Диссертация (Методология моделирования сертификационных испытаний радиоэлектронных средств по эмиссии излучаемых радиопомех), страница 14

Внешние параметры при необходимости используются при любых способахпостроения моделей.Например,некоторыйусилительможетбытьохарактеризованполосойпропускания, равномерностью амплитудно-частотной характеристики, динамическимдиапазоном, максимальным усилением и т.п. Внешними параметрами для его моделибудут являться управляющие воздействия, а также условия эксплуатации.Из изложенного следует, что:— радиоэлектронные средства широкого использования и их узлы могут бытьдифференцированы на группы по функциональному признаку и назначению;— универсальнаямодельдолжнастроитьсянаосновеунифицированныхфункциональных блоков и ориентироваться на практическое использование, а, значит, нареальные, а не абстрактные входные сигналы;— структура модели может отличаться от физической блочной реализации РЭС,если модель по результатам тестирования удовлетворяет условиям адекватности взаданной области входных и внешних воздействий;— должна иметься потенциальная возможность ввода управляющих воздействий вмодель при проведении моделирования.Эти положения должны быть использованы и реализованы при построениимоделей измерительных приемников.

В противном случае они не будут в должном объемеотвечать требованиям по универсальности и конфигурируемости.Выводы. Методы, используемые для построения моделей, в настоящее времяхорошо проработаны и являются универсальными, поэтому их следует применять и приразработке моделей измерительных средств, используемых для оценки эмиссиирадиопомех. Классические модели РЭС, как следует из изложенного выше, строятся наоснове объединения компонентных уравнений каждого из элементов, сформированныхдля частотной или временной области либо для статического режима.

Как следует изописания, приведенного в [26], такие модели обладают жесткой структурой, которая непозволяет изменять их параметры непосредственно в ходе моделирования.Однако измерительный приемник и другие предусмотренные стандартами средствадля измерения уровня помех, а также их модели должны иметь как минимум одинперестраиваемый параметр — текущую частоту анализа.

В противном случаемоделирование сканирования по частоте, которое как функция свойственно какизмерительным приемникам, так и все чаще заменяющим их анализаторам спектра, станетневозможным.58Из этого следует, что использование классических компонентных моделей итиповых подходов при построении моделей указанных средств измерений не позволитдостичь необходимого результата в части их функциональности [63].

Ввиду этогонеобходимо разработать общие принципы формирования новых специальных моделей, неимеющих отмеченных выше недостатков, и на их основе строить схемы замещениясредств измерений, используемых при исследовании излучаемых радиопомех.1.6. Постановка задач диссертационной работыПроведенный анализ методов обеспечения электромагнитной совместимости, в т.ч.основанныхнаиспользованиипрограммныхкомплексов,атакжепринциповосуществления сертификационных испытаний РЭС по эмиссии излучаемых радиопомехпозволяет отметить, что в настоящее время имеется противоречие между недостаточнымразвитием методов и средств анализа эмиссии излучаемых радиопомех на стадиипроектирования электронных устройств и необходимостью обеспечения их соответствиятребованиямпонормампомехоэмиссии,проверяемогоприсертификационныхиспытаниях.Это позволяет сформулировать цель работы, которая заключается в повышенииэффективности используемых проектных решений РЭС путем разработки и практическогоиспользования новых методов, предназначенных для оценки на стадии проектированияуровня излучаемых радиопомех в условиях, соответствующих сертификационнымиспытаниям по помехоэмиссии.Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решитьследующие задачи.1.

Разработать новые типы схемных моделей РЭС, допускающих изменениепараметров непосредственно в процессе моделирования и предназначенных в т.ч. длямоделирования средств измерений, используемых при сертификационных испытаниях.2. Разработать модели средств измерений, используемых при сертификационныхиспытаниях РЭС по эмиссии излучаемых радиопомех, а также методику их примененияпри решении практических задач в области ЭМС.3. ВыработатьтеоретическийбазисдлярасчетаформируемыхРЭСэлектромагнитных полей.4. РазработатьметодмоделированияРЭСкакизлучающихобъектов,предназначенный для расчета их помехоэмиссии в свободном пространстве при решениизадач в области ЭМС.5. Разработать метод моделирования сертификационных испытаний РЭС поэмиссии излучаемых радиопомех.596. Разработать теоретические основы построения системы автоматизированногопроектирования РЭС с функцией виртуальной сертификации в целях ее последующеговнедрения в процесс их разработки.7.

Провести экспериментальные исследования в целях проверки состоятельности ипрактической применимости основных положений и рекомендаций диссертационнойработы.60Глава 2. Разработка моделей средств измерений,используемых при проведении сертификационныхиспытаний РЭС по эмиссии излучаемых радиопомех2.1. Разработка параметрических и функциональноинтерфейсных моделей радиоэлектронных средствВведение.Какотмечалосьвыше,длярадиоэлектронныхсредствмогутиспользоваться разные подходы к моделированию. Схемотехническое моделированиепозволяет рассчитывать токи в ветвях и напряжения в узлах схемы во временной области,а также проводить другие типы анализа.

Если рассмотреть произвольную схему, то еёмодель при однократном расчете обычно имеет строгую, жесткую структуру, которая неподразумевает возможности изменения параметров элементов непосредственно в ходемоделирования. Параметры элементов в реальных РЭС могут устанавливаться припомощи внешних управляющих воздействий, которые названы конфигурирующими.В разделе 1.5 отмечалось, что основными недостатками моделей с жесткойструктурой являются существенное снижение их универсальности при решении частныхзадач, повышенные временные затраты на моделирование, а также необходимостьизменения характеристик элементов в модели при переходе от одних значенийконфигурирующих воздействий к другим. Отмеченные недостатки могут быть всущественной степени устранены при использовании параметрических моделей,теоретический базис для которых заложен в настоящем разделе работы.Предлагаемые ниже параметрические модели являются основой для созданияфункционально-интерфейсных моделей РЭС.

Их отличительной чертой являетсявозможность учета внешних управляющих воздействий, обусловленных воздействием наорганы управления РЭС. Как отмечалось в разделе 1.5, необходимость использованиятакихмоделейдляизмерительныхприемниковопределяетсятребованиемпомоделированию процесса сканирования по частоте и изменению других параметров.Структураисвойствапараметрическихмоделей.Исходяизанализанедостатков моделей РЭС с жесткой структурой, параметрические модели (ПМ) должныотвечать следующим требованиям.1.

Структура ПМ РЭС должна обеспечивать плавное либо дискретное изменениепараметров элементов при соответствующей смене управляющих воздействий.2. В ПМ должны быть предусмотрены средства адаптации конфигурирующихвоздействий для управления параметрами элементов модели.3. Элементы, характеристики которых должны меняться в соответствии сконфигурирующими воздействиями, должны иметь адаптированные модели.61Всоответствиисэтимитребованиямиможнопредложитьследующуюструктурную схему параметрических моделей (рис. 2.1). Конфигурирование схемызамещения РЭС производится при помощи внешних по отношению к модели воздействий.Они могут быть дискретными либо непрерывными.Рис. 2.1. Структура параметрической модели РЭСВ работе [64] поднимался вопрос о форме представления интерфейсныхуправляющих воздействий для функционально-интерфейсных моделей, который для нихособенно актуален.

Для ПМ конфигурирующие воздействия должны коррелироваться среальным положением органов управления РЭС. Например, центральную частотуколебательного контура целесообразно устанавливать численно равным ей напряжением.Назначением цепей формирования управляющих воздействий (ЦФУВ) являетсяадаптация конфигурирующих воздействий для управления параметрами элементовмодели. В ЦФУВ могут осуществляться расчет номинальных значений элементов,пороговые преобразования, а также реализовываться временные задержки, свойственныенекоторым процессам конфигурирования.

Кроме того, в некоторых случаях возникаетпотребность в ограничении области значений сигналов, являющихся конфигурирующимивоздействиями,посколькуПМдолжнаотвечатьтребованиямадекватностиипотенциальной физической реализуемости [60]. Сигналы, управляющие отдельнымиэлементами в модели, могут быть представлены в различной форме, однакопредпочтительным является управление напряжением, имеющим ясную интерпретацию.На рис.

2.1 указано, что в параметрической модели могут изменяться характеристики нетолько активных и пассивных дискретных элементов, но и микросхем (ИМС), а такжефункциональных блоков.62Необходимо отметить, что исходная электрическая модель РЭС может бытьпостроена на основе разных подходов. Для современных РЭС практически неиспользуются полные схемотехнические модели; все большее распространение получаютупрощенные и малосигнальные схемы замещения, макромодели [26].