5 Анализ требований технического задания курсового проекта

Одна из основных особенностей современных методов проектирования ЭС, позволяющая избежать односторонних ошибочных представлений и решений, заключается в системном подходе, который является средством анализа и синтеза при одновременном использовании большого числа элементов и факторов, а также взаимосвязей, образующих данную систему. Системный подход позволяет рассматривать ЭС как единое целое при анализе и проектировании ее частей. При этом необходимо иметь способ объединения частей в единое целое.

Проектирование ЭС на основе системного подхода основывается на анализе схемы электрической принципиальной и технических требований, выданных по заданию на курсовой проект. Оно сопровождается оценкой элементной базы, компоновкой, разработкой сборочных и детальных чертежей, выбором электрических соединений, соеди­нителей, материалов и покрытий в предлагаемой конструкции. При этом особое внимание обращается на обеспечение требований комплексной миниатюризации, надежности, стандартизации и технологичности.

Частное техническое задание (ЧТЗ) на проектируемое устройство формируется на основании технического задания (ТЗ) (индивидуального задания на кур­совое проектирование). В ЧТЗ, как правило, ого­варивают условия эксплуатации, серийность выпуска, требования к конструкции устройства и способы его крепления, габаритно-установочные размеры, вид электрической коммутации функциональных узлов между собой и с выносными ЭРЭ а также с другими устройствами и т.п. Совме­стно со схемой электрической принципиальной, перечнем элементов и кар­той элек­трических режимов ЧТЗ является основополагающим документом для разра­ботки конструкции устройства.

Анализ ЧТЗ проводится в целях выявления схемотехнических, конструктив­ных, эксплуатационных и технологических требований и ограничений на проектируемое устройство. При от­сутствии в ЧТЗ необходимых требований их необходимо непременно определить дополнительно, так как в противном случае качество конструкторской разработки изделия гарантировано быть не может.

5.1 Схемотехнические требования и ограничения

После изучения описания ЭС, приведенного в индивидуальном задании на курсовое проектирование, уяснения его принципа работа и назначения, следует приступать к анализу его электрической принципиальной схемы. Цель такого анализа - выделение на схеме функционально-законченных узлов, которые следует выполнить печатным монтажом, и определение схемотехнических требований и ограничений.

Схемотехнические требования обычно вырабатываются на основе анализа элек­трических схем и электрических режимов работы ЭРЭ, выполненных с помощью схемотехнических САПР [15, 16]. Такой анализ позво­ляет обнаружить компоненты, функциональные узлы (ФУ) и электрические цепи, определяющие особенности компоновки конструкции изделия в целом.

Необходимо установить:

- на каких элементах схемы выделяется значительная мощность. Обычно та­кие элементы требуют дополнительного теплоотвода с помощью радиа­торов и конструктивно выполняются вне печатных узлов [12, 13];

- теплочувствительные ЭРЭ, для того чтобы разместить их подальше от ЭРЭ, являющихся источ­никами значительного тепловыделения;

- массивные и крупногабаритные ЭРЭ (силовые трансформаторы, дрос­сели, предохранители, транзисторы, лампы большой мощности и т.п.). Для таких ЭРЭ, в зависимости от условий эксплуатации, могут потребоваться дополнительные крепления или фиксация, чтобы существенно не снизить надежность проектируемого устройства. Если масса ЭРЭ более 70 г или габариты такого элемента слишком ве­лики, размещать его на печатной плате ФУ нецелесообразно (во всяком случае, без специального обоснования и учета последствий);

- какие электрорадиоэлементы относятся к органам управления ЭС и органам контроля над его работой. Как правило, подобные элементы также не размещают на печатной плате устройства, а выносят на лицевую или заднюю панель корпуса ЭС. Туда же обычно выносят элементы включения (выключения) питания, входные и выходные гнезда, элементы индикации, регистрирующие приборы и другие элементы, которые нецелесообразно размещать на печатной плате;

- подгоняемые ЭРЭ и ЭРЭ с небольшой надежностью (для принятия необхо­димых мер по многократной перепайке при настройке, регулировке и эксплуатации или быстрой замены их с помощью разъёмов, колодок, зажимов и т.п.);

- способ соединения ФУ с оставшейся частью схемы РЭС. Будет ли это соединение выполняться с помощью разъёмов или без них, например, с помощью жгута, припаиваемого к монтажным стойкам или клеммам печатной платы;

- функциональное назначение различных электрических цепей схемы. В част­ности, следует выделить потенциальные (питания и земли), сиг­нальные (ма­ломощные) и управляющие цепи, а также цепи с большой величиной сигнала, кото­рые необходимо экранировать.

Разделение электрических цепей на группы в особенности важно для обеспе­чения электромагнитной совместимости высокочастотных РЭС, при проекти­ровании многослойных ПП, а также аппаратуры с малым уровнем входных токов. Вместе с тем силовые цепи должны обеспечивать прохождение значительных токов, для чего потребуются проводники с большим поперечным сечением. При наличии высокого напряжения в схеме устройства возникает вероятность возможного пробоя в конструкции, что вынуждает учитывать этот фактор при проектировании.

Кроме того, для правильного выбора ЭРЭ следует знать значения и вид (по­стоянный, переменный, пульсирующий или импульсный) токов в цепях и напряжений на ЭРЭ (это особенно важно для цепей с электролитическими конденсаторами). При необходимости могут быть указаны требования по расположению цепей и компонен­тов с точки зрения электромагнитной совместимости и введению в конструкцию контрольных гнезд.

В результате выполненного системного анализа ЧТЗ должны быть найдены основополагаю­щие конструктивно-технологические решения и сформирована электрическая принципиальная схема устройства, позволяющая целенаправленно приступить к его проектированию. Окончательно выбранная и обоснованная схема изделия согласовывается с преподавателем.