Проектирование электронных схем

Проектирование электронных схем включает в себя анализ и синтез электронных схем.

Методы

Чтобы спроектировать любую электрическую цепь, аналоговую или цифровую , инженеры-электрики должны иметь возможность прогнозировать напряжения и токи во всех местах цепи. ^[1] Линейные схемы , то есть схемы, в которых выходные сигналы линейно зависят от входов, можно анализировать вручную с помощью комплексного анализа . Таким же образом можно анализировать и простые нелинейные цепи. Было создано специализированное программное обеспечение для анализа схем, которые слишком сложны или слишком нелинейны для анализа вручную.

Программное обеспечение для моделирования схем позволяет инженерам более эффективно проектировать схемы, сокращая временные затраты и риск ошибок, связанных с созданием прототипов схем. Некоторые из них используют языки описания оборудования, такие как VHDL или Verilog .

Программное обеспечение для сетевого моделирования

Более сложные схемы анализируются с помощью программного обеспечения для моделирования цепей, такого как SPICE и EMTP .

Линеаризация вокруг рабочей точки

Столкнувшись с новой схемой, программное обеспечение сначала пытается найти устойчивое решение , в котором все узлы соответствуют закону тока Кирхгофа , а напряжения на каждом элементе схемы и через него соответствуют уравнениям напряжения/тока, управляющим этим элементом.

Как только устойчивое решение найдено, программное обеспечение может проанализировать реакцию на возмущения, используя кусочную аппроксимацию, гармонический баланс или другие методы.

Кусочно-линейная аппроксимация

Программное обеспечение, такое как интерфейс PLECS для Simulink, использует кусочно-линейную аппроксимацию уравнений, управляющих элементами схемы. Схема рассматривается как полностью линейная сеть идеальных диодов . Каждый раз, когда диод переключается из включенного состояния в выключенное или наоборот, конфигурация линейной сети меняется. Добавление большей детализации к аппроксимации уравнений увеличивает точность моделирования, но также увеличивает время его выполнения.

Синтез

Простые схемы могут быть спроектированы путем соединения ряда элементов или функциональных блоков, таких как интегральные схемы.

Более сложные цифровые схемы обычно проектируются с помощью компьютерного программного обеспечения. Логические схемы (а иногда и схемы смешанного режима) часто описываются на таких языках описания аппаратуры, как HDL , VHDL или Verilog , а затем синтезируются с использованием механизма логического синтеза . ^[2]

См. также

Ссылки

^ Куларатна, Нихал (19 декабря 2017 г.). Проектирование электронных схем: от концепции к реализации . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4200-0790-9 .
^ Тунец, Мюрат; Фидан, Кан Бюлент (01 декабря 2016 г.). «Проектирование электронных схем, реализация и реализация на основе FPGA новой трехмерной хаотической системы с единственной точкой равновесия» . Оптик . 127 (24): 11786–11799. Бибкод : 2016Оптик.12711786Т . дои : 10.1016/j.ijleo.2016.09.087 . ISSN 0030-4026 .

[1] Куларатна, Нихал (19 декабря 2017 г.). Проектирование электронных схем: от концепции к реализации . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4200-0790-9 .

[2] Тунец, Мюрат; Фидан, Кан Бюлент (01 декабря 2016 г.). «Проектирование электронных схем, реализация и реализация на основе FPGA новой трехмерной хаотической системы с единственной точкой равновесия» . Оптик . 127 (24): 11786–11799. Бибкод : 2016Оптик.12711786Т . дои : 10.1016/j.ijleo.2016.09.087 . ISSN 0030-4026 .

[1]

[2]