые элементы, компьютерное моделирование позволяет уточнить режимы их работы, действующие на них напряжения, токи, рассеиваемые мощности.

Кроме того, с учетом нелинеиности параметров полупроводниковых элементов, что учитывается в их моделях, для устройств, в которых происходит усиление и преобразование колебаний с переменнои амплитудой и фазои, а также в которых осуществляется та или иная модуляция, компьютерное моделирование позволяет вычислять их проходные и модуляционные характеристики, оценивать нелинейные искажения и качественные показатели.

Первоначально проводится расчет по аналитическим формулам режима работы полупроводниковых приборов и пассивных элементов проектируемого устроиства. При этом используются упрощенные эквивалентные схемы полупроводниковых приборов, например представленные на рис. 1.1-1.5 или подобные им.

Если не известны параметры эквивалентнои схемы новых приборов, то необходимые параметры находят из сложных нелинейных моделей данных приборов, используемых при компьютерном моделировании. Таким образом составляется эквивалентная квазилинеиная электрическая схема полупроводникового прибора.

Это, в свою очередь, позволяет провести необходимые аналитические расчеты режима его работы и, что не менее важно, с учетом реактивных элементов его эквивалентной схемы составить схемы и рассчитать все элементы входных и выходных целен связи. Очевидно, что чем точнее будут предварительно определены параметры квазилинейной модели используемого прибора, тем точнее будет выполнен предварительныи расчет и тем с меньшими затратами времени на этапе машинного экспериментирования можно будет прийти к конечному оптимальному решению Конечно, параллельно может проводиться натурный эксперимент, которыи может также вносить свои коррективы в окончательное решение. При моделировании радиотехнических схем возникают ограничения, накладываемые аппаратной частью компьютера и самон программой, для которой существуют свои минимальные требования, при которых она сможет работать.

Например, для системы схемотехнического проектирования Мкго-Сар М неоБходим: процессор не хуже 80386 с сопроцессором, 15 Мбайт свободного пространства на жестком диске, операционная система й~~пдоьтз 3.1 или более поздние версии, монитор ЧБА или 5ЧБА и оперативнои памяти не менее 1б Мбайт. При таких требованиях быстродействие компьютера невелико и анализ схемы может занимать от нескольких минут до часа и более. В связи с этим необходимо модернизировать аппаратную часть в соответствии с запросами пользователя и сложностью анализа схем. Кроме аппаратных, существуют программные спосоБы ускорения анализа схем. После запуска компьютера на анализ схемы, он сперва ее 88 89 исследует в переходном режиме и затем в стационарном.

Так как состояние электрической схемы полностью описывается потенциалами ее аналоговых узлов и токами через индуктивности, то перед началом анализа переходных процессов желательно из предварительных приближенных расчетов, проведенных для анализируемой схемы, взять начальные, хотя и не очень точные, значения постоянных токов в блокировочных дросселях и постоянных напряжении на блокировочных и разделительных конденсаторах.

Это позволяет быстрее придти к стационарному режиму. Если надо определить энергетические характеристики данной схемы, можно воспользоваться специальными возможностями программы. В этом случае можно использовать способ, описанный выше, либо испольэовать другой. На первоначальном этапе определения энергетических параметров происходит обнуление начальных условии для потенциалов всех аналоговых узлов и токов индуктивностей, а затем последующий расчет происходит на основе начальных значений полученных ранее при окончании расчета переходного процесса в предыдущем варианте. Еще одно очень важное направление по применению ПК для проектирования, в том числе и радиопередающих устройств, состоит в использовании развитой информационной системы — сети "Интернет . В сети Интернет существует множество сайтов с технической и справочной литературой, которую возможно получить, например Ь11р //шччшбеее.огк/ — сайт с техническои литературой, статьями и обзорами или Ьпр://шшшлгбсогп/ — сайт с информациеи по радиокоыпонентам в целом и справочной документацией на транзисторы, диоды и другие элементы фирмы !птегпабопа! Несбйег !пс.

Характеристики

Список файлов книги