Основы автоматизированного проектирования радиоэлектронной аппаратуры
Кафедра РЗИ
Кологривов В.А.
Томск-2002

№ 1
Компонентные уравнения – это:
• законы Ома для ветвей цепи.

№ 2
Топологические уравнения – это:
• законы Кирхгофа для цепи.

№ 3
Компонентные уравнения устанавливают взаимосвязь:
• напряжений и токов на элементах;
• напряжений и зарядов на элементах;
• токов и магнитных потоков элементов.

№ 4
Топологические уравнения описывают:
• взаимное соединение элементов цепи.

№ 5
Основные понятия графа цепи:
• ветвь;
• узел (вершина);
• контур;
• сечение;
• дерево.

№ 6
Основные понятия, ассоциируемые с деревом графа:
• ребро;
• узел (вершина);
• главное сечение;
• главный контур;
• хорда.

№ 7
Изображение дерева позволяет:
• определить число независимых узлов, сечений, контуров.

№ 8
Число независимых узлов схемы совпадает с числом
• ребер.

№ 9
Число независимых контуров совпадает с числом:
• хорд.

№ 10
Направление главного сечения, как правило, определяется:
• направлением ребра.

№ 11
Направление главного контура, как правило, определяется:
• направлением хорды.

№ 12
Топология цепи может быть описана матрицами:
• инциденций, сечений, контуров.

№ 13
Различают следующие основные типы моделей цепей и устройств:
• математические, физические, эквивалентные схемы замещения.

№ 14
Различают следующие типы моделей по назначению:
• температурные, сигнальные, шумовые, макромодели, имитационные.

№ 15
По частотному диапазону различают следующие модели элементной базы:
• по постоянному току, низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные.

№ 16
Различают следующие классы основных типов моделей по построению:
• сосредоточенные, распределенные, параметрические, непрерывные (аналоговые), дискретные (цифровые или импульсные).

№ 17
Признаки линейной модели цепи:
• линейность вольт-амперных зависимостей элементов, вольт-фарадных характеристик элементов, ампер-веберных характеристик.

№ 18
Признаки динамической модели цепи:
• присутствие емкостей (конденсаторов), индуктивностей.

№ 19
Модель цепи по постоянному току строится путем:
• замены конденсаторов на холостой ход, индуктивности на короткое замыкание.

№ 20
Статическая модель устройства может содержать:
• линейные вольт-амперные зависимости элементов, нелинейные вольт-амперные зависимости элементов, линейные и нелинейные управляемые источники.

№ 21
Признаки нелинейной модели цепи:
• нелинейность вольт-амперных зависимостей элементов, вольт-фарадных характеристик элементов, ампер-веберных характеристик.

№ 22
Малосигнальная модель может содержать:
• линейные резисторы, линейные реактивные элементы, линейные управляемые источники, независимые источники.

№ 23
Отличительным признаком модели в режиме большого сигнала является наличие:
• нелинейных резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, управляемых источников.

№ 24
Отличительным признаком моделей активного элемента является наличие:
• управляемых источников.

№ 25
Управляемые источники в моделях призваны отображать свойства:
• активности, невзаимности.

№ 26
В качестве моделей входных сигналов используются:
• источники напряжения, как функция времени;
• источники тока, как функция времени;
• источники напряжения, как функция частоты;
• источники тока, как функция частоты;
• датчики случайных последовательностей с различными законами распределения.

№ 27
При исследовании основных характеристик цепей и устройств используют тестовые воздействия в виде:
• единичного скачка или функции Хевисайда;
• единичного импульса или дельта функции;
• гармоническое воздействие;
• последовательность прямоугольных импульсов;
• псевдослучайные последовательности импульсов

№ 28
Модели характеризуются:
• точностью, адаптивностью, областью применений, адекватностью, универсальностью.

№ 29
Математической моделью цепи в частотной области являются:
• система линейных алгебраических уравнений.

№ 30
Математической моделью цепи во временной области являются:
• система дифференциальных уравнений;
• система телеграфных уравнений.

№ 31
Математической моделью цепи по постоянному току являются:
• система нелинейных алгебраических уравнений;
• система линейных алгебраических уравнений.

№ 32
Линейность математической модели предполагает:
• постоянные коэффициенты;
• линейность коэффициентов относительно переменных (напряжений и токов).

№ 33
Методы решения линейных алгебраических систем уравнений:
• методы Гаусса, Гаусса-Зейделя, Жордана-Гаусса, LU- факторизации, QR- факторизации.

№ 34
Алгоритмы решения линейных алгебраических уравнений используются при расчетах:
• в частотной области (непосредственно);
• во временной области (при численном интегрировании);
• по постоянному току (в процессе итераций);
• чувствительности к разбросу параметров.

№ 35
Факторизованные методы решения линейных алгебраических систем уравнений, по отношению к не факторизованным, по числу операций:
• имеют выигрыш при повторном решении с неизменной матрицей;
• не имеют выигрыш при однократном решении системы.

№ 36
Методы численного интегрирования систем обыкновенных дифференциальных уравнений:
• формулы Эйлера;
• формула трапеций.

№ 37
Методы решения нелинейных алгебраических систем уравнений:
• метод простой итерации;
• метод Ньютона-Рафсона.

№ 38
Методы формирования математической модели цепи в частотной области:
• обобщенный узловой;
• табличный;
• модифицированный узловой;
• контурных токов.

№ 39
Для формирования математической модели во временной области используют:
• узловой метод;
• табличный метод;
• модифицированный узловой метод.

№ 40
Для получения математической модели цепи во временной области используют следующие приемы:
• преобразование Лапласа системы линейных алгебраических уравнений;
• построение сопровождающих или сеточных моделей реактивных элементов.

№ 41
При использовании обратных или неявных формул интегрирования дифференциальных уравнений прибегают к методам:
• прогноза-коррекции;
• итерационным методам типа Ньютона-Рафсона.

№ 42
Использование преобразования Лапласа для преобразования алгебраических уравнений в дифференциальные, предполагает ограничение на представление:
• реактивных элементов.

№ 43
Ограничение на представление реактивных элементов, при переходе из частотной области во временную, на основе преобразования Лапласа заключается:
• в представлении конденсаторов - в виде адмитанса, индуктивности - в виде импеданса.

№ 44
Сеточные модели реактивных элементов строятся на основе:
• дискретизации компонентных уравнений реактивных элементов;
• замены реактивных элементов резисторами и источниками тока и/или напряжения.

№ 45
Численные методы интегрирования систем обыкновенных дифференциальных уравнений представляют собой переход:
• к итерационной системе алгебраических уравнений;
• к системе разностных уравнений.

№ 46
Подход основанный на сеточных моделях реактивных элементов сводит решение системы дифференциальных уравнений:
• к итерационному решению алгебраических уравнений;
• к решению разностных уравнений.

№ 47
Наименьшую размерность при формировании математической модели обеспечивают методы:
• классические - обобщенный узловой и контурный;
• модифицированный узловой с проверкой.

№ 48
Методы обеспечивающие включение в математическую модель наиболее широкого набора базовых элементов:
• табличный, модифицированный узловой, модифицированный узловой с проверкой.

№ 49
Управление представлением реактивных ветвей при формировании математической модели обеспечивают методы:
• табличный, модифицированный узловой, модифицированный узловой, с проверкой.

№ 50
Наибольшую разреженность матрицы коэффициентов математической модели имеет метод:
• табличный.

№ 51
Численные методы интегрирования характеризуются:
• точностью, устойчивостью.

№ 52
Среди методов интегрирования различают методы или формулы:
• прямые (явные);
• обратные (неявные);
• одношаговые;
• многошаговые;
• формулы дифференцирования назад.

№ 53
К неявным методам интегрирования относятся:
• обратная формула Эйлера;
• формула трапеций;
• формулы коррекции Адамса-Маултона.

№ 54
Точность численных методов интегрирования зависит прежде всего от:
• шага интегрирования;
• порядка метода.

№ 55
Порядок метода интегрирования определяет или влияет на:
• ошибку усечения;
• устойчивость решения.

№ 56
Наиболее устойчивыми методами интегрирования являются:
• обратный метод Эйлера;
• метод трапеций.

№ 57
Шаг интегрирования в прямых методах ограничивается сверху требованиями по обеспечению:
• устойчивости.

№ 58
Шаг интегрирования в прямых методах ограничивается снизу требованиями по обеспечению:
• времени интегрирования.

№ 59
Шаг интегрирования в обратных методах ограничивается сверху требованиями по обеспечению:
• точности.

№ 60
Шаг интегрирования в обратных методах ограничивается снизу требованиями по:
• устойчивости, времени интегрирования.

№ 61
Отличительной особенностью обратных методов интегрирования является использование значения:
• производных в текущий момент времени, в предыдущий и текущий моменты времени.

№ 62
Формирование математической модели цепи по постоянному току может осуществляться методами:
• обобщенным узловым;
• табличным;
• модифицированным табличным;
• модифицированным узловым;
• модифицированным узловым, с проверкой.

№ 63
Идея метода Ньютона-Рафсона заключается в:
• линеаризации исходной нелинейной системы алгебраических уравнений;
• отбрасывании членов ряда Тейлора, начиная со второго;
• замене исходной нелинейной системы, линейной итерационной;
• последовательной итерации линеаризованной системы уравнений;
• замене исходной системы на линейную с матрицей коэффициентов системы в виде Якобиана.

№ 64
Линеаризованная система уравнений по методу Ньютона-Рафсона связывает:
• вектор приращений переменных и вектор функций.

№ 65
Вектор функций в методе Ньютона-Рафсона представляет собой:
• исходную систему, в общем случае, нелинейных алгебраических уравнений.

№ 66
Якобиан в методе Ньютона-Рафсона представляет собой:
• матрицу линеаризованной системы исходных уравнений;
• производную вектора функций по вектору переменных;
• матрицу производных соответствующих уравнений исходной системы по независимым переменным;
• вектор градиентов вектора функций.

№ 67
Условие сходимости алгоритма Ньютона-Рафсона:
• текущее значение нормы вектора функций должно быть меньше предыдущего;
• текущее значение нормы вектора отклонений переменных должно быть меньше предыдущего;
• максимальное значение модуля отклонения по любой переменной должно быть меньше предыдущего;
• максимальное значение модуля любой функций должно быть меньше предыдущего.

№ 68
Останов алгоритма Ньютона-Рафсона может производиться по достижении:
• заданного отклонения вектора переменных;
• заданного отклонения вектора функций;
• заданного минимального отклонения любой из переменных;
• заданного минимального отклонения любой из функций;
• максимального числа итераций.

№ 69
Оценка точности в методе Ньютона-Рафсона возможна по заданному:
• значению нормы вектора отклонений;
• значению нормы вектора функций;
• значению модуля максимального отклонения переменной;
• максимальному значению модуля одной из функций.

№ 70
Итерационный метод Ньютона-Рафсона может использовать для контроля и обеспечения сходимости:
• абсолютную точность;
• ограничения на диапазон изменения переменных;
• относительную (нормированную) точность;
• инверсию вольт-амперных характеристик p-n переходов;
• модификацию Бройдена алгоритма Ньютона-Рафсона.

№ 71
Нормировка входных данных используется для:
• удобства представления исходных данных;
• обеспечения максимальной точности вычислений;
• предотвращения переполнения разрядной сетки ЭВМ;
• предотвращения потери малых чисел;
• повышении устойчивости вычислительных процессов.

№ 72
Нормировка входных данных:
• симметрирует диапазон изменения параметров относительно нулевого порядка;
• сокращает диапазон изменения порядков величин относительно нулевого;
• не сокращает общий диапазон изменения параметров.

№ 73
Нормировка входных данных заключается в делении номиналов элементов и основных типов величин на:
• определенный масштабный коэффициент для каждого типа величин.

№ 74
Масштабный множитель независимых типов величин при нормировке входных данных выбирается как:
• среднегеометрическое значение номиналов типа;
• среднее по порядку величин между максимальным и минимальным значениями типа.

№ 75
Масштабные множители зависимых типов величин при нормировке входных данных образуются:
• исходя из физических зависимостей основных типов величин.

№ 76
Из семи основных величин (напряжение, ток, частота, время, сопротивление, индуктивность, емкость), в силу известных физических зависимостей, независимыми могут быть:
• максимум три типа величин.

№ 77
Масштабные множители могут выбираться:
• для всех независимых типов величин;
• для части независимых типов величин.

№ 78
По окончании вычислений с использованием нормированных входных данных необходимо денормировать:
• все нормированные типы величин.

№ 79
Чувствительность электронных схем к изменению параметров определяется как:
• производная выходной функции по параметру.

№ 80
Необходимость расчета чувствительности характеристик электронных схем обусловлено:
• технологическим разбросом параметров в процессе производства РЭУ;
• старением элементной базы в процессе эксплуатации РЭУ;
• возможным изменением параметров внешней среды в процессе эксплуатации РЭУ;
• необходимостью обоснования режима эксплуатации;
• необходимостью выбора технологической базы для производства.

№ 81
Различают чувствительности по определению:
• абсолютную;
• относительную;
• полуотносительные;
• многопараметрическую;
• первого, второго и так далее порядков.

№ 82
По виду характеристик различают чувствительности:
• нулей и полюсов;
• модуля и фазы;
• по частоте;
• температурную;
• добротности.

№ 83
Различают особенности вычисления чувствительности функций заданных как:
• простая функция;
• сложная функция;
• комплексная в алгебраической или показательной форме;
• дробно рациональная функция;
• вектор – функции.

№ 84
Методы расчета чувствительности изучаемые в дисциплине:
• чувствительность решений систем линейных алгебраических уравнений – вычисления градиента;
• чувствительность линейных функций решения линейных алгебраических уравнений – метод присоединенных систем;
• метод, основанный на теореме о производной матрицы коэффициентов по элементу;
• метод, основанный на теореме о производной определителя по его элементу;
• чувствительность произвольной функции решения линейных алгебраических систем.

№ 85
Известно использование расчета чувствительности для вычислений:
• градиента вектор – функций;
• эквивалентных генераторов тока или напряжений;
• анализа шумовых свойств;
• температурной чувствительности;
• чувствительности по частоте.

№ 86
Снижение чувствительности к изменению параметров схемы позволяет:
• использовать более дешевые технологии;
• повысить процент выхода годных изделий при производстве;
• исключить дополнительные меры по обеспечению рабочих режимов типа термостатирования, принудительной вентиляции и т.д.;
• снизить вероятность отказов при эксплуатации;
• применить более дешевые изделия и элементы при изготовлении.

№ 87
Равномерная чувствительность к изменению различных параметров схемы позволяет:
• использовать более дешевые технологии;
• снизить вероятность выхода характеристик изделий за допустимые пределы;
• упростить настройку и эксплуатацию аппаратуры;
• расширить интервал рабочих параметров по температуре, питающим напряжениям и другим дестабилизирующим факторам;
• снизить стоимость производства, эксплуатации и повысить конкурентноспособность.

№ 88
Повышение чувствительности к одному или нескольким параметрам используется:
• при проектировании различного рода датчиков;
• при проектировании аппаратуры специального назначения;
• для обеспечения экстремальных характеристик устройства;
• для упрощения схемного решения аппаратуры контроля;
• для обеспечения конкурентоспособности и уникальности изделия.

№ 89
Обеспечение линейной зависимости чувствительности от параметра позволяет:
• повысить точность аппаратуры контроля и управления;
• улучшить технико-экономические показатели изделия;
• повысить конкурентноспособность разрабатываемой аппаратуры контроля;
• упростить алгоритмы обработки поступающей информации;
• упростить схемную реализацию изделия.

№ 90
Инженерные способы снижения чувствительности аппаратуры к изменению параметров:
• введение отрицательных обратных связей;
• применение термостатирования отдельных узлов;
• использование различного рода экранов;
• использование новых оригинальных схемных решений;
• использование новых технологий и материалов.

№ 91
Оптимизация или параметрический синтез электронных схем это:
• формализованная методика проектирования РЭУ с заданными характеристиками;
• целенаправленный перебор параметров схемы с целью удовлетворения требованиям ТЗ;
• целенаправленный перебор параметров заданного схемного решения на основе анализа значения целевой функции;
• решение задачи минимизации целевой функции в заданном пространстве параметров;
• решение задачи сведения заданных требований в целевую функцию и ее минимизация путем целенаправленного перебора параметров схемы.

№ 92
Этап оптимизации параметров электронных схем подразумевает:
• анализ требований технического задания;
• выбор исходного схемного решения;
• задание пространства варьируемых параметров;
• выбор целевой функции и дополнительных условий;
• выбор метода оптимизации.

№ 93
При проведении этапа оптимизации электронных схем необходимо задать:
• начальные значения параметров схемы;
• начальные приращения параметров при поиске;
• максимальное число итераций для останова;
• минимальное значение целевой функции для останова;
• минимальное значение нормы вектора отклонений параметров в процессе поиска для останова.

№ 94
Дополнительно при проведении этапа оптимизации необходимо указать:
• коэффициенты изменения приращений параметров в случаях успешного и неудачного поисков;
• весовые коэффициенты целевой функции;
• параметры условий изменения стратегии поиска, например поворота системы координат;
• условия и содержание промежуточной и результирующей информации;
• условия останова.

№ 95
Пространство параметров при оптимизации схемных решений - это набор параметров элементов схемы:
• подлежащий изменению.

№ 96
На пространство варьируемых параметров при оптимизации схемных решений могут быть наложены физические ограничения типа:
• линейных равенств;
• нелинейных равенств;
• линейных неравенств;
• нелинейных неравенств;
• диапазона изменения значений.

№ 97
Целевая функция, как правило, включает:
• сумму квадратов отклонений характеристик устройства от заданных;
• нормированную сумму квадратов отклонений характеристик устройства от заданных;
• взвешенную нормированную сумму квадратов отклонений характеристик устройства от заданных.

№ 98
Стремление к нулевому значению целевой функции при оптимуме обеспечивается:
• суммированием отклонений характеристик от заданных.

№ 99
Ложные оптимумы целевой функции в процессе оптимизации исключаются благодаря:
• возведению суммируемых отклонений в квадрат.

№ 100
Часть локальных оптимумов целевой функции в процессе оптимизации исключаются благодаря:
• наложению ограничений на пространство параметров;
• выбору удачного схемного решения;
• изменению весовых коэффициентов целевой функции;
• учету специфических требований в целевой функции;
• построению целевой функции с учетом естественного соотношения требований.

№ 101
Одинаковый вклад отклонений различных характеристик в значение целевой функции обеспечивается:
• нормировкой суммируемых компонент.

№ 102
Управление вкладом различных характеристик в значение целевой функции обеспечивается:
• введением весовых коэффициентов суммируемых компонент.

№ 103
Алгоритмы оптимизации по типу делятся на:
• градиентные, безградиентные.

№ 104
По порядку используемых членов ряда Тейлора при выводе алгоритмов оптимизации различают методы:
• нулевого порядка, первого порядка, второго порядка.

№ 105
К безградиентным относятся методы:
• Хука-Дживса;
• симплексный;
• Розенброка.

№ 106
К градиентным методам относятся:
• наискорейшего спуска;
• Флетчера-Пауэла;
• сопряженных градиентов.

№ 107
К методам нулевого порядка относятся:
• Хука-Дживса;
• симплексный;
• Розенброка.

№ 108
К методам первого порядка:
• сопряженных градиентов;
• наискорейшего спуска.

№ 109
К методам второго порядка:
• Флетчера-Пауэла.

№ 110
В стратегию поиска оптимума входят следующие действия:
• вычисление значений целевой функции;
• запоминание предыдущих значений;
• анализ изменения целевой функции и дополнительных условий;
• принятие решений для продолжения поиска;
• принятие решений на окончание поиска и выдачу итоговой информации.

№ 111
В случае неудачного поиска оптимума рекомендуется:
• изменить начальные значения в пространстве параметров;
• изменить вид целевой функции;
• изменить дополнительные условия;
• выбрать другой метод оптимизации;
• сменить исходное схемное решение.

№ 112
Оптимизацию или параметрический синтез можно использовать для:
• выбора оптимальных параметров заданного решения;
• выбора наиболее удачных решений;
• установления зависимостей между требованиями;
• косвенного исследования чувствительности к изменению параметров;
• поиска новых перспективных решений.

№ 113
Автоматизированное схемотехническое проектирование включает:
• модели элементной базы;
• методы формирования математических моделей;
• методы решения математических моделей;
• методы оптимизации схемотехнических решений;

№ 114
Этапы автоматизированного проектирования РЭУ:
• системный (функциональный);
• схемотехнический;
• конструкторский;
• технологический;

№ 115
Автоматизированное схемотехническое проектирование включает в себя программные и аппаратные средства:
• визуализации;
• диалога;
• описания моделей;
• вычислений;
• оптимизации решений;