Компьютерное моделирование и проектирование РЭА: системный подход. Часть 1

ВВЕДЕНИЕ Раздел 1. ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ В ПРОЕКТИРОВАНИИ РЭС 1. КОНЦЕПЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ 1.1. Классификация объектов и видов проектирования электронного изделия 1.2. Подэтапы схемотехнического проектирования 1.3. Иерархия конструкторского проектирования РЭС 1.4. Методы решения задач современного синтеза РЭС 1.5. Автоматизация жизненного цикла электронных изделий Вопросы и упражнения к главе 1 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 2.1. Задачи автоматизированного схемотехнического проектирования 2.2. Требования к математическим моделям и методам решения задач схемотехнического проектирования 2.3. Становление и развитие программ проектирования электронных схем 2.4. Современные проблемы автоматизации схемотехнического проектирования цифровых схем Контрольные вопросы к главе 2 3. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ 3.1. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap 3.1.1. Назначение и область применения программы Micro-Cap 3.1.2. Состав и связи программных модулей Micro-Cap 3.1.3. Интерфейс программы Micro-Cap-10 3.1.4. Основные функции схемотехнического анализа и синтеза 3.1.5. Дополнительные возможности обработки результатов анализа 3.2. Система сквозного проектирования OrCAD 3.2.1. Назначение и область применения программы OrCAD 3.2.2. Состав и связи программных модулей OrCAD 3.2.3. Интерфейс OrCAD 16 при схемотехническом моделировании 3.2.4. Дополнительные функции схемотехнического анализа и синтеза 3.3. Программа моделирования СВЧ-устройств Microwave Office 3.3.1. Назначение и область применения программы Microwave Office 3.3.2. Состав и связи программных модулей Microwave Office 2009 3.3.3. Интерфейс Microwave Office Контрольные вопросы к главе 3 Раздел 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ И ТОПОЛОГИИ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ 4. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ 4.1. Элементы схем замещения 4.2. Модели пассивных компонентов 4.3. Модели полупроводникового и туннельного диода 4.4. Модели транзисторов и операционных усилителей 4.5. Определение параметров моделей диодов и транзисторов 4.5.1. Методы прямого измерения 4.5.2. Оптимизация параметров методом наименьших квадратов 4.5.3. Программа МОДЕЛЬ Вопросы и упражнения к главе 4 5. PSPIСE-МОДЕЛИ КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ 5.1. Элементы языка описания схем PSPICE 5.2. Источники напряжения и тока 5.2.1. Независимые идеальные источники 5.2.2. Зависимые источники 5.3. Пассивные компоненты 5.4. Диоды 5.5. Транзисторы 5.5.1. Биполярный транзистор 5.5.2. Полевой транзистор МОП 5.5.3. Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом 5.6. Макромодели 5.6.1. СВЧ-транзистор 5.6.2. Операционный усилитель 5.7. Программные инструменты разработки моделей Вопросы и задания к главе 5 6. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТОПОЛОГИИ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ 6.1. Граф и его связь с топологией эквивалентной схемы 6.1.1. Определения графа и его элементов 6.1.2. Построение графа схемы 6.2. Режимы анализа схемы и её топологические образы 6.2.1. Одноместные операции в графе 6.2.2. Преобразования графа эквивалентной схемы 6.3. Матрично-топологическое описание эквивалентной схемы 6.3.1. Структурная матрица 6.3.2. Матрица главных сечений 6.3.3. Матрица главных контуров 6.4. Связи между топологическими матрицами А, П и Г 6.5. Программы ГРАФ и СХЕМА Вопросы и упражнения к главе 6 Раздел 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ 7. БАЗОВЫЕ МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ УРАВНЕНИЙ СХЕМЫ 7.1. Математическая модель линейной схемы в однородном базисе 7.1.1. Метод контурных токов 7.1.2. Метод узловых потенциалов 7.1.3. Формирование уравнений схемы с управляемыми источниками 7.2. Математические модели схем в смешанном базисе 7.2.1. Табличный метод формирования уравнений линейной схемы 7.2.2. Модифицированный метод узловых потенциалов 7.2.3. Компьютерная модификация узлового метода 7.2.4. Ручной узловой анализ активных цепей 7.2.5. Сравнение методов формирования уравнений 7.3. ЦЕПЬ — программа анализа линейных электронных схем в однородном координатном базисе 7.3.1. Описание программы ЦЕПЬ 7.3.2. Использование программы ЦЕПЬ для анализа линейных схем Вопросы и упражнения к главе 7 8. МЕТОД ПЕРЕМЕННЫХ СОСТОЯНИЯ В АНАЛИЗЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ 8.1. Уравнения состояния эквивалентных схем 8.2. Математическая модель схемы в методе переменных состояния 8.3. Формирование МПС-модели эквивалентной схемы 8.4. Математическая модель схемы с вырождением 8.5. СИСТЕМА — программа автоматического формирования ММС в методе переменных состояния Вопросы и упражнения к главе 8 9. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ РАЗРЕЖЕННЫХ МАТРИЦ В РАСЧЁТЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ 9.1. Проблемы численного решения большеразмерных систем 9.2. Методы решения линейных алгебраических уравнений 9.2.1. Прямые методы 9.2.2. Итерационные методы 9.3. Упорядочение систем линейных алгебраических уравнений 9.4. Способы хранения большеразмерных матриц 9.4.1. Методы с фиксированным объёмом памяти 9.4.2. Методы на основе связанных списков Вопросы и упражнения к главе 9 Раздел 4. НЕЛИНЕЙНЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ В РЕЖИМЕ БОЛЬШОГО СИГНАЛА 10. МАШИННЫЙ АНАЛИЗ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ В СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ 10.1. Математическая модель схемы в статическом режиме 10.2. Универсальные методы решения ММС в статическом режиме 10.2.1. Метод простой итерации 10.2.2. Метод Ньютона — Рафсона 10.3. Специальные методы решения ММС в статическом режиме 10.3.1. Метод вариации по напряжению питания 10.3.2. Кусочно-непрерывный метод Ньютона — Рафсона 10.4. СТАТИКА — программа расчёта нелинейных электронных схем в статическом режиме Вопросы и упражнения к главе 10 11. ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ В ДИНАМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ 11.1. Математическая модель схемы в динамическом режиме 11.2. Методы численного интегрирования ММС 11.2.1. Методы Эйлера 11.2.2. Метод трапеций 11.2.3. Методы Рунге — Кутты 11.2.4. Точность и устойчивость методов интегрирования 11.3. ДИНАМИКА — программа динамического анализа нелинейных электронных схем 11.3.1. Описание программы ДИНАМИКА 11.3.2. Использование программы ДИНАМИКА Вопросы и упражнения к главе 11 12. СОВРЕМЕННЫЕ ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РЭС 12.1. Линейные многошаговые формулы 12.1.1. Методы прогноза 12.1.2. Методы коррекции 12.1.3. Формулы дифференцирования назад 12.1.4. Методы Адамса 12.2. Свойства ЛМШ-формул 12.2.1. Условия корректности коэффициентов ЛМШ 12.2.2. Устойчивость ЛМШ-формул 12.2.3. Выбор порядка аппроксимирующего полинома 12.2.4. Расчёт локальной ошибки интегрирования 12.3. Методы Гира Контрольные вопросы к главе 12 13. АНАЛИЗ ДИСКРЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ СХЕМЫ 13.1. Простые дискретные модели реактивностей 13.1.1. Дискретные модели ёмкости 13.1.2. Дискретные модели индуктивности 13.1.3. Дискретные модели взаимных индуктивностей 13.2. Обобщенные дискретные модели реактивностей 13.2.1. Модель ёмкости 13.2.2. Модели индуктивностей 13.3. Формирование и решение обобщенной дискретной модели 13.4. Программа ДИСКРЕТ — расчет линейных электронных схем в динамическом режиме Вопросы и упражнения к главе 13 Приложение. СПИСОК ПРИМЕРОВ, ПРИВЕДЁННЫХ В ТЕКСТЕ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК