Метод функционального моделирования радиоприемных трактов на основе использования дифференциально-тейлоровских спектров

• Автор: Пирогова, Наталья Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 176 с. : ил.

1.1 .Функциональное моделирование в процессе проектирования РЭА

1.2.0бзор методов схемотехнического анализа ФБ, входящих в РПТ.

1.3. Обзор методов функционального моделирования РПТ.

Выводы.

Глава 2.Метод функционального моделирования радиоприемных трактов.

2.1. Цели и задачи главы.

2.2. Теоретические основы предлагаемого метода.

2.3. Моделирование основных типов соединений ФБ

2.4. Моделирование радиоприемных трактов с применением аппарата рядов Вольтерра

2.5. Оценка сходимости МРМ и точности получения ММ ФБ и РПТ

2.6. Получение качественных характеристик РПТ

Выводы.
Глава 3. Алгоритмы функционального моделирования РПТ.
3.1. Алгоритмы получения математических моделей ФБ тракта
3.2. Алгоритмы формирования ММ РПТ по ММ ФБ
3.3. Алгоритм оценки сходимости МРМ и точности получения ММ ФБ и
Выводы
Глава 4. Экспериментальное исследование предлагаемого метода и алгоритмов
4.1. Проверка предлагаемых алгоритмов на примере моделирования типового радиоприемного тракта.
4.2. Расчет фрагмента РПТ
Заключение
Библиографический список
Приложение 1. Параметры схемы РПТ рис.4.1а
Приложение 2. Параметры схемы фрагмента РПТ рис.4.4а
Приложение 3. Листинги программ
Приложение 4. Акты о внедрении диссертационной работы.
Перечень принятых сокращений
АЧХ амплитудночастотная характеристика БД база данных ВП ВольтерраПикара
ДТИ дифференциальнотейлоровское изображение
ДТП дифференциальнотейлоровское преобразование
ДТС дифференциальнотейлоровский спектр
ММ математическая модель
МГ1Ф многомерная передаточная функция
МРМ многомерный ряд Маклорена
НРТЦ нелинейная радиотехническая цепь
ОДУ обыкновенное дифференциальное уравнение
ОС обратная связь
ПТТП пакет прикладных программ ЭВМ
РПТ радиоприемный тракт
РГ1У радиопримное устройство
РТУ радиотехническое устройство
РЭ А радиоэлектронная аппаратура
СМ схемотехническое моделирование
ТЗ техническое задание
ФБ функциональный блок
ФДН формула дифференцирования назад
ФМ функциональное моделирование
ФР функциональный ряд
ФРВ функциональный ряд Вольтерра
ФЧХ фазочастотная характеристика
Введение


Как известно, процесс проектирования радиоэлектронной аппаратуры РЭА включает три основных этапа системотехнический функциональный, схемотехнический и конструкторский. Системотехнический этап проектирования, как правило, предполагает моделирование функциональной схемы системы на уровне функциональных блоков ФБ и формирование технических требований к ФБ. При этом анализ выполняется на основе информационного подхода по идеальным моделям блоков, отображающих выполняемые ими функции без учета искажений преобразуемых сигналов ,. ФБ Квх О, Яцых и однонаправленность ФБ. Необходимо также отметить, что функциональное проектирование на данном этапе является приближенным и вполне допускает использование различных инженерных методик. Далее следует схемотехнический этап проектирования, т. ФБ на уровне компонентов принципиальной схемы, обеспечивающий контроль за соответствием параметров ФБ техническим требованиям. После чего обычно производится цикл конструкторского проектирования. Однако, очевидно, что в процессе формирования технических заданий на ФБ принимается ряд параметров, влияние которых на характеристики РПТ не могло быть проверено на этапе идеального функционального моделирования. Например, для генератора задают
обоснованно амплитуду, частоту и нестабильность колебаний, но ориентировочно требования к спектральной чистоте колебаний или к времени достижения установившегося режима 7. Кроме того, некоторые из заданных в ТЗ параметров не удается обеспечить на этапе схемотехнического проектирования, и ТЗ на блок корректируется. Таким образом, целесообразно после цикла схемотехнического проектирования выполнить моделирование системы на функциональном уровне, но по результатам схемотехнического анализа блоков, т. Блок схема типового процесса проектирования РЭА с использованием вычислительной техники изображена на рис. На ней показано, что возможно многократное взаимодействие схемотехнического этапа и этапа реального функционал ьного моделирования. В частности, после схемотехнического анализа каждого ФБ должна осуществляться проверка удовлетворяют ли параметры ФБ требованиям ТЗ. Если нет, то выполняется параметрическая оптимизация ФБ, а если возможности оптимизации исчерпаны, то осуществляется структурная коррекция ФБ. Предполагается, что в системе автоматизированного проектирования РЭА имеется несколько методов оптимизации, как минимум метод нулевого и первого порядка например, метод случайного поиска и ДавидонаФлетчера. Возможности оптимизации исчерпаны значит каждым из набора методов не достигнут требуемый минимум максимум функционала оптимизации. Если ФБ удовлетворяет требованиям ТЗ, то формируется математическая модель ФБ, учитывающая реальные искажения сигнала, и заносится в базу данных реальных математических моделей ФБ, После этого производится реальное ФМ, в результате чего формируется ММ РПТ, и по ней рассчитываются необходимые характеристики РПТ. Все результаты всех этапов моделирования заносятся соответственно в базу данных идеальных математических моделей ФБ, базу данных ММ электронных компонентов, базу данных схемных решений и базу данных ММ ФБ для реального ФМ. Рис. Следует также отметить, что в настоящее время все проектные операции, изображенные на рис. Исключение составляет лишь структурный синтез ФБ, теория которого хорошо разработана лишь для пассивных цепей ,,,8 и реальное ФМ, для которот нет универсальных методов и алгоритмов. Как было отмечено в параграфе 1. Выбор метода схемотехнического моделирования существенно влияет на возможность дальнейшего ФМ. ФБ, входящего в РПТ усилителей, смесителей, детекторов и т. ФБ РПТ показателей, в том числе комплексного нелинейного коэффициента передачи ФБ, группового времени запаздывания, коэффициентов блокирования, сжатия, интермодуляционных и перекрестных искажений и т. ФБ в виде аналитической зависимости отклика от входных воздействий. Метод схемотехнического анализа должен учитывать специфику РПТ, которые включают в себя частотно селективные, высокодобротные и нелинейные устройства, находящиеся под воздействием многочастотных сигналов с сильно различающимися частотами несущей и огибающей и амплитудами слабый сигнал на фоне сильных помех.