1.3 Способи проектування

При проектуванні ЕРВ використовують різні методи,. основними з яких є:

- неавтоматизований розрахунок;

- фізичне моделювання;

- натурне макетування;

- математичне моделювання на ПК.

Неавтоматизований розрахунок виконується по заздалегідь

отриманих формулах. Недоліки неавтоматизованого розрахунку — низька точність, обмежені функціональні можливості і т.д. — загальновідомі і не мають потреби в обговоренні.

Фізичне моделювання - це дослідження об'єктів однієї фізичної природи за допомогою об'єктів, що мають іншу фізичну природу, але однаковий з першими математичний опис. В основі фізичного моделювання лежить звичайно принцип електрофізичних аналогій. Як спосіб проектування електронних об'єктів він використовується досить рідко, частіше його застосовують для вивчення супутніх роботі схем теплових і інших процесів, математичне моделювання яких занадто складно і трудомістко.

Натурне макетування — один з найбільш старих і розповсюджених способів проектування електронних об'єктів. Його головна перевага - максимальна вірогідність результатів, обумовлена роботою з реальними схемами, а не їхніми наближеними моделями. Крім того, макетування приваблює наочністю одержуваних результатів. У той же час макетування має ряд значних недоліків. Основні з них - висока вартість, тривалість створення макету, обмежені можливості макетування.

Під математичним моделюванням на ПК розуміється весь комплекс питань, пов'язаних зі складанням математичної моделі пристрою і її використанням на ПК у процедурах розрахунку, аналізу, оптимізації і синтезу. У порівнянні з макетуванням математичне моделювання на ПК має наступні переваги.

У задачах розрахунку за допомогою моделі можна знайти вихідні параметри схем або їхні характеристики, які не можна безпосередньо виміряти на макеті через недоступність точок виміру, що особливо характерно для інтегральних схем.

У задачах аналізу моделювання дозволяє проаналізувати вихідні параметри і характеристики схеми в граничних і аварійних режимах, фізична реалізація яких небезпечна для макета. Крім того, моделювання дозволяє виконати, наприклад, розрахунок серійної придатності й аналіз різних статистичних характеристик схеми без її запуску в серію, аналіз впливу на схему зовнішніх умов без реальних кліматичних і інших випробувань, аналіз нереалізованих на макеті залежностей вихідних параметрів схеми від внутрішніх, наприклад, залежностей вихідних параметрів схеми від внутрішніх параметрів транзистора.

У задачах оптимізації можливості макета обмежені невеликим числом елементів, які регулюються, тоді як у моделі можна варіювати будь-які параметри, домагаючись максимального поліпшення вихідних параметрів.

У задачах синтезу моделювання виконує перевірку правильності функціонування синтезованих схем шляхом розрахунку їхніх математичних моделей. Очевидно, це можна зробити набагато швидше, ніж виконати макетування кожної синтезованої схеми.

Разом з тим варто відзначити, що не можна цілком замінити макетування моделюванням. Перераховані переваги моделювання мають місце лише в тому випадку, якщо проектувальник має у своєму розпорядженні добре відпрацьований комплекс програм, що містять перевірені, досить точні моделі елементів електронного об'єкта, що гарантують достовірність результатів проектування. Якщо ж необхідно спроектувати нову оригінальну схему, то макетування цієї схеми може виявитися більш прийнятним із-за неточності моделей, які використовуються в програмі.

Крім того, навіть проектуючи схему шляхом її моделювання, розроблювачі схем часто перевіряють остаточні результати проектування на дослідному макеті, однак, зрозуміло, такий спосіб проектування не можна назвати макетуванням, хоча зрештою і приходиться мати справу з макетом.