電子電路系統設計中系統工程技術的實際應用探討

南衛兵

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系統設計過程中的關鍵點是分析備用系統組件之間的關系，這些組件在設計和學科中起著非常重要的作用。本文基于系統設計技術的概念和指標，對系統設計和電路優化進行了分析，從而有效地發揮了系統技術對電子系統設計的影響，促進系統技術迅速發展。

1 系統工程的概念

系統（Systems）是由可以執行某些功能并彼此有機關聯的各種元素（Elements）組成的實體，而系統設計是組織系統的設計，規劃，研究，實驗，生產和制造管理。并且所使用的科學方法是對所有通用系統都具有共同含義的科學方法。現代概念假設，在整個科學技術系統中，系統設計是一種技術，而不是純粹的理論。作為一個跨學科的研究內容，系統工程技術主要旨在解決各種通用系統中的優化問題。

2 電子電路系統都具有如下特點

組件集：具有自己特殊功能的任何電子系統都由幾個電子組件組成。單個設備無法執行任何功能，因此不能稱為系統，也不是系統工程研究的主題。

組件相關性：組成電子系統的各種設備相互連接，并通過電磁物理定律相互交互以執行功能。相關性表明這些設備之間存在特殊的關系。

電路系統的層級性質：整個電子電路系統必須根據一定的層級結構形成一系列子系統，以用于各種設備的連接和交互。在每個級別以及它們之間，動態地存在著不同的信息數據和與構成電子系統運動特性的材料有關的數據，并且使用系統技術的方法，我們研究了電子系統不同級別的相互控制。以及調節功能的必要條件。

電路系統的完整性：電路中每個設備的獨立操作以及設備之間的關系根據電磁定律在整個系統中進行協調。不遺余力地探索任何設備。沒有完整性，設備本身將失去其在系統中的意義。而且，僅檢查器件不能得出關于電路整體性能的正確結論。

3 統工程技術在電子電路系統設計中的應用

3.1 電子電路系統設計總體方案的確定

總體規劃是指根據電子電路系統的設計和工程要求將任務分配給多個框圖的過程，并繪制出可反映每個框圖功能的通用框圖。例如，多相放大器電路經常出現在模擬電路中。多相放大器電路通常由輸入級，中間級和輸出級組成。設計應考慮放大器的輸入和輸出阻抗，增益，噪聲系數和帶寬，以及與電路結構設計直接相關的其他因素。在輸入級別，請考慮輸入阻抗和信號源的內部阻抗是否合適。有必要考慮收入水平的噪音水平。噪聲會極大地影響整個電路，因此噪聲系數應盡可能低。中間級的功能是影響電壓放大效果。當對放大的需求很高時，很難獲得可以分幾級制作的第一級放大器。輸出級的任務是向負載提供足夠的電流，因此輸出級必須具有一定的負載容量和動態范圍。在開發可以改善放大器性能的整體設計時，還必須考慮電路中使用的負反饋類型。以上各節中的復雜優化平衡是系統工程原理的示例。此外，可以以多種不同的方式制定總體計劃，并滿足許多設計要求，因此您需要根據實際情況進行選擇，檢查多個數據，進行全面比較并選擇功能全面，簡單，經濟和技術先進的設計計劃。

3.2 整體方案的論證和優化選取方案選取

這對整個系統設計過程具有非常重要的影響。通常，需要根據您了解和控制的信息以及系統和最終設計提供的目標，要求和條件來計劃和實施類似的功能。此外，結構圖不僅應提供系統每個組件的操作和性能的全面解答，而且還應清楚地描述系統各個組件之間的關系。詳細信息如下：①根據系統的特定需求，該圖可分為幾個功能塊，以大致獲得相應的系統框圖。此外，每個框圖還可以覆蓋多個單元圖，然后為每個單元圖分配一個通用索引，最后依靠該單元圖的相應任務來完成完整的電路結構。系統圖和系統框圖具有通用功能。設計系統的詳細研究和比較對于使系統智能，可靠和經濟是必要的。根據最高的技術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

開發組成電路的每個模塊的EDA之后，您可以使用軟件仿真來分析整個電路。由于電子系統是宏觀意義上的連續系統，因此連續系統的數學模型通常由微分方程組成。當系統中存在非線性元素時，無法獲得微分方程的特定值。在這種情況下，系統設計中使用的離散類似方法只能用于排放連續系統。登錄Multisim電子模擬器以將一般電路圖輸入計算機，并創建系統的動態模型，并保留系統的輸入和響應值。通過數值計算系統動力學模型來分析系統的可靠性和穩定性，這為電子系統性能的最終評估提供了基礎。

3.4 器件模塊的選擇

電子電路中的各種故障通常表現為組件故障和損壞。原因通常不在于組件本身的故障，而在于組件的錯誤選擇。因此，在設計整個系統和計算參數時必須考慮選擇合適的組件。主要從以下兩個角度考慮組件的選擇：①選擇組件時，有必要從一般設計和特定電路問題入手，并考慮每個組件應具有的功能，從而更好地發揮電子信息技術的優勢。必須根據電路的工作條件和指標要求確定單元電路的大小，以確保準確設置組件并提供足夠的回旋余地以在設定點以下運行。②在電路設計指標達到標準的前提下，應盡可能減少元器件的種類和規格，提高元器件的再利用率。最后，使用模型分析來微調組成電子系統的每個組件的性能，使其更接近理想狀態[2]。

4 結語

系統工程過程用于電子電路的系統工程中，以基于系統工程的概念創建各種系統和戰略概念，并將系統工程方法應用于此類系統和策略的辯證實現。但是，這種類型的優化通常不會為電子設計過程提供類似的創新解決方案，而只是在預定的受限環境中對解決方案進行優化。此外，優化過程需要不斷收集和評估可以添加的所有數據，以獲得更合適的設計策略和解決方案[3]。