Лекция 9. Моделирование аналоговых функциональных схем (продолж.)
• Алгоритмы моделирования базовых
элементов
3. Линейные инерционные элементы
-во временной области - на основе соотношений
дискретной свертки (метод скользящего суммирования).
-суть метода состоитt в разбитие интервала интегрированияy(t) (0, t)x(для) h(t )d ;
0
и интервала текущего времени интегрирования (0, ) |
||
t n t, |
k t, |
t (n k) t. |
на отрезки t: |
|
|
Основы автоматизации |
|
проектирования |
111 |
Лекция 9. Моделирование |
||
аналоговых функциональных схем |
||
(продолж.) |
|
|
• |
Алгоритмы моделирования базовых |
|
элементов |
|
|
|
3. Линейные инерционные элементы |
|
|
(во временной области) |
|
|
- Используя метод прямоугольников при численном |
|
|
интегрировании, получим при d t вместо |
|
|
интеграла его дискретную аппроксимацию в виде |
|
|
суммы n |
n |
|
yn x(k t)h((n k) t) t t xk hn k . |
|
|
k 0 |
k 0 |
называют дискретной сверткой.
Основы автоматизации |
|
проектирования |
112 |
Лекция 9. Моделирование аналоговых функциональных схем (продолж.)
• Алгоритмы моделирования базовых
элементов
4. Нелинейные инерционные элементы
-моделируются в зависимости от принятого метода
моделирования.
-если принят метод ДУ, то алгоритм решения задачи моделирования очень похож на решение задач схемотехнического моделирования
-если принят метод разделения нелинейных и инерционных свойств, то алгоритмы будут в виде комбинаций предыдущих алгоритмов
-алгоритмы моделирование на основе аппарата рядов
Вольтеррра очень сложны в изложении.
Основы автоматизации |
|
проектирования |
113 |
Лекция 9. Моделирование аналоговых функциональных схем
•Построение и моделирование функциональных схем.
–Построение модели сложных ФС выполняется в два этапа.
–На первом этапе каждый реальный элемент устройства (системы) представляется соответствующей моделью базового элемента. Если выполняемые функции ФС не очень сложны, то на этом построение модели ФС может быть закончено.
–Если же выполняемые функции элементов ФС сложны, то обычно необходим второй этап – этап детализации модели ФС.
–Этап детализации, в свою очередь, может быть также многоступенным, когда детализируемый элемент разделяется на более мелкие элементы, детализирующие его преобразования, т.е. последовательностью более простых преобразований.
Основы автоматизации |
|
проектирования |
114 |
Лекция 9. Моделирование аналоговых функциональных схем
•Построение и моделирование функциональных схем.
-Пример: структурная схема приемника имеет вид, изображенный на рис. а, следующий слайд.
-На первом этапе предположим, что усилитель высокой частоты (УВЧ), усилитель промежуточной частоты (УПЧ) и усилитель низкой частоты (УНЧ) выполняют чисто линейную операцию (линейные инерционные элементы), идеальный смеситель выполняет операцию вычитания сигналов, а детектор – идеальное нелинейное безынерционное преобразование
-получим модель ФС (рис. б).
Основы автоматизации |
|
проектирования |
115 |
Лекция 9. Моделирование аналоговых функциональных схем
•Построение и моделирование функциональных схем.
x( c) |
|
Смеситель |
УПЧ |
Детектор |
УНЧ |
УВЧ |
|
||||
|
|
x( г) |
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
x( c) |
x'( c) |
x( г- c) |
|
x'( г- c) |
x( ) |
HУВЧ(р) |
|
|
HУПЧ(р) |
f(x) |
HУНЧ(р) |
x( г)
б)
Основы автоматизации |
|
проектирования |
116 |
Лекция 9. Моделирование аналоговых функциональных схем
•Построение и моделирование функциональных схем.
-Если первое приближение не дает при моделировании удовлетворительной точности, то отдельные наиболее сложные элементы можно детализировать.
-Так, например, дальнейшая детализация смесителя приведет к более сложной модели, где вместо идеальной операции сложения учитываются нелинейные (блок нелинейного безынерционного элемента) и инерционные свойства смесителя.
Основы автоматизации |
|
проектирования |
117 |
Лекция 9. Моделирование аналоговых функциональных схем
•Построение и моделирование функциональных схем.
x( c)
|
f(x) |
Hсм(р) |
x( г)
Аналогично могут быть детализированы блоки
усилителей (учесть нелинейные свойства) и детектора
(учесть инерционные свойства).
Основы автоматизации |
|
проектирования |
118 |
Лекция 9. Моделирование аналоговых функциональных схем
•Моделирование функциональных схем
-Моделирование полученной модели ФС заключается в последовательном преобразовании сигнала каждым элементом с помощью алгоритмов, которые мы рассмотрели ранее. Такое моделирование называется имитационным
или причинно-следственным.
-Моделировании ФС при воздействии сложных модулированных сигналов может быть выполнено на основе метода несущей или огибающей сигнала.
Основы автоматизации |
|
проектирования |
119 |
Лекция 9. Моделирование аналоговых функциональных схем
•Моделирование функциональных схем
- Пример. Необходимо выполнить |
||
моделирование схемы при воздействии |
||
амплитудно-модулированного сигнала |
||
|
3 |
11 |
|
|
|
2 |
4 |
10 |
1 |
5 |
9 |
|
|
t |
|
6 |
8 |
|
|
7 |
Основы автоматизации |
|
проектирования |
120 |