Анализ схем кварцевых генераторов и расчет их параметров методом численно-аналитического моделирования

• Автор: Губарев, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АГ - автогенератор
АУ - алгебраическое уравнение
ВАХ - вольт-амперная характеристика
ВИМС - метод вложенного интегрирования многопериодных систем
ГБ - метод гармонического баланса
ДКГ - двухмодовый кварцевый генератор
ДУ - дифференциальное уравнение
ИУРФ - измеритель отношений уровня и разности фаз
КГ — кварцевый генератор
КР - кварцевый резонатор
МКГ - многочастотный кварцевый генератор
МКИ - международная классификация изобретений
ИДУ - нелинейное дифференциальное уравнение
ОКР - опытно-конструкторская разработка
ПС - программное средство
САПР - система автоматического проектирования
ТЧХ - температурно-частотная характеристика
ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные условные обозначения и сокращения
Введение
Глава 1. Средства и методы компьютерного моделирования кварцевых генераторов
1.1.Программные средства для моделирования кварцевых генераторов. Классификация ПС по используемым методам анализа
1.2.Методы нелинейного моделирования КГ, основанные на использовании специализированных алгоритмов численного анализа..
1.3.Методы нелинейного моделирования КГ, основанные на использовании приближенных моделей исходной схемы
1.4.Моделирование многочастотных КГ
1.5.Выводы. Цели и задачи исследования
Глава 2. Численно-аналитический метод компьютерного моделирования кварцевых генераторов
2.1.Двухуровневое моделирование КГ
2.2.Численно-аналитический метод моделирования КГ и традиционные методы моделирования
2.3.Высокоуровневая модель КГ
2.4.Анализ КГ, представленного высокоуровневой моделью
2.5.Применение численно-аналитического метода моделирования для моделирования многочастотных КГ
2.5.Вывод ы
Глава 3. Построение и анализ высокоуровневой модели КГ средствами
схемотехнических и математических САПР общего назначения
3.1.Расчет параметров высокоуровневой модели КГ в среде схемотехнических САПР
3.1.1. Методика расчета параметров высокоуровневой модели одночастотного КГ в программе МюгоСАРб
3.1.2. Методика расчета параметров высокоуровневой модели многочастотного КГ в программе МюгоСАРб
3.2.Анализ параметров высокоуровневой модели КГ средствами математических САПР. Общий алгоритм моделирования КГ с использованием САПР
3.3.Ограничения разработанной методики моделирования КГ
3.^Экспериментальная проверка методики моделирования
3.5.Выводы
Глава 4. Применение компьютерного моделирования для исследования
устойчивости автоколебаний в многочастотных КГ
4.1.Аналитические условия устойчивости стационарного режима
автоколебаний для КГ, представленного высокоуровневой моделью
4.2.Методика исследования устойчивости многочастотного режима КГ
4.3 .Исследование областей устойчивости режима двухчастотного
возбуждения трехточечных автогенераторных схем
4.4.Смещение области устойчивости режима двухчастотного возбуждения в требуемую область параметров в емкостных трехточечных схемах КГ
4.5.Вывод ы
Заключение
Литература
Приложение

возбуждения характеризуется сопротивлением (рис. 1.7).
двухполюсниками с отрицательным

Рисунок 1.7 — Модель двухчастотного КГ
Для этой модели были выведены аналитические условия локальной устойчивости стационарного режима колебаний для состояния равновесия, характеризуемого на фазовой плоскости точкой типа “устойчивый узел”. В то же время вопросы комплексного исследования устойчивости схемы для совокупности возможных стационарных состояний в этой работе остались непроработанными. Необходимо так же отметить, что исследование [24] имело, в основном, прикладную направленность на создание новых схемных решений и вопросы самой методики моделирования в нем затронуты очень слабо.
1.5 Выводы. Цели и задачи исследования
Процессы, происходящие в автогенераторной системе, описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, для которых не существует точных аналитических методов решения. Известные приближенные аналитические методы анализа таких систем довольно трудоемки и быстро теряют эффективность по мере повышения сложности уравнений. Наиболее точным и во многих случаях единственно возможным методом анализа автогенераторов является компьютерное математическое моделирование.