Моделирование и оптимизация проектирования аналоговых МЭУ с учетом комплексного влияния дестабилизирующих факторов

• Автор: Обухов, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ МЭУ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ
1.1. Повышение эффективности автоматизированного проектирования МЭУ при использовании средств учета комплексного влияния дестабилизирующих факторов.
1.2 Обоснование использования расчетноэкспериментального метода моделирования поведения аналоговых МЭУ
1.3. Анализ состояния и возможностей средств автоматизации проектирования аналоговых МЭУ с учетом комплексного влияния дестабилизирующих факторов.

1.4. Цель и задачи исследования

2. ФОРМИРОВАНИЕ ОБОБЩЕННЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ И КОМПОНЕНТОВ МЭУ, ОРИЕНТИРОВАННЫХ НА УЧЕТ КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ ДФ
2.1. Анализ требований к моделям элементов и компонентов МЭУ и источников получения информации о их параметрах

2.2. Модели пассивных элементов

2.3. Конструктивно топологическая модель пленочного резистора

2.4. Алгоритм моделирования конструктивно топологических параметров пленочных резисторов
2.5. Низкочастотная модель активного компонента МЭУ
2.6. Высокочастотная модель активного компонента МЭУ.
2.7. Алгоритм формирования и расчета параметров обобщенной модели активных компонентов МЭУ, учитывающей комплексное влияние ДФ Выводы второй главы.
3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПОВЫШЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ПАРАМЕТРОВ МЭУ НА ЭТАПЕ ИХ СХЕМНОКОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
3.1. Методы повышения стабильности МЭУ в условиях комплексного влияния ДФ
3.2. Постановка и формирование задачи оптимального проектирования МЭУ с учетом комплексного влияния ДФ
3.3. Выбор и обоснование метода оптимизации
3.4. Алгоритм расчта и оптимизации параметров МЭУ по критерию
стабильности.
Выводы третьей главы
4. ОРГАНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
ПОДСИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ МЭУ С УЧЕТОМ
КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ ДФ.
4.1. Разработка информационного обеспечения подсистемы
4.2. Программные средства подсистемы
4.3. Организация взаимодействия пользователя с подсистемой
4.4 Пример использования разработанных средств проектирования аналоговых МЭУ с повышенной стабильностью в условиях комплексного влияния ДФ.
Выводы четвертой главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


На основе анализа существующих моделей АК с учетом их работы в малосигнальном режиме и введением соответствующих допущений обосновывается выбор низкочастотной и высокочастотных моделей, выводятся соотношения для высокочастотных параметров, приведенные к виду, удобному для моделирования на ЭВМ. На основе экспериментальных данных определены зависимости параметров моделей от уровней различных видов ДФ, проведена аппроксимация полученных зависимостей соответствующими функциями. Полученные результаты положены в основу разработанных обобщенных математических моделей пассивных элементов и активных компонентов МЭУ, ориентированных на учет комплексного влияния ДФ. Разработан алгоритм автоматизированного построения обобщенных моделей АК и расчета их характеристик. В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ, посвященной разработке алгоритмов расчета и оптимизации параметров МЭУ на этапе схемноконструкторского проектирования на основе аишшза принципов повышения стабильности в условиях комплексного влияния ДФ поставлена и сформулирована оптимизационная задача. Для обоснованного выбора метода оптимизации, положенного в основу решения, проведен анализ специфики как оптимизационной задачи, так и математического описания объекта проектирования. Ыа основе этого анализа разработан алгоритм оптимизации аналоговых МЭУ по критерию стабильности их параметров в условиях комплексного влияния ДФ. МЭУ. В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ разработанная методика прогнозирования и повышения стабильности параметров МЭУ в условиях комплексного влияния ДФ и проектирования их схемотехнических и конструктивнотопологических вариантов реализуется в информационное и программное обеспечение специализированной подсистемы, интегрированной со средствами системы i . Рассматривается структура библиотеки математических моделей АК МЭУ, состав программного обеспечения ПО системы. Основой ПО является диалоговый монитор, содержащий список всех проектных процедур, связанных в жесткую систему, поддерживающую порядок выполнения операций, определяемый пользователем. С помощью монитора осуществляется взаимодействие между основными программными модулями, управление и передача данных. Кроме того, программа монитора осуществляет диалоговое взаимодействие с проектировщиком посредством иерархического меню. ПО имеет модульную структуру, обмен информацией осуществляется путем передачи файлов промежуточных данных и файлов библиотек. Рассмотрено применение разработанного ПО при проектировании конкретных типов аналоговых МСБ и проведен анализ его эффективности по результатам использования. В ЗАКЛЮЧЕНИИ представлены основные результаты диссертационной работы. ПОВЕДЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ МЭУ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ. Расширение областей применения МЭУ в различных системах связи, управления и контроля, подвергаемых комплексному влиянию различного вида ДФ в том числе и радиационным, требует создания целого класса устройств с повышенной стабильностью характеристик в этих условиях. Изменившиеся условия эксплуатации МЭУ вызвали необходимость уточнения требований к внешним воздействиям как общего температура, механические напряжения, химическое и биологическое воздействие, так и специального назначения ионизирующие излучения, электромагнитный импульс. Это обусловлено совершенствованием существующих и созданием новых систем связи, видов вооружений переходом спутников на более отдаленные орбиты, организацией долговременных космических экспедиций освоение широкого спектра новых технологических процессов и производств гражданского и научного характера. Все эти изменения нашли отражение в нормативнотехнической документации, которая служит для оценки стойкости МЭУ к внешним ДФ. Так, за рубежом основными стандартами являются США. МЗЬ8ТЭ3 и Европейского космического агентства Е8А8СС. В России этим целям служит комплекс государственных стандартов КГС Климат7, который устанавливает оценку качества изделий на всех стадиях разработки, производства, эксплуатации и утилизации. В качестве специальных воздействующих факторов КГС Климат7 рассматривает радиационное и электромагнитное воздействие, которые реализуются в широком диапазоне температур и механических нагрузок. К новым видам воздействий, указанным в КГС Климат7, относятся галактические космические лучи, солнечные космические лучи, тормозное излучение.