- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)» (сПбГэту)
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Аннотация дисциплины
- •Цели и задачи дисциплины
- •Требования к уровню освоения дисциплины
- •Тема1. Сапр как метод проектирования.
- •Тема2. Виды обеспечения сапр.
- •Тема 3. Математическое моделирование при автоматизированном проектировании.
- •Тема 4. Общая постановка и виды задач принятия решений.
- •Тема 5. Методики автоматизированного проектирования.
- •Тема 6. Программные пакеты сапр
- •Перечень лабораторных работ
- •Содержание рабочей программы
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Введение в сапр.
- •Состав, структура и виды обеспечения сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Стратегии проектирования технологических процессов
- •Лекция №2
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- и наносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •Сапр микро- инаносистем
- •Введение в сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- инаносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •3. Проектирование акселерометра
- •Проектирование эквивалентной схемы акселерометра.
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напря- жению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first reso- nant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •Литература
- •(СПбГэту)
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напряжению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first resonant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Оценка самостоятельной работы студентов
- •Темы рефератов
- •Темы курсовых проектов
Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
К имеющейся схеме акселерометра необходимо добавить электрическую схему для проведения полного переходного анализа поведения акселерометра.
Процедура |
Детальное описание процедуры |
1. Добавьте компоненты из библиотеки и соедините их в электронную схему |
А. Добавьте компоненты, приведенные в таблице 3.4. Б. Соедините компоненты как показано на рис. 3.28. |
Таблица 3.4. Электронные компоненты для схемы снятия сигнала с датчика.
Рисунок 3.28. Электронная схема снятия сигнала.
Процедура |
Детальное описание процедуры |
2. Задайте значения электронных компо- нент. |
А. Выберите два резистора и задайте их со- противление 100meg. Б. Выберите два конденсатора и задайте их емкость 1p. С. Задайте параметры операционного уси- лителя a=100000 и fu=300meg. |
3. Соедините электронную схему с акселе- рометром. |
А. Удалите земляное соединение терминала M неподвижной гребенки (Straigth combs). Б. Соедините вход электронной схемы с подвижной гребенкой. В. Схема приведена на рис. 3.30, на рис. 3.29 приведена эквивалентная схема. |
Рисунок 3.29. Электрическая эквивалентная схема МЭМС акселерометра и электроники.
Рисунок 3.30. Финальная схема акселерометра для переходного анализа.
Процедура |
Детальное описание процедуры |
4. Запустите переходный анализ. |
А.
Щелкните
иконку
переходного
анализа
Б. На закладке Basic введите
С. Установите Run DC Analysis First на Yes |
5. Прервите переходный анализ, когда он будет выполнен примерно на 50 процентов. |
А. После того как в командном окне поя- вится сообщение о выполнении примерно 50 процентов моделирования нажмите Analyses > Interrupt. |
6. Используйте пробник (Probe tool) для просмотра результатов на разных шинах: x, acceleration, и Vdemod. |
А. В окне SaberSketch нажмите иконку Waveform
Probe
Б. Щелкните на стрелку, ведущую к проб- нику и перетащите ее к шине x . При этом откроется окно с соответствующим графи- ком. В. Аналогично просмотрите результаты для acceleration и Vdemod. Г. Результаты переходного анализа приве- дены на рис. 3.31. |
Рисунок 3.31. Результаты переходного анализа.
Процедура |
Детальное описание процедуры |
7. Перезапустите переходный анализ и изу- чите результат его полного выполнения. |
А. В командном окне выберите Analyses > Continue > Transient. Б. После выполнения анализа изучите ре- зультаты (рис. 3.32). В. Сохраните результаты и закройте Archi- tect. |
Рисунок 3.32. Полный переходный анализ.
