Современная электроника №3/2019

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 46 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2019 взаимосвязанных элементов, несущих вполне определённуюфункциональную нагрузку с целью приведения системы в другое состояние. Уникальные свой- ства система приобретает в результа- те согласованного взаимодействия её элементов, на выходе которого полу- чается комплекс ключевых характери- стик, ожидаемых заказчиком. Наиваж- нейшими характеристиками приёмно- го устройства являются динамический диапазон по компрессии 1 дБ, коэффи- циент шума, межканальная развязка и потребляемая мощность. К отличитель- ным особенностямметодологии синте- за новых решений относятся: ● системный подход к формированию методологии; ● сочетание формализованных и не- формализованных подходов; ● инновационный характер; ● компьютерная реализация. Системный подход к формированию методологии заключается в её структу- рировании в виде отдельных, но вме- сте с тем связанных этапов системных исследований, а также в иерархично- сти представления в них знаний в виде совокупностей средств (законов функ- ционирования и развития систем, мето- дов их синтеза, экспертных и вычис- лительно-поисковой систем на осно- ве этих методов). Структурирование в виде этапов системных исследований определяется тем, что отдельные этапы логически вытекают из иерархии задач синтеза. Особенно следует подчеркнуть необходимость решить весь комплекс задач, а не какую-то одну из них. Последовательность решения таких задач можно назвать сквозным систем- ным синтезом , который включает в себя пять этапов: 1. Формирование исходных данных. 2. Синтез принципиального решения (ПР). 3. Синтез общего решения (ОР). 4. Синтез частотного решения (ЧР). 5. Проверка функционирования си- стемы. Иерархичностьпредставлениясредств методологии при выполнении этапов в виде определённой их совокупности выступает как последовательность зако- нов функционирования и развития систем, методов их синтеза, а также экс- пертных и вычислительно-поисковой системнаихоснове. Иерархичностьявля- етсянаиболееобоснованнойприсистем- ном подходе, поскольку реализует пере- ходотвысшегоуровня знанийкнизшему (см. рис. 1). Этапоследовательностьможет бытьразличнойнаразныхэтапахв зави- симостиотхарактерныхдлянихформа- лизованных или неформализованных подходов. Рассмотрим более подробно содержаниеперечисленныхэтаповпри- менительнокразработкемногоканально- гоприёмного устройства. Ф ОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ Этот этап, как правило, включает в себя обоснование исходных данных для системного исследования с различ- ными ограничивающими условиями и формирования обобщённого показателя качества K 1 аналогично записи (2). Сна- чала необходимоизучить функциониро- вание системы и выбрать совокупность требуемых единичных пока- зателей из общего числа N принципи- ально возможных ( n ≤ N ). Эти единичные показатели должныв наибольшеймере определять качество синтезируемой системыи удовлетворять условиямрабо- тыв надсистеме с учётомряда ограниче- ний. Затем нужно решить один из глав- ных вопросов данного этапа –формиро- вание обобщённого показателя качества: , (5) который должен состоять из единич- ных показателей качества и выступать как обобщённый критерий эффективности решения задачи син- теза системы. Приступая к выполнению 1-го эта- па, рассмотрим основные пункты ТЗ на многоканальное приёмное устрой- ство. Очевидно, что обобщённый показатель качества функциониро- вания K представляет собой вектор наиболее значимых технико-эко- номических характеристик, кото- рые, приводятся в ТЗ на выполнение опытно-конструкторской работы. Для решения поставленной узконаправ- ленной задачи ограничимся 9 пара- метрами (см. табл. 1). К исходным данным также относит- ся формирование и обоснование следу- ющих частных совокупностей ограни- чений или ограничивающих условий: ● – совокупность огра- ничений, накладываемых на единич- ные показатели качества ; ● – совокупность огра- ничений, накладываемых на условия функционирования объекта синте- за (ограничения на механические и климатические условия); ● – совокупность огра- ничений, накладываемых на струк- туру объекта – признаки и пара- метры его элементов (по техно- логическим и эргономическим условиям); ● – производственные ограничения (особенности техно- логии изготовления печатных плат (ПП): ширина дорожек, зазор между дорожками, диаметры отверстий на внутреннем и внешнем слоях, доступ- ность в производстве материала ПП; электромагнитная совместимость уз- лов приёмного тракта – наличие по- глощающих материалов); ● – ограничения на эле- ментную базу: разрешения военного представительства на использование элементной базы в данном изделии; ограничения иностранных госу- дарств на ввоз импортных материа- лов и элементов. Таблица 1. Основные характеристики многоканального приёмного устройства № Наименование параметра Значение параметра 1 Диапазон входных частот, МГц 2700…3000 2 Коэффициент шума, дБ, не более 2,5 3 Ширина полосы фильтра основной избирательности, МГц, не менее 30 4 Межканальная развязка, дБ, не менее 60 5 Динамический диапазон по компрессии 1 дБ, дБ, не менее 90 6 Количество приёмных каналов 4 7 Потребляемая мощность, Вт, не более 27 8 Динамический диапазон по побочным спектральным составляющим в полосе от 10 кГц до 1 МГц относительно выходной частоты, дБ, не менее 75 9 Коэффициент стоячей волны по напряжению, не более 1,5 Закон функционирования или развития систем Метод синтеза Экспертная или вычислительно-поисковая система Рис. 1. Иерархическое представление средств методологии