Рассмотрим методику выбора перспективных типов компонентов и технических решений с помощью ЭВМ при разработках электронной аппаратуры. Важной и трудоемкой задачей является создание банка данных по основным классам применения электронных устройств (ЭУ), который представляет собой информационный массив, содержащий набор данных о типах ЭУ и вариантах технического решения, а также данные о совокупности параметров, характеризующих ЭУ. Параметры ЭУ и показатели технических решений выбираются из справочной литературы.
Точность такого решения тем выше, чем меньше неизвестных параметров и показателей технического решения. Учет количества неизвестных параметров и показателей mHj по сравнению с общим числом параметров и показателей , характеризующих каждый тип ЭУ и технические решения на их основе, производится с помощью коэффициента неопределенности:
Каждый тип ЭУ и технические решения на их основе характеризуются совокупностью электрических, конструктивных, экономических и других параметров и показателей. Чтобы определить значимость отдельных параметров и показателей в зависимости от области применения ЭУ и изделий на их основе, можно использовать метод априорного ранжирования, основанный на опросе высококвалифицированных специалистов (экспертов) в данной области. Экспертам ставится задача расположить параметры компонентов и изделий в порядке убывания их значимости (весомости).
Для выработки единой системы оценки качества ЭУ и технических решений с ЭУ по отдельным параметрам и показателям предлагаются две формулы.
В случае параметров и показателей, максимальные значения которых должны соответствовать максимальным значениям коэффициентов качества, используется формула:
где i — номер учитываемого параметра или показателя;
j — номер исследуемого варианта;
Ху — значение i-ro параметра j-ro варианта изделия;
Xjmax— максимальное значение первого параметра или показателя среди всех сравниваемых вариантов.
Параметры и показатели, минимальные значения которых должны соответствовать максимальным значениям коэффициентов качества, характеризует формула:
Для определения качества каждого варианта с учетом значимости отдельных параметров и показателей вводится абсолютный коэффициент качества, который вычисляется как сумма произведений весовых коэффициентов значимости на коэффициенты качества по отдельным параметрам:
Для оценки качества ЭУ и технических решений с ЭУ по совокупности параметров и показателей вычисляется нормированный коэффициент качества:
Для определения степени приближения параметров ЭУ и показателей технических решений с ЭУ к оптимальному варианту вводится коэффициент идеальности:
Рисунок 3.1 – Общая схема алгоритма оптимальных
технических решений
С помощью ЭВМ, выбираем перспективный в нашей схеме тип БУ.
Наиболее перспективным будет схема 544УД1A(приложение 1), имеющая высокое входное сопротивление (1012 Ом), высокий коэффициент усиления
Kuбу=100 000
Рисунок 4.1 – Схема включения 544УД1A
С помощью ЭВМ, выбираем перспективный в нашей схеме тип ключа. Наиболее перспективным будет схема блока коммутаций, состоящей из 2х мультиплексоров типов К591КН3 (16x1x1) и К590КН12 (1x1x4)
К591КН3 – Мультиплексор типа 16x1x1 на КМДП-транзисторах с дешифратором канала. Rk0 = 277 Ом
К590КН12 – Мультиплексор типа 1x1x4, представляет собой 4 ключа с индивидуальными схемами управления. Rk0 = 50 Ом
Рисунок 4.2 – Блок коммутаций мультиплексоров
Для достижения входного сопротивления 1 Мом, ставим параллельно усилителя резистор R1:
Т.к. R1<<Rвх.бу., следовательно, R1 и будет определять входное сопротивление.
R1≈1MOm
Рисунок 5.1 –Канал коммутации
Максимальное
значение 
.
Просчитав схему, было выбрано достаточное сопротивление нагрузки:
Для получения низкого выходного сопротивления охватываем буферный усилитель 100%ООС.
, 
Так как 
отсюда следует, что 
Rг в расчетах можно пренебречь
Коэффициент передачи электронного коммутационного поля должен быть равен 1, достигаем нужного значения за счет усилителей.
Буферный и входной усилители должны обеспечить усиление в 1,4 раза.
т.е.
Подбираем нужный коэффициент с помощью ООС:
Возьмем 
Тогда 
Округляя по ряду Е24:
,
Аналогичным образом: 
,
Расчет корректирующей емкости:
По Е24: 
Расчеты емкостей разделительных конденсаторов:
По Е24: 
По Е24: 
Рассчитывается по формуле:
Выбор источника питания
Для питания ЭКП выберем двуполярный стабилизатор напряжения 124ЕН6. Микросхема 142ЕН6 представляет собой двуполярный стабилизатор с фиксированным выходным напряжением +15 В и возможностью его регулировки, имеет два выхода для частотной коррекции каналов положительного и отрицательного напряжения.
Выходной ток каждого канала 200мА.
Произведем расчет:
40БУ(20мА)+20МК(20мА)=1200мА
Делим получившееся значение на выделяемый источником питания ток -200мА и получаем 6 шт.
Расчет АЧХ в области высоких частот производится по следующей формуле:
Для правильного распределения коэффициенты частотных искажений на нижней частоте
Мн1=0,5дБ=1,056 раз, Мн2=1,5дБ=1,189 раз
Расчет АЧХ в области верхних частот поводится по формуле:
Построим аппрксимированный график АЧХ
Рисунок 5.2- график АЧХ
В данной работе были рассмотрены виды электронных ключей аналоговых сигналов, и их параметры и характеристики Так же мы рассмотрели метод наращивания функций для синтеза ЭКП.
Было разработано электронно-Коммутационное поле 20x20 с заданными параметрами с использованием компонентов и технических решений, выбранных с помощью ЭВМ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.