2.Компановка на монтажной плите
Применяют для приборов высокой точности (спектральные приборы, интерферометры). На рис.9 изображена конструкция ультрафиолетового вакуумного звездного видео спектрофотометра. Здесь на нижнем столе (плате) 1 размещены все узлы и элементы оптической схемы: узел сферического зеркала 2 (камерного объектива), привод 3 сканирующего плоского зеркала 4, щелевой коллиматор 5, дифракционная решетка 6. На верхней плате 7 установлены противосолнечная бленда 8, тепловой радиатор 9, электронные блоки 10 и другие узлы прибора, обеспечивающие функционирование видео спектрометра.
Рисунок 9 - Компоновка спектрофотометра
3.Компоновка на цилиндрических стержнях с нанизыванием узлов
Рисунок 10 - Компоновка на цилиндрических стержнях
Достоинства: простота сборки и юстировки.
Применяется при сборке крупногабаритных приборов, т.к. по сравнению с компоновкой в трубе обеспечивает меньшую массу при сохранении такой же жесткости и стабильности.
Приемы компоновки
1.Объединение функций.
В этом случае один элемент объединяет функции двух элементов.
Достоинства: уменьшение габаритов системы, отсутствие необходимости юстировки системы.
Рисунок 11 - Объединение функций двух элементов
Недостатки: снижается точность, появляется необходимость улучшения технологии изготовления элементов.
2. Разъединение функций. Это операция, обратная объединению.
3. Инвариантность: свойство конструкции, состоящее в том, что изменения в положении детали в процессе эксплуатации на выходные характеристики не влияет. Ниже приведены примеры инвариантных деталей.
Рисунок 12- Инвариантные оптические элементы
Конструирование юстировочных узлов
Требования к юстировочным узлам
Оправа должна обеспечивать юстировку и перемещения ее только в одном направлении или при вращении вокруг одной оси и позволяет наблюдать за результатами юстировки. Юстировка должна быть чувствительна, т.е. ход на один миллиметр должен обеспечивать перемещение на несколько микрометров или несколько угловых секунд. Оправа не должна иметь люфтов, не вызывать усилие, возвращающее ее в исходное состояние при перемещении ее на малый угол.
Оправа должна фиксироваться в отъюстированном состоянии. Для этого применяют стопорение резьбовыми штифтами. На рис.13 показан пример юстировки по двум координатам.
Рисунок13 - Юстировка по двум координатам
Юстировка положения объектива вдоль оптической оси обеспечивается вращением оправы по резьбе (рис.14)
Рисунок 14 - Юстировка объектива по оптической оси
Лекция №2Конструирование электронных блоков Конструктивные уровни электронного блока
Существуют три уровня конструкции электронного блока:1.Элементная база.
2.Печатные узлы.3. Законченная конструкция - электронный блок (рис.22).
Рисунок 22– Конструктивные уровни
Основные термины
Микросборка – узел, содержащий дискретные электрорадиоэлементы (ЭРЭ) и интегральные схемы (ИС), выполняющие определенную функцию.
Печатный узел (ПУ) - печатная плата со всеми электронными и механическими элементами и всеми выполненными операциями обработки.
Печатная плата (ПП) - листовой материал, вырезанный по определенному размеру, содержащий необходимые отверстия и рисунок, обеспечивающие дальнейшее электрическое и механическое соединение элементов.
Координатная сетка-совокупность сплошных тонких линий на чертеже, соответствующих определенным значениям координат в прямоугольной системе.
Шаг сетки - расстояние между линиями.
Узел-пересечение линий.
Рисунок ПП - конфигурация проводящего или изоляционного слоя.
Проводящий рисунок печатной платы - рисунок ПП, образованный проводниковым материалом.
Печатный проводник - непрерывная проводящая полоска или площадка проводящего рисунка.
Контактная площадка-часть печатного проводника на поверхности, в отверстии, используемая для соединения навесных элементов или для контрольных соединений.
Топологическое конструирование
Разработка рисунка печатной платы, включая размещение РЭ на рабочей площади печатной платы и трассировку соединений между контактными площадками.
Критерии конструирования.
1.Габаритный критерий.
2.Критерий плотности рисунка и толщины проводящего слоя.
3.Критерий числа слоев.
4.Критерий материала основания.
Габаритный критерий.
Состоит в выборе размера печатной платы. При больших размерах ПП увеличиваются коробления платы, ухудшается теплоотвод в центре платы, понижается ремонтопригодность. Коробление происходит вследствие того, что диэлектрические и проводящие слои по-разному расширяются при изменении температуры среды. При повышении размера платы увеличивается длина проводников, повышается опасность их обрыва, повышаются динамические деформации вследствие ударных перегрузок и линейных ускорений.
С ростом размера платы ухудшается теплоотвод от элементов, распаянных в середине платы, так как при этом увеличивается длина теплопроводного тракта. Затрудняется поиск неисправности из-за большого количества элементов.
При использовании малых плат существуют следующие недостатки:
Появляются дополнительные контакты и соединители на платах, что повышает трудоемкость сборки, требуется больше крепежной арматуры, что повышает трудоемкость и массу блока.