2018-02-13
709
.
Период выходных импульсов автогенератора
.
5.10. Быстродействующий генератор
В быстродействующих автогенераторах их частота соизмерима с граничной частотой БЛЭ. Схемы состоят из N последовательно включенных ЛЭ, охваченных ООС, число которых должно быть нечетным (рис.5.11, а, б).
В исходном состоянии переключатель S замкнут и схема находится в устойчивом состоянии, при котором выходные напряжения всех нечетных элементов равны U 1, четных U 0. размыкание в момент t 0 ключа S равносильно подаче на вход первого ЛЭ двух единичных входных сигналов. Поэтому через время равное 
, произойдет изменение его выходного напряжения.
Сигнал U 0 с входа DD 1 попадает на вход второго ЛЭ, что, в свою очередь, через временной интервал 
изменит и его выходное напряжение с U 0 до U 1, и т.д. Переключение элементов будет происходить последовательно друг за другом. Частота выходных колебаний определяется временами задержки распространения импульса 
ЛЭ. Период колебаний в таких схемах определяется выражением
.
| Un |
| U вых |
| & |
| DD 1 |
| & |
| DD 3 |
| & |
| DD 2 |
| R |
| S |
| а) |
| Рис.5.11. Быстродействующий автогенератор (а); Диаграмма работы (б) |
t 
|
| U с
|
| U вых DD 1 |
| t
|
|
|
|
|
| U вых DD 2 |
| t
|
|
|
|
|
|
|
| U вых DD 3 |
| t
|
|
|
|
|
| TГ |
| t 0
|
| б) |
.
5.11. Стабилизация частоты автогенератора
На стабильность частоты автогенератора влияет температура, параметры ЛЭ и внешних времязадающих цепей. Нестабильность бывает свыше 10 %. Чаще всего применяется кварцевая стабилизация. При этом в качестве времязадающего элемента в генераторе используют кварцевый резонатор. Схема генератора построена на основе мультивибратора (рис.5.12).
| R |
| & |
| DD 3 |
| & |
| DD 2 |
| & |
| DD 1 |
| G |
| C |
| U вых |
| Рис.5.12. Стабилизация частоты автогенератора включением кварцевого резонатора |
5.12. Однотактный и многотактный таймеры
Таймер - это электронное устройство, предназначенное для формирования импульсных сигналов с регулируемой длительностью и скважностью. Разделяются на однотактные и многотактные.
Однотактный таймер служит для формирования временных интервалов длительностью от единиц микросекунды до единиц часа. Длительность формируемого этим устройством временного интервала определяется параметрами внешней времязадающей цепи (рис 5.13).
| R |
| T |
| S |
| R |
| DA1 |
| U оп |
| Комбинационное устройство |
| S |
| U зап |
| Un |
| U вх |
| U вых |
| С |
| Однотактный таймер |
| Рис.5.13. Однотактный таймер |
По активному значению сигнала U зап RS – триггер устанавливается в единичное состояние, что приводит к размыканию ключа S 1. начинается заряд конденсатора С внешней цепи. В момент, когда напряжение на конденсаторе достигает уровня опорного напряжения U оп, происходит срабатывание компаратора DA 1, и его выходной сигнал сбрасывает RS – триггер. Ключ S при этом замыкается и конденсатор С разряжается. Однотактый таймер может формировать только одиночные импульсы.
Многотактный таймер служит для формирования импульсов сверхнизкой частоты с продолжительностью импульсов с продолжительностью до несколих десятков часов.
| C |
| +Un |
| R |
| U зап |
| U Сбр |
| Однотактный таймер |
| Логический блок |
| R |
| С |
| СT |
| Q 0 |
| Qn -1 |
| Qn |
| Рис.5.14. Многотактный таймер |
Схема содержит однотактный таймер и двоичный счетчик, совместная работа которых формируется логическим блоком (рис.5.14).
В таймере происходит умножение постоянной времени внешней RC – цепи на модуль счета счетчика с Т. При подаче запускающего сигнала U зап включается мультивибратор, выполненный на однотактном таймере. Его выходные импульсы поступают на счетный вход счетчика. На выходах последнего может быть сформировано несколько последовательностей импульсов с периодом от Т до (2 N -1) T И, где T И – период импульсов, снимается с выхода однотактного таймера; N – число триггеров в счетчике с Т.
Наибольшее применение нашел однотактный таймер типа 1006ВИ1. На основе таймера выполнены схемы автогенератора (мультивибратора), преобразователя напряжения в частоту, ждущего мультивибратора и д.р.
ТЕМА 6. МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
6.1. Усилители постоянного тока
Усилители постоянного тока усиливают входной сигнал без нарушения постоянной и переменной составляющей, исключая из схемы 3-х каскадного усилителя переменного тока примера реактивные элементы, которые препятствуют передаче очень медленных изменений входного напряжения или тока (конденсаторы или трансформаторы связи), получим схему УПТ (рис. 6.1).
| R дел.3 |
| + Un |
| R дел.4 |
| VT 3 |
| R ЭЗ |
| U вых. |
| R К2 |
| R ОС |
| R Э2 |
| R К1 |
| VT |
| R Э1 |
| R б1 |
| R б2 |
| U вх. |
| R дел.1 |
| R дел.2 |
Рис. 6.1. Усилитель постоянного тока
При проектировании решаются две задачи: согласование режимов работы каскадов по постоянному току и устранение дрейфа нуля.
6.2. Согласование режимов работы по постоянному току
Для согласования режимов по постоянному току необходимо, чтобы напряжение на эмиттерном резисторе каждого последующего каскада компенсировало постоянную составляющую режима покоя предыдущего каскада, т. е., должно выполняться:
UR эi + U Кэi - U Бэi+1= UR эi+1
Однако применение этого метода приводит к увеличению глубины местной последовательной ООС потоку последующих каскадов и уменьшению коэффициента усиления. Если каскадов больше трех, то коэффициент усиления будет около 1. Устранить этот недостаток можно, используя в эмиттерных цепях транзисторах нелинейные элементы, стабилитроны, падение напряжения на которых не зависит от их сопротивления. Проектирование по этому принципу возможно для усилителей из трех каскадов, усилитель при этом имеет следующие недостатки: 1) определенный предел по коэффициенту усиления; 2) если сопротивление источника напряжения на входе не будет постоянным, то его усиление будет восприниматься усилителем как входной сигнал; 3) при отсутствии входного сигнала на выходе усилителя присутствует постоянное напряжение, обусловленное режимом покоя выходного транзистора усилителя.
Устранить указанные недостатки можно введением во входную и выходную цепи усилителя дополнительных делителей напряжения (показаны штриховой линией на предыдущей схеме). Но это усложняет схему и увеличивает мощность рассеяния. Кроме того, повышается R вых. усилителя.
| U вх. |
| R см.1 |
| R дел.1 |
| R б |
| R К1 |
| VT 1 |
| R Э1 |
| R дел.2 |
| R см.2 |
| VT 2 |
| R К2 |
| VT 3 |
| R Э3 |
| + Un |
| U вых. |
| - U доп. |
Рис.6.2. Схема согласования режимов работы каскадов усилителя
по постоянному току
Устранить постоянные составляющие на входе и выходе усилителя можно, используя схему сдвига (рис. 6.2).
Метод заключается в том, что если некоторый делитель напряжения подключен к двум последовательно соединенным источникам питания, то сопротивления его резисторов всегда можно подобрать так, что относительно средней точки источников питания напряжение на выходе делителя будет равно 0. При этом в устройство вводится дополнительный источник питания, полярность которого противоположна основного источника питания и межкаскадные связи осуществляются через резистивные делители напряжения. Если заданы параметры режима покоя базовой цепи U БЭП, I БП, то сопротивления резисторов делителей связи равны
R СМ1= U доп/ KI БП; R дел.1= U БЭП/ KI БП; R б=(Un-U БЭП)/ KI БП,
где K ³10–коэффициент, показывающий превышение током делителя тока базы.
Данный метод осуществляет согласование по постоянному и переменному току каскадов усилителя, но при этом снижается суммарный коэффициент усиления и усложняется схема усилителя.
6.3. Способы уменьшения дрейфа нуля усилителя
Дрейф нуля U др вых.к=D I КП × R к. Приведенный дрейф нуля усилителя – эквивалентное напряжение, действующее на его входе, которое создает такое же изменение его выходного напряжения, как и действие внешних дестабилизирующих факторов. Суммарное напряжение дрейфа всего усилителя на выходе
,
где K 1, K 2, K 3 – коэффициент усиления каскадов.
Самое большое влияние на дрейф оказывает 1-ый каскад, поэтому при проектировании необходимо увеличить его коэффициент усиления и уменьшить дрейф нуля. Дрейф уменьшается при введении цепи ООС (эмиттерные резисторы показаны штриховой линией), но это уменьшает коэффициент усиления. При проектировании УПТ применяют два основных способа уменьшения дрейфа нуля усилителя: 1) уменьшение величины, влияющих на усилитель внешних дестабилизирующих факторов, 2) снижение чувствительности усилителя к воздействию внешних дестабилизирующих факторов.
Проблема дрейфа нуля возникла при исключении их схемы усилителя разделительных конденсаторов, которые препятствовали подаче постоянной составляющей напряжения из предыдущего каскада в последующий, т.е. устраняли путь передачи дрейфовых составляющих со входа усилителя на его выход. Но в УПТ входной сигнал также содержит постоянную составляющую, которая после усиления должна присутствовать на выходе усилителя. Поэтому необходимо разделить полезную и дрейфовую составляющие во входном напряжении.
В усилителе переменного тока дрейф нуля отсутствует. входная постоянная составляющая подается на усилитель от внешнего источника, а дрейфовая появляется в усилителе. Поэтому, если на входе усилителя переменного тока постоянную составляющую входного сигнала преобразовать в переменную, на выходе выполнить обратное преобразование, то в U вых. дрейфовые составляющие будут полностью отсутствовать.
Структурная схема УПТ и диаграмма для этого метода на рис.6.3. Входной сигнал усилителя подается на устройство-модулятор(М), предназначенный для преобразования постоянного напряжения в переменное. Это два переключателя, изменяющие полярность подключения U вых. источника сигнала ко входу усилителя с частотой, задаваемой внешней задающим генератором. Переменное напряжение U 1 с выхода модулятора подается на вход усилителя переменного тока с требуемым коэффициентом усиления К. Усиленное переменное напряжение U 1 с выхода усилителя поступает на вход демодулятора ДМ, которое осуществляет преобразование переменного тока в постоянный. ДМ должен работать синхронно и синфазно с модулятором.
С выхода демодулятора усиленное напряжение постоянного тока подается в нагрузку. Дрейф в этой схеме полностью устранен. Погрешности на выходе обусловлены только точностью преобразования постоянного тока в переменный, т. е. определяются параметрами модулятора. УПТ, построенный по этому принципу, называется М-ДМ ус
Недостатки: 1) наличие в U вых. усилителя составляющей переменного тока, частота которой равна частоте задающего генератора. Это определяется погрешностью работы М и ДМ. Для устранения составляющей на выходе нужен фильтр. 2) Недостаточно широкая полоса пропускания усилителя. Это зависит от илителем постоянного тока или ПТ с двойным преобразованием. Превышения частоты М и ДМ в два раза частоты входного
| УС |
| ЗГ |
| fком |
| ДМ |
| М |
| R н |
| U вых. |
| U 2 |
| ДА |
| U 1 |
| U вх. |
а)
| U вх. |
| t |
| Um |
| 0 |
| U 1 |
| t |
| Um |
| - Um |
| 0 |
| U 2 |
| KUm |
| t |
| 0 |
| -KUm |
| U вых. |
| 0 |
| KUm |
| t |
б)
Рис. 6.3. Структурная схема устранения
дрейфа нуля УПТ (а) и диаграмма для этого метода (б)
сигнала и от установки на выходе фильтра для подавления составляющих с частотой работы задающего генератора. Для уменьшения дрейфа усилителя строят УПТ на дифференциальном каскаде.
ТЕМА 7. УСТРОЙСТВА СРАВНЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ
7.1.Компараторы на основе операционного усилителя
Компаратор (рис. 7.1). Обеспечивает сравнение двух напряжений. Пусть 
, где 
-постоянное опорное напряжение. Тогда при одинаковых сопротивлениях R потенциал на инвертирующем входе будет равен полусумме величин 
и
| Д1 |
| Д2 |
| + |
| - |
| U 2 |
| R |
| R |
| E on |
| U 1 |
| - |
| + |
| Рис.7.1. Компаратор |
, т.е. нулю. Соответственно 
и оба диода заперты. Если теперь увеличить 
на величину 
, то потенциал инвертирующего входа станет положительным и на выходе появится отрицательное напряжение 
. При этом откроется диод Д2. Как известно, напряжение на открытом диоде – величина практически постоянная, равная 
. Принимая 
, приходим к выводу: после отпирания диода Д2 
независимо от значения 
. Если 
, то отпирается диод Д1, 
и тоже не зависит от 
. Величину 
, при которой отпирается тот или иной диод, называют чувствительностью компаратора 
На рис. 7.2 приведена передаточная характеристика компаратора. На графике, где масштаб напряжения 
составляет вольты или десятые доли вольта, интервал изобразить нельзя и характеристика компаратора будет иметь ступенчатый характер. На этом и основано использование компаратора: они служат для сравнения меняющихся напряжений с эталонным напряжением 
и
| U 1 |
| - U * |
| U 2 |
| 0 |
| - E on |
| D |
| + U * |
Рис. 7.2. Передаточная характеристика компаратора
фиксации момента их равенства. Фиксация равенства характеризуется резким изменением полярности выходного напряжения.
| t |
| t |
| U 1 |
| - U* |
| E on |
| U 2 |
| + U * |
Рис. 7.3. График работы компаратора
В частном случае, когда 
, компаратор называют нуль - индикатором (рис. 7.3).
7.2.Интегральные компараторы напряжения
Компараторы напряжения КН - специализированная интегральная схема операционного усилителя с дифференциальным входом и без обратной связи. Условное графическое обозначение КН имеет вид (рис.7.4):
Рис. 7.4. Условное графическое обозначение компаратора
На выходе компаратора формируется выходное напряжение, соответствующее стандартной цифровой логике. Т.е. компаратор напряжения преобразует аналоговый сигнал в бинарную цифровую форму.
Сигнальный вход КН - неинвертирующий, а опорный - инвертирующий.
Если U c > U оп, то на выходе 1, если U c < U оп, то на выходе 0.
| 0 | 1 | |
| ТТЛ | 0.5 | +4.5 |
| ТТЛШ | 0.4 | +2.4 |
| ЭСЛ | -1.6 | -0.8 |
| КМОП | +0.5 | +12 |
К554СА СА - компаратор (производит сравнение сигнала с опорным) (рис.7.5).
Рис. 7.5. Обозначение и электрическая схема на входе компаратора
Параметры компаратора:
1. напряжение питания U п1, U п2
2. Коэффициент усиления К=3000…500000
3. напряжение смещения
4. I вх=0.5мкА
D I вх=0.05мкА
5. Совместимость с цифровой логикой (ТТЛ, ЭСЛ, ТТЛШ, КМОП)
6. t з - время задержки. Это время между моментом появления сигнала на входе и моментом формирования бинарного напряжения на выходе. tз - определяет быстродействие.
7. КОСС до 120дБ
Принцип действия компаратора отражен на графиках, на которых показаны изменения выходного напряжения при изменениях опорного напряжения (рис.7.6).
Рис. 7.6. Графики, отражающие принцип действия компаратора
Если изменить включение компаратора: опорное напряжение подать на сигнальный вход, а сигнальное на опорный вход, то получим обратный сигнал.
7.3. Использование ЭВМ при проектировании аналоговых устройств.7.3777апроллорр 73. Использование ЭВМ при проектировании
Автоматизированное проектирование является неотъемлемым этапом разработки современных радиоэлектронных средств (РЭС). В настоящее время существует достаточно много пакетов прикладных программ, позволяющих осуществить, как полный цикл автоматизированного проектирования РЭС, так и различные его этапы в раздельности.
Например, такие пакеты как PSpice, Micro-CAP, Electronics Workbench предназначены только для моделирования принципиальных схем. Системы типа PCAD, ACCEL EDA (PCAD для Windows) предназначены только для проектирования печатных плат (ПП).
За последнее время появились интегрированные САПР, позволяющие реализовать, так называемую сквозную систему проектирования электронных устройств, включающую в себя графический ввод схем, их моделирование, разработку печатных плат и выпуск технической документации для их изготовления. К ним относятся системы типа OrCAD, DesignLab, Dr. Spice 2000 A/D 8.2 (совместно с системой ACCEL EDA 13.0) и др.
Рассмотрим возможности некоторых версий перечисленных выше пакетов прикладных программ, которые могут быть использованы для автоматизированного проектирования устройств, разрабатываемых в данном курсовом проекте.
PSpice является пакетом схемотехнического моделирования аналоговых РЭС, разработан фирмой Microsim. PSpice позволяет анализировать аналоговые РЭС с количеством узлов до 9999.
PSpice выполняет 8 видов анализа РЭС:
1) расширенный анализ на постоянном токе при развертке значений входного источника тока или напряжения (карта. DC);
2) вычисление рабочей (статической) точки (карта. ОР). Используя эту рабочую точку, можно проводить следующие виды анализа;
3) вычисление коэффициента передачи в режиме малого сигнала (карта. TF);
4) вычисление чувствительности на постоянном токе (карта. SENS);
5) вычисление полного и собственного шума (карта. NOISE);
6) вычисление частотной характеристики (карта. АС);
7) вычисление переходной характеристики (карта. TRAN);
8) используя переходную характеристику, вычисляет амплитуды гармоник с помощью Фурье преобразования (карта. FOUR).
Программный комплекс системы PCAD включает в себя взаимосвязанные пакеты программ и отдельные программы, образующие систему сквозного проектирования радиоэлектронной аппаратуры.
Система PCAD позволяет выполнять следующие проектные операции:
- создание условных графических обозначений элементов принципиальной электрической схемы (УГО) и их физических образов (конструктивов);
- графический ввод чертежа принципиальной электрической схемы и конструктивов проектируемого устройства;
- математическое моделирование цифровых электронных устройств, в том числе программируемых логических матриц;
- одно- и двустороннее размещение разногабаритных элементов с планарными и многослойными контактными площадками на поле ПП с печатными и навесными (вырубными) шинами питания в интерактивном и автоматическом режимах;
- ручную и автоматическую трассировку печатных проводников произвольной ширины в интерактивном режиме (число слоев 1...32);
- размещение межслойных переходов;
- автоматизированный контроль результатов проектирования ПП на соответствие принципиальной электрической схеме и конструкторско-технологическим ограничениям;
- автоматическую коррекцию электрической принципиальной схемы по результатам размещения элементов на ПП (после эквивалентной перестановки компонентов или их выводов);
- полуавтоматическую корректировку разработанной ПП по изменениям, внесенным в принципиальную электрическую схему;
- выпуск конструкторской документации (чертеж принципиальной схемы, деталировочный и сборочный чертежи) и технологической информации (фотошаблоны и файлы данных для сверления отверстий с помощью станков с ЧПУ) на проектируемую ПП.
Аналоговые и смешанные аналого-цифровые устройства моделируются с помощью отдельной программы PSpice версий 4 и 5 фирмы " MicroSim Corp. ", которая интегрируется с системой PCAD. Кроме того, возможно подключение к ней более совершенных программ моделирования цифровых устройств CADAT, DDL и др.
Наиболее популярная версия системы PCAD - версия 4.5, характеризуется следующими возможностями.
Табл.7.1
| Параметры | Значение |
| Максимальное количество компонентов на плате | 1300 |
| Максимальное количество типов компонентов | 800 |
| Максимальное количество связей | 2500 |
| Максимальное количество выводов компонентов | 32767 |
| Максимальные размеры печатной платы: | |
| в метрической системе, мм | 1524х1524 |
| в английской системе, дюйм | 60х60 |
Micro-CAP (Micro computer circuit Analysis Program) семейство программ схемотехнического моделирования на персональных компьютерах фирмы Spectrum Software. Наибольший интерес представляют Micro-CAP IV, Micro-CAP V, версия 1.0 и Micro-CAP V, версия 2.0.
В Micro-CAP IV используются надежные вычислительные алгоритмы SPICE 2G.6, полная совместимость с пакетом PSpice, как по принятым моделям электрорадиокомпонентов, так и по текстовому описанию схемы. Имеется исчерпывающая встроенная помощь и возможность задания функциональных зависимостей параметров схемы как функций времени, токов ветвей и узловых потенциалов. Однако управляющая оболочка не очень удобна, принятая последовательность выполнения программ нелогична.
Программа Micro-CAP V претерпела радикальные изменения по отношению к своим предшественницам. Во-первых, она переведена на платформу Windows, имеет удобный интерфейс, в текстовых надписях на схемах и графиках поддерживает Кириллицу. Во-вторых, позволяет моделировать не только аналоговые, но и цифровые и аналого-цифровые электронные устройства. В третьих, как для аналоговых, так и для цифровых компонентов используются математические модели, принятые в известной программе PSpice. Для моделирования аналоговых компонентов оставлен алгоритм Spice 2 G. 6, а для моделирования цифровых компонентов разработан собственный алгоритм.
Программа Micro-CAP V удобна для первоначального освоения схемотехнического моделирования электронных схем.
В программе Micro-CAP V, версия 2.0 основные изменения связаны с развитием многовариантного анализа. Допускается одновременно варьировать до 10 переменных и строить графики зависимостей характеристик схемы от варьируемых параметров. Введен режим построения 3-мерных графиков. Значительно расширена библиотека компонентов, включающая модели более 10 тыс. электрорадиокомпонентов ведущих фирм производителей.
Electronics Workbench 5.0 – отличается от других программ схемотехнического моделирования пользовательским интерфейсом. Источники входных сигналов и измерительные приборы изображаются на экране дисплея с максимальным приближением к реальности. Пользователь освобождается от составления заданий на моделирование. В рабочем окне размещаются генераторы сигналов и двухканальный осциллограф, подсоединяемые к необходимым узлам моделируемой электронной схемы – и программа анализирует переходные процессы. Если же к схеме подключать анализатор частотных характеристик, то будут рассчитан режим по постоянному току, выполнена линеаризация нелинейных компонентов в рабочей точке и проведен расчет характеристик схемы в частотной области. Диапазон анализируемых частот, коэффициент усиления и характер развертки по оси частот (в линейном или логарифмическом масштабе) устанавливаются с помощью органов управления на лицевой панели приборов посредством манипулятора мышь. Для выполнения моделирования достаточно щелкнуть выключателем. После этого на индикаторах цифровых вольтметров и амперметров будет зафиксирован режим по постоянному току, на экране измерителя отображены частотные характеристики, а на экране осциллографа будут непрерывно изображаться эпюры напряжений до тех пор, пока не будет заполнена буферная память. Моделирование можно прекратить или продолжить, обнулив буферную память.
32-разрядная система ACCEL EDA 13.0 выполняет полный цикл проектирования печатных плат (ПП), включающий в себя графический ввод схем, упаковку схемы на печатную плату, ручное размещение компонентов, ручную, интерактивную и/или автоматическую трассировку проводников, контроль ошибок в схеме и печатной плате и выпуск документации. Имеется механизм переноса изменений печатной платы на схему и наоборот (Engineering Change Order, ECO). Поддерживается как английская, так и метрическая система единиц. Применение 32-разрядной арифметики обеспечивает дискретность измерения линейных размеров 0,1 мил в английской системе (1 мил = 0,001 дюйма) и 0,01 мм в метрической системе, угловых размеров 0,1 град. и возможность изменения системы единиц на любой стадии работы с проектом без потери точности. Напомним, что в PCAD система единиц устанавливается до начала работы с проектом и в дальнейшем не может быть изменена. Поддержка текстовых форматов DXF и PDIF описания баз данных позволяет обмениваться информацией с такими распространенными пакетами, как AutoCAD, OrCAD, Viewlogic, PCAD и др. Автоматическое размещение компонентов на плате и более эффективная автоматическая трассировка проводников реализованы в поставляемом отдельно пакете SPECCTRA 7.1 фирмы Cooper&Chyan Technology (сейчас права на него купила Cadence), который заменил известный ранее автотрассировщик MaxRoute фирмы Massteck. Доработка ПП с учетом особенностей технологии конкретного оборудования выполняется с помощью программ семейства CAM 350 фирмы Advanced CAM Technologies, в состав которого входит известная программа PCGerber и более совершенная CAM 350. Система ACCEL EDA поставляется с большой библиотекой современных импортных электрорадиоэлементов, которую можно пополнить библиотеками отечественной элементной базы, в частности, импортированными из PCAD.
Программа SPECCTRA 7.1 фирмы Cadence успешно размещает компоненты в автоматическом режиме и трассирует платы большой сложности благодаря применению нового принципа представления графических данных, так называемой ShapeBased -технологии.
Автотрассировщик SPECCTRA использует адаптивные алгоритмы, реализуемые за несколько проходов трассировки. На первом проходе выполняется соединение абсолютно всех проводников без обращения внимания на возможные конфликты, заключающиеся в пересечении проводников на одном слое и нарушении зазоров. На каждом последующем проходе автотрассировщик пытается уменьшить количество конфликтов, разрывая и прокладывая вновь связи (метод Rip-up-and-retry) и проталкивая проводники, раздвигая соседние (метод Push-and-shove). Информация о конфликтах на текущем проходе трассировки используется для "обучения" - изменения весовых коэффициентов (штрафов) так, чтобы путем изменения стратегии уменьшить количество конфликтов на следующем проходе.
Программа SPECCTRA имеет режимы интерактивной трассировки проводников и размещения компонентов. SPECCTRA выполняет размещение компонентов и трассировку платы, на которой предварительно размещены компоненты с помощью одного из графических редакторов печатных плат PCBoards, PCAD, TangoPRO, PADS, Protel, ORCAD. Плата с предварительно размещенными компонентами транслируется в формат пакета SPECCTRA. Разведенная в программе SPECCTRA печатная плата транслируется обратно. Процедура трансляции встроена в ACCEL PCAD PCB, графический редактор PCBoards системы Design Center, к остальным программам трансляторы поставляются отдельно.
Пакет программ ORCAD служит для разработки схем, проектирования печатных плат и их тестирования. ORCAD включает в себя 3 программы: CAPTURE, LAYOUT,SIMULATE.
Использование ORCAD'а облегчается благодаря удобному интерфейсу, работающему под Windows и обладающему большими функциональными возможностями, такими как быстрое изменение принципиальных схем, номиналов элементов, задаваемых процедур анализа, просмотра токов и напряжений во всех узлах исследуемой схемы построение графиков, взятие функций от функции показанной на графике и др. Редактор имеет выход в INTERNET.
Программа Dr. Spice 2000 A/D 8.2 совместно с системой ACCEL EDA 13.0 образуют сквозную систему проектирования электронных устройств, включающую в себя графический ввод схем, их моделирование, разработку печатных плат и выпуск технической документации для их изготовления. Эту систему целесообразно дополнить программой авто размещения и автотрассировки SPECCTRA 7.1 фирмы Cadence, обеспечивающей в настоящее время лучшие результаты на платформе IBM PC.
DesignLab 8.0 корпорации MicroSim - интегрированный программный комплекс для сквозного проектирования аналоговых, цифровых и смешанных аналого-цифровых устройств, синтеза устройств программируемой логики и аналоговых фильтров. Система DesignLab является развитием систем предыдущего поколения Design Center. Во всех этих системах используется широко известная программа моделирования PSpice. Система DesignLab включает в себя модули MicroSim PSpice A/D вместе со Schematics, MicroSim PLSyn вместе с модулем синтеза PLD, MicroSim FPGA, MicroSim PCBoards вместе с автотрассировщиком SPECCTRA на 6 слоев 4000 выводов и Polaris. Cистему DesignLab 8.0 целесообразно использовать в случаях, когда основные проблемы связаны со схемотехническим проектированием.
Программные продукты для САПР постоянно изменяются и совершенствуются, а также появляются новые.
аналоговых устройств
ТЕМА 8. ОСНОВЫ ИМПУЛЬСНОЙ СХЕМОТЕХНИКИ. ИМПУЛЬСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
8.1. Основные задачи проектирования импульсных усилителей мощности.
Требования, предъявляемые к импульсным усилителям мощности (ИУМ), направленные на повышение КПД. К ним относятся: уменьшение мощности, рассеиваемой в цепях управления при включенном и выключенном состояниях транзисторного ключа; уменьшение мощности в силовых цепях транзисторных ключей при их включенном и выключенном состояниях; уменьшение мощности, связанной с конечным значением времени перехода транзисторного ключа из включенного состояние в выключенное и наоборот.
ИУМ строятся по различным структурам, но основной является схема транзисторного ключа на биполярном или полевом транзисторе, включенного с ОЭ или ОИ. При использовании этих схем получается максимальный коэффициент усиления по мощности (рис.8.1).
Рис.8.1. Схемы ИУМ: а) на биполярном транзисторе; б) на полевом транзисторе
