3.3 Выбор и обоснование направления

Данный этап работы выполняется на основе материала предыдущего пункта и сопровождается аргументированными доводами в пользу выбранного варианта. Принятое решение должно органически вытекать из описания и анализа современного состояния научно-технического уровня по тематике проектирования. Для этого сопоставляются все параметры аналогов, указанные в техническом задании, и их экономические показатели. В этом разделе выбирается или составляется структурная (функциональная) схема проектируемого устройства, схемы алгоритмов, а также приводится уравнение преобразования.

3.4 Расчет структурной или функциональной схемы, выбор элементной базы, разработка схем алгоритмов и программ

Проектирование устройства или его алгоритмов должно осуществляться преимущественно на базе системного подхода. Для этого, например, расчет структурной или функциональной схемы должен содержать:

- разбивку чувствительности (коэффициента преобразования) и погрешности всего устройства на чувствительности и погрешности отдельных блоков или узлов (измерительных преобразователей);

- определение наиболее критических с точки зрения обеспечения заданных характеристик блоков или узлов.

В результате расчета составляется таблица с техническими требованиями к отдельным блокам или узлам устройства. Эти требования должны служить исходными данными для выбора и разработки отдельных блоков или узлов и выбора элементной базы, при этом учитываются возможности их взаимного сопряжения и экономические показатели.

При разработке программного обеспечения в данном разделе приводится постановка задачи на весь комплекс программного обеспечения, выбор языка программирования, производится разбивка на программные модули, подпрограммы. Приводятся постановки задач на все модули и подпрограммы, при этом по возможности должны быть проанализированы все возможные ситуации, приводящие к сбою в работе средства измерения. Затем разрабатываются требования к тестовым данным и программам.

3.5 Последовательность и типы расчетов проектируемых электронных устройств

Расчет любого сложного устройства сводится к последовательному расчету функциональных элементов, из которых сложное устройство синтезировано. Расчет электронных устройств, состоящих из ряда последовательно соединенных элементов, начинают со стороны его выхода. Выходной функциональный элемент единственный в электронном устройстве, для расчета которого в техническом задании сформулированы достаточные требования. Необходимые для расчета дополнительные данные, значения входных и выходных для данного элемента параметров разработчик устанавливает сам, стремясь оптимизировать режим работы электронного устройства. Значениями входных параметров являются выходные параметры предшествующего электронного блока. Так, последовательно, шаг за шагом рассчитывают все устройство. При проектировании электронного устройства наиболее часто выполняют:

- ориентировочный расчет выходных параметров функциональных элементов, производимый при выборе функциональной схемы;

- расчеты, на основе которых выбирают типы активных электронных радиоэлементов (транзисторы, диоды, интегральные микросхемы и др.);

- расчет выходных параметров электронных устройств с целью проверки их соответствия требованиям технического задания.

Поскольку аналитические методы не обеспечивают требуемой точности, анализ электронных схем чаще производят или на физической модели (макете) или на ЭВМ, что значительно удобнее и быстрее, если, конечно, имеется необходимое математическое и программное обеспечение на ЭВМ.

Для расчетов в курсовом проекте можно принять точность, равную 1 % поэтому у получаемых данных будут две верные значащие цифры. Например, числа 8510; 27,6; 1,836; 0,0764 следует представить соответственно: 8,5; 28; 1,8; 7,6.

Рассчитываются номиналы, допуски на отклонения от номинала, токов, напряжений и мощности рассеяния для активных элементов (микросхемы, транзисторы, диоды) предельные значения мощности рассеяния, напряжений и токов для пассивных элементов (резисторы, конденсаторы, моточные изделия). Выбор типа элемента, номинала, класса точности и т.д. производится только после этих расчетов для каждого элемента.

Фактором, определяющим требование к точности расчетов, является также то обстоятельство, что расчетные значения для постоянных резисторов и постоянных конденсаторов необходимо заменять номинальными величинами, соответствующими стандартным шкалам этих компонентов, вероятность точного совпадения расчетных параметров с номинальным весьма мала.

Выбор отдельных узлов осуществляется по нормативной документации. При этом следует выбирать наиболее технологичный, конструктивно завершенный и экономичный вариант. Все рассчитанные и выбранные узлы принципиальной схемы приводятся в пояснительной записке. Описание программ и процедуры их отладки должны сопровождаться разработанными тестами программ.