电子设备虚拟维修中电路仿真模型的构建与应用

利用SPICE和VC++平台,对电子设备虚拟维修系统中电路仿真模型的构建及其应用进行了研究。首先采用建立等效电路等方法解决了SPICE模型库器件模型不足的问题;其次使用Multisim和SPICE相结合的方法建立了电子设备电路仿真模型;最后选取SPICE3F5为仿真引擎,使用VC++平台,实现了对电子设备电路仿真模型的实时仿真和对仿真结果数据的实时读取。构建电路仿真模型并将其应用于虚拟维修系统,为电子设备虚拟维修系统的顺利实现打下了技术基础。     

基于等效电路法的微加速度计系统建模研究

讨论一类硅微闭环电容式加速度计系统级动态模型的建模过程与方法.MEMS（micro-electro-mechanical system）快速有效的系统级模拟依赖于准确简洁的器件宏模型的建立.文中首先针对一种基本机电换能器件进行研究,利用二元函数的Taylor公式,建立器件偏置点附近增量信号间的线性关系,进而建立可用等效电路形式描述的器件宏模型.以此为基础,分别探讨传感器中检测和加力两类差动电容模型的建立方法及其与外部环境的联接,得到可利用电路模拟软件进行分析的系统级等效电路.通过仿真实例验证模型的正确性,并简要讨论系统的主要动态特性.这些工作为进一步的系统仿真和全局优化提供可靠的模型基础.     

MEMS器件与电路共同仿真原型系统

为了预测MEMS器件与电路组成的完整MEMS系统的行为,建立了一个支持MEMS器件与电路共同仿真的原型系统。首先,根据MEMS系统级仿真与模拟电路仿真的共同特性,提出了MEMS器件与电路共同仿真的原理和方法,并依托国产电路仿真平台Zeni VLG建立了共同仿真原型系统的框架结构;然后,分别根据修正节点分析方法和模拟电路行为级建模方法开发了该共同仿真原型系统所必需的两个参数化模型库。通过一个跷跷板式微加速度计分别与其开环电路和闭环带载波电路的共同仿真对原型系统和模型库进行了测试,与国外商业软件Saber对比,开环仿真结果相对误差为2.1%,表明提出的原型系统能够有效进行MEMS器件与电路共同仿真,并且具有较高的精度。     

MEMS节点化建模及其在集成微系统设计中的应用

为实现MEMS产品的快速设计和性能验证,在借鉴其结构化设计思想即节点分析法的基础上,提出了一种与常规信号流类比不同,适于集成微机电系统快速仿真的等效电路建模思路和方法。首先,对系统及MEMS器件进行功能及结构分解;然后,分别对各基本单元进行节点化建模,并在一定的机电类比规则下将其转换为等效电网络(元件);最后,根据节点变量约束关系,将这些等效网络(元件)逐层重构为器件级和系统级等效电路。结合一类典型MEMS集成系统——梳齿式静电反馈微加速度计的分析实例,对上述方法进行了具体介绍和验证。利用OrCAD等电路仿真器分析、测试了所建立的体现多能域耦合关系的微系统数字化分析原型,结果显示,相对于VHDL-AMS描述法,该模型具有单一域内的更加直观的模型形式和快捷的仿真速度,表明本文提出的方法在复杂MEMS集成系统的分析设计中具有一定的应用价值。     

虚拟数字存储示波器中A／D动态性能的研究

研究并设计了一种高速高精度的虚拟数字存储示波器.采用理论分析和数值仿真的方法研究了调理电路噪声和采样时钟相位噪声对A/D动态性能的影响,以此为指导设计出了独立双通道100 MSPS采样率、10位垂直分辨率的虚拟数字存储示波器.研究表明,调理电路的噪声和采样时钟的相位噪声会对系统的动态性能产生严重影响,实验还发现,调理电路的谐波失真也是降低系统动态性能的重要因素,因而在高速高精度数据采集系统中应该选择低噪声和低谐波失真的器件,同时需要优化PCB设计.     

柴油机虚拟维修训练系统的设计

在分析柴油机结构性能特点的基础上,基于模块化设计思想,结合实际维修训练应用的需求,研究了柴油机虚拟维修训练仿真平台的实现过程,包括虚拟样机三维模型的建立、碰撞检测及交互控制方法设计等内容,构建了基于EON虚拟平台的桌面式虚拟维修训练系统。结果表明,该系统能够明确地指导参训人员完成柴油机维修保养训练任务,具有良好的交互性和操作性。     

虚拟维修中的人机工程仿真

为了在产品开发早期就开展人机工程检验,提高维修时的舒适性、高效性及安全性,文中在分析维修过程中的主要人机要素的基础上,提出采用数字人体模型在虚拟维修中进行人机分析的方法。最后以一款数控车床的虚拟维修仿真为例,在Creo中展示维修该机床的刀架及电气箱的可达性、维修刀架时的可视性、维修尾架时的安全性和维修主轴时的舒适性,达到在虚拟设计阶段即开展人机仿真的目的。     

基于PSPICE的光耦隔离电路计算机仿真分析方法研究

本文提出一种结合实验计算和PSPICE软件,对光耦电路进行计算机仿真分析的方法.该方法通过建立光耦合器器件模型和光电耦隔离电路模型,利用PSPlCE软件对光耦电路进行仿真分析.实例表明,用此方法分析的结果,能够满足工程上一般控制和检测系统电路设计精度的要求.     

基于数字样机的虚拟维修系统总体框架研究

虚拟维修系统是解决产品维修设计的重要手段之一,但目前虚拟维修研究侧重在关键技术研究,缺乏完整的虚拟维修在产品设计中应用的总体框架,限制虚拟维修系统应用.简要分析了虚拟维修系统研究的现状,分析了支撑虚拟维修的沉浸式虚拟维修环境的组成,针对应用需求给出了相应的沉浸式虚拟维修环境配置.针对复杂产品的维修性设计特点,提出了基于数字样机的虚拟维修系统总体框架.采用IDEFO分析方法,对虚拟维修系统进行了详细的功能分析,阐述了各个模块的功能及实现方法.给出了基于数字样机的虚拟维修系统应用示例.结合已开展的研究工作和存在的问题,给出了下一步虚拟维修系统研究急需开展的工作.     

基于异构宏模型的MEMS系统级建模方法

针对含复杂结构的MEMS器件,提出基于异构宏模型的系统级建模方法,即将基于解析法和基于数值计算的宏建模方法结合起来提取复杂器件的参数化宏模型,在此基础上实现MEMS系统级仿真。以z轴加速度计为例,在Saber中进行其系统级的时域、频域仿真,将仿真结果与有限元分析进行了比较,其仿真时间小于3min,相对误差小于3%,表明该方法能够快速有效地实现复杂结构MEMS器件的系统级仿真。     

远程数字电路与系统实验平台的设计与实现

为了实现数字电路与系统等课程的远程实验教学,根据数字电路与系统的课程特点,设计了一种基于网络的实验教学平台.该系统采用双C/S结构,由数字电路与系统实验装置、实验客户端软件、服务器管理软件等3部分组成,对平台的整体框架、控制功能和方案设计给予了说明,阐述了系统客户端、服务器和实验硬件平台的设计要点和实现方法.用户通过客...     

基于TMS320VC54x数字滤波器的设计

以窗函数法为例,介绍线性相位FIR数字滤波器的设计,通过用Matlab工具软件设计数字滤波器的方法在DSP芯片上实现.实现时,先在CCS5000仿真开发,然后将程序加载到DSP芯片TMS320VC5416上实时运行,实现目标.     

时序电路功能测试生成方法探讨

研究一种对复杂时序电路行之有效的测试生成的方法,关系到VLSI电路自动测试技术真正付诸实用的问题。本文从时序电路的结构和功能两方面,分析总结了用于数字电路或数字系统的测试生成方法。     

SA系列变换模块在工业控制中的应用

在介绍SA系列模块的典型电路和基本特性的基础上,详细地介绍了SARA、SAWE等变换模块连接温度传感器、PLC、数控等仪表装置在工业监控系统中的应用。     

基于光纤激光器的相干多普勒激光雷达

介绍了一种基于掺铒光纤激光器的相干测速激光雷达,该雷达具有成本低、可靠性高和结构新颖的特点。雷达系统的光路完全采用通信用光纤器件构成,单模光纤耦合器用作分光器和混频器,偏振无关的光纤环形器用作光学天线收发开关,所有光路器件采用单模光纤连接。雷达系统采用频谱分析法进行鉴频获取中频信号的中心频率。研制了原理样机并进行测速试验,系统可以探测的最小速度小于0.4 mm/s,测速精度优于0.1%,输出非线性度小于70×10~(-6)。     

数字阀在压力控制系统中的应用

在分析介绍数字阀特点的基础上,提出了数字阀在压力控制系统中的应用,设计出数字阀应用系统的液压回路、电气控制、PLC控制方案,并利用VB编写PC与PLC间的参数设置、工作界面和管理实验仿真结果。应用本系统模拟矿井不同深度时气体压力与时间的变化曲线,仿真及实验结果表明,数字阀在压力控制系统中的应用具有理论和现实意义。     

基于单片机的锂离子电池多用途电路设计

为解决小功率便携式照明系统功能单一性及智能化等问题,将单片机控制技术应用到驱动电路中。对锂离子电池充电电路、LED驱动电路、移动电源驱动电路、单片机控制电路4种电路结构的应用方式进行了分析,提出了基于单片机控制的锂离子电池多功能驱动电路的设计方法。在整体性能上对驱动电路具有照明、应急灯、SOS信号功能,同时针对为手机等数码设备充电或待机供电功能进行了评价,并进行了8.4 W便携式LED驱动器样品测试实验。试验结果表明,该驱动电路充电电路稳定、功能多样化、线性调整率小且系统工作稳定。     

基于Proteus的嵌入式系统虚拟开发

在嵌入式系统开发过程中,硬件开发平台不仅昂贵而且设计和测试比较麻烦。通过支持外围数字电路和模拟电路与处理器协同仿真,Proteus软件较好的解决了硬件仿真的问题。文章介绍了仿真工具Proteus的功能和特点,详细描述了Proteus和集成开发环境Keilμ Vision3的接口方法,并结合具体的例子说明如何用Proteus实现嵌入式系统的虚拟开发。     

基于VHDL语言的交通灯控制系统设计

用VHDL语言设计交通灯自动控制系统,并利用QuartusⅡ软件平台对设计系统进行仿真、编译,并下载到目标芯片的开发系统上（选用Cyclone系列EPIC6Q240C8芯片）。由于生成的是集成化的数字电路,没有传统设计中的接线问题,所以故障率低、可靠性高。