19.Пакеты программ автоматизированного проектирования рэс.

Системы программ, предназначенные для автоматизированного проектирования РЭС, часто принято называть EDA-приложениями . Их можно разделить на две основные группы: системы схемотехнического проектирования и конструкторского проектирования РЭС.

Кроме основных групп пакетов программ, в САПР РЭС широко используются различные вспомогательные пакеты: математические пакеты, базы данных, графические и текстовые редакторы, электронные таблицы.

Для моделирования электрических схем используются различные языки описания схем. Наиболее распространенными являются алгоритмические языки Spice и VHDL.

Пакет программ Spice (PSpice) описывает встроенные математические модели типовых компонентов: биполярные транзисторы, МДП-транзисторы, полевые транзисторы с управляющим p-n – переходом, арсенид-галлиевые полевые транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, индуктивности, независимые источники напряжения и тока, линии задержки, ключи, управляемые источники, операционные усилители, компараторы.

Язык VHDL Описывает алгоритмы через последовательность операторов присваивания и принятия решений. Используется для проектирования цифровых устройств.

Наиболее распространенные системы программ, предназначенные для автоматизированного проектирования устройств промышленной электроники и их характеристики приведены в таблице.

Название САПР, разработчик	Область применения
DesignCenter (с версии 5.1); DesignLab (с версии 8.0), OrCAD (с версии 9.0) разработки корпорации MicroSim (http://www.microsim.com)	Графический ввод принципиальных схем и разработка печатных плат, моделирование аналоговых, смешанных аналого-цифровых и цифровых устройств, проектирование программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).
Micro-CAP разработка фирмы Spectrum Software (http://www.spectrum-soft.com	Моделирование аналоговых, смешанных аналого-цифровых и цифровых устройств.
Electronics Workbench (EWB) разработка фирмы Interactive Image Technologies (http://www.interactiv.com); развитие – пакет Multisim разработка фирмы National Instruments (http://www.ni.com).	Моделирование аналоговых, смешанных аналого-цифровых и цифровых устройств.
P-CAD разработка фирмы Personal CAD Systems (http://www.pcad.com)	Конструкторский пакет, обеспечивающий полное решение различных задач конструкторского проектирования РЭС

20.Классификация частотно-избирательных фильтров. Передаточная функция реализуемого фильтра. АЧХ идеального и реального ФНЧ. Групповое время задержки фильтра и его связь с ФЧХ. ФЧХ идеального и реального ФНЧ. Основные требования при проектировании фильтров.

Электрический фильтр – это частотно-избирательное устройство, изменяющее амплитудный или фазовый спектр сигнала.

Характеристику частотно-избирательного фильтра в частотной области принято описывать при помощи передаточной функции W(p).

АЧХ фильтра – это модуль передаточной функции W(j), а фазочастотная характеристика (ФЧХ) – это аргумент передаточной функции () .

АЧХ определяет фильтрующие свойства по амплитуде: составляющие сигнала, имеющие различные частоты, будут ослабляться фильтром в разной степени.

ФЧХ характеризует фильтрующие свойства по фазе: составляющие сигнала, имеющие различные частоты, будут сдвигаться фильтром по фазе в разной степени.

По виду амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) различают 4 основных вида фильтров

- фильтр нижних частот (ФНЧ) – пропускает НЧ от 0 Гц и задерживает ВЧ;

- фильтр верхних частот (ФВЧ) – пропускает ВЧ и задерживает НЧ;

- полосно-пропускающий фильтр (ППФ) – пропускает полосу частот и подавляет частоты выше и ниже этой полосы;

- полосно-заграждающий фильтр (ПЗФ) – подавляет определенную полосу частот и пропускает частоты выше и ниже этой полосы.

Для возможности анализа формы АЧХ в широких диапазонах изменения коэффициентов передачи и частот, АЧХ, как правило, представляют в логарифмическом масштабе

, дБ.

Также возможно представление АЧХ в виде затухания для нормированной АЧХ (имеющей единичный коэффициент передачи в полосе пропускания):

, дБ.

ЛАЧХ фильтра нижних частот: 1. 0_с – полоса пропускания; 2._с ₁ – переходная область; 3.₁  – полоса задерживания

Групповое время задержки (время замедления)

.

характеризует фазовые искажения, вносимые фильтром на разных частотах (время задержки фильтром максимума передаваемой энергии). С точки зрения ФЧХ идеальным считается фильтр, имеющий постоянное групповое время задержки в полосе пропускания, и, следовательно, линейную ФЧХ (этому условию удовлетворяют ФНЧ Бесселя). Такие фильтры не вносят в сигнал линейных искажений

ФЧХ идеального и реального фильтров нижних частот

Проектирование фильтра производится с учетом одного или нескольких из следующих требований:

1. форма АЧХ должна обеспечивать частотную избирательность (требуемое отношение «сигнал/помеха» на выходе фильтра);

2. в случае, сигнал широкополосный (т.е. содержит набор гармоник), форма ФЧХ в полосе пропускания должна быть близка к линейной;

3. время установления выходного сигнала фильтра должно быть минимальным, а переходный процесс – иметь малую амплитуду перерегулирований;

4. аппаратные затраты на реализацию схемы фильтра должны быть минимальны.

При проектировании фильтров, в зависимости от задачи, стремятся к наилучшему приближению (аппроксимации) идеальных частотных характеристик (АЧХ либо ФЧХ). Следует отметить, что одновременная аппроксимация и АЧХ, и ФЧХ невозможно.