34. Принципы конструирования печатных плат: моносхемный, схемно-узловой, каскадно-узловой, функционально-узловой.

При моносхемном принципе конструирования полная электрическая принципиальная схема изделия располагаться на 1 ПП. Этот способ – наипростейший. При таком принципе компоненты схемы обычно располагаются на плате последовательно, начиная от входа. Обычно платы берут прямоугольной формы, на которых входные и выходные цепи разнесены по противоположным сторонам платы. Преимущества: простота, отсутствие переходных и межплатных соединений, что улучшает электрические параметры схемы, удешевляет изделие, уменьшает общий вес и габариты. Недостатки: отказ отдельных элементов приводит к замене всей платы, низкая устойчивость к механическим воздействиям. Моносхемный принцип конструирования часто используется в РЭА и СВТ.

При схемно-узловом принципе конструирования на одной ПП располагается часть полной печатной схемы, имеющая четко выраженные входные и выходные характеристики. Достоинства: относительная простота конструирования и изготовления изделий, более легкий ремонт, более легкое решение задач теплоотвода. К недостаткам данного принципа является наличие межплатных соединений. Этот принцип используется при проектировании изделий широкого применения, где экономические требования не являются основными, а условия ремонта не отличаются жесткостью.

При каскадно-узловом принципе конструирования ПП полная принципиальная схема разделяется на каскады узкоспециального назначения. Каждый каскад располагается на отдельной ПП, что упрощает производство, но резко увеличивает число вспомогательных компонентов, увеличивается число крепежных деталей, объем и вес изделия, электрические параметры ухудшаются из-за возрастания паразитных емкостей и переходных сопротивлений. В настоящее время этот принцип вытесняется многослойными и гибкими ПП.

При функционально-узловом принципе конструирования полная электрическая схема изделия делится на такие узлы, каждый из которых выполняет минимальное число функций, не имеющих самостоятельного значения в изделии. Узлы располагаются на отдельных ПП, что позволяет набирать из отдельных плат схемы любого назначения. Этот принцип подразумевает большое количество межплатных соединений, однако метод универсален и устройства, выполненные по нему, имеет высокую стойкость к механическим и климатическим перегрузкам, высокую ремонтопригодность. Отвод теплоты от таких изделий также значительно легче. Ввиду всех вышеперечисленных преимуществ данный принцип конструирования широко распространен.

35. Системы автоматизированного проектирования (сапр). Структура сапр. Виды обеспечения (подсистемы) сапр.

САПР содержит ряд подсистем. В том числе определяющих аппаратные средства системы, ее ПО, базы данных для данной отрасли и ряд других.

Цель внедрения САПР – выполнение проектных задач с помощью компьютерного проектирования, создавать различные виды схем, в том числе УГО электронных схем, составлять схемы электрические структурные, функциональные, принципиальные, разрабатывать печатные платы электронных устройств (компоновку, трассировку), выполнять проектирование конструктивных элементов СВТ. САПР – сложная техническая система для организации, которой необходимы вычислительная техника, оргтехника, средства передачи данных, измерительные устройства и др.

САПР часто называют «человеко-машинной» системой, т.к. в ней используют опыт инженеров, техников, ученых, конструкторов. САПР – совокупность аппаратных и программных средств, образующих неразделимый программно аппаратный комплекс. Также САПР называют системой преобразования информации, заданной аналитически в цифровой форме, например в графическую. При проектировании САПР используют комплексный системный подход для получения большого объема конструкторской и технологической документации. Примером преимущества автоматизированного проектирования является возможность заменить дорогостоящего и требующего много времени физического моделирования, математическим. При использовании САПР имеется большое количество вариантов проектирования.

САПР представляет собой определенную структуру, состоящую из подсистем. Структурное единство отдельных подсистем обеспечивается строгой регламентацией связей между ними.

В САПР входят следующие виды обеспечения:

технической

программное

методическое

лингвистическое

математическое

информационное

организационное обеспечение

Комплекс средств автоматизации проектирования включает

техническое ( аппаратное) -устройства вычислительной и организационной техники, различные средства передачи данных, блоки сопряжения, измерительные устройства и их различные сочетания. Технические средства называют КТС.

ПО САПР - программы на различных носителях, пакеты прикладных программ (ППП), документы с текстами программ, эксплуатационные документы.

математическое обеспечение - алгоритмы, математические модели, математические методы для реализации проектов.

методическое обеспечение - документы, в которых отражены состав, правила подбора, и эксплуатации СВТ и средства АПР.

лингвистическое обеспечение - терминология, языки программирования, языки этапов проектирования.

информационное обеспечение - отраслевая справочная информация, стандарты ГОСТ, прочие данные справочного характера.

организационное обеспечение - положения и инструкции, приказы, штатное расписание, другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений и их взаимодействия с комплексом средств АПР.

В итоге САПР – организационно техническая система, являющаяся подразделением проектной организации и комплексом подсистем. САПР определяют как CAD/CAM/CAE систему.

CAD (ComputerAidedDesign) – Система автоматизированного проектирования.

CAM (ComputerAidedManuFactoring) –система для технологической подготовки производства.

CAE (ComputerAidedEngineering) – Система выполняющая инженерные расчеты и анализ проектных решений.