電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中系統(tǒng)工程技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用探討

南衛(wèi)兵

四川西盾科技有限公司 四川成都 610041

系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)是分析備用系統(tǒng)組件之間的關(guān)系，這些組件在設(shè)計(jì)和學(xué)科中起著非常重要的作用。本文基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的概念和指標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電路優(yōu)化進(jìn)行了分析，從而有效地發(fā)揮了系統(tǒng)技術(shù)對(duì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響，促進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)迅速發(fā)展。

1 系統(tǒng)工程的概念

系統(tǒng)（Systems）是由可以執(zhí)行某些功能并彼此有機(jī)關(guān)聯(lián)的各種元素（Elements）組成的實(shí)體，而系統(tǒng)設(shè)計(jì)是組織系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，規(guī)劃，研究，實(shí)驗(yàn)，生產(chǎn)和制造管理。并且所使用的科學(xué)方法是對(duì)所有通用系統(tǒng)都具有共同含義的科學(xué)方法?，F(xiàn)代概念假設(shè)，在整個(gè)科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一種技術(shù)，而不是純粹的理論。作為一個(gè)跨學(xué)科的研究?jī)?nèi)容，系統(tǒng)工程技術(shù)主要旨在解決各種通用系統(tǒng)中的優(yōu)化問(wèn)題。

2 電子電路系統(tǒng)都具有如下特點(diǎn)

組件集：具有自己特殊功能的任何電子系統(tǒng)都由幾個(gè)電子組件組成。單個(gè)設(shè)備無(wú)法執(zhí)行任何功能，因此不能稱為系統(tǒng)，也不是系統(tǒng)工程研究的主題。

組件相關(guān)性：組成電子系統(tǒng)的各種設(shè)備相互連接，并通過(guò)電磁物理定律相互交互以執(zhí)行功能。相關(guān)性表明這些設(shè)備之間存在特殊的關(guān)系。

電路系統(tǒng)的層級(jí)性質(zhì)：整個(gè)電子電路系統(tǒng)必須根據(jù)一定的層級(jí)結(jié)構(gòu)形成一系列子系統(tǒng)，以用于各種設(shè)備的連接和交互。在每個(gè)級(jí)別以及它們之間，動(dòng)態(tài)地存在著不同的信息數(shù)據(jù)和與構(gòu)成電子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性的材料有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且使用系統(tǒng)技術(shù)的方法，我們研究了電子系統(tǒng)不同級(jí)別的相互控制。以及調(diào)節(jié)功能的必要條件。

電路系統(tǒng)的完整性：電路中每個(gè)設(shè)備的獨(dú)立操作以及設(shè)備之間的關(guān)系根據(jù)電磁定律在整個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行協(xié)調(diào)。不遺余力地探索任何設(shè)備。沒(méi)有完整性，設(shè)備本身將失去其在系統(tǒng)中的意義。而且，僅檢查器件不能得出關(guān)于電路整體性能的正確結(jié)論。

3 統(tǒng)工程技術(shù)在電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案的確定

總體規(guī)劃是指根據(jù)電子電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工程要求將任務(wù)分配給多個(gè)框圖的過(guò)程，并繪制出可反映每個(gè)框圖功能的通用框圖。例如，多相放大器電路經(jīng)常出現(xiàn)在模擬電路中。多相放大器電路通常由輸入級(jí)，中間級(jí)和輸出級(jí)組成。設(shè)計(jì)應(yīng)考慮放大器的輸入和輸出阻抗，增益，噪聲系數(shù)和帶寬，以及與電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接相關(guān)的其他因素。在輸入級(jí)別，請(qǐng)考慮輸入阻抗和信號(hào)源的內(nèi)部阻抗是否合適。有必要考慮收入水平的噪音水平。噪聲會(huì)極大地影響整個(gè)電路，因此噪聲系數(shù)應(yīng)盡可能低。中間級(jí)的功能是影響電壓放大效果。當(dāng)對(duì)放大的需求很高時(shí)，很難獲得可以分幾級(jí)制作的第一級(jí)放大器。輸出級(jí)的任務(wù)是向負(fù)載提供足夠的電流，因此輸出級(jí)必須具有一定的負(fù)載容量和動(dòng)態(tài)范圍。在開(kāi)發(fā)可以改善放大器性能的整體設(shè)計(jì)時(shí)，還必須考慮電路中使用的負(fù)反饋類(lèi)型。以上各節(jié)中的復(fù)雜優(yōu)化平衡是系統(tǒng)工程原理的示例。此外，可以以多種不同的方式制定總體計(jì)劃，并滿足許多設(shè)計(jì)要求，因此您需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，檢查多個(gè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行全面比較并選擇功能全面，簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)先進(jìn)的設(shè)計(jì)計(jì)劃。

3.2 整體方案的論證和優(yōu)化選取方案選取

這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程具有非常重要的影響。通常，需要根據(jù)您了解和控制的信息以及系統(tǒng)和最終設(shè)計(jì)提供的目標(biāo)，要求和條件來(lái)計(jì)劃和實(shí)施類(lèi)似的功能。此外，結(jié)構(gòu)圖不僅應(yīng)提供系統(tǒng)每個(gè)組件的操作和性能的全面解答，而且還應(yīng)清楚地描述系統(tǒng)各個(gè)組件之間的關(guān)系。詳細(xì)信息如下：①根據(jù)系統(tǒng)的特定需求，該圖可分為幾個(gè)功能塊，以大致獲得相應(yīng)的系統(tǒng)框圖。此外，每個(gè)框圖還可以覆蓋多個(gè)單元圖，然后為每個(gè)單元圖分配一個(gè)通用索引，最后依靠該單元圖的相應(yīng)任務(wù)來(lái)完成完整的電路結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)圖和系統(tǒng)框圖具有通用功能。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的詳細(xì)研究和比較對(duì)于使系統(tǒng)智能，可靠和經(jīng)濟(jì)是必要的。根據(jù)最高的技術(shù)可行性和可靠性選擇最終解決方案[1]。

3.3 整體電路仿真分析

開(kāi)發(fā)組成電路的每個(gè)模塊的EDA之后，您可以使用軟件仿真來(lái)分析整個(gè)電路。由于電子系統(tǒng)是宏觀意義上的連續(xù)系統(tǒng)，因此連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型通常由微分方程組成。當(dāng)系統(tǒng)中存在非線性元素時(shí)，無(wú)法獲得微分方程的特定值。在這種情況下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的離散類(lèi)似方法只能用于排放連續(xù)系統(tǒng)。登錄Multisim電子模擬器以將一般電路圖輸入計(jì)算機(jī)，并創(chuàng)建系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，并保留系統(tǒng)的輸入和響應(yīng)值。通過(guò)數(shù)值計(jì)算系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)分析系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，這為電子系統(tǒng)性能的最終評(píng)估提供了基礎(chǔ)。

3.4 器件模塊的選擇

電子電路中的各種故障通常表現(xiàn)為組件故障和損壞。原因通常不在于組件本身的故障，而在于組件的錯(cuò)誤選擇。因此，在設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)和計(jì)算參數(shù)時(shí)必須考慮選擇合適的組件。主要從以下兩個(gè)角度考慮組件的選擇：①選擇組件時(shí)，有必要從一般設(shè)計(jì)和特定電路問(wèn)題入手，并考慮每個(gè)組件應(yīng)具有的功能，從而更好地發(fā)揮電子信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。必須根據(jù)電路的工作條件和指標(biāo)要求確定單元電路的大小，以確保準(zhǔn)確設(shè)置組件并提供足夠的回旋余地以在設(shè)定點(diǎn)以下運(yùn)行。②在電路設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的前提下，應(yīng)盡可能減少元器件的種類(lèi)和規(guī)格，提高元器件的再利用率。最后，使用模型分析來(lái)微調(diào)組成電子系統(tǒng)的每個(gè)組件的性能，使其更接近理想狀態(tài)[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)工程過(guò)程用于電子電路的系統(tǒng)工程中，以基于系統(tǒng)工程的概念創(chuàng)建各種系統(tǒng)和戰(zhàn)略概念，并將系統(tǒng)工程方法應(yīng)用于此類(lèi)系統(tǒng)和策略的辯證實(shí)現(xiàn)。但是，這種類(lèi)型的優(yōu)化通常不會(huì)為電子設(shè)計(jì)過(guò)程提供類(lèi)似的創(chuàng)新解決方案，而只是在預(yù)定的受限環(huán)境中對(duì)解決方案進(jìn)行優(yōu)化。此外，優(yōu)化過(guò)程需要不斷收集和評(píng)估可以添加的所有數(shù)據(jù)，以獲得更合適的設(shè)計(jì)策略和解決方案[3]。