2.2. Комплектующие элементы и изделия. Принадлежности радиоэлектронной аппаратуры

Понятие «комплектующие элементы и изделия» являет­ся очень, широким. Под это понятие подпадают все элементы и изделия, используемые для, получения готового и полнос­тью работоспособного изделия РЭА.

Схемное решение, технические параметры и функцио­нальные возможности радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) зависят от, свойств комплектующих элементов.

Основными видами комплектующих элементов и изделий являются резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, электроваку­умные приборы, полупроводниковые изделия, интегральные микросхемы, электроакустические приборы и др.

Ассортимент комплектующих изделий насчитывает несколько тысяч позиций, в полном объеме он представлен толь­ко в специализированных магазинах.

Все комплектующие изделия подразделяются на пассивные и активные.

Под пассивными элементами понимаются элементы, не увеличивающие мощность электрического сигнала, а принимающие участие в процессах, связанных с накоплением элек­трической энергии и ее перераспределением. К таким эле­ментам относятся конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности и др.

Конденсаторы. Электрический конденсатор представляет собой конструкцию из двух или нескольких пластин (электродов), изготовленных из токопроводящего материала и разделенных между собой изолирующим материалом (диэлектриком).

Конденсаторы обладают свойством накапливать электри­ческую энергию и применяются в колебательных контурах для разделения токов различной частоты, сглаживания пуль­саций и других целей.

По виду диэлектрика конденсаторы классифицируют: на воздушные, бумажные, керамические, слюдяные, электролитические.

По конструкции: на трубчатые, дисковые, цилиндрические, опрессованные и др. Сокращенное обозначение конденсатора состоит из букв и цифр.

Первый элемент обозначения — одна или две буквы указывают на подкласс конденсатора: К — постоянной емкости, КП — переменной емкости, КТ — подстроечной.

Второй элемент — число показывает группу конденсатора в зависимости от материала диэлектрика, например, 10-керамический, 32-слюдяной, 40-бумажный, 50-оксидный;

Третий элемент — порядковый номер разработки конденсатора, который отделяется от остальных элементов дефисом.

Резисторы. Резисторы имеют широкое применение в радиоэлектронике. С их помощью регулируются и распределя­ются ток и напряжение в электрических цепях.

Различают 2 основных вида резисторов: непроволочные (химические) и проволочные. Как одни, так и другие могут быть постоянными и переменными.

Непроволочные резисторы постоянного значения представляют собой керамические цилиндрические тела, на которые наносится тонкий проводящий слой углерода или специальный металлический сплав. С обоих концов цилиндра имеются наконечники для припайки. Весь резистор снаружи покрыт защитным лаком.

Проволочные резисторы представляют собой керамичес­кую трубку, на которую намотан провод. Эти резисторы, ис­пользуются реже, они находят применение в сетях с боль­шими токами.

Сокращенное обозначение резисторов состоит из букв и цифр. Первый элемент обозначения — одна или две буквы указывают на подкласс резистора: С — постоянный, СП — переменный; второй элемент — цифра определяет группу резистора в зависимости от материала, токопроводящего слоя, например: 1 — непроволочный тонкослойный углеродистый и бороуглеродистый; 2 — непроволочный тонкослойный металлоокисный; 3 — непроволочный композиционный пленочный; 5 — проволочный и т. д.; третий элемент — порядковый номер разработки резистора, который отделяется от остальных элементов дефисом.

Катушки индуктивности. Катушки индуктивности пред­ставляют собой цилиндрический каркас из диэлектрика (полистерола, органического стекла и др.), на который намотан медный провод-обмотка.

По назначению их подразделяют на катушки колебательных контуров, катушки связи, передающие электрические колебания из одной цепи в другую, и дроссели (высоких и низких частот), служащие для пропускания постоянного тока (или тока низкой частоты) и задержки токов высокой частоты.

По конструкции различают однослойные и многослойные катушки.

Активные элементы в отличие от пассивных элементов, осуществляют преобразование электрического сигнала и увеличивают его мощность. К активным элементам относятся электровакуумные и полупроводниковые приборы, интегральные микросхемы.

К электровакуумным приборам относятся электронные лампы и электронно-лучевые трубки. Работа электровакуум­ных приборов основана на электронной эмиссии и движении, свободных электронов в вакууме внутри баллона прибора.

В современной аппаратуре электронные лампы уже не применяются, так как их заменили полупроводниковые при­боры и интегральные микросхемы. Однако так как у населе­ния еще имеется значительное количество аппаратуры (те­левизоры, радиолы) прежних выпусков на электронных лам­пах, их продолжают приобретать взамен вышедших из строя.

Классифицируют электронные лампы в зависимости от количества электродов: лампу, имеющую только катод и анод, называют диодом (нить накала в расчет не принимается); лампу, имеющую наряду с катодом и анодом одну сетку, на­зывают триодом, две сетки — тетродом, три сетки — пенто­дом, пять сеток — гептодом.

Если в один баллон помещены две лампы, то такую лампу называют комбинированной. Сокращенное обозначение электронных ламп состоит из четырех элементов: первый элемент-цифра — показывает напряжение накала в вольтах округленно. Напряжение накала большинства ламп составляет 6,3 В, поэтому в их маркировке первая цифра 6; второй элемент-буква — обозначает тип лампы, например: Д — диод, X — двойной диод, С — триод, Н — двойной триод; третий элемент-число —указывает по­рядковый номер разработки данного типа лампы; четвертый элемент-буква—характеризует конструктивное оформление и материал баллона лампы, например: С — стеклянная, П — пальчиковая.

Полупроводниковые приборы. Полупроводники, вещества, электропроводность которых при комнатной температуре имеет промежуточное значение между электропроводностью метал­лов Ю⁶—Ю⁴ Ом^-1 см^-1 и диэлектриков 10^-10—10^-12 Ом^-1 см^-1.

Характерная особенность полупроводников — возраста­ние электропроводности с ростом температуры; при низких температурах электропроводность полупроводников мала, но она резко, возрастает с ростом температуры, на нее влияют и другие внешние воздействия: свет, сильное электрическое поле и т. п. Для полупроводников также характерна высокая чувствительность электропроводности к содержанию приме­сей и дефектов в кристаллах. Все эти особенности и опреде­лили широкое применение их в технике.

К полупроводникам относится большая группа веществ: германий, кремний и др. Носителями тока в полупроводниках являются электроны, проводимости и дырки (носители поло­жительных зарядов). Полупроводниковые прибо­ры — это приборы, действие кото­рых основано на электронных процессах в полупроводниках. Они слу­жат для генерирования, усиления и преобразования (по роду тока, частоте и т. д.) электрических колебаний (полупроводниковый диод, транзистор, тиристор), преобразований сигналов одного вида в другой (оптрон, фоторезистор, фотодиод, фототранзистор и др.), одних видов энергии в другие (термоэлемент, термоэлектрический генератор), а также для преобразования изображений.

Особый класс полупроводниковых приборов—полупро­водниковые интегральные микросхемы, представляющие собой законченные электронные устройства в виде единого блока-пластинки из кремния (Se) или германия (Ge), на кото­рой методами полупроводниковой технологии (преимуществен­но планерной) образованы зоны, выполняющие функции активных и пассивных элементов (диодов, транзисторов, кон­денсаторов и т. п.).

Изобретение полупроводниковых приборов относится к 20-м годам прошлого века, когда сотрудник Нижегородской лаборатории инженер О. В. Лосев создал первые образцы диода и транзистора. Это изобретение было забыто и только в кон­це 40-х годов в США появились подобные полупроводнико­вые приборы. В наше время большинство устройств аппара­туры бытовой электроники выполнены на полупроводнико­вых приборах из германия, кремния и других материалов. Номенклатура полупроводниковых приборов огромна и содержит около 5000 разновидностей.

Интегральные микросхемы. Использование новых тех­нологий, новых материалов и новых физических эффектов позволило уже в полупроводниковых приборах реализовать функции управляемых сопротивлений для коммутирующих приборов, управляемых емкостей и индуктивностей, что легло в основу создания микросхем — комбинированных устройств, в которых в едином технологическом цикле выполнены со­единительные проводники, резисторы, конденсаторы и ин­дуктивности. Новая технология получила название интеграль­ной (от лат. integre — целый, неразрывно связанный), а фун­кциональные узлы аппаратуры, изготовленные по этой технологии — интегральных микросхем (ИС). ИС — микроэлектронное изделие, выполняющее опре­деленную функцию преобразования и обработки сигнала и име­ющее высокую плотность упаковки большого числа элект­ронных элементов, как пассивных, так и активных. Классифицируют ИС по степени интеграции (количе­ству элементов, содержащихся в ИС), по функциональному назначению, по конструктивно-технологическим признакам и физическому принципу работы.

По количеству элементов, содержащихся в ИС, их де­лят на пять степеней интеграций.

По принципу обработки сигнала ИС подразделяют на цифровые и аналоговые.

Цифровые ИС предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции. Их применяют в системах автоматики, связи и др.

Аналоговые ИС используют в устройствах, сигналы в которых изменяются по закону непрерывной функций, например, для преобразования и усиления сигналов высоких звуковых частот в радиоприёмниках, телевизорах, магнитофонах.

По конструкции и технологии изготовления микросхем подразделяются на пленочные и монолитные.

Пленочные микросхемы подразделяются в свою очередь на тонкопленочные и толстоплёночные. Оба типа пленочных схем изготавливаются путем нанесения пленок специальной резистивной пасты на изолирующую подложку. Они применяются главным образом как резисторные схемы, но могут использоваться также для формирования малогабаритных конденсаторов и катушек индуктивности.

Монолитные микросхемы обычно называются интегральными схемами (ИС), формируются на диске из керамики р-типа или ЧИПе.

Микропроцессоры. Прогресс технологии интегральных схем и появление боль­ших и сверхбольших интегральных микросхем привели к по­явлению микропроцессоров — больших интегральных микро­схем универсального применения, работающих по хранимой в их памяти программе.

Микропроцессоры выпускают в виде одной или несколь­ких больших, интегральных микросхем (БИС).

Использование микропроцессоров в бытовой радиоэлект­ронной аппаратуре значительно расширяет ее функциональ­ные возможности и повышает комфортность при ее эксплуа­тации. Например, микропроцессорный блок управления может включать и выключать аппаратуру по заданной програм­ме в определенное время, осуществлять автоматический по­иск нужных каналов в телевизорах, станций в радиоприем­никах (с периодическим переключением с канала на канал), со станции на станцию. Он также может производить автоматически регулировку громкости, тембра, яркости, контраст­ности, фиксировать величины регулируемых параметров в памяти и индицировать их на табло или экране.

Индикаторные устройства. Индикаторные устройства предназначены для фиксации различных состояний параметров радиоэлектронной аппаратуры.

Основными типами индикаторных устройств, получивши­ми широкое применение, являются жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) и индикаторы на светоизлучающих диодах (СИД).

Коммутирующие устройства. К коммутирующим устройствам относятся переключате­ли, разъемы, соединители и реле. Их основным функциональным элементом являются одна или несколько контактных пар, процесс управления состоянием которых (замкнуто, разомк­нуто или нейтрально) производится с помощью механизма в переключателях, ручным путем в соединителях и электри­ческим в реле. Главная задача коммутирующих устройств зак­лючается в создании контактных пар с малым переходным сопротивлением, большим числом коммутаций и высокой на­дежностью. Сложность и разнообразие решаемых при этом задач явились причиной большого разнообразия конструкций.

Принадлежности радиоэлектронной аппаратуры. К принадлежностям для РЭА относятся изделия, необходимые для нормальной эксплуатации аппаратуры. К ним относятся химические источники тока (ХИТ), зарядные уст­ройства, блоки питания, антенны наружные и комнатные, штепсельные соединения, носители записи и др.

ХИТ — это источники тока, вырабатывающие электрическую энергию при протекании в них электрохимических реакций. Электрохимическая система ХИТ определяется участвующими в реакции веществами, т. е. электролитом и электродами.

В зависимости от характера протекания токообразующей реакции ХИТ подразделяются на первичные и вторичные. В соответствии с рекомендациями Международной электротехнической комиссии (МЭК) и ГОСТ первичные ХИТ разделяют на гальванические элементы (ГЭ) и батареи (состоящие из нескольких соединенных между собой гальванических элементов), соответственно вторичные ХИТ разделяют на аккумуляторные элементы и аккумуляторные батареи.

На российском рынке сегодня широко представлены ХИТ зарубежных фирм-производителей:

Япония: фирмы Maxell, National, Panasonic, Sunrise, Toshiba.

Германия: Berec, Varta.

Франция: Wonber, Saft Mazda.

США: Duracell, UCAR.

Нидерланды: Philips.

Упаковка качественных батарей «блистерная». Блистер – это прозрачная коробочка, где лежат батареи, которая наклеена на картонную карточку. На это карточке (и почти в таком же объеме на этикетке) должно быть указано:

1. Страна, где производится товар (Made in………).

2. Название фирмы со знаком регистрации (например: Duracell).

3. Адрес фирмы и ее представительства в стране.

4. Срок годности.

5. Сертификат соответствия товара российским стандартам.

6. Краткие рекомендации по эксплуатации.

Блоки питания. Блоки питания используются для электропитания от сети 220 В РЭА, имеющей автономную систему питания и гнездо для подключения отдельного блока питания. Блоки питания выпускаются нескольких типов с выходным напряжением 6, 9 и 12 В.

Стабилизаторы напряжения применяются для поддержания на одном уровне питающего напряжения от сети 220 В.

Резкие скачки напряжения (особенно это сказывается в сель­ской местности) являются причиной снижения качества рабо­ты РЭА, а иногда и выхода из строя.

Антенны используются при эксплуатации радиоприем­ников и телевизоров.

Шнуры и кабели служат для соединения РЭА между со­бой. Конструктивно они различаются количеством разъемов и штырьков (3 или 5 штырьков) и схемой соединения штырьков.

Носители записи звука изображения. К носителям записи относятся магнитофонные ленты, компакт-диски для цифро­вой оптической записи CD, MD, DVD и грампластинки. После­дние в России не выпускаются с 1990 г. Функции грампластинок перешли к компакт-дискам: в семейство компакт-дисков кроме нестираемых дисков, полученных на заводе-изготови­теле; CD, DVD входят другие разновидности однократно за­писываемые CD-R, DVD-R и многократно CD-RW, DVD-RW перезаписываемые пользователем компакт-диски и др..