Реферат: Проблеми автоматизації схемотехничного проектування нелінійних вузлів радіоелектронної апаратури

На початку етапу потрібно вказувати змінні в ході опрацювання параметри схеми та визначити межі зміни їх. Ці межі звичайно визначаються конструктивними розмірами вузла та використаної елементної бази.

Проектування на цьому етапі можна зробити по такому алгоритму:

Крок 1: ввести початкове значення внутрішніх та зовнішніх параметрів, а також температури зовнішнього середовища.

Крок 2: розрахувати періодичний режим та характеристики схеми.

Крок 3: перевірити, чи задовольняються технічні вимоги; якщо так, то закінчити роботу опрацювання схеми; якщо ні, то перейти до кроку 4.

Крок 4:перевірити, чи вичерпані межі змін параметрів схеми; якщо так, то прийняти рішення для наступних дії; якщо ні, то перейти до кроку 5.

Крок 5: змінити параметри схеми та повернутися до кроку 2.

Описаний вище алгоритм подамо у вигляді системи параметричного синтезe (рис. 2), яка має вхід і два виходи

На її вхід надходять початкові дані для проектування: структура підсилювача, значення внутрішніх та зовнішніх параметрів, температура зовнішнього середовища, перелік змінюваних параметрів та межі їх змін.

Вихід 1 означає кінець опрацювання схеми, так як при цьому розраховані параметри знаходяться в межах допустимих значень, а характеристики схеми задовольняють технічним вимогам.

Вихід 2 показує, що в умовах прийнятих обмежень технічні вимоги не задовольняються. В цьому випадку розробник приймає рішення про те, як вести проектування далі. В залежності від результатів він може поширити межі змін внутрішніх параметрів, замінити структуру кіл узгодження, перейти до схеми із загальною базою, якщо до цього загальним електродом був емітер, і т. і.

Звернемо увагу на два моменти. По-перше, параметричний синтез виконується за допомогою ітерацій. Причина цього полягає в тому, що з першого раза не вдається підібрати внутрішні параметри так, щоб технічні вимоги задовольнялись.

По-друге, в проектуванні активно бере участь інженер: він вирішує, які параметри і в яких межах треба змінювати, якщо не виконується технічне завдання; він вирішує, що робити при негативному результаті проектування.

Не можна не відмітити ще одну обставину. В ході описаного способу проектування, як і при традиційному, фахівець накопичує досвід (вчиться), але тепер це трапляється з більшою ефективністю, ніж раніше: є можливість не тільки констатувати який-небудь факт і припустити, яка його причина, але й одразу перевірити припущення.

Викладений алгоритм показує, що на першому етапі важлива задача розрахунку періодичного режиму в нелінійної схемі та визначення характеристик, вказаних в технічних вимогах, причому ця задача, як правило, вирішується багаторазово.

Кілька слів про початкові значення параметрів схеми. На перший погляд здається, що заздалегідь потрібен розрахунок, хоч і приблизний, який показав би, при яких параметрах можна очікувати виконання технічних вимог. Однак цього можна не робити, якщо ввести в вигляді початкових параметрів довільні значення із області можливих значень.

Другий етап: опрацьовування схеми при зміні зовнішніх параметрів і температури зовнішнього середовища.

Проектування на цьому етапі можна провести за допомогою системи, яка використовувалась раніше, трохи розширивши її (рис. 3). Тепер алгоритм такий:

Крок 1: ввести нові значення параметра зовнішнього середовища або зовнішньої температури в систему параметричного синтезу; якщо відгук на виході 1, то перейти до кроку 2; якщо відгук на виході 2, то прийняти рішення про наступні дії.

Крок 2: перевірити, чи всі параметри зовнішнього середовища змінювалися і чи вичерпні межі варіації зовнішньої температури; якщо так, то закінчити опрацювання; якщо ні, то перейти до кроку 1.

На основі викладеного алгоритму можна зробити наступні висновки.

Знайдені на попередньому етапі внутрішні параметри можуть не забезпечити працездатність схеми при зміні того чи іншого параметра зовнішнього середовища або зовнішньої температури. Тоді треба повертатися до першого етапу і опрацьовувати внутрішні параметри заново.

Може статися, що в межах прийнятих обмежень технічні вимоги не виконуються. Тоді розробник повинен встановити, як діяти далі.

Нових задач, які треба вирішувати, цей етап не додає. Але розрахунок періодичного режиму при новому значенні зовнішньої температури неможливо зробити за один раз.

Діло в тому, що транзистор розігрівається із-за розсіювання на ньому потужності. Температура його переходів більше ніж температура зовнішнього середовища та залежить від двох факторів – зовнішньої температури та потужності розсіювання. На останню теж впливає температура середовища.

Робиться це від того, що змінюються параметри транзистора та його режими. Це змушує визначати періодичний режим послідовним зближенням: наприклад, припустити, що температура транзистора змінилась так, як і зовнішня температура, а потужність розсіювання зосталась однаковою; знайти нові параметри і режим транзистора, розрахувати потужність розсіювання і уточнити температуру на переходах транзистора; по знайденій температурі знову розрахувати параметри та режим транзистора, потужність розсіювання і температуру на переходах і т. і.

Ітерації повторюють до тих пір, поки різниця в температурі на переходах транзистора на сусідніх кроках не стане нижче заданої величині, визначаючої точність розрахунків.

В особливо відповідальних випадках домагаються працездатності схеми в найгіршому випадку, тобто при такому поєднанні зовнішніх параметрів та зовнішньої температури, при якому характеристики змінюються в найбільшій мірі.

Перевірити виконання цих вимог можна розрахунком періодичного режиму при кількох наборах зовнішніх параметрів та зовнішньої температури.