Понятия системы, модели и моделирования
Одним из основных понятий является система – это целостность, иерархически организованная множеством функций и соответствующих им управленческих действий по принятию решений и их реализации. В системе выделяют элемент и структуру. Под элементом обычно понимается объект, представляющий собой предел членения в рамках качества системы, под структурой – относительно устойчивый, упорядоченный способ связи элементов, придающий их взаимодействию целостный характер.
Далее следует рассмотреть понятие модели и моделирования.
Модель – способ замещения реального объекта, используемый для его изучения.
Процесс моделирования есть процесс перехода из реальной области в виртуальную (модельную) посредством формализации, далее происходит изучение модели (собственно моделирование) и, наконец, интерпретация результатов как обратный переход из виртуальной области в реальную. Этот путь заменяет прямое исследование объекта в реальной области, то есть лобовое или интуитивное решение задачи. Итак, в самом простом случае технология моделирования подразумевает 3 этапа: формализация, собственно моделирование, интерпретация (рис. 1.1).
Рис. 1.1 Процесс моделирования (базовый вариант)
Если требуется уточнение, эти этапы повторяются вновь и вновь: формализация (проектирование), моделирование, интерпретация. Спираль! Вверх по кругу.
Классификация радиотехнических устройств
Иерархия построения радиотехнической системы может быть представлена в виде своеобразной пирамиды (рис. 1.2).
Рис. 1.2 Иерархия радиотехнической системы
Нижний уровень «пирамиды» составляет элементная база (транзисторы, диоды, конденсаторы, микросхемы и десятки иных наименований). Из них составляются звенья (например, LC-контур), объединяемые в функционально законченные цепи-каскады (усилители, автогенераторы, модуляторы и т.п.).
Следующий уровень – блоки, например, блок усиления мощности ВЧ колебаний, блок обработки сигнала, линейный тракт радиоприемника и т.д.
Еще более высокий этаж «пирамиды» включает функционально законченные устройства – радиоприемники, радиопередатчики, радиостанции, радиолокаторы и т.д., которые работают самостоятельно в составе различных радиотехнических систем (например, система радиосвязи, радиовещания, радиолокации).
В случае применения в устройствах только интегральных микросхем три нижние уровня объединяются в один.
Физические процессы, связанные с преобразованием сигналов, протекают на всех уровнях «пирамиды». Исследование процессов можно проводить в частотной и временной областях.
Каскады и звенья, применяемые в радиотехнических устройствах, вне зависимости от их назначения, можно классифицировать по четырем основным признакам:
1. Влияния амплитуды, сигнала на их параметры и характеристики, что приводит к делению всех объектов на линейные и нелинейные;
2. Отсутствие или наличие в них электронных приборов, что делит их на пассивные и активные;
3. Взаимодействия с внешними сигналами – автономного или неавтономного типа;
4. Диапазоны частот и используемые в этой связи элементы – с сосредоточенными или распределенными постоянными.