1 / 17

Zastosowania komputerów w elektronice

Zastosowania komputerów w elektronice. Zastosowania komputerów. Zastosowania komputerów. Rozrywka Programu biurowe, graficzne Systemy informacyjne Internet (poczta, WWW, aplikacje sieciowe) Bazy danych CAM - Computer Aided Manufacturing CAD - Computer Aided Design ... .

moeshe
Download Presentation

Zastosowania komputerów w elektronice

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. Zastosowania komputerów w elektronice Zastosowania komputerów

  2. Zastosowania komputerów • Rozrywka • Programu biurowe, graficzne • Systemy informacyjne • Internet (poczta, WWW, aplikacje sieciowe) • Bazy danych • CAM - Computer Aided Manufacturing • CAD - Computer Aided Design • ...

  3. Oprogramowanie CAD w elektronice • PSPCE – komputerowa symulacja układów elektronicznych (analogowych i cyfrowych) • ORCAD – projektowanie płyt drukowanych • MATLAB – uniwersalnym środowisko integrujące algorytmy matematyki stosowanej (metody numeryczne, cyfrowe przetwarzanie sygnałów, telekomunikacja, ...) • Inne • Korzystanie z oprogramowania CAD wymaga: • dobrej znajomości zagadnień projektowania układów elektronicznych, • dobrej znajomości stosowanych przez program sposobów opisu i analizy układów elektronicznych.

  4. ORCAD (Cadence) • Program do projektowania płyt drukowanych • Kilka lat temu ORCAD przejął PSPICE

  5. PSPICE • SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) • SPICE 2G.6 powstał na Uniwersytecie Berkeley w 1984 roku – ostatnia wersja z kodem programu w języku FORTRAN • SPICE 3 – kod w języku C • PSPICE – nazwa handlowa wersji SPICE zgodnego ze SPICE 2G.6, produkowanego przez firmę MicroSim • Początkowo wejściem i wyjściem programu były tylko pliki tekstowe • Z czasem dodano do programu PSPICE postprocesor graficzny PROBE, który umożliwia prezentację wyników analizy w formie graficznej • Współcześnie plik danych zawierający opis obwodu i parametry analizy można przygotować w programie graficznym

  6. Dostępne liniowe elementy obwodu el. • Źródła sygnałów • sinusoidalne (zespolone), • zdefiniowane w dziedzinie czasu (sinusoidalne, prostokątne, modulowane, odcinkami proste itp.) • Elementy liniowe RLC • Filtry • Linie transmisyjne • Transformatory • 4 źródła sterowane

  7. Dostępne elementy elektroniczne • diody, • tranzystory bipolarne, • tranzystory unipolarne JFET i MOSFET, • tranzystory GaAsFET, • tyrystory, • transformatory nieliniowe, • wzmacniacze operacyjne, komparatory, • inne układy scalone, • makromodele różnych elementów, np. lamp elektronicznych

  8. Dostępne analizy • Analiza stałoprądowa – .DC • Analiza dynamiczna liniowa – .AC • Analiza szumów – .NOISE • Analiza dynamiczna nieliniowa – .TRAN • Analiza parametryczna – .PARAM • Analiza wrażliwości – .SENS • Analizy statystyczne – .MC, .WCASE • Analiza Fouriera (FFT) – .FOUR • Optymalizacja

  9. Analiza stałoprądowa – DC Sweep • Zmienną niezależną może być: • napięcie źródła napięciowego • prąd źródła prądowego • temperatura • parametr modelu elementu (np. beta tranzystora) • parametr globalny (rezystancja, stosunek rezystancji, ...) • Układ elektroniczny opisany jest układem równań nieliniowych o rzeczywistych współczynnikach • Układ równań jest rozwiązywany metodą Newtona Raphsona • Wynikiem analizy są stałe prądy i napięcia w obwodzie • Analiza może być zagnieżdżona

  10. Przykład analizy stałoprądowej pomiar charakterystyk wyjściowych tranzystora • Mierzony jest prąd kolektora tranzystora Q1 • Zmienną niezależną jest napięcie kolektor emiter tranzystora • Napięcie zmienia się od 0 do 40V z krokiem 10mV • Pomiar jest wykonywany dla prądów bazy równych • 0, 50μA, 100 μA, 150 μA, 200μA, 250μA, 300μA Schemat układu do pomiaru charakterystyk tranzystora

  11. Charakterystyki wyjściowe tranzystora 2N3904 i hiperbola strat 300mW

  12. Analiza dynamiczna liniowa – AC • Zmienną niezależną jest częstotliwość (analiza w dziedzinie częstotliwości) • Układ elektroniczny opisany jest układem równań liniowych o zespolonych współczynnikach • Elementy nieliniowe są zastąpione małosygnałowymi liniowymi modelami • W układzie musi wystąpić co najmniej jedno źródło sygnału sinusoidalnego (prądowe lub napięciowe) • Wynikiem analizy są zespolone prądy i napięcia w obwodzie • Dostępne charakterystyki: • Amplitudowa • Fazowa • Część rzeczywista, urojona • Opóźnienie grupowe

  13. Parametry analizy AC • Dla wszystkich źródeł sygnałów sinusoidalnych należy podać amplitudę i fazę (domyślna amplituda wynosi 1, faza 0) • Dla analizy należy podać • typ skali: liniowa, oktawowa, dekadowa • zakres badanych częstotliwości (początek, koniec) i gęstość punktów pomiarowych • Wynikami są zespolone napięcia i prądy, gdy wymuszenie ma wartość domyślną (amplituda 1, faza 0), to wartości napięć i prądów są wartościami funkcji przenoszenia • Analiza jest liniowa i amplituda sygnałów nie wpływa na funkcje przenoszenia, dlatego np. we wzmacniaczu o napięciu zasilania 10V amplituda napięcia wyjściowego może wynieść 100V

  14. Analiza dynamiczna nieliniowa Transient (TRAN) • Zmienną niezależną jest czas (analiza w dziedzinie czasu) • Układ elektroniczny opisany jest układem równań różniczkowych (liniowych lub nieliniowych) • Rozwiązywane jest zagadnienie początkowe (układ równań różniczkowych plus warunek początkowy) • W obwodzie może wystąpić dowolna liczba źródeł sygnałów o b. różnych przebiegach (sinusoidalne, prostokątne, modulowane, odcinkami proste itp.) • Wynikiem analizy są rzeczywiste przebiegi prądów i napięć w obwodzie • Analiza stosowana do • Analizy stanów przejściowych • Analizy zniekształceń harmonicznych wzmacniaczy – dostarcza danych dla analizy FFT • Analizy generatorów • Analizy układów nieliniowych: • modulatorów i demodulatorów, • mieszaczy.

  15. Analiza parametryczna • Analizy DC, AC, TRAN mogą być wykonane wielokrotnie dla różnych wartości wybranego parametru np. rezystancji, pojemności czy bety tranzystora • W wyniku analizy parametrycznej uzyskuje się rodzinę charakterystyk – po jednej charakterystyce dla jednej wartości parametru • Na podstawie obserwacji rodziny charakterystyk można określić optymalną wartość parametru projektowanego układu

  16. Analiza Fouriera (FFT) • Analizie FFT można poddać wynik analizy AC i TRAN • Analizy dokonuje się w postprocesorze graficznym PROBE • Podstawowe zastosowania to analiza Fouriera przebiegów czasowych napięć i prądów (wyników analizy w dziedzinie czasu): • badanie widma sygnałów wyjściowych układów nieliniowych – mieszaczy, modulatorów i demodulatorów, • badanie zniekształceń harmonicznych wzmacniaczy, • analiza widmowa generatorów. • Analiza zniekształceń harmonicznych jest częścią analizy TRAN – wyniki w formie tekstowej są dostępne w pliku wyjściowym

  17. Schemat wzmacniacza WE

More Related