Пояснение к содержанию РПЗ

Описание функциональной схемы не может начинаться с моделирования. Сначала представить необходимо представить временные диаграммы работы схемы, которые вы рисовали (согласно требованиям) на первом этапе проектирования с пояснениями, что на что будет влиять.

Эти диаграммы фактически должны показать, как вы планируете получение выходного сигнала и осуществление регулировок. Потом вы должны написать, как на основе нарисованных вами диаграмм строилась функциональная схема и зачем нужны те или иные функциональные блоки. А моделирование – это конечный этап, подтверждающий, что вы все придумали правильно.

 В расчетах для функциональной схемы необходимо показать, как будет осуществляться регулировка и какие параметры функциональных блоков нужно получить для осуществления этой регулировки.

 По каждому функциональному блоку необходимо обоснование выбора принципиальной схемы для ее реализации и описание принципа ее работы. Здесь же необходимо выполнить расчет компонентов схемы для обеспечения требуемых параметров функционального узла

Каждый функциональный блок ОБЯЗАТЕЛЬНО должен быть промоделирован отдельно. Для каждого блока должна быть нарисована схем моделирования (а не какой-то кусок, «выкушенный» из принципиальной схемы вместе с лишними элементами. Для этого отдельного схемного файла должно быть проведено моделирование его работы (не в составе общей схемы, а отдельно!). Временные диаграммы, подтверждающие работоспособность схемы каждого функционального блока, должны быть представлены в РПЗ, а схемный файл для моделирования необходимо сдавать на проверку вместе с РПЗ.

Моделирование должно показать, что узел обладает необходимыми параметрами, а выбранные (рассчитанные) номинальные значения компонентов и напряжения питания гарантируют отсутствие превышения предельных эксплуатационных токов и напряжений для каждого из компонентов схемы. Моделирование должно быть завершено выводами о возможности/невозможности использования выбранной схемы при построении проектируемого устройства.

Что должно быть показано при моделировании:

Для генератора импульсов – временные диаграммы работы (включая токи).

 Для управляемого генератора импульсов – временные диаграммы (напряжения и токи) и регулировочная характеристика (например, зависимость длительности импульса от величины приложенного управляющего напряжения).

 Для источника тока - внешняя характеристика (зависимость выходного тока от выходного напряжения). На основании этой характеристики – вывод о допустимости использования источника тока с полученными параметрами. Также по характеристике необходимо рассчитать дифференциальное сопротивление источника тока и величину нестабильности – т.е. на сколько процентов меняется ток при изменении выходного напряжения (т.е. при зарядке конденсатора).

Для источника тока также нужно показать форму выходного напряжения при подключении этого источника тока к времязадающему конденсатору.

 Для регулируемого источника тока необходимо дополнительно построить регулировочную характеристику (зависимость выходного тока от выходного напряжения). Вместо одной внешней характеристики необходимо построить семейство внешних характеристик при разном входном управляющем напряжении.

 Для компаратора –  временные диаграммы работы (включая выходной ток микросхемы компаратора), по ним определить скорость нарастания выходного напряжения.

 Для усилителей (любых) – частотную характеристику и переходную характеристику. А также временные диаграммы прохождения импульса заданной формы (т.е. такого, какой у вас будет проходить через этот усилитель в проектируемой схеме).Временные диаграммы должны включать выходные токи микросхемы усилителя и токи через выходной каскад усилителя мощности (если он есть).  Входной импульс задается стандартными генераторами Micro-Cap.

 Для сумматоров – частотная и переходная характеристика, временные диаграммы сложения импульсов заданной формы (т.е. такого, какой у вас будет проходить через этот усилитель в проектируемой схеме). Входные импульсы задаются стандартными генераторами Micro-Cap.

Для аналоговых коммутаторов (ключей) – временные диаграммы, подтверждающие прохождение через них сигналов заданной формы, а также диаграммы токов, подтверждающих, что не превышены предельно допустимые токи. Впрочем, подтверждение того, что не превышены предельные токи и напряжения необходимо показывать в каждом функциональном блоке.

 Для логических блоков – временные диаграммы работы.

 После моделирования отдельных блоков – сделать выводы о необходимости каких-либо согласующих устройств между ними (например, дифференцирующих цепей, ограничителей амплитуды и т.п.). Промоделировать согласование блоков (получить временные диаграммы токов и напряжений, показывающих, что они не выходят за допустимые пределы)

 После этого нужно показать работоспособность схемы в целом, т.е. получить временные диаграммы ее работы при заданном сопротивлении нагрузки, подтверждающие требования ТЗ. Т.е. должна быть получена заданная форма импульса и заданный диапазон регулировок. Диапазон регулировок подтверждается временными диаграммами в крайних положениях регулировочных воздействий, а также регулировочной характеристикой.

 Моделирование заканчивается проведением анализа Монте-Карло, демонстрирующего возможные изменения параметров импульсов при использовании компонентов, имеющих заданный разброс. Поскольку этот расчет может занимать много машинного времени (часы), то допустимо такой анализ выполнять не для всей схемы, а только для отдельных узлов (например, для генератора импульсов).

 Кроме того, в РПЗ должны присутствовать расчеты компонентов (хотя бы обеспечивающие непревышение предельных параметров по току и напряжению).

Нужно также посчитать средний ток, который будет потреблять ваше устройство по каждой из линий питания (питание будет подводиться извне через разъем).

В РПЗ необходимо указать, какие конденсаторы (фильтрующие и блокирующие) необходимо установить по цепям питания и сколько штук их нужно (с обоснованием).

На проверку сдается РПЗ в электронном виде в формате MS Word и приложения (функциональная, принципиальная схема и перечень элементов в формате PDF, оформленные в соответствие с требованиями ЕСКД) и комплект схемных файлов для моделирования (функциональная схема, принципиальная схема и набор схем-блоков для поблочного моделирования каждого функционального элемента).

Пояснения в виде отдельного файла - Пояснение