Компьютерное или техническое моделирование электрической схемы базового узла электронно-вычислительного средства или автоматизированного комплекса, электрические расчеты
Любая ИИС имеет иерархическую структуру, в которой можно выделить базовый узел, определяющий доминантные свойства устройства и узлы или модули, выполняющие вспомогательные функции. Именно базовый узел определяет основные свойства проектируемой ИИС, поэтому требует особо тщательной отработки схемотехники, элементной базы, режимов питания, программного обеспечения. Наиболее объективную информацию о свойствах базового узла дает его моделирование.
Исходная конфигурация базового узла определяется исходя из сравнительного анализа известных схемотехнических решений. Существующие базы электрических схем [2] многочисленные материалы в Internet позволяют выбрать готовый вариант реализации практически любой задачи. В тех случаях, когда известное схемотехническое решение не полностью соответствует техническому заданию на дипломный проект, необходимо, выбрав топологию электрической схемы, выполнить электрический расчет каскада. Расчет проводится с целью определения параметров его элементов схемы, обеспечивающих достижение заданных технических характеристик. Методики расчета различных электрических схем радиоустройств детально проработаны и вполне доступны. Однако в большинстве случаев они ориентированы только на обеспечение режимов работы электронных каскадов вычислительного средства или блоков автоматизированного комплекса, обеспечивающих достижение заданных параметров, и не рассчитаны на детальное исследование характеристик устройства. Поэтому основным способом исследования проектируемой ИИСстало компьютерное моделирование.
|
|
|
Если проектируется электронно-вычислительное средство или объект автоматизации, реализующий техническую задачу путем математической обработки сигналов, основным средством моделирования служит MathCAD[3]. Эта компьютерная программа позволяет моделировать и выполнять графоаналитическое исследование сигналов, форм их представления, исследовать переходные процессы в электронно-вычислительной технике компьютерных сетях и системах, анализировать передаточные функции, АЧХ, ФЧХ, выполнять математические операции над сигналами, аппроксимацию характеристик и многое другое. Достоинство MathCAD – прозрачность выполняемых операций. А поскольку в основе концепции создания современных электронно-вычислительных средств, компьютерных систем или автоматизированных комплексов как раз и лежит математическая обработка сигналов, то фактически моделирование в MathCAD сразу позволяет оптимизировать проектируемое устройство. При моделировании в MathCAD требуется вводить реальные параметры и характеристики элементов схем. Задача конструктора состоит в том, чтобы, варьируя эти переменные, обеспечить полное удовлетворение технического задания. Поэтому когда цели моделирования достигнуты, разработчику сразу известно, какими должны быть параметры компонентов схемы.
|
|
|
Менее прозрачна, но незаменима при проектировании электронно-вычислительных средств, компьютерных сетей или автоматизированных комплексов, система схемотехнического моделирования Micro-Cap[4]. Она обеспечивает графический ввод непосредственно проектируемой схемы, задание по базе данных необходимых установочных переменных, анализ характеристик аналоговых, цифровых и аналого-цифровых устройств. Программа рассчитана на анализ не только линейных, но и режимов работы нелинейных элементов. Позволяет исследовать амплитудно-частотные и переходные характеристики электронно-вычислительных средств, компьютерных систем или автоматизированных комплексов по принципиальной и функциональной схемам. Разработана методика синтеза активных и пассивных аналоговых фильтров. Предусмотрена возможность анимации цифровых устройств и построения трехмерных графиков результатов моделирования. Имеется возможность организации взаимодействия системы Micro-Cap с программой схемотехнического моделирования PSPICE и программами для разработки печатных плат P-CAD, OrCAD и Protel DXP [4].
|
|
|
Использование компьютерного моделирования в большинстве случаев вполне обеспечивает полное достижение ТЗ и позволяет перейти к следующим этапам разработки ИИС. Однако следует учитывать, что компьютерная модель отражает только тот набор переменных, который использовался при разработке. Многие влияющие факторы остаются неизвестными или неопределенными. Поэтому при разработке особо ответственных узлов и блоков применяют техническое моделирование – макетирование.
Макетирование проводится после завершения схемотехнического проектирования для проверки расчетных соотношений, схемных решений, режимов работы, совместимости элементов и устойчивости устройства. Макет базового узла выполняется на основе выбранного варианта схемы. На макете проверяются и отрабатываются: реализация основной функции и ее соответствие заданным ограничениям, чувствительность к влияющим факторам, устойчивость системы и электромагнитная совместимость ее элементов.
По конструктивным признакам макет должен быть максимально близким проектируемому изделию, однако во многих случаях с целью снижения стоимости и трудозатрат макетируются только электронные блоки простейшими способами монтажа: поверхностным, навесным, объемным.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 197; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!