Электромагнитная совместимость.(эмс) 4
ЭМС – это способность радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) одновременно функционировать в реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством при воздействии на нее непреднамеренных радиопомех и не создавать недопустимых помех другой РЭА (ГОСТ 23.611).
Непреднамеренная радиопомеха – радиопомеха, создаваемая источником искусственного происхождения, не предназначенная для нарушения функционирования РЭА.
Межсистемная помеха – непреднамеренная радиопомеха, возникающая между РЭА разных радиосистем.
Внутрисистемная помеха – непреднамеренная радиопомеха, возникающая между РЭА одной системы.
Электромагнитные помехи создают передающие устройства РЭА, электротехнические приборы, электронные приборы, используемые для научных исследований.
Параметрами РЭА, влияющими на ЭМС являются ширина полосы радиочастот (например: внеполосное, побочное, комбинационное, интермодуляционное, паразитное излучение передатчика).
Восприимчивыми к ЭМС являются приемные устройства, различные средства электронной автоматики и вычислительной техники.
Параметрами РЭА искаженными электромагнитной помехой являются побочный канал приема, блокирование, частотная избирательность, перекрестное искажение и т.д.(ГОСТ 23.611).
Наиболее эффективные меры для обеспечения ЭМС должны приниматься на самых ранних стадиях конструирования новой РЭА и отдельных ее элементов.
Помехи распространяются двумя путями:
проводная
по эфиру (излучения)
Для обеспечения ЭМС при конструировании любой РЭА необходимо обращать внимание на выбор и расположение отдельных блоков, узлов и устройств, а так же на элементы самой конструкции. Для этого при компоновке блоков, узлов, устройств конструктор должен владеть:
методами заземления
уметь обосновать применение фильтров и их характеристики
взаимное расположение и разнос блоков с учетом ориентации электромагнитных полей и их критичность с точки зрения ЭМС
взаимное экранирование и изоляцию
Для разработки РЭА необходимо правильно выбирать:
металл и его сортамент (прут, лист, уголок и т.п.)
вид покрытия
секционность конструкции
методы установки и размещения узлов
правильно конструировать несущие конструкции и вентиляционные отверстия
элементы установок кнопок, переключателей, тумблеров, индикаторов и др. элементов выходящих на панель
способы установки и заземления кабелей и разъемов
Надежность рэа.
Надежность – свойство изделия сохранять во времени в установленных пределах все параметры, характеризующие способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях эксплуатации, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования (ГОСТ 27.002 (83г.)).
Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения изделия и условий его применения состоит из сочетания свойств безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости.
Безотказность – свойство изделия сохранять работоспособное состояние в течении некоторого времени или некоторой наработки, под которой понимается продолжительность или объем работ.
По своему характеру отказы делятся на внезапные и постепенные.
Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением значения одного или нескольких заданных параметров, они обуславливаются скрытыми технологическими, конструкторскими и другими дефектами и устраняются заменой элементов или их ремонтом.
Постепенные отказы характеризуются постепенным изменением параметров, обуславливаются старением элементов, воздействие окружающей среды и т.п., устраняются заменой, ремонтом или регулировкой.
К элементам для которых преобладающими являются внезапны отказы относятся радиоэлектронные элементы, в том числе интегральные схемы, элементы проводного монтажа, сварные и паяные соединения, разъемы, печатные платы, металлизированные отверстия.
Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Работоспособное состояние – это состояние изделия при котором все параметры, характеризующие способность выполнять заданные функции соответствуют конструкторской и нормативно-технической документации.
Предельное состояние – состояние при котором дальнейшее применение изделия по назначению не допустимо или не целесообразно.
Важным свойством повышения долговечности, ремонтируемой аппаратуры, является ремонтопригодность.
Ремонтопригодность – это свойство изделия, заключающееся в приспособленности к обнаружению и устранению причин отказа а так же поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость – свойство изделия сохранять показатели безопасности, долговечности и ремонтопригодности в течении и после хранения и транспортирования.
Принципы компоновки РЭА. 5
Компоновка – это взаимная ориентация изделий относительно друг друга в ограниченном производстве. Компоновочные изделия выполняются в виде сборочных чертежей или эскизов, на которых показаны основные геометрические формы комплектующих изделий и расстояния м/у ними. При разработке современной РЭА используется модульный метод.
Модульный метод компоновки – это совокупность принципов проектирования и конструирования, в основе которых заложено одно общее требование: как расчленить элементную схему изделия на функциональные устройства, блоки, ячейки. Чтобы они были как функционально, так и конструктивно законченными, и чтобы при этом их конструктивные размеры либо повторяли друг друга, либо были унифицированы (кратны одним базовым размерам).
В размерном отношении модульная компоновка получается делением объема в размерном отношении парал-ыми и перпенд. плоскостями в 3-х измерениях.
Расстояние
м/у пл-ями в каждом из 3-х измерений для
устройства в целом и для одной из его
частей принимают равным или кратным
размеру основного модуля М. Общий признак
модульной компоновки: прямоуг. объема
и его частей. Это позволяет уст.
закономерности соотношения и типовые
сопряжения м/у целыми и отдельными его
частями. Модульный метод компоновки
явл. одним из общих признаков конструирования
РЭА.
К частным принципам компоновки относят: пространственный(обычный), поверхностный(планарный).
Пространственный принцип компоновки был реализован в блочном методе компоновки устройств характерным для РЭА 1-ого поколения. Главным недостатком этого принципа – отсутствие автоматизации и унификации изделий.
Поверхностный принцип компоновки, который реализован функционально в узловом методе, который характерен для РЭА 2-ого и 3-ого поколения. Основная его особенность состоит в том, что практически все элементы конструктивно оказались возможными размещать на одной плоскости при соизмеримых высотах комплектных элементов. При этом появилась возможность обеспечению требованиям унификации и стандартизации модулей, автоматизирование процесса проектирования, конструирования и изготовления устройств. Существенным недостатком компоновки модулей аппаратуры 2-ого поколения явл. отсутствие регламентации ориентированных элементов на поверхности монтажной плоскости модуля.
Введение такой регламентации препятствует разнообразию форм элементов в модуле, так как криволинейная форма элементов плохо согласовывалась с прямоуг. формой поверхности монтажной плоскости модуля.
С появлением аппаратуры 3-ого поколения при разработке корпусов интегрирования схем в осн. отказались от исп. элементов цилиндрической формы, приняв за основу прямоугольную. Существенным шагом в этом направлении явилось введение коорд. сетки, привязанной к сторонам печатной платы, с формулировкой требований.
Спецификой компоновки ячеек с применением ИС и явилось разделение ПП модуля на соответствующие конструктивные зоны. При этом компоновка ячейки (за исключением размера) регламентировалась только монтажной зоной.
Технологическая зона состоит из 4-х краевых полей вокруг монтажной зоны, предназначенной для крепления ПП, технологически оснащен при сборке, монтаже и контроле изделий, а также для крепления несущей конструкции (рамки).
Если для модулей 2-ого поколения характерно достаточно произвольное расположение элементов, то специфика ячеек с применение ИС – это выделение участка монтажной зоны, на которой концентрируются преимущественные микросхемы. А привязка выводов корпусов ПП, точка пересечения координатной сетки привела к горизонтальным рядам и вертикальным столбцам.
Даже
при самой высокой степени регулярной
структуры компонуемой части РЭА она не
может реализована только на ИС. Требуется
помехозащищенность – необходимость
введения в нее фильтра цепей питания.
Фильтр цепей питания состоит из RC-схем. Поскольку цепи питания обычно выводятся на крайние выводы разъема, элементы фильтра устанавливаются на месте крайних ИС, расположенных на пересечении крайних столбцов (рядом с ближайшим кольцевым контактом).
Вывод: Специфика компоновки аппаратуры ИС при МСБ явл. строгая ориентация расположения всех элементов с привязкой выводов ИС и МСБ-ов, точкам пересечения координатной сетки ПП и разделение монтажной области на уч-ки компоновки эл-ов по принципу объединения в одной зоне однотипных элементов.