Общие вопросы конструирования

Классификация радио электронной аппаратуры (РЭА):

1.Функциональное назначение:

радиолокационная, телевизионная, радиосвязь, проводная телеграфная, звукозаписывающая, вычислительная, телемеханика, автоматическое управление и регулирование, гидролокационная, навигационная, электротехническая, контрольно-измерительная, ультразвуковая.

2.Условия эксплуатации:

климат, механические, радиационные.

3.По объекту размещения:

-стационарные

-портативные

-транспортируемые:

--морская

--бортовая: космическая, самолетная

--наземная: автомобильно-транспортная, гусеничная, железнодорожная.

4.Схемотехническая база.

5.Конструктивная база.

Радиолокационная – обнаруживает и определяет дальности координаты места, определяет пути и скорости.

Телевизионная – передача и прием видимого изображения.

Радиосвязь – передача и прием электромагнитных волн, несущих информацию.

Проводная – передача информации и двухсторонняя связь по проводам с использованием промежуточной усилительной аппаратуры.

Телеграфная – передача по проводам на дальние расстояния азбукой Морзе.

Звукозаписывающая – магнитные записи, воспроизведение музыки, речи, различной информации в диапазоне звуковых частот.

Вычислительная – выполнение многообразных счетно-аналитических работ.

Телемеханика – управление приборами и машинами на расстоянии.

Гидролокационные – направленная передача и прием отраженных сигналов в водной среде для определения глубины и рельефа дна.

Навигационная – автоматическое и полуавтоматическое вождение подвижных объектов, определение собственной скорости направления и местонахождения.

Электротехническое – получение, преобразование и коммутация электроэнергии.

Ультразвуковое – создание ультразвуковых колебаний для использования в промышленности, медицине и т.д.

Контрольно-измерительное – измерение электрических и неэлектрических параметров.

Условия эксплуатации имеет различные физико-химические передачи и изм в весьма микрок. пределах. На условия эксплуатации влияют различные факторы:

- климатические: изменение температуры влажности среды, тепловой удар, увеличение уменьшение атмосферного давления, наличие потоков песка и пыли в присутствии активных средств в атмосфере, наличие солнечного излучения, плесень, наличие микроорганизмов и грызунов, взрывоопасная воспламеняющаяся атмосфера, дождь, брызги.

- радиационные

- механические.

Климатической зоной называют участок поверхности Земли, на которой в течении 30-50 лет наблюдаются постоянные метеорологические условия.

Каждую климатическую зону регламентируют стандартом ГОСТ 15150, все зоны обозначаются следующими буквами.

У – умеренный

Х – холодный

ТВ – тропический влажный

Т ТС – сухой

ТМ – морской

М – морской

ОМ – с неограниченным районом плавания

О – все климатические зоны на суше.

В – все зоны на море и на суше, климатическое исполнение.

Условия эксплуатации зависят от вида помещения или укрытия в котором расположена аппаратура, в соответствии с этим выделяют 5 категорий.

I – на открытом воздухе

II – в помещении, где условия мало отличаются от открытого воздуха

III – не отапливаемые помещения с естественной вентиляцией

IV – закрытые отапливаемые помещения

V – помещения с повышенной влажностью.

Механические факторы: к ним относят воздействие вибрации, ударов, линейное ускорение, акустического удара и наличие невесомости.

Радиационный фактор: космическая радиация от реакторов и ядерных двигателей, облучение различными жесткими излучениями (альфа-, гамма лучи, быстрые нейтроны).

Некоторые факторы могут проявлять себя независимо от остальных, а некоторые совместно с другими факторами той или иной группы.

Например: наличие движущегося песка приведет к возникновению вибрации в конструктивных элементах ЭВМ.

Степень воздействия радиационных факторов зависит от природы материала. Наиболее устойчивыми являются металлические, так как имеют высокую концентрацию свободных носителей зарядов. Но тем не менее увеличивается предел текучести и снижается ударная вязкость. При облучении органических материалов ухудшаются их механические и диэлектрические свойства (у сопротивлений уменьшается сопротивление, а у конденсатора свойства). У полупроводниковых материалов образуются дополнительные носители зарядов, которые искажают процессы происходящие при p-n переходах

В зависимости от того, какие стабилизирующие факторы оказывают большое влияние на аппаратуру, ее конструкция должна быть теплоустойчивой, хладоустойчивой, ударопрочной, влагоустойчивой, виброустойчивой, работать в зоне ионизирующего излучения.

Виброустойчивостьопределяет возможность устойчиво работать в условиях вибрации. Вибропрочность характеризует качество конструкции машины, которое противостоит воздействию вибрации в неработающем состоянии и продолжает нормально работать при включении после снятия вибрационных нагрузок. Характер, интенсивность воздействий климатических, мех. и рад. нагрузок зависит от тактики использования и объекта размещения аппаратуры.

Стационарнаяназывается аппаратура, предназначенная для работы в определенном наземном пункте.

Транспортируемаяаппаратура, установленная и эксплуатируемая на а/м, а/прицепах, ж/д, авиа, космос.

Портативная– промежуточное положение м-у стац. и трансп. Ее носитель- человек.

По совокупности значений климатических, механических и радиационных факторов стац. и трансп. Аппаратура делится на группы, каждой из которых соответствует совокупность этих факторов.

Пример: группа 4

Климат: 1. Понижение темп. От –40 до –50⁰С. время выдержки от 2 до 6 часов.

2. повышение темп. От +60. время выдержки от 2 до 6 часов.

3. влажность 93% при темп. От +25 до +40⁰С. время выдержки 72 часа.

4. воздействие пыли, движущейся со скоростью 10 м/с. время воздействия 1 час.

Механические факторы:

1. вибрация 20 Гц с ускорением 2g. время выдержки 0.5 часа.

2. Вибрация от 10 до 30 Гц с ускорением 0.25-1.1g. время выдержки 4 часа.

3. Одиночные удары длительностью 5-10м/с. число ударов в минуту от 40 до 80 с ускорением 15g.

Условия эксплуатации можно записывать в ТЗ двумя способами:

• Указанием группы эксплуатации изделия по соответствующим стандартам.

• Перечисление действующих факторов с указанием числовых значений.

Способ 1 применим, когда заранее известен объект, на котором устанавливается изделие, район эксплуатации, место размещения. Способ 2 применим, когда изделие эксплуатируется на новом объекте или имеются значения отличные от стандартов.

Знание климат. и мех. факторов, воздействующих на разрабатываемую аппаратуру необходимо конструктору для расчета конструкций на прочность и жесткость, для выбора ЭРЭ, материалов, покрытий и для конструирования ее так, чтобы она была полностью работоспособна в заданных условиях эксплуатации.

По схемотехнической (элементной) базе аппаратуру оценивают номером поколений. Поколения РЭА- это совокупность функциональных, конструктивных, технологических показателей определённого типа изделий, разработанных или разрабатываемых с использованием новых технологических достижений в течении одного временного интервала.

Показатель	№п.п.	Поколения РЭА
		II	III	IV	V
Элементная база	1	Миниатюрные ЭРЭ, полупроводники, дискр. элементы	ИС	БИС, СБИС	БИС, СБИС, МБИС, гибридные
Степень интеграции	2		102-103	104	105-106
Применяемость в изделии	3			Отдельные узлы	Многофункциональные модули
Метод конструирования	4	Функционально- узловой		Функционально- модульный
Применяемый монтаж	5	ОПП, ДПП	ОПП,ДПП, МПП	Шлейфовый, МПП
Конструкция блоков	6	Гориз. И верт. Шасси	Ячейки разъёмной или книжной конструкции	Ячейки разъёмной или книжной конструкции