Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Методические указания по расчетно-графическому заданию

для студентов III-V курсов факультета РЭФ

специальностей «Радиотехника»

и «Радиосвязь, радиовещание и телевидение»

дневного отделения

НОВОСИБИРСК

2012

Составили канд. техн. наук, доц. М.Я.Котляр,

канд. техн. наук, доц. О.Н. Шлыкова

Рецензент: д-р. техн. наук, проф. И.С. Грузман

Работа подготовлена кафедрой радиоприемных

и радиопередающих устройств

 Новосибирский государственный

технический университет, 2012

Введение

Настоящие методические указания включают в себя необходимые сведения для выполнения расчетно-графического задания по курсу «Основы автоматизации проектирования РЭУ». Знакомство с ними позволит студентам успешно выполнить задание и приобрести знания, умения и навыки, характерные для работы в среде систем автоматизированного проектирования (САПР).

Известно, что в САПР происходит четкое разделение функций человека и ЭВМ. ЭВМ выполняет рутинные операций, производя сложные (иногда очень сложные) расчеты. По стандартным программам, в то время как человек, освобожденный от громоздких вычислений, должен заниматься творческой интеллектуальной работой, которая заключается в анализе результатов, выданных ЭВМ, и принятии решений на этой основе. Именно на такой характер деятельности студента ориентировано данное расчетно-графическое задание.

1. Задание на работу

В качестве исходных данных студенту задается вариант пассивной линейной электрической схемы. При этом оговариваются рабочий диапазон частот, тип и значения номиналов компонентов и предельные отклонения номиналов в положительную и отрицательную стороны, выраженные в процентах.

На основе исходной информации студент, используя набор стандартных программ, должен выполнить следующую работу:

1.1. Получить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) коэффициента передачи по напряжению заданной схемы при номинальных значениях параметров компонентов (функция SLEHTATH).

1.2. Провести анализ с учетом наихудшего отклонения параметров компонентов от номиналов (функция SLEHTATH).

1.3. Рассчитать коэффициенты влияния (режим главного меню «Коэффициенты влияния», функция KVL).

1.4. Принять решение о способе подстройки схемы с компонентами, имеющими отклонения от номиналов, с целью максимального восстановления исходной характеристики (АЧХ), должны быть апробированы, по крайней мере, два варианта. Под способом подстройки здесь понимается выбор двух компонентов (кроме сопротивлений генератора и нагрузки), перестройка которых, по Вашему мнению, обеспечит наилучшее восстановление исходной характеристики.

1.5. Смоделировать на ЭВМ процедуру подстройки схемы с целью достижения наилучшего результата (режим главного меню «Регулирование компонентов», функция REG).

1.6. Смоделировать настройку с использованием программы оптимизации (режим главного меню «Оптимизация симплекс-методом», функция SIMPLEX),

1.7. Самая важная и ответственная часть работы: сравнить результаты настройки схемы различными парами компонентов; сопоставить результаты настройки схемы исходя из значений коэффициентов влияния (интегральных и относительных) компонентов и на основе использования программы оптимизации; привести аргументы в пользу выбранного Вами способа подстройки схемы.

1.8. Оформить пояснительную записку, описывающую процедуру выполнения задания с выделением этапов принятия решений и их мотивировкой.

2. Описание комплекса программ

Программный комплекс состоит из пяти основных функций:

• SLEHTATH - функция вычисления худшего случая отклонений параметров компонентов от номинала и расчета наихудшей и идеальной АЧХ;

• KVL - функция вычисления коэффициентов чувствительности при малых изменениях параметров компонентов схемы;

• RЕG - функция регулирования компонентов: моделирует схему при изменении одного из компонентов;

• SIMPLEX - функция оптимизации значений двух подстраиваемых компонентов для максимального восстановления исходной АЧХ в случае наихудшего отклонения параметров компонентов от номинала;

• EDIT - функция редактирования файла RLC.DAT для оперативного изменения этого файла без выхода из программы.

Функция EDIT может быть вызвана также из функций SIMPLEX и REG.

Программа имеет удобные меню, позволяющие выбирать дальнейший режим работы с помощью клавиш управления курсора и нажатия клавиши <ENTER>.

Запуск программы производится командой МЗГО5 путем установки указателя курсора на файл NASTR.ЕХЕ и нажатия клавиши <Еnter>.

После запуска программы экран очищается и на экране появляется основное меню, содержащее шесть пунктов:

1. худший случай- запуск функции SLEHTATH;

2. чувствительность- запуск функции KVL;

3. регулирование компонентов- запуск функции REG;

4. оптимизация симплекс-методом- запуск функции SIMPLEX ;

5. редактор- запуск функции EDIT;

6. выход из программы.

Запуск любой функции осуществляется путем выбора клавишами управления курсором соответствующей строки в меню и начатием клавиши <Enter>.

До запуска программы должен быть создан файл RLC.DAT, описывающий исследуемую схему (правила составления файла - см. ниже).

В начале работы необходимо запустить функцию- худшего случая. После выполнения этой функции можно запускать функцию регулирования и оптимизации, так как они исходят из худшего случая отклонения компонентов от номинала. Функцию вычисления чувствительности можно запускать в любой момент работы программы, так как она не учитывает возможные отклонения компонентов от номинала. Однако перед запуском функций REG и SIMPLEX желательно запустить функцию KVL для определения элементов, влияние которых на АЧХ наибольшее - именно эти компоненты можно попробовать использовать в качестве подстроечных, хотя это далеко не всегда является лучшим решением.

Программный комплекс позволяет сделать выводы по допустимому разбросу параметров от номинала, по выбору подстроечных элементов, а также сделать выводы о потенциальных возможностях восстановления требуемой АЧХ при разбросе параметров путем подстройки одного-двух компонентов. Кроме того, можно определить отклонение АЧХ для наихудшего случая от АЧХ для идеального случая при отсутствии подстроечных элементов.

Напоминаем: для работы программы должен быть составлен файл данных под именем RLC.DAT.