Ingineria circuitelor este o zonă științifică și tehnică care se ocupă cu proiectarea, crearea și depanarea (sinteza și analiza) circuitelor și dispozitivelor electronice în diverse scopuri [1] .
Conceptul de proiectare a circuitelor este aplicabil unei game largi de dispozitive electronice, de la sisteme complexe la tranzistori individuali dintr-un circuit integrat. În același timp, implementarea sarcinilor simple este destul de la îndemâna unei singure persoane, fără ajutor suplimentar. Rezolvarea problemelor complexe necesită o abordare sistematică, modelare pe calculator și implicarea unor echipe speciale de inginerie. Cu toate acestea, în orice caz, circuitele ocupă în practică o poziție intermediară între apariția unei idei și producerea unui circuit electronic finit. Sarcina sa principală este dezvoltarea structurilor circuitelor electronice care asigură îndeplinirea funcțiilor specificate, precum și calculul parametrilor elementelor lor constitutive [1] .
De asemenea, trebuie remarcat faptul că circuitele competente implică un echilibru al indicatorilor economici și tehnici. Atât lipsa fondurilor pentru design, cât și supraabundența acestora pot deveni negative. Este important să se evalueze eficiența lor economică pe parcursul tuturor etapelor de lucru [2] .
Rezultatul final al lucrărilor de circuite trebuie să respecte principiile designului industrial [2] .
Circuitele pot fi împărțite în analogic , digital și analog-digital.
După ce se ia decizia de a efectua lucrări de circuite, prototiparea este importantă . Vă permite să reduceți timpul de dezvoltare a circuitelor electronice prin reducerea erorilor brute de proiectare. În plus, cu mijloace relativ modeste, prototipul în practică vă permite să testați ideile încorporate în circuitul electronic. În funcție de caracteristicile de proiectare, prototiparea este aplicabilă atât întregii dezvoltări în ansamblu, cât și părților sale individuale [3] .
În cazul general, lucrările de inginerie de circuite constau din următoarele etape principale [4] :
Ca orice lucrare de proiectare , ingineria circuitelor începe cu dezvoltarea specificațiilor tehnice . Formulează o listă de funcții pe care circuitul electronic creat ar trebui să le ofere, dar, de regulă, nu indică exact cum ar trebui să fie furnizat acesta [5] .
Specificația este de obicei o descriere detaliată a cerințelor clientului pentru un circuit electronic și poate include diverși parametri electrici, cum ar fi caracteristicile semnalelor de intrare și ieșire, surse de alimentare, consumul de energie. În plus, pot fi de asemenea negociați parametri fizici precum dimensiunea, greutatea, rezistența la umiditate, intervalul de temperatură de funcționare, disiparea căldurii, protecția la vibrații, rezistența la suprasarcină și altele asemenea. Pentru funcționarea eficientă viitoare a circuitului electronic creat, termenii de referință ar trebui să includă condițiile pentru așa-numitul proiect de interacțiune [6] .
Proiectarea unui circuit electronic, în funcție de complexitatea acestuia, trece printr-o serie de etape. Excepția se aplică numai celor mai simple dintre ele, create deodată. Prima dintre etape este traducerea cerințelor termenilor de referință pentru procesarea semnalului într- o diagramă bloc a unor astfel de transformări. În același timp, blocurile sunt considerate, pur funcțional, ca un fel de „ cutii negre ”, fără a detalia conținutul lor fizic. Această abordare permite chiar și o sarcină foarte complexă să fie împărțită în fragmente mai mici, iar soluțiile acestora să fie implementate fie secvențial, fie în paralel, distribuându-le între diferite grupuri de inginerie [7] [8] .
În plus, sarcinile funcționale ale fiecărui bloc sunt luate în considerare în detaliu, acordând atenție caracteristicilor procesării semnalului. Această etapă poate necesita cercetări practice sau modelarea matematică a proceselor. Nu este exclus ca rezultatul lucrării să fie necesitatea schimbării organigramei cu redistribuirea sarcinilor între blocurile sale [9] [8] .
Apoi, pe baza diagramei bloc, se elaborează un principal . Elementele sale individuale sunt selectate, așezate pe tablă, după care sunt asamblate „în hardware”, primind un aspect. De regulă, această etapă este destul de lungă, deoarece necesită luarea în considerare a unei lungi liste de restricții practice. Acestea includ influența reciprocă a componentelor circuitului și disponibilitatea acestora în ceea ce privește alimentarea și mentenabilitatea întregii structuri și cerințele pentru conformitatea acesteia cu standardele și altele asemenea.
Etapa finală este testarea layout-ului cu ulterior, dacă este necesar, rafinarea acestuia și crearea unui circuit electronic de pre-producție [10] .
Circuitul electronic de pre-serie este de fapt un analog al aspectului finalizat. Este creat pentru a verifica, in timpul testelor de pre-serie, conformitatea rezultatelor obtinute cu cerintele clientului. Uneori, pentru a depana interacțiunea elementelor circuitului, testele sunt precedate de verificare formală . Pe baza rezultatelor testelor pre-serie, se fac modificări finale ale schemei. Dacă este necesar, creați o nouă probă de pre-producție și efectuați noi teste [5] .
Rezultatele lucrărilor de inginerie de circuite sunt întocmite sub formă de desene completate, precum și, dacă este necesar, tehnologii de producție și instrucțiuni de utilizare [10] .