Заказ работы

Заказать
Каталог тем
Каталог бесплатных ресурсов

Математическое моделирование в электронике

Математическое моделирование в электронике
Курс лекций. Часть 1.
Введение
Курс «Математическое моделирование в электронике» представляет собой введение в проблему
автоматизированного проектирования электронных схем, то есть освещение одной из задач проекти-
рования — постановку задачи и методы расчета электронных схем.
В настоящее время сложность и ответственность разрабатываемых схем уже давно перешла тот
порог, который определялся возможностями так называемого «ручного» расчета, т.е. расчета, осуще-
ствляемого разработчиком на основе своего личного опыта и умением владеть законами Ома и каль-
кулятором.
Представим себе объем работ, требуемый для действительно серьезного расчета электронной
схемы средней степени сложности. При выполнении типового расчета по ТОЭ в схеме, содержащей 5 –
6 элементов, было необходимо рассчитать характер переходных процессов. Для этого составлялось
характеристическое уравнение цепи, проводился расчет начальных условий, затем записывались ана-
литические выражения для токов и напряжений в отдельных элементах схемы, и, наконец, проводи-
лась табуляция полученных расчетных соотношений. На эту работу уходит примерно 20 часов. Реаль-
ная задача разработчика гораздо сложнее. Даже если проектируется подобная простейшая цепь, то
необходимо дополнительно оценить амплитудные и действующие значения токов и напряжений в схе-
ме для определения границ применимости тех или иных элементов, затем уточнить их эквивалентные
схемы, что примерно в 3–4 раза повысит порядок схемы, провести повторный уточненный расчет,
вновь проверить применимость элементной базы и при необходимости внести коррективы. Затем не-
обходимо выполнить конструкторскую проработку узлов устройства, и, возможно, вновь внести коррек-
тивы в связи с технологическими особенностями изготовления изделия. И если к тому же учесть, что
все реальные схемы как минимум на порядок сложнее, то создается впечатление, что их вообще спро-
ектировать нельзя. Конечно, в этом вопросе во многом помогает интуиция разработчика, однако, пола-
гаясь только на интуицию получить в результате проектирования электронную схему адекватную ис-
ходным данным очень тяжело. Это тем более трудно, если учесть что для современных схем одним из
основных требований является высокая надежность и постоянное улучшение массогабаритных, энер-
гетических, экономических и других, часто противоречивых показателей. Выходом из такого положения
может быть только автоматизация проектирования, позволяющая существенно сократить время разра-
ботки и избежать существенных ошибок проектирования.
В целом проектирование представляет собой комплекс работ по изысканию, исследованию, ана-
лизу, расчету, оптимизации, конструкторскому и технологическому обеспечению нового изделия или
более эффективного прототипа. Теоретически в результате проектирования должен быть выдан ком-
плект конструкторской документации, позволяющий полностью изготовить и наладить новую разработ-
ку в условиях серийного производства. В принципе, теоретически можно представить себе возмож-
ность проведения такой работы на ЭВМ, без участия человека, и даже выпуска готовой продукции, со-
ответствующей заданному ТЗ. Однако сложность современной электронной техники такова, что до
практического решения такой задачи пока еще очень далеко. Существуют CAПP, позволяющие авто-
матизировать проектирование для отдельных унифицированных блоков и узлов, однако комплексное
решение проблемы в ближайшее время не предвидится. Наверное, в этом есть и здравый смысл, ибо,
полностью автоматизировав производство, мы замкнемся на готовом наборе стандартных решений,
что приведет к выпуску морально устаревшей техники. Однако как весьма эффективный инструмент в
руках инженера, САПР способны обеспечить решение десятков современных задач.
В нашу с вами задачу входит изучение методов анализа и расчета электронных схем, которые яв-
ляются необходимой вводной частью к раскрытию проблемы автоматизированного проектирования.
Курс МАРЭС рассчитан на 2 семестра и является, таким образом, одним из важных курсов опре-
деляющих базовую подготовку по специальности. Курс органически связан с курсом «Автоматизиро-
ванный анализ устройств ПЭ», «Электронные промышленные устройства» и другими.
При подготовке курса использовалась следующая учебная и научная литература:
1. Л.O. Чуа, Пен-Мин Лин «Машинный анализ электронных схем». Алгоритмы

Размер файла: 1.37 Мбайт
Тип файла: pdf (Mime Type: application/pdf)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров