Системные факторы, определяющие построение электронных средств

Основное требование при проектировании РЭА состоит в том, чтобы создаваемое устройство было эффективней своего аналога, т.е. превосходило его по качеству функционирования, степени миниатюризации и технико-экономической целесообразности (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Показатели эффективности РЭА

В общем виде эффективность РЭА можно оценить основной целевой функцией:

,

где

;

Такая функция дает количественную оценку степени достижения поставленной цели и поэтому называется целевой функцией. Элементами Zi множества Z являются частные целевые функции, т.е. отдельные качественные и количественные показатели, определяющие пригодность применения РЭА в соответствии с назначением. Такими показателями для РЭА являются: масса, объем, энергопотребление, диапазон частот, быстродействие, чувствительность, коэффициент усиления, полоса пропускания, дальность действия, выходное напряжение, точность, электромагнитная совместимость, ударопрочность, влагостойкость, уровень унификации и миниатюризации, технологичность, безопасность, себестоимость, экономичность и т.д.

Успешное решение проблемы формализации конструкторской деятельности возможно лишь при ее алгоритмизации и автоматизации с использованием математических методов, теории графов, алгоритмов, математического программирования, использования операций, вычислительных методов и др.

Одна из основных особенностей процесса разработки новых моделей РЭА – переход к системным методам решения задач при проектировании РЭА. Системные методы связаны с понятием «система». Под системой будем понимать совокупность взаимосвязанных разнородных устройств, частей, подсистем, совместно выполняющих заданные функции, решающих общую задачу в условиях взаимодействия с внешней средой, с учетом развития и противоречий. При системном подходе изучаемый проектируемый изготовляемый объект рассматривается как система.

Системный подход базируется на рассмотрении изучаемого объекта во взаимосвязи с окружающими объектами. Его задачами являются исследование специфических связей, установление закономерностей, присущих отдельным типам систем, разработка на этой основе определенных методов, их описание и изучение.

Сформулируем основные положения системного подхода:

1. Параметрическое описание, которое является простейшей формой научного анализа. Оно представляет собой исследование любого объекта, которое базируется на эмпирических наблюдениях, описание свойств, признаков и отношений исследуемого объекта к другим.

2. Структурное описание исследуемого объекта, которое выполняют после выявления параметров. Оно предусматривает переход к определению подэлементного строения исследуемого объекта. Основная задача состоит в том, чтобы установить взаимосвязи свойств, признаков, выявленных при параметрическом описании исследуемого объекта.

3. Функциональное описание исследуемого объекта, которое может быть выполнено исходя из функциональных зависимостей между параметрами (функционально – параметрическое описание) или частями объекта (функционально – структурное описание). Специфика состоит в том, что функция части объекта задается на основе характеристики всего объекта.

Использование системного подхода упрощать процесс исследования. Особенность системного похода заключается в новой ориентации всего хода исследования, которое состоит в стремлении построить целостную картину исследуемого объекта.

Системный подход базируется на следующих принципах:

1. При исследовании объекта как системы описания его частей не имеет самостоятельного значения, так как каждая часть объекта описывается не отдельно, а с учетом ее роли во всем объекте.

2. Специфика системного объекта не исчерпывается особенностями составляющих его частей, а связана с характером взаимосвязей между отдельными частями.

3. Один и тот же исследуемый объект выступает как обладающий одновременно разными характеристиками, параметрами, функциями, структурой. Проявлением этого является иерархичность строения систем.

4. Исследование системы, как правило, неотделимо от исследования условий ее функционирования.

5. При исследовании сложного объекта учитывается зависимость состояния частей от состояния всей системы.

6. Анализ функциональной характеристики исследуемого объекта может оказаться недостаточным, так как весьма важно установить целесообразность функционирования системы.

Рассмотрим в качестве примера системного объекта проектирование, компоновку РЭА.

Компоновка (от лат. «compono» - составляю) – составление из отдельных частей (компонентов) одного согласованного целого в соответствии с определенным замыслом.

Применительно к радиоэлектронной аппаратуре компоновка – это процесс размещения в пространстве или на плоскости основных элементов конструкции радиоизделия или их моделей с установлением основных геометрических форм и размеров между ними. Компоновка является одной из основных задач разработки конструкции РЭА с целью обеспечения необходимых требований ТЗ.