Проектирование цифрового фильтра (стр. 1 из 3)
СОДЕРЖАНИЕ
1. Проектирование цифрового фильтра.
1.1. Исходные данные.
1.2. Определение номиналов элементов фильтра.
1.3. Синтез цифрового аналога.
2. Проэктирование цифрового фильтра.
2.1. Общие сведения.
2.2. Графический редактор принципиальных схем PC-CAPS.
2.2.1. Назначение программы.
2.2.2. Вызов программы PC-CAPS.
2.2.3. Формат экрана.
2.2.4. Структура слоев.
2.2.5. Выбор команд.
2.3. Графический редактор печатных плат PC-CARDS.
2.3.1. Назначение программы.
2.3.2. Общие принципы работы с графическим редактором PC-CARDS.
2.3.3. Структура слоев чертежа.
2.3.4. Установка режимов графического редактора.
2.4. Автоматическая трассировка с помощью программы PC-ROUTE.
2.4.1. Основные возможности программы PC-ROUTE
2.4.2. Редактирование стратегии трассировки
3. Структура предприятия.
1.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВОГО ФИЛЬТРА.
1.1.Исходные данные.
1)Схема аналогового фильтра рис. 1.1
2)Частота среза - 3М Гц
3)Полоса частот полезного сигнала - 10 МГц
4)Динамический диапозон сигнала - 18 дб
5)Уровень помех не более - 3 дб
6)Тактовая частота - 10 МГц
7)Разрядность - 8 бит
1.2. Определение номиналов элементов фильтра.
Зададимся значением элемента R1 = 1,5 кОм и воспользовавшись формулой (1.1) определим значение элемента C1.
(1.1)Подставив численные значения в формулу (1.1) получим значение C1.
Из формулы (1.2) определим номинал элемента L1.
(1.2)
1.3. Синтез цифрового аналога.
Для начала определим передаточную функцию К(р) для схемы изображонной на рисунке 1.1.
(1.3)Произведём z-преобразование заменив
на 
в результате получим К(z).
(1.4)Преобразуем формулу (1.4) к виду (1.5)
(1.5), где 
Цифровой фильтр будет иметь структуру указанную на рисунке (1.2)
Структурная схема состоит из линий задержки, перемножителей и сумматора. Для реализаций данного устройства в качестве линий задержки будем использовать регистр К555ИР22, в качестве перемножителей микросхему памяти КР556РТ5, суматор К555ИМ6 (УГО вышеперечисленных микросхем приведенно в приложении).
2. ПРОЭКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВОГО ФИЛЬТРА.
2.1. Общие сведения.
Проэктирование устройства будет проводитьсч с использованием системы автоматизированного проектирования P-CAD 4.5.
Система P-CAD позволяет выполнять следующие проектные операции:
- создание условных графических обозначений элементов принципиальной электрической схемы (УГО) и их физических образов (конструктивов);
- графический ввод чертежа принципиальной электрической схемы и конструктивов проектируемого устройства;
- математическое моделирование цифровых электронных устройств, в том числе программируемых логических матриц;
- одно и двустороннее размещение разногабаритных элементов с планарными и многослойными контактными площадками на поле ПП с печатными и навесными (вырубными) шинами питания в интерактивном и автоматическом режимах;
- ручную и автоматическую трассировку печатных проводников произвольной ширины в интерактивном режиме (число слоев 1...32);
- размещение межслойных переходов;
- автоматизированный контроль результатов проектирования ПП на соответствие принципиальной электрической схеме и конструкторско-технологическим ограничениям;
- автоматическую коррекцию электрической принципиальной схемы по результатам размещения элементов на ПП (после эквивалентной перестановки компонентов или их выводов);
- полуавтоматическую корректировку разработанной ПП по изменениям, внесенным в принципиальную электрическую схему;
- выпуск конструкторской документации (чертеж принципиальной схемы, деталировочный и сборочный чертежи) и технологической информации (фотошаблоны и файлы данных для сверления отверстий с помощью станков с ЧПУ) на проектируемую ПП.
Программный комплекс системы P-CAD включает в себя взаимосвязанные пакеты программ и отдельные программы, образующие систему сквозного проектирования радиоэлектронной аппаратуры. В состав подсистемы проектирования ПП входят следующие программные модули:
SHELL - управляющая оболочка системы P-CAD;
PC-CAPS - графический ввод и редактирование УГО радиоэлектронных компонентов (создание файлов с расширением .SYM) и принципиальных электрических схем (создание файлов с расширением .SCH), подготовка файлов для передачи данных программам PC-PRINT и PC-PLOTS;
PC-CARDS - графический ввод и редактирование конструктивов компонентов РЭА (.PRT) и конструктивов ПП (.PCB), подготовка файлов для передачи данных программам PC-PRINT, PC-PLOTS и PC-PHOTO;
PC-COMP - редактирование информации в текстовой форме о выводах компонентов, упаковке нескольких секций в корпус интегральной микросхемы и расположении выводов на УГО компонента и его конструктиве;
PC-LIB - создание библиотечных файлов радиоэлектронных компонентов;
PC-NODES - извлечение списка электрических связей из принципиальной схемы или ПП в виде двоичных файлов, имеющих расширение .NLT или .PNL;
PC-LINK - объединение взаимосвязанных списков электрических связей схем, состоящих из нескольких страниц или имеющих иерархическую структуру, в единый список в файле с расширением .XNL;
PC-PLACE - автоматическое или ручное размещение компонентов на ПП, подготовка файлов для передачи данных программам РC-PRINT, PC-PLOTS и PC-PHOTO;
PC-ROUTE - автоматическая трассировка соединений ПП;
PREPACK - преобразование текстового файла перекрестных ссылок УГО и конструктивов компонентов, используемых в схеме, в двоичный файл с расширением .LIB, включая обработку нескольких файлов перекрестных ссылок, объединенных средствами DOS;
PC-PACK - составление базы данных ПП на основе списков электрических связей и перекрестных ссылок ("упаковка" схемы в файл с расширением .PKG);
PC-ERC - выявление ошибок в принципиальных схемах;
PC-DRC - контроль технологии спроектированной ПП на соответствие конструкторско-технологическим ограничениям;
PC-NLC - сравнение и указание различий двух списков соединений,
в частности, составленных по чертежу ПП и принципиальной электрической схеме;
PC-NLT - составление файла упаковки схемы путем преобразования текстового файла с расширением .ALT, содержащего перечень конструктивов и таблицу электрических соединений;
PC-BACK - создание командного файла для коррекции принципиальной электрической схемы с помощью программы PC-CAPS при наличии перестановок компонентов или их выводов, сделанных с помощью программ PC-PLACE или PC-CARDS (эти возможности перекрываются программой PC-ECO);
PC-ECO - автоматическая коррекция электрической принципиальной схемы по результатам проектирования ПП (back annotation - коррекция "назад") и наоборот (forward annotation - коррекция "вперед");
PC-FORM - составление текстовых файлов отчётов проекта;
PDIF-OUT - преобразование двоичных файлов с расширением .SYM, .SCH, .PRT, .PS и .PCB в текстовые файлы .PDF для последующего редактирования;
PDIF-IN - обратное преобразование отредактированного текстового файла с расширением .PDF в двоичные файлы;
NX-ACAD - преобразование данных о чертеже схемы или ПП (файлы с расширением .PLT) в DXF-формат пакета программ AutoCAD (в состав системы P-CAD не входит);
PC-PRINT - вывод чертежа электрической принципиальной схемы или топологии ПП на принтер;
PC-PLOTS - вывод чертежа электрической принципиальной схемы или топологии ПП на плоттер (графопостроитель);
PC-PHOTO - изготовление фотошаблонов на фотоплоттере;
PC-DRILL - составление файлов координат отверстий ПП для управления сверлильными станками с ЧПУ и вывод их на перфоленту.
Процесс проектирования ПП состоит из нескольких этапов. На каждом из них используются отдельные модули системы P-CAD. В данной работе используються лиш некоторые программные модули: PC-CAPS, PC-CARDS, PC-ROUTE, PC-PRINT. Далее приведенно более полное описание их назначения и краткое описание принципов работы без полного списка команд.
2.2. Графический редактор принципиальных схем PC-CAPS.
2.2.1. Назначение программы.
Программа предназначена для графического ввода и редактирования схем и схемных символов на персональном компьютере и является мощным диалоговым инструментом проектировщика.
Графический редактор принципиальных электрических схем PC-CAPS используется для решения двух задач:
- построения/редактирования УГО компонента принципиальной электрической схемы (создается файл с расширением .SYM);
- построения/редактирования принципиальной электрической схемы аналогового или цифрового устройства (создается файл с расширением .SCH).
Программа входит в систему автоматизированного проектирования больших интегральных схем на персональном компьютере (PCAD).
Программа работает с пользовательской и библиотечной базами данных и выполняет следующие основные функции: