Áramkör

Az áramkörtervezés  olyan tudományos és műszaki irányzat, amely különféle célú elektronikus áramkörök és eszközök tervezésével, létrehozásával és hibakeresésével (szintézisével és elemzésével) foglalkozik [1] .

Általános információk

Az áramkör-tervezés koncepciója az elektronikus eszközök széles körében alkalmazható, a komplex rendszerektől az integrált áramkörön belüli egyedi tranzisztorokig. Ugyanakkor az egyszerű feladatok végrehajtása további segítség nélkül egy személy számára elérhető. Az összetett problémák megoldása szisztematikus megközelítést, számítógépes modellezést és speciális mérnöki csapatok bevonását igényli. Mindenesetre az áramkör a gyakorlatban egy köztes helyet foglal el az ötlet felmerülése és a kész elektronikus áramkör előállítása között. Fő feladata az elektronikus áramkörök meghatározott funkciók teljesítését biztosító struktúráinak kidolgozása, valamint az alkotóelemeik paramétereinek kiszámítása [1] .

Azt is meg kell jegyezni, hogy az illetékes áramkör a gazdasági és műszaki mutatók egyensúlyát jelenti. Mind a tervezéshez szükséges forráshiány, mind a túlzott bőség negatívvá válhat. Fontos a gazdasági hatékonyságuk felmérése a munka minden szakaszában [2] .

Az áramköri munka végeredményének meg kell felelnie az ipari tervezés alapelveinek [2] .

Az áramkörök analógra , digitálisra és analóg- digitálisra oszthatók .

Előkészületi szakasz

Az áramköri munkák elvégzésére vonatkozó döntés meghozatala után fontos a prototípus elkészítése . Lehetővé teszi az elektronikus áramkörök fejlesztési idejének csökkentését a durva tervezési hibák csökkentésével. Ráadásul viszonylag szerény eszközökkel a prototípus a gyakorlatban lehetővé teszi az elektronikus áramkörbe ágyazott ötletek tesztelését. A prototípuskészítés a tervezési jellemzőktől függően mind a teljes fejlesztés egészére, mind annak egyes részeire alkalmazható [3] .

Az áramköri munkák elvégzésének főbb szakaszai

Általános esetben az áramkör-mérnöki munka a következő fő szakaszokból áll [4] :

  1. A megrendelői igényeknek megfelelő elektronikus áramkör kifejlesztésére vonatkozó feladatmeghatározás elkészítése.
  2. A feladatmeghatározás követelményeinek megfelelő áramköri elektronikus áramkör fejlesztése.
  3. Elektronikus áramköri alkatrészek paramétereinek számítása és kiválasztása.
  4. Elektronikus áramkör elrendezésének elkészítése a kialakításának és működésének tesztelésére.
  5. Az elektronikus áramkör véglegesítése a tervezés és a működés tesztelésének eredményei alapján.
  6. Gyártási technológia fejlesztése és a felhasznált alkatrészek és anyagok végső kiválasztása.
  7. Gyártás előtti termék készítése annak tesztelésére.
  8. Az előszériás elektronikus áramkör tesztjei annak ellenőrzésére, hogy megfelelnek-e a vevői követelményeknek.
  9. Átvételi igazolások aláírása és gyártási rajzok jóváhagyása.
  10. Szükség esetén gyártási támogatás az elektronikai áramkör véglegesítésében az új alkatrészek, anyagok és tervezési megoldások megjelenése miatt.

Felhasználási feltételek

Mint minden tervezési munka , az áramköri tervezés is a műszaki specifikációk kidolgozásával kezdődik . Felsorolja azokat a funkciókat, amelyeket a létrehozott elektronikus áramkörnek biztosítania kell, de általában nem jelzi pontosan, hogyan kell ezt biztosítani [5] .

A specifikáció általában az ügyfél elektronikus áramkörrel kapcsolatos követelményeinek részletes leírása, és különféle elektromos paramétereket tartalmazhat, mint például a bemeneti és kimeneti jelek jellemzői, a tápegységek, az energiafogyasztás. Emellett olyan fizikai paraméterek is megtárgyalhatók, mint a méret, súly, nedvességállóság, üzemi hőmérséklet-tartomány, hőleadás, rezgésvédelem, túlterhelés-ellenállás és hasonlók. A létrehozott elektronikus áramkör jövőbeni hatékony működése érdekében a feladatmeghatározásnak tartalmaznia kell az úgynevezett interakciós tervezés feltételeit [6] .

Építkezés

Egy elektronikus áramkör tervezése , összetettségétől függően, több szakaszon megy keresztül. A kivétel csak a legegyszerűbbekre vonatkozik, amelyeket egyszerre hoztak létre. Az első lépés a jelfeldolgozásra vonatkozó feladatmeghatározás követelményeinek az ilyen transzformációk blokkdiagramjává történő fordítása. Ugyanakkor a blokkokat pusztán funkcionálisan egyfajta " fekete dobozoknak " tekintik, anélkül, hogy részleteznék fizikai tartalmukat. Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy egy nagyon összetett feladatot is kisebb töredékekre osszanak fel, és megoldásaikat akár egymás után, akár párhuzamosan hajtsák végre, elosztva azokat a különböző mérnöki csoportok között [7] [8] .

Továbbá az egyes blokkok funkcionális feladatait részletesen megvizsgáljuk, figyelve a jelfeldolgozás jellemzőire. Ez a szakasz gyakorlati kutatást vagy a folyamatok matematikai modellezését igényelheti . Nem kizárt, hogy a munka eredményeként meg kell változtatni a folyamatábrát a feladatok blokkjai közötti újraelosztásával [9] [8] .

Ezután a blokkdiagram alapján kidolgozunk egy princípiumot . Egyedi elemeit kiválasztják, a táblára helyezik, majd „hardverben” összeszerelik, elrendezést kapva. Általában ez a szakasz meglehetősen hosszú, mivel a gyakorlati korlátozások hosszú listáját figyelembe kell venni. Ide tartozik az áramkör alkotóelemeinek kölcsönös befolyása, és az ellátás szempontjából elérhetőségük, illetve a teljes szerkezet karbantarthatósága, a szabványoknak való megfelelés követelménye és hasonlók.

Az utolsó szakasz az elrendezés tesztelése, szükség esetén annak finomítása és egy gyártás előtti elektronikus áramkör létrehozása [10] .

Ellenőrzés és tesztelés

Az előszériás elektronikus áramkör valójában a végleges elrendezés analógja. Azért hozták létre, hogy a sorozat előtti tesztek során ellenőrizze, hogy a kapott eredmények megfelelnek-e a vevő követelményeinek. Néha az áramköri elemek kölcsönhatásának hibakeresése érdekében a teszteket formális ellenőrzés előzi meg . A sorozat előtti tesztek eredményei alapján végleges változtatásokat hajtanak végre a sémán. Ha szükséges, hozzon létre egy új gyártás előtti mintát és végezzen új vizsgálatokat [5] .

Eredmények bemutatása

Az áramköri mérnöki munkák eredményeit elkészült rajzok, valamint szükség esetén gyártási technológiák és használati utasítások formájában készítik el [10] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. 1 2 Áramkör / G. I. Veselov // Nagy Szovjet Enciklopédia  : [30 kötetben]  / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M .  : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.
  2. 1 2 Aleksenko A. G. A mikroáramkörök alapjai - M .: Unimediastyle, 2009. - 448 p., 3000 példány. ISBN 978-5-94774-002-8
  3. Todd Zaki Warfel prototípuskészítés. Gyakorlati útmutató // Kiadó: Mann, Ivanov i Ferber, 2013, 240 oldal, 2000 példány. ISBN 978-5-91657-725-9
  4. GOST 2.103-68. A tervdokumentáció egységes rendszere. . Fejlesztési szakaszok . Protect.gost.ru. Letöltve: 2015. március 22. Az eredetiből archiválva : 2014. október 18..
  5. 1 2 William K. Lam Megfelel a terved a specifikációinak?  (angol) . Bevezetés a hardvertervezés ellenőrzésébe // Weboldal Informit.com, 2005. augusztus 19 .. informit.com. Hozzáférés dátuma: 2015. március 22. Az eredetiből archiválva : 2014. október 29.
  6. Alan Cooper, Robert Reimann, Dave Cronin A 3. arcról: Az interakciótervezés alapjai. - Wiley, 2007. - 610 p. - ISBN 978-0-470-08411-3 . (Angol)
  7. Ross Ashby 6. fejezet A fekete doboz // Bevezetés a kibernetikába. - Külföldi Irodalmi Kiadó, 1959. - S. 127-169. — 432 p.
  8. 1 2 Pospelov D. A. Az áramkörök elemzésének és szintézisének logikai módszerei, 3. kiadás, - M .: Energia, 1974. - 368 p.
  9. Tervezés tesztelhetőséghez és beépített önteszthez  (angolul)  (hivatkozás nem érhető el) . besttest.com. Letöltve: 2015. március 22. Az eredetiből archiválva : 2016. szeptember 1..
  10. 1 2 GOST R 15.201-2000. Termékfejlesztési és -gyártási rendszer. . Termékek ipari és műszaki célokra. A termékek fejlesztésének és gyártásának eljárása . Protect.gost.ru. Letöltve: 2015. március 22. Az eredetiből archiválva : 2015. július 21.

Irodalom