Контрольні питання

1. Визначення кількості рядків та стовпців на друкованій платі.

2. Стандарти Міжнародної електротехнічної комісії.

3. Розмірності блоків та друкованих плат у системі „Євромеханіка”.

4. Компонування та його види.

5. Як визначається положення центра маси блока.

6. Коефіцієнт екранування у РЕА.

Література: [3, с. 125–172; 4, с. 20–35, с. 67–78; 5, с. 186–221; 6, с. 21–44].

Лабораторна робота № 3

Тема. Аналіз ієрархічного принципу побудови РЕА

Мета: вивчити принципи системного підходу під час проектування РЕА, який полягає у розподілі конструкції на структурні рівні.

1 Короткі теоретичні відомості

Особливості виробництва електронних апаратів визначаються їхніми конструктивно-технологічними особливостями:

• широкий діапазон функціонального призначення та застосування;

• різноманіття конструктивного виконання;

• мінімальні малогабаритні параметри функціональних блоків;

• широкий діапазон умов експлуатації;

• конструктивна складність;

• висока технологічність;

• функціонально-вузловий принцип конструювання;

• висока надійність;

• ремонтопридатність;

• стійкість до зовнішніх впливів;

• економічність під час експлуатації;

• високий ступінь відповідності вимогам безпеки й екології;

• придатність до автоматизованого виробництва;

• висока ступінь інтеграції функціональних елементів.

Різноманіття конструктивного виконання РЕА визначається функціональним призначенням, галуззю застосування й умовами експлуатації. Це висуває відповідні вимоги у процесі проектування і виготовлення РЕА в умовах конструктивної складності та багатофункціональності.

Подолання конструктивно-технологічних складностей можливе при використанні функціонально-вузлового, модульного принципу конструювання і забезпеченні високої технологічності компонентів РЕА. Ремонтопридатність сприяє зручності й економічності їх експлуатації. Вимоги забезпечення надійності, збереження основних характеристик і стійкості до зовнішніх впливів обумовлюють вимоги до якості матеріалів, устаткування і технології виготовлення.

Під час конструктивно-технологічного аналізу необхідно враховувати як призначення РЕА, так і умови експлуатації. Різноманітність і складність виконуваних функцій і умов роботи значною мірою визначають вимоги до їх конструкції й істотно впливають на вибір технології виготовлення деталей і складальних одиниць.

Конструктивно-технологічні особливості РЕА включають функціонально-вузловий принцип конструювання, технологічність, малогабаритні показники, ремонтопридатність, захист від зовнішніх впливів. У поняття „надійність функціонування” входять: імовірність безвідмовної роботи, середній час напрацювання на відмову, середній час відновлення працездатності, довговічність та ін. Специфічні умови забезпечення високої надійності РЕА і заданих характеристик в умовах експлуатації обумовлюють високі вимоги до якості використовуваних матеріалів, устаткування, а також до технологічного процесу виготовлення РЕА.

До основних конструктивних вимог належать: кліматичні, механічні, радіаційні, тактико-технічні, конструктивні, експлуатаційні, економічні, патентно-правові, вимоги безпеки. Конструктивні вимоги тісно пов’язані з технологічними. Технічні аспекти РЕА, конструктивне виконання і технологія виготовлення є взаємозалежними. Так, мініатюрне виконання РЕА підвищує швидкодію, надійність, але викликає труднощі із забезпеченням теплових режимів у процесі експлуатації і необхідність застосування прецизійного устаткування для складання і монтажу, що підвищує вартість РЕА.

Конструктивні рішення РЕА впливають на надійність апаратури. Крупноблочна конструкція технологічно складна і незручна при ремонті. Конструктивні рішення мають забезпечити і необхідні теплові режими елементів ЕА, безвідмовність в умовах підвищеної вологості, в умовах дії механічних навантажень.

На підвищенні надійності помітно позначається правильний вибір режимів роботи елементів та конструкційних матеріалів.

В апаратурі мають бути передбачені контрольні гнізда, легкий доступ до всіх блоків апаратури, зручність контролю її стану і настроювання, заміни блоків, які б забезпечували безпеку обслуговуючого персоналу тощо.

Ергономіка потребує урахування і психофізіологічних можливостей операторів і створення для них оптимальних можливостей. Органи керування і контролю мають бути розташовані таким чином, щоб не вимагати великого фізичного зусилля.

Від конструктивних особливостей апаратури залежить не тільки зручність користування, технічного обслуговування і експлуатації, але й конструктивні показники приладу, зручність при ремонті, час пошуку та заміни елемента, який відмовив, доступність до елементної бази.

Ремонтопридатність РЕА визначається рядом факторів, які можна розділити на чотири основні групи: конструктивні, організаційні, умови експлуатації та матеріально-технічне забезпечення.

До конструктивних факторів насамперед відноситься складність апаратури, яка збільшується, при проектуванні та виготовленні РЕА. До заходів, які здійснюють для підвищення ремонтопридатності можна віднеси:

- маркування елементів та місця їх встановлення;

- індикацію несправностей у модулі, блоці;

- наявність контрольних точок для вимірювання параметрів апаратури;

- доступ до всіх контрольних точок, блоків, елементів;

- вбудовану контрольно-вимірювальну апаратуру.

Для вирішення задач технології виготовлення РЕА використовуються досягнення точних і прикладних наук, які дозволяють описувати різні аспекти процесу створення об’єкта.

Характерною рисою виробництва РЕА є значна трудомісткість складально-монтажних робіт. До 80 % усіх витрат на виробництво РЕА – це складання і монтаж. У зв’язку з цим постає проблема зниження обсягу і трудомісткості складально-монтажних робіт. Один з напрямів вирішення цієї проблеми – раціональне розчленування пристроїв РЕА на елементарні, функціонально-самодостатні елементи (модулі), що дозволяє автоматизувати складання і монтаж. Інший – створення принципово нових технологій, які дозволять скоротити до мінімуму складальні роботи.