Трегубов С.И., Сарафанов А.В., Левицкий А.А., Божко В.Ю. Основы проектирования электронных средств

Конспект лекций. — Красноярск: ИПК СФУ, 2008. — 448 с.Настоящий ресурс является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Основы проектирования электронных средств», включающего учебную программу, электронные учебные пособия «Проектирование аппаратуры на печатных платах», «Техническое задание: формирование и анализ», «Формализация конструкторско-технологических решений», а также организационно-методические указания, методические указания по лабораторным работам, курсовому проектированию и самостоятельной работе студентов, контрольно-измерительные и электронные презентационные материалы.
Рассмотрены основные аспекты проектирования электронных средств: организация проектирования, компоновка и несущие конструкции, проектирование линий связи, обеспечение передачи информации и надежной работы, а также автоматизированное проектирование печатных плат и создание конструкторской документации. Приведены практические рекомендации по разработке различных устройств электронных средств.
Сопровождается банком контрольно-измерительных материалов, разбитых по темам и реализованных на базе унифицированной системы компьютерной проверки знаний тестированием UniTest 2.0.
Предназначен для студентов укрупненной группы направления подготовки специалистов 210000 – «Электронная техника, радиотехника и связь», направления подготовки бакалавров 210200.62 – «Проектирование и технология электронных средств» (спец. 210201.65, 210202.65).
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы проектирования электронных средств» подготовлен в рамках выполнения инновационной образовательной программы «Структурная перестройка научно-образовательного центра Радиоэлектроника», реализуемой в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.Введение

Предмет проектирования электронных средств
Понятие конструкции.
Структура и связи.
Конструктивная реализация ЭС.
Составные части процесса конструирования.
Жизненный цикл ЭС.
Конструкторское проектирование.
История конструирования ЭС.Ограничения при проектировании
Структура и взаимосвязь ограничений.
Ограничения на метод проектирования.
Требования к выполнению ограничений.
Исходные данные для проектирования.
Техническое задание - этап проектирования ЭС.
Основная структура ТЗ на проектирование.
Классификация ЭС.
Условия эксплуатации.
Нормирование условий эксплуатации.Стандартизация в проектировании электронных средств
Цели и формы стандартизации.
Уровни стандартов.
Системы стандартов.
Основные положения ЕСКД.Компоновка электронных средств
Задачи компоновки.
Общая методология проектирования.
Конструктивная иерархия.
Методы выполнения компоновочных работ.
Выполнение компоновочных работ в зависимости от стадии проектирования.
Виды компоновки ЭС.
Вопросы эргономики при проектировании ЭС.
Сенсорный вход оператора и его параметры.
Особенности визуального восприятия информации.
Особенности слухового восприятия информации.
Характеристика условий работы человека-оператора.
Требования к уровню шума и вибрации в помещениях с электронной аппаратурой.
Требования к микроклимату в помещениях с электронной аппаратурой.
Требования к рабочему месту оператора.
Техническая эстетика в проектировании ЭС.
Компоновка передних панелей ЭС.
Выбор цветофактурных решений.
Кодирование визуальной информации.
Построение систем кодирования зрительной информации.Несущие конструкции
Иерархия несущих конструкций.
Компоновка блоков.
Конструкции блоков.
Зарубежные несущие конструкции ЭС.
Характеристика защиты от внешних воздействий корпусом.
Основные конструкционные материалы.Проектирование объемного монтажа
Виды электрического монтажа.
Объемный электрический монтаж.
Основные требования, предъявляемые к электрическому монтажу.
Классификация электрических линий связи.
Правила проектирования объемного монтажа.
Материалы для объемного монтажа.
Электромонтажные соединения.Проектирование печатного монтажа
Основные принципы проектирования печатного монтажа.
Классификация печатных плат.
Факторы, влияющие на качество проектирования печатных плат.
Порядок проектирования печатных плат.
Анализ технического задания на плату.
Выбор класса точности и шага координатной сетки.
Выбор типа, габаритов и материала основания ПП.
Расчет элементов печатного рисунка.
Расчет диаметров отверстий.
Выбор формы и размеров контактных площадок.
Расчет параметров проводников.
Расчет расстояния между элементами печатного рисунка.
Размещение электрорадиоэлементов.
Трассировка печатных элементов.Волоконно-оптические линии передачи информации
Области применения и основные характеристики волоконно-оптических линий связи.
Компоненты волоконно-оптических систем передачи.
Оптические кабели.
Оптические волокна.Основные понятия надежности электронных средств
Определение понятия «надежность ЭС».
Показатели надежности ЭС.
Пути обеспечения надежности ЭС.
Методы резервирования.Основы защиты электронных средств воздействий окружающей среды
Характеристика вида защищенности ЭС.
Герметизация ЭС.
Классификация покрытий.
Лакокрасочные покрытия.Основы защиты электронных средств тепловых воздействий
Характеристика видов теплопередачи.
Конвективный теплообмен.
Лучистый теплообмен.
Теплопроводность.
Системы охлаждения электронных средств.
Радиаторы.
Тепловые трубы.Основы защиты электронных средств от механических воздействий
Характеристика механических воздействий.
Виды и источники эксплуатационных механических воздействий.
Динамические характеристики, виды отказов и нарушения функционирования электронных средств при механических воздействиях.
Классификация и эффективность существующих методов защиты от механических воздействий.Электромагнитная совместимость и защита электронных средств от помех
Понятие «электромагнитная совместимость».
Источники и приемники наводок.
Защита от электрических полей.
Магнитостатическое экранирование.
Экранирование электромагнитного поля излучения.
Фильтрация.Обеспечение безопасности электронных средств
Классификация опасных факторов.
Область применения требований по безопасности.
Классы аппаратуры по электробезопасности.
Маркировка ЭС.
Обеспечение защиты от поражения электрическим током.
Обеспечение механической прочности, теплостойкости и огнестойкости.Особенности проектирования электронных средств различного назначения
Особенности конструкций наземных стационарных ЭС.
Особенности конструкций наземных транспортируемых ЭС.
Особенности конструкций наземных переносных ЭС.
Особенности конструкций наземных носимых ЭС.
Особенности конструкций бортовых ЭС.Заключение
Библиографический список
Приложение. Краткий терминологический словарь