Основы компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных средств: Учебное пособие

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    08-Dec-2016

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<ul><li><p>.. </p><p> 2010 </p></li><li><p> 2</p><p> 621.396.6.001.57(07) - - . , Eletronis WorkBench Capture CIS OrCAD. " " 210302. </p><p> . 46, . 3, . 31 . : .. </p></li><li><p> 3</p><p> ... 4 1 , , </p><p> 5 2 </p><p> 15 3 .. 23 4 ... 36 5 ... 41 6 </p><p> ..... 45 .61</p></li><li><p> 4</p><p> - , 210302 - (), - . </p></li><li><p> 5</p><p>1 , , </p><p> 1.1 , -</p><p> , . </p><p> , , . </p><p> - , . </p><p> , : </p><p>- , ; </p><p>- , - ; </p><p>- . </p><p> - , - -. </p><p> , -. </p><p> -, -. </p><p> , , . </p><p> - . , U , U = 10%15%-220+ . </p><p> , , ; , - ; - , -. , - . </p><p>, : - ( ), - , - , </p></li><li><p> 6</p><p>, , - , , - . </p><p> : - , - , - , - . </p><p> . -: </p><p>- -, ( ) ( ), , . </p><p>- -, - , - . </p><p>, - , , , . , , , - . </p><p> - (, -, , , , , - .), ( , , .). </p><p> 1.2 : - ( -), - ( </p><p>, , -, , ), </p><p>- (). , </p><p> , . - - , (). </p><p> : - , - , </p></li><li><p> 7</p><p>- - . </p><p> - - , , , - , . - - , - , - . - - . </p><p> - - -, - , . </p><p> - . </p><p> 1.3 -</p><p> , ( , .) - . . - , - . , - k- , , (k+1) . . </p><p> : - ; - ; - ; - ; - . </p><p> , , , . </p><p> , , . </p><p> , , . </p></li><li><p> 8</p><p> , .. . , . -: , (, , ..); (, , ). </p><p> . - . : </p><p>- - (); </p><p>- - (); </p><p>- (); </p><p>- (); </p><p>- - (). </p><p>, , . , , , - , . </p><p> - - . , , - , , - . </p><p> , . </p><p> - , - . , . </p><p> - -; </p></li><li><p> 9</p><p>, , -. </p><p> 1.4 , , -</p><p> . </p><p> . : , - , , .. </p><p> ( , ). , ( ) . </p><p> - - ( ) ( ). </p><p> , ( ) - ( ). - : , , , - . : RC- , RC- . </p><p> , - . </p><p> 1.5 - , .. -</p><p> , , , . </p><p> , - . (), (), (), . </p><p> - , - , , , - . , . : , ; , -</p></li><li><p> 10</p><p> ; , - , , -. . , . . : , , , . . - , . - . , - , - . . </p><p> . -. , , - . , 80% - , 16% , 4% . </p><p> 1 -: </p><p> 1 </p><p> . - : </p></li><li><p> 11</p><p> ( ) ( -). (, ) , (, ) . - ( ) . . -. - - , . . -, , , , : , . </p><p> : - , - , - , - -</p><p> . </p><p>1.6 2. (1) </p><p> - () . : , , , , - .. -: , , . </p><p> (2) () . - . - : , , , , , - ., . </p><p> (3) (), , - - . , -. , , - . - ( 4). </p></li><li><p> 12</p><p> - ( 5). </p><p> 2 - </p><p> 6 </p><p> . , : - ; - ; , , ; - ; , , . </p></li><li><p> 13</p><p> () ( 7 8). </p><p> - ( 9). - ( 11). </p><p> , () ( 10). </p><p> . , , : - . ( 12). - , . </p><p> , , , , -. , . </p><p>, - . - . -, , . -, . -, , -. -, - , - . </p><p> 1.7 , </p><p> , , , , - . - . - , - (Pentium 3 4). - DA -, .. </p></li><li><p> 14</p><p> 1.8 </p><p> 1. 1 </p><p> -</p><p>, , , </p><p> - ( - ) </p><p>SystemView (Elanix), Simulink, Signal Processing (MatLab), </p><p>VHDL ( -), OrCad </p><p>LabView, LabWindows (NI) </p><p> - </p><p> , </p><p>DSPworks, SigLab, System View, SPW/HDS Monarch, QEDesign 1000+ </p><p>Max+Plus (Altera) WebFITTER (Xilix) Easy Analog Design Software (Motorola), Nexar, MPLab, PROTEUS, TASKING (- ) </p><p> - - , . . </p><p>Pspice Design Lab 8.0, OrCad 9.0 Electronis WorkBench, APLAC 7.0, MicroCap Dr. Spice (. Deutch Re-search) iruitStudio ( PROTEL) OrCad 9.0 </p><p>- </p><p>Pac Designer (Lattice Semi-conductors) AnadigmDesigner (.) </p><p>- </p><p>MicroWave Office (AWR), Analog Office, Visual System Simulator, APLAC ,SuperNEC </p></li><li><p> 15</p><p>2 </p><p> 2.1 -</p><p> (), . </p><p> . . </p><p> - (, , , , .) - , . </p><p> () , 1,..., , z1zi, u1uj y1 ,.., y ( 3). </p><p>ZX Y</p><p>U 3 </p><p> , - . </p><p> - . </p><p>. - : </p><p>)1()1( 00 == TTu</p><p>p</p><p>pu</p><p>eL</p><p>pSDqeIi , </p><p> I ; ; q ; S ; Dp ; p0 - ; Lp . </p><p> i - , I0, S, , Lp . </p><p> : - ; - , ; - ; - , , ; - ; </p></li><li><p> 16</p><p>- , , ; </p><p>- , . , </p><p> . . -</p><p> ( 4), - R, L . </p><p> 4 g(t) , </p><p> E(t), : </p><p> : z(t)=g(t), f(t)=E(t), a1=R, a2=L, a0=1/C. -</p><p> , . - , -, , . </p><p>2.2 -</p><p>: . </p><p> , - . , , , -- . </p><p> , - . </p><p> : 1) (, </p><p>, .); 2) , </p><p> . </p><p>).()()()( 0222</p><p>1 tftzattza</p><p>ttza =+</p><p>+</p></li><li><p> 17</p><p> - : </p><p>1. : - () - (Pascal, Delphi). </p><p>2. : - (MathCAD, Mat-Lab, Mathematics). </p><p>3. : - - ( ). ! (Electronis WorkBench, Or-CAD). </p><p> - (Simulink, MatLab, LabView, System-View, MicroLogic, VHDL, GPSS). - - , -, - . - . </p><p> : 1) ; 2) ; 3) </p><p>. </p><p>2.3 1 : 1.1 , . -</p><p> - -. - - . </p><p> -, : </p><p>y2=(y1+y2)2 y12+y22 ; - . </p><p> (-</p><p>, ). </p><p>xU</p><p>xU</p><p>xUU</p><p>xU</p><p>+</p><p>=+</p><p>= 2121 )(</p></li><li><p> 18</p><p>1.2 . , -</p><p> , - . 1.3 . , -</p><p> . 1.4 -</p><p>. , </p><p> . . </p><p>1.5 . , </p><p> ; - . </p><p>1.6 . - ; </p><p>f(x)=sin x . 2 : </p><p>- , - , </p><p>- , - . </p><p>3 : - -</p><p> , - . </p><p>4 : - , - , - ( ), - ( ), - , - . -</p><p>. . , - , - - . (- 5), , - . </p><p>&gt;&gt;&gt;</p><p>=20,36,20,1</p><p>)(xxx</p><p>xf</p></li><li><p> 19</p><p>r</p><p>r r </p><p>I I</p><p>I I</p><p> 5 - </p><p> - R, C, L, . ( 6 - 9). </p><p> 6 </p><p> 7 </p><p> 8 </p><p> 9 </p></li><li><p> 20</p><p> : , - - - - . - , , . </p><p>5 : -</p><p>, -. </p><p> 2 - </p><p> - </p><p> , </p><p> - </p><p> , - </p><p> - - </p><p>-- </p><p> - - - - </p><p> , -. - - , - - </p><p> - , --- </p><p>- </p><p> , - - </p><p> , </p><p>- </p><p> - , - - </p><p> - ( -) </p><p> - </p><p>- </p><p> , , -, </p><p>, </p><p>6 () . , -</p></li><li><p> 21</p><p> , - . , , -. </p><p>7 , - , - , , , - . </p><p>8 : - F(x)=0, - . , -</p><p> , </p><p>)()( )()()( kkk xFxxF = , , - )()()1( ( kkk xFxx =+ , </p><p>- , ( ( </p></li><li><p> 22</p><p> - : </p><p>1 : </p><p>k</p><p>kmi i</p><p>ii = , </p><p>k</p><p>kmu u</p><p>uu = , </p><p> im, um, ik, k - . </p><p>2 -: </p><p>( )nn</p><p>i</p><p>ii ni</p><p>n</p><p>k</p><p>km</p><p>ij</p><p>j</p><p>jj</p><p>=</p><p>= 1</p><p>21</p><p>2</p><p> , </p><p>( )nn</p><p>u</p><p>uu nu</p><p>n</p><p>k</p><p>km</p><p>uj</p><p>j</p><p>jj</p><p>=</p><p>= 1</p><p>21</p><p>2</p><p> , </p><p> . -</p><p> , . </p></li><li><p> 23</p><p>3 3.1 () -</p><p> , - . </p><p> , . </p><p> , -, - . . </p><p> , , , , , (, ..), , . </p><p> -: </p><p>1) - (- ), </p><p>2) - 1 2 . </p><p> , - , . </p><p> : - (, , .), - , - , - . 3.2 </p><p> , . . - - . - . - . </p><p> , - , - . </p><p> : </p></li><li><p> 24</p><p> = 0i ; = 0u (*); I = F(U) U = F1(I), </p><p> (*) , I, U - . </p><p> , , : </p><p>1) , 2) , 3) , 4) , 5) . 4 5 -</p><p>. . , </p><p> 10. </p><p> 10 </p><p>, - , u1 = 1 2, u2 = 2, - 3 . </p><p> , . . - ( ), - , . . </p><p>1) 01exp</p><p>2101</p><p>1</p><p>1 =</p><p> I</p><p>RE , </p><p>2) 01exp1exp2</p><p>2</p><p>202</p><p>2101 =</p><p> R</p><p>II </p><p> . </p><p>. </p></li><li><p> 25</p><p>( )( )</p><p>),....,(......................</p><p>,....,,....,</p><p>21</p><p>212</p><p>211</p><p>nn</p><p>n</p><p>n</p><p>xxxF</p><p>xxxFxxxF</p><p> : F(x) = 0, </p><p> n , F - n . </p><p> -, (-), , . </p><p> - -, . - - . </p><p> F(x) = 0 -: </p><p>x(k+1) = x(k) F(x(k)), k , , . , -</p><p> . , F(x) = 0 : </p><p>( ) ( )kkk xFxxF = (GxU=I), kkk xxx = +1 - k k+1 , </p><p>( )kxF - , ki</p><p>xF</p><p> , </p><p>( )kxF - , , .. </p><p> , . , </p><p> f() , f() k, k ( 11). </p><p>1. x0 x . </p><p>2. F(x) (x0,F(x0)). , y=0. x1. 3. F(x) x1. |F(x1)|&gt; |x0-x1|&gt; , x0 x1 (.. x0=x1) 2. </p></li><li><p> 26</p><p>4. , -: ( ) 21 , ni xFx . </p><p> 11 </p><p> - F() . , . , . </p><p> , : </p><p>- = 0; - 0; - -</p><p> . - : |||| &lt; , </p><p> . , </p><p> . </p></li><li><p> 27</p><p>3.3 </p><p> - , -, F(x) = 0, I() = 0, I() . </p><p> , </p><p>: Y(k)k = -I(k), </p><p>=IY - , </p><p>k = k+1 - k . I() , , -</p><p> : </p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( ) 0...... 111</p><p>11</p><p>1</p><p>11</p><p>11 =</p><p>++</p><p>+ +=+==</p><p> kn</p><p>n</p><p>n</p><p>j</p><p>k</p><p>k</p><p>n</p><p>j</p><p>k</p><p>n</p><p>j</p><p>kII</p><p>I </p><p>, </p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( ) 0...... 122</p><p>11</p><p>1</p><p>22</p><p>22 =</p><p>++</p><p>+ +=+==</p><p> kn</p><p>n</p><p>n</p><p>j</p><p>k</p><p>k</p><p>n</p><p>j</p><p>k</p><p>n</p><p>j</p><p>kII</p><p>I </p><p>, </p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( ) 0...... 1111</p><p>=</p><p>++</p><p>+ +=+==</p><p> kn</p><p>n</p><p>n</p><p>nj</p><p>kn</p><p>k</p><p>n</p><p>nj</p><p>knn</p><p>nj</p><p>kn</p><p>III </p><p>, </p><p> I = I(k1, k2, kn) , j = 1, 2, n , ( )=</p><p>n</p><p>nj</p><p>knI - </p><p> n ( ), </p><p>( )</p><p>n</p><p>n</p><p>nj</p><p>knI</p><p>= - ( j = n) </p><p> ( j n) . * = - . </p><p>( ) ( )</p><p>( ) ( )</p><p>( ) ( )</p><p>n</p><p>n</p><p>nj</p><p>kn</p><p>n</p><p>nj</p><p>kn</p><p>n</p><p>n</p><p>j</p><p>kn</p><p>j</p><p>k</p><p>n</p><p>n</p><p>j</p><p>kn</p><p>j</p><p>k</p><p>II</p><p>II</p><p>II</p><p>==</p><p>==</p><p>==</p><p>...</p><p>.............................</p><p>...</p><p>...</p><p>1</p><p>22</p><p>1</p><p>22</p><p>11</p><p>1</p><p>11</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )1</p><p>12</p><p>11</p><p>..........</p><p>+</p><p>+</p><p>+</p><p>kn</p><p>k</p><p>k</p><p> = </p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>=</p><p>=</p><p>=</p><p>n</p><p>nj</p><p>kn</p><p>n</p><p>j</p><p>k</p><p>n</p><p>j</p><p>k</p><p>I</p><p>I</p><p>I</p><p>..........</p><p>22</p><p>11</p><p>. </p></li><li><p> 28</p><p> , - , , k. - - . . - I(k1, k2, kn) k1, k2, kn. . - , . , . , - . + - . </p><p> - . -, , . . </p><p>. , 12. </p><p> 12 </p><p> VD1 VD 2 </p><p>=</p><p>121</p><p>11 0</p><p>eIIVDVD , </p><p>=</p><p>113</p><p>202</p><p>eIIVDVD</p><p>. </p><p>.0</p><p>,0</p><p>,0</p><p>2</p><p>1</p><p>21</p><p>32</p><p>21</p><p>1</p><p>=+</p><p>=</p><p>=</p><p>VD</p><p>VD</p><p>VDVD</p><p>IG</p><p>IG</p><p>III</p><p> , </p></li><li><p> 29</p><p>.01</p><p>,01</p><p>,011</p><p>13</p><p>2</p><p>21</p><p>1</p><p>13</p><p>2</p><p>21</p><p>1</p><p>032</p><p>021</p><p>100</p><p>=</p><p>+</p><p>=</p><p>=</p><p>eIG</p><p>eIG</p><p>IeIeI</p><p>VD</p><p>VD</p><p>VDVD</p><p> . - 1, 2 3 </p><p>)(10</p><p>2</p><p>)(20</p><p>)(10</p><p>1</p><p>)(10</p><p>)(20</p><p>)(</p><p>T</p><p>0VD1)(</p><p>20)(</p><p>T</p><p>10</p><p>2113</p><p>2121</p><p>13211321</p><p>0</p><p>0</p><p>I- eeI</p><p>TT</p><p>TT</p><p>TTTT</p><p>eIGeI</p><p>eI</p><p>GeI</p><p>eIeI</p><p>T</p><p>VD</p><p>T</p><p>VD</p><p>T</p><p>VD</p><p>T</p><p>VD</p><p>T</p><p>VD</p><p>T</p><p>VDVD</p><p>+</p><p>+</p><p>+</p><p>. </p><p>, </p><p>2</p><p>13</p><p>1</p><p>21</p><p>)(20</p><p>)(10</p><p>VDT</p><p>VD</p><p>VDT</p><p>VD</p><p>geI</p><p>geI</p><p>T</p><p>T</p><p>=</p><p>=</p><p> - . </p><p>, , </p><p>22</p><p>21</p><p>2121</p><p>2</p><p>1</p><p>00</p><p>VDVD</p><p>VDVD</p><p>VDVDVDVD</p><p>gGggGg</p><p>gggg</p><p>++</p><p>+. </p><p> , - , . -. </p><p> 3.4 . </p><p>( , - ) , , - . , . -</p></li><li><p> 30</p><p> . . </p><p> - . - . </p><p> , - , . </p><p> - - () , . </p><p> . </p><p> : ),( txFdtdx</p><p>= , dtdx - . -</p><p> - , dtdx -</p><p> . </p><p> : 0,, =</p><p> tx</p><p>dtdxF , 0 ,,, =</p><p> txdtxdtdxF -</p><p> . x . , , . </p><p> - - uc iL, : </p><p> )( ,)(dt</p><p>tdiLudt</p><p>tduCi LLCC == </p><p> == dttuLidtti</p><p>Cu LLCC )(</p><p>1 ,)(1 . </p><p>: 13. </p><p> 13 </p></li><li><p> 31</p><p> iL uc : </p><p>iC + iL - iR = 0, - + uR + uC = 0, uL uC = 0. uR = RiR, iC = CduC/dt, uL = LdiL/dt, </p><p> : ( ) ( ) ( )</p><p>( ) ( )L</p><p>tudt</p><p>tdi</p><p>tiR</p><p>tuECdt</p><p>tdu</p><p>CL</p><p>LCC</p><p>=</p><p>=</p><p>1</p><p>. </p><p> 3.5 -</p><p> -</p><p> , .. x(t) 0 t - x(t0) = x0. x(t) - () t1, t2, , tn, . t = tn+1 tn - h, . </p><p> , tn+1 xn+1=x(tn+1) - ( ) - . </p><p> ( ) ),( ttxFdtdx</p><p>= -</p><p>: xn+1 = xn + hf(xn, tn) : xn+1 = xn + hf(xn+1, tn+1). . , -</p><p> 14, . C = 1 , </p><p> 1 , R = 1 . </p><p> 14 </p><p> uc(t)=x(t), x(0)=1 = RC = 10-3 , </p><p>( ) ( ) ( )tuRCRC</p><p>tudt</p><p>tduC</p><p>CC == </p><p> h = 200 x(0)=1, </p></li><li><p> 32</p><p> .. </p><p>0 ,,, =</p><p> txdtxdtdxF . (*) </p><p> - - -: </p><p>( )knnn xxxfdtdx</p><p>+ ,,1 , ( ) ( )knnnb</p><p>axxxfdttx + ,,1 . </p><p> , (*) - </p><p>( ) pixxxF knnni ,...,1 ,0,...,,1 ==+ . xn+1 - </p><p>, . </p><p> I = f(U), - : </p><p>dttduCi CC)(</p><p>= = dttuLi LL )(</p><p>1 . </p><p> . - , . </p><p> : ( )</p><p>nnnCnCC</p><p>nC tthhuu</p><p>Cdt</p><p>tduCi =</p><p>= ++</p><p>+ 1,1</p><p>1, ,,</p><p>, </p><p>( ) 1,,1,11, ++ ++= </p><p>+</p><p>nLnL</p><p>t</p><p>tLLnL uL</p><p>hidtuL</p><p>niin</p><p>n</p><p>. </p><p> , uC,n+1, uL,n+1 , uC,n, iL,n, uL,n . , - . </p><p>. 15. </p></li><li><p> 33</p><p>R1</p><p>C1 L</p><p>R2</p><p>C2</p><p> 15 </p><p> - , : </p><p>( )nLn</p><p>n</p><p>n</p><p>nCnnnn</p><p>nn</p><p>n</p><p>nCn</p><p>n</p><p>nCnnn</p><p>iL</p><p>hh</p><p>uC</p><p>R</p><p>Rhu</p><p>Ch</p><p>uC</p><p>RE</p><p>I</p><p>,1,21</p><p>1</p><p>,21,21,11,21,1</p><p>1,21,1</p><p>1</p><p>,21,1</p><p>1</p><p>,21,21,11,1</p><p>)(2</p><p>2</p><p>21</p><p>)(2</p><p>1</p><p>++</p><p>+</p><p>+</p><p>+</p><p>=</p><p>++</p><p>+</p><p>++++</p><p>++</p><p>+</p><p>+</p><p>+</p><p>+++</p><p>Lh</p><p>hC</p><p>RhC</p><p>RhRhC</p><p>hC</p><p>RY</p><p>n</p><p>nn</p><p>nnn</p><p>1</p><p>11</p><p>111</p><p>2R21 </p><p>212</p><p>21C2- </p><p>2121</p><p>11</p><p>+</p><p>++</p><p>+++</p><p>++</p><p>+++</p><p>= . </p><p> - . ( ). , h , .. h&lt; . ( ) . - : -, - . , - -, - . , , , , - . </p><p>3.6 , -</p><p>, , - , , , - . </p><p> - : 1) , </p></li><li><p> 34</p><p>2) ( - ), 3) . </p><p> dtd </p><p> j. - ( ) . </p><p> - , - )( jF - , .. . </p><p>( ) ( )( )( ) ( )( ) ( )</p><p>22</p><p>11</p><p>jBjB</p><p>jUjUjF</p><p>++</p><p>== , j - , , </p><p>- . : </p><p>( ) ( ) ( )( ) ( )</p><p>22</p><p>22</p><p>21</p><p>21</p><p>B</p><p>BA</p><p>+</p><p>+= , ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )</p><p>2121</p><p>2121</p><p>BBAABAABarctg</p><p>+</p><p>= . </p><p> - g(t) h(t) </p><p> F(j) g(t) : </p><p>( ) ( )+</p><p>= ;dtetfjF jwt </p><p> : </p><p>( ) ( )+</p><p>= dtetgjF tj . </p><p> , - : </p><p>( ) ( )dt</p><p>tdhtg = . </p><p> , -, . - . </p><p> - , - . . . </p><p> , , </p><p>( ) ( )( ) ( )</p><p> jUjUjUjF </p><p> == . </p></li><li><p> 35</p><p> . - : </p><p>( ) -CjiC = , ( ) -LjiL = , </p><p> ( ) , . </p><p>. : </p><p>LjGCjG LC </p><p> == , (**). </p><p> -. </p><p> : Y(j) (j) = - I(j). </p><p> i (ji) , . k, i (ji) k(ji)=Ak(i)+jBk(i) - : </p><p>( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) , 22</p><p>22</p><p>ik</p><p>ikikikikik A</p><p>BarctgBA =+= . </p><p>. 16 Y(j) (j) = - I(j). </p><p> 15 </p><p> -, , : </p><p>. </p></li><li><p> 36</p><p> 4 </p><p>4.1 () </p><p> , (, , - ..), - . </p><p> . -</p><p>. , - . , . </p><p> . - , , - . </p><p> , , - , .. - . - R = , R = 0 . - , . </p><p> , .. . . </p><p> : - , - - , - , - , , . 4.2 -</p><p> : </p><p> , , -, . </p><p> . </p><p> -, . </p><p> ( 16) , - x(t) , - x(t) u ( ). </p></li><li><p> 37</p><p> : </p><p>( )( )</p><p>( )</p><p>=</p><p>==</p><p>nn uutx</p><p>uutxtx</p><p> ....</p><p> 11 . </p><p>X(t)<

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