Раздел 1 Общетехническое обоснование разработки ...

1.1 Анализ задания на дипломное проектирование

1.2 Анализ состояния и направлений развития ...

1.3 Разработка технических требований на проектирование ...

1.4 Выбор метода проектирования ...

Вариант 2:

Раздел 1 Обзор направлений и методов проектирования ...

1.1 Анализ технического задания и разработка частного технического задания на проектирование

1.2 Анализ модели ... и физических принципов функционирования

1.3 Анализ методов реализации ...

1.3 Анализ задач и разработка технических требований на проектирование ...

1.4 Выбор направления и метода проектирования ...

Возможны и другие варианты заголовков, но при выполнении главного:

• подразделы и пункты должны содержать достаточно полный обзор состояния и направлений развития;

• установленные требования должны соответствовать современному уровню;

• выбранное направление (концепция, метод, принцип) достаточно аргументировано и содержит техническое (технико-экономическое) обоснование.

I.3 Анализ технологий для решения поставленной задачи.

При анализе технологий для решения поставленной задачи рекомендуется провести общий технологический анализ изготовления и сборки объекта проектирования, который может заключаться в следующем:

• анализ общей структуры технологических процессов изготовления и сборки объекта, принципов организации производственного процесса, возможностей автоматизации процессов и отдельных операций;

• обоснование выбора элементов конструкции (деталей, узлов) для проведения технологического проектирования их изготовления и сборки;

• анализ мероприятий при изготовлении и сборке конструкции по обеспечению бездефектности производства;

• выбор изготавливаемых и покупных элементов конструкции для проведения специальных технологических мероприятий по обеспечению качества (селективный отбор, контроль материалов, термотренировка, контроль с разборкой узла, технологический прогон и др.);

• выбор вида проверки качества покупных изделий на входе технологических процессов сборки;

• анализ необходимости (или нецелесообразности) введения операций регулировки, настройки;

• выбор состава приемосдаточных и периодических испытаний.

II. Выбор и обоснование структурных, функциональных и принципиальных схем.

2.1 Состав и назначение структурной схемы (Э1).

Электрическая структурная схема определяет основные функциональные части изделия (элементы, устройства, функциональные группы), их назначение и связи. Все функциональные части на схеме изображают в виде прямоугольников или условных графических изображений с указанием типа элемента. Если элементов и функциональных частей много, вместо наименований допускается проставлять порядковые номера справа от изображения или над ним, как правило, с их расшифровкой в таблице, помещаемой на схеме. На схеме допускается размещать дополнительные поясняющие надписи, диаграммы, таблицы. Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. На линиях взаимодействий (связи) рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии. Острия стрелок, показывающих это направление, выполняют с развалом под углом 60 град.

2.2 Состав и назначение функциональной схемы (Э2).

Схемы функциональные разъясняют определенные процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия или в изделии в целом. Этими схемами пользуются для изучения принципов работы изделия, а также при их наладке, контроле, ремонте. Функциональная схема по сравнению со структурной более подробно раскрывает функции отдельных элементов и устройств.

Функциональные схемы являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами телемеханики и вычислительной техники).

2.3 Состав и назначение принципиальной схемы (Э3).

Электрические принципиальные схемы выполняются в координатной сетке. Интегральные элементы цифровой вычислительной техники изображаются в виде УГО по ГОСТ 2. 743-91. УГО остальных электрических компонентов (транзисторов, резисторов, конденсаторов переключателей и т.д.) определяются соответствующими ГОСТ, указанными выше. Принципиальная электрическая схема выполняется после выбора конкретной элементной базы (серии или серий интегральных схем (ИС). Каждый вывод УГО ИС имеет цифровое обозначение, соответствующее номеру вывода корпуса данной микросхемы. В самом общем виде УГО может содержать основное и два дополнительных поля. Размер прямоугольника по ширине зависит от наличия дополнительных полей и числа помещенных в них знаков; по высоте - от числа выводов и числа строк информации в основном и дополнительных полях. Согласно стандарту ширина основного поля должна быть не менее 10 мм, дополнительных - не менее 5 мм (при большом числе знаков в листах и обозначении функции элемента эти размеры соответственно увеличивают), расстояние между выводами - 5 мм, между выводами и горизонтальной стороной УГО - не менее 2,5 мм и кратно этой величине. ГОСТ разрешает поворачивать УГО по часовой стрелке на 90 град., при этом входы оказываются вверху, выходы - внизу. В основном поле УГО записывается следующая информация:

в первой строке - условное обозначение функции, выполняемой элементом;

во второй строке - обозначение элемента в серии ИС (например, ЛА7, если использованы ИС одной серии);

если в схеме применены ИС различных серий, то указывается и серия (например, К 155ЛА7);

в третьей строке - координатный адрес УГО на листе;

в четвертой строке указывается адрес данной ИС на типовом элементе замены (ТЭЗе); если ТЭЗ не разрабатывался, то эта строка не заполняется.

Цепи формирования питающих напряжений и земли изображаются на принципиальных электрических схемах, как правило, отдельным фрагментом. В примечаниях указываются номера контактов ИС, к которым подключаются цепи питания.

При выполнении схемы на большом числе листов допускается переходящие с листа на лист сигнальные линии обозначать путем указания условного обозначения сигнала и номера листа, где в дальнейшем изображается этот сигнал, причем стрелка в этом случае не ставится.

Законченные функциональные группы элементов могут выделяться на схемах штрих-пунктирной линией с указанием условного обозначения или полного наименования группы. При наличии идентичных функциональных групп одна из них может быть раскрыта полностью (т.е. для нее приведена схема элементов), а остальные поставлены условно.

2.4 Выбор и обоснование технических параметров элементной базы

В разделе необходимо показать назначение или область применения устройства, разрабатываемого в дипломном проекте, его необходимость разработки, перспективы развития и модернизации, особенности внедрения в производство или в другую область, дать подробное описание изделия с точки зрения построения принципиальной схемы, описать принцип работы, режимы работы, управление им, особенности эксплуатации.

Выбор элементной базы должен производиться в соответствии с принципиальной электрической схемой. В данном пункте необходимо указать все типы радиоэлементов, которые применены в устройстве: транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и т.п. Для каждого типа должны быть приведены их основные электрические параметры, которые определили выбор именно этого типа радиоэлемента. Например, для резисторов должна быть указана рассеиваемая мощность; для электролитических конденсаторов рабочее напряжение и т.д.

Анализ условий эксплуатации электрорадиоэлементов (ЭРЭ) это совокупность внешних факторов, влияющих на характеристики и работоспособность устройства. Внешние факторы можно разбить на два основных вида:

1. Климатические воздействия. Связаны с параметрами атмосферы (температурой, влажностью, осадками, радиацией, различными загрязнениями и т.д.).

2. Механические воздействия. К ним относятся: ускорение (перегрузки), вибрации, удары и т.д. Механические воздействия характеризуются: диапазоном частоты колебаний F, амплитудой колебаний А, временем действия t.

Изделия должны сохранять свои параметры в пределах норм, установленных техническим заданием в течение всего срока службы в процессе воздействия климатических и механических фактов. Изделия в климатическом исполнении могут эксплуатироваться в тёплом влажном, жарком сухом и очень жарком сухом климатических районах по ГОСТ 16350, в которых средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха не выше 40 ºC и (или) сочетание температуры, равной или выше.

В разрабатываемых схемах устройств применяются как активные, так и пассивные ЭРЭ. Общие требования к ЭРЭ:

а) выдерживать номинальные значения параметров; б) соответствовать требованиям климатического исполнения; в) иметь невысокую стоимость.

Сравнительные характеристики ЭРЭ, например конденсаторов.

Конденсатор танталовый оксидный К53-67 является одной из новейших разработок и превосходит по основным параметрам устаревшие модели такие как К53-6. Конденсаторы полярные оксидно-электролитические, алюминиевые К50-59, малогабаритные, с высокими удельными емкостями, превосходящие по данному показателю конденсаторы К50 - 12, подобные в 2-4 раза. Керамические конденсаторы К10-47 являются наиболее распространенной группой конденсаторов, нашедших свое применение в различных областях. Данные конденсаторы находят широкое применение в стационарной и переносной бытовой радиоэлектронной аппаратуре: магнитофоны, телевизоры и т.п. По техническому уровню соответствуют зарубежным образцам. Области применения: фильтры источников питания, шунтирующие цепи, цепи развязки на низких частотах и другие. Они предназначены для работы в цепях постоянного, пульсирующего тока и импульсных режимах.

Варианты установки ЭРЭ на печатную плату показан на рис 1.

Рис. 1 Варианты установки ЭРЭ на печатную плату.

Описание ЭРЭ необходимо начинать со сложной микросхемы и заканчивать постоянными резисторами. Представляемая информация должна содержать: основные электрические параметры; назначение выводов радиоэлемента (для тех которые имеют более двух выводов); конструктивные параметры элемента (габариты элемента, шаг выводов, положение выводов и расстояние между ними); особенности монтажа на печатную плату (вертикально, горизонтально, с применением крепежных элементов, пайки); необходимость использования пассивного или активного охлаждения (особенности установки радиаторов, вентиляторов и других средств охлаждения).

Раздел необходимо разбить на подразделы по видам радиокомпонентов. Справочную информацию удобнее оформлять в виде таблиц, конструктивную информацию – в виде рисунков. Сходные данные по типам элементов могут объединяться. По тексту раздела должна быть приведена ссылка на спецификацию, которая приводится в приложении. По тексту необходимо дать подробную информацию конструкции, технологии радиоэлементов (производитель, назначение, класс или группа применения) и другую информацию, если такая имеется. Если производится замена какого-либо элемента на аналогичный или отечественного производства – необходимо привести аргументы замены.

В заключении раздела, определяются элементы, которые должны размещаться на печатной плате, а какие вне ее и оформляется таблица по габаритным размерам радиоэлементов. В таблице должны быть указаны: длина, ширина, высота (или диаметр и высота), диаметр и количество выводов компонентов. Если имеются разъемы, радиаторы, соответствующие крепежные элементы и другое (которые должны размещаться на печатной плате), то они также указываются в таблице. Таблица оформляется следующим образом:

Таблица 2.1.

Основные размеры компонентов печатной платы.

Порядковый номер по схеме	Наименование элемента	Длина компонента, (мм)	Ширина компонента, (мм)	Высота компонента, (мм)	Диаметр компонента, (мм)		Объем компонента, (мм3)		Установочная площадь, (мм2)
DD1	Микросхема К572ПВ5	36	17	12	-		7344		612,0
DD2	Микросхема К155ЛН1	22	7,5	7	-		674,		959,2
VT1	Транзистор КТ502А	-	-	10	5,0		68,0		8,5
Итого:

III. Конструкторская часть.

«Конструкторская часть» – является основным разделом дипломного проекта. В нем производятся основные расчетные и проектные работы. Результатом являются чертежи печатной платы и ряд параметров, подтверждающих верность решения при выборе компоновки элементов и конструктивных размеров печатной платы.

2.4.1 Технологические операции подготовки печатных плат к сборке и монтажу. Средства реализации. Варианты сборки и монтажа печатных плат, в том числе с применением техники поверхностного монтажа (сборки SMT - Surface Mount Technology – технология поверхностного монтажа).