Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://astrometric.sai.msu.ru/~symbol/cirsym_r.html
Дата изменения: Wed Oct 6 19:26:20 2004 Дата индексирования: Mon Oct 1 23:29:33 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п |
Пакет программ СИМВОЛ-2001
CIRSYM - символьный схемный процессор
Автор: В.В.Филаретов
Руководство пользователя программы CIRSYM
Программа CIRSYM предназначена для получения символьных схемных функций в виде отношения двух вложенных выражений для произвольной линейной инвариантной во времени электрической цепи с сосредоточенными параметрами. Параметры всех элементов схемы представляются в символьной форме. Вычислительная сложность выражений минимизируется до оптимального числа операций и символов. В отличие от известных программ моделирования допускается непосредственное задание как проводимостей, так и сопротивлений. Файл конфигурации программы CIRSYM носит имя setup.sym.
Электрическая или электронная схема задается в виде CIR-файла, то есть файла программ PSpise-DesignLab, ставшего стандартным для программ схемотехнического моделирования. Примеры CIR-файлов для тестовых схем входят в комплект поставки SYMBOL-2001: bridge.cir, quartz.cir, amp2oa.cir, bandpas.cir, test1.cir, test2.cir, test3.cir, test4.cir, test5.cir, lakampy.cir, lakampyz.cir, lakampz.cir, lakampzy.cir, uA741y.cir,uA741yz.cir,uA741z.cir,uA741zy.cir.
ВВОД ДАННЫХ О СХЕМЕ
В первой строке CIR-файла размещается текст, который идентифицирует Вашу схему. Узлы схемы нумеруются в произвольном порядке целыми числами. Число узлов схемы не должно быть более 190.
Все последующие строки CIR-файла должны начинаться с первой позиции. Текст CIR-файла может прерываться комментариями - строками, начинающимися с символа "*". После последней команды CIR-файла (.END) может следовать произвольный текст.
Во второй строке CIR-файла (если нет комментариев) указывается частота, на которой проводится анализ схемы, например команда .AC LIN 1 1000 означает, что схема работает на частоте 1000 Гц.
Далее вводятся элементы схемы (строка соответствует одному и только одному элементу). Вначале следует имя компонента, затем номера узлов, к которым он присоединен, и значение параметра элемента в системе Си.
Первая буква в имени элемента указывает тип элемента:
1) R или r - сопротивление резистора в Ом,
2) g - проводимость резистора в См,
3) С или c - емкость конденсатора в Ф,
4) L или l - индуктивность катушки индуктивности в Гн,
5) G - передаточная проводимость источника тока, управляемого
током (ИТУН), в См;
6) F - коэффициент передачи по току источника тока, управляемого током (ИТУТ);
7) E - коэффициент передачи по напряжению источника напряжения,
управляемого напряжением (ИНУН);
8) H - передаточное сопротивление источника напряжения, управляемого
током (ИНУТ), в Ом;
9) N или n - идеальный операционный усилитель (нуллор).
При задании идеальных операционных усилителей нет необходимости указывать численные значения параметров. Численные параметры, характеризующие элементы других типов, используются программой CIRSYM при формировании заголовка - инициирующей части формулы схемной функции. В заголовке формулы выполняется присваивание численных значений параметров сопротивлениям и проводимостям резисторов, емкостным проводимостям конденсаторов, индуктивным сопротивлениям катушек индуктивности, а также передаточным проводимостям ИТУН. В формуле схемной функции для обозначений параметров емкостных проводимостей и индуктивных сопротивлений используются буквы y и z (остальные символы имени соответствующих конденсаторов и катушек индуктивности остаются без изменения).
Отличия CIR-файла программы CIRSYM от обычного CIR-файла:
1. Cимвол "g" указывает не на ИТУН, как "G", а на проводимость резистора.
2. Если имя резистора начинается с символа "r" или "R", то резистор будет рассматриваться программой как проводимость или сопротивление соответственно. В первом случае в заголовке формулы схемной функции появится строка gname=1/Rname.
3. Если имя конденсатора начинается с символа "с" или "С", то конденсатор будет рассматриваться программой как емкостные проводимость или сопротивление соответственно. При этом в заголовке формулы схемной функции появится строка yname=s*cname или строка zname=1/(s*Cname).
4. Если имя катушки индуктивности начинается с символа "l" или "L", то катушка будет рассматриваться программой как индуктивные проводимость или сопротивление соответственно. При этом в заголовке формулы схемной функции появится строка Yname=1/(s*lname) или строка Zname=s*Lname.
5. Не допускается при указании значений параметров использовать дольные и кратные единицы измерения, предусмотренные в стандартном CIR-файле.
CIR-файл создается и модифицируется в любом текстовом редакторе формата ASCII. Правила занесения элементов схемы и команд в CIR-файл иллюстрируются ниже.
Пример заполнения CIR-файла для программы CIRSYM-2001:
* * Задание ЧАСТОТЫ, на которой выполняется численный анализ * * f=1000 Гц; * .AC LIN 1 1000 * * s=2*Pi*f - круговая частота * * * СОПРОТИВЛЕНИЕ резистора name, включенного между узлами n1 и n2, * value - значение параметра в Ом. * * В заголовке формулы схемной функции rname будет пересчитано * в проводимость: gname=1/rname * rname n1 n2 value * * Rname будет непосредственно включено в формулу схемной функции, * то есть без пересчета в проводимость * Rname n1 n2 value * * * ПРОВОДИМОСТЬ резистора name, включенного между узлами n1 и n2, * value - значение параметра в См. * gname n1 n2 value * * * КОНДЕНСАТОР name, включенный между узлами n1 и n2, * value - значение параметра в Ф. * * В заголовке формулы схемной функции cname будет представлено * емкостной проводимостью: yname=s*cname * * cname n1 n2 value * * * В заголовке формулы схемной функции Cname будет представлено * емкостным сопротивлением: zname=1/(s*Cname) * * Cname n1 n2 value * * * КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ name, включенная между узлами n1 и n2, * value - значение индуктивности в Гн. * * В заголовке формулы схемной функции lname будет представлено * индуктивной проводимостью: Yname=1/(s*lname) * * lname n1 n2 value * * В заголовке формулы схемной функции lname будет представлено * индуктивным сопротивлением: Zname=s*Lname * Lname n1 n2 value * * * ИСТОЧНИК ТОКА, направленный от узла n1 к узлу n2 и * УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ, ориентированным от узла n3 к узлу n4 * value - значение передаточной проводимости в См. * Gname n1 n2 n3 n4 value * * * ИСТОЧНИК ТОКА с именем name, направленный от узла n1 к узлу n2 и * УПРАВЛЯЕМЫЙ ТОКОМ, ориентированным от узла n3 к узлу n4 * value - значение коэффициента передачи по току. * Fname n1 n2 n3 n4 value * * * ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ с именем name, направленный от узла n1 к узлу n2 и * УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ, ориентированным от узла n3 к узлу n4 * value - значение коэффициента передачи по напряжению. * Ename n1 n2 n3 n4 value * * * ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ с именем name, направленный от узла n1 к узлу n2 и * УПРАВЛЯЕМЫЙ ТОКОМ, ориентированным от узла n3 к узлу n4 * value - значение передаточного сопротивления в Ом. * Hname n1 n2 n3 n4 value * * * ИДЕАЛЬНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (нуллор) с именем name. * Входное (выходное) напряжение направлено от узла n1 к узлу n2 * (от узла n3 к узлу n4) * Nname n1 n2 n3 n4 * * * ЗАДАНИЕ ВХОДОВ И ВЫХОДОВ СХЕМЫ * ДЛЯ НАХОЖДЕНИЯ СХЕМНЫХ ФУНКЦИЙ * * Измерительный источник напряжения (V = 1 В), включенный * между узлами n1 и n2 * V n1 n2 1 * * Измерительный источник тока (I = 1 A), включенный * между узлами n1 и n2 * I n1 n2 1 * * Приемник напряжения I=0 (вольтметр), включенный * между узлами n1 и n2 * I n1 n2 0 * * Приемник тока V=0 (амперметр), включенный * между узлами n1 и n2 * V n1 n2 0 * * ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЯ СХЕМНЫХ ФУНКЦИЙ (при задании в CIR-файле * нескольких схемных функций источники и приемники нумеруются * так, чтобы источник и приемник, относящиеся к одной схемной * функции имели одинаковые номера) * * Нахождение передаточной функции по напряжению V34/V12 * V 1 2 1 I 3 4 0 * * Нахождение передаточной функции по току I34/I12 * I 1 2 1 V 3 4 0 * * * Нахождение передаточного сопротивления V34/I12 * I 1 2 1 I 3 4 0 * * * Нахождение передаточной проводимости I34/V12 * V 1 2 1 V 3 4 0 * * * Нахождение входного сопротивления V12/V12 * V 1 2 1 I 1 2 0 * * * Нахождение входной проводимости (для этого в схему вводится * дополнительный узел, например узел 5) I52/V15 * V 1 5 1 V 5 2 0 * * * Команда для нахождения определителя схемы * .DET * * * Команда окончания CIR-файла .END
CIR-файл, в названии которого указывается название схемы - circuit_name должен иметь имя circuit_name.cir. По умоланию, если имя схемы не указано, программа CIRSYM использует файл с именем cir.
Конфигурация программы CIRSYM выполняется через установочный файл SETUP.SYM и является существенной только при анализе сложных схем. Оптимальное задание параметров этого файла для конкретной схемы обеспечивает сокращение времени формирования соответствующих схемных функций и сложности формируемых выражений.
Сложная схема рекурсивно делится на две части по двум, трем, четырем и пяти узлам (соответственно 2-, 3-, 4- и 5-бисекция). Каждая бисекция характеризуется двумя параметрами. Первый параметр - минимальное количество узлов, начиная с которого выполняется бисекция. Второй параметр может принимать значения в интервале от 0.1 до 0.45 и задает режим выбора оптимального варианта деления схемы. При значении этого параметра, равном 0.45, безусловно реализуются все возможные варианты деления.
Типовые значения параметров файла SETUP.SYM | Отображение на дисплее |
Parameters of 5-bisection: 12 0.2 |
^ |
Parameters of 4-bisection: 7 0.2 |
: |
Parameters of 3-bisection: 5 0.2 |
' |
Parameters of 2-bisection: 2 0.3 |
. |
Domination of N elements? (0 - no, 1 - yes) 0 |
|
Complement equivalent transformation? (0 - no, 1 - yes) 1 |
Предпоследнему параметру файла SETUP.SYM дается значение 1 в случае преобладания идеальных операционных усилителей (N-элементов) среди управляемых источников и значение 0 - в противном случае. Последний параметр также может иметь только два значения. Значение 1 соответствует случаю, когда разрешаются дополнительные эквивалентные преобразования в схеме (сведение параллельно или последовательно соединенных проводимости и сопротивления соответственно к проводимости или сопротивлению).
ВЫПОЛНЕНИЕ
Для формирования одной схемной функции, нескольких схемных функций, а также определителя схемы (при отсутствии в CIR-файле источников и приемников), необходимо выполнить команду CIRSYM.EXE. После чего программа запросит имя входного файла. Предусмотрены два способа введения имени файла:
1) Если пользователь введет имя CIR-файла c расширением .cir (circuit_name.cir), то программа CIRSYM сформирует файл circuit_name.out.
2) Если пользователь предварительно перепишет файл circuit_name.cir в файл cir, то ему будет достаточно нажать клавишу <ENTER>. В этом случае программа CIRSYM сформирует файл с именем out.
Файлы circuit_name.out и out могут быть далее исследованы в комплексной области с помощью интерпретатора CALCSYM. Причем для указания CALCSYM файла out будет достаточно нажать <ENTER>. В случае одновременного использования программ CIRSYM и CALCSYM вызывается командный файл CALCCIR.BAT и дважды нажимается клавиша <ENTER> (предполагается, что копия CIR-файла схемы находится в файле cir).
ЛИТЕРАТУРА
1. Филаретов В.В. Об иерархическом подходе к символьному анализу сложных электронных схем // Проблемы физической и биомедицинской электроники: Сб. докл. международ. конф.- Киев: Национальный техн. ун-т Украины, 1996.- С. 132-136.
2. Филаретов В.В. Топологический анализ электронных схем методом выделения параметров // Электричество.- 1998.- N 5.-С.43-52.
3. Filaretov V.V. A topological analysis of electronic circuits by a parameter extraction method // Electrical Technology Russian.- 1998.- N 2.- P. 46-61.
4. Филаретов В.В. Формирование символьных функций для активных электрических цепей методом стягивания и удаления ветвей // Электричество.- 2001.- N 4.-С.43-51.
5. Филаретов В.В., Шеин Д.В. Формирование, интерпретация и компиляция символьных функций электронных схем // Логико-алгебраические методы, модели, прикладные применения: Тр. международ. конф.- Ульяновск, 2001.- Т. 3.- С. 10-12.
6. Филаретов В.В. Метод двоичных векторов для топологического анализа электронных схем по частям // Электричество.-2001.-N 8.- С.33-42.
(C) Ульяновск, СИМВОЛсофт