Проектирование печатных плат / Евроинтех
Pulsonix — система проектирования печатных платПрограмма Pulsonix рекомендуется для плат среднего уровня сложности и включает редактор схем многолистовых проектов, редактор печатных плат, средства автоматической и полуавтоматической трассировки, смешанного аналого-цифрового моделирования.
VisualCAM — подготовка производства печатных платПакет VisualCAM предлагает пользователям максимальный набор инструментов для подготовки производства печатных плат, в то время как программа GerbTool имеет несколько конфигураций и представляет собой его упрощенную версию.
Продукт позволяет выполнять импорт данных в форматах Gerber, Barco DPF, HPGL, DXF, CAM350, IPC-2581, ODB++, Pads ASCII and GenCAD. Специальный макрос LayerPrep Macro позволяет автоматически подготовить данные, необходимые для изготовления трафарета, посредством выполнения команд Stacked Pad Removal, Drawn Pad Conversion и Custom to Intrinsic за один запуск.
GerbTool — подготовка производства печатных платПрограмма GerbTool имеет несколько конфигураций и представляет собой упрощенную версию пакета VisuaCAM.
Компания Number One Systems предлагает набор недорогих программных продуктов для проектирования печатных плат. Решения компании обеспечивают сквозной цикл проектирования от разработки принципиальной схемы и ее моделирования, до трассировки топологии печатной платы и организаци ее производства.
LayoutEditor — универсальный редактор топологий интегральных схемРедактор LayoutEditor представляет собой специализированное программное обеспечение для проектирования топологий интегральных устройств на основе толстопленочной и тонкопленочной технологии..jpg)
Бессеточный трассировщик ELECTRA бельгийской компании KONEKT SPRL предназначен для работы с большинством популярных систем проектирования (Allegro, OrCAD, Pulsonix, Mentor Boardstation, PADS, Ranger, CADint, Pantheon, UltiBoard, Eagle, P-CAD, Protel, Vutrax, IVEX, WinPCB) и использует традиционный shape-based алгоритм.
T- FLEX Электротехника предложил эффективные инструменты для разработки электрических схем
На дворе третье тысячелетие, и его приметы мы замечаем повсюду. Сегодня уже практически невозможно отыскать современное изделие, не использующее электричество.
Корабли, самолеты, автомобили, станки, кофеварки — всё это без электричества не работает. Раз электротехническая составляющая есть в любом современном изделии, то и в процессе проектирования нам необходимы инструменты для разработки электрических схем, прокладки жгутов и кабелей, расстановки и подключения аппаратов и электрических машин. Программный комплекс T-FLEX PLM по праву считается одним из самых развитых и мощных инструментов проектирования, подготовки и управления производством, доступным на отечественном рынке.
Рис. 1. Этапы проектирования электротехнических изделий
Воспользуйтесь нашими услугами
Вполне естественно, что разработчики компании «Топ Системы» не могли проигнорировать требования сегодняшнего дня. Поэтому, без долгих слов, представляем вам новый программный продукт комплекса T-FLEX PLM — систему для проектирования электротехнических изделий T-FLEX Электротехника.
Этот продукт, тесно интегрированный в систему проектирования T-FLEX CAD и созданный на основе единой PLM-платформы T-FLEX PLM, позволяет вести коллективную разработку электротехнического изделия, предоставляя инженеру полный набор инструментов для 2D- и 3D-проектирования.
Внешне, для пользователя, это выглядит единым системным решением, позволяющим решать задачи комплексного проектирования, одновременно ведя работы над всеми составляющими современного изделия — механической и электротехнической.
Теперь рассмотрим новые возможности, которые стали доступны пользователям комплекса T-FLEX PLM с появлением в этой линейке нового продукта… Но для начала вспомним основную концепцию, в соответствии с которой выстроены все средства автоматизированного проектирования T-FLEX. Вообще словосочетание «автоматизированное проектирование» мы используем настолько часто, что перестали задумываться над его смыслом. А между тем он очень важен. Сегодня в мире очень много систем, предоставляющих инженерам различные программные средства для создания цифровых 3D-моделей, чертежей, оформления сопутствующей документации и технологической подготовки производства. Но, увы, большинство из них — только набор отдельных инструментов для черчения, построения 3D-модели или формирования конструкторско-технологических документов.
Такой подход лишь переносит процесс проектирования с кульмана или письменного стола на компьютер, почти не внося в него средств реальной автоматизации. Подход компании «Топ Системы» с самого первого дня ее существования, а было это долгих 25 лет назад, принципиально иной — средства САПР должны предоставлять пользователю максимально возможный уровень автоматизации процесса проектирования и подготовки производства. Мы не верим в будущее «электронного кульмана», поскольку считаем, что компьютер должен быть полноценным партнером проектировщика. Помогать ему, принимая на себя всю нетворческую часть работы, заботиться об отсутствии «глупых» ошибок, вызываемых невнимательностью или усталостью, и обеспечивать возможности коллективной работы, надежного хранения данных, обеспечения их актуальности и целостности. Все эти идеи были изначально заложены в продукты линейки T-FLEX, и разработчики компании «Топ Системы» всегда следовали им, предоставляя пользователям программы «с интеллектом» и стараясь соответствовать всем самым высоким мировым требованиям.
Рис. 2. Разработка принципиальной схемы
Одной из ключевых особенностей нового продукта является возможность синхронного проектирования электрической схемы будущего изделия, его 3D-модели и всей сопутствующей документации. То есть, как и во всех других системах комплекса T-FLEX PLM, мы имеем единую модель данных электротехнической составляющей изделия, которая может быть представлена в виде 3D-модели, принципиальной электрической схемы изделия, перечня элементов, схем подключения и соединения и т.д. Поговорим об этом подробнее и начнем с классической схемы, положенной в основу всего процесса проектирования электротехнических изделий в T-FLEX.
Рис. 3. Создание провода
Мы можем вести процесс проектирования самыми разными способами. Например, проектировать изделия по методике «из учебника». То есть разработать электрическую принципиальную схему, сформировать по ней перечень элементов, таблицы соединений и подключений, на основе этой информации подготовить данные о требуемых покупных изделиях и заняться 3D-моделированием расположения будущих аппаратов, жгутов и разъемов… Процесс правильный, но уж больно несовременный.
Таким образом, система не только «понимает» электрическую схему изделия, но и контролирует соответствия всех ее компонентов объектам его сборочной 3D-модели.
Очевидно, что при таком уровне «осведомленности» T-FLEX Электротехника может автоматически создавать в сборке все необходимые провода, соединяя аппараты в соответствии с принципиальной схемой, контролировать корректность подключений и многое другое. Разработчик в этой ситуации имеет возможность полностью сосредоточиться на интеллектуальной части работы: собрать определенные провода в жгуты, разместить жгуты в коробах, указать траектории огибания элементов конструкции и принять другие инженерные решения, доступные пока лишь инженерному мышлению человека. После этого остается выполнить проверку модели на корректность с точки зрения электрической принципиальной схемы и запустить процесс автоматического (снова обратите на это внимание!) формирования ведомости материалов и кабельных изделий с учетом их реальных длин, оформить раскладку жгутов и других выходных документов. Вот, собственно, и весь процесс… Возможны, конечно, и более «свободные» методы проектирования. Например, опытный инженер может прямо в процессе размещения аппаратов в 3D-модели сразу задать соединяющие их провода… задолго до завершения разработки принципиальной схемы.
Рис. 4. Быстрое подключение шнура
Рис. 5. Редактирование траектории прохождения провода
Рис. 6. Подключение кабеля
Мы сознательно упростили описание всего процесса проектирования, чтобы вы не отвлекались на технические особенности реализации и смогли воочию убедиться в реальности партнерства системы проектирования и инженера-разработчика. Теперь можно обсудить и некоторые важные детали, точнее тот развитый сервис, который сопровождает вышеописанные процессы.
Несколько слов о редакторе схем. Очень простой с виду, этот специализированный инструмент позволяет быстро и удобно формировать схемы практически любой сложности. Обширная, легко пополняемая библиотека элементов позволяет формировать иерархические схемы, где любой аппарат на схеме одного уровня может развернуться в отдельную схему уровнем ниже.
И так — без ограничения вложенности. Например, у нас может быть схема электросети завода, в ее составе — схема электропитания цеха, в ней — электрическая схема насосного узла, а в ней, в свою очередь, — отдельная схема электрического шкафа управления насосами. Но главное здесь состоит в том, что все элементы схемы — это не просто графические изображения. Процесс построения схемы — как простой, так и многоуровневой, представляет собой синхронное формирование перечня элементов и топологии электрической составляющей будущего изделия.
Рис. 7. Прокладка жгута
Рис. 8. Раскладка жгута
Итак, формируя изображение схемы, на самом деле мы формируем полноценную цифровую модель будущей сети. Это позволяет вести разработку, начиная с электрической принципиальной схемы или схемы соединений… Жестких требований тут нет, так как и то и другое, как и 3D-модель, — лишь формы представления единой структуры электротехнического изделия. Для удобства и скорости разработки схем в системе T-FLEX Электротехника существует много всевозможного сервиса.
Можно одним щелчком мыши разорвать проводник и вставить в разрыв новый элемент. Или, для большего удобства и читаемости схемы, обычным перетаскиванием разнести в разные места отдельные контакты установленного реле. Или сформировать групповые линии связи… Эти и многие другие сервисные функции обеспечивают разработчика всем необходимым инструментом для быстрого и корректного формирования электрических схем. При этом, как и все остальные системы, построенные на базе единой платформы T-FLEX PLM, система T-FLEX Электротехника обеспечивает удобные средства коллективной работы над проектом.
Рис. 9. Редактирование жгута
Другим важнейшим этапом проектирования электрической системы изделия является формирование и прокладка кабельных изделий. На этом этапе определяется длина кабельных трасс и уточняются масс-инерционные характеристики всего изделия. T-FLEX Электротехника обладает развитым набором инструментов для управления траекториями залегания кабельных трасс в 3D-модели.
В случае необходимости, к примеру, для того, чтобы установить наконечник на проводник, пользователю достаточно выбрать из библиотеки, входящей в поставку, требуемый тип наконечника, при этом система автоматически рассчитает его положение и определит типоразмер. Установка подходящих разъемов для кабельных изделий в системе тоже осуществляется автоматически согласно электрической принципиальной схеме, при этом пользователю доступен выбор исполнения разъема. Все эти и многие другие «чудеса» — это не что иное, как активное использование возможностей параметризации, которыми славятся все системы комплекса T-FLEX PLM.
Создание жгутов в T-FLEX Электротехника осуществляется в полуавтоматическом режиме. От пользователя требуется проложить траекторию всех ветвей будущего жгута и установить точки входа-выхода в жгут для проводников, а затем просто добавить в жгут уже существующие в 3D-сборке кабельные изделия либо указать линии связи на схеме. Система автоматически определит оптимальные точки входа-выхода и маршрут прохождения провода (кабеля) по жгуту.
Полученный жгут может быть выгружен в отдельную ассоциативно связанную деталь для формирования раскладки жгута и сборочного чертежа, а также сопутствующей документации.
Рис. 10. Редактор кабельных изделий (кабель VGA)
Работа по формированию и прокладке жгутов не только очень наглядна и удобна, но еще и предоставляет пользователю целый набор дополнительных сервисов. К примеру, вы можете соединить проводами аппараты внутри электрического шкафа с лампочками, выключателями и другими устройствами управления, расположенными на дверце шкафа. И после этого, пользуясь преимуществами параметрического моделирования системы T-FLEX CAD, посмотреть, как будут располагаться свободно висящие части проводов и кабелей при открытом и закрытом положении дверцы.
Рис. 11. Ведомость материалов
Вообще, визуальная наглядность и простота процесса проектирования кабельных соединений в системе T-FLEX Электротехника создает у пользователя ощущение игры, а не сложной и ответственной работы.
Еще одним достоинством платформенного решения в основе комплекса T-FLEX PLM является повсеместное использование в системе T-FLEX Электротехника всевозможных библиотек и их полная открытость для совершенствования и пополнения. Это позволяет предприятию не только организовать коллективную работу над электротехническими изделиями, но и сформировать ограничительные перечни или библиотеки оригинальных элементов, характерных для специфики конкретного предприятия. Работа системы в единой информационной среде предприятия позволяет быстро наполнить «базу знаний» системы и добиться высокой производительности процесса электротехнического проектирования. При этом все поставляемые библиотечные элементы содержат связанные между собой условные обозначения элементов схем, варианты их представления в виде 3D-моделей, связи точек подключения и 3D-коннекторов и многое другое, что, в конечном счете, делает весь процесс проектирования максимально эффективным. С технической точки зрения, в основе данного инструмента лежит мощнейший механизм структурных элементов, появившийся в системе T-FLEX CAD версии 15 и позволяющий описывать разные прикладные свойства и взаимосвязи объектов, наделяя их «интеллектом».
Так, простая соединительная линия начинает «понимать», что она есть электрическое соединение определенного потенциала, соединяющее конкретные аппараты, которому будет соответствовать тот или иной проводник в 3D-модели. Такие «умные» структурные элементы и составляют поставочные библиотеки, которые могут быть легко изменены и дополнены пользователями.
В завершение еще раз вернемся к изначальному постулату, лежащему в основе всего подхода компании «Топ Системы» к разработке инженерного программного обеспечения. Компьютер с системой автоматизированного проектирования — это не электронный кульман. Сегодня это высокопроизводительный интеллектуальный специализированный инструмент, освобождающий инженера от рутины, помогающий, подсказывающий, исправляющий ошибки и… дарящий радость эффективной результативной работы. Системы комплекса T-FLEX PLM — это не простейшие инструменты проектирования и подготовки производства, а настоящие «партнеры» разработчиков, способные реально помогать и облегчать вашу работу.
Авторы: Татьяна Батюченко, Игорь Батюченко, Игорь Кочан
Источник: http://isicad.ru/
Воспользуйтесь нашими услугами
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
Разработка принципиальных схем — Энциклопедия по машиностроению XXL
Проектирование технологического процесса включает в себя ряд иерархических уровней разработку принципиальной схемы технологического процесса, представляющей последовательность этапов укрупненных операций проектирование технологического маршрута обработки детали (или сборки изделия) проектирование технологических операций разработку управляющих программ для оборудования с ЧПУ. Уровень определяет степень детализации получаемых описаний технологического процесса. [c.69]В автоматизированной системе проектирования технологических процессов механической обработки происходит преобразование описания деталей, представленных в виде чертежа, в совокупность технологической документации.
Обычно проектирование включает в себя решение следующих задач разработка принципиальной схемы технологического процесса и проектирование технологического маршрута обработки детали, включая выбор баз и заготовок проектирование технологических операций с окончательным выбором оборудования, приспособлений и инструмента, назначением режимов резания и норм времени разработка управляющих программ для станков с ЧПУ расчет технико-экономических показателей технологических процессов разработка необходимой технологической документации.
[c.82]Проектирование технологического процесса включает ряд уровней разработку принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута, проектирование операций, разработку управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением. [c.108]
Технологическое проектирование заключается в решении задач технологической подготовки производства — разработке принципиальной схемы, маршрутов, операций и переходов технологических процессов изготовления деталей, сборки и монтажа узлов, включая выбор оснастки, инструмента, технологического оборудования и т.
п.
[c.11]
Комплексные САПР охватывают все этапы разработки технических объектов, в том числе и этап технологической подготовки производства. Автоматизация проектирования технологических процессов включает в себя разработку принципиальных схем технологических процессов, маршрутной технологии, операционной технологии и получение управляющей информации на машинных носителях для программно-управляемого технологического оборудования. [c.298]
Разработка принципиальной схемы устройства дегазации рабочей жидкости. [c.369]
Такое положение объясняется чрезвычайной сложностью проблемы расчета машин на надежность. Это связано не только с объемом расчетов, поскольку каждая современная машина имеет большое число элементов с потенциальной возможностью отказа (для вычислений можно использовать ЭВМ), но и с разработкой принципиальной схемы ра счета машины на безотказность и долговечность. [c.12]
Алгоритм разработки принципиальных схем устройств управления параметрами генераторов стандартных сигналов.
Схема алгоритмов показана на рис. ИЗ.
[c.179]
Проектирование любой системы управления состоит обычно из четырех основных этапов 1) составления технического задания 2) разработки структурной схемы 3) разработки принципиальной схемы 4) разработки монтажной схемы. [c.135]
Проектирование организации окрасочных работ следует связывать с разработкой принципиальной схемы всего технологического процесса по заводу. При этом возможны следующие основные варианты организации процессов окраски. [c.263]
С целью четкого определения области исследования будем придерживаться условной схемы, согласно которой проектирование устройства может быть разделено на две стадии — внешнее и внутреннее проектирование. Первая стадия, хотя и несколько опережает вторую, но не может быть закончена без частичной разработки второй стадии. Согласно такой схеме основным содержанием первой стадии проектирования является формулировка задачи, определение входов и выходов , а также прочих существенных связей данного устройства с другими частями системы и с внешним окружением содержанием второй стадии является разработка принципиальной схемы, выявление наиболее важных технических характеристик устройства, вытекающих из его схемы и назначения, и затем подробная проработка конструкции.
[c.5]
Не рассматривается процесс разработки принципиальной схемы устройства. Предполагается, что конструктор получает схему готовой в техническом задании, но в ходе работы может в какой-то степени видоизменять и уточнять ее. Кинематика устройства разрабатывается самим конструктором, но в рамках принципиальной схемы. [c.10]
При проектировании сложных проблемных устройств, в частности при разработке принципиальной схемы, может возникнуть необходимость в попутной конструктивной проработке различных схемных вариантов. Результаты такой проработки облегчают выбор окончательного варианта принципиальной схемы. [c.116]
Как эта, так и другие особенности позволяют рассматривать конструирование, сопровождающее разработку принципиальной схемы, в качестве особого этапа, не охватываемого методикой. [c.117]
САПР создается как иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации на всех уровнях проектирования.
Так, в САПР технологических процессов обычно включают подсистемы структурного, функционально-логического и элементного проектирования (разработки принципиальной схемы технологического процесса, проектирования маршрута, проектирования операции, разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ). Иерархическое построение САПР относится также к специальному программному обеспечению и к техническим средствам (центральный вычислительный комплекс и автоматизированные рабочие места).
[c.210]
Под рабочим процессом в информационной системе понимают преобразование входных данных в выходные. В данной подсистеме это означает преобразование информации о детали, представленной в виде чертежа, в технологическую -документацию. Обычно этот процесс включает разработку принципиальной схемы технологического процесса проектирование технологического маршрута обработки детали проектирование технологических операций с выбором оборудования, приспособлений и инструмента, а также с назначением режимов резания и норм времени разработку управляющих программ для станков с ЧПУ расчет технико-экономических показателей технологических процессов разработку необходимой технологической документации.
[c.211]
На первом этапе решают вопросы разработки принципиальной схемы машины, которая определяется принципом и последовательностью, уровнем концентрации и степенью дифференциации сборочного процесса, количеством позиций, проходимых каждым изделием, и т. д. [c.37]
При разработке принципиальной схемы рассматривают время рабочих операций, определяемое, в основном, технологическими режимами (при условии их оптимальной интенсификации), методом сборки и условиями дифференциации сборочного процесса [c.37]
Работа по обеспечению качества изделий будет наиболее эффективной в экономическом отношении в тех случаях, когда в результате ее можно заранее предвидеть, предупредить и устранить условия, которые могут вызвать затруднения в сбыте, потерю клиентов или чрезмерные затраты, избежать осложнений и в возможно короткое время внести необходимые изменения. Фактор своевременности принятия необходимых мер должен соблюдаться на всех этапах проектирования и производства — от разработки принципиальной схемы до поставки готового изделия.
Выбор наи-
[c.250]
Важно, чтобы снабжение аппаратурой и оборудованием для обеспечения надежности и контроля качества осуществлялось в тесном сотрудничестве с группой инженерного проектирования фирмы. По возможности планирование должно осуществляться на этапе разработки принципиальной схемы и предварительного проектирования изделия и, безусловно, в тесной связи с планами развертывания новых предприятий или расширения существующих. Важно, чтобы о потребностях в испытательном оборудовании докладывали руководству фирмы с тем, чтобы их можно было учесть при составлении схемы размещения нового оборудования. [c.296]
После разработки принципиальной схемы измерений и выбора соответствующей аппаратуры составляют перечень приборов теплотехнического контроля, указывая при этом полное наименование прибора, его тип (марку), наименование измерения и надпись в рамке, которую необходимо сделать к этому прибору, номер позиции.
[c.139]Перед разработкой принципиальной схемы и изготовлением электрической модели проводят все предварительные расчеты проектных параметров. При этом также определяют диапазоны возможного изменения параметров для решаемого класса задач. Одновременно должны быть решены вопросы питания модели, измерения, контроля и регистрации изучаемых параметров, условия эксплуатации СЭМУ. [c.357]
Существуют общие и специальные требования, которым должна удовлетворять проектируемая установка. К общим требованиям относятся минимальные габариты и вес, максимальная надежность работы в заданных условиях эксплуатации, наибольшая экономичность или минимальная стоимость, технологичность изготовления, простота принципиальной схемы и конструкции, простота и удобство в обслуживании, минимальная потребляемая мощность, максимальное использование стандартизованных или нормализованных деталей, узлов, материалов. Специальные требования составляются применительно к конкретной электрической модели.
Однако можно указать ряд требований, характерных для СЭМУ. Так, при разработке принципиальной схемы и изготовлении электрической модели для моделирования тепловых процессов к ней предъявлялись следующие требования
[c.357]
Принципиальная тепловая схема станции для стандартных турбин и парогенераторов СССР имеет в основе своей типовые заводские решения по паротурбинному агрегату, т. е. задано число отборов, число подогревателей, место включения деаэратора, место установки питательного насоса и другие детали схемы. При разработке принципиальных схем новых типов турбин обычно проводятся полные исследования по рациональному выбору отдельных элементов и всей схемы в целом. При этом стремление к максимальной экономии теплоты в схеме станции должно отвечать условию минимума приведенных затрат при обеспечении максимальной надежности работы оборудования станции. Обычно при составлении тепловой [c.80]
Вьщеление конкретной структуры из обобщенной происходит по нисходящим, восходящим и комбинированным направлениям.
Предложенные автоматизированные системы САПР ТП являются многоуровневыми от разработки принципиальной схемы технологического процесса до подготовки УП для изготовления деталей на станках с ЧПУ. В частности
[c.431]
Проектирование технологического процесса изготовления изделия характеризуется различными уровнями-, самый высокий уровень — разработка принципиальной схемы технологического процесса, который включает отдельные этапы, причем этап можег содержать несколько операций или одну операцию. В данном случае оператором будет являться этап технологического процесса. Моделирование технологических процессов разного уровня происходит с помощью моделей Sj (7), При этом операторам модели S, (7) более высокого уровня — этапам технологического процесса, соответствуют операции и переходы, входящие соответственно в маршрут и операцию, проектируемые по моделям Sj T) более низкого уровня. [c.439]
РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
[c.
77]
Если функциональная схема составлена правильно, то разработка принципиальной схемы для квалифицированного электрика не вызывает особых затруднений. [c.78]
Разработка принципиальной схемы обычно производится в следующем порядке [c.78]
При разработке принципиальной схемы конструктор-электрик должен сосредоточить внимание не только на ее работоспособности, но и представлять себе монтаж этой схемы. Качество монтажа, экономия аппаратуры и монтажных материалов зависят от качества составления принципиальной схемы. [c.79]
Применение физико-химических методов для определения и расчета различных свойств солевого сырья. Разработка принципиальных схем комплексного использования сырья и селективных способов выделения наиболее ценных комнонентов из него является важнейшей задачей физико-химического анализа. [c.12]
Назначение справочника — облегчить выбор, использование весового оборудования и разработку принципиальных схем взвешивания и дозирования в конкретных условиях отдельных производств.
[c.4]
Прюектирование технологических процессов включает в себя ряд взаимосвязанных иерархических уровней разработку принципиальной схемы технологического процесса проектирование технологического маршрута обработки деталей (или сборки изделий) проектирование операций подготовку управляющих программ для оборудования с ЧПУ. Широкое применение находят как структурно-логические табличные, сетевые, перестановочные, так и функциональные ММ. В промышленности созданы системы технологической подготовки производства, включающие несколько подсистем (систем) автоматизированные системы проектирования технологических процессов механической обработки, сборки, заготовительного производства, оценки технологичности конструкций изделий и др. [c.91]
САПР создается как иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации на всех уровнях проектиро-вапня. Блочно-модульный иерархический подход к проектированию сохраняется при примепении САПР.
Так, в технологическом проектнроБаипи механосборочного производства обычно включают подсистемы структурного, функционально-логического и элементного проектирования (разработка принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута, проектирование операции, разработка управляющих программ для станков с ЧПУ). Возникает необходимость обеспечения комплексного характера САПР, т. е. автоматизации на всех уровнях проектирования. Иерархическое построение САПР относится не только к специальному программному обеспечению,
[c.110]
Э т а 1[ проектирования — часть процесса проектирования, включающая в себя формирование всех требующихся описаний объекта, относящихся к одному или нескольким иерархическим уровням и аспектам. Часто названия этапов совпадают с названиями соответствующих иерархических уровней и аспектов. Так, проектирование технологических процессов расчленяют на этапы разработки принципиальных схем технологического процесса, маршрутной технологии, операционной технологии и получения управляющей информации на машинных носителях для программно-управляемого технологического оборудования.
При проектированнн больших интеграл )-иых схем (БИС) выделяют этапы проектирования компонентов, схемотехнического, фупкционально-логическо-го и топологического проектирования. Первые три из этих этапов связаны с решением задач трех иерархических уровней функционального аспекта, имеющих аналогичные названия. Этан топологического проектирования включает в себя задачи, относящиеся ко всем иерархическим уровням конструкторского аспекта в проектировании БИС.
[c.18]
Линейная диаграмма. Линейная диаграмма строится после уяснения типовой схемы прохождения заказа и последовательного рассмотрения этапов создания изделия (математическое описание задач системы, алгоритмирование, математическое и полунатурное моделирование, разработка принципиальной схемы, конструирование изделия, технологическая подготовка производства, материально-техническое обеспечение, изготовление изделия, настройка, испытание и т. д.). [c.151]
Для решения задач проектирования и изготовления механизмов распространены пакеты программ для автоматизированной разработки управляющих профамм для токарных и фрезерных станков с ЧПУ, например пакет «Тех-тран» [5].
Используются пакеты профамм по проектированию редукторов, пневмоприводов, по прочностным расчетам, по автоматизации проектирования трансформаторов. При разработке проблемно-ориентированных пакетов центральной концепцией является интефация. Например, пакет P AD обеспечивает весь цикл проектирования в электронике — от момента возникновения идеи, через разработку принципиальной схемы и схемы компоновки элементов на печатной плате, до формироваьшя спецификаций и профамм для станков с ЧПУ.
[c.23]
Эскизный проект (ЭП) — союкупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого прибора. Эскизное проектирование начинают с разработки принципиальной схемы прибора на основе данных, полученных в результате проведения НИР и работ на стадии технического предложения. Принципиальная схема прибора содержит полный состав элементов и связей между ними, как правило, дает детальное представление о работе прибора и может быть электрической, кинематической, пневматической и др.
[c.124]
Параллельно с разработкой технологического процесса сборки должны разрабатываться принципиальные схемы (в некоторых случаях обш.ие виды) конструкций всех видов технологической оснастки, необходимой в первую очередь для экономичного обеспечения требуемого качества машины и облегчения труда, а равно для увеличения производительности. Обьясняется это тем, что при разработке принципиальных схем конструкций технологической оснастки, во-первых, иногда возникает необ.ходимость внесения ряда изменений в конструкцию машины и ее деталей, в допуски и т. д., во-вторых, появляется возможность найти наиболее экономичные варианты технологического процесса и конструкций технологической оснастки, обеспечивающие требуемое качество машины. [c.393]
Страница 4 из 7 Разработка аппаратных средств Процесс разработки аппаратных средств микроконтроллера, как и любого устройства аналоговой или цифровой электроники, принято разделять на этапы, соответствующие определенным видам технической документации – видам схем, которые создаются на данном этапе. Электрическая принципиальная схема определяет полный состав элементов на уровне выполняемых ими функций и конкретных типов компонентов, а также все связи между ними. На принципиальных схемах изображают также разъемы, зажимы и другие электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи. Электрические принципиальные схемы являются основным результатом проектирования аппаратных средств и используются для изучения принципа работы электронного устройства, для его наладки, регулировки, контроля и ремонта. Схемы всех видов (кроме монтажных) выполняют без соблюдения масштаба и действительного расположения элементов в конструкции. Основной принцип компоновки элементов, особенно в принципиальной схеме, – это ясность и удобство чтения. На схемах применяют графические условные обозначения, принятые соответствующими стандартами. Линии связи между элементами схемы проводят так, чтобы получилось наименьшее число их пересечений и изломов, используя при этом принципы объединения линий связи в магистрали (см. примеры схем лабораторных работ [1]). На схемах помещают различные технические данные (порядковые буквенно-цифровые обозначения элементов, их тип, номинал и т. При конструктивной разработке электронных устройств, кроме схем всех видов, на которых отсутствуют реальные масштабы, создаются чертежи монтажной схемы с реальными габаритами и положением элементов, прохождением соединительных проводников печатной платы и навесного монтажа, способами и местами крепления элементов и самой платы. Основой для создания монтажной схемы является принципиальная электрическая схема и схема соединений (таблица соединений). На этом этапе должны быть учтены сечения проводников в зависимости от протекающих токов, их взаимное положение и влияние. Ядром разработки любого электронного устройства является разработка электрической принципиальной схемы. Степень сложности принципиальной схемы зависит от выбранной базы интегральных микросхем и поставленной задачи. Как правило, основная часть необходимых аппаратных средств сосредоточена в интегральной схеме однокристального микроконтроллера и не требует разработки, а дополнительные элементы схемы могут выполнять функции электрического или иного согласования портов микроконтроллера с внешними элементами системы (датчиками, исполнительными приводами, средствами управления и контроля и т.д.). В качестве примера на рис. Рис. 7 Устройство, показанное на рис.8, разработано на том же микроконтроллере АТ89С2051, что и измеритель температуры, но предназначено для выполнения функций управления освещением в помещении и работает на принципе подсчета числа вошедших и вышедших людей. Светодиодный семисегментный индикатор (один разряд) показывает количество людей, находящихся в помещении в данный момент времени. Рис. 8 Разработка электронного устройства, в т.ч. аппаратной части электронного устройства на базе микропроцессорного контроллера, содержит как творческие элементы, связанные с выбором базовой серии интегральных схем, созданием аппаратной среды их функционирования, выделением аппаратных функций из общего алгоритма и т.д., так и рутинные (механические) элементы, которые связаны с созданием принципиальной схемы в графическом виде, схемы (таблицы) соединений, разводки (трассировки) печатной платы и т. д. Кроме того, желательна проверка принятых проектных решений до изготовления опытного образца устройства. Эти функции берут на себя системы автоматизированного проектирования электронных устройств САПР электроники. Первые САПР для проектирования электроники появились до персональных компьютеров (до 1970 г.) и базировались на стационарных вычислительных машинах. Наиболее известные и распространенные в настоящее время САПР для электроники OrCAD и P-CAD, первые версии которых появились в 80-х годах, когда вычислительной мощности персональных компьютеров оказалось достаточно для выполнения задач проектирования. Наряду с рассмотренными выше программными средами проектирования, стоимость которых достаточно высока, существуют программы САПР меньшего масштаба, с ограниченными возможностями, но относящиеся к категории свободно распространяемого программного продукта (GPL – General Public License). Среди таких программных продуктов может быть рекомендована для использования в курсовом проектировании система QCAD, включающая в себя средства для создания:
Работа над проектов в среде QCAD начинается с его открытия и образования отдельной папки, в которой будут располагаться все материалы по проекту. Структура пакета QCAD состоит и отдельных редакторов для работы над отдельными категориями задач проектирования: SchEdit – схемный редактор, в котором создается электрическая принципиальная схема как главный документ проектирования и список соединений элементов (netlist), на основе которого будет выполнена трассировка печатной платы. На рис. 9 показан пример схемы, подготовленной в редакторе SchEdit. Рис. 9 На выделенных участках чертежа (См. рис.9) требуется дополнительная настройка редактора или доработка схемы после окончания работы в редакторе. Графические обозначения логических функций, в данном случае штрих Шеффера, приведены к виду, установленному ЕСКД, с помощью редакторов PartEdit и PackEdit путем добавления элементов с соответствующими корпусами в библиотеку элементов, например, в библиотеку TTL. PartEdit — редактор элементов, с помощью которого производится выбор элементов из библиотек или создание новых элементов и их сохранение в соответствующих библиотеках. Графические изображения элементов формируются в векторной форме по их описанию в виде команд программы описания, использующей ASCII кодировку. При работе с элементами могут быть подключены библиотеки среды проектирования OrCAD, а также созданы новые библиотеки. PackEdit – редактор корпусов элементов, с помощью которого каждому элементу приводится в соответствие корпус с его габаритами, креплением и разводкой контактов по выводам элемента. PcbEdit – редактор, с помощью которого определяются места для элементов схемы на печатной плате, устанавливаются габаритные размеры платы, число слоев, для которых будет выполнена разводка, выделяются те линии соединения, для которых устанавливаются особые условия, например, линии питания с увеличенной площадью печатных проводников. Редактор может выполнить расстановку элементов и выбор габаритов платы в автоматическом или ручном режиме. Рис. 10 AutoRout – редактор, с помощью которого выполняется автоматическая трассировка проводников печатной платы на основе таблицы соединений (netlist), полученной в редакторе SchEdit и расположения элементов, полученного в редакторе PcbEdit. После выполнения необходимых связей редактор AutoRout переходит в итерационный режим (последовательное приближение с возвратом и перебором всех возможных комбинаций), типичный для всех программ трассировки. В этом режиме редактор AutoRout может находиться сколь угодно долго и, в принципе, по мере выполнения итерационных циклов, результат первоначальной трассировки улучшается исходя из заложенных в редактор критериев оптимизации:
При достаточно большом количестве нулевых итераций, не приводящих к изменениям параметров трассировки, процесс может быть остановлен и последний вариант трассировки принят как окончательный. Возможен вариант, когда редактор трассировки AutoRout не сможет установить все связи, перечисленные в списке соединения элементов. Вероятность такого исхода особенно высока при однослойном монтаже и малых габаритах платы. В этом случае возможны несколько сценариев:
На рис.11 и рис.12 показан в виде эскизов вид двухсторонней печатной платы по схеме, приведенной на рис.9. Рис. 11 Рис. 12 PcbPrint – редактор для вывода подготовленных документов (чертежей) на принтер, графопостроитель или в файл.
|
Схемой называют конструкторский документ, на котором условными изображениями и обозначениями показывают составные части изделия и связи между ними. На схеме не отображается конструктивный вид элементов (кроме монтажной схемы), их реальное положение в общей конструкции и их внутреннее устройство вне зависимости от его степени сложности. В зависимости от основного назначения схемы делят на типы: структурные, функциональные, электрические принципиальные, схемы соединений, монтажные схемы и т.п. Наиболее полное представление об изделии и его работе дают электрические принципиальные схемы. На различных этапах процесса разработки используются также логические схемы, близкие по принципу формирования к функциональным, и блок-схемы алгоритмов.
Электрические принципиальные схемы цифровых устройств на базе интегральных элементов, как правило, не содержат линий питания для каждого элемента.
д.), располагая их сверху и (или) снизу от графического обозначения элемента или по его периметру, если это обозначение номера вывода корпуса или идентификатор соединительной линии схемы. Порядковые буквенно-цифровые обозначения элементов с краткими их характеристиками заносятся в таблицу перечня элементов (спецификацию), заполняя ее сверху вниз. Спецификацию помещают над основной надписью схемы или на отдельных листах. Наличие спецификации не обязательно, если вся необходимая информация приведена непосредственно в схеме.
На этом же этапе могут быть добавлены элементы, не предусмотренные электрической принципиальной схемой – конденсаторы развязки по линиям питания, индивидуальные для каждого корпуса интегральных схем или общие для всей платы. Конечным конструктивным документом разработки, по которому может быть создано реальное устройство (опытный образец), является чертеж печатной платы.
7 приведена принципиальная электрическая схема измерителя температуры на базе однокристального микроконтроллера корпорации Atmel AT89C2051 и датчика температуры с цифровым выходом Dallas DS1821 (показан разъем для подключения датчика). В качестве индикатора применен 4-х разрядный светодиодный дисплей динамического типа YFD-056AO (показан один разряд). В этом устройстве все основные функции: опрос датчика температуры, обработка полученного значения, управление индикатором и т.д. выполняются программным путем, а дополнительные элементы выполняют функцию согласования по мощности (транзисторы) и ограничения тока (резисторы).
Эти программные среды с самого начала, с первых DOS вариантов, включали в себя комплекс средств разработки принципиальных электрических схем, разводки печатных плат и моделирования устройств электроники. Программные среды OrCAD и P-CAD многократно меняли владельцев, сохраняясь как известные торговые марки и по мере совершенствования развиваясь в крупные системы проектирования и моделирования. Наибольшее число владельцев сменила система P-CAD, ориентированная с самого начала на проектирование печатных плат. Первоначально ее версия для DOS была разработана в 80-х годах компанией Personal CAD System, принадлежавшей корпорации IBM, затем права на нее были последовательно переданы компаниям CADAM, Altium, ACCEL Technology (создавшей в 1996 г. версию системы для Windows под названием ACCEL EDA) и Protel International, которая в 2000 г. вернула системе первоначальное название P-CAD. Отечественные версии САПР на основе OrCAD под DOS имели не лицензионный характер с частичной русификацией. При полной русификации программ САПР необходимо не только сменить язык, но и стандарты оформления технической документации, графические стандарты на элементы и библиотеки элементов.
Такой уровень русификации возможен только при лицензионном доступе к исходным текстам программ, входящих в пакет САПР. В последние годы начато создание для OrCAD и P-CAD баз данных и программ выпуска документации согласно ЕСКД.
ч. в открытом для других приложений формате PDF.
В редакторе PartEdit также создается (изменяется существующее) изображение углового штампа в соответствие с ЕСКД и помещается в одну из существующих библиотек, например, библиотеку символов, или в новую, созданную для стандарта ЕСКД. Надписи в угловом штампе и все пояснительные надписи в схеме должны быть на русском языке. Аббревиатуры, названия элементов иностранного производства (для единообразия и отечественного тоже), символьные обозначения и обозначения функций могут быть англоязычными.
В лабораторном курсе изучается работа интегральных схем, представленных, в основном, корпусами типа DIP (Dual In Line package – корпус с двухрядным расположением выводов). При курсовом проектировании можно также ограничиться этим типом корпуса.Построение графа принципиальной электрической схемы радиоэлектронного средства
Министерство образования Республики Беларусь
Витебский государственный политехнический колледж
учреждения образования
«Витебский государственный технологический университет»
Методическая разработка учебного занятия по дисциплине
«Системы автоматизированного проектирования»
Тема: «ПоСТРОЕНИЕ ГРАФА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ»
(Практическая работа)
Тема учебной программы:
«Математическое моделирование конструкторского проектирования радиоэлектронных средств»
Разработал: Шандриков Анатолий Сергеевич,
преподаватель высшей квалификационной категории
2018
Рассмотрены вопросы организации учебного занятия по выполнению практической работы на тему «Построение графа принципиальной электрической схемы радиоэлектронного средства», предусмотренной учебными программами по учебной дисциплине «Системы автоматизированного проектирования» для обучающихся специальностям 2-40 01 01 «Программное обеспечение информационных технологий» специализации 2-40 01 01 31 «Программирование для САПР» и 2-39 02 32 «Проектирование и производство радиоэлектронных средств». Методическая разработка может быть полезна преподавателям специальных дисциплин, связанных с автоматизацией проектирования радиоэлектронных средств, а также широкому кругу заинтересованных лиц.
СОДЕРЖАНИЕ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА …………………………………………………… 4
КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЯ ……………………………………………………………. 6
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ……………………………………………9
ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………………………..13
ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ ГРАФА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО СРЕДСТВА ………. 14
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
При проектировании радиоэлектронных средств (РЭС) с многоуровневой конструктивной иерархией основным этапом конструирования является компоновка – процесс распределения элементов i-го уровня по элементам i+1 уровня конструктивной иерархии. Применительно к принципиальной электрической схеме изделия РЭС это означает распределение радиоэлектронных компонентов (РЭК), входящих в состав РЭС, по блокам и узлам вышестоящих иерархических уровней. На первом, самом низшем уровне конструктивной иерархии находятся РЭК – резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы и тому подобное, на втором – коммутационное поле (печатная плата – ПП), на третьем – блоки, в которых расположены ПП, соединённые между собой в соответствии с принципиальной электрической схемой и т.д.
Очевидно, что после компоновки предстоит выполнить размещение РЭК на ПП и трассировку соединений ПП, причём размещение и трассировка, в отличие от компоновки, выполняются многократно в зависимости от количества элементов, заданных для второго иерархического уровня РЭС. Таким образом, актуальность рассматриваемой темы заключается в том, что результат компоновки существенным образом влияет на качество решения задач размещения РЭК на ПП и трассировки соединений между ними. Оптимальный результат компоновки позволяет устранить противоречия между размещением РЭК и трассировкой соединений между ними, заложенные в алгоритмах решения этих задач, и, как результат, минимизировать количество итераций при размещении, слоёв ПП при трассировке, временные затраты на конструирование в целом и себестоимость спроектированного РЭС.
Для автоматизированного решения конструкторских задач с использованием электронно-вычислительных средств применяются формализованные методы и алгоритмы, легко поддающиеся программированию. По этой причине необходимо оперировать не с самими принципиальными электрическими схемами, а с их абстрактными математическими моделями. Наиболее приемлемой моделью принципиальной электрической схемы является граф вида G = (X, U), где X = {x1, x2, …, xn} – множество вершин графа; U = {u1, u2, …, um} – множество рёбер, соединяющих вершины графа друг с другом.
Для перехода от схем к графам используются следующие методы.
Первый метод – РЭК схемы заменяются вершинами графа, а связи между ними – рёбрами. Данный метод наиболее удобен для решения задач компоновки и размещения РЭК на поверхности ПП.
Второй метод – контакты РЭК заменяются вершинами графа, а связи между ними – рёбрами. Формально данный метод можно использовать для решения задач компоновки, но при этом резко возрастает количество вершин графа, что затрудняет обработку информации на ЭВМ. По этой причине данный метод используется только для решения задач трассировки соединений между контактными площадками посадочных мест РЭК.
Как следует из вышеизложенного, процесс построения графа принципиальной электрической схемы является самым ответственным этапом конструкторского проектирования РЭС, от которого зависит качество выполнения проектных работ на последующих этапах конструирования РЭС.
КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЯ
Тема программы: Математическое моделирование конструкторского проектирования радиоэлектронных средств
Тема занятия: Построение графа принципиальной электрической схемы
Цели занятия:
обучающая – формирование умений выполнять построение математической модели принципиальной электрической схемы конкретного радиоэлектронного средства (РЭС) в соответствии с индивидуальным заданием;
развивающая – развить навыки самостоятельного принятия технического решения о выборе оптимального варианта связывающих деревьев для подграфов электрических узлов и построения графа принципиальной электрической схемы РЭС;
воспитывающая – воспитание сознательного и серьёзного отношения учащихся к учебной дисциплине, уверенности в своих силах, потребности раскрыть потенциальные способности;
методическая – использование современных подходов к построению математических моделей принципиальных схем РЭС, реализация возможностей оптимизации учебного процесса и технологии сотрудничества на уроке.
Тип занятия: формирования умений и навыков, целевого применения усвоенных теоретических знаний.
Вид занятия: практическая работа.
Межпредметные связи: математика (раздел «Дискретная математика»), математическое моделирование, основы электроники и микроэлектроники, радиоэлектронные устройства, конструирование радиоэлектронных средств, информационные технологии.
Обеспечение занятия: методические указания по выполнению практической работы, индивидуальные задания, печатные платы узлов РЭС.
Содержание занятия
1. Организационный момент – 3 минуты. Преподаватель и студенты взаимно приветствуют друг друга. Староста называет фамилии отсутствующих, причины отсутствия, преподаватель фиксирует факт отсутствия учащихся в журнале учёта учебных занятий. Проверка внешнего состояния кабинета, подготовки учащихся к выполнению практической работы (наличие конспектов, рабочих тетрадей, письменных принадлежностей и чертёжных инструментов).
2. Актуализация опорных знаний – 10 минут. Осуществляется путём выборочного устного опроса по теме учебного занятия.
Примерные вопросы:
— для чего необходимо строить математические модели принципиальных электрических схем проектируемых РЭС?
— какой вид математической модели является наиболее подходящим для принципиальной электрической схемы?
— назовите методы построения графа принципиальной электрической схемы;
— на каких этапах конструирования используются графы, построенные первым и вторым методами?
— в какой последовательности осуществляется построение графа принципиальной электрической схемы?
На основании опроса учащихся преподаватель даёт краткую оценку качества усвоения теоретических знаний по теме занятия, обращает внимание на отдельные ошибки, неточности в ответах, на отдельные особенности конфигурации принципиальных электрических схем, которые часто вызывают затруднения в процессе построения подграфов электрических узлов схем.
3. Выполнение практической работы – 60 минут.
Учащимся выдаётся индивидуальное задание – принципиальная электрическая схема, для которой учащиеся должны сформировать математическую модель в виде графа G = (X, U), где X = {x1, x2, …, xn} – множество вершин графа;
U = {u1, u2, …, um} – множество рёбер, соединяющих вершины графа друг с другом. Преподаватель контролирует ход выполнения практической работы, отвечает на вопросы учащихся, поясняет ситуации, обусловленные конфигурацией принципиальной электрической схемы конкретного РЭС.
4. Подведение итогов – 12 минут. Преподаватель в целом оценивает результаты занятия плане достижения целей, проверяет и оценивает результаты выполнения практической работы.
5. Рефлексия – 3 минуты. Учащиеся сообщают преподавателю собственную оценку своих результатов выполнения практического задания, где будут применять усвоенные теоретические знания и полученные на занятии умения и навыки, какие ситуации вызывали затруднения при выполнении задания.
6. Задание на дом, краткие рекомендации по его подготовке, завершение занятия – 2 минуты.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Учебное занятие в виде практической работы проводится после проведения изучения нового материала на занятии в виде лекции.
Для проведения практической работы предусмотрено деление учебной группы на подгруппы. Это позволяет уделить больше времени индивидуальной работе с учащимися в процессе выполнения индивидуального практического задания.
При подготовке к проведению учебного занятия необходимо подобрать индивидуальные задания для учащихся. В качестве таких заданий целесообразно выбирать принципиальные электрические схемы РЭС, содержащих не более 12-16 РЭК, при этом желательно, чтобы РЭС было функционально законченным, например, зарядное устройство, мультивибратор, переключатель гирлянд и т.п.
Начинать занятие следует с постановки его целей. При этом необходимо напомнить учащимся этапы конструирования РЭС и виды математических моделей, применяемых для автоматизации выполнения конструкторских работ на каждом этапе конструирования.
Проверить качество усвоения учебного материала учащимися,
Практическая работа на тему «Построение графа принципиальной электрической схемы» открывает цикл практических работ по автоматизации проектирования РЭС на этапах компоновки, размещения РЭК на ПП и трассировки соединений ПП, поэтому очень важно акцентировать внимание учащихся на качество усвоения учебного материала учащимися и приобретение умений, первичных навыков самостоятельного формирования графа принципиальной электрической схемы РЭС. Необходимо пояснить учащимся, что результат компоновки РЭС является решающим фактором, определяющим качественное решение задач размещения РЭК на ПП, минимизации слоёв ПП, распределения соединений по слоям ПП и трассировки соединений в пределах каждого слоя.
Методические указания учащимся по выполнению практического задания должны содержать пошаговую инструкцию. Так учащимся будет легче выполнять задание и проще запомнить последовательность выполнения шагов. В пошаговой инструкции процесс построения графа принципиальной электрической схемы необходимо разбить на элементарные этапы, иллюстрируя каждый из них конкретными примерами, для чего целесообразно избрать следующую последовательность изложения материала.
1. В качестве иллюстрации представить учащимся принципиальную электрическую схему РЭС и проанализировать её: пояснить её функциональное назначение, необходимость компоновки. Пояснять принцип работы РЭС не нужно, так как это не отвечает целям учебного занятия. Рекомендуется обратить внимание учащихся на то обстоятельство, что если все РЭК проектируемого РЭС предполагается разместить на одной ПП, то компоновка как этап конструкторского проектирования не выполняется.
2. На схеме необходимо цифрами или буквами (латиницей или кириллицей) обозначить все узлы принципиальной электрической схемы РЭС. Следует обратить внимание следующие обстоятельства:
— в большинстве случаев не все учащиеся понимают подключение одного из контактов нескольких РЭК на корпус (или на «землю») как электрический узел, в котором соединяются эти контакты. Как пример, на рис. 1 в узле a (корпус) соединены резисторы R3, R5, конденсаторы C2, C5, C6, микросхема DA1;
— принципиальная электрическая схема РЭС может содержать соединители с различным количеством контактов и эти контакты для упрощения чтения схемы могут располагаться в различных местах листа. Многие учащиеся ввиду незначительного опыта идентифицируют эти контакты как самостоятельные РЭК, что непременно приводит к абсолютно неверному результату. Схема, представленная на рис. 1, содержит разъёмы X1 и X2 для подключения к источнику питания, микрофону и громкоговорителю. Контакты разъёмов пронумерованы. Необходимо пояснить учащимся, что соединение с конкретным контактом разъёма следует рассматривать как соединение с разъёмом.
Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема усилителя мощности
3. Для каждого электрического узла следует привести изображения полного подграфа этого узла и один из возможных вариантов связывающего дерева. При этом следует напомнить учащимся, для чего необходимо заменять полные подграфы связывающими деревьями и что любой выбранный вариант связывающего дерева будет правильным с точки зрения дискретной математики, но критерием качественного выполнения компоновки РЭС является минимум внешних связей между сформированными блоками, поэтому выбор варианта связывающего дерева не должен быть случайным. Если схема содержит РЭК, которые связаны между собой двумя связями (параллельное соединение), то при построении связывающего дерева необходимо сохранить связи между этими элементами в каждом развязанном узле. Пример: в принципиальной электрической схеме усилителя мощности конденсаторы C5 и C6 соединены параллельно в узлах a и f. Для минимизации внешних связей между блоками в процессе компоновки целесообразно, чтобы эти конденсаторы оказались в одном блоке, а для этого необходимо, чтобы в связывающих деревьях подграфов обоих узлов были сохранены связи между этими конденсаторами (рис. 2, 3).
Рисунок 2 – Связывающее дерево подграфа узла a
Рисунок 3 – Связывающее дерево подграфа узла f
При выборе случайного варианта связывающих деревьев для узлов a и f можно получить другие варианты, худшие из которых показаны на рис. 4, 5.
Рисунок 4 – Нежелательный вариант связывающего дерева подграфа узла a
Рисунок 5 – Нежелательный вариант связывающего дерева подграфа узла f
При выборе связывающих деревьев, представленных на рис. 4 и 5, конденсаторы C5 и C6 после компоновки окажутся в разных блоках и тогда после предстоящей компоновки количество внешних связей между блоками не будет минимальным.
Если вместо одного из конденсаторов будет катушка индуктивности, то такое РЭС после компоновки окажется неработоспособным, так как колебания в этом контуре будут затухать в проводах, соединяющих скомпонованные блоки.
Этого пояснения достаточно для понимания учащимися целесообразности анализировать возможные результаты выполнения предшествующих этапов конструирования РЭС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шандриков, А.С. Особенности построения графа принципиальной электрической схемы, влияющие на результаты компоновки РЭС [Текст] / А.С. Шандриков // Современная радиоэлектроника: научные исследования, подготовка кадров: материалы международной научно-практической конференции: в 3 ч. Ч 1, Минск, 20-21 апреля 2006 г. / Минский государственный высший радиотехнический колледж. – Мн.: 2006. – С. 354-358.
2. Шандриков, А.С. Построение математической модели принципиальной электрической схемы с учётом её конфигурации. [Текст] / А.С. Шандриков // Энциклопедический фонд России [Электрон. ресурс]. Режим доступа : http://www.russika.ru/sa.php?s=918.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ ГРАФА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО СРЕДСТВА
Процесс построения графа принципиальной электрической схемы РЭС рассмотрим на примере усилителя мощности, схема которого представлена на рис. 1.
1) Обозначить электрические узлы принципиальной электрической схемы.
2) Построить полные подграфы для каждого электрического узла.
3) Заменить полные подграфы электрических узлов связывающими деревьями. Для этого из каждого полного подграфа следует удалить «лишние» рёбра так, чтобы подграф оставался связным и не содержал ни одного цикла. Количество рёбер, которые нужно удалить, определяется цикломатическим числом полного подграфа по формуле
γ (G) = r – n + p,
где r – количество рёбер полного подграфа; n – количество вершин; p – компонента связности. Для полного подграфа компонента связности p = 1.
Результаты описанных действий представлены в табл. 1.
Таблица 1
Обозначение узлаПолные подграфы узлов
Цикломатическое число
Связывающее дерево
а
γ (Ga) = 15 – 6 + 1 = 10
b
γ (Gb) = 10 – 5 + 1 = 6
Окончание таблицы 1
c
γ (Gc) = 3 – 3 + 1 = 1
d
γ (Gd) = 3 – 3 + 1 = 1
e
γ (Ge) = 3 – 3 + 1 = 1
f
γ (Gf) = 3 – 3 + 1 = 1
4) Объединить полученные подграфы.
5) Провести связи между РЭК, последовательно соединёнными в ветвях схемы. Для рассматриваемого примера это связи между R1-C1, R2-C4 и C8-R5. В результате будет получен граф принципиальной электрической схемы, представленный на рис. 6.
Рисунок 6 – Граф принципиальной электрической схемы, представленной на рис.1
Altium Designer. Создание принципиальной схемы и разводка платы.
Продолжаются уроки по Altium Designer! В прошлой статье мы создали новый проект и добавили в него пустые файлы принципиальной электрической схемы и печатной платы. И вот настало время добавить в них что-нибудь полезное. Давайте по традиции помигаем диодиком 🙂 Для этого мы создадим схему, состоящую из источника питания, резистора, ну и, конечно же, светодиода, а затем займемся проектированием печатной платы.
Итак, создаем новый проект. Теперь добавим к нему файл схемы и печатной платы. Для этого жмем правой кнопкой на название проекта и в появившемся меню выбираем сначала Add new to project -> Schematic, а затем Add new to project -> PCB. В окне Project в левой части рабочего пространства к нашему проекту прицепились два файла.
Открываем файл схемы, сейчас мы будем добавлять туда элементы. И начнем мы, пожалуй, с резистора. В верхнем меню заходим в Place и выбираем Part. Через этот пункт меню мы будем добавлять на схему новые элементы. Все очень просто и логично! Появляется окно добавления компонента, жмем там на Choose и оказываемся прямо перед длинным перечнем доступных элементов. Выбираем там какой-нибудь из резисторов:
Компонент выбран, теперь можем поместить его в любое место схемы. Собственно, так и делаем 🙂 Аналогично добавляем в схему светодиод, найти его в библиотеке не составит трудностей. Последний штрих – добавим питание и землю – их находим на панели инструментов:
Ну что, все элементы готовы, осталось соединить и получим такую вот схему:
Вот и все, схема готова! Еще хочу отметить как вообще работать с принципиальной схемой:
- В отличие от большинства программ при прокрутке колесика мыши не происходит уменьшения/увеличения масштаба. Для масштабирования здесь надо зажать третью кнопку и только потом двигать мышью.
- А чтобы перемещаться в пределах документа надо зажать правую кнопку мыши.
Такие вот законы Altium’а 🙂
Немножко изменим схему – давайте вместо абстрактной земли и питания поставим конкретный разъем, ну, например, вот такой:
Схема теперь примет следующий вид:
По поводу схемы, пожалуй, все. А нет, не все 🙂 Altium не просто позволяет нарисовать схему, он же может ее и проверить. Для этого ее нужно откомпилировать, как бы непривычно это не звучало относительно электрической схемы!
Вот, смотрите, пример. Берем нашу схему, выделяем и копируем куда-нибудь рядом. Получается:
А теперь в окне проектов, жмем правой кнопкой на названии нашего файла схемы и выбираем первый пункт – Compile document… И вот, что получаем:
Altium выдает сообщения о том, что у нас компоненты повторяют друг друга (оно и понятно, мы же их сами и скопировали 🙂 ). Вот так вот выглядит механизм компиляции в Altium Designer. Конечно, мы пока многие подробности опускаем, ведь мы сейчас просто знакомимся с программой. Разумеется, можно рисовать принципиальные схемы любой сложности, резистором и диодом тут дело, конечно же, не ограничивается. А если нужного вам элемента нету в списке, то необходимо скачать дополнительную библиотеку, либо создать элемент вручную. Но об этом мы поговорим в следующий раз . А сейчас давайте займемся проектированием печатной платы для нашего примера.
Итак, у нас есть схема и пустая печатная плата. В первую очередь надо, чтобы элементы со схемы перекочевали на плату. Ищем сверху пункт меню Design и выбираем там Update PCB document… В появившемся окне нужно нажать на Validate Changes и затем на Execute Changes. Если все правильно, то увидим набор зеленых галочек:
Открываем файл печатной платы и сразу же видим изменения:
Снизу появилась красная область с нашими элементами, перенесем ее в центр рабочего пространства и увеличим:
Ну все, осталось только соединить элементы. Что и с чем соединять понятно – все площадки, которые нужно соединить дорожками, соединены тонкими линиями. Проводим дорожки и получаем:
Получили мы нашу плату, все соединено правильно, все довольны 🙂 Конечно же, мы использовали лишь малую часть возможностей Altium’а, но нашей целью ведь было познакомиться с программой в целом, с интерфейсом. Так что считаем, что цель достигнута! Да и, по большому счету, для разведения небольших платок, в принципе, ничего особенного то и не понадобится – рисуем схему – переносим элементы на плату и соединяем их дорожками, вот и все. Если возникли какие-либо вопросы, пишите, будем разбираться вместе!
Разработка сложных электронных схем | 18+ лет Опыт работы
Услуги по проектированию схем, предлагаемые TronicsZone
TronicsZone — ведущая компания, предоставляющая профессиональные услуги по проектированию электронных схем с 2003 года. У нас есть опыт в обеспечении широкого спектра проектирования электронных схем. Схемы, разработанные TronicsZone, известны своей надежностью и рентабельностью с сотнями успешно выполненных схемотехнических схем.
В первую очередь мы предлагаем следующие виды услуг схемотехники:
Проектирование аналоговых схем
Аналоговые схемы обычно состоят из основных строительных блоков, таких как диоды, транзисторы, трансформаторы, операционные усилители (операционные усилители) и пассивные компоненты.Самый большой фактор, который отождествляется с аналоговой схемой, — это отсутствие «часов», которые заставляют схемы функционировать. Аналоговые схемы также образуют интерфейс для нескольких сложных инструкций по анализу данных, тестированию и измерениям в форме преобразования сигналов, фильтрации, усиления и драйверов для аналоговых сигналов.
Распространенными примерами аналоговых схем являются усилители и фильтры. Аналоговые схемы также могут быть разработаны для выполнения математических функций, таких как сложение, вычитание, умножение, деление и т. Д.
TronicsZone имеет большой опыт и знания в области проектирования сложных аналоговых схем. Мы занимаемся разработкой многих высокотехнологичных контрольно-измерительных приборов, где проектирование надежных аналоговых схем, которые являются точными и точными, поскольку интерфейсная часть является основной целью всей схемы. Хотя количество аналоговых схем сокращается из-за оцифровки электронных схем, TronicsZone также преуспевает в разработке аналоговых схем.
Проектирование цифровых схем
Цифровые схемы — это схемы, которые работают на базовых уровнях нулей и единиц (дискретные значения).Таким образом, входные и выходные сигналы цифровой схемы почти всегда имеют конечное число уровней напряжения (называемых ВЫСОКИМ или НИЗКИМ). Распространенными примерами цифровых схем являются таймеры, счетчики и конечные автоматы.
Цифровые схемы обычно составляют часть общей сложной конструкции печатной платы с точки зрения логических вентилей и конечных автоматов (FSM). Иногда использование нескольких логических элементов и микросхем FSM было бы экономичнее и проще, чем сложные микроконтроллерные системы. TronicsZone имеет опыт в том, чтобы сделать этот важный выбор и избежать излишнего дизайна для простых цифровых систем.
Проектирование смешанной схемы
Редко бывает схемотехника чисто аналоговая или чисто цифровая. В большинстве случаев схемотехника, помимо основных, состоит как из аналоговых, так и из цифровых схем. Такой контур называется смешанным контуром. В такой конструкции часто очень важно логически разделить аналоговую и цифровую секции, чтобы уменьшить шум и улучшить производительность.
Огромный процент современных схем требует смешанных схем, в которых используются как аналоговая, так и цифровая части.В Tronicszone мы создали огромное количество успешных схем, использующих концепцию смешанных сигналов, и будем продолжать это делать.
Схема микроконтроллера
Микроконтроллер — это интегральная схема, которую можно запрограммировать для выполнения различных задач. Это недорогой чип, который можно запрограммировать на выполнение предоставленных инструкций. Он изначально цифровой, но многие современные микроконтроллеры также включают аналоговые схемы, такие как усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), компараторы и так далее.В наше время микроконтроллеры обычно используются почти во всех мыслимых электронных продуктах. Область инженерии под названием «Проектирование встроенных систем» занимается проектированием электронных продуктов с использованием микроконтроллеров.
TronicsZone овладел искусством проектирования схем на основе микроконтроллеров. Мы работали над всеми мыслимыми технологиями микроконтроллеров и всегда были в курсе предстоящих разработок. Мы хорошо вооружены всеми современными инструментами, чтобы взяться за такой дизайн.
СхемаFPGA
FPGA означает «Программируемые пользователем вентильные матрицы». Это тип цифровой схемы, но она может быть настроена пользователем на аппаратном уровне, вместо того, чтобы иметь набор инструкций, выполняющих и сообщающих ему, что делать (например, микроконтроллер). Он имеет массив логических блоков, которые можно настроить так, как пользователь хочет, чтобы схема работала.
Выбор микроконтроллера или ПЛИС в схемотехнике — непростое решение. Использование FPGA было бы легкой задачей для высокопроизводительных систем, таких как несколько высокотехнологичных медицинских, оборонных и аэрокосмических приложений.Гибкость, с которой схема FPGA может быть перепрограммирована и перепрофилирована, является ее самым большим преимуществом.
В TronicsZone мы разработали множество успешных проектов, основанных на популярных ПЛИС. У нас есть весь опыт и необходимые программные / аппаратные инструменты, чтобы успешно реализовать даже самые сложные проекты на основе ПЛИС.
Основы проектирования и анализа электронных схем
Электронные схемы состоят из дискретных схемных компонентов (например,g., конденсаторы, катушки индуктивности и резисторы), которые все соединены между собой на макетной плате или печатной плате (PCB).
В этой статье обсуждаются основные концепции проектирования и анализа схем. Но сначала давайте взглянем на основные элементы схемы.
Основные элементы схемы
На высоком уровне электронные схемы состоят из трех элементов:
Источник питания: подает питание переменного или постоянного тока на цепь
Проводник: среда, по которой электричество течет от источника к нагрузке
Нагрузка: любой элемент, потребляющий или рассеивающий энергию.На практике электрические нагрузки могут относиться к различным компонентам на макетной плате или печатной плате.
Печатные чертежи принципиальных электрических схем.
Цепи переменного и постоянного тока
В зависимости от типа источника питания цепи могут быть переменного или постоянного тока. Источник питания в цепи переменного тока подает периодически реверсивный ток, графически изображенный в виде синусоидальной формы волны, в то время как цепи постоянного тока имеют однонаправленный ток с чистой синусоидальной формой волны.Цепи переменного тока используются в приложениях большой мощности, таких как электродвигатели и сети передачи энергии, в то время как цепи постоянного тока обычно используются в приложениях с низким энергопотреблением, таких как портативная электроника и системы управления батареями (BMS).
Аналоговые и цифровые схемы
Аналоговые схемы — это электронные системы, в которых ток и напряжение непрерывно меняются во времени, то есть они передают информацию в виде изменяющихся во времени непрерывных сигналов. Аналоговые схемы бывают одного из двух типов — активные или пассивные.Активные схемы содержат активные компоненты, такие как транзисторы и диоды, в то время как пассивные схемы содержат пассивные компоненты, такие как резисторы и катушки индуктивности. Аналоговые сигналы обычно используются для использования в медицинских целях, например, для сигналов электрокардиограммы (ЭКГ).
Цифровые схемы используют цифровые сигналы, состоящие из двух дискретных уровней. Оба уровня представляют разные «состояния», такие как 1/0, ВКЛ / ВЫКЛ или Истина / Ложь. Они часто содержат транзисторы, которые создают логические вентили с использованием логической логики.Логические вентили — это строительные блоки интегральных схем (ИС), используемых в современных электронных устройствах, таких как ноутбуки, смартфоны и бытовая техника.
Разработка принципиальной схемы
Схемы электрических цепей — это символические изображения электрических цепей, которые можно нарисовать на бумаге или в цифровой форме (с использованием программного обеспечения для проектирования печатных плат, такого как EasyEDA). На принципиальной схеме показаны различные компоненты (с использованием стандартных электронных символов) и их взаимосвязи.Эти дизайны обычно располагаются слева направо на странице.
Чтобы разработать принципиальную схему с помощью программного обеспечения для печатной платы, вы можете начать с базового шаблона схемы. На панели в приложении (которая может быть обозначена как «символы» или «инструменты») вы можете выбирать из множества электронных компонентов, таких как конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы и многое другое. При необходимости выберите и разместите компоненты в различных точках схемы и соедините их соединительными линиями. Вы также можете усложнить свои схемы, создав дополнительные слои с помощью схем этажей печатных плат.
Крупный план следов цепи на готовой печатной плате.
Тестирование и проверка
В программной среде печатной платы вы можете тестировать свои конструкции, регулируя различные параметры схемы, такие как подача постоянного или переменного тока на элемент или изменение номиналов резисторов. Если ваш проект точен, система должна работать, как задумано, и выдавать результат, аналогичный тому, который вы получили бы при расчетах.
Для устранения проблем с электричеством (проверка) вы можете проверить наличие ошибок в своей конструкции, запустив программу проверки электрических правил (ERC).Для решения проблем проектирования в большинстве программных инструментов есть средство проверки правил проектирования (DRC). DRC проверяет, соответствует ли ваш проект геометрическим ограничениям целевой печатной платы. Например, он проверяет минимальную ширину дорожек, расстояние между дорожками, контактными площадками и сквозными отверстиями, а также проверяет, что заземление аналоговой и цифровой схемы разделено. Когда ваша схема будет завершена, вы можете преобразовать ее в компоновку для изготовления окончательной печатной платы.
Анализ электрических цепей
Анализ цепи — это процесс определения напряжений и токов в каждом элементе электронной схемы.Целью этого является решение проблем в электрических цепях с использованием установленной системы уравнений. Двумя популярными методами анализа цепей являются метод узлового напряжения и метод тока сетки. Оба полагаются на законы Кирхгофа и Ома.
Метод напряжения узла
Метод узлового напряжения (также известный как узловой анализ) использует закон Кирхгофа и закон Ома для определения напряжений между узлами (точками в цепи, в которых соединяются два или более элемента).
Согласно закону Ома, величина тока, протекающего через любые две точки в электронной цепи, прямо пропорциональна разности потенциалов (также известной как ЭДС) между двумя точками.Математически это выражается как V = I / R (где v — напряжение в вольтах, I — ток в амперах, а R — сопротивление в Ом).
Текущий закон Кирхгофа (KCL) гласит, что ток, текущий в узел и из узла в любой момент времени, эквивалентен. Математически это выражается как IOUT = IIN или — IOUT + IIN = 0.
Основные этапы узлового анализа включают:
Выбор опорного (или заземляющего) узла и определение его значения как 0 В
Использование обозначений, таких как узлы a, b, c и т. Д.для определения всех остальных узловых напряжений
Использование KCL для определения узловых напряжений в цепи
Решение узловых токов по закону Ома
Электронные схемы — это тонкая «электростанция» всех современных устройств и оборудования. Кредит изображения: Pixabay.
Метод течения сетки
Метод узлового напряжения использует закон напряжения Кирхгофа (KVL), чтобы найти значение тока, протекающего по петлям в цепи.KVL утверждает, что алгебраическая сумма всех напряжений в контуре равна нулю. Математически KVL можно выразить как ∑ (I1 + I2 + I3) = 0.
Текущий метод сетки основан на концепции петель и сеток. Петля — это любая замкнутая область вокруг цепи, начинающаяся от вывода любого компонента, вокруг соединенных элементов и обратно до начальной точки. Сетка — это петля, не содержащая другой петли.
Чтобы найти токи, протекающие по петлям, с помощью метода тока сетки:
Найдите сетки внутри схемы
Назначьте текущие обозначения каждой сетке, работая по часовой стрелке или против часовой стрелки
Напишите уравнения КВЛ для каждой сетки
По полученным уравнениям вычислите токи в сетке.
Электронные схемы различной сложности присутствуют во всех видах оборудования или устройств, улучшающих качество жизни человека. Роль инженеров-электриков заключается в проектировании и анализе этих цепей, где бы они ни находились, чтобы обеспечить нормальные условия работы и минимальное время простоя.
Руководство по проектированию электронных схем для начинающих — простая схема
Схема простого электронного переключателя
Чтобы начать с основ электроники, мы рассмотрим очень простую схему, основанную на переключателе, который может включать и выключать свет.Хорошо, это может быть не совсем то, чего вы надеетесь достичь с точки зрения создания новейшего электронного устройства с компьютерным управлением, но это произойдет немного позже. На данный момент нам нужно взглянуть на основы и научиться ходить, прежде чем мы сможем бегать.
Во-первых, вот некоторые основы электричества и того, как оно работает. Я свел это к минимуму, чтобы мы могли приступить к созданию нашей первой схемы.
Электричество, электрический ток и электроны
Все мы знаем об электричестве как об энергии, которая заставляет наш свет сиять, питает телевизор и за которую энергетические компании любят взимать с нас большие деньги, но чтобы понять электронику, нам нужно посмотреть, что такое электричество.По сути, электричество — это поток заряда. Отрицательно заряженные электроны обычно вращаются вокруг атома, электроны во внешней оболочке известны как валентные электроны. При приложении соответствующей силы некоторые из них могут вырваться наружу, создавая электрический заряд. Эти электроны летают по цепи. Электроны всегда текут по полной цепи, и им нужно вернуться туда, откуда они начали (например, аккумулятор или другой источник электричества).
Это слишком упрощенно, но с точки зрения проектирования электронных схем (а не проектирования самих компонентов) вам в данный момент не нужно углубляться.
Проводники и изоляторы
Электроны (например, электричество) могут проходить через одни материалы намного легче, чем через другие. Провода, соединяющие электрическую сеть с сетевым электроприбором, обычно сделаны из меди, так как это позволяет электронам очень легко проходить, но чтобы избежать поражения электрическим током каждый раз, когда вы касаетесь провода питания, медный провод покрыт пластиковым покрытием, которое сопротивляется поток электронов.
Материалы, которые позволяют электронам легко перемещаться, называются проводниками, а те, которые препятствуют перемещению электронов, называются изоляторами.Именно эти свойства позволяют нам контролировать, где разрешено пропускать электричество, и иметь возможность включать и выключать устройства. Изолирующие свойства материала будут различаться в зависимости от материала и толщины, поэтому всегда следует использовать соответствующий изолятор при работе с электричеством, особенно с сетевым электричеством (см. Раздел по электробезопасности).
Некоторые общие проводники и изоляторы перечислены в следующей таблице:
| Проводник | Изолятор | ||
|---|---|---|---|
| Медный провод | Большинство пластиков | ||
| Другие металлы | Сухое дерево | ||
| Водопроводная / дождевая вода * | Стекло и керамика | Воздух |
Обратите внимание, что я конкретно упоминаю водопроводную и дождевую воду, а не просто воду.Чистая дистиллированная вода на самом деле является изолятором, но примеси в большей части воды превращают ее в проводник. Никогда не используйте оборудование, работающее от электросети, рядом с водой или на улице под дождем, если только оборудование не предназначено для этой цели (см. Раздел по электробезопасности).
Существует еще один тип материала, называемый полупроводником, свойства которого могут меняться от изолятора к проводнику при определенных условиях. Полупроводники будут рассмотрены более подробно позже, когда мы перейдем к активным компонентам.
Полный контур
Это пример реальной схемы, используемой в фонариках с батарейным питанием.
Для работы любой электронной схемы должна быть полная цепь. Это означает, что должно быть соединение из проводящего материала, которое идет по кругу от одной клеммы батареи через оборудование, а затем обратно к другой клемме батареи. Если в какой-либо точке есть разрыв, значит, у нас есть воздух, который является плохим проводником, и в результате ничего не произойдет.
Так работает переключатель.
Когда переключатель находится в разомкнутом положении, это создает разрыв цепи, и свет выключается. Когда переключатель замкнут, металлические контакты внутри переключателя соединяются и замыкают цепь.
Принципиальная схема
Изображение, которое вы видите, называется принципиальной схемой или схематической диаграммой. Это стандартный способ показать электронную схему, чтобы вы могли увидеть, как она должна работать.У каждого компонента есть собственный символ, указывающий на его функцию. В справочном разделе по электронике есть несколько различных символов схем электронных компонентов. Символ слева обозначает батарею, вверху есть символ переключателя, а справа кружок с крестом в нем обозначает лампу (или индикаторную лампу).
Обратите внимание, что при создании схемы часто имеется схема компоновки компонентов, которая показывает, как компоненты устанавливаются на печатную плату.Это полезно, если вы создаете копию схемы, которая уже была спроектирована, но именно схема (принципиальная схема) наиболее полезна для понимания того, как и почему схема работает именно так.
К сожалению, принципиальные схемы / схемы не всегда выглядят точно так же, поскольку в используемых схемах есть различия в зависимости от региона и предпочтений. Например, резистор в обозначениях цепи IEC показан в виде прямоугольника, но в США резистор обычно отображается в виде зигзагообразной линии.В большинстве случаев различия незначительны, и все еще можно распознать символ, даже если он не тот, с которым вы знакомы, но в худшем случае это обычно означает, что есть пара дополнительных символов, которые нужно запомнить / найти.
Изображение переключателя не является частью принципиальной схемы, но предоставляется как средство взаимодействия со схемой. Кроме того, принципиальные схемы обычно статичны, и символ переключателя обычно не переходит в закрытое положение, а цвет лампы не меняется.
База знаний NASA SSRI | Детальное проектирование и анализ> Электрооборудование> Схема
Помогите расширить базу знаний! Пожалуйста, внесите свой вклад, оценив ресурсы и предоставив рекомендации и отзывы внизу страницы этой темы.
В этом разделе рассматривается надежная электрическая схема для космических полетов. Спутниковая электроника подвергается воздействию суровых условий космоса, что создает уникальные проблемы для создания надежных схем.К этим проблемам относятся вариации параметров, экстремальные температуры, старение, радиационные эффекты и режимы краевых ошибок. Все эти факторы необходимо учитывать при проектировании систем, которые во многих случаях будут работать без перебоев в течение многих лет.
Ресурсы по этой теме — это в первую очередь программные инструменты для сбора электрических схем и рекомендаций по заземлению, смягчению радиационных эффектов, отказоустойчивости, высокому напряжению и другим элементам схемотехники для космических полетов.
Этот интерактивный программный онлайн-инструмент предлагает пошаговое руководство по определению радиационных рисков, которые … применить с учетом набора простых входных данных от пользователя. Команды Smallsat могут разработать кривые дозы и глубины и графики эффектов единичных событий (SEE) на основе орбиты и других входных параметров. Кроме того, R-GENTIC предоставляет консультации по проектированию электроники и программного обеспечения / прошивки для обеспечения устойчивости к излучению в указанной среде. более
Этот бесплатный пакет автоматизации электронного проектирования (EDA) с открытым исходным кодом можно использовать для создания схем, распечатанных … макет печатной платы (PCB) и 3D-моделирование готовой печатной платы. Этот пакет включает в себя дополнительные инструменты проектирования для разработки инженерных чертежей, расчета различных показателей компонентов и плагины для интеграции со сторонними инструментами. более
Темп
Программный инструмент
Altium
Altium Designer — это программный инструмент, охватывающий весь процесс разработки печатной платы — от схемы до схемы. … захват в сборку. Altium — это мощный инструмент, который подходит для сложных проектов и включает функции, сопоставимые с предложениями Cadence (OrCAD и Allegro) для проектирования электроники. более
Темп
Программный инструмент
Autodesk
Autodesk Eagle — это программный инструмент для электронного проектирования и верстки.Обратитесь на их сайт … для получения дополнительной информации или бесплатного скачивания для любителей. более
Добавить первую оценку
Белая книга
НАСА
Это руководство по проектированию предназначено для предоставления информации и методов снижения представленных опасностей. … путем подключения и отключения электрических разъемов на космическом корабле. Замыкание — это «отключение питания от схемы до отключения / сопряжения интерфейса схемы». В этом руководстве рассматриваются существующие требования НАСА (примерно 2002 г.) и причины неприемлемости. более
Добавить первую оценку
Белая книга
Christian Poivey et al.
Эти слайды описывают суровую радиационную среду в космосе и связанные с ней технические проблемы. … В нем также представлены различные методы проектирования для смягчения и планирования этих проблем. На слайдах представлена полезная графика для понимания влияния этих радиационных эффектов на электрическую конструкцию. более
Добавить первую оценку
Белая книга
НАСА
Для некоторых распространенных типов космических инструментов требуется высокое напряжение.Сбои из-за высокого напряжения обычно … вызвано незначительной электронной конструкцией и проблемами с электрической изоляцией. Это руководство по проектированию содержит ценные советы по предотвращению этих потенциально опасных отказов из-за высокого напряжения. более
Добавить первую оценку
Белая книга
Аналоговые устройства
Эта статья состоит из нескольких частей, в которых обсуждается именно то, что говорится в заголовке.Он покрывает суровые космические условия … и проблемы, которые он ставит перед разработчиками электроники. В нем также обсуждаются технологические тенденции и усилия Analog Devices в этой области. более
Добавить первую оценку
Артикул
.Проектирование и анализ электронных схем для космоса
Эта статья включает в себя различные материалы, касающиеся электрического проектирования и космического излучения. … среда. SEE, TID и ELDRS обсуждаются довольно подробно перед тем, как будут приведены два примера дизайна. Эти примеры демонстрируют подходы к проектированию для борьбы с этими радиационными эффектами. более
Добавить первую оценку
Белая книга
НАСА
Хорошее электрическое заземление космического корабля — неотъемлемая часть успеха миссии.В этом справочнике описывается … варианты архитектуры заземления космического аппарата на системном уровне с целью уменьшения электромагнитных помех и нежелательного электрического взаимодействия между компонентами и / или подсистемами. более
Добавить первую оценку
Белая книга
НАСА
Сложная электроника — это «программируемые и проектируемые сложные интегральные схемы.»Примеры этих … включают, но не ограничиваются, FPGA, CPLD, ASIC и SoC. В этом справочнике представлен обзор устройств FPGA, CPLD, ASIC и SoC, их проектирования и программирования, а также мероприятий по обеспечению и проверке для них. Он также охватывает тенденции в дизайне и обеспечении этих сложных устройств. Этот документ исходит из традиционной точки зрения высокой надежности, но целевая аудитория и уровень детализации делают его хорошим введением в задачи проектирования, обеспечения и проверки.Раздел 3 содержит полезный глоссарий терминов. более
Добавить первую оценку
Артикул
.EDN.com
Это хорошо написанная статья, в которой подробно рассматриваются некоторые важные тенденции в космической электронике и многое другое. … космическая отрасль в целом. Это хорошая вводная статья, подходящая как для технических, так и для нетехнических читателей. более
Добавить первую оценку
Программный инструмент
Системы дизайна Cadence
OrCAD Capture — это набор инструментов для проектирования схем печатных плат.Его можно использовать с другим программным обеспечением Cadence. … инструмент Allegro PCB Designer для разводки печатных плат. OrCAD Capture — мощный инструмент, подходящий для сложных задач проектирования. более
Добавить первую оценку
Белая книга
НАСА
Этот урок НАСА кратко описывает передовой опыт и рекомендации по проектированию и производству космического пространства. … источники питания для полета для повышения надежности и уменьшения количества отказов компонентов. Особое внимание уделяется коронному разряду. более
Добавить первую оценку
Программный инструмент
LibrePCB
Это бесплатный программный инструмент с открытым исходным кодом для создания схем и разводки плат.По сравнению с другими бесплатными … инструменты, LibrePCB фокусируется на простом управлении библиотекой компонентов и контроле версий. Однако он менее мощный и поэтому не подходит для сложных конструкций. более
Добавить первую оценку
Стандартный
НАСА
Этот стандарт НАСА предоставляет подробную информацию о требованиях и рекомендациях по конструкции и … разработка печатных плат повышенной надежности (PCB). Предоставляются различные сертификаты для проектировщиков печатных плат и визуальных инспекторов, а также дополнительные ресурсы для стандартов и примеров печатных плат. более
Спасибо! Ваш отзыв был отправлен в команду Базы знаний SSRI.
Что-то пошло не так с вашим представлением. Обновите страницу и попробуйте еще раз.
5 шагов для проектирования электронных схем
Опубликовано пятница, июн.4 января 2021 г., 11:04
Присоединяйтесь к более чем 100 000 подписчиков AFP на Facebook
Приобрести подписку на AFP
Подпишитесь на подкасты AFP в iTunes и Spotify
Новости, пресс-релизы, письма в редакцию: [email protected]
Рекламные запросы: [email protected]
(© Matteo G. — stock.adobe.com)Электрические и электронные схемы окружают нас. Электронные схемы есть везде, от наших мобильных телефонов до систем безопасности.
Проектирование схемы следует поэтапной процедуре. В большинстве случаев вам, возможно, придется отступить от некоторых шагов, чтобы достичь желаемого результата. Следующие шаги — это некоторые основные шаги, необходимые для успешного проектирования схемы.
Прежде чем углубляться в схемотехнику, необходимо знать назначение схемы. В этом вам помогут следующие вопросы:
- Какие входы? Это аналоговые или цифровые?
- Какие выходы?
- Нужны ли мне дополнительные блоки, такие как усиление, фильтрация, переключение и т. Д.?
- Требуется ли микроконтроллер для обработки цифровых сигналов?
Вы можете нарисовать схему на бумаге и определить, какие компоненты вам нужны. Для этого вы должны иметь глубокие знания и понимание конструкции электронных схем и различных компонентов, необходимых для построения схемы. Вы также должны знать поведение компонентов при различных входных данных. Эти компоненты включают резисторы, транзисторы, операционные усилители и т. Д.
Следующий шаг включает разработку схемы в программном обеспечении.Существуют различные программные инструменты. В промышленности используются Eagle, Altium и другие. Однако в академических кругах популярное программное обеспечение для проектирования схем включает Proteus, Cadence OrCAD, MATLAB, Multisim и т. Д.
После разработки схемы смоделируйте ее и проверьте, соответствуют ли выходной сигнал и отклик тому, что вам нужно. Скорее всего, вы потратите большую часть времени на этом этапе, совершенствуя схему в соответствии с желаемым выходным сигналом.
Этот шаг является итеративным. Возможно, вам придется вернуться к принципиальной схеме и настроить ее, чтобы получить желаемый результат.
Прежде чем вы сможете приступить к реализации оборудования, вам необходимо определить, доступны ли компоненты, которые вы использовали в программном обеспечении, в оборудовании или нет. Для этого вам нужно будет тщательно изучить руководство пользователя компонентов схемы. Проверьте номинальную мощность и другие характеристики. Вы можете использовать макетную плату, чтобы собрать электронную схему. В дополнение к этому, вы должны учитывать защиту цепи во время реализации схемы.
Вы можете просмотреть выходной сигнал вашего оборудования на осциллографе, чтобы определить, соответствует ли он вашим требованиям.Осциллограф позволяет делать снимки экрана, давать им имена и сохранять на USB. Если аппаратная реализация прошла успешно, переходите к следующему шагу.
После успешного проектирования оборудования вы готовы создавать свою схему. Аппаратная реализация на макетной плате и проводах не только сбивает с толку, но и трудна для тестирования. Кроме того, провода могут запутаться и испортить цепь.
Чтобы этого избежать, у вас должна быть печатная плата для схемы. Большая часть программного обеспечения автоматически предоставляет печатную плату при проектировании схемы для схемы.Следовательно, вы можете распечатать дизайн и попросить дизайнера печатной платы сделать печатную плату для вас. После этого нужно припаять провода к плате. Подключите его ко входу и выходу. Если схема работает в соответствии с вашими требованиями, у вас есть удачная схема.
Один из основных этапов проверки правильности схемы — тестирование. К схеме применяются различные входы, чтобы гарантировать получение желаемого выходного сигнала. Если вывод неверен, возможно, вам придется заново спроектировать схему и начать с нуля.
Для серийного производства электронной схемы тестирование является жизненно важным этапом. Для этого вы можете заказать его у инженеров, которые предлагают услуги по проектированию электроники на заказ.
Проектирование электронной схемы включает несколько этапов, каждый из которых важен. Эти этапы следуют процессу проектирования, чтобы все прошло гладко. Следуйте этим основным шагам для проектирования схем.
СвязанныеИскусство и практика проектирования электронных схем | Схемы и системы
Тема этого нового учебника — практический элемент проектирования электронных схем.Д-р О’Делл, признавая важность теоретических знаний, на основе своего многолетнего опыта преподавания создал книгу, в которой особое внимание уделяется обучению через практическую деятельность. Однако конструирование схем — это нечто большее, чем хорошая теоретическая основа, соединенная с самой конструкцией. Откуда берутся новые идеи схем? Это тема первой главы, и обсуждение продолжается в следующих восьми главах, в которых рассматриваются высокочастотные и низкочастотные схемы малых сигналов, оптоэлектронные схемы, цифровые схемы, генераторы, транслинейные схемы и усилители мощности.В каждой главе подробно описывается одна или несколько экспериментальных схем, которые читатель может построить, всего тринадцать проектных упражнений. В последней главе делаются некоторые выводы о фундаментальной проблеме проектирования в свете схем, рассмотренных в книге. Книга предназначена для использования вместе с основным текстом по теоретическим основам проектирования электронных схем. Он написан не только для студентов, изучающих электронную инженерию, но и для гораздо более широкого круга читателей в области естественных и мягких наук, в промышленности или образовании, которые имеют доступ к простой лаборатории электроники.
Отзывы клиентов
25 марта 2014 г., Amar14
Это очень полезно в эпоху проектирования электронных схем. специально для новичков
Отзыв не размещен из-за ненормативной лексики
×Подробная информация о продукте
- Дата публикации: сентябрь 1988 г.
- формат: Мягкая обложка
- isbn: 9780521358583
- длина: 184 страницы
- размеры: 229 x 152 x 11 мм
- вес: 0.28кг
- наличие: в наличии
Содержание
Предисловие
1. Что такое дизайн?
2. Высокочастотные полосовые усилители
3. Операционные усилители
4. Операционные усилители
5. Усилитель фотодикот
6. Цифровые схемы
7. Синусоидальные генераторы
8. Транслинейные схемы
9. Усилители мощности
10. Теория и практика
Примечания
Приложение
Авторский указатель
Тематический указатель.
Автор
Томас Генри О’Делл
Электротехника Проектирование схем и производство электронных продуктов
Комплексная электротехника — Проектирование схем
Электро / механическая упаковка, твердотельное моделирование и документация
Электромагнитная совместимость (ЭМС) Безопасность, проектирование, анализ и тестирование продукции
ПЛК — Проектирование, создание, программирование и тестирование программируемой логической системы управления
Nelson Design Services предоставляет комплексные инженерные услуги по проектированию и разработке продуктов на основе электроники, включая электротехнику, проектирование схем, захват схем, электро / механическую упаковку электроники, макеты проектирования печатных плат, услуги анализа и тестирования электромагнитной совместимости, а также как изготовление «под ключ» от прототипов до серийного производства.
Полная электротехника — Услуги по проектированию схем
Цифровой микропроцессор
- Высокоскоростная конструкция
- Конструкция микропроцессора
- Дизайн памяти
- Технология Eprom и Flash
- Телекоммуникации
- Видео и аудио
- Размещение / замена деталей.
(часто требуется частичное изменение схемы)
Аналоговая электроника
- Прецизионная обработка звуковых и ультразвуковых сигналов с низким уровнем шума
- Инструментальный усилитель и сглаживающий фильтр для сбора данных
RF / Силовая электроника
- Вакуумные ламповые усилители мощности, использующие
- Триоды, тетроды, лампы бегущей волны,
- Индуктивные выходные трубки (клистроды)
Проектирование силовой электроники
- Импульсные источники питания Инверторы и усилители / модуляторы
- Широкополосные линейные регуляторы
- Анализ устойчивости контура обратной связи
- Магнитный дизайн (трансформаторы, индукторы)
- Схема коррекции коэффициента мощности
- Выбор топологии преобразователя мощности
Статистический анализ
- Анализ чувствительности
- Анализ наихудшего случая
- Анализ квадратов корневой суммы
Анализ надежности
- Среднее время наработки на отказ
- Основная причина Отказ
- Анализ напряжений компонентов
NELSON DESIGN SERVICES — Услуги в области электротехники и проектирования печатных плат
После качественного проектирования электрической цепи и идеальной компоновки печатной платы NDS продолжит предоставлять тот же уровень опыта в упаковке и документации вашего продукта или системы.
Электро / механическая упаковка, твердотельное моделирование
Услуги полного проектирования и документации
NELSON DESIGN SERVICES — Трехмерное твердотельное моделирование — Система ферментации фармацевтических препаратов
Nelson Design Services создаст трехмерную твердотельную модель с использованием Solid Works или программного обеспечения Solid Edge для обеспечения идеальной подгонки и создания полного набора чертежей документации для изготовления и производства вашего продукта.
Чтобы узнать больше об этом проекте, загляните в наш блог о портфолио
Детальные чертежи, сборочные чертежи для полной системной документации
| |
|
Электромагнитная совместимость (ЭМС) Услуги по безопасности, проектированию, анализу и тестированию продукции
NELSON DESIGN SERVICES — EMI / EMC, услуги проектирования и тестирования
Nelson Design Services предлагает широкий спектр услуг в области контроля электромагнитных помех и безопасности продукции.От конструкции корпуса и компоновки печатной платы до испытаний на соответствие внутренним (FCC, FDA) и международным нормам (маркировка CE, директивы по электромагнитной совместимости и низковольтному оборудованию), а также до подготовки файлов технической конструкции, консультационных услуг и обследований объекта.
Список возможностей тестирования ЭМС
| Тип испытания | Соответствующие стандарты | |
|---|---|---|
| Излучение | EN55022, EN55011, FCC, ETC. | |
| Наведенные выбросы | EN55022, EN55011, FCC, ETC. | |
| ESD | EN61000-4-2 | |
| Иммунитет к излучению | EN61000-4-3 | |
| Быстрые переходные процессы | EN61000-4-4 | |
| Быстрые скачки напряжения в сети | EN61000-4-5 | |
| Наведенные помехи | EN61000-4-6 | |
| Магнитное поле промышленной частоты | EN61000-4-8 | |
| Специальный тест при 400 А / метр | ||
| Импульсное магнитное поле | ТОЛЬКО ДЛЯ ЕС, EN61000-3-2 | |
| Медленные линии, провалы, скачки и пропадания | EN61000-3-3 | |
| Гармоническое излучение тока, колебания напряжения и фликер | MIL-STD-461 / FDA | |
| Проведенная ЭМ энергия (CS114) Кривая № 3 | LVD | |
| Ток утечки | LVD | |
| Устойчивость к диэлектрику | LVD | |
| Земляное соединение | MIL-STD-462 / FDA | |
| Излучение магнитного поля | FDA | |
| Квазистатические электрические поля |
Прочие сопутствующие услуги:
Технические испытания Отчет об испытаниях
— Письмо
Отчет об испытаниях — Официальный
Это очень неполный список услуг, которые мы можем предоставить.Мы также специализируемся на тестировании на военном уровне, включая экологические, высотные, радиационные и другие. Свяжитесь с Nelson Design Services для получения дополнительной информации.
ПЛК
— Программируемая логическая система управления
Услуги по проектированию, сборке, программированию, тестированию и установке
Nelson Design Services Предоставляет услуги по проектированию, сборке, программированию и тестированию систем ПЛК, а также услуги по установке. NDS предоставляет настраиваемые панели управления, панели интерфейса оператора и системы сбора данных с использованием программируемого и технологического оборудования.NDS предоставляет эти услуги почти для всех отраслей промышленности, включая промышленность по очистке сточных вод, фармацевтическую промышленность, пищевую промышленность и сортировку пищевых продуктов, водное хозяйство в целом, а также для производственных предприятий, бетонную промышленность и асфальтобетонную промышленность.