Глава 21

КАК РАБОТАТЬ НАД ПРОЕКТОМ

Есть один безошибочный признак, по которому можно узнать начинающего конструктора электронной аппаратуры, - это стремление перейти к этапу конструирования и испытаний без по крайней мере небольшого этапа проектирования. Не делайте этой ошибки, она приведет к излишним затратам сил и средств.

Основные принципы проектирования

То, что мы называем проектированием, представляет собой логический процесс. В самом деле, само слово «проектирование» подразумевает такие виды деятельности, как планирование, размышление и изготовление. В элементарных электронных конструкциях нет ничего сверхъестественного, и любой, кто обладает некоторыми знаниями, может создавать электронные приборы, отвечающие предъявленным к ним требованиям. Я не хочу приуменьшить роль первоклассного инженера-проектировщика, а имею в виду лишь то, что почти каждый может сделать устройства, выполняющие самые разнообразные функции. Хороший конструктор должен обладать достаточным интеллектом, проницательностью, знаниями, а также таким субъективным качеством, как одаренность. Большинство этих качеств приобретаются преимущественно одним путем: на основе опыта, умения преодолевать все новые и новые затруднительные ситуации. Если вы хотите, чтобы ваши усилия были не напрасными, нужно изучить хорошие конструкции, методы лабораторных исследований, а также предельные возможности устройств. Как правило, вы будете замечать свои ошибки всего лишь за считанные миллисекунды до момента, когда легкий дымок возвестит о том, что единственный в своем роде элемент только что испарился. Не переживайте, если вначале все ваши усилия будут казаться бесплодными. Они не бесполезны уже только потому, что представляют вам возможность учиться на ошибках. Данная книга позволит вам извлечь уроки из некоторых моих ошибок и ошибок других людей.

Самый первый шаг в процессе любого проектирования заключается в ознакомлении с поставленной задачей. На первый взгляд этот совет может показаться издевательским, но на са-

mom деле он продиктован здравым смыслом, основанным на наблюдениях. Значительное число людей начинают заниматься так называемым проектированием, не уяснив себе, что же должно на самом деле делать проектируемое устройство. Изучение задачи включает в себя такие виды деятельности (но не ограничивается ими), как поиск по литературе, обдумывание, беседы с заказчиком и беседы с людьми, которые сталкивались с такой же задачей в прошлом (особенно с теми, кто решил ее). Не следует недооценивать значения поиска по литературе.

Следующий шаг состоит в формулировке подхода к решеникУ задачи. Здесь нужно попытаться найти несколько методов или схем, с помощью которых можно добиться необходимого результата. Редко бывает так, чтобы существовал единственный, «наилучший» путь решения задачи, поэтому непременно рассмотрите несколько возможных альтернатив. В этом плане нужно помнить о так называемых непредвиденных обстоятельствах. Бытует мнение, что первая конструкция в любом проекте будет, как правило, наихудшей из того, что можно изобрести. Если это справедливо хотя бы в некоторых случаях, то имеет смысл рассмотреть несколько вариантов, прежде чем приступать к изготовлению какого-либо конкретного устройства. До начала изготовления необходимо также нарисовать полную схему и сделать чертежи всех критичных механических узлов. Я знаю несколько людей, считающих себя конструкторами электронных приборов, которых часто можно застать за копированием фирменного каталога интегральных схем. Они копируют фрагменты общей схемы сначала с одной страницы, потам с другой, третьей и т. д. Это скверная практика, она неизбежно будет связана с сожженными интегральными схемами, плохим настроением, несчастным заказчиком и заслуженным презрением коллег. Даже если вы решили сдублировать опубликованную электронную схему, вы должны скопировать ее полностью, особенно если вы собираетесь что-либо изменить в ней.

Чертежи и другая документация играют большую роль в изготовлении и испытаниях первого прототипа. Тщательно записывайте ключевые напряжения, сигналы и другие важные параметры. Вносите в главный чертеж все поправки и уточнения, отражающие любые изменения, производимые в схеме. Думайте с карандашом в руке!

Кроме того, опишите методику настройки и регулировки, так чтобы ею мог пользоваться персонал, менее квалифицированный по сравнению с вами. Для вас методика может быть самоочевидной, потому что вы ее придумали, а для других она может быть загадочной. Кроме того, спустя полгода-год вас могут попросить отремонтировать или отрегулировать ваш прибор, а вы к этому времени уже многое забудете. В подобных случаях хорошая документация окажет неоценимую помощь.

Далее, неопытный конструктор стремится придать даже до-

вольно сложным или непроверенным конструкциям окончательную форму без предварительного макетирования схемы. Разработка любой новой схемы не может считаться законченной до тех пор, пока схема должным образом не испытана Любая идея должна рассматриваться как гипотетическая до тех пор, пока не доказана ее обоснованность. Некоторые схемы на первый взгляд кажутся работоспособными, но после сборки они преподносят большие и неприятные сюрпризы. Вот почему лабораторные панели для макетирования раскупают с такой быстротой.

В окончательном виде схема обычно бывает собрана на платах с проводным монтажом, платах с двухрядным расположением выводов, печатных платах или каких-либо других, недорогих и удобных в работе. Качество корпуса для вашего устройства должно быть экономически оправданным. Конечно, причудливые корпуса придают престиж вашей работе и служат источником законной гордости для хорошего мастера. Но если вы забегаете вперед и собираете схемы, прежде чем испытать их, могут возникнуть проблемы, которые невозможно решить дешевыми средствами. Например, вам придется просверлить дополнительные отверстия в неподходящих местах. Или могут потребоваться дополнительные схемы, и в связи с этим более подходящими будут платы больших размеров, чем те, которые вы выбрали. Узкие полоски плат, которыми бывают обвешаны подобные плохо спланированные конструкции, не делают чести их автору.

Путь от идеи до конечного продукта и так имеет довольно большую протяженность, поэтому не стоит усложнять его дополнительными зигзагами из-за скверных методов и плохого планирования. Это приведет по крайней мере к удорожанию конструкции и будет причиной многих огорчений.

Итак, перечислим шаги, которые чаще всего необходимы для получения жизнеспособной конструкции: 1) изучите поставленную перед вами задачу; 2) сформулируйте несколько подходов к решению задачи; 3) подготовьте записи, чертежи и документы; 4) соберите прототип схемы на макетной панели или с помощью любых других средств, пригодных или непригодных к повторному использованию; 5) испытайте схему в условиях, как можно более близких к реальным; 6) изготовьте и испытайте изделие в его конечном виде, используя все свое умение.

Пополняйте свои знания

Как правило хорошим конструктором может быть специалист, который постоянно совершенствует и пополняет свои знания. Он подписывается на основные журналы для конструкторов, собирает и хранит указания по применению, спецификации и другую специальную литературу. Если учесть, что даже обычные каталоги и указания по применению, выпускаемые фирма-