Основные понятия из области конструирования конструкция РЭС, процесс конструирования, конструкторская документация

Основные понятия из области конструирования (конструкция РЭС, процесс конструирования, конструкторская документация)

Конструкция РЭС – это пространственно-организованная совокупность компонентов, изделий электротехники, материалов несущих конструкций, между которыми существуют электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, электромагнитные и другие связи, обеспечивающая заданные преобразования сигналов при наличии взаимного воздействия и воздействия внешней среды.

Конструирование РЭС – это процесс выбора структуры пространственных и энергетических взаимосвязей элементов и связи с окружающей средой и объектами, выбора материалов этих элементов и их обработки и установления на них таких норм, пользуясь которыми можно изготовить изделие, отвечающее заданным требованиям.

Результатом конструирования является комплект конструкторской документации (КД). Конструирование является частью общего процесса проектирования или разработки изделия, содержащего такие взаимосвязанные этапы, как разработка структурной и принципиальной электрических схем, собственно конструирование, разработка технологии изготовления, внедрение изделия в производство и эксплуатацию.

Конструирование как инженерная деятельность есть процесс поиска, нахождения и отражения в КД формы, размеров и состава изделия, входящих в него деталей и узлов, используемых материалов, комплектующих изделий, взаимного расположения частей и связей между ними, указаний на технологию изготовления – с целью обеспечить производство изделия с заданными свойствами при наименьшей трудоемкости изготовления.

Конструкторской документацией называют совокупность документов, содержащих, в зависимости от их назначения, данные, необходимые для разработки, изготовления, контроля, приемки, поставки, эксплуатации и ремонта изделия.

 

Конструкционные системы и конструкторская иерархия.

По конструктивной сложности различают следующие уровни разукрупнения РЭС: шкаф, блок, ячейка. Если устройства являются не только конструктивно, но и функционально… Различают следующие уровни разукрупнения РЭС в модульном исполнении:

Основные понятия из области технологии (структура производственного и технологического процессов, масштабность производства)

Технология - это совокупность способов, процессов обработки и оборудование, используемых при изготовлении элементов конструкции и сборке аппаратуры (механическое и электрическое соединение), обеспечивающих получение заданной конструкции (или заданной пространственной структуры) с высокой производительностью, малыми затратами. В изготовлении РЭС различают:

производственный процесс;технологич.процесс;технологические операции;переход.

Производственным процессом называется совокупность действий всего коллектива работающих, обеспечивающих превращение поступивших на предприятие материалов, полуфабрикатов в готовое изделие.

Производственный процесс включает в себя: -подготовку производства, получение, транспортирование, контроль и хранение материалов и комплектующих; сбыт готовой продукции; технологические процессы изготовления деталей и сборки; изготовление технологической оснастки; обслуживание технологического и энергетического оборудования; управление технологическим процессом и производством. Технологическим процессом называется часть производственного процесса, связанная с изготовлением, обработкой, сборкой, контролем изделия.

Технологической операцией называется часть технологического процесса, представляющая совокупность производственных переходов и приемов, выполняемых непрерывно на одном рабочем месте одним рабочим (или группой рабочих) над определенной деталью или сборочной единицей.

Переходом называется часть операции, включающая обработку одного или группы изделий одним инструментом или группой инструментов при неизменном технологическом режиме.

Масштабность производства. подразделяется на типы: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется: широтой номенклатуры и малым объемом выпуска изделий.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии различают мелко, средне и крупносерийное производство.

Массовое производство характеризуется:

большим объемом выпуска; использованием специального высокопроизводительного оборудования и оснастки;

поточным (конвейерным) способом производства;

автоматизацией и роботизацией производства;

сравнительно низкой квалификацией рабочих;

низкой себестоимостью продукции.

 

Понятие масштабности производства и ее влияние на конструкцию РЭС.

Единичное производство характеризуется: широтой номенклатуры и малым объемом выпуска изделий. При единичном производстве: - на рабочих местах выполняются различные технологические операции, повторяющиеся нерегулярно (неповторяющиеся…

Последовательность разработки технологических процессов. Исходные данные для проектирования технологических процессов.

По виду технологические процессы подразделяются на единичные и типовые. Единичный технологический прогресс разрабатывается для изготов­ления изделий одного наименования, типоразмера и…

Технологичность изделия, показатели технологичности.

Требования, предъявляемые к технологичности конструкции, меняются в зависимости от масштабов производства (мелкосерийное или массовое производство).… Показатели технологичности. Технологичность конструкции может оцениваться при помощи частных и комплексных показателей. Частные показатели (свыше…

Принципы классификации РЭС. Классификация РЭС по схемотехническому назначению и функциональной сложности

В основе классификации РЭС лежит сходство в конструкторской реализации однотипных изделий. Возможны разные подходы к классификации (выбор количества и видов классифицирующих признаков, их ранжирование и т.д.).

Все многообразие конструкций РЭС определяется в основном

следующим: 1)Схемотехническим назначением 2) Функциональной сложностью 3) Областью использования (объектом – носителем) 4) Климатическим исполнением 5) Используемой элементной базой

6) Используемой конструктивной базой 7) Диапазоном частот и мощностей сигналов 8) Типом производства (единичное, серийное, массовое)

Классификация РЭС по схемотехническому назначению

1. Радио-, оптическая и проводная связь 8. Радионавигация

2. Радиовещание и телевидение 9. Радиоастрономия

3. Радиоуправление 10. Медицинская

4. Радиотелеметрия радиоэлектроника

5. Радиометеорология 11. Радиоизмерения

6. Устройства 12. Устройства записи

обработки данных и воспроизведения

7.Радиолокация

Радио, оптическая и проводная связь – передача радиосигналов от одного абонемента к другому по радио- оптическим или проводным линиям связи.

Радиовещание и телевидение - Должны обеспечивать достаточную дальность действия, число каналов и высокое качество воспроизведения сигналов.

Радиуправление –. Должно обеспечить простоту , точность и скрытность управления.

Радиотелеметрия - Аппаратура должна обеспечивать точность, быстродействие и по возможности быть малогабаритной и экономичной.

Радиометеорология – Должна обеспечивать точность и своевременность получения метеоинформации.

Радиолокация - Должна обеспечивать точность и достоверность работы, особенно в условиях активных или пассивных помех.

Радионавигация - Обеспечивает большую точность (особенно на больших расстояниях) по сравнению с радиолокацией.

Медицинская радиоэлектроника –Должны обеспечивать высокую эффективность при минимальном нежелательном воздействии на организм и простом обслуживании.

Радиоизмереня –Должны обеспечивать требуемую точность, стабильность, уровень и быстродействие во всех научных исследованиях, для которых предназначены измерительные приборы или комплексы.

Устройства записи и воспроизведения сигналов – Должны обеспечивать требуемые качество записи и воспроизведения сигналов и простоту управления.

Классификация РЭС по функциональной сложности

Функциональная сложность определяется числом и рангом функций, выполняемых изделием. По функциональной сложности деление РЭС может быть представлено в виде следующей цепочки (сверху вниз):

радиотехническая система – комплекс радиоэлектронных устройств – радиоэлектронное устройство – блок – субблок - функциональный узел.

Радиотехническая система представляет собой совокупность сигналов в пространстве, операторов и радиоэлектронных средств, размещенных на объектах в определенных точках на поверхности или в пространстве, действующих в условиях помех и внешних возмущений. Примерами таких систем являются система космической радиосвязи, система посадки самолета.

Комплекс радиоэлектронных устройств – совокупность РЭУ, объединенных, как правило, на одном объекте и являющихся законченной частью системы, например, наземный и бортовой комплексы радиосвязи самолета с землей.

Радиоэлектронное устройство – часть комплекса, решающее конкретную основную целевую функцию, функционально и конструктивно законченное и, главное, автономно эксплуатационное, например радиоприемник в составе радиостанции, выполненный в виде отдельного конструктива.

Блок – часть РЭУ, выполняющая частную целевую функцию, функционально законченная, но автономно неэксплуатационная, например блок усилителя в составе передатчика.

Субблок – часть блока, выполняющая функцию его отдельного тракта, например субмодуль радиоканала в телевизионном приемнике.

Функциональный узел – единица функциональной сложности РЭС на уровне отдельного каскада электрической схемы, например узел выборки-хранения сигнала, узел код-аналогового преобразователя

Категории РЭС по объекту установки. Примеры ограничений, накладываемых на проектирование РЭС объектом установки.

В зависимости от глобальной зоны использования существуют следующие категории РЭС: наземные, морские и бортовые. Внутри каждой категории произведено разбиение на группы, характеризующиеся тактикой использования, условиями совместимости с объектом-носителем, требованиями надёжности, защиты от внешних воздействий и т.д. (таблица 2.1)

При эксплуатации на каждом из этих объектов- носителей РЭС могут подвергаться механическим воздействием в виде вибраций, ударов, линейного ускорения и акустического шума. Под вибрацией РЭС обычно понимают длительные знакопеременные процессы в их конструкции, которые влияют на работу РЭС. Вибрация может быть периодической или случайной.

	Категории РЭС
Наземные	Морские	Бортовые
Группы	Стационарные Носимые Возимые Переносные Бытовые	Судовые Буйковые	Самолетные Космические Ракетные

Ударом называют кратковременное воздействие, длительность которого примерно равна двойному времени распространения ударной волны через объект, подвергшийся удару. В момент удара происходит колебание системы на вынужденной частоте, определяемой длительностью удара, а после его – на собственной частоте конструкции. Интенсивность ударного воздействия зависит от формы, амплитуды и длительности ударного импульса.

Вибропрочностъю называют способность конструкции противостоять разрушающему воздействию вибрации в заданном диапазоне частот и ускорений. В результате механических воздействий в виде ударов и вибрации в РЭС могут наблюдаться следующие повреждения:

полное разрушение корпуса или его частей вследствие удара или механического резонанса;

отрыв монтажных связей и выводов электрорадиоэлементов;

временный или окончательный выход из строя разъемных и не­разъемных электрических контактов (в соединителях, реле);

смещение положения органов настройки и регулировки;

отслоение печатных проводников и расслоение многослойных пе­чатных плат;

выход из строя механических узлов (зубчатых пар, подшипников, крепежа);

изменение параметров конденсаторов переменной емкости, кату­шек индуктивности вследствие смещения и изменения геометриче­ских размеров;

-смещение частотного диапазона приемных устройств. Одной из основных причин вибраций и резонансов является нали­чие зазоров между деталями и люфтов в соединениях. Чем выше часто­та колебаний, тем при меньшем зазоре может возникнуть резонанс.

 

Виды механических воздействий, характеризующих объект установки и их влияние на функционирование РЭС

Первая характеристика связана с транспортной вибрацией (аппаратура выключена), вторая – с эксплуатационной (аппаратура включена). Вибропрочностью называют способность конструкции противостоять разрушающему… Виброустойчивостью называют способность конструкции РЭС выполнять свои функции при вибрации в заданном диапазоне…

Особенности конструкций стационарных РЭС

Одно из основных требований, предъявляемых к стационарным РЭС, является требование высокой ремонтопригодности. Высокая ремонтопригодность… Стационарные РЭС характеризуются: Особой продолжительностью эксплуатации и необходимостью постепенной модернизации.

Особенности конструкций носимых, переносных и бытовых РЭС

Основные требования: Защищенность РЭС от значительных случайных ударов и вибрационных нагрузок при… Малый вес (за плечами – 10 кг, на ремне через плечо – 3 кг, в кармане – 1 кг).

Особенности конструкций возимых РЭС.

Основные особенности: Значительные механические воздействия во время эксплуатации. Воздействия абразивной пыли, паров бензина, масла.

Особенности конструкций морских и буйковых РЭС.

На морских судах могут устанавливаться различные РЭС: связные, навигационные, ретрансляционные, локационные, аппаратура для научных исследований и… Конструкции морских РЭС должны обладать: Высокой водозащищенностью и брызгозащищенностью.

Особенности конструкций самолетных и вертолетных РЭС.

РЭС могут располагаться в самых различных частях фюзеляжа: в кабине пилота, в хвостовой части, непосредственно в салоне, в закрылках; могут… пульта управления, контроля и отображения информации (устанавливается в кабине… блоков основной аппаратуры;

Особенности конструкций ракетных и космических РЭС.

Конструкции ракетных РЭС должны хорошо согласовываться по форме с местом установки. Поэтому для функциональных узлов и блоков таких РЭС часто… Космические РЭС при выводе на орбиту испытывают те же воздействия, что и… При выборе материалов следует учитывать чрезвычайно широкий диапазон рабочих температур, возможность разложения,…

Классификация РЭС по климатическому исполнению. Влияние климатических факторов на функционирование РЭС

К климатическим факторам, воздействующим на РЭС, относятся пониженная, повышенная и циклическая смена температуры, повышенное и пониженное атмосферное давление, влага в виде дождя, инея, росы, снега или повышенного содержания водяных паров в атмосфере, солнечная радиация, примеси в воздухе в виде пыли, промышленных газов, морского тумана, а также различные биологические факторы (грибковые образования, насекомые, грызуны).

В зависимости от макроклиматического района, в котором допускается эксплуатировать данные РЭС, различают девять основных климатических исполнений изделий

Исполнение У – для умеренного климата со среднегодовым максимумом и минимумом температуры +40 и –45 ⁰С.

2) Исполнение УХЛ – для умеренного и холодного климата при минимуме температуры ниже - 45 ⁰ С.

3) Исполнение ТВ – для влажного тропического климата с температурой + 20 ⁰С и выше в сочетании с относительной влажностью 80% и выше, действующей на изделие более половины суток ежедневно в течение двух месяцев и более.

4) Исполнение ТС – для сухого тропического климата с температурой + 40 ⁰С и выше при минимальной относительной влажности 10%.

5) Исполнение М – для умеренно холодного морского климата при нахождении в морях и океанах севернее 30⁰ с.ш. или южнее 30⁰ ю.ш., а также прибрежные территории.

6) Исполнение ТМ – для тропического морского климата при нахождении в морях и океанах между 30⁰ с.ш. и 30⁰ ю.ш.

7) Исполнение О – общеклиматическое исполнение для суши.

8) Исполнение ОМ – общеклиматическое морское для кораблей и судов с неограниченным районом плавания.

9) Исполнение В – всеклиматическое исполнение для суши и моря (кроме Антарктиды).

Для каждого климатического района возможны следующие укрупненные категории размещения на объекте:

1 – на открытом воздухе; 2 – под навесом и на объектах, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от условий открытого воздуха (палатки и т.п.); 3 – в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без кондиционирования (ангары, склады и другие неотапливаемые или нерегулярно отапливаемые помещения);

4 – в помещениях с искусственным климатом (бытовые, производственные и другие помещения); 5 – в помещениях с повышенной влажностью, приводящей к частой конденсации влаги на стенах и потолке (подземные сооружения, трюмы кораблей).

Умеренный климат: РЭС, как правило, не имеет специальны) средств защиты. Особое внимание следует обращать на экстремальны! изменения параметров окружающей среды.

Холодный климат: условия эксплуатации РЭС тяжелые, значительно изменяются геометрические размеры деталей, многие материалы стано­вятся хрупкими, ухудшаются электрические параметры деталей и узлов, значительно возрастает вязкость жидкостей (смазки), ухудшается рабо­та гальванических элементов. Может происходить коррозия внутренних элементов РЭС при попадании мелкого сухого снега, запотевание шкал. В летнее время возможно попадание гнуса и комаров внутрь конструк­ции. В конструкции органов управления и контроля должны быть учте­ны особенности работы оператора (теплая одежда, перчатки).

Жаркий сухой климат: для условий эксплуатации характерна повы­шенная температура, малая влажность, наличие песка и пыли, воздейст­вие солнечной радиации. Воздействие этих факторов вызывает измене­ние линейных размеров элементов конструкции, размягчение, коробле­ние и высыхание некоторых материалов. Конструкция РЭС должна иметь надежное уплотнение в разъемных швах и в местах вводов осей механизмов и кабелей, автономные системы термостабилизации.

Жаркий влажный климат: основными дестабилизирующими факто­рами являются высокая влажность и высокая температура. На поверх­ности материалов образуются пленки жидкости, что вызывает ускорен­ную коррозию металлов, набухание пористых материалов, изменение электрофизических свойств материалов, развитие микроорганизмов. Действие влаги усиливается при контакте металлов с сильно отличаю­щимися электрохимическими потенциалами, а также в местах сварных швов, содержащих интерметаллиды. Обеспечение надежной работы РЭС достигается следующими мерами:

применением эффективных вентиляционных устройств при ис­пользовании закрытых пространств;

герметизацией и заливкой ответственных узлов и аппаратуры в це­лом;

применением влагопоглотителей (силикагель, цеолиты);

тщательным выбором материалов и их покрытий.

 

Классификация РЭС по используемой элементной базе.

Элементная база состоит из электрорадиоизделий, входящих в перечень элементов схемы электрической принципиальной РЭС или его части как комплектующие изделия. Элементная база может быть разбита на ряд групп: электрорадиоэлементы (дискретные резисторы, конденсаторы, кварцевые резонаторы и т.п.); электровакуумные изделия (радиолампы, электроннолучевые трубки); полупроводниковые приборы (транзисторы, диоды, тиристоры); интегральные схемы, микропроцессоры и микросборки; контрольно-измерительные приборы (стрелочные индикаторы); коммутационные изделия (соединители, переключатели, реле); функциональные электронные узлы (оптоэлектронные ИС, линия задержки на ПАВ и др.).

В зависимости от используемых активных элементов и степени их интеграции различают поколения РЭС с первого по пятое:

на электровакуумных приборах;

на полупроводниковых приборах;

на интегральных схемах малой степени интеграции (ИС1 и ИС2);

на больших интегральных схемах (БИС) и микросборках;

на сверхбольших интегральных схемах (СБИС), микросборках, микропроцессорных комплектах и элементах функциональной электроники.

По своему конструктивному исполнению элементная база может быть корпусированной и бескорпусной. Корпусирование может осуществляться в металлостеклянные, керамические или пластмассовые корпуса различных размеров и конструкций (рисунок 2.5). В последние два десятилетия в конструкциях РЭС все шире применяются компоненты для монтажа на поверхность, отличающиеся особо миниатюрными корпусами и малым шагом расположения выводов ( до 0,5 мм и менее). Доля таких компонентов для многих видов радиоаппаратуры превышает 50% от общего количества элементов.

В зависимости от типа используемого корпуса элементная база будет различаться степенью устойчивости против внешних воздействий, геометрическими и массогабаритными показателями, технологией монтажа, стоимостью, надежностью. Например, для операционных усилителей 140-ой серии в зависимости от исполнения и типа корпуса диапазон рабочих температур будет составлять:

К140 - -45… +85 ⁰С (металлостеклянный корпус, ИС широкого применения);

- -60…+120 ⁰С (металлостеклянный корпус, ИС специального применения);

КР140 - -45… +85 ⁰С (пластмассовый корпус типа DIP);

КФ140 - -10… +70 ⁰С (миниатюрный пластмассовый для монтажа на поверхность).

 

Критерии выбора и замены элементной базы

Обеспечение требуемых электрических параметров с необходимым коэффициентом запаса; Устойчивость против механических воздействий, характеризующих объект… Работоспособности в диапазоне температур и других климатических факторов заданного климатического исполнения;

Принципы классификации и обозначения отечественных полупроводниковых приборов (транзисторов, диодов и их разновидностей). УГО основных видов полупроводниковых приборов.

Первый элемент обозначения: Буква или цифра обозначающая исходный полупроводниковый материал. Г или 1 – германий, К или 2 – кремний, А или 3 – галлий, И или 4 – соединения индия.

Второй элемент. Буква определяет подкласс полупроводникового прибора. К-стабилизаторы тока. В – варикапы. Т – транзисторы. П – полевые транзисторы.

Третий элемент. Цыфра определяет основные функциональные возможности. Малая мощность. 1 низкая частота. 2 средней частоты. 3 высокой частоты. Транзисторы средней мощности. 4 низкой частоты 5 средней частоты 6 высокой и сверхвысокой частот. Транзисторы большой мощности. 7 – низкой частоты 8 средней частоты 9 высокой частоты и сверхвысокой частоты

Четвертый пятый шестой элемент (цифры от 01 до 999) и буквы русского алфавита от А до Я, которые обозначают порядковый номер разработки технологического типа. Для стабилизаторов и стабисторов четвертый и пятый элемент определяют напряжения стабилизации, а шестой элемент – последовательность разаработки.

Седьмой элемент обозначения. Буква русского алфавита от А до Я (кроме ЗОЧ) которая определяет классификацию по параметрам прибора , изготовленный по единой технологии.

КС156А – кремниевый стабилитрон с мощностью менее 0.3 Вт и напряжение стабилизации менее 10 В, номинальное напряжением стабилизации 5.6. В, с группой электрических параметров, обазначеных буквой А.

КТ218А-9 – кремниевый транзистор средней частоты малой мощности порядковый номер разработки 18, с группой электрических параметров обозначенных буквой А, в конструктивном исполнении для монтажа на поверхность.

Резистор постоянный		2.728-74	R
Конденсатор постоянной емкости		2.728	C
Диод		2. 730	VD
Транзистор типа p-n-p		2.730	VT
Транзистор типа n-p-n

 

Система обозначений отечественных микросхем. Примеры (УГО)

Микросхемы. В зависимости от технологии изготовления интегральные микросхемы могут быть полупроводниковыми, пленочными или габаритными.

Первый элемент обозначения 1 и 5 полупроводниковые 2,4,8, гибридные 7 – бескорпусные полупроводниковые 3 – прочие.

Второй элемент – две три цыфры порядковый номер. 0 -бытовая РЭС разработки. 1 – аналоговые 4 операционные усилители 6 – память 8 – микропроцессор

Третий – две буквы. ЕН – стабилизаторы напряжения СА – компараторы. ГГ – генераторы. ТЛ – триггер Шмита.

Четвертый элемент – порядковый номер разработки микросхемы в данной серии. К544УД2Б

Перед цифрами обозначении серии могут быть добавлены следящие буквы.

А – пластмассовый корпус.

Б – бескорпусная ИС

С – стеклокерамический корпус

М – металлокерамический корпус.

КМ551УД1А – полупроводниковая схема дифф усилителя с порядковым номером серии 51, широкое применение. Метало керамический корпус

УГО элементов цифровой техники строят на основе прямоугольника. В самом общем виде УГО может содержать основное и два дополнительных поля, расположенных по обе стороны от основного. Размер прямоугольника по ширине зависит от наличия дополнительных полей и числа помещенных в них знаков (меток, обозначения функции элемента), по высоте - от числа выводов, интервалов между ними.

Ширина основного поля должна быть не менее 10мм, дополнительных - не менее 5 мм. При большом числе знаков в метках и обозначении функции элемента эти размеры соответственно увеличивают (т.е. размеры полей определяются количеством знаков и размером шрифта).

Расстояние между выводами на всем поле чертежа принимается равным С, которое при ручном способе выполнения берется не менее 5мм, расстояние между выводами и горизонтальной стороной УГО - С/2. При разделении групп выводов интервалом величина последнего должна быть не менее 2С.

Входы на УГО изображают слева, выходы - справа. При необходимости разрешается поворачивать обозначение на угол 90⁰ по часовой стрелке, т.е. располагать входы сверху, а выходы - снизу.

Функциональное назначение элемента цифровой техники указывают в верхней части основного поля УГО. Его составляют из прописных букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков, записываемых без пробелов (число знаков в обозначении функции не ограничивается). Обозначения основных функций элементов приведены в таблице1 [3].

 

 

Рис. 7.1 – Условное графическое обозначение элемента цифровой техники

Обозначения основных функций цифровых элементов приведены в табл. 7.1. В дополнительных полях указывается информация о функциональных назначениях выводов - указатели, метки, обозначения которых приведены в табл. 7.2.

Инверсный вход и выход обозначаются меткой – окружностью диаметром не более 3 мм (рис. 7.2).

 

Инверсный вход Инверсный выход

 

Резисторы и конденсаторы. Система обозначений. Основные параметры, учитываемые при проектировании. Примеры обозначений в конструкторской документации.

Конденсаторы. При выборе конденсаторов помимо величины емко­сти необходимо обращать внимание на номинальное значение рабочего напряжения и на группу температурного коэффициента емкости (ТКЕ). Группа ТКЕ отечественных конденсаторов обозначается буквенно-цифровым кодом, например, П100, МЗЗОО, Н90, где буква П указывав] на то, что ТКЕ положительный, М - отрицательный (минусовый) и Н -ненормированный. Номинальное значение ТКЕ для групп, обозначение которых начинается с буквы П или М, соответствует цифровому обо­значению, умноженному на 10"⁶. Для ненормированного значения ТКЕ цифры обозначают допускаемое относительное изменение емкости в интервале рабочих температур, выраженное в процентах. Существуют следующие группы ТКЕ: П100, П60, ПЗЗ, МПО (с нулевым значением ТКЕ), МЗЗ, М47, М75, М150, М220, МЗЗО, М470, М750, М1500, М2200, МЗЗОО и ненормированные HI О, Н20, НЗО, Н50, Н70, Н90.

По виду конденсаторы подразделяются на конденсаторы постоянной емкости (К), переменной емкости (КП) и подстроечные (КТ).

Параметры и характеристики, входящие в полное условное обозна­чение, указываются в следующей последовательности:

обозначение вида конденсатора и группы по типу диэлектрика;

группа и класс по температурной стабильности емкости (для не­электролитических конденсаторов);

номинальное напряжение (указывается для электролитических конденсаторов и конденсаторов, выпускаемых на различные рабочие напряжения, например, К73);

номинальная емкость;

допускаемое отклонение емкости (допуск);

Группа по виду диэлектрика обозначается двумя цифрами. Для конденсаторов постоянной емкости наиболее часто используются ди­электрики: керамические (10), бумажные фольговые (40), полиэтиленовые, (Ьталатные (73), оксидно-электролитические алюминиевые (50), ок­сидно- полупроводниковые (53).

Номинальные значения емкостей стандартизованы и выбираются из определенных рядов чисел (для конденсаторов обычно ЕЗ, Е6, Е12, Р24) Цифра после буквы Е означает число номинальных значений в каждом десятичном интервале.

Примеры обозначений:

конденсатор постоянный керамический, всеклиматического испол­нения "В", группы ТКЕ М47, номинальной емкостью 27 пФ, с допуском +10%, поставляемый по ГОСТ 5.621-70, имеет полное условное обозна­чение' К10-7В-М47-27 пф+10% ГОСТ 5.621-70;

конденсатор оксидно-электролитический алюминиевый типа К50-29 на номинальное напряжение 16 В, номинальной емкостью 220 мкФ, с допустимым отклонением емкости (- 20 % ... + 50 %), поставляемый по ОЖО.464.156 ТУ, имеет полное условное обозначение

К50-29-16 В-220 мкФ (- 20 % ... + 50 %) ОЖО.464.156 ТУ; - конденсатор подстроечный с твердым керамическим диэлектри­ком, малогабаритный типа КПК-М с пределами номинальной емкости от 2 до 7пФ, поставляемый по ГОСТ 5.500-76, имеет полное условное обозначение КПК-М-2/7 ГОСТ 5.500-76.

Резисторы. Резисторы классифицируются по нескольким признакам:

конструктивному исполнению (постоянные или переменные);

способу монтажа (монтаж в отверстия для резисторов с выводами или монтаж на поверхность для чип-резисторов);

назначению (общего применения и специальные: прецизионные, высоковольтные, высокомегаомные, высокочастотные);

материалу резистивного элемента и технологии изготовления (про­волочные, непроволочные (тонкопленочные и композиционные), ме-таллофольговые). Тонкопленочные в зависимости от используемых ма­териалов подразделяются на металлодиэлектрические, углеродистые, бороуглеродистые и металлизированные, а композиционные - на объ­емные и пленочные с органическим или неорганическим диэлектриком.

К резисторам общего применения относятся резисторы, к которым не предъявляются повышенные требования в отношении точности их изго­товления и стабильности их параметров при эксплуатации. Они исполь-³Уются обычно в различной радиоэлектронной аппаратуре широкого применения.

Прецизионные резисторы отличаются большой точностью изготов-ения (допуск от +0,001 до 1%) и высокой Стабильностью параметровпри эксплуатации. Применяются в основном в измерительных прц. борах, в вычислительной технике и системах автоматики.

Высокочастотные резисторы отличаются малой собственной ин­дуктивностью и емкостью, предназначены для работы в высокочастот­ных цепях, кабелях и волноводах радиоэлектронной аппаратуры в каче­стве согласующих нагрузок, аттенюаторов, ответвителей.

Высоковольтные резисторы рассчитаны на большие рабочие нап­ряжения (от единиц до десятков киловольт) и мощности рассеяния (от 0,5 Вт и выше). Применяются в качестве делителей напряжения, искрога­сителей, поглотителей, в зарядных и разрядных высоковольтных цепях.

Высокомегаомные резисторы имеют диапазон номинальных значе­ний сопротивлений от десятков мегаом до сотен тераом.

Необходимо отметить, что стоимость любого из видов специальных резисторов в несколько раз, а иногда и в несколько десятков раз выше, чем у резисторов общего применения. Поэтому использование таких ре­зисторов в схемах должно быть всегда обосновано. Рекомендации по использованию отечественных резисторов в схемах приведены в [9] (таблица 5).

Система обозначений отечественных резисторов несколько раз су­щественно изменялась. Согласно системе обозначений резисторов, дей­ствовавшей до 1968 г., обозначение содержало две или три буквы. Пер­вая буква указывала на материал резистивного слоя (М - металлопле-ночные, У - углеродистые, Б - бороуглеродистые и т.д.), вторая буква -вид защиты (Л - лакированные, Э - эмалированные), третья - осбые свойства или назначение резистора ( Т - теплостойкие, П - прецизион­ные, В - высоковольтные).

Примеры сокращенных обозначений резисторов:

КИМ - резистор композиционный импульсный мегаомный; МЛТ - резистор металлопленочный лакированный теплостойкий; КОИ - композиционный объемный изолированный. В соответствии с ГОСТ 13453-68, действовавшим до 1988 г., система обозначений резисторов состояла из букв и цифр.

Буквы обозначают группу изделий: С - резисторы постоянные; СП - резисторы переменные.

Число, стоящее после букв, обозначает материал токопроводящего элемента: 1 - непроволочные тонкослойные углеродистые и боро­углеродистые; 2 - непроволочные тонкослойные металлодиэлектриче-ские и металлоокисные; 3 - непроволочные композиционные пленоч­ные; 4 - непроволочные композиционные пленочные; 5 - проволочные; 6 - непроволочные тонкослойные металлизированные.

После первой цифры через дефис ставится вторая цифра (цифры) 'означающая регистрационный номер конкретного типа резистора. Например, С2-26 обозначает резисторы постоянные, непроволочные, онкослойные металлодиэлектрические, регистрационный номер - 26.

Действующая ныне система сокращенных условных обозначений резисторов содержит следующие элементы:

первый элемент — группа или сочетание букв, обозначающая иод-класс резисторов (Р - резисторы постоянные, РП - резисторы перемен­ные, HP - наборы резисторов, ТР - терморезисторы, ВР - варисторы);

второй элемент - цифра, обозначающая группу резисторов по мате­риалу резистивного элемента (1 - непроволочные, 2 - проволочные или металлофольговые);

третий элемент - регистрационный номер конкретного типа рези­сторов.

Между вторым и третьим элементом ставится дефис, например РШ-46,Р1-4.

Параметры и характеристики, входящие в полное условное обозна­чение постоянных резисторов, указываются в следующей последова­тельности:

- номинальная мощность рассеяния;

- номинальное сопротивление и буквенное обозначение единицы
измерения (Ом, кОм, МОм, ГОм, Том);

допускаемое отклонение сопротивления в процентах (допуск);

группа по уровню шумов;

группа по ТКС.

Обозначение климатического исполнения (В - всеклиматическое, Т-тропическое) указывается перед обозначением документа на поставку.

 

Классификация РЭС по конструктивной базе. Базовые и унифицированные несущие конструкции.

Конструктивной базой называют совокупность механических элементов конструкции РЭС, обеспечивающих механическую прочность и защиту от дестабилизирующих воздействий, а также механическое управление РЭС.

Конструктивная база включает в себя систему несущих конструкций ( шкафы, стойки, кожухи, панели, направляющие и др.); механизмы ( лентопротяжные, верньерные, редукторы вращения антенн) ; электромеханические устройства, служащие для управления механизмами ( электродвигатели, сельсины, электромагнитные муфты); механические устройства управления ( кнопки, рычаги, ручки и т.д. ).

Основой классификации служит используемая конструкционная система. В настоящее время разработано достаточно большое количество конструкционных систем как отечественных, так и зарубежных. Их разнообразие порождено в основном областью использования РЭС (приборостроение, системы управления, стационарные, возимые и бортовые РЭС). Фактически каждая отрасль (приборостроение, радиопромышленность, ядерная энергетика) разрабатывала свои конструкционные системы.

Примеры конструкционных систем:

ОСТ 4 ГО.419.201-76. Корпуса блоков, монтажные рамы и стеллажи самолетной РЭА;

ГОСТ 26.204-83, Средства измерения и автоматизации. Типовые несущие конструкции. Типы и основные размеры;

ОСТ 4 ГО.412.201-76. Аппаратура радиоэлектронная. Конструкции несущие. Шкафы изделий РЭА, возимой в автомобильных кузовах, фургонах.

Использование конструкционных систем позволяет повысить технологичность за счет резкого уменьшения числа типоразмеров и принципов сборки несущих конструкций, широким использованием штампованных деталей и профилей; на этапе конструирования значительно сокращаются сроки проектирования и объем разрабатываемой конструкторской документации; на этапе эксплуатации – повышается качество и ремонтопригодность РЭС.

В настоящее время все сложные РЭС строят на основе каких-либо конструкционных систем.

В РЭС бытового назначения в качестве основы конструкции зачастую выступает шасси, объединяющее механические составные части. При этом такая основа конструкции, являющаяся наиболее трудоемкой в плане разработки, подготовки производства, изготовления, может использоваться различными изготовителями аппаратуры практически без изменений в течение нескольких лет. Примерами являются унифицированные шасси (каркасы) ТВ приемников производства России бывших стран СНГ.

 

 

Система показателей РЭС. Тактико-технические требования.

Совместимость РЭС с человеком-оператором накладывает определённые ограничения на внешнее оформление конструкции для обеспечения успешного выполнения… Совместимость с объектом установки требует учёта геометрии отсека размещения… Совместимость с окружающей средой выдвигает требования по обеспечению защиты конструкции от воздействия тепла, влаги,…

Техническое задание на проектирование

Технические требования технического задания

состав изделия и требования к конструкции;

показатели назначения и экономного использования сырья, мате-

риалов, топлива и энергии;

требования к надежности;

требования к технологичности и метрологичесому обеспечению;

требования к уровню унификации и стандартизации;.

требования безопасности и требования по охране природы;

эстетические и эргономические требования;

требования к патентной чистоте;

требования к составным частям изделия, сырью, исходным и эксплуатационным материалам;

условия эксплуатации;

- требования к техническому обслуживанию и ремонту;

- требования к маркировке и упаковке;

требования к транспортированию и хранению

Абсолютные, удельные и относительные показатели.

К удельным показателям качества конструкции относят удельные коэффициенты конструкций, плотность упаковки элементов на площади или в объёме… По удельным коэффициентам оценивают прогресс развития новых конструкций по…

Комплексные показатели качества РЭС.

где mo, Vo, lo, Po, Co и To – нормированные значения параметров соответственно… Комплексный показатель технологичности конструкции:

Методика сравнения разрабатываемых вариантов конструкции РЭС с использованием комплексного показателя

Для оценки достигнутого уровня разработки РЭС сравнение вариантов (обычно базового и разработанного) производят по группе наиболее значимых параметров (от 5 до 10). Так как параметры имеют различную размерность, различные численные значения, то сравнение вариантов весьма затруднено. В этом случае прибегают к комплексным показателям.

Процедура сравнения вариантов будет выглядеть следующим образом:

Выбирают номенклатуру показателей (5 – 10). Выбор обычно осуществляется экспертным методом. Например для носимой радиостанции такими показателями могут являться дальность действия L(км), потребляемая мощность Р(Вт), масса m(кг), объем V(дм³), стоимость С(руб).

Определяют численные значения показателей для каждого варианта.

Строят матрицу параметров вида:

 

где i = 1,2…n – номер варианта, j = 1,2…m – номер учитываемого параметра.

Для трех вариантов конструкции носимой радиостанции матрица будет выглядеть следующим образом:

 

4 Параметры матрицы Х, имеющие количественные выражения, приводятся к такому виду, чтобы большему числовому значению параметра соответствовало лучшее качество варианта. Параметры, не удовлетворяющие этому условию, пересчитываются по формуле: (например, для показателей энергопотребления, стоимости).

В результате получают матрицу приведенных параметров:

Производят нормирование параметров матрицы Y (чтобы получить безразмерные характеристики)

, где - максимальное значение j-го параметра.

Записывают матрицу нормированных параметров

Для каждого показателя вводят весовой коэффициент b_j, при этом Определяют комплексный показатель при этом Q=>0 (улучшение комплексного показателя).

Рассмотренная методика может быть использована не только при сравнении вариантов конструкции, но и при выполнении промежуточных этапов работ, например при выборе серии ИС или марки конструкционного материала.

Варианты установки электрорадиоэлементов и разметка посадочного места

 

Классы точности печатных плат.

Точность изготовления печатных плат зависит от комплекса технологических характеристик и с практической точки зрения определяет основные параметры элементов печатной платы. В первую очередь это относится к минимальной ширине проводников, минимальному зазору между элементами проводящего рисунка (все это выполнено из меди) и к ряду других параметров.

ГОСТ 23.751-86 предусматривает пять классов точности печатных плат, и в конструкторской документации на печатную плату должно содержаться указание на соответствующий класс, который обусловлен уровнем технологического оснащения производства. Поэтому выбор класса точности всегда связан с конкретным производством. Попытка решить эту задачу в обратном порядке может привести к тому, что Ваш проект не будет реализован.

Условное обозначение	Номинальное значение основных параметров для класса точности
t, mm (mil)	0.75 (29.5)	0.45 (17.7)	0.25 (9.84)	0.15 (5.9)	0.1 (3.937)
S, mm (mil)	0.75 (29.5)	0.45 (17.7)	0.25 (9.84)	0.15 (5.9)	0.1 (3.937)
b, mm (mil)	0.3 (11.81)	0.2 (7.874)	0.1 (3.937)	0.05 (1.97)	0.025 (0.984)
f / min диаметр отверстия, mm (mil) для стандартного текстолита толщиной 1.5 мм	0.4 / 0.6 (23.6)	0.4 / 0.6 (23.6)	0.33 / 0.495 (19.5)	0.25 / 0.375 (14.76)	0.2 / 0.3 (11.8)

В таблице: t - ширина печатного проводника; S - расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка; b - гарантированный поясок; f - отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированых отверстий, к толщине печатной платы.

Гарантированный поясок, или "гарантийный поясок" - номинальная ширина металлического ободка вокруг отверстия (этот ободок обычно минимален у переходного отверстия), то есть то, чему она равна в гербер-файлах. Приближенно вычисляется как разница между диаметром площадки и диаметром отверстия, деленная пополам.

Печатные платы 3-ro класса - наиболее распространенные, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой — для их производства требуется рядовое, хотя и специализированное, оборудование.

Печатные платы 4-го класса выпускаются на высокоточном оборудовании, но требования к материалам, оборудованию и помещениям ниже, чем для пятого класса. Изготовление печатных плат 5-ro класса требует применения уникального высокоточного оборудования, специальных (как правило, дорогих) материалов, безусадочной фотопленки и даже создания в производственных помещениях «чистой зоны» с термостатированием. Таким требованиям отвечает далеко не каждое производство. Но ПП небольшого размера могут выполняться по пятому классу на оборудовании, обеспечивающем получение плат четвертого класса. Комплексно решить все эти проблемы удается только на реальном производстве.

Выпуск печатных плат 2-го и 1-ro классов осуществляется на рядовом оборудовании, а иногда даже на оборудовании, не предназначенном для изготовления печатных плат. Такие ПП с невысокими (и даже с низкими) конструктивными параметрами предназначены для недорогих устройств с малой плотностью монтажа. К этому классу относятся печатные платы любительского и макетного уровня, часто единичного или мелкосерийного производства.

За рубежом принята другая классификация печатных плат по уровню точности (см. табл. 4.2: здесь регламентируются не только конструктивные параметры, но и шаг трассировки, что фактически связывает уровень производства с параметрами печатных плат и степенью интеграции элементной базы (в таблице указаны размеры в mm (mil)).

Уровень	Ширина проводника и зазор mm (mil)	Шаг проектирования mm (mil)	Шаг выводов mm (mil)
Наружные слои	Внутренние слои	Планарные	Матричные
	0.2 (7.874)	1.25(49.21)	0.625 (24.6)	0.625 (24.6)	2.5 (98.4)
	0.15 (5.9)	0.625 (24.6)	0.625 (24.6)	0.5 (19.7)	1.25(49.21)
	0.1 (3.937)	0.625 (24.6)	1 (39.37)	0.5 (19.7)	1 (39.37)
	0.075 (2.95)	0.5 (19.7)	1 (39.37)	0.5 (19.7)	1 (39.37)
	0.05 (1.97)	0.5 (19.7)	0.5 (19.7)	0.25 (9.84)	0.5 (19.7)
0.05	0.25 (9.84)	0.25 (9.84)	0.25 (9.84)	0.25 (9.84)	0.5 (19.7)

 

Выбор класса точности зависит от множества факторов. Это:

• конструкторская сложность устройства - плотность монтажа;
• элементная база (дитскретные, микросхемы, микросборки, бескорпусные);
• тип, число и шаг выводов радиоэлементов( штырьевые, планарные, безвыводные, J-образные. матричные и т.п.);
• быстродействие;
• надежность;
• массогабаритные характеристики;
• стоимость;
• условия эксплуатации;
• максимальные ток и напряжение;
• уровень технологического оснащения конкретного производства;

Задачи, решаемые при анализе схемы электрической принципиальной. Примеры расчетов каскадов схем (на основе задания на курсовую работу или РГР) (КиТРС Практикум. Стр 15-..)

Определение размеров печатной платы (КиТРС Практикум. Стр 36-37)

32.Выбор элементов внешнего контактирования для печатного узла

Выбор метода изготовления печатной платы и метода пайки

Правильный выбор материалов, технологических процессов и элементной базы при разработке современных печатных узлов во многом определяет уровень… Назначение электронной системы: технические условия на изделия, ожидаемый… Эксплуатационные требования по ремонтопригодности: возможности профилактики и ремонта, наличие запасных печатных узлов…