La ingeniería de circuitos es una dirección científica y técnica que se ocupa del diseño, creación y depuración (síntesis y análisis) de circuitos y dispositivos electrónicos para diversos fines [1] .
El concepto de diseño de circuitos es aplicable a una amplia gama de dispositivos electrónicos, desde sistemas complejos hasta transistores individuales dentro de un circuito integrado. Al mismo tiempo, la implementación de tareas simples está bastante al alcance de una persona sin ayuda adicional. Resolver problemas complejos requiere un enfoque sistemático, modelado por computadora y la participación de equipos especiales de ingeniería. Sin embargo, en cualquier caso, la circuitería en la práctica ocupa una posición intermedia entre el surgimiento de una idea y la producción de un circuito electrónico terminado. Su tarea principal es desarrollar las estructuras de los circuitos electrónicos que aseguren el desempeño de funciones específicas, así como el cálculo de los parámetros de sus elementos constituyentes [1] .
También debe tenerse en cuenta que un circuito competente implica un equilibrio de indicadores económicos y técnicos. Tanto la falta de fondos para el diseño como su sobreabundancia pueden volverse negativos. Es importante evaluar su eficiencia económica durante todas las etapas del trabajo [2] .
El resultado final del trabajo de circuitería debe cumplir con los principios del diseño industrial [2] .
Los circuitos se pueden dividir en analógicos , digitales y de analógico a digital.
Después de tomar la decisión de realizar el trabajo de circuitos, la creación de prototipos es importante . Le permite reducir el tiempo de desarrollo de los circuitos electrónicos al reducir los errores graves de diseño. Además, con medios relativamente modestos, el prototipo en la práctica le permite probar las ideas incrustadas en el circuito electrónico. Dependiendo de las características del diseño, la creación de prototipos es aplicable tanto al desarrollo completo como a sus partes individuales [3] .
En el caso general, el trabajo de ingeniería de circuitos consta de las siguientes etapas principales [4] :
Como cualquier trabajo de diseño , la ingeniería de circuitos comienza con el desarrollo de especificaciones técnicas . Formula una lista de funciones que debe proporcionar el circuito electrónico creado, pero, por regla general, no indica exactamente cómo debe proporcionarse [5] .
La especificación suele ser una descripción detallada de los requisitos del cliente para un circuito electrónico y puede incluir varios parámetros eléctricos, como las características de las señales de entrada y salida, las fuentes de alimentación y el consumo de energía. Además, también se pueden negociar parámetros físicos como el tamaño, el peso, la resistencia a la humedad, el rango de temperatura de funcionamiento, la disipación de calor, la protección contra vibraciones, la resistencia a la sobrecarga y similares. Para la futura operación eficiente del circuito electrónico creado, los términos de referencia deben incluir las condiciones para el llamado diseño de interacción [6] .
El diseño de un circuito electrónico, dependiendo de su complejidad, pasa por una serie de etapas. La excepción se aplica solo a los más simples, creados a la vez. La primera de las etapas es la traducción de los requisitos de los términos de referencia para el procesamiento de señales en un diagrama de bloques de dichas transformaciones. Al mismo tiempo, los bloques son considerados, puramente funcionalmente, como una especie de " cajas negras ", sin detallar su contenido físico. Este enfoque permite que incluso una tarea muy compleja se divida en fragmentos más pequeños y sus soluciones se implementen de forma secuencial o en paralelo, distribuyéndolas entre diferentes grupos de ingeniería [7] [8] .
Además, las tareas funcionales de cada bloque se consideran en detalle, prestando atención a las características del procesamiento de señales. Esta etapa puede requerir investigación práctica o modelado matemático de procesos. No se excluye que el resultado del trabajo sea la necesidad de cambiar el diagrama de flujo con la redistribución de tareas entre sus bloques [9] [8] .
Luego, sobre la base del diagrama de bloques, se desarrolla un principio . Se seleccionan sus elementos individuales, se colocan en el tablero, luego de lo cual se ensamblan "en hardware", recibiendo un diseño. Por regla general, esta etapa es bastante larga, ya que requiere tener en cuenta una larga lista de restricciones prácticas. Estos incluyen la influencia mutua de los componentes del circuito, y su disponibilidad en términos de suministro, y la mantenibilidad de toda la estructura, y el requisito de su cumplimiento con los estándares, y similares.
La etapa final es probar el diseño con el posterior, si es necesario, su refinamiento y la creación de un circuito electrónico de preproducción [10] .
El circuito electrónico anterior a la serie es en realidad un análogo del diseño finalizado. Está creado para verificar, durante las pruebas de pre-serie, la conformidad de los resultados obtenidos con los requisitos del cliente. A veces, para depurar la interacción de los elementos del circuito, las pruebas van precedidas de una verificación formal . Con base en los resultados de las pruebas previas a la serie, se realizan los cambios finales al esquema. Si es necesario, cree una nueva muestra de preproducción y realice nuevas pruebas [5] .
Los resultados del trabajo de ingeniería de circuitos se redactan en forma de dibujos completos, así como, si es necesario, tecnologías de producción e instrucciones de uso [10] .