5.1 Постановка задачі

У цьому розділі автоматизоване схемотехнічне проектування (АСхП) розуміється як моделювання електричних процесів в електронних пристроях, які традиційно зображуються у виді принципових електричних схем, тобто з'єднань умовних позначок діодів, транзисторів, резисторів і т.д.

Схемотехнічне моделювання (СхМ) електричних процесів враховує на відміну від ідеалізованого моделювання інформаційних процесів реальні фізичні обмеження в електричних процесах — так звані закони збереження. Такими обмеженнями є перший і другий закони Кирхгофа. Вони випливають із законів збереження заряду і роботи і називаються законами електричної рівноваги.

Необхідність виконання цих законів у кожній розрахунковій точці вимагає рішення відповідних рівнянь електричної рівноваги, що складає найбільш істотну відмінність СхМ від функціонального, логічного й іншого видів інформаційного моделювання, що не вимагає рішення рівнянь рівноваги.

У зв'язку з цим у математичну модель електронного пристрою при CxМ входять не тільки моделі окремих елементів і рівняння їхнього зв'язку, як в інформаційному моделюванні, але і рівняння електричної рівноваги, що складаються на основі законів Кирхгофа і названі топологічними рівняннями. Рівняння окремих елементів схеми називаються компонентними. Таким чином, математична модель для СхМ у загальному випадку складається з двох підсистем рівнянь — компонентної і топологічної.

Більш високий ступінь точності опису електронних схем при СхМ дозволяє одержати більш точні дані про процеси в схемах у порівнянні з моделюванням на інформаційному рівні, наприклад, функціональному. Платою за це служить збільшення часу моделювання через необхідність рішення рівнянь рівноваги.

В основі математичного моделювання лежать математичні моделі і методи моделювання.

Математичною моделлю електронного кола (елемента кола) називається система математичних співвідношень, що відображає певні властивості цього кола (елемента кола) з заданою точністю при заданих умовах.

Математичні методи моделювання - це в основному методи формування рівнянь електронних кіл, способи представлення й упорядкування рівнянь в ПК і чисельні методи рішення цих рівнянь.

Ці методи і моделі використовуються у відповідних програмах схемотехнічного моделювання.