ГОУ ВПО

Воронежский государственный технический университет

Кафедра ТАСЭМ

Методические указания по курсовому проектированию

по учебной дисциплине «Электронные устройства в оборудовании электронной

промышленности» для специальности 210107 «Электронное машиностроение»

направления 210100 «Электроника и микроэлектроника»

Разработал: д.т.н., профессор Акулинин С.А.

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры ТАСЭМ

Протокол № от 14.12.09

Зав.кафедрой, д.т.н., проф.___________ Чопоров О.Н.

Воронеж 2009

1. Цель и задачи дисциплины.

1.1 Целью преподавания учебной дисциплины для студентов специальности 210107 "Электронное машиностроение" является изложение принципов работы и методов расчета электронных устройств, применяемых в системах управления оборудованием ЭП.

1.2 Знание электронных устройств необходимы специалистам в области электронного машиностроения для проектирования систем управления автоматизированным технологическим оборудованием, контрольно-измерительными установками и другим оборудованием, применяемым в производстве изделий электроники и микроэлектроники и их грамотной эксплуатации.

1.3 При изучении дисциплины студенты должны обладать знаниями по следующим дисциплинам: общая физика, высшая математика, электротехника, твердотельная электроника, микроэлектроника, основы теории автоматического управления.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

1. В результате изучения курса специалист должны знать:

• принципы действия основных аналоговых устройств, методы расчета и возможные области применения;

• принципы действия основных цифровых устройств, методы проектирования и возможные области применения;

• современную и перспективную элементную базу систем управления, обеспечивающую возможность модульного проектирования.

Специалист должны уметь:

• выбирать необходимый тип устройств в соответствии с ТЗ на изделие;

• проводить расчет электронных схем применяемых в системах управления оборудованием.

:

В результате обучения студенты должны обладать следующими навыками:

• использования стандартных программ и пакетов программ электрического моделирования электронных устройств;

• использования современных контрольно-измерительных приборов, в том числе на базе ЭВМ для измерения параметров электронных устройств;

• использования справочной литературы и Internet на этапах выбора элементной базы и проектирования электронных устройств.

3. В соответствии с рабочей программой по учебной дисциплине “Электронные устройства в оборудовании ЭП” в 9 семестре студенты выполняют курсовой проект.

Целью курсового проекта является получение практических навыков в разработке электронных устройств, применяемых в системах контроля и управления оборудованием ЭП. Каждый студент получает задание на курсовой проект, которое включает следующие разделы:

1. Введение

2.Теоретическая часть.

3. Расчетно-проектировочная часть.

3. Графическая часть.

4. Приложения.

Во введении кратко анализируется роль электронной отрасли в структуре промышленного производства промышленно-развитых стран и России.

В теоретической части кратко излагается технология процесса, реализуемая на данной технологической установке, анализируется современный уровень данного типа оборудования в стране и мире, формулируются требования к оборудованию и системам управления.

В расчетно-конструкторской части разрабатывается или анализируется структурная и функциональная схема системы управления. Далее в соответствии с заданием выбирается один из блоков, входящих в систему управления и подробно рассматривается его реализации, в том числе:

• разрабатывается принципиальная схема устройства;

• рассчитывается параметры устройства;

• разрабатывается конструкторско-технологическая документация;

В числе таких блоков могут быть:

измерительный усилитель;

блок питания;

силовой модуль;

устройство ввода вывода информации;

управляющее устройство на базе микропроцессора.

4. Примерные темы курсовых проектов по учебной дисциплине эу в оэп.

Тема № 1: Проектирование измерительного усилителя для системы контроля температуры в технологическом оборудовании микроэлектроники

Содержание.

Введение. Основные тенденции в развитии элементной базы промышленной электроники.

1. Теоретические вопросы

Датчики температуры.

2. Расчетная часть.

В соответствии с выбранным вариантом спроектировать усилитель, удовлетворяющий заданным техническим условиям.

Использовать современную элементную базу (отечественную или импортную).

Данные для проектирования в таблице

3. Конструкторская часть.

Разработать печатную плату с использованием средств САПР (Pcad, Orcad) , на которой разместить компоненты спроектированного усилителя, и осуществить необходимые межсоединения (трассировку).

Варианты	1	2	3	4	5
Диапазон контролируемых температур, С	20-100	300 -500	600 -800	800 -1000	1000 - 1200
Коэффициент усиления	100	150	200	250	300
Дрейф нуля, отнесенный к входу, мв/град.	< 0.2	< 0.3	<0.4	<0.5	<0.6
Напряжение питания,в.	5	7	9	12	3
Диапазон рабочих температур	- 60,+120 С	-40, +90 С	-40, +60,С	- 20. + 60,С	-20, +60,С

Тема № 2. Проектирование блока питания для схемы измерительного усилителя

Введение. Основные тенденции в развитии элементной базы промышленной электроники.

1. Теоретические вопросы.

Принцип построения стабилизаторов постоянного напряжения.

Операционные усилители в структуре СТН.

4. Расчетная часть.

В соответствии с выбранным вариантом спроектировать блок питания, удовлетворяющий заданным техническим условиям.

Использовать современную элементную базу (отечественную или импортную).

Данные для проектирования в таблице.

5. Конструкторская часть.

Разработать печатную плату с использованием средств САПР (Pcad, Orcad) , на которой разместить компоненты спроектированного усилителя, и осуществить необходимые межсоединения (трассировку).

Таблица 2

Варианты	1	2	3	4	5
Входное переменное напряжение, в	220	220	220	220	220
Нестабильность входного напр.,в	+ – 10 %
Максимальный ток нагрузки, А	100	200	300	400	500
Диапазон выходных напряжений, в	10–20	20-30	30-40	40-50	50-60
Коэффициент стабилизации	100	120	140	150	200
Дрейф, выходного напряжения, мв/град.	100	100	100	100	100
Диапазон рабочих температур, С	20-60	20-60	20-60	20-60	20-60

Дополнительные требования: В блоке питания должна обеспечиваться защита от короткого замыкания.

Тема № 3

Проектирование бесконтактного измерителя температуры детали, обрабатываемой на шлифовальном станке.

Введение. Основные тенденции в развитии элементной базы промышленной электроники.

1.Теоретические вопросы.

Бесконтактные методы измерения температуры.

Промышленные датчики бесконтактного измерения температуры.

2.Расчетно-конструкторская часть.

2.1 В соответствии с выбранным вариантом спроектировать (или обосновать возможность применения серийно выпускаемого прибора) прибор , удовлетворяющий заданным техническим условиям.

Использовать современную элементную базу (отечественную или импортную).

Данные для проектирования:

Диапазон измеряемых температур 50-300 С

Аналоговый и цифровой выходы.

2.2 Конструкторская часть.

Разработать печатную плату с использованием средств САПР (Pcad, Orcad) , на которой разместить компоненты спроектированного усилителя, и осуществить необходимые межсоединения (трассировку).

Тема № 4

Проектирование лабораторного стенда для изучения работы счетчиков

Введение. Основные тенденции в развитии элементной базы промышленной электроники.

1. Теоретические вопросы.

Генераторы импульсов. Типы генераторов.

Счетчики. Принцип действия и параметры счетчиков

Семисегментные индикаторы состояний счетчиков. Схемы управления индикаторами.

2. Конструкторская часть.

Разработать печатную плату с использованием средств САПР (Pcad, Orcad) , на которой разместить компоненты спроектированного стенда, и осуществить необходимые межсоединения (трассировку).

Тема №5

Проектирование лабораторного стенда для изучения магнитных свойств ферромагнетиков.

Введение