ГЛАВА 1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ МОДЕЛЕЙ РАДИОКОМПОНЕНТОВ

1.1. Структура элементной базы радиоэлектронных схем

Элементную базу (ЭБ) радиоэлектронных систем (РЭС) составляет множество различных радиокомпонентов (РК), на основе которых производится проектирование РЭС. В самом общем случае ЭБ РЭС может быть представлена структурной схемой, показанной на рис. 1.1.

Рис. 1.1. - Структурная схема ЭБ РЭС

Согласно схемы рис. 1.1 ЭБ РЭС может быть подразделена на двухполюсные (ДП) и многополюсные (МП) РК, которые в свою очередь могут быть представлены пассивными (ПК) и активными (АК) РК. Под ПК будем понимать РК, в процессе функционирования которых не происходит увеличение уровня мощности сигнала поступающего на РК за счёт дополнительных источников энергии. Остальные РК будем считать активными.

АК и ПК предлагается разделить на следующие крупные классы: 1. Дискретные (Д), отличающиеся законченностью конструкции и готовностью к непосредственному применению в сложных РЭС.

2. Компоненты с распределёнными параметрами (Р), принцип действия которых основан на использовании волновых процессов в электромагнитных и акустоэлектронных устройствах.

3. Акустоэлектронные (А), работающих на основе акустоэлектронных явлениях в твёрдом теле.

4. Функциональные (Ф), предназначенные для глубокой обработки электрических сигналов.

5. Интегральные (И), полученные по интегральным технологиям.

6. Гибридные (Г), полученные по смешанным технологиям.

7. Цифровые (Ц), предназначенные для цифровой обработки сигналов.

Структурная схема рис. 1.1, по существу, отвечает классификации ЭБ РЭС, ориентированной на применение РК в САПР.

Связь двухполюсных и многополюсных радиокомпонентов

Разделение РК на ДП и МП достаточно условное. Так, любой ДП в зависимости от способа включения в электрическую схему можно рассматривать как собственно ДП или как МП, а именно четырёхполюсник рис. 1.2.

а) б)

Рис. 1.2. - Варианты включения ДП: а) как собственно ДП;

б) как четырёхполюсник; у - его полная проводимость.

0,1,2 - узлы подключения к схеме.

С другой стороны любой МП моно включить как ДП, например соединяя с общей шиной все полюса МП, кроме одного.

При проектирование РК и идентификации его параметров необходимо учитывать область действия физических законов связанных с его функционированием. Особое внимание необходимо уделять электрофизическим законам которые определяют основные электрические параметры РК. В каждом конкретном случае доминирует одно из электрофизических явлений, но также проявляется влияние и других паразитных.

Количество МП можно считать безграничным так как МП проектируется на основе ДП, а каждому реальному МП отвечает определённый способ соединения составляющих его ДП.

Модели радиокомпонентов

Общие положения

Под моделью РК будем понимать любое математическое описание, отражающее с требуемой точностью его поведение в реальных условиях.

Если РК является элементом электронной схемы, то его моделью будем называть математическое описание связей между токами и напряжениями, возникающими между его полюсами в статическом и динамическом режимах работы. В частности моделями могут быть уравнения вольт - амперных характеристик (ВАХ), дифференциальные уравнения переходных процессов, частотные характеристики и т.п. [4,5].

Математическую модель РК можно рассматривать как некоторый оператор, ставящий в соответствие системе внутренних параметров , ... , совокупность связанных между собой внешних параметров  ... , . Вид функциональной связи зависит от принципа действия РК, а содержание "внешних" и "внутренних" параметров РК определяет его физическая сущность и способ использования.

Так для моделей РК внешними параметрами являются токи и напряжения, так как преобладающим методом расчёта электрических схем является расчёт по токам и напряжениям [5].

Внутренними параметрами модели РК могут быть его электрические, электрофизические или конструктивно-технологические параметры.

Электрическими будем считать параметры, определяемые только при электрических измерениях (коэффициенты усиления, крутизна, входное и выходное сопротивления и т.п.). В некоторых случаях это параметры "чёрного ящика", которым трудно придать физический смысл. Электрические параметры, как правило, являются функциями электрофизических и конструктивно—технологических параметров, которые можно считать первичными параметрами, а электрические - вторичными.

При расчёте интегральных схем (ИС) важное значение имеет учёт первичных параметров с точки зрения оптимизации процесса изготовления ИС.

При расчётах электронных схем, спроектированных на основе готовых конструктивно завершённых компонентов, что характерно для предприятий сборщиков радиоэлектронных средств (РЭС), достаточно владеть

информацией только о внешних параметрах РК. По сути дела внешние параметры РК при этом выполняют функцию внутренних параметров проектируемого изделия.