40.2 Конструкция. Система. Системный подход. Свойства конструкции рэс.

Конструкция — совокупность деталей, узлов и материалов с разными физическими свойствами, находящимися между собой в определенной физической связи (электромагнитной, тепловой, механической и т. д.) обеспечивающих выполнение заданных функций с необходимой точностью и надежностью не смотря на влияние внешних и внутренних факторов. Совокупность воспроизводимая в условиях воспроизводства.

Конструкция электронной аппаратуры имеет ряд отличительных особенностей и характеризуется:

1. иерархической структурой, под которой понимается последовательное объединение более простых электронных узлов в более сложные;

2. преобладание электрических и электромагнитных связей;

3. наличием неоднородностей в электрических соединениях, приводящих к искажению и затуханию сигналов, а также наличию паразитных связей, порождающих помехи (наводки);

4. наличием тепловых связей, что требует принятие мер защиты термочувствительных элементов.

Направленность (тенденции) современного конструирования электронной аппаратуры

Основная цель — создать малогабаритную высокоэффективную и надежную аппаратуру, производство и эксплуатация которой не требует большого расхода трудовых энергетических и материальных ресурсов.

Для достижения этой цели требуется решить следующие три основные задачи:

1. миниатюризация, микроминиатюризация, сверхминиатюризация;

2. защита от внутренних и внешних паразитных факторов;

3. обеспечение высокой технологичности.

Первая задача. Миниатюризация осущ-ся в трех направлениях:

а) минимизация конструкционных компонент;

б) минимизация элементной базы;

в) применение облегченных и высокопрочных материалов.

Все это позволяет добиться:

1. уменьшения габаритов и веса аппаратуры;

2. значительного повышения надежности;

3. уменьшения потребляемой мощности;

4. сокращения объема и трудоемкости монтажно-сборочных работ;

5. упрощения конструкции элементной базы.

Микроминиатюризация осуществляется применением:

6. микромодульных конструкций (обычные компоненты в микроминиатюрном исполнении) — этажерочные конструкции;

7. микросхемы — компоненты образуются методом осаждения тонкой пленки на изоляционной подложке;

8. твердая схема — микрокристаллические пластины (в одном кристалле), в пластине, где с помощью полупроводниковой технологии формируются отдельные компоненты схемы.

Микроминиатюризация базируется на применении:

а) интегральных схем (ИС);

б) микропроцессорных комплектов;

в) аналоговых функциональных комплектов;

г) молектронных схем.

Молектронные схемы (функциональные монолитные твердые схемы, имеющих однородную структуру, в которой нет привычных компонентов схем).

Сверхминитюаризация (переход к пятому поколению) базируется на широком применении:

1. гибридно-интегральных узлов;

2. сверхбольших ИС с программируемой логикой;

3. волоконно-оптических кабелей (для передачи оптических сигналов).

Вторая задача (главнейшая) — охлаждение и защита.

Чем выше степень миниатюризации аппаратуры, тем выше рассеиваемая мощность переходит в тепло. Охлаждение осуществляется в двух направлениях:

а) тепло отвод внутренний — отвод тепла от тепловыделяющих элементов;

б) тепло отвод внешний — отвод тепла от корпуса.

Третья задача — обеспечение высокой технологичности конструкции.