Questions pour l'examen "Modélisation d'éléments et d'unités d'appareils électroniques"
Modes de simulation.
Expliquez les modes de simulation suivants dans Electronic WorkBench (EWB) CAD:
6. Balayage des paramètres
7. Balayage de température
9. Fonction de transfert
14. Balayage DC
Éléments RES
1. Sources indépendantes. Types de sources indépendantes. Comparaison des sources EWB et OrCAD.
V ^ @ REFDES% +% -? DC | DC @DC | ? AC | AC @AC | ? TRAN | @TRAN |
Je ^ @ REFDES% +% -? DC | DC @DC | ? AC | AC @AC | ? TRAN | @TRAN |
2. Composants RLC passifs. Modèles et paramètres de modèles dans CAD EWB. Inductance mutuelle et noyau magnétique.
C ^ @ REFDES% 1% 2? TOLÉRANCE | C ^ @ REFDES | @VALUE? IC / [email protected]/? TOLÉRANCE | \\ n.modèle C ^ @ REFDES CAP C \u003d 1 [email protected]%|
R ^ @ REFDES% 1% 2? TOLÉRANCE | R ^ @ REFDES | @VALUE? TOLERANCE | \\ n.modèle R ^ @ REFDES RES R \u003d 1 [email protected]%|
L ^ @ REFDES% 1% 2? TOLÉRANCE | L ^ @ REFDES | @VALUE? IC / [email protected]/? TOLÉRANCE | \\ n.modèle L ^ @ REFDES IND L \u003d 1 [email protected]%|
Kn ^ @ REFDES L ^ @ L1? L2 | L ^ @ L2 | ? L3 | \\ n + L ^ @ L3 | ? L4 | L ^ @ L4 | ? L5 | \\ n + L ^ @ L5 | ? L6 | L ^ @ L6 | @COUPLAGE
Transistors bipolaires
Q ^ @ REFDES% c% b% e @ MODÈLE
3. Schéma de mesure de la dépendance de la fréquence de coupure du transfert de courant fT (Ic) sur le courant du collecteur ( Gagner de la bande passante).
4. Schéma de mesure de la dépendance du temps de résorption de charge ts (Ic) du courant du collecteur ( Temps de stockage).
5. Schéma de mesure de la dépendance de la capacité barrière de la jonction collecteur-base Cobo (Vcb) ( Capacité C-B) et Cibo à base d'émetteur (Veb) ( Capacité E-B).
Nœuds RES.
6. Amplificateur apériodique sur un transistor bipolaire. Circuit émetteur commun. Objectif des composants. Le choix du point de fonctionnement sur les caractéristiques de débit (transition) et de sortie. Nomination des éléments. Fournir le mode DC. Comment garantir la linéarité de l'amplificateur apériodique. Caractéristiques Ku, Ki, Rin, Rout. Comparaison avec d'autres schémas. Circuit amplificateur équivalent.
7. Rétroaction négative pour le courant et la tension. Circuit émetteur commun avec retour de tension négatif. Objectif des composants. Le choix du point de fonctionnement sur les caractéristiques de débit (transition) et de sortie. Nomination des éléments. Fournir le mode DC. Comment garantir la linéarité de l'amplificateur apériodique. Caractéristiques Ku, Ki, Rin, Rout. Comparaison avec d'autres schémas. Circuit amplificateur équivalent.
8. Amplificateur apériodique sur un transistor bipolaire. Schéma avec une base commune. Objectif des composants. Le choix du point de fonctionnement sur les caractéristiques de débit (transition) et de sortie. Nomination des éléments. Fournir le mode DC. Comment garantir la linéarité de l'amplificateur apériodique. Caractéristiques Ku, Ki, Rin, Rout. Comparaison avec d'autres schémas. Circuit amplificateur équivalent.
9. Amplificateur apériodique sur un transistor bipolaire. Circuit collecteur commun. Objectif des composants. Le choix du point de fonctionnement sur les caractéristiques de débit (transition) et de sortie. Nomination des éléments. Fournir le mode DC. Comment garantir la linéarité de l'amplificateur apériodique. Caractéristiques Ku, Ki, Rin, Rout. Comparaison avec d'autres schémas. Circuit amplificateur équivalent.
10. Amplificateur apériodique sur un transistor à effet de champ. Circuit source commun. Objectif des composants. Sélection du point de fonctionnement pour la porte de stock et les caractéristiques de sortie Nomination des éléments. Comment garantir la linéarité de l'amplificateur apériodique. Caractéristiques Ku, Ki, Rin, Rout. Comparaison avec d'autres schémas. Circuit amplificateur équivalent.
|
MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE Aviation d'État de Rybinsk académie technologique nommée d'après P.A. Solovyova |
|
|
LA MODÉLISATION ELEMENTS ET UNITES DE RES |
|
|
Programme d'études et directives de mise en œuvre travail d'essai |
|
|
Pour les étudiants de la spécialité 210201 Conception et technologie des SER, inscrits à des programmes éducatifs avec des périodes d'entraînement complètes et raccourcies |
|
|
Rybinsk 2007 |
|
UDC 621.396.6
Modélisation des éléments et unités de RES: le programme de la discipline académique et les lignes directrices pour la mise en œuvre des travaux de contrôle. / Comp. UN V. Pechatkin; RGATA. - Rybinsk, 2007 .-- 60 p. - (Enseignement à distance RGATA).
COMPOSITEUR
candidat en sciences techniques, professeur agrégé A.V. Pechatkin
DISCUTÉ
lors d'une réunion du Département des systèmes radioélectroniques et de télécommunications (RTS)
Tête RIO M.A. Salkova
Disposition de l'ordinateur - E.V. Shlein
ID de licence n ° 06341 du 26.11.01
Signé pour imprimer ________
Format 60´84 1/16 Uch.-ed. l. 4. Circulation ____. Ordre_____
Laboratoire de multiplication RGATA 152934, Rybinsk, st. Pouchkine, 53 ans
ã A.V. Pechatkin, 2007
ã RGATA, 2007
Avant-propos. 4
1 Principaux problèmes d'organisation. 4
2.1 Général. 7
2.1.1 Simulation du signal. 8
2.1.2 Appareils amplificateurs. neuf
3 Procédure d'exécution des travaux de contrôle .. 10
3.1 Enregistrement des travaux de contrôle. 12
3.2 Travailler avec des modèles électroniques et des documents électroniques. 13
3.2.1 Règles de base pour travailler avec des modèles électroniques: 14
3.2.2 Enregistrement et identification des documents électroniques. Quatorze
4 Brèves informations théoriques. 15
4.1 Calcul de l'étage apériodique sur un transistor bipolaire. 15
4.1.1 Calcul de l'étage apériodique sur le transistor à effet de champ. 18
4.1.2 Calcul des amplificateurs résonants avec circuits oscillatoires simples et couplés. 20
Annexe A .. 25
Annexe B 26
Annexe B .. 27
Annexe D 30
Annexe E .. 32
Annexe E. 33
Annexe G .. 35
Annexe I .. 36
Annexe K .. 37
Annexe L .. 48
Préface
La discipline «Modélisation des éléments et assemblages de RES» fait référence au cycle des disciplines mathématiques générales et sciences naturelles de la spécialité 210201 «Conception et technologie des RES» et est l'une des disciplines visant à maîtriser les technologies de l'information pour soutenir la conception électronique de bout en bout. Le programme de discipline défini dans ce manuel et les exigences pour la mise en œuvre du travail de test sont pleinement conformes au standard éducatif de l'État de l'enseignement professionnel supérieur et aux exigences de la spécialité 210101 «Conception et technologie des SER».
Envoyez votre bon travail dans la base de connaissances est simple. Utilisez le formulaire ci-dessous
Les étudiants, les étudiants diplômés, les jeunes scientifiques utilisant la base de connaissances dans leurs études et leurs travaux vous seront très reconnaissants.
Posté sur http://www.allbest.ru/
Posté sur http://www.allbest.ru/
Institut Voronej du ministère des Affaires intérieures de la Russie
Département de la sécurité non ministérielle
TESTER
dans la discipline "Principes de base de la conception informatique et de la modélisation des équipements radioélectriques"
Thème: "Modélisation schématique des équipements radioélectroniques"
Développé par: cadet du 41e peloton d'entraînement de la police privée R.G. Vostrikov
Voronej 2015
introduction
1. Introduction à la CAO
2.3 Simulation des performances dynamiques
2.4 Modélisation des réponses en fréquence
Conclusion
Liste de références
introduction
Un système de conception assistée par ordinateur (CAO) est un système organisationnel et technique composé d'un ensemble d'outils d'automatisation de la conception et d'une équipe de spécialistes des départements d'une organisation de conception qui effectue la conception assistée par ordinateur d'un objet, qui est le résultat des activités d'une organisation de conception.
L'utilisation de systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO) permet de passer du prototypage traditionnel de l'équipement développé à sa simulation à l'aide d'un ordinateur. Dans ce cas, en règle générale, un cycle de conception de bout en bout est effectué, qui comprend:
Synthèse de la structure et du concept des équipements radioélectroniques (RES);
Analyse de ses caractéristiques dans différents modes, en tenant compte de la dispersion des paramètres des composants et de la présence de facteurs déstabilisants, en effectuant une optimisation paramétrique;
Synthèse topologique, y compris le placement de PCB et le routage d'interconnexion;
Vérification (contrôle) de la topologie du circuit imprimé;
Publication de la documentation de conception.
Les problèmes de synthèse structurelle sont résolus à l'aide de programmes hautement spécialisés axés sur des dispositifs d'un certain type; par exemple, un grand nombre de programmes de synthèse pour circuits d'adaptation, filtres analogiques et numériques ont été créés. Les plus grandes réalisations dans la construction de programmes de synthèse structurelle et de synthèse de schémas de circuits se situent dans le domaine de la conception d'appareils numériques. La structure et le diagramme schématique de la plupart des appareils dépendent largement du domaine d'application et des données de conception initiales, ce qui crée de grandes difficultés dans la synthèse d'un diagramme schématique à l'aide d'un ordinateur. Par conséquent, la version initiale du schéma est généralement rédigée par un ingénieur "manuellement" avec une modélisation et une optimisation ultérieures sur un ordinateur.
Les programmes de CAO modernes fonctionnent en mode interactif et disposent d'un grand nombre de modules de service. Les logiciels de CAO sont capables de résoudre les problèmes les plus complexes de modélisation d'appareils radioélectroniques, tels que les alimentations électriques, les amplificateurs, les convertisseurs de signaux et autres. Les résultats de la simulation sont les modes DC, les formes d'onde, les caractéristiques de fréquence et spectrales, et même les températures des éléments. Les programmes de simulation peuvent même surpasser les instruments de mesure dans leurs capacités, par exemple, ils permettent d'observer des oscillogrammes de courants et de puissances dans des éléments sans introduire de résistances de mesure dans l'appareil. Les résultats obtenus peuvent aider à identifier les causes de dysfonctionnements possibles ou réels de l'appareil, trouver des moyens d'améliorer sa qualité. L'utilisation de programmes de simulation vous permet d'analyser un grand nombre d'options différentes pour la conception d'un circuit et de choisir la meilleure sans dépenser un seul élément radio.
La topologie de la carte de circuit imprimé est développée après l'achèvement de la simulation de circuit. A ce stade de la conception, les éléments sont placés sur le PCB et les connexions sont tracées. Les plus réussies sont les cartes de circuits imprimés des appareils numériques, où l'intervention humaine dans le processus de synthèse topologique est relativement faible. Le développement de dispositifs analogiques nécessite une participation beaucoup plus humaine au processus de conception, à la correction et, si nécessaire, à une altération partielle des résultats de la conception assistée par ordinateur. La principale difficulté dans le développement des équipements analogiques est d'automatiser la synthèse de topologie et d'assurer l'interaction des programmes de modélisation des circuits et de synthèse de topologie. De plus, il est assez difficile de formaliser de nombreuses exigences supplémentaires pour les dispositifs analogiques, par exemple l'exigence de compatibilité électromagnétique des composants.
L'objectif principal du travail de contrôle est de maîtriser la méthodologie de conception assistée par ordinateur et de modélisation de circuits d'unités et de blocs d'équipements électroniques à l'aide d'outils de CAO.
Les tâches suivantes servent à atteindre cet objectif:
1) étude des capacités des progiciels modernes pour CAD RES;
2) la formation de connaissances théoriques et de compétences pratiques dans l'utilisation des outils de CAO dans la modélisation de circuits d'unités et de blocs d'appareils électroniques.
Au cours des travaux de contrôle, il est nécessaire:
1) analyser les principales capacités du progiciel de simulation de circuit utilisé dans les travaux d'essai;
2) effectuer la modélisation des caractéristiques statiques, dynamiques et fréquentielles des unités et unités d'appareils radioélectroniques;
3) optimiser les paramètres et les caractéristiques du RES.
1. Introduction à la CAO
L'automatisation de la conception occupe une place particulière parmi les technologies de l'information. Premièrement, l'automatisation de la conception est une discipline synthétique et de nombreuses autres technologies de l'information modernes en sont les éléments constitutifs. Ainsi, le support technique des systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO) repose sur l'utilisation de réseaux informatiques et de technologies de télécommunication; en CAO, des ordinateurs personnels et des postes de travail sont utilisés.
Les logiciels de CAO se distinguent par la richesse et la variété des méthodes utilisées en mathématiques computationnelles, statistiques, programmation mathématique, mathématiques discrètes et intelligence artificielle. Deuxièmement, la connaissance des bases de l'automatisation de la conception et la capacité de travailler avec des outils de CAO sont requises pour presque tous les ingénieurs-développeurs. Les bureaux d'études, les bureaux d'études et les bureaux sont saturés d'ordinateurs. Le travail d'un designer sur une planche à dessin ordinaire, les calculs à l'aide d'une règle à calcul ou la conception d'un rapport sur une machine à écrire sont devenus un anachronisme. Les entreprises qui se développent sans CAO ou avec seulement un faible degré d'utilisation se révèlent peu compétitives, à la fois en raison des coûts importants en matière de matériel et de temps de conception et en raison de la faible qualité des projets. L'apparition des premiers programmes d'automatisation de la conception à l'étranger et en URSS remonte au début des années 60. Ensuite, des programmes ont été créés pour résoudre des problèmes de mécanique des structures, analyser des circuits électroniques, concevoir des circuits imprimés.
Le développement ultérieur de la CAO a suivi la voie de la création de matériel et de logiciels pour l'infographie, augmentant l'efficacité de calcul des programmes de modélisation et d'analyse, élargissant les domaines d'application de CAO, simplifiant l'interface utilisateur et introduisant des éléments d'intelligence artificielle dans la CAO.
À ce jour, un grand nombre de logiciels et de complexes méthodologiques pour la CAO ont été créés avec divers degrés de spécialisation et d'orientation des applications. En conséquence, l'automatisation de la conception est devenue une composante nécessaire de la formation d'ingénieurs de diverses spécialités; un ingénieur qui n'a pas de connaissances et ne peut pas travailler en CAO ne peut être considéré comme un spécialiste à part entière.
La formation d'ingénieurs de diverses spécialités dans le domaine de la CAO comprend des composants de base et spéciaux. Les dispositions, modèles et méthodes de conception assistée par ordinateur les plus généraux sont inclus dans le programme du cours sur les bases de la CAO, une étude plus détaillée des méthodes et programmes spécifiques à des spécialités spécifiques est fournie dans des disciplines spécialisées.
1.1 Principes de base de la construction CAO
Le développement de la CAO est un problème scientifique et technique majeur, et sa mise en œuvre nécessite un investissement en capital important. L'expérience accumulée nous permet de mettre en évidence les principes de base suivants de la conception CAO.
1.SAPR - système homme-machine. Tous les systèmes de conception assistée par ordinateur créés et créés sont automatisés, un rôle important est joué par une personne - un ingénieur qui développe un projet de moyen technique.
À l'heure actuelle et au moins dans les années à venir, la création de systèmes de conception automatisés n'est pas attendue et rien ne menace le monopole d'une personne lors de la prise de décisions clés dans le processus de conception. Une personne en CAO doit résoudre, d'une part, toutes les tâches qui ne sont pas formalisées, et d'autre part, les tâches qu'une personne effectue sur la base de ses capacités heuristiques plus efficacement qu'un ordinateur moderne basé sur ses capacités de calcul. L'interaction étroite d'une personne et d'un ordinateur dans le processus de conception est l'un des principes de construction et d'exploitation d'un système de CAO.
2.SAPR est un système hiérarchique qui met en œuvre une approche intégrée de l'automatisation de tous les niveaux de conception. La hiérarchie des niveaux de conception se reflète dans la structure d'un logiciel de CAO spécial sous la forme d'une hiérarchie de sous-systèmes.
Il convient de souligner en particulier l'opportunité de garantir la nature complexe de la CAO, car l'automatisation de la conception à un seul des niveaux est beaucoup moins efficace qu'une automatisation complète à tous les niveaux. La structure hiérarchique se réfère non seulement aux logiciels spéciaux, mais également au matériel de CAO, divisé en un complexe informatique central et des postes de travail automatisés de concepteurs.
3.SAPR - un ensemble de sous-systèmes cohérents avec les informations. Ce principe très important devrait s'appliquer non seulement aux connexions entre de grands sous-systèmes, mais également aux connexions entre de plus petites parties de sous-systèmes. La cohérence de l'information signifie que la totalité ou la plupart des séquences possibles de tâches de conception sont servies par des programmes cohérents en matière d'information. Deux programmes sont cohérents du point de vue informationnel si toutes les données qui font l'objet de traitement dans les deux programmes sont incluses dans des tableaux numériques qui ne nécessitent pas de modifications lors du passage d'un programme à un autre. Ainsi, les connexions informationnelles peuvent se manifester dans le fait que les résultats de la résolution d'un problème seront les données initiales d'un autre problème. Si, pour la coordination des programmes, un traitement important du tableau général est nécessaire avec la participation d'une personne qui ajoute les paramètres manquants, reconstruit manuellement le tableau ou modifie les valeurs numériques des paramètres individuels, les programmes ne sont pas coordonnés de manière informative. Le reconditionnement manuel de la baie entraîne des retards importants, une augmentation du nombre d'erreurs et réduit donc la demande de services de CAO. L'incohérence des informations transforme la CAO en un ensemble de programmes autonomes, tandis que la qualité des décisions de conception est réduite en raison de la négligence dans les sous-systèmes de nombreux facteurs estimés dans d'autres sous-systèmes.
4. La CAO est un système ouvert et évolutif. Il y a au moins deux bonnes raisons pour lesquelles la CAO devrait être un système variable dans le temps. Premièrement, le développement d'un objet aussi complexe en tant que système de CAO prend beaucoup de temps et il est économiquement rentable de mettre en service des parties du système dès qu'elles sont prêtes. La version de base du système mis en service est encore élargie. Deuxièmement, le progrès constant de la technologie, des objets conçus, de la technologie informatique et des mathématiques computationnelles conduit à l'émergence de nouveaux modèles et programmes mathématiques plus parfaits qui devraient remplacer les anciens analogues moins performants. Par conséquent, la CAO doit être un système ouvert, c'est-à-dire qu'elle doit avoir la propriété de faciliter l'utilisation de nouvelles méthodes et outils.
5.SAPR est un système spécialisé avec l'utilisation maximale de modules unifiés. Les exigences de haute efficacité et de polyvalence sont généralement contradictoires. Ceci est toujours valable pour la CAO. La haute efficacité de la CAO, exprimée principalement par des coûts de temps et de matériaux faibles pour résoudre les problèmes de conception, est obtenue grâce à la spécialisation des systèmes. De toute évidence, le nombre de systèmes CAO différents augmente. Pour réduire les coûts de développement de nombreux systèmes CAO spécialisés, il est conseillé de les construire sur la base d'une utilisation maximale de composants unifiés. Une condition nécessaire à l'unification est la recherche de caractéristiques et de dispositions communes dans la modélisation, l'analyse et la synthèse d'objets techniques hétérogènes. Certes, un certain nombre d'autres principes peuvent être formulés, ce qui met l'accent sur la polyvalence et la complexité du problème de CAO.
1.2 Approche systémique de la conception
Les idées et principes de base de la conception de systèmes complexes sont exprimés dans une approche systémique. Pour un spécialiste du domaine de l'ingénierie des systèmes, ils sont évidents et naturels, cependant, leur respect et leur mise en œuvre sont souvent associés à certaines difficultés dues aux caractéristiques de conception. Comme la plupart des adultes éduqués qui utilisent correctement leur langue maternelle sans impliquer de règles de grammaire, les ingénieurs adoptent une approche systémique sans recourir aux manuels d'analyse des systèmes. Cependant, une approche intuitive sans appliquer les règles de l'analyse des systèmes peut ne pas être suffisante pour résoudre les problèmes d'ingénierie de plus en plus complexes.
Le principe général de base de l'approche systémique est de considérer des parties d'un phénomène ou d'un système complexe, en tenant compte de leur interaction. L'approche systématique révèle la structure du système, ses connexions internes et externes.
1.3 Structure CAO
Comme tout système complexe, la CAO est constituée de sous-systèmes. Distinguer les sous-systèmes de conception et de maintenance.
Les sous-systèmes de conception exécutent directement les procédures de conception. Des exemples de sous-systèmes de conception sont les sous-systèmes pour la modélisation tridimensionnelle géométrique d'objets mécaniques, la production de documentation de conception, l'analyse de circuits et le traçage des connexions dans les cartes de circuits imprimés.
Les sous-systèmes de service assurent le fonctionnement des sous-systèmes de conception, leur combinaison est souvent appelée environnement système (ou shell) CAD. Les sous-systèmes de services typiques sont des sous-systèmes de gestion des données de conception, des sous-systèmes de développement et de maintenance de logiciels CASE (Computer Aided Software Engineering), des sous-systèmes de formation permettant aux utilisateurs de maîtriser les technologies implémentées en CAO.
1.4 Types de logiciels de CAO
La structuration de la CAO sous divers aspects détermine l'apparence des types de logiciels de CAO. Il est courant de distinguer sept types de logiciels de CAO:
· Technique (TO), y compris divers matériels (ordinateurs, périphériques, équipements de commutation de réseau, lignes de communication, instruments de mesure);
· Mathématique (MO), qui combine des méthodes mathématiques, des modèles et des algorithmes pour effectuer la conception;
· Logiciels (logiciels), représentés par des programmes informatiques de CAO;
· Informationnel (IO), composé d'une base de données, d'un SGBD et également d'autres données utilisées dans la conception; notez que l'ensemble des données utilisées dans la conception est appelé le fonds d'information CAO, la base de données avec le SGBD est appelée la banque de données;
· Linguistique (LO), exprimée en langages de communication entre concepteurs et ordinateurs, langages de programmation et langages d'échange de données entre moyens techniques de CAO;
· Méthodique (MetO), y compris diverses techniques de conception; parfois, il comprend également des logiciels;
· Organisationnel (OO), représenté par des tableaux d'effectifs, des descriptions de poste et d'autres documents qui régissent le travail de l'entreprise de projet.
1.5 Variétés de CAD
La classification de la CAO est effectuée selon un certain nombre de caractéristiques, par exemple, par application, objectif, échelle (complexité des tâches à résoudre), la nature du sous-système de base - cœur de CAO.
Par applications, les groupes CAO suivants sont les plus représentatifs et les plus largement utilisés:
· CAD pour une utilisation dans les industries générales de l'ingénierie. Ils sont souvent appelés systèmes CAO mécaniques ou MCAD (CAO mécanique);
Systèmes CAO pour l'électronique radio: systèmes ECAD (Electronic CAD) ou EDA (Electronic Design Automation);
· CAO dans le domaine de l'architecture et de la construction.
De plus, un grand nombre de systèmes CAO spécialisés sont connus, soit répartis dans ces groupes, soit représentant une branche indépendante de la classification. Des exemples de tels systèmes sont les systèmes CAO à circuit intégré à grande échelle (LSI); CAD des aéronefs; CAO de machines électriques, etc.
Electronics Workbench est un leader du marché international dans le développement du logiciel de conception de circuits le plus utilisé au monde. La société possède plus de 15 ans d'expérience dans l'automatisation de la conception d'appareils et d'appareils électroniques et a été l'un des pionniers du développement de l'électronique informatique. Actuellement, l'équipement Electronics Workbench est utilisé dans plus de 180 000 lieux de travail. La suite de produits Electronics Workbench comprend des outils pour décrire les circuits électriques, les émuler (SPICE, VHDL et co-simulation brevetée), ainsi que pour concevoir et acheminer automatiquement les PCB. Les utilisateurs obtiennent un produit vraiment unique, l'expérience utilisateur la plus simple du secteur, intégrée dans un tout cohérent. L'assistant de l'utilitaire de support et de mise à niveau (SUU) recherche et installe automatiquement les mises à jour nécessaires sur le réseau, garantissant que votre logiciel fonctionne toujours au plus haut niveau. Les produits Electronics Workbench et National Instruments sont les intégrations les plus étroites actuellement disponibles entre les outils de développement, de validation et de test de CAO électronique.
Multicap 9 est l'outil de description schématique le plus intuitif et le plus puissant disponible. Les derniers outils Multicap vous font gagner beaucoup de temps, y compris l'édition sans modalité, une connectivité facile et une base de données complète de blocs logiques directement sur votre bureau. Ces outils vous permettent de décrire par programme le diagramme presque immédiatement après que vous en ayez une idée générale. Des séquences d'actions identiques sont effectuées automatiquement, sans prendre de temps pour créer, vérifier et améliorer le circuit, grâce à cela, le résultat est des produits idéaux avec un temps de développement minimal.
Figure 1 - La relation du logiciel Electronics Workbench
Multisim est le seul émulateur de circuit interactif au monde qui vous permet de créer les meilleurs produits dans les plus brefs délais. Multisim inclut une version Multicap, ce qui le rend idéal pour la description programmatique et le test immédiat des circuits. Multisim 9 prend également en charge l'interopérabilité avec National Instruments LabVIEW et SignalExpress pour une intégration étroite des outils de développement et de test.
Avantages de la description et de l'émulation intégrées Multisim est une occasion unique de concevoir un circuit et de le tester / émuler à partir d'un seul environnement de développement. Cette approche présente de nombreux avantages. Les nouveaux arrivants sur Multisim n'ont pas à se soucier de la syntaxe complexe SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) et de ses commandes, tandis que les utilisateurs avancés ont la possibilité de configurer tous les paramètres SPICE. Avec Multisim, les descriptions de circuits n'ont jamais été aussi simples et intuitives. La vue de feuille de calcul vous permet de modifier simultanément les caractéristiques d'un nombre quelconque d'éléments, d'une carte de circuit imprimé à un modèle SPICE. L'édition sans mode est le moyen le plus efficace de placer et de connecter des composants.
Travailler avec des composants analogiques et numériques est intuitif et simple. En plus de l'analyse SPICE traditionnelle, Multisim permettra aux utilisateurs de connecter des instruments virtuels au circuit. Le concept d'instruments virtuels est un moyen simple et rapide de voir le résultat en simulant des événements réels. Dans Multisim, il existe également des composants spéciaux appelés «parties interactives» que vous pouvez modifier pendant l'émulation. Les éléments interactifs comprennent des interrupteurs, des potentiomètres, les moindres changements d'éléments sont immédiatement reflétés dans la simulation. Pour une analyse plus sophistiquée, Multisim propose plus de 15 fonctions d'analyse différentes. Quelques exemples incluent AC, Monte Carlo, l'analyse du pire des cas et Fourier. Multisim inclut Grapher, un puissant outil de visualisation et d'analyse des données d'émulation. La description du circuit et les fonctions de test fournies dans Multisim aideront tout concepteur de circuits, lui feront gagner du temps et lui éviteront des erreurs jusqu'à la conception du circuit.
Micro-Cap est un programme d'analyse de circuits polyvalent conçu pour une large gamme d'applications. Une caractéristique de ce programme, cependant, comme toute la famille Micro-Cap, est la présence d'une interface graphique pratique et conviviale, ce qui le rend particulièrement attrayant pour un public non professionnel. Malgré les exigences plutôt modestes pour le logiciel et le matériel PC (processeur non inférieur à Pentium II, OS Windows 95/98 / ME ou Windows NT4 / 2000 / XP, mémoire pas moins de 64 Mo, moniteur pas pire que SVGA), ses capacités sont assez grandes. Avec lui, vous pouvez analyser non seulement des circuits analogiques, mais également des circuits numériques. La modélisation mixte d'appareils électroniques analogiques-numériques ainsi que la synthèse de filtres sont également possibles.
Vous pouvez commencer à travailler dans Micro-Cap même sans une connaissance approfondie du programme. Il suffit de se familiariser avec la vidéo de démonstration intégrée et de voir des exemples de base (il y en a environ 300 dans le kit). Les utilisateurs avancés peuvent analyser des systèmes électroniques complexes à l'aide d'une vaste bibliothèque de composants et de macromodèles propriétaires. L'utilisation compétente d'hypothèses simplifiées permet de calculer les modes de fonctionnement d'appareils complexes avec un degré de précision suffisamment élevé.
Micro-Cap 9, 10 diffèrent des membres plus jeunes de leur famille par des modèles plus avancés de composants électroniques et d'algorithmes de calcul. En termes de capacités de modélisation de circuits, il est à égalité avec les packages intégrés ORCAD et PCAD2002 - des outils assez complexes pour l'analyse et la conception d'appareils électroniques, impliquant tout d'abord un usage professionnel. La compatibilité totale avec les modèles SPICE et les circuits SPICE combinée à des capacités de conversion avancées permet à Micro-Cap d'utiliser toutes les conceptions et modèles destinés à ces packages, et les compétences de modélisation acquises vous permettront de maîtriser rapidement les packages de modélisation professionnels si nécessaire.
Micro-Cap 9, 10 offre des capacités d'analyse étendues pour les dispositifs de conversion de puissance. Le programme a des paramètres, dont l'inclusion optimise les algorithmes de calcul des circuits de puissance, la bibliothèque de composants contient un grand nombre de contrôleurs PWM généralisés et des modèles continus des principaux types de convertisseurs de tension pour analyser la stabilité des alimentations stabilisées basées sur eux.
Ces avantages rendent le programme Micro-Cap très attractif pour la modélisation d'appareils électroniques de complexité moyenne. La facilité de travail, les ressources informatiques peu exigeantes et la capacité d'analyser les appareils électroniques avec un nombre suffisamment grand de composants lui permettent d'être utilisé avec succès par les radioamateurs et les étudiants, ainsi que par les ingénieurs en développement. En outre, les programmes de la famille Micro-Cap sont activement utilisés dans les activités de recherche.
Les premières versions de Micro-Cap, en effet, étaient plutôt primitives et inadaptées à la résolution de vrais problèmes d'ingénierie de conception de circuits. Ils ne permettaient de calculer que de simples circuits analogiques. Pour calculer les appareils numériques, un autre programme de la même société a été utilisé - MicroLogic (plus tard, il a été intégré à Micro-Cap). Mais même cela était suffisant pour enseigner aux étudiants les bases de l'électronique.
Je voudrais surtout noter l'interface du programme. Les développeurs prennent ce problème très au sérieux, à commencer par les versions plus récentes. Qu'il suffise de dire qu'avant même la diffusion généralisée de Windows, la version Micro-Cap IV, sortie en 1992, disposait déjà d'une interface graphique fenêtrée très conviviale, ce qui n'était pas du tout typique des programmes de cette époque. Cette interface a permis à DOS d'obtenir presque toutes les commodités dont disposent aujourd'hui les utilisateurs de Windows.
L'utilisation du programme Micro-Cap vous permet non seulement d'étudier le fonctionnement des circuits électroniques, mais également d'acquérir des compétences dans la mise en place d'appareils électroniques. Les méthodes de base pour obtenir un modèle de travail ne sont pas différentes des méthodes pour introduire de vrais appareils électroniques dans le mode de fonctionnement. Ce sont ces propriétés qui permettent de le recommander en priorité aux étudiants et aux radioamateurs.
fréquence électronique du programme automatisé
2. Modélisation schématique des SER
2.1 Description du processus de préparation de l'équipement radioélectronique pour la modélisation
Le diagramme schématique électrique du RES simulé est montré sur la figure.
Ce RES est un amplificateur sélectif (amplificateur de fréquence audio). La simulation a été réalisée dans Micro-Cap 9, un programme de type SPICE pour la modélisation analogique et numérique de circuits électriques et électroniques avec un éditeur visuel intégré.
Pour simuler le RES, j'ai fait ce qui suit:
1) Un générateur de tension sinusoïdale avec une amplitude de tension de 0,5 V et une fréquence d'oscillation de 5 kHz a été utilisé comme source de signal d'entrée;
2) Le dispositif terminal était représenté par une résistance pull-up de 4 Ohm, ce qui équivaut à la taille des dispositifs terminaux d'amplificateurs similaires, comme un haut-parleur;
3) L'amplificateur opérationnel K140UD8 ne figurait pas dans la bibliothèque de programmes Micro-Cap. Un analogue de cet amplificateur sera considéré comme l'amplificateur opérationnel MC1558, le plus proche dans ses paramètres du K140UD8;
4) Des analogues ont été sélectionnés pour les transistors KT310V, KT3107V, KT815V, KT814V. Une paire de transistors complémentaires KT310V - KT3107V a été remplacée par une paire de transistors complémentaires bc107BP - bc178AP.
Au cours du processus d'analyse du circuit, il a été constaté que dans ce RES, le signal d'entrée est amplifié en raison de son passage à travers l'amplificateur opérationnel connecté selon le circuit d'amplificateur inverseur. L'étage final se compose d'un diviseur de tension et de deux paires de transistors complémentaires connectés dans un circuit collecteur commun. La nécessité d'introduire des paires de transistors complémentaires est due à l'inadmissibilité de déformer le signal d'entrée, nous devons donc obtenir le même gain pour les demi-ondes positives et négatives du signal d'entrée. La connexion selon le schéma avec un collecteur commun permet d'obtenir une amplification en courant, et donc en puissance.
2.2 Simulation des caractéristiques statiques
La caractéristique statique du RES est indiquée sur la figure.
Le graphique montre que le signal d'entrée est amplifié dans la région négative. Cela est dû au fait que l'ampli-op est utilisé selon le circuit d'amplificateur inverseur.
2.2 Simulation des performances dynamiques
La caractéristique dynamique du RES est indiquée sur la figure.
Le graphique montre qu'il y a une légère distorsion du signal d'entrée. La phase du signal n'a pas changé à l'opposé, puisque la connexion de l'ampli-op a été utilisée selon le circuit amplificateur non inverseur. Le signal de sortie est une copie mise à l'échelle du signal d'entrée.
Sur la base de ce qui précède, nous pouvons conclure que le circuit amplificateur remplit sa fonction en amplifiant le signal d'entrée et en n'y introduisant pas de distorsion.
2.3 Modélisation de la réponse en fréquence
La réponse en fréquence de l'amplificateur est indiquée sur la figure.
D'après les caractéristiques de fréquence du premier étage, on peut voir que l'ampli-op fournit une amplification du signal à des fréquences de 5 Hz. On peut conclure que la bande passante transmise par l'amplificateur est approximativement égale à la fréquence audio typique d'un amplificateur et se situe dans la plage de 1 kHz à 30 kHz. Étant donné que la connexion de l'ampli-op a été utilisée selon le schéma de l'amplificateur inverseur, nous constatons un changement de phase du signal à l'opposé.
Conclusion
Sur la base des résultats du contrôle, les résultats suivants ont été obtenus:
Les techniques de conception assistée par ordinateur et de modélisation de circuits d'unités et de blocs d'appareils radioélectroniques à l'aide d'outils de CAO ont été maîtrisées.
Les possibilités de progiciels modernes pour CAD RES sont étudiées;
Formation de connaissances théoriques et de compétences pratiques dans l'utilisation des outils de CAO dans la modélisation de circuits d'unités et de blocs d'appareils électroniques.
Les principales capacités du progiciel de modélisation de circuit utilisé dans le travail de test sont analysées;
Une simulation des caractéristiques statiques, dynamiques et fréquentielles des unités et des blocs d'appareils radioélectriques a été effectuée;
L'optimisation des paramètres et des caractéristiques du RES a été réalisée.
Ayant atteint les tâches initialement définies, je considère que le travail de contrôle est terminé et que le RES recherché est apte à être utilisé dans la pratique.
Liste de références
1. Razevig V.D. Modélisation schématique avec Micro-CAP 7. - M.: Hotline-Telecom, 2003. - 368 p., Ill.
2. Razevig V.D. Système de conception de bout en bout de dispositifs électroniques Design Lab 8.0. - Moscou, «Solon», 2003.
3. Amelina M.A., Amelin S.A. Le programme de simulation de circuits Micro-Cap 8. - M.: Hotline-Telecom, 2007. - 464 p. limon
4. Gorbatenko S.A., Gorbatenko V.V., Sereda E.N. Principes de base de la conception informatique et de la modélisation des moyens radioélectroniques: lignes directrices pour la conception de cours. Voronej: Institut Voronej du ministère des Affaires intérieures de Russie, 2012.? 27 p.
5. Automatisation de la conception des moyens radioélectroniques: Manuel. manuel pour les universités / O.V. Alekseev, A.A. Golovkov, I. Yu. Pivovarov et autres; Ed. O.V. Alekseeva. - Conseillé. Ministère de la Défense RF. - M .: Ecole supérieure, 2000 .-- 479 p.
6. Antipensky R.V. Conception schématique et modélisation d'appareils radioélectroniques / R.V. Antipensky, A.G. Fadin. - M .: Technosphere, 2007 .-- 127 p.
7. Kardashev G.A. Électronique numérique sur un ordinateur personnel / G.A. Kardashev. - M .: Hot line - Telecom, 2003 .-- 311 p.
8. Petrakov OM Création de PSPICE analogique - modèles de radioéléments / О.М. Petrakov. - M .: RadioSoft, 2004 - 205 p.
Publié sur Allbest.ru
Documents similaires
Caractéristiques des packages d'application CAO. Étudier les particularités du fonctionnement des systèmes SCADA, ce qui peut considérablement accélérer le processus de création de logiciels de haut niveau Analyse de la boîte à outils de développement d'applications d'acquisition de données et de contrôle Genie.
résumé, ajouté le 06/11/2010
Calcul des paramètres des moyens radioélectroniques des différents côtés d'un conflit électronique. Avantages et inconvénients de certaines méthodes de suppression et de protection électroniques des équipements électroniques. Analyse de l'efficacité de l'utilisation de la suppression du bruit et de la protection contre le bruit.
term paper ajouté le 19/03/2011
Création d'un système de protection des informations vocales dans une installation d'informatisation. Moyens de bloquer les canaux de fuite de données acoustiques, acousto-radioélectroniques, acousto-optiques, radioélectroniques. Moyens techniques de protection des informations contre les écoutes et les enregistrements.
term paper ajouté le 08/06/2013
Examen des solutions de circuits des appareils pour la sélection de fréquence de la gamme de micro-ondes. Systèmes de conception assistée par ordinateur pour modèles volumétriques. Modèle mathématique d'implémentations constructives de filtres de fréquence, modélisation informatique.
thèse, ajoutée le 07/09/2012
Calcul du gain ACS et des propriétés des caractéristiques statiques externes. Construction des caractéristiques de fréquence ACS et des racines caractéristiques. Modélisation des caractéristiques transitoires et vérification de la stabilité de l'ACS. Synthèse du dispositif correcteur.
term paper ajouté le 04/08/2010
Identification des paramètres d'un système électromécanique. Modélisation d'objets non linéaires. Optimisation des paramètres du contrôleur PID pour les objets de contrôle avec des non-linéarités à l'aide du package d'application Blockset de conception de contrôle non linéaire (NCD).
travaux de laboratoire, ajouté le 25/05/2010
Caractéristiques et paramètres de l'amplificateur basse fréquence développé. Examen et analyse d'appareils ayant un objectif similaire. Développement d'un schéma fonctionnel. Calcul des erreurs d'étage d'entrée, intermédiaire, de sortie. Modélisation schématique.
term paper, ajouté le 06/10/2013
La place du problème de la fiabilité des systèmes radioélectroniques dans la théorie de la conception. Évaluation des indicateurs de fiabilité et de fiabilité de l'unité électronique du dispositif radioélectronique - l'amplificateur de puissance de la gamme d'ondes courtes, recommandations générales pour leur augmentation.
term paper, ajouté le 14/12/2010
Une technique de conception pour un amplificateur CA à plusieurs étages avec rétroaction. Calcul des paramètres statiques et dynamiques de l'amplificateur, sa simulation sur ordinateur à l'aide du produit logiciel MicroCap III, réglage des paramètres.
term paper, ajouté le 13/06/2010
Détermination et modélisation du contrôle optimal d'un objet donné par un système d'équations en termes de fonction quadratique de qualité, en termes de précision, en termes de critère de Krasovsky et en termes de vitesse. Les résultats des travaux des progiciels mathématiques MathCAD et Matlab.
Le manuel a été développé pour les étudiants de la Faculté de MRM SibSUTI, étudiant la discipline "Fondamentaux de la conception informatique et de la modélisation des équipements électroniques"
Introduction 8
Chapitre 1. Concepts de base, définitions, classification 9
1.1 Concepts, modèles et modélisation du système 9
1.2 Classification des appareils radio 10
1.3 Les principaux types de tâches en ingénierie radio 12
1.4 Développement du concept du modèle 14
1.4.2 La modélisation est l'étape la plus importante de l'activité ciblée 15
1.4.3 Modèles cognitifs et pragmatiques 15
1.4.4 Modèles statiques et dynamiques 16
1.5 Façons d'implémenter les modèles 17
1.5.1 Modèles abstraits et rôle des langues 17
1.5.2 Modèles de matériaux et types de similitude 17
1.5.3 Conditions de mise en œuvre des propriétés du modèle 18
1.6 Correspondance entre modèle et réalité en termes de différence 19
1.6.1 Modèles finis 19
1.6.2 Modèles simplifiés 19
1.6.3 Rapprochement des modèles 20
1.7 Correspondance entre modèle et réalité sous l'aspect de la similitude 21
1.7.1 Validité du modèle 21
1.7.2 À propos de la combinaison de vrai et de faux dans le modèle 21
1.7.3 Complexités des algorithmes de modélisation 22
1.8 Types de modèles de base 23
1.8.1 Le concept de situation problématique lors de la création d'un système 23
1.8.2 Types de base de modèles formels 24
1.8.3 Représentation mathématique du modèle de boîte noire 28
1.9 Modélisation et relations de conception 32
1.10 Précision de la modélisation 33
Chapitre 2. Classification des méthodes de modélisation 37
2.1 Simulation réelle 37
2.2 Simulation mentale 38
Chapitre 3. MODÉLISATION MATHÉMATIQUE 40
3.1 Étapes de la création de modèles mathématiques 43
H.2 Equations composantes et topologiques de l'objet modélisé 46
3.3 Composantes et équations topologiques d'un circuit électrique 46
Chapitre 4. Caractéristiques des modèles d'ordinateur 50
4.1 Simulation par ordinateur et expérience de calcul 51
4.2 Logiciel de simulation informatique 52
Chapitre 5. CARACTÉRISTIQUES DU SYSTÈME RADIO EN TANT QU'OBJET D'ÉTUDE PAR DES MÉTHODES DE SIMULATION SUR UN ORDINATEUR 57
5.1 Classes de systèmes radio 57
5.2 Description formelle des systèmes radio 58
Chapitre 6. UTILISATION DU PACKAGE D'APPLICATIONS MATHCAD POUR SIMULER DES APPAREILS DE TÉLÉCOMMUNICATION 64
6.1 Informations de base sur le progiciel mathématique universel MathCAD 64
6.2 Principes de base de MathCAD 65
6.2.1 Type de langue de saisie MathCAD 66
6.2.2 Description de la fenêtre de texte MathCAD 67
6.2.3 Entrer le curseur 68
6.2.5 Gestion des éléments d'interface 70
6.2.6 Sélection des zones 71
6.2.7 Modifier l'échelle du document 71
6.2.8 Actualisation de l'écran 72
6.3 Règles de base du travail dans l'environnement "MathCAD" 79
6.3.1 Suppression d'expressions mathématiques 79
6.3.2 Copie d'expressions mathématiques 80
6.3.3 Transport d'expressions mathématiques 80
6.3.4 Ecrire des commentaires textuels dans le programme 80
6.4 Tracé 81
6.4.1 Tracé dans un système de coordonnées cartésien 81
6.4.2 Représentation en coordonnées polaires 83
6.4.3 Modification du format des graphiques 85
6.4.4 Règles de traçage des graphiques 85
6.4.5 Règles d'affichage des sections de graphiques bidimensionnels 86
6.5 Règles de calcul dans l'environnement "MathCAD" 87
6.6 Analyse des appareils de ligne 93
6.6.1 Fonction de transfert, caractéristiques de gain, de temps et de fréquence 94
6.6.2 Gain K (jω) 95
6.6.3 Réponse en fréquence (AFC) 96
6.6.4 Détermination des caractéristiques transitoires et impulsionnelles 98
6.7 Méthodes de résolution d'équations algébriques et transcendantales dans l'environnement MathCAD et d'organisation des calculs en boucle 101
6.7.1 Détermination des racines des équations algébriques 101
6.7.2 Détermination des racines des équations transcendantales 103
6.7.3 Calculs du cycle 106
6.8 Traitement des données 108
6.8.1 Interpolation linéaire par morceaux 108
6.8.2 Interpolation spline 110
6.8.3 Extrapolation 112
6.9 Calculs symboliques 115
6.10 Optimisation des calculs des équipements électroniques 124
6.10.1 Stratégies d'optimisation unidimensionnelle 124
6.10.2 Extrema locaux et globaux 126
6.10.3 Méthodes pour inclure les intervalles d'incertitude 127
6.10.4 Critères d'optimisation 135
6.10.6 Un exemple d'enregistrement d'une fonction objectif lors de la synthèse de filtres 141
6.11 Animation de matériel graphique dans MathCAD 148
6.11.1 Préparation de l'animation 149
6.11.2 Exemple d'animation graphique 149
6.11.3 Appel du lecteur pour l'animation de graphiques et de fichiers vidéo 151
6.12 Établissement de la connexion entre MathCAD et d'autres environnements logiciels 153
DÉPARTEMENT D'ÉLECTRONIQUE RADIO
Transistor à effet de champ acoustique relais
Note explicative
aux travaux de cours dans la discipline:
FKRE 467.740.001.PZ
Art complété. gr. 220541 Galkin Ya.A.
Chef A.V. Ovchinnikov
Agence fédérale de l'éducation
Université d'État de Tula
Département d'électronique radio
pour les cours au cours
"Principes de base de la conception informatique et de la modélisation d'appareils radioélectroniques"
étudiant gr. 220541 Galkin Ya.A.
1. Sujet: Transistor à effet de champ acoustique relais
2. Données initiales: Diagramme schématique électrique.L'appareil est conçu pour un fonctionnement en intérieur à des températures de fonctionnement de +10 0+ 40 0 ± 5 0 С, pression atmosphérique 86,6-106,7 kPa et la valeur supérieure de l'humidité relative 80% à une température de 25 0 С.MTBF a 30 ans. La fiabilité après un temps de fonctionnement de 5000 doit être supérieure à 0,8.
3. Liste des questions à étudier Développez une carte de circuit imprimé pour cet appareil, sélectionnez les matériaux pour la carte et le boîtier, calculez les paramètres de conception de la carte, calculez la fabricabilité, calculez la fiabilité.
4. Liste du matériel graphique: Schéma électrique, carte de circuit imprimé.
5. Bibliographie principale: Akimov I.N. "Résistances, condensateurs. Manuel ", E.T. Romanycheva. et autres.Développement et exécution de la documentation de conception REA: référence., Conception et production de circuits imprimés: Manuel. allocation / L.P. Semenov.
La tâche a été acceptée Galkin Ya.A.
(signature) (nom complet)
Délivré par Ovchinnikov A.V.
(signature) (nom complet)
annotation
Dans ce projet de cours, j'analyse les termes de référence, sur sa base je fais le choix de la méthode de fabrication du circuit imprimé, le calcul de la conception et des paramètres technologiques du circuit imprimé, le choix des éléments et des matériaux, ainsi que le calcul de la fiabilité.
En plus de la partie calcul du projet de cours, un processus technologique de fabrication d'une carte de circuit imprimé est développé et des tableaux opérationnels pour le processus de fabrication d'une carte de circuit imprimé sont remplis.
Toute la documentation doit être conforme aux normes ESKD.
La note explicative contient 25 feuilles.
Schéma électrique schématique d'un relais acoustique sur un transistor à effet de champ (format A3);
Liste des éléments (format A4).
Introduction ………………………………………………………………… .6
- Analyse des termes de référence …………………………………… .... 7
- Sélection et justification des éléments et matériaux utilisés ... ..9
- Sélection et justification de solutions constructives ...................... ... ... ..10
- Sélection et justification d'un procédé de fabrication d'une carte de circuit imprimé ... .11
- Description de la conception de l'appareil ……………………………… ..... 12
- Calcul de la fabricabilité de la structure ……………………… ..… .15
- Calcul des paramètres de conception du circuit imprimé ... ... .... ... .18
- Calcul de la fiabilité …………………………………………….… .20
- Conclusion …………………………………………………….… .23
Liste de la littérature utilisée ……………………………….… .24
introduction
La documentation de conception (CD) est un ensemble de documents de conception contenant, en fonction de leur objectif, les données nécessaires au développement, à la fabrication, au contrôle, à l'acceptation, à la livraison, à l'exploitation et à la réparation d'un produit. Dans la documentation de conception, non seulement les dessins sont indiqués, mais décrit également comment créer des pièces individuelles, ainsi que l'assemblage des unités.
La tâche principale de conception est le choix de solutions optimales pour certaines exigences spécifiées dans le mandat (tâche technique). Ces exigences peuvent être: le prix, la fiabilité, la prévalence (des matériaux et (ou) des éléments), etc.
La conception des équipements électroniques (REA) diffère des autres par la particularité des connexions internes formées entre les pièces: en plus des connexions spatiales et mécaniques, des connexions électriques, thermiques et électromagnétiques complexes doivent être installées. Cette caractéristique est si essentielle qu'elle sépare la conception des équipements électroniques dans une direction d'ingénierie distincte.
- Analyse des spécifications techniques
Dans ce cours, il est nécessaire de développer un relais acoustique sur un transistor à effet de champ. Pour assembler la partie électronique de l'appareil, une carte de circuit imprimé unilatérale est utilisée, qui est fixée dans un boîtier en plastique.
Ce relais a les paramètres suivants:
Le corps de l'appareil doit être confortable pour pouvoir le tenir dans les mains et les commandes sont situées de manière à ce que l'opérateur puisse facilement contrôler le modèle.
L'appareil doit fonctionner de manière fiable dans les conditions suivantes:
Dans ce circuit de l'appareil, un microphone est utilisé, ainsi que son amplificateur basé sur le transistor VT1 pour ouvrir le relais, la puissance d'amplification est régulée à l'aide d'une résistance de trimmer R6. Le relais peut également être ouvert en appuyant une fois sur le bouton S1.
L'ouverture se fait par la charge accumulée sur le condensateur C5. Après ouverture, ce condensateur, ainsi que le condensateur C9 (il régule le temps d'ouverture du relais), sont dilués à travers les résistances R10, R11. De plus, un transistor VT4 est utilisé pour accélérer la décharge.
Lorsque le relais s'ouvre (ouverture du transistor VT5), le courant dans le circuit R12, HL1 s'arrête, l'amplificateur de microphone est désexcité et la tension aux bornes du condensateur C4 tombe à 0.
Le relais se ferme après la fermeture du transistor VT5. Après avoir fermé l'alimentation de la LED et l'amplificateur de microphone est rétabli - l'appareil revient à son état d'origine.
Tous les éléments sont suffisamment fiables à l'utilisation, peu coûteux et répondent à toutes les exigences opérationnelles et électriques, ainsi que des dimensions autorisées.
- Sélection et justification des éléments et matériaux.
2.1 Sélection des résistances.
Pour la fabrication de l'appareil, nous choisirons les résistances de production industrielle les plus courantes de type MLT, ayant une puissance de dissipation nominale de 0,125 W, ces résistances sont conçues pour fonctionner à une température ambiante de -60 h + 70 ° C et une humidité relative jusqu'à 98% à une température de + 35 ° C, ce qui satisfait aux termes de référence. Certaines résistances TK nécessitent plus de puissance, conformément aux exigences, nous en choisissons des plus puissantes.
Nous sélectionnons la résistance de trimmer de type SP3 - 19.
De plus, pour gagner de la place, j'ai utilisé des résistances K1-12 - sans cadre.
La résistance nominale de toutes les résistances est indiquée dans la liste des éléments. Ils correspondent à la gamme standard de résistances préconisée pour ce type de résistance.
2.2 Sélection des condensateurs.
Nous choisissons des condensateurs électrolytiques de type K50, car ils sont assez bon marché et courants. Si possible, pour réduire la taille, nous choisissons des condensateurs à cadre ouvert de type K10. Des condensateurs haute tension sont également nécessaires, nous sélectionnons des condensateurs qui satisfont à cette condition - K73. Nous les avons choisis car ils sont adaptés à la tension nominale et ont une taille relativement petite, ils sont également adaptés à la plage de températures de fonctionnement. Les condensateurs électrolytiques sont des condensateurs électrolytiques à oxyde conçus pour fonctionner dans des circuits à courant continu et à courant impulsionnel avec des températures ambiantes de -20h + 70 ° C et ont une durée de fonctionnement minimale de 5000 heures, destinés à être installés sur une carte de circuit imprimé.
2.3 Sélection des LED.
Comme indicateur du fonctionnement de l'appareil, la LED rouge HL1 AL307 est utilisée, comme la moins chère, la plus simple et la plus fiable.
2.4 Choix du matériau du corps.
Nous choisirons un boîtier en plastique moulé comme le plus léger, offrant une résistance structurelle suffisante et des dimensions réduites conformément aux spécifications techniques.
2.6 Choix du système d'alimentation électrique.
Cet appareil est alimenté par un réseau ~ 220V, 50Hz via une charge.
2.7 Choix du matériau PCB.
Cet appareil utilise une carte de circuit imprimé en fibre de verre. Ce matériau était considéré comme souvent utilisé dans la production. Il est mécaniquement plus durable et les connexions capacitives y sont également affaiblies par rapport à d'autres matériaux (par exemple, getinax).
3. Sélection et justification d'une solution de conception.
Le câblage imprimé est largement utilisé dans la conception des RES. Il se présente sous la forme de circuits imprimés ou de câbles imprimés flexibles. Un métal recouvert de diélectrique ou de diélectrique est utilisé comme base pour une carte de circuit imprimé et un diélectrique pour des câbles imprimés flexibles. Pour fabriquer des conducteurs imprimés, le diélectrique est souvent recouvert d'une feuille de cuivre 35 ... 50 μm, ou feuille de cuivre ou de nickel d'une épaisseur de 5 ... 1 0 μm... Nous ne sommes pas en mesure d'utiliser une carte de circuit imprimé simple face, en raison de la complexité de l'appareil, nous utilisons une carte double face. Le câblage imprimé est effectué en utilisant la méthode positive combinée de base (avec des trous pré-percés). Cette méthode est basée sur les procédés de dépôt électrolytique de cuivre.
Lors de la détermination de la surface de la planche, des dimensions et du rapport hauteur / largeur des côtés, les facteurs suivants ont été pris en compte: la surface des éléments placés sur la planche et la surface des zones auxiliaires; l'admissibilité des dimensions en termes de capacités technologiques et de conditions de fonctionnement. Lors de la détermination de la surface de la carte, la surface totale des éléments installés dessus est multipliée par le coefficient de désintégration égal à 1,5 ... 3, et la surface des zones auxiliaires est ajoutée à cette surface. La désintégration est effectuée afin de fournir des espaces pour placer des lignes de communication, évacuation de la chaleur. Une réduction excessive des espaces entre les éléments de la carte peut conduire à une augmentation de l'intensité du régime thermique.
Avec le reste des pièces, la carte est placée dans le boîtier avec des vis de montage.
La dissipation de puissance spécifique étant faible, un refroidissement naturel est utilisé.
4. Sélection et justification d'un procédé de fabrication d'une carte de circuit imprimé.
En fonction du nombre de couches conductrices appliquées, les cartes de circuits imprimés (PCB) sont divisées en une - double face et multicouche. Les circuits imprimés double face sont fabriqués sur une base coulée en relief sans métallisation ou avec métallisation. Ils sont utilisés pour l'installation d'équipements radio, d'alimentations et d'appareils de communication.
Les méthodes de fabrication du PP sont divisées en deux groupes: soustractive et additive, ainsi que combinée (mixte). Dans les procédés soustractifs, des diélectriques recouverts d'une feuille sont utilisés comme base pour un câblage imprimé, sur lequel un motif conducteur est formé en retirant la feuille des zones non conductrices. Les méthodes d'ajout sont basées sur le dépôt sélectif d'un revêtement conducteur, sur lequel une couche de composition adhésive peut être préalablement appliquée.
Malgré les avantages, l'utilisation de la méthode additive dans la production de masse de PP est limitée par la faible productivité du processus de métallisation chimique, l'effet intense des électrolytes sur le diélectrique et la difficulté d'obtenir des revêtements métalliques avec une bonne adhérence. La technologie soustractive est dominante dans ces conditions, mais la plus avantageuse (puisqu'elle tire parti des deux méthodes) est celle combinée.
Les principales méthodes utilisées dans l'industrie pour créer un motif de câblage imprimé sont l'impression offset, la sérigraphie et l'impression photo. Le choix de la méthode est déterminé par la conception du PCB, la précision et la densité d'installation requises, la productivité de l'équipement et l'économie du processus.
Étant donné que le PCB est double face, la densité d'installation n'est pas grande (la largeur minimale des conducteurs n'est pas inférieure à 1 mm) et la production est définitivement en série, alors dans ce cours, la carte est fabriquée par une méthode chimique en grille. Cette méthode est largement utilisée dans la production en série et en série de cartes de circuits imprimés en fibre de verre. En règle générale, la fabrication de cartes est effectuée sur des lignes mécanisées universelles, constituées de machines automatiques séparées et de dispositifs semi-automatiques, exécutant séquentiellement les opérations du processus technologique.
L'ensemble du processus de fabrication des cartes de circuits imprimés comprend les opérations technologiques de base suivantes:
1. Découpe du matériau et fabrication de flans de carton;
2. Dessin du schéma avec une peinture résistante aux acides;
3. Gravure;
4. Retrait de la couche de peinture protectrice;
5. Brossage;
6. Application d'un masque époxy protecteur;
7. Étamage à chaud des points de soudure;
8. Estampage;
9. Marquage;
10. Contrôle du conseil.
Afin de maximiser la mécanisation et l'automatisation du processus, toutes les cartes de circuits imprimés sont fabriquées (traitées en ligne) sur l'un des flans technologiques dimensionnels.
Le processus technologique est décrit plus en détail en annexe.
5. Description de la conception de l'appareil.
L'appareil est fabriqué conformément aux termes de référence et est placé dans un boîtier en plastique. Dimensions du boîtier 1359545. Tous les radioéléments sont placés sur un circuit imprimé situé horizontalement. La carte est fixée au boîtier avec une connexion à vis. Le couvercle du boîtier est fixé au boîtier avec deux vis.
Une rainure est découpée sur le côté du boîtier pour la sortie du câble d'alimentation. Un trou est percé dans le haut du boîtier pour installer l'indicateur LED, il y a aussi une fente qui facilite l'accès des ondes sonores au haut-parleur situé à l'intérieur de l'appareil. Pour réduire le coût d'exécution, j'ai choisi une LED rouge.
6. Calcul de la fabricabilité de la conception.
En pratique, du fait que la fabricabilité est l'une des caractéristiques les plus importantes, il devient nécessaire de l'évaluer lors du choix de la meilleure option pour sa fabrication parmi plusieurs possibles.
Il existe de nombreux indicateurs différents sur la base desquels sont évalués à la fois les composantes générales et individuelles. Considérons certains d'entre eux.
6.1 Répartition des pièces par succession
Sur la base du tableau 1, les coefficients suivants sont déterminés:
|
Indicateurs |
||||||
|
Spécialement fabriqué |
Ordinaire |
Acheté |
||||
|
Pour ça |
Salles de bain empruntées d'autres produits, |
fixation, |
Attaches, |
Non standard |
la norme |
|
|
quantité noms, D |
||||||
|
quantité pièces, W |
||||||
Nsh.n. - le nombre de pièces détachées;
Nsh.p. - le nombre de pièces standard;
Nsh.k. - le nombre de fixations;
Nsh.v. - le nombre de toutes les pièces.
Nsh.z. - le nombre de pièces empruntées à d'autres produits;
Nsh.k. - le nombre de fixations.
Nsh.s. - le nombre de pièces fabriquées spécifiquement pour ce produit;
Nd.s. - le nombre de variétés de pièces fabriquées spécifiquement pour ce produit.
Nshp - le nombre de pièces non standard.
- Facteur de normalisation
2. Taux d'emprunt:
3. Coefficient de répétabilité:
4. Coefficient de succession:
6.2 Répartition des nœuds par complexité et interchangeabilité au sein d'un nœud
Ici, sur la base du tableau 2, les coefficients suivants sont déterminés:
1. Facteur de complexité d'assemblage:
2. Coefficient d'interchangeabilité au sein des nœuds:
7 . Calcul des paramètres de conception de la carte de circuit imprimé.
Comme données initiales, il faut avoir: la conception de la carte de circuit imprimé, la méthode d'obtention du motif, la distance minimale entre les trous, le pas de la grille de coordonnées, la forme des plots de contact, la densité de l'ensemble. En conséquence, le diamètre de la plage de contact, la largeur du conducteur, la distance entre les éléments conducteurs sont calculés.
La carte est fabriquée par la méthode chimique en grille selon la deuxième classe de précision. Ses principaux paramètres de conception sont les suivants:
La valeur minimale de la largeur nominale du conducteur t H \u003d 1 mm;
Distance nominale entre les conducteurs S H \u003d 0,5 mm;
Rapport diamètre du trou sur épaisseur du panneau ≥ 0,33;
Tolérance de trou ∆d \u003d ± 0,05 mm;
Tolérance de largeur de conducteur mm;
Tolérance de position du trou mm;
Tolérance pour l'emplacement des plages de contact mm;
Tolérance de position du conducteur mm;
La valeur de la largeur du conducteur est déterminée par la formule:
où est l'écart limite inférieur de la largeur du conducteur. Dans ce cas, t \u003d 1,05 mm.
Le diamètre des trous de montage est calculé comme suit:
où est le diamètre de la sortie de l'élément installé; - écart limite inférieur par rapport au diamètre nominal du trou de montage; - la différence entre le diamètre minimum du trou et
le diamètre maximum de la sortie installée.
Alors d 1 \u003d 0,5 mm, d 2 \u003d 0,8 mm, d 3 \u003d 1 mm, d 2 \u003d 1,1 mm.
Déterminez le diamètre des plages de contact:
où est l'écart limite supérieur du diamètre du trou; est l'écart limite supérieur de la largeur du conducteur.
Alors D 1 \u003d 1,8 mm, D 2 \u003d 2 mm, D 3 \u003d 2,2 mm, D 2 \u003d 2,3 mm.
Trouvons la valeur de la distance minimale entre les éléments adjacents du motif conducteur:
En substituant la valeur, nous obtenons cela
Les paramètres calculés correspondent au dessin du PCB. La méthode choisie de fabrication de la carte de circuit imprimé vous permet de fabriquer la carte avec les paramètres obtenus.
8. Calcul de la fiabilité.
Le calcul de fiabilité consiste à déterminer les indicateurs quantitatifs de la fiabilité du système par les valeurs des caractéristiques de fiabilité des éléments.
En fonction de l'exhaustivité de la comptabilisation des facteurs affectant la fiabilité du système, un calcul approximatif de la fiabilité, un calcul approximatif et un calcul mis à jour peuvent être effectués.
Un calcul approximatif est effectué au stade de la conception, lorsqu'il n'y a pas encore de schémas de principe des blocs système. Le nombre d'éléments dans les blocs est déterminé en comparant le système conçu avec des systèmes similaires précédemment développés.
Le calcul de la fiabilité dans la sélection des types d'éléments est effectué après le développement des circuits électriques de base. Le but du calcul est de déterminer la composition rationnelle des éléments.
Le calcul de fiabilité lors de la spécification des modes de fonctionnement des éléments est effectué lorsque les principaux problèmes structurels ont été résolus, mais les modes de fonctionnement des éléments peuvent encore être modifiés.
Les résultats d'un calcul approximatif de fiabilité sont présentés sous forme de tableau.
|
Nom et type d'éléments |
La désignation |
Taux d'échec |
|||
|
Pont de diodes |
|||||
|
Diodes en alliage d'impulsion |
|||||
|
Bouton double |
|||||
|
Condensateurs non emballés |
|||||
|
Condensateurs céramiques |
|||||
|
Condensateurs à film |
|||||
|
Condensateurs électrolytiques |
|||||
|
Microphone |
|||||
|
Fils de connexion |
|||||
|
Résistances MLT-0.25 |
R2, R3, R10, R13-R15, R17 |
||||
|
Résistances MLT-1.0 |
|||||
|
Résistances à cadre ouvert |
R1, R4, R5, R7-R9, R11, R12, R16, R18 |
||||
|
Résistance de trimmer |
|||||
|
Diode électro-luminescente |
|||||
|
Diode Zener |
|||||
|
Transistors à effet de champ |
|||||
|
Transistors bipolaires |
|||||
|
Connecteur Plug RS4TV |
Le temps moyen entre les pannes est:
Le graphe de fiabilité est construit de façon exponentielle
Ce graphique est illustré à la figure 1.
Fig. 1. Graphique de fiabilité de l'appareil.
Ces résultats satisfont à la condition TK.
9. Conclusion.
Lors des travaux de cours sur le thème "Relais acoustique sur un transistor à effet de champ", des calculs ont été effectués sur la conception et les paramètres technologiques de la carte de circuit imprimé et la fiabilité du circuit. Le choix et la justification du procédé de fabrication du circuit imprimé et des éléments ont été faits.
À la suite de ces travaux, un appareil a été développé qui est entièrement conforme aux spécifications techniques.
Sur la base des résultats du calcul, nous pouvons conclure que l'appareil peut être produit à la fois en série et en pièce sans aucune restriction.
Liste de la littérature utilisée.
1. Un petit guide du concepteur d'équipements électroniques. Ed. R.G. Varlamova. M., «Sov. radio ", 1973, 856s.
2. Pavlovsky VV, Vasiliev VP, Gutman TN, Conception de procédés technologiques pour la fabrication d'équipements électroniques. Manuel de conception de cours: Manuel. manuel pour les universités. - M.: Radio et communication, 1982.-160s.
3. Développement et exécution de la documentation de conception des équipements électroniques: Manuel / E.T. Romanychev, A.K. Ivanova, A.S.Kulikov et autres; ed. E.T. Romanycheva. -2e éd., Rév. et ajouter. - M.: Radio et communication, 1989. - 448s.
4. Collection de tâches et d'exercices sur la technologie de REA: C32 Textbook / Ed. E. M. Parfenova. - M.: Plus haut. école, 1982 .-- 255s.
5. Résistances: (ouvrage de référence) / Yu. N. Andreev, AI Antonyan, et autres; Ed. I.I. Chetvertakova. - M.: Energoizdat, 1981 .-- 352s.
6. Collection de problèmes sur la théorie de la fiabilité. Ed. A. M. Polovko et I. M. Malikova. M., Maison d'édition "Radio soviétique", 1972, 408 pages.
7. Technologie et automatisation de la production d'équipements radioélectriques: Manuel pour les universités / IP Bushminsky, O.Sh. Dautov, A.P. Dostanko et autres; Ed. A.P. Dostanko, Sh.M. Chabdarova. - M.: Radio et communication, 1989. - 624s.
8. Microcircuits intégrés: Handbook / B.V. Tarabrin, L.F. Lunin et autres; Ed. B.V. Tarabrina. - M.: Radio et communication. 1984 - 528 p.
