вход Вход Регистрация



Для расчетов прочности в планетарных передачах используют формулы для простых передач. Расчеты используют для каждого зацепления – а и д, д і в. Поскольку внутреннее зацепление крепче за внешнее, то за одинаковых материалов довольно рассчитать зацепление колес а и д.

 

Случайные новости

Проектирование аналогово-цифровых устройств


Особенности проектирования смешанных устройств на схемотехническом уровне. Стыковка математического обеспечения функционально-логического и схемотехнического уровней проектирования. Упрощения и допущения при моделировании устройств смешанного типа. Анализ аналогово-цифровых устройств в МС5.


Изначально программа Micro-Cap была предназначена для моделирования чисто аналоговых приборов, программа Micro-Logic - для моделирования чисто цифровых приборов. В версии Micro-Cap V появилась принципиально новая возможность моделирования произвольных смешанных аналогово-цифровых цепей с обратными связями, что, в частности, могут состоять только из цифровых приборов и не содержать аналоговых блоков.
Конечно, смешанные круга моделируются в режиме расчета переходных процессов, однако другие режимы также доступны. В режиме DС задержки сигналов в цифровых блоках игнорируются и рассчитываются логические уровни выходов цифровых приборов в стационарном режиме. В режиме АС цифровые компоненты не участвуют в анализе мало сигнальных частотных характеристик, только для аналоговых частей аналогово-цифровых и цифро-аналоговых интерфейсов состоят линеаризованные схемы замещения их входных и выходных комплексных сопротивлений. Обсудим специфику моделирования цифро-аналоговых приборов.

Рис. 9.1. Модель цифровой ИС
Реальные цифровые ИС в программе МС5 изображены в виде примитивов Uххх. Их функционирование на логическом уровне, и двух (аналогово-цифровых и цифроаналоговых, А / Ц и Ц / А) интерфейсов, отражающих их входные и выходные каскады изображен на рис. 9.1.
В задании на моделирование указываются только примитивы цифровых приборов. Если при этом цифровые ИС соединяются непосредственно друг с другом, то блоки интерфейсов во внимание не принимаются. Если же к входу или выходу ИС подключен аналоговый компонент, то автоматически включается соответствующий интерфейс.

 

Итак, смешанные аналогово-цифровые цепи состоят из компонентов трех типов:

1) аналоговые компоненты,

2) приборы сообщения аналоговых и цифровых компонентов (интерфейс),

3) цифровые компоненты (примитивы).
Соответственно различают три типа узлов: аналоговые узлы, цифровые и узлы интерфейса, к которым подключена комбинация аналоговых и цифровых приборов. Программа МС5 автоматически расщепляет каждый узел интерфейса на два узла - чисто аналоговый и чисто цифровой - и включает между ними макромодель аналогово-цифрового или цифро-аналогового интерфейса. Кроме того, до моделей интерфейсов автоматически подключается источник питания цифровых схем.
Логические уровни цифровых узлов принимают одно из пяти значений:
1 - высокий уровень;
0 - низкий уровень;
R - положительный (передний) фронт (Raise, переход из состояния "0" до '1 ');
F - отрицательный (задний) фронт (Fall, переход из состояния "1" до "0");
X - неопределенное состояние (может принимать значение "0", "1", нестабильное состояние).
При исчислении логических уровней узлов, к которым подключено несколько цифровых компонентов, учитывают выходные сопротивления источников сигналов.

Приборы интерфейса
Приборы интерфейса включаются между аналоговыми и цифровыми компонентами и выполняют две функции. Во-первых, с их помощью, при моделировании электрических процессов в аналоговой части круга, задаются схемы замещения входных и выходных каскадов цифровых компонентов, соединенных непосредственно с аналоговыми компонентами. Во-вторых, они обеспечивают преобразование электрического напряжения в логический уровень (и наоборот), чтобы обеспечить обмен данными между подпрограммами моделирования электрических процессов в аналоговой части круга и логического моделирования цифровой части. Они делятся на приборы передачи данных от аналоговых компонентов на вход цифровых компонентов, называемых интерфейс А / Ц (Digital Output), и на приборы передачи данных от цифровых компонентов на вход аналоговых компонентов, называемых интерфейс Ц / А (Digital Input).
Если аналоговые и цифровые компоненты взаимодействуют в процессе моделирования, приборы интерфейса включаются в схему замещения цепи автоматически, когда они соединяются друг с другом. Для обеспечения такого режима заранее в библиотеки цифровых компонентов включаются ассоциируемые с каждым компонентом модели приборов интерфейса, оформленные в виде макромоделей. При расщеплении узла для автоматического включения интерфейса устройства программа МС5 создает новый цифровой узел. Отметим, что узел интерфейса характеризуется электрическим напряжением, а дополнительный цифровой узел - логическим состоянием.

 

Рис. 9.3. Аналогово-цифровой (а) и цифро-аналоговый (б) интерфейсы.

Модели цифровых компонентов и ассоциируемые с ними модели содержатся в специальной библиотеке. Схема интерфейсов показана на рис. 9.3.

Рис.9.4. Нелинейная модель входной цепи цифрового компонента.
На рис. 9.4 изображена нелинейная схема замещения макромоделей входной цепи ТТЛ-логики, к которой принадлежит стандартное устройство сопряжения типа Оххх.
Расчет наихудшего случая при моделировании смешанных аналогово-цифровых приборов отличается от моделирования чисто аналоговых приборов. При моделировании методами наихудшего случая аналогово-цифровых приборов аналоговые секции моделируются при номинальных значениях параметров. В цифровых компонентах есть задержки, что есть в моделях динамики. При подаче на вход цифрового компонента воздействия, выходной узел имеет неопределенное логическое состояние на интервале времени, равном разнице между максимальной и минимальной задержкой. После прохождения сигнала через второй цифровой компонент, продолжительность неопределенного состояния увеличивается и т. д. Это так называемое моделирование "с нарастающей неопределенностью".

Иерархические структуры.
При моделировании применяются иерархические структуры двух типов - блоки и иерархические символы.
Блоки. Изображение блока создается в виде прямоугольника (команда Draw / Block). К контуру блока подводятся внешние проводники и шины - в этих точках автоматически создаются внешние выводы блока и проставляются их номера. Таким образом, удобно создать функциональную схему устройства. Схема замещения каждого блока создается по команде Navigate / Push и, в свою очередь, она может иметь вложенные блоки без ограничений на количество уровней иерархии. Сначала задается имя файла, в котором будет размещено описание блока, затем на панели Type выбирается тип описания блока.
После закрытия этого окна выбором кнопки ОК на окне схем автоматически помещаются порты интерфейса (символы IF_IN, IF_OUT из библиотеки Port. Slb), соответствующие внешним выводам блока; им автоматически присваиваются имена Р1, Р2, ... Схем замещения блока создается обычным образом, и в порт интерфейса подводятся проводники. Назад на верхний уровень иерархии возвращаются по команде Navigate / Pop. Каждому блоку может соответствовать несколько вариантов схем замещения, позволяющие выполнить моделирование различных вариантов.
Иерархические символы. Каждый блок можно превратить в иерархический символ и поместить его в библиотеку, что позволяет в дальнейшем размещать на схеме ранее созданные структуры. Возможна замена схемы замещения иерархического символа ее текстовым описанием в виде макромодели (subcircuits), что уменьшает вычислительные затраты на моделирование. Схема замещения макромодели создается так же, как для иерархического символа, а затем выполняется команда Tools / Create Subcircuit.

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру