- •Министерство образования российской федерации марийский государственный технический университет
- •Предисловие
- •Введение Терминология электронных средств
- •Тенденции развития конструкций эс
- •1. Структура и классификация электронных средств
- •1.1. Конструкция эс как система
- •1.2. Свойства конструкций эс
- •1.3. Структурные уровни
- •1.4. Классификация электронных средств
- •Контрольные вопросы.
- •2. Факторы, определяющие построение электронных средств
- •2.1. Факторы окружающей среды
- •2.2. Системные факторы, определяющие построение электронных средств
- •2.2.1 Факторы, определяющие компоновку рэа
- •2.3. Факторы взаимодействия в системе «человек-машина»
- •2.3.1. Человеко-машинные системы, их классификация и свойства.
- •2.3.2. Психологические характеристики и параметры человека-оператора
- •2.4 Рабочая зона оператора
- •2.4.1. Формы рабочих зон
- •2.4.2. Размещение органов управления
- •2.4.3. Размещение средств отображения
- •2.4.4. Выбор типа индикаторных приборов
- •2.4.5. Рекомендации по оформлению лицевой панели
- •3. Конструкторское проектирование
- •Характер и вид конструкторских работ и организация творческой работы
- •Характер и вид конструкторских работ
- •3.1.2 Организация творческой работы конструктора
- •Общая методология конструирования эс
- •3.2. Стадии разработки эс
- •3.3. Выбор метода конструирования эс
- •3.4. Конструкторская документация
- •4. Современные и перспективные конструкции электронных средств
- •4.1. Компоновочные схемы фя цифровой мэа III поколения
- •4.2. Компоновочные схемы блоков цифровой мэа III поколения
- •4.3. Компоновочные схемы фя цифровой мэа IV поколения
- •4.4. Компоновочные схемы блоков цифровой мэа IV поколения
- •4.5 Компоновочные схемы приёмоусилительных фя мэа III поколения
- •4.6 Компоновочные схемы приемоусилительных фя мэа IV поколения
- •4.7 Компоновочные схемы блоков приёмоусилительной мэа
- •4.8. Компоновочные схемы модулей свч и афар
- •5. Системы базовых несущих конструкций
- •5.1. Конструкционные системы и иерархическая соподчиненность уровней эс
- •5.2. Основные виды конструкционных систем
- •Размеры полногабаритных настольно-переносных корпусов бнк “Надел-85”
- •5.4. Проблема развития бнк для современных эс
- •6. Унификация конструкций эс
- •6.1. Государственная система стандартизации (гсс)
- •6.2. Единая система конструкторской документации (ескд)
- •6.3. Разновидности стандартизации
- •6.4. Унификация эс
- •7. Тепловые и механические характеристики эс
- •7.1 Тепловой режим блоков мэа
- •7.2 Расчет тепловых режимов мэа
- •7.3. Механические воздействия на мэа
- •7.4 Защита блоков мэа от механических воздействий
- •8. Электромагнитная совместимость эс
- •8.2 Факторы, влияющие на эмс элементов и узлов эс
- •8.3. Наиболее вероятные источники и приемники наводимых напряжений (наводок)
- •8.4. Основные виды паразитных связей
- •8.4.1. Паразитная связь через общее сопротивление
- •8.4.2. Паразитная емкостная связь
- •8.4.3. Паразитная индуктивная связь
- •8.4.4. Паразитная связь через электромагнитное поле и волноводная связь
- •8.5. Экранирование
- •8.5.1. Принципы экранирования электрического поля
- •8.5.2. Принципы экранирования магнитного поля
- •8.6 Фильтрация
- •8.7. Заземление
- •8.8. Виды линий связи и их электрические параметры
- •8.8.1. Волоконно – оптические линии связи (волс)
- •8.9 Конструирование электрического монтажа
- •8.9.1 Классификация электромонтажа эс
- •8.9.2. Требования к электрическому монтажу эс
- •8.9.3. Требования к контактным узлам (разъемным и неразъемным)
- •8.9.4. Конструирование электромонтажа объемным проводом
- •8.9.5. Преимущества печатного, шлейфового и плёночного монтажа
- •8.9.6 Разъемы в эс
- •9. Влагозащита и герметизация
- •9.1. Выбор способа защиты металлических деталей и узлов с учетом требований по электропроводности корпуса изделий
- •9.1.1. Основные свойства некоторых металлических и химических покрытий
- •9.1.2. Лакокрасочные покрытия
- •9.1.3. Выбор защитного покрытия
- •9.2. Герметизация
- •9.2.1. Защита изделий изоляционными материалами
- •9.2.2. Герметизация с помощью герметичных корпусов
- •9.3. Примеры конструкций средств защиты
- •9.4. Выбор способа защиты от взрыво- и пожароопасной среды
- •10. Радиационная стойкость электронных средств
- •10.1. Основные понятия и виды облучения
- •10.2. Влияние облучения на конструкционные материалы
- •Характеристики радиационной стойкости материалов.
- •10.3. Влияние ионизирующего облучения на резисторы
- •Изменение номинального сопротивления резисторов (%) при кратковременном воздействии нейтронного облучения.
- •Величины нейтронного потока при котором возникают необратимые изменения в резисторах и короткое замыкание, нейтр/см2
- •10.4. Влияние ионизирующего облучения на конденсаторы
- •Влияние радиации на конденсаторы.
- •10.5. Влияние радиации на полупроводниковые диоды
- •10.6. Влияние радиации на транзисторы
- •10.6.1. Влияние радиации на коэффициент усиления
- •Значения коэффициента к.
- •10.7. Влияние облучения на электровакуумные приборы иинтегральные схемы
- •10.8. Методы конструирования, направленные на уменьшение влияния облучения на характеристики рэа
- •11.Системные критерии технического уровня и качества изделий
- •11.1. Основные сведения о качестве продукции и об управлении качеством эс
- •Единичные показатели качества – показатель качества продукции, относящийся к только к одному из ее свойств.
- •11.2. Требования к конструкциям эс и показатели их качества
- •11.3. Выбор элементной базы и материалов конструкции эс
- •12.Использование информационных технологий при проектировании электронных средств
- •12.1 Содержание и уровень информационных технологий
- •12.3. Особенности автоинтерактивного конструирования средствами малых эвм и арм
- •12.4. Примеры применения стандартных и оригинальных программ в проектировании эс
- •13. Технический дизайн при проектировании эс
- •13.1. Терминология, применяемая в художественном конструировании эс
- •13.2. Стандарты и качество изделий применительно к дизайну
- •Термины общих эргономических показателей качества изделий (по гост 16035 - 70)
- •13.3. Художественные вопросы конструирования эс
- •13.3.1. Композиция
- •13.3.2. Гармоничность и пропорциональность
- •13.3.3. Масштабность
- •13.3.4. Отделка изделия
- •13.3.5. Цветовое решение изделия
- •Заключение
- •Библиографический список Основная
- •Дополнительная
- •Оглавление
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
11.3. Выбор элементной базы и материалов конструкции эс
Выбор элементной базы и материалов конструкции ЭС производится по критерию предпочтения
, , (11.5)
где n – число параметров компонента (материала);
i – коэффициен значимости («веса») i – го параметра, i=1,2…m;
аi – нормированный параметр компонента (материала).
Если рассматриваются по критерию предпочтения j вариантов для выбора из них предпочтительного, то значения критерия предпочтения для каждого варианта оценивается по формуле
, (i=1,2…m) (11.6),
где аij – нормированный параметр I относительно одного из выбранных вариантов j (j=1,2…n) или значений параметра заданного ТЗ на проектирование.
Коэффициенты значимости определяются методом экспертных оценок по результатам небольшой статистической совокупности данных, полученных путем опроса q специалистов данного профиля конструирования конкретного класса РЭС. Известными способами обработки статистических данных (получения среднего значения ,q=1,2…k среднеквадратичного, гдеiq – значение i данное q-ым специалистом) определяют среднее значение и среднеквадратичноеi, при этом те значения iq, которые лежат за пределами i, отбрасывают и снова определяют i, которые и используют в дальнейших расчетах. Для нахождения нормированных значений параметров аij вначале составляют матрицу
,
где xij – справочные данные на i-параметр в j-ом варианте.
Поскольку с увеличением одних параметров качество изделия улучшается, а с увеличение других – ухудшается, то последние преобразуются в обратные величины и составляется матрица
,
в которой для первых приняты yij=xij, а для вторых (ухудшающих качество) yij=1/xij.
При оценке сравнения вариантов по качеству можно остановиться на этой второй матрице и по формуле (11.6), заменив yij на aij, рассчитать Qj. Вариант, обладающий большим значением критерия качества будет предпочтительным. Можно также предложить вычисления, введя матрицу
,
где ,yjmax – максимальное значение параметра i в матрице дляj-ого варианта (столбца матрица). Чем ближе yij к yimax, тем ближе этот вариант к высокому качеству, разность же (числитель) будет меньше, будет меньше и Qij, следовательно, и само значение Q получится меньше. Поэтому предпочтительным вариантом надо считать тот, у которого величина Q будет минимальной.
Пример 11.2Пусть задано спроектировать ЭВМ, к которой предъявляются основные требования по минимально возможной массе m, высокому быстродействию и надежности. Для серий логических ИС главными паспортными параметрами являются: tз – время задержки сигнала, Uпх – напряжение помехи (уровень помехоустойчивости тем выше, чем больше это значение), Ро(Iо) – потребляемая мощность (ток), n – коэффициент разветвления по выходу (нагрузочная способность), масса корпуса m.
В таблице 11.2 представлены исходные данные для выбора предпочтительного варианта из нескольких серий ИС, а также коэффициенты значимости параметров.
Таблица 11.2
Серия ИС |
tз, нс |
Uпх, В |
Iо, mА |
m, г |
К155 К153 К531 К555 |
11 60…100 5 20…35 |
0,4 0,3 0,5 0,5 |
11…50 (1…3)10-3 30 4 |
1,2 1,0 1,0 1 |
i |
0,35 |
0,2 |
0,1 |
0,35 |
Запишем матрицу :
Далее составим матрицу и:
Рассчитаем показатели Q для этих вариантов:
Q1=0,35*0,55+0,2*0,2+0,1*1+0,35*0,2=0,4025;
Q2=0,35*0,95+0,2*0,4=0,4125; Q3=0,1*0,99=0,099;
Q4=0,35*0,85+0,1*0,999=0,3974.
Таким образом, третий вариант (серия К531) предпочтительнее.
Аналогичным образом можно выбирать материалы печатных плат, корпусов, рамок, а также типы ЭРЭ, если среди многих их характеристик выбрать наиболее влияющие на качество ЭС, например на жесткость и прочность несущих конструкций, надежность стабильность и точность ЭРЭ и т.п.
Контрольные вопросы.
Что такое качество продукции?
Какие группы показателей качества продукции вы знаете?
Приведите показатели назначения радиоприемника, ЭВМ.
В группе показателей для ЭВМ приведите пример показателя классификационный, эксплуатационный и конструктивный.
Мощность передатчика относится к конструктивному или к классификационному показателю назначения?
Какие Вы знаете количественные показатели надежности?
Приведите пример показателя качества – технологичности.
К какой группе показателей качества относится уровень миниатюризации? подгруппе?
Какими четырьмя составляющими характеризуется надежность как сложное, комплексное свойство?
Назовите комплексные показатели надежности.
К какой группе показателей относятся трудоемкость, материалоемкость и себестоимость?
Антропометрические и психофизиологические показатели отнесете к какой группе показателей?
Какие Вы знаете эстетические показатели качества изделия?
Каким образом производственное исполнение сказывается на эстетических показателях?
Приведите примеры стандартных, унифицированных и оригинальных составных частей изделия.
Какой Вы знаете показатель патентной чистоты?
Как подсчитать уровень качества конструкции?
В каком конструкторском документе отражается комплексное качество изделия?
Приведите основные требования к конструкциям ЭС.
Назовите абсолютные показатели качества конструкции.
Приведите формулу комплексного показателя конструкции.
Назовите удельные показатели качества конструкции.
Приведите относительные показатели качества конструкции.
При выборе элементной базы по критерию предпочтения какие параметры можно размещать в исходную матрицу?