Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)

Методы анализа электронных схем ПРОГРАММА, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Н.С. Савёлов

Новочеркасск 2007

УДК 621.38.001.573 (076.5)

Рецензент – кандидат технических наук В.Р. Проус

Савёлов Н.С.

Методы анализа электронных схем: Программа, методические указания и контрольные задания / Юж.-Рос. Гос. Техн. Ун-т.– Новочеркасск: юргту, 2007.– 27 с.

Приведены общие сведения, программа, методические указания и контрольные задания по дисциплине «Методы анализа электронных схем».

Предназначены для студентов специальностей «Промышленная электроника» и «Управление и информатика в технических системах» всех форм обучения.

© Южно-Российский государственный технический университет, 2007

© Савёлов Н.С., 2007

1. Общие указания

В последнее время происходит все более ускоряющийся переход от прежних, традиционных подходов к анализу и расчету электронных схем к современным, основанным на математическом компьютерном моделировании.

Характерной чертой прежних подходов является то, что для каждого отдельного класса электронных схем (усилителей, стабилизаторов и т. д.) используются специализированные приемы и методы. Эти приемы и методы, как правило, логически слабо связаны. Поэтому слабо взаимосвязаны и различные разделы соответствующих учебных курсов, базирующихся на таких подходах.

Современные подходы характерны использованием достаточно малого числа универсальных эффективных методов, основанных на последних достижениях прикладной математики, электроники и вычислительной техники. Эти методы позволяют выполнять анализ и расчет различных электронных схем единообразно, с использованием единых исходных позиций. Но эти методы, отличающиеся глубиной реализуемых идей, сложны и их усвоение требует глубокой всесторонней проработки.

Изучаемые методы являются машинными, ориентированными на использование различных современных вычислительных устройств. Эти методы реализованы в современных программных системах схемотехнического моделирования, широко используются для математического моделирования устройств электроники. Еще одна очень важная область применения изучаемых методов – современные микропроцессорные системы управления. Возможности современных микропроцессоров уже позволяют реализовать изучаемые методы и оперативно выполнять расчеты.

Здесь нужно отметить, что, кроме устройств электроники, и другие самые различные объекты могут моделироваться как электронные схемы. Применение рассматриваемых методов дает микропроцессорной системе управления возможность прогнозировать реакцию объекта на те или иные воздействия, а также получать ту информацию об объекте, которую не могут дать использующиеся датчики.

Приступая к изучению дисциплины, очень полезно хорошо осознать роль математического моделирования.

Математическое моделирование стало одним из основных и наиболее эффективных методов изучения технических устройств и систем. Оно обеспечивает детальное исследование объекта, является основой оптимизации и синтеза.

Наиболее важными преимуществами математического моделирования в сравнении с традиционными методами является резкое снижение материальных затрат и времени, исключительная простота изменения условий решаемых задач, безопасность изучения самых разнообразных режимов, высокая точность результатов, удобная форма представления получаемой информации и возможность автоматизации ее обработки.

Особую роль математическое моделирование играет при проектировании электронных устройств и систем. Причинами этого в первую очередь являются все возрастающая сложность электронных схем и ускоряющиеся темпы развития электроники. Часто математическое моделирование оказывается единственным полезным инструментом разработчика электронных устройств.

Необходимо со всей определенностью указать, что знание основ математического моделирования является непременной характеристикой современного специалиста в области электроники.

Рассматриваемая дисциплина систематически излагает основы математического моделирования электронных устройств. Ее успешное освоение дает возможность приступить к достаточно квалифицированному использованию современных методов и соответствующих программных средств. Вместе с тем она закладывает фундамент дальнейшего совершенствования в области машинного анализа и синтеза электронных схем.

В результате изучения дисциплины студент должен знать методы построения и особенности применения математических моделей элементов электронных схем, а также линейных и нелинейных математических моделей электронных устройств, используемых при моделировании на постоянном, переменном токе и для анализа динамических режимов.

Студент также должен уметь создавать и обоснованно выбирать математические модели, соответствующие задаче исследования электронных устройств, правильно их использовать и квалифицированно интерпретировать результаты моделирования.

Изложение материала дисциплины предполагает наличие знаний, навыков и умений, приобретаемых при изучении математики, физики, методов вычислений, электротехники и электроники.

Предлагаемый к изучению материал излагается в источниках, указанных в библиографическом списке.