Dalibor Biolek
Øeíme elektronické obvody
pøíruèka pro naprosté zaèáteèníky
aneb kniha o jejich analýze
Praha 2004
Dalibor Biolek ØEÍME ELEKTRONICKÉ OBVODY aneb kniha o jejich analýze Bez pøedchozího písemného svolení nakladatelství nesmí být kterákoli èást kopírována nebo rozmnoována jakoukoli formou (tisk, fotokopie, mikrofilm nebo jiný postup), zadána do informaèního systému nebo pøenáena v jiné formì èi jinými prostøedky. Autor a nakladatelství nepøejímají záruku za správnost titìných materiálù. Pøedkládané informace jsou zveøejnìny bez ohledu na pøípadné patenty tøetích osob. Nároky na odkodnìní na základì zmìn, chyb nebo vynechání jsou zásadnì vylouèeny. Vechny registrované nebo jiné obchodní známky pouité v této knize jsou majetkem jejich vlastníkù. Uvedením nejsou zpochybnìna z toho vyplývající vlastnická práva. Vekerá práva vyhrazena © Dalibor Biolek, Brno 2003 © Nakladatelství BEN technická literatura, Vìínova 5, Praha 10 Dalibor Biolek: Øeíme elektronické obvody aneb kniha o jejich analýze BEN technická literatura, Praha 2004 1. vydání ISBN 80-7300-125-X
Obsah MÍSTO ÚVODU.............................................. 11 1
ANALÝZA ELEKTRICKÝCH OBVODÙ ........ 15
1.1
Modelování, analýza, simulace ................................ 16
1.2
Metody analýzy heuristické a algoritmické ............ 18
1.3
Metody analýzy podle charakteru modelu .............. 19
1.4
Nejèastìjí cíle a postupy analýzy .......................... 22
METODY ANALÝZY LINEÁRNÍCH OBVODÙ ........ 25 2.1
Pøehled heuristických a algoritmických metod ..... 26
2.1.1
Heuristické metody ....................................................................... 26
2.1.2
Algoritmické metody ..................................................................... 27
2.2
Pøíklady na heuristické postupy .............................. 28
2.2.1
Øeení stejnosmìrných pomìrù v pasivních odporových obvodech ............................................. 28
2.2.2
Výpoèty napìtí a proudù u obvodù v harmonickém ustáleném stavu ................................................. 33
2.2.3
Øeení støídavých pomìrù v linearizovaných obvodech ........................................................ 37
2.2.4
Øeení pøechodných dìjù v jednoduchých setrvaèných obvodech ..................................... 40
2.2.5
Analýza odporových obvodù s operaèními zesilovaèi VFA ........................................................ 44
2.2.6
Analýza setrvaèných obvodù s operaèními zesilovaèi VFA ........................................................ 50
2.2.7
Analýza obvodù se zesilovaèi OTA ............................................. 54
2.2.8
Analýza obvodù s proudovými konvejory (CCII) a s proudovými operaèními zesilovaèi (CFA) .................. 56
A
ANALÝZA
ELEKTRICKÝCH OBVODÙ
3
2.3
Maticové algoritmické metody se zamìøením na MMUN ........................................... 60
2.3.1
Klasická metoda uzlových napìtí (MUN) .................................... 61
2.3.1.1
PODSTATA
2.3.1.2
ILUSTRATIVNÍ
2.3.1.3
PRAVIDLA
METODY ............................................................................... 61 PØÍKLAD ........................................................................... 62
PRO SESTAVOVÁNÍ ROVNIC
2.3.1.4
VODIVOSTNÍ
2.3.1.5
MATICOVÝ
2.3.1.6
SOUVISLOST
....................................................... 64
MATICE SE SKLÁDÁ Z MATIC DÍLÈÍCH PRVKÙ .............................. 65
LINEARIZOVANÝ MODEL TRANZISTORU A
SE ZJEDNODUENÝM MODELOVÁNÍM TRANZISTORU
2.3.1.7
PØÍKLADY
MUN ............................ 66
MATICOVÉHO POPISU
...................................... 69
NA ANALÝZU
LINEARIZOVANÝCH OBVODÙ S TRANZISTORY
............................................... 70
2.3.1.8
ANALÝZA
2.3.1.9
ZPÙSOB
2.3.2
Modifikovaná metoda uzlových napìtí (MMUN) ......................... 77
2.3.2.1
METODA
RAZÍTEK
2.3.2.2
METODA
ZAKÁZANÉHO ØÁDKU
2.3.2.3
METODA U/I ....................................................................................... 91
OBVODÙ SE ZESILOVAÈI
OTA ................................................... 72
VÝPOÈTU OBVODOVÝCH FUNKCÍ Z ADMITANÈNÍ MATICE ..................... 73
................................................................................. 78 ................................................................ 88
2.3.2.4
PODROBNÌJI
2.3.2.5
ANALÝZA
2.3.3
Závìreèná shrnutí a doporuèení ................................................ 104
2.4
Grafové algoritmické metody se zamìøením na M-C grafy ................................... 105
2.4.1
Klasické M-C grafy s vlastními neorientovanými smyèkami ....................................................... 106
2.4.1.1
SESTAVENÍ M-C
2.4.1.2
VYHODNOCENÍ M-C
GRAFU ZOBECNÌNÝM
2.4.1.3
ÚPLNÝ
M-C GRAF ............................................................ 111
2.4.1.4
ILUSTRATIVNÍ
2.4.2
Modifikované M-C grafy pro obvody s OZ a dalími aktivními prvky ................................................... 117
O ANALÝZE OBVODÙ S PROUDOVÝMI KONVEJORY
OBVODÙ S MAGNETICKÝMI VAZBAMI
GRAFU
A ZKRÁCENÝ
PØÍKLADY
...................................................................... 106 MASONOVÝM
PRAVIDLEM
............ 108
....................................................................... 112
2.4.2.1
MODIFIKACE
2.4.2.2
M-C
GRAFY MODIFIKOVANÉ
2.4.2.3
M-C
GRAFY MODIFIKOVANÉ NA PRINCIPU METODY
4
CCII ............. 93
............................................ 97
NA PRINCIPU METODY RAZÍTEK
............................................ 118
NA PRINCIPU METODY ZAKÁZANÉHO ØÁDKU .............................................. 126
DALIBOR BIOLEK: ØEÍME
U/I ............................... 129
ELEKTRONICKÉ OBVODY
A
2.4.3
Shrnutí a doporuèení .................................................................. 131
2.5
Maticové nebo grafové metody? ........................... 132
3
METODY ANALÝZY NELINEÁRNÍCH OBVODÙ ......................... 135
3.1
Pøehled metod ......................................................... 136
3.2
Pøíklady øeení jednoduchých obvodù ................. 137
3.2.1
Zjednoduování stejnosmìrných charakteristik ...................... 137
3.2.2
Metoda zatìovací pøímky (køivky) ............................................ 139
3.2.3
Numerické øeení nelineárních rovnic ...................................... 139
3.2.3.1
RUÈNÍ
3.2.3.2
ALGORITMICKÝ
3.2.4
Analýza po èástech lineárních odporových obvodù s operaèními zesilovaèi .......................... 146
3.2.5
Pøibliná analýza obvodù s diodami a tranzistory ................... 148
3.3
Shrnutí a doporuèení .............................................. 151
4
POÈÍTAÈOVÁ ANALÝZA A SIMULACE ............................................... 153
4.1
Úvod ......................................................................... 154
4.2
Symbolické, semisymbolické a numerické výsledky analýzy lineárních obvodù ..................... 155
4.3
Symbolické, semisymbolické a numerické algoritmy analýzy lineárních obvodù .................... 158
4.4
Struktura simulaèního programu, zaloeného na symbolických algoritmech (SNAP) .................. 160
4.5
Základy práce s programy pro (nejen symbolickou) analýzu obvodù ................... 163
4.5.1
Úvod ............................................................................................. 163
4.5.2
První praktické kroky k poèítaèové simulaci v programu SNAP ................................. 164
A
ØEENÍ ................................................................................ 139 POSTUP PØI POÈÍTAÈOVÉ SIMULACI
ANALÝZA
................................... 143
ELEKTRICKÝCH OBVODÙ
5
4.5.2.1
LEKCE 1 RYCHLÉ
4.5.2.2
LEKCE 2 REZONANÈNÍ OBVOD RLC JAKO PÁSMOVÁ PROPUST, SOUBOR DEMRLC1.CIR .............................. 171
4.5.2.3
LEKCE 3 OPERAÈNÍ ZESILOVAÈ ZAPOJENÝ JAKO SLEDOVAÈ NAPÌTÍ JEDNOPÓLOVÝ MODEL, SOUBOR DEMOPA1.CIR ..................... 178
4.5.3
Tvorba vlastního zadání ............................................................. 183
4.5.3.1
MÙJ
4.5.3.2
SEZNÁMENÍ SE ZÁKLADNÍMI
MONOSTMI PROGRAMU; SOUBOR
PRVNÍ OBVOD VE SNAPU
OBVOD
DEMRC.CIR .................................... 164
............................................................ 183
SE SOUÈÁSTKAMI,
KTERÉ JSOU POPSÁNY NÌKOLIKA PARAMETRY
.......................................... 193
4.5.3.3
OBVOD S NÌKOLIKA
4.5.3.4
VAZBY
4.5.4
Princip tvorby modelù prvkù SNAPu na základì modifikované metody uzlových napìtí ..................................... 201
4.5.5
Shrnutí a zobecnìní .................................................................... 203
4.6
Struktura simulaèního programu, zaloeného na numerických algoritmech (MicroCap) ............. 205
4.7
Základy práce s programy pro numerickou analýzu obvodù ........................... 209
4.7.1
Úvod ............................................................................................. 209
4.7.2
První praktické kroky v programu MicroCap 7 ......................... 210
SOUÈÁSTKAMI STEJNÉHO TYPU .................................. 197
MEZI PARAMETRY RÙZNÝCH SOUÈÁSTEK ........................................ 200
4.7.2.1
LEKCE 1 TOULKY
4.7.2.2
LEKCE 2 ANALÝZA TRANSIENT ................................................... 215
4.7.2.3
LEKCE 3 ANALÝZA DC ............................................................. 219
4.7.2.4
LEKCE 4 ANALÝZA AC ............................................................. 222
4.7.3
Tvorba vlastního zadání ............................................................. 228
SCHEMATICKÝM EDITOREM ..................................... 210
MICROCAPU ........................................................ 228
4.7.3.1
MÙJ
4.7.3.2
PRÁCE S MODELY SPICE ................................................................... 242
4.7.3.3
ZAÈLEÒOVÁNÍ
4.7.3.4
PRÁCE S PØÍKAZEM .DEFINE A S FORMULA TEXTEM .......................... 255
4.8
Analýza pomocí numerického simulátoru ............ 263
4.8.1
Typy analýz, analyzaèní módy a reimy .................................... 263
4.8.2
Co je dobré vìdìt pøed zahájením vlastní analýzy .................. 265
6
PRVNÍ OBVOD V
MODELÙ PRVKÙ DO VSTUPNÍCH SOUBORÙ ............................ 252
DALIBOR BIOLEK: ØEÍME
ELEKTRONICKÉ OBVODY
A
4.8.2.1
ZÁPIS NAPÌTÍ
4.8.2.2
VÝZNAM
A PROUDÙ ...................................................................... 265
4.8.2.3
ZÁPIS
4.8.2.4
CO
4.8.3
Analýza Transient neboli èasová analýza ............................. 274
4.8.3.1
CÍLE
4.8.3.2
INTELIGENTNÍ
4.8.3.3
STAVOVÉ
SYMBOLÙ
V A I V RÙZNÝCH
TYPECH ANALÝZ
............................... 267
ODVOZENÝCH VELIÈIN POMOCÍ VZORCÙ .......................................... 268
.................................... 268
MAJÍ VECHNY ZÁKLADNÍ ANALÝZY SPOLEÈNÉ
ANALÝZY
................................................................................... 274 OSCILOSKOP
............................................................... 274
PROMÌNNÉ
A POÈÁTEÈNÍ PODMÍNKY PRO ÈASOVOU ANALÝZU
..................................... 277
4.8.3.4
JAK
4.8.3.5
MENU TRANSIENT ANALYSIS LIMITS .................................................. 281
4.8.3.6
POSTUPUJE SIMULÁTOR PØI ÈASOVÉ ANALÝZE
TYPICKÁ
................................... 278
NASTAVENÍ ÈASOVÉ ANALÝZY
PØI ØEENÍ RÙZNÝCH TYPÙ OBVODÙ ....................................................... 281
4.8.3.7
KONKRÉTNÍ
4.8.3.8
VYUÍVÁNÍ PØÍKAZÙ .IC A .NODESET ................................................ 289
4.8.3.9
FOURIEROVA
4.8.4
Analýza AC neboli kmitoètová analýza ................................. 305
4.8.4.1
CÍLE
ANALÝZY
................................................................................... 305
4.8.4.2
INTELIGENTNÍ
OBVODOVÝ ANALYZÁTOR ................................................ 305
PØÍKLADY ÈASOVÉ ANALÝZY ................................................. 282
ANALÝZA
........................................................................ 292
4.8.4.3
JAK
4.8.4.4
ATRIBUTY
4.8.4.5
MENU FREQUENCY ANALYSIS LIMITS ................................................. 309
4.8.4.6
ZÁSADY
4.8.4.7
KONKRÉTNÍ
POSTUPUJE SIMULÁTOR PØI KMITOÈTOVÉ ANALÝZE SOUÈÁSTEK PØI KMITOÈTOVÉ ANALÝZE
PRO PRÁCI S PROMÌNNÝMI U ANALÝZY PØÍKLADY KMITOÈTOVÉ ANALÝZY
............................. 306
.................................... 308
AC .............................. 311
.......................................... 312
4.8.4.8
UMOVÁ
4.8.4.9
INVERZNÍ FOURIEROVA
4.8.5
Analýza DC neboli stejnosmìrná analýza ............................. 327
4.8.5.1
CÍLE
4.8.5.2
INTELIGENTNÍ
4.8.5.3
JAK
4.8.5.4
ATRIBUTY
4.8.5.5
MENU DC ANALYSIS LIMITS ............................................................ 331
4.8.5.6
PØÍKLADY
4.8.6
Roziøující typy analýz ................................................................ 337
4.8.6.1
DYNAMICKÁ
A
ANALÝZA .............................................................................. 314
ANALÝZY
TRANSFORMACE
.................................................. 322
................................................................................... 327 CHARAKTEROGRAF
....................................................... 328
POSTUPUJE SIMULÁTOR PØI STEJNOSMÌRNÉ ANALÝZE ......................... 329 SOUÈÁSTEK PØI STEJNOSMÌRNÉ ANALÝZE
STEJNOSMÌRNÉ ANALÝZY
...................................................... 332
STEJNOSMÌRNÁ ANALÝZA
ANALÝZA
................................ 330
(DYNAMIC DC) .......................... 337
ELEKTRICKÝCH OBVODÙ
7
4.8.6.2
PØENOSOVÁ
FUNKCE
(TRANSFER FUNCTION) ...................................... 339
4.8.6.3
CITLIVOSTNÍ
ANALÝZA
(SENSITIVITY) .................................................. 342
4.8.7
Analyzaèní reimy ....................................................................... 346
4.8.7.1
KROKOVÁNÍ (STEPPING) .................................................................. 346
4.8.7.2
TEPLOTNÍ
4.8.7.3
VYHODNOCOVACÍ
4.8.7.4
STATISTICKÁ
4.8.7.5
OPTIMALIZACE (OPTIMIZATION) ......................................................... 378
4.8.7.6 4.8.8 4.8.8.1
ANALÝZA
............................................................................ 349
ANALÝZA
ANALÝZA
VEØEJNÉ A PRIVÁTNÍ
(PERFORMANCE ANALYSIS) ......................... 353
(MONTE CARLO) ............................................. 365
KNIHOVNY MODELÙ
A JEJICH ÚLOHA V ANALYZAÈNÍCH REIMECH ............................................ 385
Dalí speciální funkce simulátoru ............................................. 387 MONOSTI
DETAILNÍHO SLEDOVÁNÍ PROMÌNNÝCH
A TRASOVÁNÍ BÌHEM ANALÝZY
.............................................................. 387
4.8.8.2
DALÍ
4.9
Problémy pøi poèítaèové simulaci a jak se s nimi vypoøádat ....................................... 391
4.9.1
Vybrané problémy pøi simulaci a jejich pøíèiny ........................ 391
4.9.2
Problémy s konvergencí vnitøních algoritmù a cesty k jejich øeení ................................................ 395
4.9.2.1
GLOBAL SETTINGS (GLOBÁLNÍ
4.9.2.2
MONÉ
4.9.2.3
UITEÈNÉ FUNKCE
..................................................................... 390
PØÍKLAD
ANALÝZY TRANZISTOROVÉHO
BISTABILNÍHO KLOPNÉHO OBVODU
4.9.2.4
NASTAVENÍ SIMULÁTORU) ........................ 395
PØÍSTUPY K ØEENÍ PROBLÉMÙ S KONVERGENCÍ ............................ 398
PØÍKLAD
......................................................... 401
ANALÝZY OBVODU
S NESNADNO ZJISTITELNÝM PRACOVNÍM BODEM ........................................ 404
5
MÍSTO ZÁVÌRU .......................................... 409
6
PØÍLOHY ..................................................... 411
P1
Elektrické obvody a jevy v nich ............................. 412
P1.1
Klasifikace elektrických obvodù ................................................ 412
P1.2
Stavy a jevy v obvodech ............................................................. 414
P1.3
Stavy a dìje podrobnìji .............................................................. 415
P1.4
Malosignálové linearizované modely nelineárních obvodù ...................................................... 421
8
DALIBOR BIOLEK: ØEÍME
ELEKTRONICKÉ OBVODY
A
P1.5
Vybrané charakteristiky obvodù ................................................ 423
P2
Pøehled nástrojù pro popis jevù v lineárních obvodech .................................... 428
P2.1
Charakteristika pouívaných metod popisu ............................. 428
P2.2
Operátorový popis obvodù ........................................................ 433
P2.2.1
METODA
P2.2.2
METODA LAPLACEOVY
P2.2.3
CO
P3
Vybrané principy a postupy vyuívané k analýze obvodù ................ 439
P3.1
Zákon, princip, metoda ............................................................... 439
P3.2
Princip superpozice a metoda superpozice ............................. 440
P3.3
Princip ekvivalence a jeho konkrétní varianty a aplikace .......................................... 441
P3.3.1
PRINCIP
EKVIVALENCE ......................................................................... 441
P3.3.2
PRINCIP
KOMPENZACE (SUBSTITUCE)
P3.3.3
PRINCIP NÁHRADNÍHO ZDROJE (THÉVENINÙV NORTONÙV TEORÉM) .................................................... 443
P3.3.4
METODA
P3.3.5
TRANSFIGURACE
P4
Pøepoèty dvojbranových parametrù tranzistoru ............................................. 451
P5
Pøehled vybraných aktivních prvkù ...................... 453
P6
Struèný slovník a vybrané vlastnosti Laplaceovy transformace ..................... 454
P7
Vyjadøování èísel v programech SNAP a MicroCap ........................... 456
P8
Prvky z knihovny programu SNAP 2.6. ................. 457
P9
Seznam elektronických pøíkladù v instalaci programu SNAP .................................... 467
P10
Vybrané prvky programu MicroCap ...................... 474
A
OPERÁTOROVÝCH SCHÉMAT
..................................................... 433
TRANSFORMACE A PØENOSOVÉ FUNKCE ................... 436
VECHNO SE DÁ URÈIT Z OPERÁTOROVÉ PØENOSOVÉ FUNKCE
............... 437
..................................................... 442
EKVIVALENCE NAPÌOVÝCH A PROUDOVÝCH ZDROJÙ ..................... 448 HVÌZDA
ANALÝZA
TROJÚHELNÍK
............................................... 449
ELEKTRICKÝCH OBVODÙ
9
P10.1
Napájecí a signálové zdroje, zdroje pro transformaci signálù ................................................ 474
P10.1.1 GENERÁTORY
SIGNÁLÙ ........................................................................ 474
P10.1.2 OBVODY
PRO TRANSFORMACI SIGNÁLÙ ................................................... 479
P10.1.3 VÝZNAM
ATRIBUTÙ ZDROJÙ V RÙZNÝCH TYPECH ANALÝZ
P10.2
............................ 483
Pasivní prvky typu R, C a L, obvody s magnetickými vazbami a transformátory ................. 484
P10.2.1 REZISTORY ....................................................................................... 484 P10.2.2 KAPACITORY ..................................................................................... 485 P10.2.3 INDUKTORY ....................................................................................... 486 P10.2.4 TRANSFORMÁTORY ............................................................................. 489 P10.3
Polovodièové a aktivní prvky ..................................................... 490
P10.3.1 DIODY .............................................................................................. 490 P10.3.2 TRANZISTORY .................................................................................... 493 P10.3.3 OPERAÈNÍ
ZESILOVAÈE
....................................................................... 496
P10.4
Jiné prvky ..................................................................................... 500
P11
Nìkteré konstanty, promìnné a funkce programu MicroCap ................................ 500
P11.1
Nìkteré konstanty a systémové promìnné MicroCapu ........................................... 500
P11.2
Nìkteré funkce MicroCapu ......................................................... 501
LITERATURA A ODKAZY ........................... 504 REJSTØÍK ................................................... 510
10
DALIBOR BIOLEK: ØEÍME
ELEKTRONICKÉ OBVODY
A
MÍSTO ÚVODU Kniha, kterou máte pøed sebou, byla napsána zejména pro ty z vás, kteøí ovládají Ohmùv zákon a Kirchhoffovy zákony, mají základní vìdomosti o elektrických souèástkách a jejich aplikacích, èasto zkoumají dìje v nejrùznìjích analogových obvodech, nebojí se analyzovat problémy s tukou a papírem ani experimentovat s poèítaèem, a mají dostatek vnitøní motivace k tomu stát se skuteènì znalými uivateli souèasných komerèních simulaèních programù, ani by byli nuceni studovat stohy obtínì ètivých a vìtinou cizojazyèných manuálù. Pokud vak nìkterému z uvedených atributù nevyhovujete, nemusí to být na závadu, jak zjistíte letmým pohledem na obsah s názvy jednotlivých kapitol. Na následujících stranách je velké mnoství informací z oblasti efektivních metod analýzy analogových obvodù. Neménì dùleité ne tyto informace je vak jejich pojivo, toti øetìz øeených pøíkladù. Tyto pøíklady vás budou provázet metodami jak ruèní analýzy obvodù, tak i metodami jejich øeení na poèítaèi prostøednictvím simulaèních programù. Jak èíst tuto knihu, aby vám pøinesla co nejvìtí uitek? Døíve ne se pokusím o návod, dovolte nìkolik vysvìtlujících údajù. Kniha je sestavena ze tøí èástí v prvních dvou se píe o metodách ruèní analýzy a poèítaèové analýzy, tøetí èást je pøílohová. Pro ty z vás, kteøí se chtìjí skuteènì dobøe nauèit analyzovat elektronické obvody, doporuèuji ètení od zaèátku. To znamená nejprve se uèit øeit jednoduí obvody ruènì, na základì snahy o pochopení jejich fungování, a teprve pak se vìnovat studiu automatizované analýzy na poèítaèi. V této druhé fázi je vhodné stáhnout si z domovské stránky nakladatelství BEN technická literatura instalaèní soubory programù SNAP a MicroCap spolu s elektronickými výukovými pøíklady. Souèasné simulaèní programy vesmìs pracují na základì modifikované metody uzlových napìtí. Proto je této metodì vìnováno hodnì prostoru v úvodních kapitolách o metodách ruèní analýzy, hned po heuristických metodách, kterých vyuívají zejména ti z nás, kteøí rádi øeí problémy po svém tvùrèím vyuíváním základních zákonù a principù elektrotechniky. Jsou popsány do podrobností postupy rychlé analýzy obvodù s klasickými i moderními obvodovými prvky (rùzné typy operaèních zesilovaèù vèetnì transimpedanèních a transkonduktanèních, proudové konvejory atd). Metody jsou jednoduchou formou a na mnoství pøíkladù objasòovány jak v maticovém tvaru, tak i ve formì tzv. grafù signálových tokù. Nìkteré uvedené postupy rychlé analýzy dosud nebyly jinde publikovány. To platí i o ponìkud exotických
A
ANALÝZA
ELEKTRICKÝCH OBVODÙ
11
metodách øeení obvodù pomocí grafù signálových tokù. Jejich mistrným zvládnutím lze dosáhnout pozoruhodných efektù, napøíklad okamitého napsání výsledku analýzy pøímo ze schématu obvodu, tj. bez jakýchkoliv mezivýpoètù. Kapitolou 4 vstoupíte do svìta poèítaèové analýzy a simulace obvodù. Zde se na zhruba 250 stranách seznámíte s abecedou, její zvládnutí vám otevøe cestu k efektivní práci s jakýmkoliv souèasným simulaèním programem z rodiny SPICE. Jestlie se vám podaøí tuto kapitolu doèíst do konce a ètení budete prokládat pokusy na svém poèítaèi, ovìøovat popisované experimenty na demonstraèních souborech a pøemýlet o výsledcích, které vám budou poskytovat programy SNAP a MicroCap, pak uèiníte mnoho pro to, aby vae cesta na vrchol byla co nejpoctivìjí. Nejen proto, e platí rovnice: MicroCap = SPICE + nìco navíc. Do problematiky poèítaèové simulace budete zasvìcováni postupnì, pøes relativnì jednoduí programy zaloené na symbolických algoritmech (SNAP) a po numerické simulátory (MicroCap). Program SNAP jsme vytvoøili právì pro studenty, kteøí potøebují rychle zvládnout první krùèky v poèítaèové simulaci obvodù. K zvládání výe zmínìné abecedy by vám mìla hodnì napomoci netradiènì pojatá kapitola 4.5, v ní jsou koncentrovány 3 na sebe navazující lekce poèítaèové simulace v programu SNAP. K umocnìní celkového výukového efektu je tato èást formálnì upravena ponìkud odlinì od ostatních kapitol (pøevaha grafické informace nad textovou, vynechání èíslování obrázkù atd.). Nechybí zde ani námìty na samostatné experimentování v SNAPu. Máte monost pokraèovat v øeení sady 123 elektronických pøíkladù, které si mùete stáhnout na vá poèítaè z www.ben.cz. Jejich popis je uveden v pøíloze P9. Pokrývají irokou kálu problémù a jsou setøídìny do kategorií Základy elektrotechniky, Zesilovaèe, Oscilátory, Syntetické prvky, Filtry, Vysokofrekvenèní obvody. Tuto úvodní èást vak doporuèuji i zkueným uivatelùm komerèních simulátorù. SNAP toti poskytuje na rozdíl od simulátorù rodiny SPICE výsledky v tzv. symbolické formì, co vám umoòuje získávat nìkterá øeení, která prostì komerèní simulátory neumí. Navazující kapitoly o numerických simulaèních programech je sice mono studovat nezávisle na pøedchozích èástech, efektivnìjí je ovem nejprve projít pøedchozími základy. Uvedený skok je moné doporuèit snad jen zkuenìjím uivatelùm nìkterého z komerèních simulátorù. Nauèíte se pohybovat v profesionálním schematickém editoru, seznámíte se se základními pojmy a pravidly, jak pracovat s modely souèástek, s knihovnami, jak správnì pouívat pøíkazy typu .MODEL a .DEFINE atd. Nauèíte se pracovat s nejrùznìjími typy analýz, v rùzných analyzaèních módech a reimech. V závislosti na vaich
12
DALIBOR BIOLEK: ØEÍME
ELEKTRONICKÉ OBVODY
A
