Современная электроника №3/2019

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 48 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2019 одного приёмного канала, представлен- ной на рисунке 2. С ИНТЕЗ ОБЩЕГО РЕШЕНИЯ На этом этапе снимается большинство идеализаций, вводимых на 2-м этапе, и ставится задача синтеза общего реше- ния объекта с учётом более конкретных показателей качества. Исходным объ- ектом может служить полученное на 2-м этапе принципиальное решение ПР в виде структуры, а конечным–ОР в виде некоторой знаковой или образноймоде- ли (пространственной структуры ). Первоначально на 3-м этапе про- ектирования необходимо сформиро- вать совокупность исходных данных ( ) для этого этапа: , где – совокупность ограничений, аналогичных совокупно- стям (5) и (6). Вформуле (11) для техни- ческих систем рассматривается сово- купность , в которой n показателейкачества может быть суще- ственнобольше, чемна 2-мэтапе синте- за, поскольку она должна включать в себя целыйряд дополнительныхпоказателей: показателинадёжности– сохраняемость, долговечность, безотказность; конструк- тивные показатели–малогабаритность, устойчивость к механическим и клима- тическим воздействиям, воздействиям электромагнитных полей; экономиче- ские показатели– экономичность изго- товления, обслуживания, ремонта и т.д. Для решения вопросов синтеза на 3-м этапе ставится следующая экстремаль- ная задача: . При этом ищется такое состояние системы (её структура) на заданном множестве D 3 , которое обе- спечивает наибольшее возможное значение критерия эффективности решения задачи синтеза (обобщённо- го показателя качества): . Сформулированная экстремальная задача (12) соответствует общей поста- новке задачи синтеза (3), однако при синтезе многоканального приёмно- го устройства на этом этапе весьма затруднительно математически запи- сать (OP) и формализовать функци- онирование объекта – т.е. для такого класса объектов не удаётся поставить экстремальную задачу синтеза в виде задачи математического программи- рования. Поиск общего решения задачи син- теза осуществляется при совместном использовании морфологического и компьютерного методов синтеза. Для этого проводится анализ принципиаль- ного решения и вычисляются основные технические характеристики (функции ) системы с помощью программы ADsimRF (интерактивной программы от компании Analog Devices для расчё- та передающих и приёмных радиотрак- тов [2]). Часть исходных параметров для расчёта радиотрактов задаётся разра- ботчиком. К ним относятся: ● количество звеньев радиотракта (Numberof Stages); ● значение входной мощности (Input Power); ● значение полосы сигнала (Analysis Bandwidth); ● значение пик-фактора (PEP-to-RMS Ratio); ● запас от точки однодецибельной компрессии (точка, в которой откло- нение амплитудной характеристики устройства от идеальной составляет 1 дБ) (P1dB Backoff Warning); ● запас относительно точки компрес- сии пиковой мощности для каждого элемента радиотракта (Peak Backoff Warning); ● минимальное отношение сигнал/ шум для демодулятора (Min S/N for Demod). Проектирование приёмного ВЧ-трак- та заключается в выборе и наполне- нии звеньев конкретными элементами (микросхемами). При выборе элемен- тов ключевыми становятся такие харак- теристики, как коэффициент усиления элемента (Power Gain), точки одноде- цибельной компрессии по входу (IIP1) и выходу (OIP1) элемента, точки пере- сечения интермодуляционных иска- жений 3-го порядка по входу (IIP3) и выходу (OIP3) элемента, коэффици- ент шума (Noise Figure), напряжение питания (Voltage) и ток потребления (Current). Данная программа удобна в использовании и наглядно демонстри- рует прохождение сигнала по цепи (см. рис. 3). Рассчитав основные характеристи- ки приёмного тракта, можно постро- ить матрицу несоответствий, в которой отражены наименование параметра, значения параметров по ТЗ, значе- Вход Гет 2 Вход Гет 1 Вход КС Вход ВЧ Выход ПЧ 2 ФНЧ ФНЧ УС ГЕТ 2 ФВЧ УС ГЕТ 1 ФНЧ Фильтр на ПАВ Фильтр на ПАВ УC ПЧ1 СМ ППФ ДО КЛ УС ВЧ-1 ППФ МПЛ АТТ СОГЛ УC ПЧ2 УC ВЧ2 АТТ ВАРУ СМ ФНЧ Рис. 2. Структурная схема приёмного канала многоканального приёмного устройства Примечание: ДО – диодный ограничитель, КЛ – ключ, УС ВЧ-1 – первый усилитель высокой частоты, ППФ МПЛ – полосно-пропускающий фильтр, выполненный на микрополосковых линиях передачи, АТТ СОГЛ – аттенюатор согласующий, УС ВЧ-2 - второй усилитель высокой частоты, ФНЧ – фильтр нижних частот, АТТ ВАРУ – аттенюатор временно ′ й автоматиче- ской регулировки усиления, СМ – смеситель, УС ГЕТ-1 – усилитель первого гетеродина, ФВЧ – фильтр верхних частот, Фильтр на ПАВ – фильтр на поверхностных акустических волнах, УС ПЧ-1 – первый усилитель промежуточной частоты, ППФ – полосно-пропускающий фильтр, УС ПЧ-2 – второй усилитель промежуточной частоты, УС ГЕТ-2 – усилитель второго гетеродина. (11) (12) (13)