- •Министерство образования российской федерации марийский государственный технический университет
- •Предисловие
- •Введение Терминология электронных средств
- •Тенденции развития конструкций эс
- •1. Структура и классификация электронных средств
- •1.1. Конструкция эс как система
- •1.2. Свойства конструкций эс
- •1.3. Структурные уровни
- •1.4. Классификация электронных средств
- •Контрольные вопросы.
- •2. Факторы, определяющие построение электронных средств
- •2.1. Факторы окружающей среды
- •2.2. Системные факторы, определяющие построение электронных средств
- •2.2.1 Факторы, определяющие компоновку рэа
- •2.3. Факторы взаимодействия в системе «человек-машина»
- •2.3.1. Человеко-машинные системы, их классификация и свойства.
- •2.3.2. Психологические характеристики и параметры человека-оператора
- •2.4 Рабочая зона оператора
- •2.4.1. Формы рабочих зон
- •2.4.2. Размещение органов управления
- •2.4.3. Размещение средств отображения
- •2.4.4. Выбор типа индикаторных приборов
- •2.4.5. Рекомендации по оформлению лицевой панели
- •3. Конструкторское проектирование
- •Характер и вид конструкторских работ и организация творческой работы
- •Характер и вид конструкторских работ
- •3.1.2 Организация творческой работы конструктора
- •Общая методология конструирования эс
- •3.2. Стадии разработки эс
- •3.3. Выбор метода конструирования эс
- •3.4. Конструкторская документация
- •4. Современные и перспективные конструкции электронных средств
- •4.1. Компоновочные схемы фя цифровой мэа III поколения
- •4.2. Компоновочные схемы блоков цифровой мэа III поколения
- •4.3. Компоновочные схемы фя цифровой мэа IV поколения
- •4.4. Компоновочные схемы блоков цифровой мэа IV поколения
- •4.5 Компоновочные схемы приёмоусилительных фя мэа III поколения
- •4.6 Компоновочные схемы приемоусилительных фя мэа IV поколения
- •4.7 Компоновочные схемы блоков приёмоусилительной мэа
- •4.8. Компоновочные схемы модулей свч и афар
- •5. Системы базовых несущих конструкций
- •5.1. Конструкционные системы и иерархическая соподчиненность уровней эс
- •5.2. Основные виды конструкционных систем
- •Размеры полногабаритных настольно-переносных корпусов бнк “Надел-85”
- •5.4. Проблема развития бнк для современных эс
- •6. Унификация конструкций эс
- •6.1. Государственная система стандартизации (гсс)
- •6.2. Единая система конструкторской документации (ескд)
- •6.3. Разновидности стандартизации
- •6.4. Унификация эс
- •7. Тепловые и механические характеристики эс
- •7.1 Тепловой режим блоков мэа
- •7.2 Расчет тепловых режимов мэа
- •7.3. Механические воздействия на мэа
- •7.4 Защита блоков мэа от механических воздействий
- •8. Электромагнитная совместимость эс
- •8.2 Факторы, влияющие на эмс элементов и узлов эс
- •8.3. Наиболее вероятные источники и приемники наводимых напряжений (наводок)
- •8.4. Основные виды паразитных связей
- •8.4.1. Паразитная связь через общее сопротивление
- •8.4.2. Паразитная емкостная связь
- •8.4.3. Паразитная индуктивная связь
- •8.4.4. Паразитная связь через электромагнитное поле и волноводная связь
- •8.5. Экранирование
- •8.5.1. Принципы экранирования электрического поля
- •8.5.2. Принципы экранирования магнитного поля
- •8.6 Фильтрация
- •8.7. Заземление
- •8.8. Виды линий связи и их электрические параметры
- •8.8.1. Волоконно – оптические линии связи (волс)
- •8.9 Конструирование электрического монтажа
- •8.9.1 Классификация электромонтажа эс
- •8.9.2. Требования к электрическому монтажу эс
- •8.9.3. Требования к контактным узлам (разъемным и неразъемным)
- •8.9.4. Конструирование электромонтажа объемным проводом
- •8.9.5. Преимущества печатного, шлейфового и плёночного монтажа
- •8.9.6 Разъемы в эс
- •9. Влагозащита и герметизация
- •9.1. Выбор способа защиты металлических деталей и узлов с учетом требований по электропроводности корпуса изделий
- •9.1.1. Основные свойства некоторых металлических и химических покрытий
- •9.1.2. Лакокрасочные покрытия
- •9.1.3. Выбор защитного покрытия
- •9.2. Герметизация
- •9.2.1. Защита изделий изоляционными материалами
- •9.2.2. Герметизация с помощью герметичных корпусов
- •9.3. Примеры конструкций средств защиты
- •9.4. Выбор способа защиты от взрыво- и пожароопасной среды
- •10. Радиационная стойкость электронных средств
- •10.1. Основные понятия и виды облучения
- •10.2. Влияние облучения на конструкционные материалы
- •Характеристики радиационной стойкости материалов.
- •10.3. Влияние ионизирующего облучения на резисторы
- •Изменение номинального сопротивления резисторов (%) при кратковременном воздействии нейтронного облучения.
- •Величины нейтронного потока при котором возникают необратимые изменения в резисторах и короткое замыкание, нейтр/см2
- •10.4. Влияние ионизирующего облучения на конденсаторы
- •Влияние радиации на конденсаторы.
- •10.5. Влияние радиации на полупроводниковые диоды
- •10.6. Влияние радиации на транзисторы
- •10.6.1. Влияние радиации на коэффициент усиления
- •Значения коэффициента к.
- •10.7. Влияние облучения на электровакуумные приборы иинтегральные схемы
- •10.8. Методы конструирования, направленные на уменьшение влияния облучения на характеристики рэа
- •11.Системные критерии технического уровня и качества изделий
- •11.1. Основные сведения о качестве продукции и об управлении качеством эс
- •Единичные показатели качества – показатель качества продукции, относящийся к только к одному из ее свойств.
- •11.2. Требования к конструкциям эс и показатели их качества
- •11.3. Выбор элементной базы и материалов конструкции эс
- •12.Использование информационных технологий при проектировании электронных средств
- •12.1 Содержание и уровень информационных технологий
- •12.3. Особенности автоинтерактивного конструирования средствами малых эвм и арм
- •12.4. Примеры применения стандартных и оригинальных программ в проектировании эс
- •13. Технический дизайн при проектировании эс
- •13.1. Терминология, применяемая в художественном конструировании эс
- •13.2. Стандарты и качество изделий применительно к дизайну
- •Термины общих эргономических показателей качества изделий (по гост 16035 - 70)
- •13.3. Художественные вопросы конструирования эс
- •13.3.1. Композиция
- •13.3.2. Гармоничность и пропорциональность
- •13.3.3. Масштабность
- •13.3.4. Отделка изделия
- •13.3.5. Цветовое решение изделия
- •Заключение
- •Библиографический список Основная
- •Дополнительная
- •Оглавление
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
4. Современные и перспективные конструкции электронных средств
Рассматриваемые вопросы:
4.1. Компоновочные схемы ФЯ цифровой МЭА III поколения.
4.2. Компоновочные схемы блоков цифровой МЭА III поколения.
4.3. Компоновочные схемы ФЯ цифровой МЭА IV поколения
4.4. Компоновочные схемы блоков цифровой МЭА IV поколения.
4.5. Компоновочные схемы приемоусилительных ФЯ МЭА III поколения.
4.6. Компоновочные схемы приемоусилительных ФЯ МЭА IV поколения.
4.7. Компоновочные схемы блоков приемоусилительной МЭА.
4.8. Компоновочные схемы модулей СВЧ и АФАР
4.1. Компоновочные схемы фя цифровой мэа III поколения
4.1.1 Отличительными признаками ФЯ цифровой МЭА III поколения является то, что выбор того или иного варианта компоновки МСБ, ФЯ, блока и комплекса отображается на этих уровнях компоновочной схемой, которая представляет собой графический эскиз размещения элементов конструкции.
В ФЯ цифровой МЭА III поколения базовой несущей конструкцией является печатная плата, как правило, двухсторонняя или МПП, на которой рядами (по горизонтали и вертикали) компонуются корпусированные инженерные схемы широкого применениия (ИС ШП). В зависимости от степени механических воздействий конструкции ФЯ могут быть бескаркасными, бескаркасными с повышенной механической жесткостью и каркасными. В зависимости от типа корпуса ИС и его выводов ФЯ могут быть односторонними (для корпусов ИС со штырьковыми выводами) и двухсторонними (для корпусов ИС с планарными выводами). В зависимости от вида межъячеечного монтажа ФЯ могут быть разъемного типа, с концевыми контактами на печатной плате, с контактными штырями (проволочно-жгутовой монтаж) и с контактными площадками (монтаж гибкими шлейфами). И наконец, в зависимости от типа компоновки ФЯ в блоке они могут иметь шарнирные элементы крепления (книжная и веерная компоновки) или планки с невыпадающими винтами (разъемная компоновка).
4.1.2. При конструировании рекомендуется использовать следующие типоразмеры печатных плат, мм :
135х110; 135х240; 140х130; 140х150; 140х240; 150х200; 170х75; 170х110; 170х130; 170х150; 170х200.
Толщина плат выбирается от 1 до 2 мм. Навесные ЭРЭ рекомендуется располагать с одной стороны печатной платы (со стороны разъема)
4.1.3 Расчет минимального количества корпусированых ИС на печатной плате производится по формуле:
,
где =1 для односторонней компоновки ИС
и =2 для двухсторонней ;
при =,
где -количество ИС в ряду по горизонтали (рис. 4.1)
Рис 4.1 Схема расположения корпусированных ИС ШП на плате.
-количество рядов ИС по вертикали ;
,-размеры печатной платы ;
-размеры между крайними выводами корпуса ИС по осям X и Y ;
-шаги установки ИС по осям X и Y , зависящие от вида корпуса и числа задействованных выводов (выбираются по таблицам из [ * ]) ;
-краевые поля на плате;
-краевое поле для элементов внешней коммутации,
-краевое поле для элементов контроля.
*) Узлы и блоки радиоэлектронной аппаратуры на микросхемах. Конструирование. ОСТ4 ГО.010.009, пед. 2-73. л., 1973
Пример : Определить максимальное число ИС в корпусах 401.14-1 (), устанавливаемых на печатную плату с размерами=200мм и=150мм. Число задействованных выводов равно 11 (по таблице находим=12,5мм ,=17,5мм ). При толщине платы равной 1,5мм краевые поля=5мм . Если нет контрольной колодки , то=5мм. Для разъема ГРПМ1 на 90 контактов имеем=25мм. Тогда
принимаем =15;
; принимаем =7 ;
==210.
Поскольку по 4 углам печатная плата имеет элементы крепления , то уменьшаем на 8 ИС, т.е. получим возможное=202 ИС.
4.1.4 Примером бескорпусной ФЯ двухстороннего типа с разъемом является ячейка, показанная на рис. 4.2 . На плате с одной стороны крепятся две вилки разъема ГРПП3 ,а с другой –колодка для контроля с невыпадающими винтами. С обеих сторон платы компонуются ИС и навесные ЭРЭ. Ячейки объединяются с помощью гнезд разъемов на общей кросс-плате и образуют блок разъемной конструкции. (см. рис 4.6).
Рис 4.2 Конструкция бескорпусной ФЯ двухстороннего типа :
1-печатная плата; 2-микросхема; 3-невыпадающий винт; 4-накладка; 5-навесной разъем
4.1.5. Бескаркасная конструкция ФЯ одностороннего типа с печатными концевыми контактами показана на рис. 4.3. На печатной плате с одной стороны устанавливаются ИС в корпусах типа DIP (201.14-1). В верхней части платы с помощью развальцованных пустотельных заклепок прикреплена планка крепления ФЯ в блоке. В планке под винты имеются отверстия.
Рис 4.3 Конструкция бескорпусного типа ФЯ одностороннего типа с печатными концевыми контактами:
1-печатный концевой контакт; 2-печатная плата; 3-микросхема; 4-пустотелая заклепка; 5-планка; 6-зона установки микросхем.
4.1.6. На рис 4.4 показана конструкция бескаркасной двухсторонней ФЯ с дополнительной жесткостью за счет толстой МПП с “окнами” , в которых монтируются ИС с планарными корпусами и двух металлических накладок, укрепленных на верхней и нижней стороне платы развальцованными заклепками. Нижняя планка , кроме того , имеет петли для шарнирного соединения ФЯ в книжной конструкции блока (см. рис.4.7).
Рис.4.4 Конструкция бескаркасной двухсторонней ФЯ.
1-петля шарнира; 2-МПП с окнами; 3-ИС в корпусе с планарными выводами; 4-контактные площадки; 5-металлическая накладка; 6-заклепка.
4.1.7 Каркасная двухплатная ФЯ с двухсторонним расположением ИС показана на рис.4.5
Рис.4.5 Двухплатная каркасная ФЯ:
1,2-печатные платы; 3-микросхема; 4-рама; 5 и 6-гибкий печатный кабель; 7-пустотелая заклепка; 8-втулка
Печатные платы закреплены в металлической рамке пустотелыми развальцованными заклепками. Рамка имеет дополнительное ребра жесткости по углам и, кроме того, в центре ФЯ закреплена высокая пустотелая втулка , чтобы уменьшить прогиб конструкции. Соединения между платами и между ячейками осуществляется с помощью гибких печатных шлейфов или гибких кабелей (между ячейками они имеют колодки). Компоновка ФЯ в блоке (см. Рис 4.8) –книжная ,поэтому на рамке имеются шарнирные элементы крепления.