Предисловие

В настоящее время процесс проектирования новой техники, в том числе и радиоэлектронных средств, уже немыслим без использования компьютерных технологий. Моделирование и проектирование на ЭВМ позволяет не только повысить производительность труда разработчика и перенести на плечи машин ряд рутинных операций, но и оценить основные параметры проектируемого устройства, определяющие степень пригодности выбранного технического решения. Так, например, компьютерное моделирование позволяет воспроизвести запредельные режимы работы аппаратуры для оценки ее «запаса прочности», а также определить разброс параметров аппаратуры в условиях ее серийного изготовления. Такие сведения практически невозможно получить при натурном моделировании из-за высокой стоимости подобного рода экспериментов и их продолжительности.

Многообразие радиоэлектронных устройств и систем с точки зрения их назначения, схемотехнических решений и конструктивных особенностей, безусловно, требуют различных подходов к их моделированию и проектированию. Однако, существует общий подход к компьютерному проектированию и моделированию радиоэлектронных средств, позволяющий выделить уровни проектирования, типовые задачи для них, отдельные стандартные проектные процедуры, математические модели и численные методы, пригодные к реализации в программах для ЭВМ.

В данном лекционном курсе, являющимся одним из базовых курсов в подготовке студентов по специальности «Радиотехника», рассматриваются основы компьютерного моделирования и проектирования радиоэлектронных средств на различных уровнях и стадиях их проектирования.

Целью курса является не обучение владению конкретными компьютерными программами, а овладение общим системным подходом к задачам компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных средств, умением четко разграничивать задачи, принадлежащим разным уровням проектирования, и выбирать соответствующие методы их решения, исходя из требуемой точности, существующих критериев и ограничений. Иными словами, целью курса является не рассказ о том, что позволяет делать тот или иной метод или компьютерная программа, а показ как она это делает. Именно такие теоретические представления позволяют грамотно работать с конкретными компьютерными программами, когда пользователь четко осознает, что он хочет и может получить в результате их применения. В противном случае получаемый результат может быть просто неправильно воспринят, а это означает, что не человек управлял машиной, а машина управляла человеком.

В основу курса лекций был положен материал учебных пособий «Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств» / Учебное пособие для вузов/под ред. О.В.Алексеева. М. Высшая школа. 2000. и «Автоматизация схемотехнического проектирования/ Учебное пособие для вузов/ В.Н. Ильин, В.Т. Фролкин, А.И. Бутко и др./под ред. В.И.Ильина. М.: Радио и связь.1987. Кроме этого, в курсе лекций рассматривается в авторской трактовке метод компьютерного моделирования телевизионной системы для визуализации люминесценции, как пример специфической задачи, решаемой на уровне структурного моделирования.

Для учебного курса в ИЭИС НовГУ, читаемого в пределах одного семестра, материал данных книг является достаточно большим и поэтому для изложения в курсе лекций выбраны те разделы книги, которые, однозначно, являются базовыми в радиотехническом образовании. Несмотря на изложение вопросов компьютерного проектирования в указанных выше книгах, отдельные вопросы, как показывает практика чтения лекций, требуют либо более подробного, либо, напротив, более сжатого изложения. Это обстоятельство также явилось поводом для составления данного лекционного курса. Наконец, излагаемый в настоящем пособии материал, касающийся схемотехнического проектирования, находится в тесной увязке с курсом лабораторных работ, заключающихся в моделировании отдельных классических схемных решений в среде MicroCAP.

Изложенный в курсе лекций материал компактен, выстроен в строгой логической последовательности по направлению от простого к более сложному, причем, последующие сведения базируются на предыдущих. Надеюсь, что этот курс будет полезным и доступным для самостоятельной работы студентов по специальности «Радиотехника».