1 / 32

M ATHCAD S PR ÁVNÁ V OLBA P RO A NALÝZU A S YNTÉZU O BVODŮ Jiří Petržela

M ATHCAD S PR ÁVNÁ V OLBA P RO A NALÝZU A S YNTÉZU O BVODŮ Jiří Petržela petrzelj@feec.vutbr.cz icq 306326432. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009. 1/30. náplň semináře shrnutí často používaných matematických programů a obvodových simulátorů při návrhu el. obvodů

alice
Download Presentation

M ATHCAD S PR ÁVNÁ V OLBA P RO A NALÝZU A S YNTÉZU O BVODŮ Jiří Petržela

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. MATHCAD SPRÁVNÁ VOLBA PRO ANALÝZU A SYNTÉZU OBVODŮ Jiří Petržela petrzelj@feec.vutbr.cz icq 306326432

  2. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 1/30 • náplň semináře • shrnutí často používaných matematických programů • a obvodových simulátorů při návrhu el. obvodů • návrh a analýza setrvačných obvodů s ohledem • na možnosti programu Mathcad • modelování dynamických systémů a kvantifikace • pozorovaných jevů • syntéza pasivních analogových filtrů • závěrečné zhodnocení

  3. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 2/30 • obvodové simulátory • SNAP 3 • symbolická nebo semisymbolická analýza linearizo- • vaných obvodů, Laplaceova transformace • ORCAD PSPICE 15 • návrh, analýza a optimalizace analogových obvodů • MICROCAP

  4. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 3/30 • návrhy elektrických filtrů • NAF • kompletní návrh analogových kmitočtových filtrů, • prostředí MS-DOS • FILTER SOLUTION • návrh kmitočtových filtrů konkrétních struktur včetně • výsledného zapojení • FILTER CAD

  5. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 4/30 • programy pro matematické výpočty • MAPLE 12, MAPLESIM • vhodný pro symbolickou analýzu a řešení dif. rovnic, • lze dokoupit užitečné toolboxy • MATLAB • lze řešit obecnou problematiku, obtížné hledání • chyby v programu, více skriptů, toolboxy • MATHCAD

  6. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 5/30 Obr. 1: Dostupné toolboxy programu Mathcad.

  7. Obr. 2: Základní nastavení pracovní plochy v Mathcadu.

  8. podprogramy Obr. 3: Práce se soubory, GUI a grafy v programu Mathcad.

  9. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 8/30 • syntéza lineární imitance • zadána formou racionální lomené funkce • zadána polohou nulových bodů a pólů • citlivost výsledného obvodu na jednotlivé prvky • modulová kmitočtová charakteristika imitance • fázová kmitočtová charakteristika imitance • respektování nejednoznačnosti úlohy

  10. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 9/30 Obr. 4: Rozklady imitančních funkcí v programu Mathcad.

  11. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 10/30 • návrh nelineárního oscilátoru • známe ekvivalentní vlastní čísla • zadána rovněž struktura obvodu • úkolem je zjistit numerické hodnoty prvků obvodu • provést numerickou analýzu výsledného zapojení • výpočet Ljapunovských exponentů • zobrazení 1D bifurkačního diagramu

  12. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 11/30 obecný maticový popis dynamických systémů třídy C kde po částech lineární funkce referenční dynamický systém třídy C chaos jako řešení systému je možné rovněž pro dosažitelnost hodnot vlastních čísel je omezena

  13. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 12/30 Obr. 5: Runge-Kuttova integrační metoda v Mathcadu.

  14. Obr. 6: 1D bifurkační diagram, program Mathcad.

  15. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 14/30 Obr. 7: Výpočet spektra Ljapunov exponentů, Mathcad.

  16. Obr. 8: 3D graf největšího Ljap. exponentu v Mathcadu.

  17. Obr. 9:Schodová nelineární funkce programem Mathcad.

  18. Obr. 10: Řešení soustavy lineárních rovnic v Mathcadu.

  19. Obr. 11: 3D vizualizace vícespirálového chaosu, Mathcad.

  20. Obr. 12: 3D vizualizace vícespirálového chaosu, Mathcad.

  21. Obr. 13: Filtrační efekt piezoelementu v Mathcadu.

  22. Obr. 14: 2D FFT pomocí programu Mathcad.

  23. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 22/30 • automatizovaný návrh pasivního příčkového filtru • známa modulová kmitočtová charakteristika filtru • zadaná význačnými kmitočty • výpočet minimálního řádu prototypu filtru pro • zadanou aproximaci • impedanční a kmitočtové odnormování • citlivost výsledného zapojení na změnu prvků • náznak toleranční analýzy a syntézy pasivního filtru

  24. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 23/30 Obr. 15: Definice k návrhu Butterworthova filtru, Mathcad.

  25. Obr. 16: Výpočet hodnot prototypu filtru v Mathcadu.

  26. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 25/30 Obr. 17: Kmitočtové charakteristiky prototypu v Mathcadu.

  27. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 26/30 Obr. 18: Symbolické výpočty programem Mathcad.

  28. Obr. 19: Analýza oscilátoru v prostředí Mathcad.

  29. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 28/30 Obr. 20: Příklad toleranční analýzy oscilátoru v Mathcadu.

  30. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 29/30 • další problémy řešené programem Mathcad • optimalizace tlumící sekvence ultrazvukového • senzoru (On-Semiconductor) • simulace šíření ultrazvuku vzduchem • (On-Semiconductor) • testování stability elektronického obvodu (výuka) • zvýraznění signálu v šumu kumulačními metodami • (ABB)

  31. SEMINÁŘ UREL, 8.4.2009 30/30 • závěrečné zhodnocení programu Mathcad • výborné grafické možnosti • rychlé vyhledání chyby v programu • vhodné pro výuku, když je třeba něco rychle udělat • dlouhé výpočetní rutiny často nestabilní, situace se • zlepšuje s novými verzemi • chybí podpora počítačů s více jádry • kompatibilita jednotlivých verzí

  32. děkuji za pozornost

More Related