Az áramkörtervezés olyan tudományos és műszaki irányzat, amely különféle célú elektronikus áramkörök és eszközök tervezésével, létrehozásával és hibakeresésével (szintézisével és elemzésével) foglalkozik [1] .
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 .
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] .
Általános esetben az áramkör-mérnöki munka a következő fő szakaszokból áll [4] :
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] .
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] .
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] .
Az áramköri mérnöki munkák eredményeit elkészült rajzok, valamint szükség esetén gyártási technológiák és használati utasítások formájában készítik el [10] .