системотехнічний – розробка виробу до рівня функціональних схем;

схемотехніка – розробка виробу до рівня принципових схем

конструкторський – розробка конструкторської документації.

Системотехнічний етап проектування складається з аналізу декількох конкуруючих варіантів побудови створюваного пристрою, перевірки їхнього функціонування, обгрунтованого визначення вимог до вхідних вузлів і вибору оптимального рішення з множини запропонованих за деяким критерієм. Якщо є лише один можливий варіант, один спосіб дії, одна структура системи, сама задача проектування зникає. Для того, щоб вона могла бути поставлена, необхідно, по-перше, мати або декілька можливих варіантів, або методів їх отримання, і, по-друге, необхідно розташовувати правилом переваги одного варіанту іншому, тобто мати можливість порівнювати їх між собою. При виборі перевага віддається оптимальному варіанту. Таким чином, в постановці задачі проектування неявно міститься вимога оптимізації.

Етап проектування схемотехніки, або проектування на рівні принципових схем, починається з аналізу технічного завдання (ТЗ) на окремі вузли виробу, що розробляється, і завершується розробкою ТЗ на створення конструкторської і технологічної документації. Основна задача етапу – розробка варіантів принципових схем вузлів виробу, що забезпечують задані вимоги до їхніх електричних характеристик. В процесі проектування схемотехніки широко використовуються розрахунки за допомогою САПР, внаслідок чого визначається якнайкращий з альтернативних варіантів. При цьому використовують бази даних, системи експертних оцінок, різні оптимізаційні процедури. Проте, досвід і кваліфікація інженера-проектувальника є визначальними в більшості випадків у проектуванні схемотехніки.

Конструкторський етап проектування полягає в розробці топології друкованої плати, міжвузлових з’єднань, конструкції блоків, стійок, корпусу в цілому і передньої панелі управління. При розводці друкованої плати використовують конструкторські САПР. При конструюванні необхідно враховувати обмеження, що виникають з тепловими режимами, паразитними і розподіленими параметрами конструктивних елементів схем.

Проектування не є послідовним переходом від одного етапу до іншого, більш низького рівня. Фактично після опрацьовування систем певного рівня складності доводиться повертатися назад, на більш високий рівень, і виробляти корекцію розрахунків. Таким чином, при проектуванні використовується метод послідовних наближень, коли рішення уточнюється на кожному наступному етапі. Саме такий процес і забезпечує перехід від "незнання" до "знання", в результаті якого створюється нова, відмінна від існуючих система.

12.2 Розробка нового пристрою

Цілі і задачі, поставлені перед розробником, дозволяють визначити вид сигналів, які використовуються для передачі і перетворення інформації, розробити технічне завдання, а також виробити деяку ознаку – показник якості, що характеризує даний варіант, і правило, за яким системі із заданим значенням показника якості віддається перевагу. Вибраний критерій якості повинен чисельно характеризувати ступінь наближення до мети, сформульованої при постановці задачі, для досягнення якої створюється система

Наступний крок – аналіз і дослідження параметрів існуючих систем. Якщо одна з уже існуючих систем може вирішити нові сформульовані задачі, проектування не виробляється, якщо не може, приступають до першого етапу проектування – системотехнічного, а потім до схемотехніки. Для побудови створюваної системи доцільно широко використати серійні уніфіковані блоки, вузли і інтегральні схеми. Тому при проектуванні схемотехніки аналізуються параметри таких елементів електронної апаратури і їхня відповідність вимогам до окремих компонентів, сформульованих на етапі системотехнічного проектування. Якщо в результаті виконання операції "Перевірка відповідності" отриманий негативний результат, приступають до розробки спеціалізованих блоків або вузлів. Паралельно розробляють конструкції і технології проектованої системи. Після створення системи її випробовують, визначають параметри і зіставляють із заданими.

Вибраний критерій якості враховується на всіх етапах. Це дозволяє вирішувати задачі оптимізації, які зводяться до пошуків екстремуму показника якості. В результаті процес проектування розглядається як замкнута ітераційна процедура, в якій інженеру відведена головна роль у прийнятті рішень. Розробку електронної схеми можна уявити послідовним виконанням ряду етапів. Схема процесу розробки електронного вузла традиційним методом складається з чотирьох основних етапів.

1 Теоретичне опрацьовування схемного рішення. На цьому етапі аналізують ТЗ і виділяють в ньому найбільш істотні вимоги. Використовуючи досвід розробки подібних схем, а також патентну періодичну та іншу інформацію і приймають первинний варіант схеми. При цьому частина схеми розробляється новою, а частина може бути отримана модифікацією відомих рішень (заміна одних елементів іншими, зміна їхніх параметрів, числа каскадів, транспонування за частотою, підгонка під необхідні вхідні і вихідні опори. Розглядається декілька варіантів схеми з метою вибору оптимального.

2 Моделювання на ЕОМ. На підставі розрахованих значень компонентів схеми, вибраної елементної бази і конструктивних особливостей виготовлення, здійснюється математичне моделювання роботи пристрою. При цьому визначаються карти робочих режимів і перевіряється, чи знаходяться точки напруги і потужності в допустимих межах для кожного компоненту або мікросхеми. Для цього, звичайно, використовуються програми САПР для проектування схемотехніки. За допомогою цих програм обчислюються амплітудні і фазочастотні характеристики, часові діаграми, статистичний аналіз параметрів і допусків і т.д. Важливим питанням при цьому є правильний вибір моделей компонентів і врахування різних чинників, що впливають на роботу пристрою.

3 Виготовлення макета. Первинний варіант схеми, отриманий теоретично, потребує практичної перевірки, яку проводять на макеті виробу. Виготовлення макета – один з найбільш трудомістких і тривалих етапів процесу проектування схеми. Для його створення необхідні конструкційні та електрорадіоматеріали. Дуже часто для виготовлення макета доводиться розробляти ескізний варіант конструкції вузла, що розробляється.

4 Випробування макета і доведення схеми. Після створення макета починається ітеративний процес доведення схеми. Залежно від того, наскільки вдало ухвалено технічне рішення, цей процес може полягати тільки в коректуванні величин деяких елементів схеми, але може зачепити і