1.6. Жизненный цикл электронной аппаратуры

Жизненный цикл РЭА показан на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Жизненный цикл РЭА

Рисунок 1.2 – Жизненный цикл РЭА (окончание)

1.7. Показатели рэа

1. Сложность конструкции ЭА:

, (1.1)

где – число составляющих ЭА элементов;

– число соединений;

, и – масштабный и весовые коэффициенты соответственно.

2. Число элементов, образующих ЭА:

,

где – число устройств в ЭА;

– число типов применяемых элементов;

– число элементов ‑го типа, входящих в ‑е устройство.

3. Объем ЭА:

,

где – общий объем интегральных микросхем и электрорадиоэлементов, образующих ЭА;

– объем, занимаемый всеми видами соединений;

– объем несущей конструкции, обеспечивающей прочность и защиту ЭА при транспортировании и эксплуатации;

– объем теплоотводящего устройства.

4. Коэффициент интеграции, или коэффициент использования физического объема:

характеризует степень использования физического объема ЭА элементами, выполняющими полезную функциональную нагрузку, т.е. непосредственно определяющими электрическую схему ЭА ( всегда меньше 1 и приближается к ней с использованием больших интегральных схем).

5. Общая масса ЭА, определяемая как сумма масс, входящих в состав ЭА устройств:

6. Общая мощность потребления ЭА:

где – мощность потребления j-го устройства. Для цифровых устройств потребляемая ими мощность зависит от средней мощности потребления электронных компонентов. Известно, что 80-90 % мощности потребления рассеивается в виде теплоты и определяет тепловой режим ЭА и соответствующие перегревы элементов конструкции.

7. Общая площадь, занимая ЭА:

где – площадь, требуемая для эксплуатации j-го устройства ЭА.

8. Собственная частота колебаний конструкции (элемента, устройства или всей ЭА):

где K – коэффициент жёсткости конструкции; m – масса конструкции ЭА.

9. Степень герметичности конструкции ЭА, определяемая количеством газа, истёкшим из определённого объёма конструкции за известный отрезок времени:

где – объём герметизированной части ЭА; – срок службы ЭА; – избыточное давление газа в конструкции ЭА.

10. Вероятность безотказной работы ЭА p(t) и средняя наработка на отказ – показатели надёжности ЭА.

11. Степень унификации ЭА:

где – количество унифицированных элементов, а – общее количество применённых в ЭА элементов.

12. Коэффициент автоматизации конструкторских работ:

где – количество конструкторских работ, выполненных с применением ЭВМ, M – общее число конструкторских работ при проектировании ЭА.

13. Технологичность.

1.8. Показатели рэа

Рассматривая РЭС как некую систему S, припишем аппарату свойства, обычные для каждой системы, а именно: наличие "объектов" Г={g₁, g₂, …g_m} и "отношений" (связей) R={R₁, R₂,… R_n}, связывающих их по определенному принципу П в некоторую систему S для выполнения заданных функций, т.е.

S= {П, Г, R}.

Исходя из общих соображений, можно дать определение РЭС:

Радиоэлектронное средство представляет собой систему, состоящую из совокупности объектов (элементов), организованных по определенной структуре с известными конституэнтами отношений, предназначенную для выполнения заданных функций, реализуемых по принципам радиоэлектроники.

Очевидно, что принципов, по которым организованы различные РЭС множество и все их не перечислишь. Но два основных можно назвать. Это, во-первых, распространение электромагнитного поля (энергии) в пространстве и, во-вторых, передача сообщения в радиосигнале. В дальнейшем будем специально указывать другие принципы построения РЭС.

Определяя РЭС в виде некоторой системы S, рассмотрим, что представляют собой элементы Г и отношения R в реальной РЭС. В качестве "элементов" системы РЭС выступают:

Г1 - электрорадиоэлементы (ЭРЭ); например, конденсаторы, резисторы, диоды, транзисторы, интегральные схемы (ИС) и т.д.;

Г2 - различные детали конструкции; например, платы, корпус блока и т.д.;

Г3 - соединительные цепи; в их число входят жгуты, разъемы и т.д.

ПРИМЕР 1. Пусть имеется ПП с установленными на ней корпусированными ИС.

Рассмотрим, какие связи (отношения) между элементами здесь присутствуют.

1) Электрические, магнитные, электромагнитные связи (согласно СхЭ) - Rэл.

2) Возможно "тепловое" влияние элементов друг на друга - Rтепл.

3) Возможно электромагнитное (паразитное) взаимодействие элементов - RэлП.

4) Механическая связь (ИС оказывают давление своей массой на ПП) - Rмех.

5) Существуют пространственные отношения. Элементы располагаются определенным образом на плате - Rпростр.

Рисунок 1.3

Рассмотрим ПП с элементами - систему из трех элементов g1,g2,g3 с различными свойствами (рисунок 1.4), объединенных определенными связями R.

Рисунок 1.4 – Система из трех элементов и ее модель