Электрических цепей на ЭВМ

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключаются особенности дискретизации аналоговых сигналов во времени?

2. В чем заключается сущность теоремы Котельникова?

3. Каковы временные и частотные функции цифровых фильтров?

4. Дайте определение понятия «системная функция».

5. В чем заключается отличие рекурсивного фильтра от нерекурсивного?

ГЛАВА 9. ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА

Расчет электрической цепи включает следующие основные этапы:

1) построение схемы замещения электрической цепи;

2) составление уравнений электрического равновесия;

3) решение уравнений электрического равновесия и представление полученных результатов.

На первом этапе каждый реальный элемент электрической цепи заменяется упрощенной моделью, составленной только из идеализированных пассивных и активных элементов. На втором этапе выбирается система независимых переменных, характеризующая процессы в рассматриваемой цепи, и составляется система уравнений электрического равновесия относительно этих переменных. На третьем этапе решается система уравнений электрического равновесия и определяется искомая реакция цепи на заданное воздействие или соотношения, связывающие между собой реакцию цепи и внешнее воздействие.

В течение длительного времени различные средства вычислительной техники, в том числе и электронные вычислительные машины, применялись только для решения уравнений электрического равновесия и представления полученных результатов.

В настоящее время для решения уравнений электрического равновесия и для составления этих уравнений по заданной схеме замещения цепи или для построения схемы замещения электрической цепи и соответствующих уравнений электрического равновесия по заданной принципиальной схеме цепи широко применяют ЭВМ. Отметим, что применение ЭВМ для построения схемы замещения электрической цепи и составления системы уравнений электрического равновесия имеет принципиальный характер, так как не могут быть выполнены с помощью других средств вычислительной техники.

Методы расчета электрических цепей, основанные на применении ЭВМ для комплексного выполнения всех трех (или хотя бы двух последних) этапов расчета, называют методами машинного (автоматизированного) расчета цепей. Методы анализа цепей, в которых составление уравнений электрического равновесия производится вручную (независимо от того, применяют или не применяют ЭВМ для решения уравнений электрического равновесия), часто не очень удачно называют ручными методами анализа.

Программы машинного расчета электрических цепей условно подразделяют на две большие группы:

1) программы общего назначения, предназначенные для решения широкого круга задач;

2) специализированные программы, предназначенные для решения отдельных частных задач анализа.

К специализированным программам относятся исследование временных или частотных характеристик линейных цепей, определение рабочих точек нелинейных элементов, чувствительности цепи к изменению параметров элементов и т. п. Независимо от назначения каждая программа автоматизированного анализа состоит из нескольких основных блоков, соответствующих основным этапам анализа цепей: блок подготовки исходных данных, блок формирования уравнений электрического равновесия, блок решения уравнений электрического равновесия, блок представления результатов анализа.

С помощью первого блока на этапе подготовки исходных данных в ЭВМ вводят информацию о схеме исследуемой цепи, параметрах ее элементов, формулируют конкретную задачу анализа и указывают способ представления результатов. В наиболее развитых программах анализа цепей в ЭВМ вводят составленный определенным образом список элементов принципиальной схемы рассматриваемой цепи с указанием типов элементов, их параметров и номеров узлов, к которым подключены выводы элементов. Переход от принципиальной схемы к схеме замещения цепи в программах такого типа осуществляется автоматически с помощью имеющейся в программе библиотеки моделей (схем замещения) всех элементов цепи. При использовании программ анализа цепей более низкого уровня требуется предварительно вручную построить схему замещения цепи. В этом случае в ЭВМ вводят список ветвей идеализированной цепи с указанием характера ветви, ее параметров и ориентации, определяемой порядком перечисления номеров узлов, к которым подключена данная ветвь.

Дата добавления: 2014-12-27