Основы компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных средств. Ишков А.С. - 23 стр.

          3 Схемотехническое моделирование аналоговых устройств

       3.1 Общие сведения о схемотехническом моделировании (СхМ)
       Под схемотехническим моделированием понимают моделирование элек-
трических процессов в электронных устройствах, изображаемых в виде прин-
ципиальных электрических схем.
       Цель СхМ состоит обычно в определении формы и параметров сигналов
тока и напряжения, возникающих в разных точках схемы.
       Схемотехническое моделирование учитывает, в отличие от информаци-
онного, реальные физические ограничения в электрических процессах – так на-
зываемые законы сохранения. Это первый и второй законы Кирхгофа.
       СхМ соответствуют электрические модели, которые включают либо
системы уравнений, связывающих напряжения и токи в электрической схеме,
являющейся моделью объекта, либо саму электрическую схему, составленную
из базовых элементов (резисторов, конденсаторов и т.п.), на основе которой
можно в ЭВМ получить систему уравнений, связывающих напряжения и токи в
модели объекта.
       Математическая модель в СхМ в общем случае состоит из двух подсис-
тем:
       1) Компонентные уравнения - модели отдельных элементов (зависимо-
сти тока и напряжения),
       2) Топологические - уравнения электрического равновесия на основе 1 и
2 законов Кирхгофа.
       Основными задачами СхМ являются расчет статического режима, пере-
ходных процессов, частотных характеристик.
       На основе решения этих задач вычисляют:
       - параметры сигналов (фронт, длительность, задержку и др.),
       - спектр выходного сигнала,
       - чувствительность схемы к изменению параметров ее элементов,
       - проводят статистический анализ схемы и оптимизацию ее параметров.

       3.2 Моделирование статического режима
       Моделирование статического режима электронной схемы основывается
на определении фиксированных, постоянных значений токов и напряжений.
Такой режим характеризуются отсутствием переходных процессов. Он включа-
ет в себя определение узловых напряжений в схеме при заданных параметрах
источников постоянного тока и требует решения системы нелинейных алгеб-
раических уравнений. Анализ работы такой цепи требует предварительного
составления некоторой модели - схемы замещения. В схеме замещения элемен-
ты реальной цепи заменяются своими моделями.
       Математическая модель цепи представляет собой систему нелинейных
алгебраических уравнений, решая которую с помощью того или иного числен-
ного метода, можно найти значения токов и напряжений на резистивных эле-
ментах схемы.
       Исходная модель схемы:

                                                                          23