FPGA那些事儿--TimeQuest静态时序分析REV7.0，FPGA开发必备技术资料--262页。前言这是笔者用两年构思准备一年之久的笔记，其实这也是笔者的另一种挑战。写《工具篇I》不像写《Verilog HDL 那些事儿》系列的笔记一样，只要针对原理和HDL 内容作出解释即可，虽然《Verilog HDL 那些事儿》夹杂着许多笔者对Verilog 的独特见解，不过这些内容都可以透过想象力来弥补。然而《工具篇I》需要一定的基础才能书写。两年前，编辑《时序篇》之际，笔者忽然对TimeQuest 产生兴趣，可是笔者当时却就连时序是什么也不懂，更不明白时序有理想和物理之分，为此笔者先着手理想时序的研究。一年后，虽然已掌握解理想时序，但是笔者始终觉得理想时序和TimeQuest 之间缺少什么，这种感觉就像磁极不会没有原因就相互吸引着？于是漫长的思考就开始了... 在不知不觉中就写出《整合篇》。HDL 描述的模块是软模型，modelsim 仿真的软模型是理想时序。换之，软模型经过综合器总综合以后就会成为硬模型，也是俗称的网表。而TimeQuest 分析的对象就是硬模型的物理时序。理想时序与物理时序虽然与物理时序有显明的区别，但它们却有黏糊的关系，就像南极和北极的磁性一样相互作用着。编辑《工具篇I》的过程不也是一番风顺，其中也有搁浅或者灵感耗尽的情况。《工具篇I》给笔者最具挑战的地方就是如何将抽象的概念，将其简化并且用语言和图形表达出来。读者们可要知道《工具篇I》使用许多不曾出现在常规书的用词与概念... 但是，不曾出现并不代表它们不复存在，反之如何定义与实例化它们让笔者兴奋到夜夜失眠。《工具篇 I》的书写方式依然继承笔者往常的笔记风格，内容排版方面虽然给人次序不一的感觉，不过笔者认为这种次序对学习有最大的帮助。编辑《工具篇I》辛苦归辛苦，但是笔者却很热衷，心情好比小时候研究新玩具一般，一边好奇一边疑惑，一边学习一边记录。完成它让笔者有莫民的愉快感，想必那是笔者久久不失的童心吧！？
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上传时间： 2022-05-02
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电子产品的设计一般先从功能框图开始，然后细化到原理图，还要经过很复杂和繁琐的调试验证过程，最终才能完成。为了验证原理图的正确性，都要焊接实验板（样板），或使用易于插件的“面包板”，每个节点都必须正确和可靠，连接或焊接过程都是细致而耗时的工作，在器件很多时几乎是不可能完成的任务，而每次调整都要打样，耗时长而成本高，在设计集成电路时更是如此，急需在制造之前验证集成电路的功能。这种现实需要就迫使人们想用他办法来解决。 根据电路理论，人们可以建立起节点方程和回路方程，通过解这些方程组成的方程组就可以得到结果，也就是说可以通过计算来获得电路的工作情况。但包含电感、电容等器件的电路形成的是一组微分方程组，人工计算依然是累人的活，而计算机则可以大展身手，通过其强大的存储、计算和图形显示能力就能轻松完成，很快得到结果。基于这种思想，人们开发出电路仿真软件，通过快速的仿真，代替耗时且累人的反复调测，提高设计速度和效率，也节省了时间和成本。最早、最出色的仿真软件就是SPICE。SPICE是Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis的缩写，由美国加利福尼亚大学伯克利(Berkeley)分校的电工和计算机科学系开发，骨干是Ron Rohrer和Larry Nagel，开始是使用FORTRAN语言设计的仿真软件，用于快速可靠地验证集成电路中的电路设计以及预测电路的性能。第一个版本SPICE1于1971年推出，通过围绕晶体管建立电流和电压变量来仿真电路的行为，称为模拟仿真或电路级仿真，且只能模拟100个晶体管的电路。1975年SPICE2发布，开始正式实用化，1983年发布的SPICE2G.6在很长时间内都是工业标准，它包含超过15000条FORTRON语句，运行于多种中小型计算机上。1985年SPICE3推出，转为用C语言开发，易于运行于UNIX工作站，还增加了图形后处理工具和原理图工具，提供了更多的器件模型和分析功能。在1988年SPICE被定为美国国家标准。Spice仿真器采用修改的节点分析法来建立电路方程组，提供非线性直流分析，非线性瞬态分析（实域分析）和线性小信号分析（频域分析）等。其中瞬态分析是最费时的验证方法，通常是利用数值积分法把非线性微分方程变成一组代数方程组，然后用高斯消去法来求解，因为这些线性方程仅仅在积分时刻点是有效的，而随着仿真器进展到下一个积分步长，积分方法必须重复来得到新的线性方程组，如果信号变化得特别快，积分步长应该取得非常小以便积分方法能收敛到正确的解，因此瞬态分析需要大量的数学操作。随着SPICE的发布，其他一些机构也加入研究行列，更有一些软件供应商也看中这个商机，纷纷推出基于SPICE3的各种商业软件，如XSPICE、PSPICE、ISSPICE、T-SPICE、HSPICE等等，功能更强，更方便使用，使SPICE成为电子电路仿真的主流软件，一些软件公司也是通过SPICE相关软件得到发展，并逐渐成为现在的EDA软件公司，成为知识创造财富的实例。因为SPICE仿真需要相关的元器件仿真模型库，还催生了依靠提供器件模型为生的公司和个人，但中国人都乐于奉献，没钱当然不会买，这种公司在中国是无法存在的（http://www.aeng.com/spicemodeling.asp ）。SPICE软件也有一定局限性，有些电路无法仿真或仿真时因不能收敛而失败，特别是用于数模混合电路及脉冲电路时尤其如此。就算通过仿真，最终还是要通过实际制作电路板调试和验证，仿真只是使这个过程大大缩短，次数大大减少，也就降低了成本。软件能提高效率和降低成本，所以就有相应的价值，但中国人的人工费低廉而有的是时间，干得好干得快才让人讨厌，软件在中国也就不值钱了。
上传时间： 2022-05-25
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自1995年美国推出世界上第一台Unimate型机器人以来，工业机器人的数量在世界范围内不断增长，焊接从一开始就是工业机器人应用最重要的领域之一，焊接机器人能显著提高焊接质量和工作效率，减轻工人的劳动强度，降低生产成本和对工人操作技术的要求，它的广泛应用和国产化、产业化，对实现我国在21世纪前半叶成为世界制造强国的目标具有非常重要的意义。本文针对一台6R焊接机器人，系统分析了其动力学性能和结构特性。首先运用D-H方法，建立了该机器人的连杆坐标系，在此基础上，推导了机器人的运动学正反解、求解了机器人的雅可比矩阵；对机器人进行了详细的静力学、动力学分析：利用Robotic Toolbox和IMatlab编程实现了机器人的运动学可视化仿真，直观地反映了机器人各关节变量与末端位姿矩阵之间的关系，为机器人的三维图形仿真提供了参考；利用Matiab/Simulink建立了机器人的动力学仿真模型，编制了相应的Matlabi算程序，通过动力学仿真，得到了运动过程中机器人各关节驱动力矩的变化曲线，为合理选择驱动电机、轴承等关键零部件以及机器人的实时和最优控制提供了依据针对机器人操作机的机构优化设计，对机器人关键承载部件进行了分析和简化，建立了关键承载部件的有限元分析模型，选取了最危险的受力状况作为分析工况，对各部件进行了静力分析，得到了各部件的应力和位移分布，获得了各部件的最大变形，对机器入局部刚度进行了评价。
标签： 工业机器人
上传时间： 2022-05-30
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电力电子技术的发展使电机驱动系统摆脱了常规两电平逆变器拓扑的限制，电机驱动系统与多电平逆变器的结合成了新的思路。多电平逆变器的输出电平数多，因此其输出波形更好，在大容量交流调速系统中优势明显。作为多电平逆变器的研究基础，三电平逆变器应用最为广泛，而其中首选的是二极管钳位型三电平逆变器。因此采用二极管钳位型三电平逆变器驱动PMSM的模型预测控制系统作为研究对象。在PMSM驱动系统中，位置与转速的检测是非常重要的，一般采用的方法是通过机械传感器来进行测量，但这种测量方法在实际应用中有很多缺陷，会降低电机系统的稳定性和可靠性，同时会增加成本。而无速度传感器技术是通过检测电机中的电流或电压，来对电机的实际转速和位置信息进行估计，这种技术省略了常规使用的机械传感器，能够实现电机系统的高精度、高动态性能的控制。因此PMSM的无速度传感器控制技术成为了近些年的研究热点。主要研究内容分为以下几个方面：（1）基于同一Pl转速调节器，设计三电平逆变器驱动PMSM模型预测转矩控制系统，与两电平逆变器驱动PMSMMPTC系统对比，并对两个系统的运行性能进行对比分析。（2）为进一步提高系统响应性能，克服未知负载转矩扰动、增强系统鲁棒性，设计扩张状态负载转矩观测器，进而得到将负载转矩观测器和基于幂函数滑模转速调节器相结合的复合控制器。（3）设计基于分数阶滑模观测器的PMSMMPCC系统，实现对电机转速的快速准确估计。
上传时间： 2022-06-24
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从典型的表面贴装工厂的实践来看，半导体失效原因主要分为与材料有关的失效、与工艺有关的失效，以及电学失效。通常与材料和工艺有关的失效发生的较为频繁，而且失效率很高，但是占有90%以上的失效并不是真正的失效，有经验的工艺工程师和失效分析工程师可以通过 射线焊点检测仪、扫描电子显微镜、能量分散谱、于同批产品交叉试验就可以确定失效与否，从而找到真正的原因。本文基于摩托罗拉汽车电子厂的实践简要介绍前两种失效形式，着重研究电学失效的特点和形式，前两种失效形式往往需要靠经验来判断，而电学失效更需要一定的理论知识给与指导分析。电学失效中，首先介绍芯片失效分析手段、分析程序，以及国内外失效分析实验室设备情况，在电学失效分析中所面临的最大挑战是失效点的定位和物理分析，在摩托罗拉汽车电子厂实践中发现，对产品质量影响最主要的是接孔（Via）失效，它是汽车整车装配厂客户的主要抱怨以及影响产品可靠性导致整车召回的主要原因之一。本文基于接孔失效实际案例中的统计数据，讨论了接孔失效的失效分布状态函数，回归了威布尔曲线，计算出分布参数m和c：在阿列里乌斯（Arhenius）失效模型的基础上建立了接孔失效模型，并计算模型参数温度寿命加速因子，从而估算出受器件影响的产品的寿命。本文目的旨在基于表面贴装工厂的具体芯片失效统计数据，进行实际工程的失效分析，探索企业建立失效分析以控制产品质量、提高产品可靠性的机制
标签： 半导体芯片
上传时间： 2022-06-26
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《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真》的随书matlab仿真文件，囊括了各种电机的不同控制算法的仿真模型，对于电机控制的算法理解十分有用。主要内容包括三相永磁同步电机的数学建模及矢量控制技术、三相电压源逆变器PWM 技术、三相永磁同步电机的直接转矩控制、三相永磁同步电机的无传感器控制技术、六相永磁同步电机的数学建模及矢量控制技术、六相电压源逆变器WM 技术和五相永磁同步电机的数学建模及矢量控制技术等。每种控制技术都通过了MATLAB 仿真建模并进行了仿真分析。
上传时间： 2022-06-30
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电力系统潮流计算是研究电力系统的重要手段之一。通过电力系统潮流计算，能够计算出各个节点的电压和功率分布，检查节点电压和潮流分布是否符合要求；同时，能够分析出合理的潮流分布，从而降低全网络的网损；除此之外，在正常检修及特殊运行方式下，还能通过潮流计算得知电厂开机方式，为预想事故、设备退出等情况作出理想的调整方案。为了完成本次设计，需要学习电力系统仿真软件PSS/E了解其各个功能，学会软件中数据卡的填写，以及各个元件的模型。并通过对电力系统稳态书中的简单例题进行仿真，了解自己学习该软件的程度。接着通过仿真软件PSS/E对IEEE39节点系统进行潮流计算，在仿真成功的基础上，分析改变系统无功功率对系统电压的影响，改变有功功率对系统电压相角的影响以及改变变压器的变比对系统电压的影响，同时对IEEE39节点系统进行经济调度，分析如何合理分配发电机的有功出力，降低网损，以达到经济运行的效果。在分析中，多次用到举例和对比的方法，大大提高了实验结果的可靠性。最后通过上述仿真，得到的实验结论如下：通过调节电力系统的无功功率能够改善系统节点的电压；得到了负荷的有功功率与系统电压的相角的变化关系；得到了变压器变比与电压的关系；还得到了不同煤耗率的发电机与其所承担的负荷的关系，具体参见论文正文。
上传时间： 2022-06-30
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本书总结了作者多年的教学实践经验，将电子线路课程内容与电子线路的计算机辅助分析及设计紧密结合起来，以适应教学改革的需要，全书共 分 为 10 章 ，内容是，绪论，PSp,ee 的主要分析功能 介 绍，电路 元器件和模型，电路宏模 型，半导体器件基础，模拟集成电路的基本单元电路，反馈放大电路，集成运算放大器及其应用电路，脉冲波形的产生与处理电路，正弦自激振荡电路。本书从 电子线路的计算机辅助分析 与设 计的基本概念出 发，系统介绍 了用 PSp, ce 教件分析与设计模拟电路的技术与方法，并对摸拟电子线路的主要内容进行了系统、深人的分析计算和总结讨论，使读者不但能够更探人地学习和理解电子线路课程中各章节的内容，而且能初步掌握电路模拟的方法与技术，为正确使用和设计模拟集成电路，更快地进人电子设计自动化领域打下良好的基础。本书可作为高等学校电子、通信、自动化类及其它相近专业本科生的教材，也可作为研究生和从事电路与系统设计的科技人员的技术参考书，或者作为电 子线路 CAD 的培训教材，
上传时间： 2022-07-10
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本文针对传统放大器信噪分离能力弱，无法检测微弱信号这一现状，设计了一个基于AD630的锁相放大器。系统以开关式相关器为锁相放大器的核心部分进行设计，具有电路简单、运行速度快、线性度高、动态范围大、抗过载能力强等优点。本文设计的锁相放大器硬件主要包括信号通道模块、参考通道模块、相关器模块、电源模块、电压检测模块、显示模块等部分。信号通道模块的输入级通过并联多个放大器的方式有效降低了噪声，通过跟踪带通滤波电路提高了信噪比；参考通道模块包含参考电压放大器、锁相环电路和相移器电路三个部分，可以将输入信号放大10~10000倍：相关器模块是锁相放大器的核心部分，采用高信噪比的AD630芯片进行电路设计，包括相敏检波电路（PSD）和低通滤波电路；电源模块由集成三端稳压器构成，通过模拟电源和数字电源隔离的方式有效降低了电源纹波：电压检测模块通过电阻分压的方式提高了可检测范围；显示模块为数字电压表ZF5135-DC2V，直观显示被检测信号。本文利用Altium Designer软件绘制PCB板对电路进行了测试，结果表明系统能够准确检测到uV级别的信号，并且信噪比较高。相位差在0~360°范围内连续调节时，能够将较微弱的信号从噪声的背景中提取出来并进行放大。同时该系统各级电路之间采用直接耦合的方式，对于频率较低的信号，仍然能进行锁相放大。设计中对锁相放大器理想和非理想模型进行了仿真对比，结果表明在未掺杂噪声时，信号通道将输入信号放大10倍，相位改变180°。最后根据行为级建模和电路实物焊接两种方法进一步分析验证了锁相放大器的工作机理。
上传时间： 2022-07-11
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建立了小电流接地系统的仿真模型，利用电磁暂态程序PSCAD/EMTDC全面仿真了不同故障情况对故障稳态和暂态电压、电流幅值特征和相位特征产生的影响，（这句话太拗口）并得到了相应的零序电压及零序电流的幅值、相位及波形。通过对仿真数据及波形的进一步分析，得出了小电流接地系统发生单相接地故障时的运行特点，验证了小电流接地故障稳态和暂态分析理论的科学性、合理性。为了提取配电网单相接地故障选线和故障测距的暂态故障特征量，基于PSCAD/EMTDC的仿真环境，搭建了小电流接地系统的配电网络仿真模型并综合考虑不同短路时刻、不同接地电弧电阻、不同故障距离和线路长度等多个因素，对配电网小电流接地系统的单相接地故障进行了大量仿真。在配电网单相接地短路故障后的第1个工频周波（0~0.02s）内故障线路的零序电流包络线的变化速度比非故障线路变化缓慢，包络面积大，但与非故障线路首半波极性相反。仿真分析表明此暂态特性不受短路时刻、电弧电阻、故障距离和消弧线圈被偿度的影响，为单相接地故障选线和故障测距的研究提供了理论依据。
上传时间： 2022-07-22
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