- •Основы компьютерного проектирования и моделирования рэс
- •Оглавление
- •Глава 1. Основные понятия, определения, классификация 9
- •Глава 2. Классификация методов моделирования 37
- •Глава 7. Программирование в среде «mathcad» 159
- •Глава 8. Оценка искажений сигналов при прохождении через нелинейные устройства 178
- •Глава 9. Цифровая фильтрация 186
- •Глава 10. Синтез линейных антенных систем 286
- •Глава 11. О моделировании канала связи 314
- •Введение
- •Глава 1. Основные понятия, определения, классификация
- •1.1 Понятия системы, модели и моделирования
- •1.2 Классификация радиотехнических устройств
- •Отличительные признаки устройств согласно данной классификации
- •Устройства пассивного и активного типа
- •Устройства автономного и неавтономного типа
- •Устройство с элементами сосредоточенного и распределенного типа
- •1.3 Основные типы задач в радиотехнике
- •1.4 Развитие понятия модели
- •1.4.1 Модель как философская категория
- •1.4.2 Моделирование – важнейший этап целенаправленной деятельности
- •1.4.3 Познавательные и прагматические модели
- •1.4.4 Статические и динамические модели
- •1.5 Способы воплощения моделей
- •1.5.1 Абстрактные модели и роль языков
- •1.5.2 Материальные модели и виды подобия
- •1.5.3 Условия реализации свойств моделей
- •1.6 Соответствие между моделью и действительностью в аспекте различия
- •1.6.1 Конечность моделей
- •1.6.2 Упрощенность моделей
- •1.6.3 Приближенность моделей
- •1.6.4 Адекватность моделей
- •1.7 Соответствие между моделью и действительностью в аспекте сходство
- •1.7.1 Истинность моделей
- •1.7.2 О сочетании истинного и ложного в модели
- •1.7.3 Сложности алгоритмизации моделирования
- •1.8 Основные типы моделей
- •1.8.1 Понятие проблемной ситуации при создании системы
- •1.8.2 Основные типы формальных моделей
- •1.8.3 Математическое представление модели «черного ящика»
- •1.9 Взаимосвязи моделирования и проектирования
- •1.10 Точность моделирования
- •Глава 2. Классификация методов моделирования
- •2.1 Реальное моделирование
- •2.2 Мысленное моделирование
- •Глава 3. Математическое моделирование
- •3.1 Этапы создания математических моделей
- •З.2 Компонентные и топологические уравнения моделируемого объекта
- •3.3 Компонентные и топологические уравнения электрической цепи
- •Глава 4. Особенности компьютерных моделей
- •4.1 Компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент
- •4.2 Программные средства компьютерного моделирования
- •Глава 5. Особенности радиосистемы как объекта изучения методами моделирования на эвм
- •5.1 Классы радиосистем
- •5.2 Формальное описание радиосистем
- •Глава 6. Применение пакета прикладных программmathcadдля моделирования телекоммуникационных устройств
- •6.1 Основные сведения об универсальном математическом пакете программMathCad
- •6.2 Основы языкаMathCad
- •3.246Е – 3 – это число 0.003246;
- •6.2.1 Тип входного языкаMathCad
- •6.2.2 Описание текстового окнаMathCad
- •6.2.3 Курсор ввода
- •6.2.4 Содержание командных меню (2-ая строка)
- •6.2.5 Управление элементами интерфейса
- •6.2.6 Выделение областей
- •6.2.7 Изменение масштаба документа
- •6.2.8 Обновление экрана
- •6.2.9 Содержание инструментальных панелей подменю «математика»
- •6.3 Основные правила работы в среде «MathCad»
- •6.3.1 Удаление математических выражений
- •6.3.2 Копирование математических выражений
- •6.3.3 Перенос математических выражений
- •6.3.4 Вписывание в программу текстовых комментариев
- •6.4 Построение графиков
- •6.4.1 Построение графиков в декартовой системе координат
- •6.4.2 Построение графиков в полярной системе координат
- •6.4.3 Изменение формата графиков
- •6.4.4 Правила трассировки графиков
- •6.4.5 Правила просмотра участков двумерных графиков
- •6.5 Правила вычислений в среде «MathCad»
- •6.6 Анализ линейных устройств
- •6.6.1 Передаточная функция, коэффициент передачи, временные и частотные характеристики
- •6.6.2 Коэффициент передачиK(jω)
- •6.6.3 Амплитудно-частотная характеристика (ачх)
- •6.6.4 Определение переходной и импульсной характеристик
- •6.7 Методы решения в среде «MathCad» алгебраических и трансцендентных уравнений и организация вычислений по циклу
- •6.7.1 Определение корней алгеброических уравнений
- •6.7.2 Определение корней трансцендентных уравнений
- •6.7.3 Вычисления по циклу
- •6.8 Обработка данных
- •6.8.1 Кусочно-линейная интерполяция
- •6.8.2 Сплайн-интерполяция
- •6.8.3 Экстраполяция
- •6.9 Символьные вычисления
- •6.10 Оптимизация в расчетах рэа
- •6.10.1 Стратегии одномерной оптимизации
- •6.10.2 Локальные и глобальные экстремумы
- •6.10.3 Методы включения интервалов неопределенности
- •6.10.4 Критерии оптимизации
- •6.10.5 Методы поиска экстремума функции цели
- •6.10.6 Пример записи целевой функции при синтезе фильтров
- •6.11 Анимация графического материала в средеMathCad
- •6.11.1 Подготовка к анимации
- •6.11.2 Пример анимации графика
- •6.11.3 Вызов проигрывателя анимации графиков и видео файлов
- •6.12 Установка связиMathCaDс другими программными средами
- •Глава 7. Программирование в среде «mathcad»
- •7.1 Обзор инструкций
- •7.1.1 Инструкция Add line
- •7.1.2 Оператор внутреннего присваивания
- •7.1.3 Условная инструкция «if»
- •7.2.1 Особенность присвоения значения функции
- •7.2.2 Общие принципы задания операторов
- •7.3 Примеры составления программ
- •7.3.1 Пример задания комплекса условий
- •7.3.2 Пример расчета с заданной точностью
- •7.3.3 Пример расчета различных параметров одной и той же программой
- •7.4 Создание новых функций с помощью программирования
- •7.5 Поиск ошибок в программах
- •Глава 8. Оценка искажений сигналов при прохождении через нелинейные устройства
- •8.1 Оценка нелинейных искажений при компресии и ограничении аудиосигналов на входе цифровых трактов
- •Глава 9. Цифровая фильтрация
- •9.1 Рекурсивные цифровые фильтры
- •9.2 Формы реализации рекурсивных фильтров
- •9.3 Методика синтеза рф по аналоговому прототипу
- •9.3.1 Синтез аналогового фильтра прототипа
- •9.3.2 Расчет числа звеньев и определение полюсов и нулей низкочастотного фильтра прототипа
- •9.3.3 Переход от аналогового фильтра прототипа к цифровому фильтру
- •9.3.4 Порядок и пример синтеза цифрового рекурсивного фильтра
- •9.4 Синтез нерекурсивных фильтров
- •9.4.1 Синтез нерекурсивных фильтров методом весовых функций
- •9.4.2 Основные параметры весовых функций
- •9.4.3 Импульсные характеристики идеальных цф различного типа
- •9.4.4 Методика синтеза нф методом весовых функций и пример синтеза полосового цифрового фильтра
- •9.5 Синтез нерекурсивного фильтра методом частотной выборки
- •9.5.1 Методика синтеза нф методом частотной выборки
- •9.6 АктивныйRc-фильтры
- •9.7 Передаточные функции фильтров
- •9.8 Преобразование частот
- •9.9 Реализация звеньев первого порядка
- •9.10 Реализация звеньев второго порядка
- •Глава 10. Синтез линейных антенных систем
- •10.1 Общая постановка задачи
- •10.2 Характеристика направленности как целевая функция
- •10.3 Синтез линейного излучателя методом парциальных диаграмм направленности
- •10.4 Синтез излучателей методом интеграла Фурье
- •10.5 Описание программ синтеза линейного излучателя в средеMathcad
- •Определяем число отсчетов (выборок по u)! и определяем значение парциалов (коэффициентов Котельникова) в этих точках! Построение фукция распределения возбуждения рядом Фурье!
- •Программа расчета х.Н. Линейного излучателя методом Фурье! Определяем расчетную частоту и размеры антенны! Формируем дн антенны!
- •10.6 Синфазные антенные решетки с оптимальной диаграммой направленности
- •10.7 Расчет амплитудного распределения возбуждения в линейных антенных решетках
- •10.8 Программа синтез антенной решетки по заданному уровню боковых лепестков
- •Расчет дн антенны по найденному распределению питающих токов.
- •11.2 Определение погрешностей моделирования (оценки средней вероятности ошибки) методом малых отклонений
- •11.3 Погрешности моделирования канала при исследованиях двоичных систем связи
- •11.3.1 Когерентный прием при моделировании релеевских замираний
- •11.3.2 Прием сигналов относительной фазовой телеграфии при моделировании релеевских замираний
- •Литература
6.3 Основные правила работы в среде «MathCad»
Работу в программной среде невозможно осуществлять без знания правил редактирования программ, копирования и переноса математических выражений, ввода текстовых комментариев.
Простое редактирование программы предусматривает выполнение следующих операций:
удаление некоторых выражений;
копирование выражений;
перенос выражений в другое место программы;
вписывание определенных текстовых комментариев.
6.3.1 Удаление математических выражений
Удаление отдельных символов осуществляется с помощью клавиш «Backspace» (Бекспейс) (←). При этом визир следует ставить после удаляемого символа.
Удаление одного математического выражения, например уравнения, осуществляется следующим образом.
Сначала следует с помощью левой клавиши мыши очертить это выражение пунктирной линией, которая затем превращается в сплошную линию (после снятия пальца с клавиши).
Затем необходимо нажать на клавишу «Backspace» (←), после чего все нажатие будет выделено (затемнено) и вновь нажать на клавишу «Backspace» (←) или «Del».
Выделение удаляемого выражения можно также осуществить путем протаскивания вдоль него курсора, после чего следует нажать на клавишу «Backspace» (←) или «Del».
Одновременное удаление двух и более математических выражений можно осуществить следующим образом.
Сначала следует с помощью левой клавиши мыши очертить всю удаляемую группу выражений пунктирной линией, после чего каждое из удаляемых выражений будет окружено пунктирной линией.
Следующее действие может быть осуществлено одним из трех способов:
путем нажатия на клавишу «Backspace» (←) или «Del»;
или путем обращения к команде «Вырезать» на стандартной линейке или «Удалить» в меню «Правка»;
или нажатием на правую клавишу «мыши», после чего появляется дополнительное окно, в котором есть строка «Вырезать».
6.3.2 Копирование математических выражений
Сначала необходимо с помощью левой клавиши мыши очертить всю копируемую группу выражений пунктирной линией, после чего каждое из них будет окружено пунктирной линией.
Второе действие может быть осуществлено одним из двух способов:
путем обращения к команде «Копировать» на стандартной линейке или в меню «Правка»;
нажатием на правую кнопку клавиши мыши, после чего появляется дополнительное окно, в котором есть опция «Копировать».
При копировании отдельного выражения первое из названных действий (выделение) можно осуществить протаскиванием курсора вдоль копируемого выражения, после чего следует выполнить команду «Копировать».
После выполнения команды «Копировать» выражение хранится в буфере обмена.
6.3.3 Перенос математических выражений
1-й вариант: аналогичен копированию выражений, но после выполнения опции «Копировать» необходимо выполнить команду «Вставить» на стандартной линейке или из дополнительного окна после нажатия на правую клавишу мыши, место вставки следует указать курсором.
2-й вариант: необходимо с помощью левой клавиши мыши очертить всю копируемую группу выражений пунктирной линий, после чего каждое из них будет окружено пунктирной линией.
Затем подвести курсор-стрелку к любой из пунктирных линий и дожидаться преобразования курсора в изображение кисти руки.
Далее, не снимая пальца с левой клавиши мыши, следует перетянуть всю группу выражений в требуемое место рабочей области.
При перетягивании курсор примет вид стрелки с прямоугольником.