Министерство образования Российской Федерации
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Радиотехнический факультет
Кафедра радиотехники
КУРСОВая работа
по дисциплине “Компьютерное проектирование и моделирование РЭС”
Тема: “Компьютерное моделирование работы схемы усилителя”
Разраб. студенты группы РТ-002
подпись, дата
Руководитель Ю. Э. Корчагин
подпись, дата
Нормоконтролер Ю. Э. Корчагин
подпись, дата
Защищена ____________________________ Оценка ________________________
дата
2004
Замечания руководителя
Воронежский государственный технический университет
Задание
на курсовой проект
по дисциплине “Компьютерное проектирование и моделирование РЭС”
Тема проекта: Компьютерное моделирование работы схемы усилителя
Техническое задание:
- произвести компьютерное моделирование работы схемы управления;
- разработать чертёж печатной платы моделируемого устройства;
- составить принципиальную электрическую схему и перечень элементов рассматриваемого устройства.
Студент группы РТ-002 Каширский Антон Юрьевич
фамилия имя отчество
Руководитель Ю. Э. Корчагин
подпись инициалы фамилия
Дата __ .__ .__ .
Задание принял студент А. Ю. Каширский
подпись инициалы фамилия
Дата __ .__ .__ .
Содержание
2. Анализ уровня шума………………………………………………………………………..11
3. Разработка печатной платы…………………………………………………...13
Список используемой литературы.. 16
Математическое моделирование электронных схем с помощью персональных компьютеров является универсальным инструментом разработки и оценки качества проектных решений. Математическое моделирование имеет ряд преимуществ перед физическим макетированием, в том числе:
- повторяемость эксперимента; отсутствие возможности "сжечь" математический макет;
- гибкость и быстрота получения результатов;
- отсутствие монтажных работ и необходимых для этого инструментов и материалов (паяльника, припоя, флюса, монтажной платы, электрорадиоэлементов и др.);
- ненужность дорогостоящих контрольно-измерительных приборов.
К последним относятся осциллографы, вольтметры, амперметры, измерители частотных и переходных характеристик, измерители нелинейных искажений и др. Суммарная стоимость этих приборов существенно превышает стоимость высокопроизводительного персонального компьютера. Не менее важным является фактор обучения студентов технике построения электронных схем (схемотехнике). С помощью компьютерного моделирования можно "проследить" любой ток и напряжение в схеме, оценить влияние температуры и технологического разброса параметров электрорадиоэлементов, рассчитать уровень собственных шумов и многое другое, что невозможно или требует значительных усилий при физическом макетировании.
На платформе персональных компьютеров в настоящее время имеется единственная система, обеспечивающая сквозное проектирование аналого-цифровой аппаратуры – система ORCAD. Ядром пакета является программа, в которой используются SPICE -алгоритмы (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). Первая программа семейства SPICE создана в Калифорнийском университете Беркли в начале 70-х годов. Популярность различных версий SPICE привела к тому, что производители полупроводниковых приборов и интегральных схем прилагают к выпускаемой ими продукции параметры spice-моделей. Разработчики аналоговых и смешанных электронных устройств сопровождают свои разработки spice-моделями для подтверждения качества проектирования. SPICE-программа стала своеобразным эталоном программ схемотехнического проектирования. Многие разработчики программ моделирования электронных схем обеспечивают возможность экспорта проекта в программу PSpice. Списки соединений схемы в формате SPICE составляются большинством пакетов САПР (Micro-Cap, Dr.Spice, OrCAD, P-CAD, ACCEL EDA, Viewlogic, COMPASS, Design Architect и др.).
В рамках данной работы будет проведено моделирование электрической схемы на базе пакета OrCad 9.2 и разработан пакет конструкторской документации на соответствующее изделие.
Графический редактор Capture CIS пакета OrCAD позволяет создавать чертежи принципиальных схем и передавать управление программам PSpice A/D, PLogic, StmEd, Probe, Parts PSpice Opimizer, PLSyn , PCBoard.
Возможность редактирования символов – условных графических обозначений отдельных компонентов – и нанесения надписей на схему по-русски позволяет создавать чертежи принципиальных схем в соответствии с отечественными стандартами. Поддерживаются иерархические и многостраничные структуры. Информация о принципиальных схемах, созданных в редакторе Capture CIS, в виде списка соединений передается в системы разработки печатных плат CADStar, PADS, Protel, P-CAD, Tango, Scicards и в собственный редактор PCBoard для упаковки на печатные платы; поддерживается международный стандарт EDIF /3/. Редактор управляется с помощью системы ниспадающих меню. Имеется встроенное средство помощи для получения краткой информации о правилах работы с редактором.
Библиотеки программы Capture содержат в себе символы компонентов, источников питания и «земли». Они размещаются на схеме по команде Place>Part, активизируемой также нажатием на пиктограмму меню инструментов. В диалоговом окне этой команды сначала в списке Libraries выбирается имя одной или нескольких библиотек, содержание которых отображается на панели Part (для выбора нескольких библиотек нажимается и удерживается клавиша Ctrl). После этого на панели Part выбирается имя компонента, символ которого должен быть помещен на схему (если выбрано несколько библиотек, то после имени каждого компонента помещается символ / и затем имя библиотеки). В разделе Graphic выбирается обычное (Normal) или эквивалентное изображение логических компонентов в стиле DeMorgan (Convert). В разделе Packaging указывается номер секции компонента, после чего в расположенном ниже окне выводится изображение выбранной секции компонента с указанием номеров цоколевки его выводов (на строке Parts per Pkg. указывается общее количество секций компонента). Нажатием на кнопку Add Library открывается диалоговое окно для добавления библиотек в список Libraries, нажатие на кнопку Remove Library удаляет выбранную библиотеку из списка. Кнопка Part Search предназначена для поиска конкретного компонента в библиотеках из списка Libraries. После нажатия на кнопку ОК символ выбранного компонента переносится на схему. Движением курсора компонент перемещается в нужное место схемы и фиксируется нажатием левой кнопки мыши. После этого на схему может быть размещена еще одна копия этого же символа. Нажатие правой кнопки мыши открывает всплывающее меню в котором дублируется вызов команд основного меню для вращения (Rotate), зеркального отображения (Mirror), изменения масштаба изображения (Zoom), редактирования параметров компонента (Edit Properties) и ряд других. Завершение размещения на схеме символа выбранного компонента производится после выбора в этом меню команды End Mode или нажатия на клавишу Esc.
Part Value - номинальное значение параметра простого компонента (сопротивление,-емкость и т.п., принимаемые во внимание при моделировании) или наименование сложного компонента (программой моделирования во внимание не принимается);
Part Reference — позиционное обозначение компонента. Оно проставляется здесь вручную, если на закладке Miscellaneous команды Options>Preferences не выбран параметр Automatically reference placed parts — автоматическое присваивание позиционных обозначений размещаемым на схеме компонентам (см. подробности ниже). На панели РСВ Footprint можно выбрать или скорректировать имя корпуса компонента. Выбор панели Power Pins Visible указывает на необходимость отображения на схеме выводов «земли» и питания. На панели Primitive выбирается тип компонента: Yes — элементарный (примитивный) компонент; No — компонент, имеющий иерархическую структуру, Default — устанавливается по умолчанию (в соответствием с настройкой конфигурации на закладке Hierarchy команды Options>Design Template. На панели Packaging указывается общее количество однотипных секций компонента и имя (номер) текущей секции (к сожалению, на этой закладке номер секции размещаемого символа компонента изменять нельзя).
Нажав на панель User Properties открывает диалоговое окно просмотра и редактирования параметров компонента: в графе Name указывается имя параметра, в графе Value — его значение, в графе Attributes — характеристики (атрибуты) его отображения на схеме (R — только для чтения, V — видимые на схеме, последний признак задается на панели Display, см. ниже). После выбора параметра его имя выводится в нижней части окна, а в расположенной рядом панели производится ввод его значения (после нажатия на клавишу Enter введенное значение отображается в графе Value) — таким образом вводятся, в частности, необходимые для моделирования с помощью PSpice значения параметров компонентов (на рис. 2.23, б изображено диалоговое окно параметров источника гармонического напряжения VSIN); их можно ввести или отредактировать позже, по команде Edit>Properties.
Нажав на панель Display открывает диалоговое окно для задания видимости на схеме выбранного параметра:
Нажатие на панель Attach Implementation открывает диалоговое окно просмотра и редактирования типа объекта, присоединенного к текущему компоненту :