Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,839

ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ БАЗОВЫХ РАЗДЕЛОВ ЭЛЕКТРОНИКИ

Никонова Г.В.
1. Никонова Г.В. Моделирование электронных узлов в MultiSIM: учебное пособие Мин. обр. и науки РФ, ГОУ ВПО «Омский гос. техн. ун-т». – Омск, 2010. – 84 с.
2. Никонов А.В. Моделирование в электротехнике и электронике: учебное пособие Мин. образования РФ, «Омский гос. техн. ун-т». – Омск, 2003. – 68 с.

В среде разработчиков и исследователей в различных направлениях науки и техники широко применяются средства моделирования, способные отражать и логику с ошибками и представлять аналоговые и цифровые устройства, а также участвовать в безошибочном проектировании крупных и сложных систем. Широко внедряются эффективные методы автоматизированного моделирования. Разработчик получает в своё распоряжение большое количество моделей, отражающих различные компоненты, что ведёт к изменению стиля проектирования. Сектор средств моделирования – наиважнейший сектор рынка САПР: чем раньше модели устройств появятся у разработчиков, тем раньше начнётся активное внедрение новых компонентов в реальные изделия.

Для студентов, специализирующихся в области разработки аппаратных электронных средств, в русле самообучения и аудиторных занятий, важен механизм моделирования как средство изучения базовых тем дисциплин электроники и схемотехники [1].

В первую очередь, разработчику или студенту необходимо понять, что модель объекта является одной из важнейших субстанций проектирования, требует ясного понимания механизма отображения объекта в модели.

Вторая сторона – это использование математического моделирования, когда устанавливается соответствие реальному объекту некоторого математического объекта (математической модели). Но разработчик или студент должны понимать конкретную степень приближения математической модели, описывающей реальный объект.

Третья направленность – это помощь обучающемуся или проектировщику в понимании физических процессов работы функциональных узлов. Описание работы узла сопровождается, проверяется и по ходу моделирования, позволяющего увидеть численные значения параметров в схеме, выявить влияние отдельного компонента на работу всего узла, а также провести параметрическую оптимизацию объекта (модели) относительно требования задания. То есть, фактически проводится исследование модели с помощью аналитических или вычислительных методов.

При моделировании процесс функционирования электрической схемы представляется в виде определённого алгоритма, который реализуется на ЭВМ. По полученным результатам делаются выводы относительно исходного процесса.

Критерием адекватности между моделью и объектом выступает практика. Этот критерий зачастую не формализован и в конкретном случае требует отдельного исследования. Но такой подход к построению моделей сложных объектов имеет ряд существенных недостатков. Отражение целевой, но разнообразной информации о технологии изготовления объекта, физических процессах, например, в электрических схемах и электронных компонентах проявит необходимые ограничения, компромиссы, выявленные новые закономерности, связи искомых и базовых переменных модели.

На всех этапах моделирования должна действовать цепочка связей: расчёт – экспериментальное подтверждение – новый расчёт. Специалист в области моделирования должен понимать методологию сквозного многоуровневого моделирования объекта, знать возможности пакетов программ моделирования и их математического обеспечения, уметь решать вопросы оптимизации.

Любая электрическая цепь и электронный компонент, в зависимости от условий работы, должны рассматриваться как сложные системы. При моделировании электронных схем приходится решать сложные задачи обеспечения большого числа свойств объекта [2]. Выбор показателей и оптимизацию важных свойств объекта следует проводить совместно с изучением методов и моделей теории систем.

В основе приближённого моделирования лежит подобие, при котором некоторые стороны функционирования объекта не моделируются совсем. В зависимости от характера изучаемых процессов, в первую очередь, используются: детерминированное моделирование – отображает процессы, в которых отсутствуют случайные воздействия.

Общий принцип, положенный в основу схемотехнического моделирования, отражает требования к обучающимся: необходимо понимать физические процессы в объекте исследования; знать, какие элементы схемы или компонента и каким образом определяют характеристики объекта, уметь их предопределить не прибегая к глубокому проектированию.


Библиографическая ссылка

Никонова Г.В. ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ БАЗОВЫХ РАЗДЕЛОВ ЭЛЕКТРОНИКИ // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – № 1-2. – С. 148-149;
URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=4577 (дата обращения: 17.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074