Групповое занятие n 1 Синтез электрической схемы.
Синтез схемы усилителя проводится в два этапа.
1)Синтез принципов, элементов и структуры.
Синтез принципа, элементов и структуры θ электрической схемы устройства S заменяется в данном случае задачей выбора искомой структуры θopt из ряда заданных θ1, θ2, θ3, θ4 (рис.1).
Выбор происходит на основании знания теории функционирования различных схем усилителей. Выбор может быть осуществлен как человеком, так и ЭВМ, по заранее заданным критериям. В групповом занятии по индивидуальным данным студент выбирает самостоятельно схему.
2)Синтез параметров элементов.
Синтез параметров E элементов Г состоит в определении значений сопротивления всех резисторов R , емкостей всех конденсаторов C, индуктивностей катушек L, параметров транзисторов VT и параметров схемы К, ΔF.
Решение поставленной задачи может быть выполнено формализованным способом. Для этого необходимо, используя знания теории, записать выражение зависимости выбранных критериев K1, K2, ..... Km в виде целевых функций от параметров электрической схемы R, C, L, т.е. K1 = f1(R, C, L), K2 = f2(R, C, L) и т.д. А затем решить задачу поиска таких значений аргументов R, C, L,......., которые обеспечивают получение экстремума функции f1, f2, ... fm. При этом необходимо учесть сформулированные ранее условия - ограничения. Решение может быть выполнено как вручную, так и на ЭВМ.
В результате будет получено несколько вариантов значений для каждого параметра схемы, которые соответственно обеспечивают экстремум либо f1, либо f2, и т.д., т.е. получено несколько вариантов схем Ω.
Групповое занятие n 2 Анализ вариантов схем и принятие решений.
В данной работе необходимо удостовериться, что найденные ранее значения параметров R, C, L и др. действительно обеспечивают экстремум или критерию K1, или K2 ....., также найти значение K1 = K1max,...K2 = K2max,.....
Для этого можно либо строго математически исследовать функции, либо построить графики функции и определить по ним необходимые характеристики усилителя.
В настоящей работе возможны действия по обоим вариантам, причем, второй вариант выполняется на ЭВМ.
По результатам действий синтеза и анализа электрических схем возможны три варианта решения.
1) Повторный анализ.
Подобное решение принимается в случае сомнений в правильности анализа или для уточнения первоначальных результатов анализа.
Для бригад, которые выполняют анализ схемы на ЭВМ (по графикам целевых функций f1, f2, ... fm), необходимо исследовать функции вручную, и наоборот - для тех, кто ранее делал строго математический анализ функции f1, f2, ... fm необходимо провести машинный анализ (на ЭВМ).
2) Повторный синтез.
Решение о повторном синтезе вытекает естественно, поскольку иначе остается неясным окончательный вариант схемы из-за несравнимости ранее полученных схем S1, S2, ... Sm.
В ходе повторного синтеза параметров необходимо дополнительно получить 2-3 варианта схем S , которые по значениям критериев K1, K2, ... Km занимают промежуточные положения между ранее найденными K1max, K2max, ...Kmmax.
В результате должны быть графически изображены в многомерном пространстве Rm(K1, K2, ... Km) полученные 4-5 вариантов электрических схем {S} усилителя (рис. 3).
Рис. 3.
Спроектированный набор вариантов схем в пространстве двух критериев.
3) Окончание проектирования.
Решение об окончании проектирования электрической схемы усилителя принимается после выбора единственного варианта схемы Sopt из полученного множества Ω, Sopt Ω.
Процедура выбора Sopt осуществляется не формализовано после учета дополнительной информации предпочтительности вариантов. Дополнительная информации либо выдается преподавателем, либо вырабатывается самостоятельно.
В результате должна быть представлена схема усилителя Sopt с определенными значениями параметров.