1.2. Способы проектирования

При проектировании радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) используют различные методы. Основными из них являются:

1) Неавтоматизированный расчет по заранее полученным формулам. Недостатками неавтоматизированного расчёта являются низкая точность, ограниченные функциональные возможности и.т.д.

2) Физическое моделирование – исследование объектов одной физической природы с помощью объектов, имеющих другую физическую природу, но одинаковое с первыми математическое описание; в основе физического моделирования лежит обычно применение электрофизических аналогий. Физическое моделирование как способ проектирования РЭА используется довольно редко, чаще его применяют для изучения сопутствующих работе схем тепловых и других процессов, математическое моделирование которых слишком сложно и трудоемко.

3) Натурное макетирование – один из наиболее старых и распространенных способов проектирования РЭА. Его главное достоинство – максимальная достоверность результатов, обусловленная работой с реальными схемами, а не их приближенными моделями. Кроме того, макетирование привлекает наглядностью получаемых результатов. В то же время макетирование имеет ряд крупных недостатков. Основные из них – высокая стоимость, длительность создания макета, ограниченные возможности макетирования.

4) Математическое моделирование на ЭВМ. Под математическим моделированием на ЭВМ обычно понимается весь комплекс вопросов, связанных с составлением математической модели устройства и ее использованием на ЭВМ в процедурах расчета, анализа, оптимизации и синтеза. Имеет следующие преимущества:

·  в задачах расчета с помощью модели можно найти выходные параметры схем или их характеристики, которые нельзя непосредственно измерить на макете из-за недоступности точек измерения, что особенно характерно для интегральных схем;

·  в задачах анализа моделирование позволяет проанализировать выходные параметры и характеристики схемы в предельных и запредельных режимах, физическая реализация которых опасна для макета;

· в задачах оптимизации возможности макета ограничены небольшим числом регулировочных элементов, тогда как в модели можно варьировать любые управляемые параметры, добиваясь максимального улучшения выходных параметров.

Роль моделирования в задачах синтеза состоит в проверке правильности функционирования синтезированных схем путем расчета их математических моделей. Очевидно, это можно сделать гораздо быстрее, чем выполнить макетирование каждой синтезированной схемы.

Перечисленные преимущества моделирования имеют место лишь в том случае, если проектирование располагает хорошо отработанным комплексом программ, содержащих проверенные, достаточно точные модели элементов РЭА, гарантирующие достоверность результатов проектирования.

Отметим в заключение, что, как и макетирование, определенную роль в проектировании РЭА продолжают играть и традиционные неавтоматизированные методы. Ведь моделировать можно только то, что предварительно синтезировано. Довольно часто неавтоматизированный синтез первоначального варианта РЭА оказывается быстрее и проще автоматизированного.

Таким образом, реальный процесс автоматизированного проектирования РЭА обычно состоит из двух этапов:

1) неавтоматизированного синтеза структуры и эскизного обычно тоже неавтоматизированного, по упрощенным формулам расчета ее параметров с целью получения работоспособного варианта РЭА, играющего роль начального приближения (в настоящее время ведутся работы по автоматизации этого этапа проектирования);

2) доводки полученного варианта до кондиции, соответствующей техническому заданию (ТЗ), с помощью программ автоматизированного проектирования.