4.2.1.3. Особенности построения цифровых и аналоговых рэс

В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция расширения сферы использования цифровых принципов при построении РЭС. Однако в ряде случаев не обойтись и без аналоговых устройств (в основном там, где требуется высокая разрешающая способность и точность представления, где нужно усиление малых сигналов и т.п.).

СВЧ устройства обладают специфическими свойствами, их проектирование сильно отличается от проектирования других РЭС, поэтому вопросы изучаются в отдельном курсе.

Каждый из двух видов РЭС имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при конструировании.

Особенности цифровых РЭС:

• относительно высокие степени интеграции и энергопотребления на единицу площади;

• высокое быстродействие и жесткие требования к форме сигналов на входах и выходах;

• большое число связей между отдельными ИС и субблоками;

• высокая вероятность появления помех от соседних работающих схем и высокая чувствительность к помехам некоторых видов ИС;

• большие токи в цепях питания и, следовательно, высокие требования к проектированию этих цепей.

Особенности аналоговых РЭС:

• малые уровни сигналов, которые порой передаются на большие расстояния;

• большие значения коэффициентов усиления каскадов и связанная с этим необходимость обеспечить их устойчивую работу;

• наличие большого числа обратных связей (как предусмотренных, так и паразитных), которые также повышают вероятность самовозбуждения;

• широкий диапазон частот сигналов;

• сильная чувствительность к помехам, проникающим как по входам, так и по цепям питания;

• в ряде случаев требуется обеспечить высокую стабильность параметров РЭС при изменениях условий окружающей среды и напряжения питания;

• устойчивая тенденция к микроминиатюризации, что влияет на тепловой режим и электромагнитную совместимость.

Таким образом, при создании цифровых РЭС необходимо особое внимание обращать на:

• обеспечение защиты РЭС от перегрева;

• осуществление развязки в цепях питания (в ТУ на применение каждой серии ИС указывается на сколько ИС необходимо предусмотреть включение керамического конденсатора такого-то номинала для устранения проникновения ВЧ помех и на каждой плате необходимо установить электролитический конденсатор большой емкости для устранения НЧ помех). Для БИС необходимо предусмотреть подключение керамического конденсатора в непосредственной близости от выводов питания ИС;

• проведение трассировки и размещения на печатных платах таким образом, чтобы минимизировать влияние соседних проводников друг на друга (например, взаимно перпендикулярное расположение проводников на разных сторонах платы);

• появление "длинных" связей (для каждого типа ИС и вида проводников в справочниках приводится максимально возможная длина "коротких" связей);

• осуществление согласования входов и выходов ИС при наличии "длинных" связей. Особенно это относится к кросс платам и соединительным панелям. В случае жестких требований на форму сигнала и помехоустойчивость на высоких частотах обмена (тактовая частота >10…100 МГц) может потребоваться осуществление связей с помощью полосковых линий;

• выбор соответствующих видов линий связи с внешними устройствами, их согласование, тщательное заземление всех элементов блока, шкафа и т.д.;

При создании аналоговых РЭС, помимо общих принципов конструирования, необходимо особо обращать внимание на следующее:

• разделение в пространстве входной и выходной частей схемы;

• при наличии в схеме трансформаторов, дросселей, катушек, их размещают как можно дальше от чувствительных цепей и придают соответствующую ориентацию, проводят экранирование.

Особенности конструкции бытовых РЭС:

1. повышенные эстетические характеристики внешнего вида и акустические параметры;

2. приспособленность конструкции к эксплуатации совершенно неподготовленным человеком;

3. массовость производства;

4. определяющее значение стоимости.

В настоящее время используется три главных направления в конструировании бытовых РЭС:

1. создание новых РЭС вызванных новыми потребностями, не зависящих от наличия ранее выпускавшихся конструкций;

2. совершенствование ранее выпускавшихся конструкции с целью введения автоматизации и улучшения характеристик;

3. повышение технологичности с целью уменьшения стоимости.

В технической эстетике наблюдается тенденция к конструированию РЭС в максимально скромном, профессиональном исполнении, а также в виде взаимно дополняющих конструктивно и эстетически согласованных устройств - модулей.