Inamp

Проект печатной платы инструментального усилителя

Выполнила: Мельникова Е.К.
Группа: БМТ2-31М
Среда проектирования: KiCad 10
Обозначение схемы: БМТ2.31М.01 Э3

1 Назначение и состав проекта

Проект представляет собой компактный модуль инструментального усилителя на микросхеме SGM8249. В состав комплекта входят электрическая принципиальная схема, двухслойная печатная плата, проектная библиотека УГО и посадочных мест, перечень элементов, производственные файлы и скрипты автоматической подготовки документации.

В модуле используются секции счетверённого операционного усилителя, резисторная обвязка, восьмиконтактный интерфейс и две контрольные точки. Электрические соединения, исходные номиналы компонентов, их расположение на схеме и топология платы сохранены.

2 Библиотека компонентов

Библиотека ESKD_InAmp содержит УГО резистора, операционного усилителя SGM8249 с секциями питания, контрольной точки, соединителя и обозначений питания. Графическое оформление взято из переданных материалов ЕСКД. Посадочные места включены в проект локально: резистор 0805, TSSOP-14, контрольная точка Keystone 5000 и составной интерфейс из двух четырехконтактных рядов.

УГО сохранены из встроенной библиотеки исходной схемы, а посадочные места извлечены из исходной платы. Такой подход сохраняет геометрию контактов при переносе проекта между компьютерами.

В таблицах библиотек используются пути ${KIPRJMOD}/libraries/eskd/ESKD_InAmp.kicad_sym и ${KIPRJMOD}/libraries/eskd/footprints.pretty. Абсолютные пути к пользовательским папкам отсутствуют.

Библиотека хранится отдельным Git-репозиторием и подключена через сабмодуль libraries/eskd. Основной репозиторий фиксирует конкретную ревизию библиотеки. Репозитории GitHub: https://github.com/sobolevichek/inamp для проекта и https://github.com/sobolevichek/inamp-eskd для библиотеки.

3 Оформление принципиальной схемы

Схема размещена на листе А3 с рамкой и основной надписью на основе штатного шаблона gost_landscape.kicad_wks из библиотеки KiCad. В основной надписи указаны название устройства, обозначение БМТ2.31М.01 Э3, разработчик Мельникова Е.К. и группа БМТ2-31М. Файл рамки включён в комплект проекта.

В свойствах компонентов предусмотрено поле Manufacturer_Part_Number. Для микросхемы используется артикул SGM8249-4XTS14G/TR, для резисторов сохранены исходные артикулы YAGEO и UNI-ROYAL, для контрольных точек - Keystone 5000. В свойства добавлены производитель и ссылки на документацию.

Интерфейс J1 выполнен двумя четырехконтактными рядами. В перечне элементов указан артикул Samtec TSW-104-07-G-S и поле Assembly_Quantity = 2, отражающее количество разъёмных планок для одной позиции J1. Исходный признак DNP сохраняется отдельной колонкой перечня элементов.

4 Классы цепей

Для основных цепей заданы классы с цветовым обозначением на схеме. Правила классов доступны в настройках проекта KiCad.

Для классов установлены явные параметры зазора, ширины проводника и переходных отверстий. Для POWER предусмотрена рекомендуемая ширина новой трассы 0,4 мм; для сигнальных классов - 0,2 мм. Назначения классов не меняют существующую трассировку.

5 Печатная плата и технологические параметры

В проекте сохранена двухслойная печатная плата толщиной 1,6 мм. Габарит по контуру составляет около 19,81 x 12,29 мм. На плате размещено 13 позиций: микросхема, девять резисторов, две контрольные точки и интерфейс J1. Разводка содержит 117 отрезков дорожек и 7 переходных отверстий.

При подготовке настроек использованы технологические возможности Резонит для обычных двухслойных плат. Для базового производства с фольгой 35 мкм производитель указывает минимальные ширину проводника и зазор 0,2 мм. В проекте задан соответствующий нижний предел правил; исходная минимальная ширина дорожки составляет 0,3 мм.

DFM-подход отражён в использовании стандартных корпусов, двух медных слоев, сквозных переходных отверстий и переносимых библиотек посадочных мест. Для производственного комплекта экспортируются медь, паяльная маска, маркировка, контур и файл сверловки.

6 Автоматическая подготовка комплекта

Для macOS и Linux предусмотрен build.sh, для Windows - build.bat. Требуется KiCad 10 с программой kicad-cli. На macOS скрипт также проверяет стандартный путь установки KiCad, а на Windows - каталог Program Files/KiCad/10.0/bin.

Запуск в macOS или Linux:

bash build.sh

Запуск в Windows:

build.bat

Если программа расположена в другом каталоге, полный путь задаётся переменной KICAD_CLI. Необходимые выходные каталоги создаются автоматически.

Скрипт выполняет ERC, DRC с проверкой соответствия схеме, экспорт Gerber-файлов, сверловки, BOM и PDF. Полные машинные отчёты сохраняются в build/diagnostics/, результаты контроля ошибок - в build/checks/. Обычный режим возвращает ненулевой код при ошибках; режим --strict применяет более строгий порог диагностики. Обнаружение проблемы не препятствует сохранению остальных материалов для просмотра.

Перечень элементов содержит позиционное обозначение, номинал, производителя, артикул, количество, посадочное место, ссылку на документацию и признак DNP. Выгрузка не требует вручную переписывать данные из схемы.

7 Работа с Git

Основной проект и библиотека оформлены отдельными Git-репозиториями. Для получения проекта вместе с библиотекой используется:

git clone --recurse-submodules https://github.com/sobolevichek/inamp.git
cd inamp

Если проект уже получен без загрузки сабмодуля:

git submodule update --init --recursive

Команда git submodule status показывает закреплённую версию библиотеки. Служебные файлы сеанса KiCad и промежуточные диагностические отчёты исключены из Git через .gitignore. Производственные файлы и PDF-документация включены в комплект.

8 Материалы для демонстрации

Для демонстрации проекта открывается inamp.kicad_pro. Принципиальную схему с основной надписью можно показать через build/pdf/schematic.pdf, а слои платы - через build/pdf/pcb.pdf. Перечень элементов находится в build/bom/bom.csv. Производственный комплект Gerber и Excellon собран в build/gerber/.

Комплект содержит проектные исходники, библиотеку, документы для просмотра и скрипты повторного экспорта. Содержание отчёта соответствует структуре README.md; его PDF-версия предназначена для представления выполненной работы.

Источники

• KiCad, командная строка: https://docs.kicad.org/10.0/en/cli/cli.html
• KiCad, рамка ГОСТ: https://gitlab.com/kicad/libraries/kicad-templates/-/blob/master/Worksheets/gost_landscape.kicad_wks
• Резонит, технологические возможности: https://www.rezonit.ru/directory/tekhnologicheskie-osobennosti-proizvodstva/
• SGMICRO, SGM8249-4: https://www.sg-micro.com/rect/assets/d5555d15-0a44-44f9-b181-43785f98f7e3/SGM8249-4.pdf
• UNI-ROYAL, 0805W8F1002T5E: https://www.lcsc.com/product-detail/C17414.html
• Keystone, контрольная точка 5000: https://www.keyelco.com/product.cfm/Miniature-Style/5000/product_id/1309
• Samtec, разъёмная планка TSW-104-07-G-S: https://www.samtec.com/products/tsw-104-07-g-s