CC BY
9
М. М. Касьян: ВПЛИВ ПОХИБОК ВИМ1РУ ВИХ1ДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕП НА ТОЧН1СТЬ РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТР1В ЕЛЕМЕНТ1В СХЕМИ
использоваться в качестве обучающей системы при подготовке специалистов-пользователей САПР, а также служить инструментом профессиональной деятельности инженеров-разработчиков радиоэлектронной аппаратуры СВЧ диапазона.
Рисунок 6 - Размещение и подключение кристалла полевого транзистора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Опыт эксплуатации системы моделирования 8АМ18 показал ее надежность и эффективность. Доступность, гибкость и широкие функциональные возможности системы делают ее универсальной. Она может
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
Автоматизированное проектирование устройств СВЧ / Под ред. В. В. Никольского. - М.: Радио и связь, 1982. - 272 с. Карпуков Л. М. Комплекс программ частотного анализа схем СВЧ // Радиоэлектроника. 1984. - Т.27. - №6. - С. 9495. (Изв. высш. учеб. заведений).
Проектирование интегральных устройств СВЧ: Справочник/
Ю.Г. Ефремов, В.В.Конин, Б. А. Солганик и др. - К. Техника, 1990. - 159 с.
Карпуков Л.М., Романенко С.Н. Упрощенный расчет дисперсии в МПЛ // Радиотехника. - 1991. - №5. - С. 97-98. Карпуков Л.М. Построение и анализ декомпозиционных моделей микрополосковых структур // Радиоэлектроника. -1984. - Т. 27. - №9. - С. 32 - 36. (Изв. высш. учеб. заведений). Карпуков Л.М ческого анализа учетом конечных Радюелектрошка, ЗДТУ, 1999. вгисЬа!а Н.
Романенко С.Н.
многослойных
Алгоритм квазистати-полосковых структур с размеров диэлектрических пластин // ¡нформатика, управлшня. -Запор1жжя: №2. - С.8 - 12.
Rutkowski A. Frequency Detector with Power
Combiner Deviders.// IEEE Microwave Guided Wave Lett., vol. 8, May 1998. - P.179-181.
УДК 621.396.6.004
ВПЛИВ ПОХИБОК ВИМ1РУ ВИХ1ДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕП НА ТОЧШСТЬ РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТРА ЕЛЕМЕНТ1В СХЕМИ
М. М. Касьян
Предлагается метод оценки влияния погрешностей измерения выходных характеристик радиоэлектронных устройств на точность идентификации параметров элементов схемы и даны рекомендации по повышению точности расчета.
Пропонуеться метод ощнки впливу похибок вимгру вихгд-них характеристик радюелектронних прилад1в на точтсть iдентифжацп параметр1в елемент1в схеми та приведет рекомендацИ по тдвищенню точностi розрахунку.
The method of an evaluation of influence of errors of measurement of the output characteristics of radio electronic devices on accuracy of identification of parameters of units of the circuit is offered and the recommendations for rise of accuracy of calculation are given.
При д1агностуванш електронних схем необхщно ви-значити значення параметр1в елеменив схеми таким чином, щоб вихщш характеристики проектованого пристрою якомога краще ствпадали з експериментально отриманими в точках вим1р1в. Цю задачу можна виршити методом параметрично! оптим1зацп з викори-станням вщомого критер1ю м1шмуму середньоквад-ратично! помилки [1]
/(q) = I ![ ^вим(q) - YWq)] . (1) j = 1 i = 1
Враховуючи, що вих1дш характеристики можуть бути р1зномаштними залежностями (напруги, струму, коефь щенту передач! i т. i.), то дощльно в критери (1) використовувати не абсолютш значення величин а вщносш:
/(q) = I I j = 1 i = 1
2
1 _
■ Yjiвим ( q )-
(2)
де Yjiр03р(q) - розрахункове значення г-то! вих!дно'!
характеристики в j-тiй точц!, яка залежить вщ вектора параметр!в схеми q;
^вим( q) - вим!ряне значення i-то! вих!дно'! характеристики в j'-тш точц!.
M N
2
M N
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ!
При щентифжаци параметров елемент1в схеми вих1дн1 характеристики вим1рюються реальними приладами, як1 мають похибку вим1рювання. Тому ставиться задача оцшити вплив похибки вим1рювання вих1дних характеристик на точшсть визначення параметров елемент1в схеми 1 дати рекомендаци по тдвищенню точности розрахунку.
МЕТОДИ ВИР! ШЕННЯ ТА РЕЗУЛЬТАТЕ
Враховуючи, що вим1рювальний прилад мае похибку вим1рювання, критерш середньоквадратично! похибки можна записати
М N 2
1 _ У.3г розр ( а )
/(а) = I I
3 = 11 = 1
М N
= I I
3 = 11 = 1
1 --
Угвим( Ч ) + 3
У3 грозр( )
У,
ЗгТвим
(а)(1 + -
3
.(а)
У3 грозр ( а )
У3 г р озр ( а ) | 1 -
|1__3—1
V У3гТвим (а)/
Узг'Твим( а ) + 3 УгТвим( а )V УгТвим ( а )1
= (1 - 3'),
У3гТвим( а )
±е
де 3 =
31
13г у
(а)
3'гТвим значення У3гТвим(а) .
Вираз (3) можна перетворити до вигляду
/(а) = II
3 = 1 г = 1
1 - (1 - 3
у
У3гТвим( а )
Отриманий вираз (4) можна представити в вигляд1
/(а) = /т (а) + А/п (а), (5)
М N 2
1 - У3 г розр ( а )
де /т(а) = II
3 = 1 г = 1
у3гТвим( а )-
А/п (а) =
М N
= I I
1 - у1розр ( а) у Гу + 2 - 2 у1розр ( а) у V Гг.\ч г1 13г V
(а)
У3 гТвим ( а) 3 V 3 У3 гТвим ( а) 3 /_
Перший доданок виразу (5) представляе собою критерш середньоквадратично! похибки при точних вим1рю-ваннях, а другий доданок А/п(а) визначае прирост
критерию середньоквадратично! похибки за рахунок похибок вим1рювань.
Для 1дентиф1каци параметров елемент1в схеми, яку розглядаемо методом оптим1заци, задають мш1мальне чисельне значення критерию середньоквадратично! похибки 5/. В точщ мш1муму
/т (а) = 5/ - А/п (а),
(6)
(3)
де УгТвим (а) - точне вим1ряне значення;
£■■ - абсолютна похибка вим1ряння в 3-тш точщ г-то!' 3г
характеристики.
Так як абсолютна похибка вим1рювання набагато менше вим1ряно!' величини з використанням розкладу в ряд Тейлора
в1дносна похибка вим1рювання
(4)
А/п (а) може мати як додатш так 1 вщ'емш значення.
При цьому можлив1 три випадки:
1) 5/» А/п(а) - вплив похибки вим1рювальних приладив на значення критерию {/(а) незначний;
2) 5/~ А/п(а) - значення критерию оптим1заци пор1в-нянно з впливом похибок вим1рювальних приладив;
3) 5/« А/п(а) - вплив похибок вим1рювальних приладив переважае.
Отже, якщо знаемо похибки вим1рювальних приладив в точках вим1рювання, можна приблизно визначити А/п(а) , вважаючи що в1дношення значень угрозр(а) до
УгТвим( а) дор1внюе одинищ, а пот1м задати значення 5/~ А/п (а ) . Значення 5/» А/п( а) виключае вплив похибки вим1рювальних приладив, але дае менш точну 1дентиф1кащю параметров елемент1в схеми.
В багатокритершнш задача виникае необхщшсть об'ективно!' ощнки важливост1 часткових критерй'в , як1 включен в критерш оптимальность Оцшюють важли-в1сть часткових критерпв за допомогою вагових коеф1щент1в, як1 повинш юльюсно в1дображати важлив1сть в1дпов1дних часткових критерпв. Значн1 усп1хи в останн1й час по лопчному обгрунтуванню класично рацюнального вибору та нов1 результати в галуз1 некласичного вибору дозволяють з загальних позицш подивитись на проблему пор1вняння ц1нностей. Ця проблема в свою чергу под1ляеться на дв1 п1дпроблеми: встановлення вигляду функцЦ цшносп або узагальненого критер1ю 1 визначення вагових коеф1-ц1ент1в - коефщ1ент1в важливост1. Проблема пор1вняння ценностей е центральною проблемою теорЦ векторно! оптим1зацИ в умовах, коли ефективн1сть 1 в1рог1дн1сть результатов оц1нюеться не одшм, а дек1лькома критериями. Акс1оматичне ршення проблеми оценки
2
М N
2
16
1607-3274 иРад1оелектрон1ка, 1нформатика, управлшня" № 2, 2000
М. М. Касьян: ВПЛИВ ПОХИБОК ВИМ1РУ ВИХ1ДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕП НА ТОЧН1СТБ РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТР1В ЕЛЕМЕНТ1В СХЕМИ
важливост1 критерив в багатокритер1йних задачах запропоноване Подиновським. Ним надан1 точн1 визначення р1вност1 1 нер1вност1 критерив за важлив1стю, наведена структуризац1я засоб1в р1шення багатокритер1йних задач. Особливо вид1лен1 1 докладно розглянут1 методи, що використовують 1нформац1ю про в1дносну важлив1сть критерив, наприклад, наведену у вигляд1 коеф1ц1ент1в важливост1 критерив.
Поряд з цим мало публ1кац1й у в1тчизнян1й та заруб1жн1й прес1, де приводяться огляд та пор1вняльне досл1дження про можливост1 вс1х 1снуючих метод1в визначення коеф1ц1ент1в важливост1. Окр1м пор1вняння Екендоре чотирьох метод1в визначення вагових коеф1ц1ент1в (ранжирування, приписування бал1в, попарного 1 посл1довного пор1вняння) 1 пор1вняння Павельевим семи методов (безпосередньо! чисельно! оц1нки, оц1нки в балах, ранжирування, методу Черчмена-Акофа, методу частот переваги, методу Терстоуна, лшшно! згортки критерив) не вдалося встановити досл1дження по з1ставленню б1льш як трьох методов визначення коеф1ц1ент1в важливост1.
Винятком не е 1 робота Саат1, в як1й з1ставляеться метод власних векторов з методом найменших квадратов. В пор1вняльних досл1дженнях Такеди 1 Коггера описуються результати чисельного експерименту з трьома методами (Саат1, Коггера 1 Такеди), а також досл1дження Гершона, в яких метод ЕБЕКТИЕ пор1внюеться з методами "ухилення в1д идеально! точки або точки р1вноваги ("статус-кво") 1 методами "кривих байдужост1" (багатом1рно! функци корисност1).
Зараз е больше двох десятков груп методов визначення коеф1ц1ент1в важливост1, що розр1зняються виглядом вх1дно! 1нформацп про переваги 1 засоби 11 переробки для отримання коеф1ц1ент1в важливост1. Насправд1 т1льки ш1сть груп: 1) узагальнений критерий по Подиновському; 2) функция ц1нност1; 3) ухилення в1д "идеально!" точки або точки р1вноваги; 4) трансформацп частот в1днесення до класу; 5) трансформацп частот переваги; 6) випадкових векторов (рандом1зац11) можна назвати методами визначення коеф1ц1ент1в важливост1 критерив, якими можна користуватися в узагальнених згортках.
Вагов1 коеф1ц1енти, як1 отриман1 цими методами, можна використати в мажоритарних вир1шальних правилах, але нав1ть 1 там вони п1дпадають на справедливу критику за недостатню обгрунтован1сть створюваних операц1й над малодостов1рними вх1дними даними (наприклад бал1в 1 операц1й над ними).
Однак, головний недол1к 1 тих, 1 1нших засоб1в полягае в певн1й "безп1дставност1" в вибор1 вагових коеф1ц1ент1в. Цей недол1к припустимий при вир1шенн1, наприклад, проектних оптим1зац1йних задач, коли найкраще в деякому розум1нн1 р1шення може бути отримане при р1зноман1тних значеннях вар1юваних параметр1в.В якост1 м1ри достов1рност1 використовуемо!
1нформаци можна взяти точн1сть вим1р1в, яку в свою чергу можна розрахувати через в1дом1 похибки вим1р1в реакц1й схеми РЕП на тестов1 д11 по кожному 1з доступних вузл1в.
Розглянутий критер1й середньоквадратично1 помилки (2) е усередненим критер1ем по вс1х точках вим1ру р1зноман1тних вих1дних характеристик, отриманих за допомогою вольтметра, амперметра, вим1рника ампл1туд-но 1 фазочастотних характеристик. Тому для п1двищення точност1 розрахунку параметр1в елемент1в схеми необх1дно ввести в критерш (2) вагов1 коеф1ц1енти точност1 вим1р1в V,:, що враховують точн1сть вим1ру
вих1дно! характеристики ( Ч )
/(Ч) = XIV,
/ _ 11 _ 1
1 _ 1розр ( Ч ) ■ ^/г'вим( Ч )-
(7)
Це придае б1льшо! ваги тим вим1рам похибка яких виявляеться меншою 1 веде до б1льш точного виконання вимог для значень характеристики в ц1й точц1. Вирази для вагових коеф1ц1ент1в точност1 можуть бути р1зноман1тними, наприклад,
^ 1} 1 /вим ,
де /вим - в1дносна похибка вим1ру /-то! характеристики в 1-т1й точц1.
Чим б1льша похибка вим1ру в точц1, тим менше значення мае ваговий коеф1ц1ент точност1. При точних вим1рах вс1 коеф1ц1енти V,, р1вн1 одиниц1.
1нший п1дх1д до формування виразу для вагового коеф1ц1енту точност! вим1ру /-то! характеристики в 1-т1й точц1 може бути наступним: 1
V _ -^Н»- ; , _ 1-М ; ' _ ,
'1 М N ' ' ' '
I I
с
Не важко перев1рити умову нормування
М N
М N
1 1'вим
°
11 1 1 — N
} _ 11 _ 1 } _ 11 _ 1 ^ ^ 1
М N
I I
I I
1 _ 11' _ 1
/вим
, /гвим _ / _ 1 1 _ 1 _ _ 1 .
М N I I
1
Наприклад, якщо вих1дними характеристиками рад1о-електронного пристрою е напруги в двох вузлах схеми 1
М
N
2
похибки i'x BHMipiB piBHi вщповщно 0,005 i 0,01, тод1
V1 =
1 / 0 , 005
1/0, 005 + 1 /0, 01
2 3
v0 =
_ 1 / 0 , 0 1 = 1
300
Таким чином, ваговий коефщент T04H0CTi частинного критерж, що сформувався для першого вузла схеми, вище. I це об'ективно характеризуе бiльш високий ступiнь довipи до першого частинного кpитеpiю.
Очевидно, якщо вс виxiднi характеристики, що беруть участь в формуванш частинних критерпв вимipюються з однаковою точшстю, то i вiдповiднi коефiцieнти будуть piвнi мiж собою, складаючи в сумi одиницю.
Для однозначного в^ображення iнфоpмативноi вихщ-но'' характеристики юльюсть вiдлiкiв на нiй необxiдно брати в вщпов^носи з теоремою вщлжв (Котель-нiкова), причому не обов'язково, щоб вщстань мiж вiдлiками була однакова. На дтьницях, де значення вих^но'' характеристики змiнюються бiльш швидко, вiдстань мiж вiдлiками доцiльно зменшувати, бо цi дiльницi мають бтьшу граничну частоту спектра. Важливо, щоб загальне число вщлжв N = 2fmT + 1
задовольняло теоpемi вiдлiкiв. 3 iншого боку, в^ображення характеристик вiдлiками, що вщстоять
один вiд одного на штервал часу At = 1 / 2fm надто
чутливе до помилок вимipу значень вiдлiкiв. Тому для тдвищення точностi розрахунку необхщно збiльшувати кiлькiсть вiдлiкiв у поpiвняннi з теоремою вiдлiкiв. Кpiм того, такий тдхщ зменшуе вплив випадково'' помилки при вимipу значення характеристики в дискретнш точцi на ос часу або частоти.
висновки
Таким чином, запропонований метод визначення мШмального чисельного значення мiнiмуму середньоквадратично'' помилки при вимipаx з похибкою, введення вагових коефщенив точностi вимipiв в кpитеpiй середньоквадратично'' помилки, рекомендаци по вибору юлькоси дискретних точок на вих^них характеристиках дозволяють тдвищити точнiсть данти-фiкацii паpаметpiв елеменив pадiоелектpонниx пpиладiв шляхом оптимiзацii\
ПЕРЕЛ1 К ПОСИЛАНЬ
1.
Strobach P. Linear prediction theory: a mathematical basis for adaptive systems. Berlin e. a .: Springer -Verlag, 1990
УДК 621.396.962
АНАЛИЗ И СИНТЕЗ АДАПТИВНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К МНОГОЛУЧЕВЫМ РЛС
В. П. Прокофьев, Ю. П. Чиняев
Применительно к гауссовым моделям помех и шумов и детерминированному сигналу на основе разработанного композиционного метода получены алгоритмы пространственно-временной обработки сигналов в многолучевых РЛС.
Стосовно до гаусових моделей перешкод i шум1в та детермгнованому сигналу на основi розробленого компози-щйного методу отриманi алгоритми просторово-часовоЧ об-робки сигналiв у багатопроменевих РЛС.
Conformably to Gauss's interference and noises models and to determined signal algorithms of space-time signals processing in multi-beam radar's have been obtained on base of designed composition method.
Проблема защиты радиоэлектронных средств от различного рода помех как естественного, так и искусственного происхождения имеет исключительно важное значение. В связи с непрерывным развитием средств радиопротиводействия, совершенствованием тактики их применения, ответственности и сложности решаемых радиоэлектронными средствами надгоризонт-
ной радиолокации задач актуальность указанной проблемы постоянно возрастает.
Среди задач, подлежащих решению современными и перспективными средствами радиолокации, к важнейшим следует отнести:
обнаружение и сопровождение в сложной помеховой обстановке большого числа воздушных целей, обладающих широким диапазоном скоростей и эффективностью маневра;
увеличение дальности обнаружения; обеспечение высоких точностных характеристик и скорости обновления информации о целях.
Наиболее полно эти задачи могут быть решены в многоканальных адаптивных радиолокационных системах, которым в настоящее время уделяется большое внимание благодаря их многофункциональности и высоким потенциальным возможностям. Однако, реализация многоканальных адаптивных систем на базе
18
ISSN 1607-3274 "Радюелектрошка, 1нформатика, управлшня" № 2, 2000
