- •Кафедра «Персональной Электроники»
- •Планы лекций:
- •Тексты лекций.
- •Содержание
- •Глава 1. Введение. Основные положения.
- •1.1. Цель, задачи и особенности курса.
- •1.2. Основные понятия дисциплины.
- •1.3. План изучения курса.
- •Контрольные вопросы к главе 1.
- •Глава 2. Системное представление объектов проектирования.
- •2.1. Понятие технической системы.
- •2.2. Системное представление рэс.
- •2.2.1. Принципы, элементы и отношения в рэс.
- •2.2.2. Классификация частей (подсистем) рэс.
- •2.3. Оценка потребительских свойств ти. Качество тс.
- •Контрольные вопросы к главе 2.
- •Глава 3. Проектирование и конструирование технических систем.
- •3.1. Понятия инженерного проектирования.
- •3.1.1. Представления о понятии "проектирование".
- •3.1.2. Синтез, анализ и принятие решений.
- •3.2. Уровни сложности проектных задач.
- •3.3. Уточнение представлений о проектировании и конструировании рэс.
- •Контрольные вопросы к главе 3.
- •Глава 4. Средства инженерного проектирования.
- •4.1. Классификация средств ип.
- •4.2. Методы проектирования тс
- •4.3. Повышение эффективности проектирования тс.
- •4.3.1. Интенсификация творчества при проектировании тс.
- •4.3.2. Повышение эффективности математических методов проектирования.
- •4.4. Современные средства ип.
- •Контрольные вопросы к главе 4.
- •Глава 5. Тенденции развития инженерного проектирования.
- •5.1. Этапы жизни тс и рэс.
- •5.2. Развитие конструкций и процессов конструирования рэс.
- •5.2.1. Этапы развития рэ.
- •5.2.2. Функционально-узловой принцип проектирования рэс.
- •5.3. Противоречия развития.
- •5.4. Современное состояние ип и конструирования.
- •5.4.1. Иерархия конструкций.
- •5.4.2. Роль микроэлектроники и стандартизации
- •Контрольные вопросы к главе 5.
2.2. Системное представление рэс.
Рассматривая РЭС как некую систему S, припишем аппарату свойства, обычные для каждой системы, а именно: наличие "объектов" Г={1,2...m} и "отношений" R={R1, R2,... Rn}, связывающих их по определенному принципу П в некоторую систему S для выполнения заданных функций, т.е. S= {П, Г, R}.
Исходя из общих соображений, можно дать определение РЭС:
Радиоэлектронное средство представляет собой систему, состоящую из совокупности объектов (элементов), организованных по определенной структуре с известными конституэнтами отношений, предназначенную для выполнения заданных функций, реализуемых по принципам радиоэлектроники.
2.2.1. Принципы, элементы и отношения в рэс.
Очевидно, что принципов, по которым организованны различные РЭС множество и все их не перечислишь. Но два основных можно назвать. Это, во-первых, распространение электромагнитного поля (энергии) в пространстве и, во-вторых, передача сообщения в радиосигнале. В дальнейшем будем специально указывать другие принципы построения РЭС.
Определяя РЭС в виде некоторой системы S, рассмотрим, что представляют собой элементы Г и отношения R в реальной РЭС. В качестве "элементов" системы РЭС выступают:
Г1 - электрорадиоэлементы (ЭРЭ); например, конденсаторы, резисторы, диоды, транзисторы, интегральные схемы (ИС) и т.д.;
Г2 - различные детали конструкции; например, платы, корпус блока и т.д.;
Г3 - соединительные цепи; в их число входят жгуты, разъемы и т.д.
Перейдем теперь к рассмотрению множества отношений между элементами РЭС.
Один из наиболее важных для РЭС видов отношений R элементов Г - отношения взаимодействия. В РЭС существует множество взаимодействий между элементами. Если за основу классификации отношений взаимодействия взять природу взаимодействия, то можно говорить о физических, химических и других отношениях R в РЭС.
ПРИМЕР 1. Пусть имеем ПП с установленными на ней корпусироваными ИС.
Рис. 2.7. ПП с размещенными на ней ИС.
Рассмотрим, какие связи (отношения) между элементами здесь присутствуют.
Электрические, магнитные, электромагнитные связи (согласно СхЭ) - Rэл.
Возможно "тепловое" влияние элементов друг на друга - Rтепл.
Возможно электромагнитное (паразитное) взаимодействие элементов - RэлП.
Механическая связь (ИС оказывают давление своей массой на ПП) - Rмех.
Существуют пространственные отношения. Элементы располагаются определенным образом на плате - Rпростр.
Для задания множества различных свойств элементов 1 Г, т.е. семейства одномерных (унарных) отношений R1, вводится совокупность параметров Хi={Xi1, Xi2, ...Xit}, iI={1,2,...n}.
Из приведенных примеров видно, что в общем случае связи (отношения) являются направленными. Например, тепловая связь между ИС (тепло от более нагретой передается к менее нагретой ИС).
ПРИМЕР 2. Рассмотрим, что из себя представляет одномерное (унарное) -пространственное отношение R1пр для элемента - корпусированой ИС (рис. 2.8.) с выводами.
R1 пр={1 пр, Е1 пр}
Рис.2.8. Корпусированая ИС.
В качестве структуры (1пр для геометрического (пространственного)- отношения R1пр выступает форма элемента - прямоугольный параллелепипед.
Конституэнта Е - это размеры ИС: Е={l, b, h, N}, где l - длина ИС, х1= l =E1; b - ширина, х2=b=Е2; h - высота ИС, х3=h=E3, N - число выводов, х4 = N = Е4 т.е.
R1пр={(1 пр, Е1, Е2, Е3}) .
ПРИМЕР 3. Корпусированая ИС в общем случае должна быть описана совокупностью унарных отношений R1={R1', R1'',... R1'n}, где R1'=х1 - объем корпуса; R1''=х2 - масса корпуса; R1'''=х3 - температура ИС; и т.д., т.е. должна быть описана совокупностью параметров Е=х={х1,х2,...хm} со своими частными структурами по каждому свойству.