Использование передаточной функции в низкоэнтропийной форме при проектировании электронных схем

Цель исследования. Одним из начальных этапов разработки электронных устройств является проектирование их электронных схем. Электронные схемы включают в себя условные обозначения всех элементов разрабатываемого устройства и связей между ними. Использование существующих методов для анализа схем на этапе проектирования позволяет проанализировать принцип работы схемы, внести изменения при необходимости и облегчить разработку устройств, поскольку ошибки, допущенные на этом этапе, гораздо легче и дешевле исправить, чем на этапе сборки. Поэтому целью исследования является упрощение оценки влияния отдельных электронных компонентов на всё проектируемое устройство. В статье рассматриваются особенности применения передаточной функции, записанной в форме с низкой энтропией, при проектировании электрических принципиальных цепей, необходимость поиска нулей и полюсов передаточной функции и взаимосвязь отдельного компонента схемы со всей схемой.

Методы. В работе рассматривается применение метода построения передаточной функции, содержащей основную информацию о приложенных к цепи воздействиях и позволяющей наглядно отобразить влияние отдельных электронных компонентов схемы на её характеристики. Данный метод включает математическое описание электрической цепи, из которого определяется передаточная функция схемы разрабатываемого устройства, приводимая к каноническому виду.

Результаты. Рассмотрены различные применения метода построения передаточной функции при проектировании электронных устройств, а также особенности применения данных методов.

Заключение. Передаточная функция, записанная в рациональном виде с вещественными коэффициентами, имеет громоздкий вид записи и приводит к усложнению вычисления нулей и полюсов, в то время как при канонической записи передаточной функции, называемой также низкоэнтропийной, получаем более простую и наглядную форму записи.

1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. М.: БИНОМ, 2020. 704 с.

2. Лисицин А. Л. Системный подход как общенаучный метод // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2016. Т. 1, № 18. С. 72-77.

3. Корнев Г. Н., Яковлев В. Б. Системный анализ. М.: Риор, 2016. 308 с.

4. Алябьева В. В. Передаточная функция для проектирования электрических принципиальных цепей // Информационные системы и технологии: сборник материалов VIII Всероссийской очной научно-технической конференции / Юго-Западный государственный университет. Курск, 2020. С. 11-12.

5. Алябьев С. А. Передаточная функция в дискретных нелинейных стационарных системах // Информационные системы и технологии: сборник материалов VIII Всероссийской очной научно-технической конференции / Юго-Западный государственный университет. Курск, 2020. С. 10-11.

6. Ефимов С. В., Пушкарев М. И., Афонюшкин А. В. Получение взаимообратной зависимости передаточной функции переходной характеристики на основе простейших обратных преобразований Лапласа // Перспективы науки. 2018. № 11 (110). С. 40-45.

7. Ефимов С. В., Суходеев М. С., Курганкин В. В. Проектирование передаточных функций на основе заданных прямых показателей качества переходных процессов // Перспективы науки. 2015. № 5(68). С. 56-61.

8. Михалевич С. С., Байдали С. А., Чурсин Ю. А. Расчет сложной передаточной функции обобщенного объекта // Промышленные АСУ и контроллеры. 2013. № 9. С. 46-51.

9. Дегтярев С. В., Лысенко Я. А. Математическая модель расчета расписания диагностирования при параллельном контроле показаний панелей приборов // Перспективы развития научных исследований в XXI веке: сборник материалов XIII Международной научно-практической конференции. Махачкала: Апробация, 2017. С. 23-25.

10. Марухленко С. Л., Дегтярев С. В. Системный анализ в решении задач анализа риска негативного воздействия техногенных аварий // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2012. Т. 2, № 2. С. 33-37.

11. Борсук А. И., Томилова В. А. Передаточные функции четырехполюсников и их использование при исследовании электрических цепей // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием / Иркутский национальный исследовательский технический университет. Иркутск, 2019. С. 44-49.

12. Дежина Е. В., Рясный Ю. В., Черных Ю. С. Разработка и анализ метода идентификации передаточной функции дискретной цепи // Современные проблемы телекоммуникаций: материалы Российской научно-технической конференции / Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики. Новосибирск, 2019. С. 128-133.

13. Гаспарян О. Н., Оганян О. Г. Исследование многомерных дискретных систем регулирования методом характеристических передаточных функций // Приоритетные научные направления: от теории к практике. 2016. № 22. С. 132-141.

14. Пустоветов М. Ю. Передаточная функция трансформатора // Страна живет, пока работают заводы: сборник научных трудов Международной научно-технической конференции (9-10 декабря 2015 года). Курск: ИП Пучков Игорь Иванович, 2015. С.296-300.

15. Смирнов А. В. О влиянии нулей передаточной функции на оптимизированные характеристики электрических фильтров // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 7-1. С. 81-86.

16. Белокобыльский С. В., Елисеев С. В., Кашуба В. Б. Импедансные подходы как одна из форм оценки динамических свойств механических колебательных систем в структурном математическом моделировании // Системы. Методы. Технологии. 2015. № 4(28). С. 7-15.

17. Абдуллин А. А., Дроздов В. Н., Маматов А. Г. Влияние нулей передаточной функции объекта на свойства регулятора // ТРУДЫ СПИИРАН. 2017. № 4(53). С. 7396.

18. Новосельцев В. И., Тарасов Б. В. Теоретические основы системного анализа. М.: Осипенко А. И., 2013. 536 с.