Основы конструирования и проектирования приборов

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цель преподавания дисциплины
Целью курса «Основы конструирования и проектирования приборов»
является
изучение
принципов
конструирования
радиоэлектронной
аппаратуры».
1.2. Задачи изучения дисциплины
Задачи
курса
определяются
требованиями
квалификационной
характеристики к знаниям и умениям.
При изучении курса студент получает знания:
 о методах конструирования приборов;
 о проектировании приборов;
 о применении микропроцессоров в измерительных приборах;
 об основах стандартизации;
 о защите электронной аппаратуры;
 о допусках в электронных схемах;
 о программах конструирования и моделирования.
После освоения материала курса студент должен уметь:
 выбирать стандартные конструкторские решения при разработке
приборов;
 делать поверочные расчеты для подтверждения устойчивости
электронной аппаратуры.
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА
2.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ПАРАМЕТРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (22 часа)
2.1.1. Аналоговые измерительные приборы (8 часов)
Типы измерительных систем. Построение измерительных приборов на
аналоговых компонентах. Модели и параметры биполярных транзисторов.
Расчет электронных схем на биполярных транзисторах. Операционные
усилители и их применение. Выходные устройства.
Л.17, с.79-98; Л.18, с.61-84.
2.1.2. Цифровые измерительные приборы (8 часов)
Структурные схемы цифровых приборов. Цифровые коды. Элементная
база: логические схемы, триггеры, счетчикми, регистры, коммутаторы,
программируемые логические интегральные схемы, ЦАП, АЦП. Примеры
цифровых приборов. Индикация цифровых сигналов.
Л.17, с.98-121; Л.18, с.91-99.
2.1.3. Микропроцессорные измерительные приборы (6 часов)
Преимущества
микропроцессорных
приборов.
Семейства
микропроцессоров. Архитектура микропроцессоров. Сопряжение АЦП и
микропроцессора.
Микропроцессорный
цифровой
вольтметр.
Микропроцессорный цифровой частотомер.
Л.6; Л.17, с.121-124.
2.2. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ПАРАМЕТРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (24 часа)
2.2.1. Конструирование приборов и технические требования
к ним (6часов)
Требования к конструкции. Стадии конструирования изделия.
Иерархические принципы построения РЭА. Назначение, принципы построения,
элементы стандартизации конструкций. Условия работы несущих конструкций.
Основные требования и основы конструирования несущих конструкций.
Унификация корпусов.
Л.3, с.9-64; Л.4, с.23-97; Л.8, с.10-112.
2.2.2. Компоновка приборов (4 часа)
Виды компоновки. Компоновка на дискретных компонентах. Узлы с
печатным монтажом. Компоновка блоков, приборов и систем. Электрические
соединения в конструкциях РЭА.
2.2.3. Основы стандартизации (6 часов)
Методы
стандартизации
конструкции
РЭА.
Технологичность
конеструкции. Основные положения ЕСКД. Комплект документации. Правила
выполнения чертежей. Текстовая документация.
Л.2, с.37-58; Л.3, с.170-193.
2.2.4. Защита РЭА (4 часа)
Защита РЭА от тепловых воздействий и воздействий окружающей среды.
Защита РЭА от механических воздействий. Защита от воздействий
электромагнитных полей.
Л.3, с.193-243.
2.2.5. Допуски в РЭА (4 часа)
Расчет производственных допусков. Определение коэффициентов
влияния. Расчет допусков с учетом воздействия окружающей среды. Расчет
электрических допусков.
Л.10, с.6-112.
2.3. ПРИМЕНЕНИЕ САПР В КОНСТРУИРОВАНИИ И
ПРОЕКТИРОВАНИИ ПРИБОРОВ (18 часов)
2.3.1. Проектирование печатныз узлов (6 часов)
Проектирование печатных плат в САПР OrCAD9.1. Создание
электрической схемы для проектирования печатной платы. Задание
технологических норм на печатную плату. Упаковка схемы на печатную плату.
Размещениен элементов на поле печатной платы. Трассировка проводников.
Л.15.
2.3.2. Применение САПР для создания конструкторской
документации (6 часов)
Программы AutoCAD и Visual CADD. Настройка рабочих режимов.
Управление экранным изображением. Создание чертежей электрических схем.
Создание сборочных чертежей и чертежей печатных плат.
Л.14.
2.3.3. Моделирование цифровых и аналого-цифровых измерительных
приборов (6 часов)
Общие сведения о программах.
Текстовый и графический ввод
электрической схемы. Основные виды анализа. Расчет коэффициентов влияния.
Статистический расчет по методу Монте-Карло. Расчет наихудшего случая.
Расчет смешанных цифпроаналоговых схем.
Л.13.
1.
2.
3.
4.
5.
3. ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Ненашев А.П. Конструирование РЭС. 1990.
Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. 1989.
Практическое пособие по учебному конструированию РЭА. 1992.
Гелль П.П. Конструирование РЭА и микроминиатюризация. 1984.
Конструирование приборов. Под ред. В.Краузе. 1987.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
6. Микропроцессоры в измерительных приборах. 1984.
7. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Под ред. С.В.
Якубовского. 1990.
8. Рощин Г.И. Несущие конструкции РЭА. 1981.
9. Варламов Р.Г. Компоновка РЭА. 1975.
10. Фомин А.В. Допуски в РЭА. 1973.
11. Разработка и оформление конструкторской документации (Э.Т.
Романычева). 1991.
12. Справочная книга радиолюбителя-конструктора. В 2 кн. 1993.
13. Разевиг В.Д. Применение программ PCAD и PSpice для
схемотехнического моделирования на ПЭВМ. 1992.
14. Романычева В.Т. AutoCAD14. 1998.
15. Разевиг В.Д. Система проектирования цифровых устройств в OrCAD.
2000.
16. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных
устройствах. 1980.
17. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. Измерительная техника. 1991.
18. Боднер В.А., Алферов А.В. Измерительные приборы. В 2т. 1986.
19. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. 1986.
20. Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства. 1981.
4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
1. Разработка электрической схемы прибора по
заданной структурной схеме
- 4 часа
2. Схемотехническое моделирование прибора
- 4 часа
3. Проектирование печатной платы в OrCAD9.1
- 4 часа
4. Выполнение электрической схемы в AutoCAD14
- 4 часа
5. Оформление чертежа печатной платы в AutoCAD14
- 4 часа
6. Оформление сборочного чертежа печатной платы
- 4 часа
7. Оформление комплекта конструкторской документации - 4 часа
8. Зачетное занятие
- 2 часа
5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
Изучение системы сквозного проектирования OrCAD9.1 - 16 часов