40.1 Этапы развития конструкции рэа, их характеристики. Основные задачи современного (пятого) этапа развития конструкции рэа.

Первый в мире радиоприёмник, изобретенный А.С. Поповым, появился в 1895г. Конструирование РЭА началось одновременно с изобретением радио.

Конструкционное исполнение первых РЭС напоминало аппаратуру проводной связи (деревянный ящик, монтаж неизолированным проводом, контактирование с помощью винтов). Установка РЭС на суда и автомобили привела к необходимости увеличения прочности и экранирования отдельных узлов с помощью металлического шасси. Увеличение серийности выпуска аппаратуры привело к созданию конструкторской иерархии (унификации и соподчиненности несущих базовых конструкций). Для защиты аппаратуры танков и самолетов были разработаны герметичные корпуса, которые устанавливались на виброизоляторы (амортизаторы). Требование существенной минимизации массы и объема ракетной аппаратуры привело к созданию микромодулей, печатных плат, полупроводниковых приборов, коаксиальных кабелей, полосковых линий, интегральных микросхем. Дальнейшее усложнение аппаратуры привело к появлению элементов функциональной электроники. В настоящее время развивается наноэлектроника.Различают следующие поколения РЭС:

РЭС первого поколения (20-50-е годы 20-го столетия) были построены с использованием электровакуумных ламп, дискретных электрорадиоэлементов (ЭРЭ), проводных электрических связей.

Ко второму поколению РЭС (50-60-е годы, после изобретения транзистора) относят конструкции РЭС на печатных платах и дискретных полупроводниковых приборах.

К третьему поколению относятся конструкции на печатных платах и ИМС малой степени интеграции (60-70-е годы).

В конструкциях РЭС четвертого поколения применяются БИС, многослойные печатные платы, гибкие печатные шлейфы, микрополосковые линии. В интегральной электронике сохраняется главный принцип дискретной электроники – разработка эл-кой схемы по законам теории цепей. Этот принцип обуславливает рост числа элементов микросхемы и межэлементных соединений по мере усложнения выполняемых ею функций. Однако повышение степени интеграции микросхем и связано с этим уменьшением размеров элементов имеет определённые пределы из-за возникающих проблем технологии изготовлении, теплоотвода и др.

В РЭС пятого поколения находят применение приборы функциональной микроэлектроники. Функциональная микроэлектроника предполагает новый подход, позволяющий реализовать определённую функцию аппаратуры без применения стандартных базовых элементов, используя физические явления в твердых телах. При этом локальному объёму твердого тела придаются такие свойства, кот. необходимы для выполнения данной функции, и промежуточный этап представления этой функции в виде эквивалентной электрической схемы не требуется. Функциональные микросхемы могут выполняться не только на основе п/п, но и на основе таких материалов, как сегнетоэлектрики, материалы с фотопроводящими свойствами и др. Для переработки информации можно использовать явления, не связанные с электропроводностью (например, оптические и магнитные явления в диэлектриках, закономерности распространения ультразвука и т.д.).

Основные задачи современного конструирования РЭА—создавать малогабаритную, высокоэффективную и надежную РЭА, производство и эксплуатация которой требуют ограниченного расхода трудовых, энергетических и материальных ресурсов. Для достижения этой цели требуется решить задачи : комплексной миниатюризации, охлаждения, электромагн.совместимости и повышения технологичности. Основой при решении задачи комплексной миниатюризации РЭА является поиск резервов миниатюризации всех составных частей (элементной базы, систем питания, охлаждения, автоматики и т.д.)При выборе материалов для несущих конструкций надо применять облегченные высокопрочные материалы. Вторая задача-охлаждение-следствие миниатюризации. Чем выше степень миниатюризации функционального узла, тем выше удельная рассеиваемая мощность. Задача охлаждения разбивается на две части: теплоотвод внутренний и теплоотвод внешний. Наиболее сложным является внутренний теплоотвод, т. е. отвод тепла от первичных тепловыделяющих элементов, расположенных внутри конструкции РЭА. Здесь эффективным решением является применение теплостоков с использованием псевдотеплопроводности тепловых трубок. Третья задача — технологичность — решается конструктором в первую очередь на основе унификации и стандартизации. ЭМ-совместимость (упорядочение параз. связей,внутр. помехи) решается оптим. компановкой плат, уменьш. ширины проводников и т.д.