АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

Кафедра радиотехники 

 

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ

 

Программа, методические указания к курсовой работе

(для бакалавров заочной формы обучения специальности

 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации)

 

Алматы 2007

СОСТАВИТЕЛИ: Куликов А.А., Жунусов З.А. Моделирование радиоэлектронных устройств и систем. Программа, методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации заочной формы обучения. – Алматы: АИЭС, 2007. –  28 с.

 Данная разработка предназначена для бакалавров специальности «Радиотехника, электроника и телекоммуникации» заочной формы обучения.

В программе приводятся основные разделы курса «Моделирование радиоэлектронных устройств и систем», которые должен знать студент после изучения этого предмета, методические указания для улучшения усвоения теоретического материала и методические указания к курсовой работе.

1 Общая информация о дисциплине «Моделирование радиоэлектронных устройств и систем» 

По данной дисциплине предусмотрено 36 часов аудиторных занятий, из них 12 часов лекционных, 12 часов практических и 12 часов лабораторных занятий. Также предусмотрено проведения 15 часов занятий с элементами дистанционного обучения. Самостоятельная работа включает в себя решение курсовой работы, подготовку к лекционным, практическим и лабораторным занятиям и подготовку к экзамену. Варианты заданий к курсовой работе даются в таблице 1. Выполнение курсовой работы возможно в системах автоматизированного проектирования OrCAD или P-CAD. Возможно выполнение курсовой работы в других системах автоматизированного проектирования, если они позволяют выполнить все необходимые расчеты.  Для выполнения задания курсовой работы лучше всего использовать книгу [1, 2, 4, 5]. Итоговая форма отчетности – экзамен. 

Т а б л и ц а 1 – Кодировка вариантов к курсовой работе

Последние номера зачетной книжки

 Номер варианта

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Вариант 5

Вариант 6

Вариант 7

Вариант 8

Вариант 9

Вариант 10

Вариант 11

Вариант 12

Вариант 13

Вариант 14

Вариант 15

Вариант 16

Вариант 17

Вариант 18

Вариант 19

Вариант 20

Вариант 21

Вариант 22

Вариант 23

Вариант 24

Вариант 25

 2 Рабочая программа и общие методические указания

 2.1 Введение 

Цели и задачи курса. Общие сведения о системах автоматизированного проектирования радиоэлектронных средств (РЭС).  

Методические указания 

Ознакомиться с различными видами описание радиоэлектронных средств. Сущность и этапы проектирования РЭС. Применение ЭВМ для автоматизации проектирования. Состав и принципы построения систем автоматизированного проектирования (САПР). 

Вопросы для самопроверки 

1. Какие существуют виды описания радиоэлектронных средств и какова их связь с математическими моделями различных уровней иерархии?

2. Дайте характеристику основных, стадий и этапов проектирования радиоэлектронных средств.

3. Что такое проектная процедура? Приведите примеры проектных процедур на этапах системотехнического и функционального проектирования.

4. Охарактеризуйте возможности применения ЭВМ на различных этапах проектирования.

5. Каковы основные черты САПР?

6. Опишите содержание методического, математического, лингвистического, программного, технического, организационного и информационного обеспечения САПР.

7. Какими основными системными принципами руководствуются при создании САПР?

 2.2 Техническое обеспечение САПР

 Методические указания

 Состав, организация и режимы работы технических средств САПР. Архитектура ЭВМ и микропроцессоров. Рабочие станции. Высокопроизводительные технические средства САПР и их комплексирование. Периферийное оборудование САПР.

  Вопросы для самопроверки

 1. Перечислите основные особенности рабочих станций  по сравнению с персональными компьютерами. Чем они определяются?

2. Чем вызвана необходимость введения виртуальной адресации и аппаратуры управления памятью в архитектуру высокопроизводительных микропроцессоров?

3. Сформулируйте основные требования к архитектуре рабочей станции, обусловленные концепцией распределенной обработки данных.

4. Перечислите основные виды параллельных суперЭВМ. К какому классу с точки зрения множественности-одиночности потоков команд и данных они относятся?

5. Как оценивается производительность параллельных ЭВМ и рабочих станций, имеющих сопроцессор арифметики с плавающей точкой.

6. Выберите вид периферийного оборудования для:

а) оперативного вывода оператору из ЭВМ реалистичной трехмерной сцены;

б) регистрации в виде твердой копии трехмерной реалистичной сцены;

г) регистрации в виде твердой копии каркасного трехмерного изображения;

д) оперативного ввода в ЭВМ изображения динамично меняющего форму предмета;

е) ввода в ЭВМ чертежа;

ж) ввода в ЭВМ текстового документа.

7. Выделите особенности формирования состава технических средств САПР для небольшой фирмы с малым количеством сотрудников, специализирующейся на разработке и выпуске малых партий радиоэлектронного оборудования.  Выберите виды необходимых технических средств САПР, тип базовой ЭВМ, фирмы. Объедините выбранное оборудование в единый комплекс технических средств САПР. 

2.3 Лингвистическое и программное обеспечение САПР 

Методические указания 

Типы языковых процессоров. Операционные системы ЭВМ. Группы языков программирования и их основные характеристики. Языки проектирования САПР и языки программирования, их сходство и различие. Прикладное программное обеспечение. 

Вопросы для самопроверки 

1. Поясните состав лингвистического обеспечения САПР.

2. Приведите основные типы языковых процессоров. Укажите разницу между трансляцией, компиляцией и интерпретацией программ.

3. Перечислите основные группы языков программирования.

4. Назовите типы и основные характеристики языков программирования.

5. Перечислите наиболее распространенные языки программирования, используемые в САПР.

6. Укажите основные типы языков проектирования САПР, приведите примеры языков.

7. Приведите структуру общесистемного программного обеспечения САПР.

8. Назовите основные классы системного программного обеспечения САПР, приведите примеры операционных систем для ПЭВМ.

9. Приведите основные характеристики и примеры прикладного программного обеспечения САПР РЭС. 

2.4 Математические модели радиоэлектронных объектов 

Методические указания 

Изучить модели транзистора и диода Эберса – Молла. Как на основе этих моделей строятся модели более сложных схем, например, детектора АМ-колебаний. Графы, дерево графа, ребра графа, хорды графа. Матрицы инциденций. Уравнения математических моделей различных схем.

 Вопросы для самопроверки 

1. Выберите фазовые переменные, внешние и внутренние параметры в модели транзистора Эберса – Молла.

2. Выделите все возможные деревья и независимые контуры в графе фазового контура.

3. Докажите, что сумма любого столбца нередуцированной матрицы инцидений равна нулю.

4. Что характеризует сумма модулей элементов строки матрицы инциденций направленного графа, а также суммы отрицательных и положительных элементов?

5. Используя модель диода Эберса – Молла, получите электрическую модель детектора АМ-колебаний с разделенной нагрузкой.

6. Постройте направленный граф электрической модели детектора АМ-колебаний из вопроса №5, выделите ребра (дерево графа) и хорды.

7. Для направленного графа из вопроса №6 запишите матрицы инциденций, главных сечений и главных контуров, перечисляя ветви графа в порядке ребра – хорды.

8. Разделите матрицы инциденций, главных сечений и контуров из вопроса №7 на блоки. Проверьте совпадение полученных выражений для  графа электрической  модели АМ-детектора.

9. Запишите уравнения математической модели детектора для токов ветвей, используя блоки матрицы главных контуров из вопроса №8. 

2.5 Математические модели РЭС во временной и частотной области 

Методические указания 

Изучить различные математические модели описания РЭС (табличный метод, контурных токов, системой нелинейных уравнений и т.д.). Обратить внимание, каким образом с помощью этих моделей моделируют поведение схем в динамическом режиме. Изучить математические методы решения сложных систем уравнений. Метод простых итераций, метод Ньютона, аппроксимация Паде, метод Рунге-Кутта, метод Гира и др. Обратить внимание, в каких случаях и для чего используются эти методы. 

Изучить методы моделирования РЭС в частотной области. Применение матриц классической и волновой теории для моделирования РЭС. Формирование системы уравнений математической модели РЭС в частотной области. Особенности моделирования комплексов РЭС в частотной области. Особенности моделирования нелинейных радиоэлектронных систем в частотной области. 

Вопросы для самопроверки 

1. Постройте электрическую модель двухтактного пикового детектора радиоимпульсов РЛС, используя модель полупроводникового диода Эберса – Молла. Получите для электрической модели пикового детектора блоки матриц инциденций и главных сечений согласно и запишите систему уравнений по методу узловых потенциалов.

2. Преобразуйте источники тока в эквивалентные источники напряжения (теорема Тевенина) и получите для графа модели пикового детектора блоки матрицы инциденции и главных контуров. Запишите систему уравнений математической модели для пикового детектора по методу контурных токов.

3. Как определить сходимость системы нелинейных уравнений, описывающей статистический режим участка интегральной схемы, используя метод простых итераций или метод Ньютона при различных начальных приближениях?

4. Что достигается использованием аппроксимации Паде при моделировании переходных процессов в линейных устройствах?

5. В чем разница в математических моделях для моделирования во временной и частотной области? 

2.6 Математическое моделирование цифровых устройств 

Методические указания 

 Изучить описание языков моделирования и элементы цифровых устройств в моделях логического уровня. Синхронное моделирование цифровых устройств двоичными алфавитами. Асинхронное двоичное моделирование цифровых устройств. Моделирование неисправностей в цифровых устройствах и синтеза диагностических тестов. 

Вопросы для самопроверки 

1. Составьте таблицы истинности для двухвходовых элементов цифровых устройств, реализующих логические функции И—НЕ, ИЛИ—НЕ при троичном и пятизначном алфавитах моделирования.

2. Составьте таблицы истинности для двухвходового элемента цифрового устройства, реализующего функцию сложения по модулю 2 (исключающее ИЛИ), при троичном и пятизначном  алфавитах моделирования.

3. Выполните сквозное и событийное моделирование двоичным и троичным алфавитами схемы дешифратора кодов. 

2.7 Математическое моделирование электродинамических объектов. Математическое моделирование радиосистем 

Методические указания 

Применение методов декомпозиции при моделировании СВЧ–устройств.  Методы нахождения собственных функций блоков. Метод конечных разностей.  Метод конечных элементов. Моделирование излучающих устройств.

Моделирование сложных технических систем. Модели потенциальной предельной достижимости. Агрегативные имитационные модели радиосистем. Дискретные имитационные модели радиосистем. Функциональные модели радиосистем. 

Вопросы для самопроверки 

1. Приведите примеры фазовых переменных при решении задач моделирования электродинамических объектов.

2. Объясните принцип декомпозиции при анализе СВЧ-устройств.

3.   Установите связь между элементами матрицы рассеяния реактивных четырехполюсников по условиям унитарности  S-матрицы.

4. Выведите и объясните структуру дифференциальных уравнений относительно векторного и скалярного потенциала для решения задач моделирования полей различного типа.

5. Приведите основные методы определения собственных функций блоков СВЧ-устройств. Объясните разницу  между  ними.

6. Поясните применение метода конечных разностей для моделирования плоских  и трехмерных  полей.

7. Приведите основные схемные модели при конечно-разностном подходе к анализу  полей  различного типа.

8. Приведите основные соотношения и объясните алгоритм применения метода конечных элементов для  моделирования  полей.

9. Поясните алгоритмы решения внешней и внутренней задачи при моделировании  излучающих устройств.

10. Какие   этапы   можно   выделить   в   процессе   имитационного   моделирования больших систем?

11. Как  влияет на  каждый  из этапов процесса  имитационного  моделирования метод  построения  дискретной  имитационной  модели?

12. Опишите работу РЛС при случайном потоке целей в секторе обзора в терминах событийного подхода,  подходов сканированием  активностей  и  процессорно-ориентированного.

13.     Приведите   пример   моделей   компонентов   радиосистем,   когда   окончание действия заранее  не  планируется,  а  основывается  на  состоянии  системы.

14. Опишите модель цифрового дешифратора импульсно-кодового сигнала в системе опознавания «свой — чужой» в  виде кусочно-линейного агрегата.

15. В многопользовательской вычислительной системе реального времени происходит  активизация задач  пользователями  по случайному закону.  Если  процессор занят решением другой задачи, то очередная активизированная задача ставится в очередь на решение со своим приоритетом. Если количество задач, ожидающих ре­шения, превышает некоторое число, то система не допускает активизации задачи.
Время решения каждой задачи процессором также распределено по случайному закону. Разработайте имитационную модель вычислительной системы, основанную на транзактном подходе.
 

2.8 Учет влияния разброса параметров элементов на характеристики РЭС 

Методические указания 

Математические модели учета влияния разброса параметров. Метод коэффициентов чувствительности. Статические методы. Статический синтез компонентов РЭС. Алгоритмы генерации случайных чисел с заданными законами распределения. 

Вопросы для самопроверки 

1. Почему необходимо учитывать влияния разброса параметров компонентов РЭА?

2. Когда применим метод коэффициентов чувствительности? Его применение для решения задач допускового анализа и синтеза.

3. Дайте сравнительную характеристику методов допускового синтеза с применением  коэффициентов  чувствительности.

4. Опишите алгоритм Монте-Карло для выполнения допускового анализа.

5. Как по результатам работы алгоритма Монте-Карло формируется гистограмма распределения?

6. Как по результатам работы алгоритма Монте-Карло определяются коэффициенты  чувствительности?

7. Как с помощью алгоритма Монте-Карло можно решить задачу допускового синтеза?

8. Сформулируйте задачу статистического синтеза РЭС и  укажите основные пути ее решения.

9.      Дайте сравнительную характеристику алгоритмам статистического синтеза РЭС с элементами  подстройки.

10. Дайте сравнительную характеристику алгоритмам статистического синтеза РЭС  без  подстраиваемых элементов.

11. Перечислите основные способы построения программных генераторов различных распределений случайных чисел. Дайте их сравнительную характеристику. 

2.9 Оптимальное проектирование РЭС на основе решения задачи линейного программирования. Оптимальное проектирование РЭС на основе решения задачи нелинейного программирования 

Методические указания 

Примеры сведения задачи оптимального проектирования РЭС к задаче линейного программирования. Симплекс–метод и основные утверждения линейного программирования. Модифицированный симплекс–метод. Методы решения целочисленной задачи линейного программирования.

Примеры сведения задачи проектирования РЭС к задаче нелинейного программирования. Методы одномерного поиска оптимального решения. Градиентные методы оптимизации решения. Статистические методы оптимизации. Различные алгоритмы одномерной минимизации функций. 

Вопросы для самопроверки 

1.      Приведите пример задачи на оптимальное проектирование. Покажите, что задача имеет несколько базисных решений, из которых несколько решений допустимы. Решите задачу, используя симплекс-метод. Поставьте её решения в соответствие с вершинами симплекса ограничений. Найдите опорное решение задачи.

2. Производственный  участок  выпускает два  типа   БИС:  Ml   и  М2.   Каждая БИС  последовательно обрабатывается  на  трех технологических установках: ТУ1, ТУ2,  ТУ3.  Время  обработки  в  часах: для  М1 – 10, 5, 7, для М2 – 8, 7, 5, соответственно для участков ТУ1, ТУ2,  ТУ3. Время работы технологических установок соответственно равно 40, 36 и 36 часов в неделю. Прибыль от выпуска Ml и М2 составляет 5 и 3 единицы соответственно. Сформулируйте задачу линейного программирования по максимизации прибыли  производственного участка и  решите ее симплекс-методом. Решение проверьте графически.

3. Укажите основные этапы и особенности оптимального проектирования РЭС с применением методов нелинейного программирования.

4. Приведите примеры составления функционалов при оптимизации радиоустройств.

5. Приведите алгоритмы методов дихотомии, Фибоначчи и золотого  сечения при одномерной минимизации функций.

6. Приведите алгоритмы поисковой одномерной минимизации функций.

7. Укажите свойства матрицы Гесса для многомерных поверхностей различного типа.

8.      Объясните алгоритмы нулевого порядка для минимизации многомерных функций.

9. Покажите эффективность метода сопряженных градиентов перед наискорейшим спуском для минимизации многомерных функций.

10. Приведите алгоритмы методов второго порядка при минимизации многомерных функций.

11. Укажите особенности статистических методов оптимизации радиоустройств. 

2.10 Численные методы в САПР РЭС 

Методические указания 

Аппроксимация и интерполяция табличных данных. Линейная и квадратичная интерполяции. Многочлены Лагранжа, Эрмита  и  Ньютона. Сплайн-аппроксимация и её разновидности. Методы численного дифференцирования. Методы численного интегрирования. 

Вопросы для самопроверки  

1. Сформулируйте постановку задачи и основные понятия задачи аппроксима­ции табличных данных.

2. Дайте сравнительную характеристику методам с применением  многочленов Лагранжа, Эрмита  и  Ньютона.

3. Как функционирует итерационный алгоритм интерполяции Эйткена?

4. Как можно распространить методы интерполяции функции одной перемен­ной  для  функции двух переменных?

5. Применение  метода  наименьших квадратов для  целей  аппроксимации.

6. Дайте сравнительную характеристику методам численного дифференцирова­ния с применением линейной интерполяции и с применением различных многочленов.

7. Дайте сравнительную характеристику методам численного интегрирования: методу  прямоугольников,  методу трапеций  и  методу Симпсона.

8.      Как выполняется численное определение кратных интегралов? 

2.11 Математическое моделирование конструкций РЭС 

Методические указания 

Общая характеристика задачи автоматизации конструкторского проектирования РЭС. Математические модели монтажно–коммутационного пространства. Математические модели конструкций РЭС. Типовые задачи конструкторского проектирования РЭС и алгоритмы их решения. Алгоритмы компоновки конструктивных модулей. Алгоритмы размещения конструктивных модулей. Алгоритмы трассировки проводных соединений. Алгоритмы трассировки печатного монтажа. 

Вопросы для самопроверки 

1. Что такое коммутационная схема радиоэлектронного средства? Чем она отличается  от схемы  принципиальной  электрической?

2. Как строится симметрический взвешенный граф для коммутационной схемы? Приведите пример.

3. Сформулировать задачу покрытия как задачу линейного программирования.

4. Как на   основании   матрицы  смежности  взвешенного  графа   строится упорядоченная  по связности  конструктивных  модулей  последовательность?

5. Алгоритм   Прима.

2.12 Информационное обеспечение САПР РЭС. Машинная графика в САПР РЭС 

Методические указания 

Основные представления данных в САПР. Реляционная модель баз данных. Сетевая модель и иерархическая модель баз данных. Системы управления базами данных.

Основные понятия машинной графики. Математические основы машинной графики. Основные понятия машинной графики. Математические основы машинной графики. Программные средства машинной графики.

 Вопросы для самопроверки 

1. Приведите основные понятия и характеристики технических средств машинной графики.

2. Напишите матрицы преобразований для описания операций вращения, отображения и изменения масштаба плоских изображений. То же для объемных изображений.

3. В чем общность и различие при образовании диметрической и изометрической проекций трехмерных объектов?

4. Сформулируйте алгоритм и напишите матрицы формирования перспективных проекций трехмерных объектов.

5. Сколько  перспективных проекций  и  реперных точек необходимо для полного восстановления трехмерного объекта? Объяснить почему, сформулируйте алгоритм  решения задачи.

6. Опишите структуру вектора представления единичного участка для билинейной, линейчатой и линейной (Кунса) трехмерной поверхности.

7. Приведите примеры единичного элемента бикубической поверхности и поверхности Безье. В чем общность и отличия между ними?

8. Приведите характеристики и параметры основных графических адаптеров растровой  графики.

9. Алгоритмы Брезенхэма для представления  прямых линий  и окружностей  в растровой  графике.

10. Приведите основные характеристики и особенности современных графических пакетов для персональных ЭВМ. 

2.13 Пакеты программ автоматизации проектирования РЭС 

Методические указания 

Пакеты программ для схемотехнического проектирования РЭС. Программы конструкторского проектирования РЭС. Программы системы для электродинамического моделирования. 

Вопросы для самопроверки 

1. Какие пакеты программ используются для схемотехнического проектирования, их преимущества и недостатки?

2. Какие пакеты программ используются для конструкторского проектирования, их преимущества и недостатки?

3. Какие пакеты программ используются для электродинамического моделирования, их преимущества и недостатки? 

3 Перечень тем лабораторных занятий 

3.1 Ввод принципиальной схемы в программе OrCAD.

3.2 Задание шаблона PSpice Template и параметров макромоделей.

3.3 Составление заданий на моделирование и вывод результатов вычислений. 

4 Методические указания к курсовой работе 

4.1 Общие положения курсовой работы 

Курсовая работа по дисциплине «Моделирование радиоэлектронных устройств и систем» выполняется на заключительном этапе изучения курса и ставит следующие цели:

- систематизация и расширение теоретических и практических знаний по курсу;

- овладение навыками работы с технической литературой;

- развитие умения использовать вычислительную технику при выполнении расчетов.

В ходе выполнения курсовой работы следует познакомиться и приобрести навыки работы с системой автоматизированного проектирования, с различными вариантами анализа схем и этапами проектирования и разработки схем с помощью САПР.

Курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки, со всеми необходимыми расчетами, схемами и графиками.

Курсовая работа завершается её защитой. 

4.2 Объем и содержание курсовой работы 

Курсовая работа включает в себя следующие разделы:

- титульный лист;

- введение;

- техническое задание;

- описание математических моделей всех компонентов схемы;

- результат расчета с помощью программы САПР значений потенциалов по постоянному току всех узлов схемы;

- результат расчета с помощью программы САПР значений токов всех ветвей схем;

- результат расчета с помощью программы САПР временного графика изменения узлового потенциала указанного в задании узла;

- результат расчета с помощью программы САПР временного графика изменения тока ветви указанного в задании;

- результат расчета с помощью программы САПР варианта анализа схемы указанного в задании;

- результаты расчета с помощью программы САПР анализа Монте-Карло;

- заключение;

- список использованной литературы;

- оглавление.  

Пояснительная записка выполняется на листах формата А4 и иметь объем 25-35 листов. Пояснительная записка выполняется по всем правилам ГОСТа.  

 4.3 Оформление курсовой работы 

Пояснительная записка должна быть написана на листах формата А4 (210*297), хорошим инженерным языком, в сжатой форме с четкими формулировками и определениями. Применяемые термины должны быть стандартными или являться общепринятыми в технической литературе.

Текст пояснительной записки должен быть разбит на разделы. В начале каждого раздела необходимо привести исходные данные из технического задания или из эскизного расчета. Должны быть приведены обоснования принятых решений, а также указаны источники любой вводимой в проект информации (стандарты, статьи, монографии и т.д.). В конце раздела следует привести все основные результаты расчета.

При расчете отдельных каскадов (узлов) необходимо привести в записке принципиальную схему, выполненную в соответствии с требованиями ЕСКД на белой бумаге. Позиционные обозначения элементов на схеме должны быть такими же, как на чертеже принципиальной схемы приемника. Соответствующие обозначения используются и в тексте пояснительной записки. Расчетные формулы записываются с применением стандартных буквенных обозначений входящих в них величин, затем выполняется числовая подстановка и записывается результат вычислений с разумным округлением и с указанием единицы измерения. Формулы, на которые есть ссылки в дальнейшем, должны иметь сквозную нумерацию.

Если расчеты некоторых каскадов или функциональных узлов выполняются на ЭВМ, то необходимо привести программу и результаты расчета.

Если расчет выполняется с использованием характеристик активных элементов или номограмм, то необходимо привести четкие графические построения, связанные с расчетом.

Все иллюстративные материалы должны иметь порядковый номер и подрисуночные подписи. 

4.4 Варианты задания к курсовой работе 

Выбрав по таблице 1 согласно двум последним цифрам зачетной книжки вариант задания, по таблице 2 определяется номер рисунка принципиальной схемы, узел на котором необходимо определит форму напряжения, ветвь, где необходимо построить форму проходящего тока и вид анализа, который необходимо выполнить для данной схемы. 

Т а б л и ц а 2 – Задание к курсовой работе

Вариант

Рисунок

Узел

Ветвь

Вид анализа

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Вариант 5

Вариант 6

Вариант 7

Вариант 8

Вариант 9

Вариант 10

Вариант 11

Вариант 12

Вариант 13

Вариант 14

Вариант 15

Вариант 16

Вариант 17

Вариант 18

Вариант 19

Вариант 20

Вариант 21

Вариант 22

Вариант 23

Вариант 24

Вариант 25

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 4

Рисунок 3

Рисунок 5

Рисунок 6

Рисунок 7

Рисунок 8

Рисунок 9

Рисунок 10

Рисунок 11

Рисунок 12

Рисунок 13

Рисунок 14

Рисунок 15

Рисунок 16

Рисунок 18

Рисунок 17

Рисунок 19

Рисунок 20

Рисунок 21

Рисунок 22

Рисунок 23

Рисунок 24

Рисунок 25

R4

База VT1

R3

R4

Эмиттер VT3

Коллектор VT2

Сток VT2

C1

Эмиттер VT1

Затвор VT1

R6

Выв.2 DA2

Сток VT2

Выв.7 DA1

Сток VT2

C4

Коллектор VT1

R17

Выв.3 DA2

R2

C2

R13

C1

Выв.8 DD1

R4

R2

C6

R4

R2

R3

Коллектор VT2

Сток VT2

R5

C3

C4

R3

R5

R10

R2

C1

R10

Коллектор VT1

R15

R15

R7

C1

R9

R5

VD2

R4

Температурный

АЧХ

Температурный

Температурный

АЧХ

АЧХ
АЧХ

Температурный

Температурный

Температурный

АЧХ

АЧХ

АЧХ

АЧХ

Температурный

АЧХ

Температурный

АЧХ

Температурный

Температурный

Температурный

Температурный

Температурный

Температурный

Температурный

 Для выполнения анализа Монте-Карло необходимо задавать разброс параметров элементов, для схем усилителей принимаем его ±10%, для всех других схем ±5%.


Рисунок 1 – Трехфазный генератор

 

Рисунок 2 – Усилитель на ИМС К174УН11

 

Рисунок 3 – LC-генератор

 

Рисунок 4 – LC-генератор

 

Рисунок 5 – Усилитель-формирователь для частотомера

 

Рисунок 6 – Усилитель-формирователь для частотомера

 

Рисунок 7 – Усилитель с умножением добротности

 

Рисунок 8 – Генератор гармонических колебаний

 

Рисунок 9 – Генератор на гармониках

Рисунок 10 – Мощный ВЧ генератор

 

Рисунок 11 – Усилитель для наушников

 

Рисунок 12 – Мостовой УЗЧ

Рисунок 13 – Усилитель мощности на полевом транзисторе

Рисунок 14 – Видео усилитель

 

Рисунок 15 Мультивибратор.

 

 

 

Рисунок 16 – Усилитель класса В

 

Рисунок 17 – Широкополосный усилитель

 

Рисунок 18 – Импульсный стабилизатор

 

 

Рисунок 19 – Генератор ЗЧ

 

 

Рисунок 20 – Цифровой генератор

 

Рисунок 21 – Модифицированный генератор Клаппа с низкими искажениями

 

Рисунок 22 – Генератор с очень низким коэффициентом гармоник.

 

Рисунок 23 – Генератор гармонического сигнала с регулировкой частоты

 

Рисунок 24 – Цифровой генератор высокой частоты

 

Рисунок 25 – Генератор мелодии

 Курсовая работа разработана для выполнения на системе автоматизированного проектирования OrCAD. При выполнении курсовой работы следует обратить внимание на то, что библиотеки условных графических обозначений и математических моделей компонентов могут подключаться и отключатся. Если вы не найдете в библиотеках заданных компонентов, то можно использовать взаимозаменяемые компоненты или подключить библиотеки которые находятся в интернете. Следует, также, обратить внимание, что данная программа не допускает русских шрифтов, особенно при указании папки, где вы сохраняете схему. Программа запоминает полностью все маршруты к сохраняемым файлам в них не должно быть ни символа набранного на кириллице, даже цифры.

При выводе результатов расчета обратите внимание на цветовую палитру, в которой выводятся расчеты режима по постоянному току, при распечатке в черно-белом варианте результат может не читаться. Необходимо изменить в настройках выводимые цвета.

После ввода схемы, обратите внимание, на шаблон PSpice Template, он заполнен не для всех компонентов. Необходимо его обязательно ввести, а также ввести необходимые для него параметры. Проверьте также, имеется ли описание модели компонента или его необходимо подключить к компоненту в виде отдельного файла. Подробную информацию по созданию шаблона PSpice Template и описания модели компонента вы найдете в книгах [1, 2, 4, 5].

Чтобы убедится, что все расчеты выполняются правильно, и вы нигде не допустили ошибок при вводе схемы и наборе данных постройте временной график выходного сигнала. Этот сигнал не должен быть слишком маленьким. В случае, если программа выдает ошибку переполнения памяти при расчете, поменяйте символ «Земли» у программы, так как для него имеется несколько математических моделей и некоторые из них могут вызвать переполнение памяти при расчете отдельных схем. 

4.5 Порядок защиты курсовой работы    

Курсовая работа, полностью законченная и оформленная, сдается на проверку руководителю за 2-4 дня до защиты. Курсовая работа возвращается студенту после проверки с письменными замечаниями преподавателя и указанием о допуске к защите. Если курсовая работа выполнена в соответствии с техническим заданием и требованиями к оформлению, если принятые решения работоспособны и целесообразны, а расчеты верны и выявленные при проверке незначительные неточности и недоработки легко могут быть исправлены при подготовке к защите. Если выявлены грубые ошибки, то студент к защите не допускается и ему предлагается доработать или переработать работу.

К защите представляются полностью законченная и оформленная курсовая работа с замечаниями преподавателя и с исправлениями, если в этом возникла необходимость. На проекте должна быть виза руководителя о допуске к защите.

Защита состоит из краткого доклада студента (5-7 мин) о поставленной перед ним задаче, основных структурных, принципиаль­ных, схемных, расчетных и конструктивных решениях, при помощи кото­рых удалось целесообразно реализовать технические требования к передатчику. Затем студент отвечает на вопросы комиссии, состоя­щей из двух человек, одним из которых является преподаватель-ру­ководитель проектирования защищающегося студента. Вопросы комис­сии относятся к проектируемому передатчику, принципам работы от­дельных каскадов и узлов, методам расчета, особенностям конструк­ции и эксплуатации. После защиты комиссия выносит решение об оценке курсовой работы и объявляет ее студенту. 

Список литературы

1. Разевиг В.Д.  Система проектирования OrCAD 9.2. – М.: Салон-Р, 2001.

2. Разевиг В.Д.  Система проектирования цифровых устройств OrCAD. – М.: Салон-Р, 2000.

3. Грошев Д.Е., Макуха В.К. Применение пакета OrCAD для компьютерного проектирования электронных схем. – ч.1. – Учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999.

4. Грошев Д.Е., Макуха В.К. Применение пакета OrCAD для компьютерного проектирования электронных схем. – ч.2. – Учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004.

5. Разевиг В.Д. OrCAD 9 и другие программы // PC Week/ RE. – 1999.-№9.

6. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств / О. В. Алексеев, А. А. Головков, И. Ю. Пивоваров, Г. Г. Чавка; Под ред. О. В. Алексеева. — М.: Высш. шк., 2000.

Содержание

1 Общая информация о дисциплине «Моделирование радиоэлектронных устройств и систем»

2 Рабочая программа и общие методические указания

3 Перечень тем лабораторных занятий

4 Методические указания к курсовой работе

Список литературы

 

3

4

14

14

27