- •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
Дополнительная
Яншин А.Я. Теоретические основы конструирования, технологии и надёжности ЭВА.-М.: Радио и связь, 1983.-312с.
Князев А.Д., Кечнев Л.Н., Петров Б.В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учётом электромагнитной совместимости.-М.: Радио и связь, 1982,-250с.
Компоновка и конструирование радиоэлектронной аппаратуры / Под ред.Высоцкого Б.Ф., Пестрякова В.Б., Пятлина О.А.-М.: Радио и связь, 1982,-250с.
Леухин В.Н., Павлов Е.П. Проектирование функционального узла на печатной плате: Учебное пособие.-МарГТУ,1996.-90с.
Леухин В.Н., Павлов Е.П. Разработка лицевой панели радиоэлектронного устройства: Учебное пособие.-Йошкар-Ола:МарГТУ,1998.-98с.
Павлов Е.П., Леухин В.Н. Разработка специальной технологической оснастки, применяемой при производстве РЭС и ЭВС: Учебное пособие.-Йошкар-Ола: МарГТУ,1996.-136с.
Павлов Е.П., Шестаков Я.И., Бурков Г.М., Мальцева Л.И. Конструирование и технология производства аппаратуры, оборудования, механизмов и машин: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. - 160 с.
Павлов Е.П. Технология производства электронных средств: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. - 175 с.
Оглавление
Предисловие……………………………………………………………...….3
Введение……………………………………………………………………..5
В.1. Терминология электронных средств………………………………….5
В.2. Тенденции развития конструкций ЭС………………………………..7
1. СТРУКТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ
СРЕДСТВ…………………………………………………………………..10
1.1 Конструкция ЭС как система…………………………………….10
1.2 Свойства конструкций ЭС………………………………………..10
1.3 Структурные уровни……………………………………………...13
1.4 Классификация электронных средств…………………………...17
2. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПОСТРОЕНИЕ
ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ………………………………………….......20
2.1. Факторы окружающей среды……………………………………20
2.2. Системные факторы, определяющие посторенние
электронных средств………………………………………………….38
2.2.1. Факторы, определяющие компоновку РЭА……………...42
2.3. Факторы взаимодействия в системе «человек-машина»………44
2.3.1. Человеко-машинные системы, их классификация
и свойства………………………………………………………...44
2.3.2. Психологические характеристики и параметры
человека-оператора……………………………………………...53
2.4. Рабочая зона оператора…………………………………………..58
2.4.1. Форма рабочих зон………………………………………...58
2.4.2. Размещение органов управления…………………………59
2.4.3. Размещение средств отображения………………………..60
2.4.4. Выбор типа индикаторных приборов…………………….61
2.4.5. Рекомендации по изготовлению лицевой панели……….64
3. КОНСТРУКТОРСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ………………………..66
3.1. Характер и вид конструкторских работ и организация
творческой работы……………………………………………………67
3.1.1. Характер и вид конструкторских работ………………….67
3.1.2. Организация творческой работы конструктора…………69
3.1.3. Общая методология конструирования ЭС……………….71
3.2. Стадии разработки ЭС…………………………………………...74
3.3. Выбор метода конструирования ЭС…………………………….77
3.4. Конструкторсая документация…………………………………..82
4. СОВРЕМЕННЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ……………………………………………...86
4.1. Компоновочные схемы ФЯ цифровой МЭА
III поколения…………………………………………………………..86
4.2. Компоновочные схемы блоков цифровой МЭА
III поколения………………………………………………………….94
4.3. Компоновочные схемы ФЯ цифровой МЭА
IV поколения………………………………………………………...100
4.4. Компоновочные схемы блоков цифровой МЭА
IV поколения…………………………………………………………109
4.5. Компоновочные схемы приемоусилительных
ФЯ МЭА III поколения……………………………………………...116
4.6. Компоновочные схемы приемоусилительных
ФЯ МЭА IV поколения……………………………………………...120
4.7. Компоновочные схемы блоков приемоусилительной
МЭА………………………………………………………………….123
4.8. Компоновочные схемы модулей СВЧ и АФАР……………….124
5. СИСТЕМЫ БАЗОВЫХ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ…………….130
5.1. Конструкционные системы и иерархическая
соподчиненность уровней ЭС……………………………………..130
5.2. Основные виды конструкционных систем………………….134
5.3. Выбор несущих конструкций и корпусирование
блоков и устройств…………………………………………………..138
5.4. Проблемы развития БНК для современных ЭС…………...145
6. УНИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ ЭС………………………………147
6.1. Государственная система стандартизации (ГСС)…………….147
6.2. Единая система конструкторской документации (ЕСКД)…...150
6.3. Разновидности стандартизации………………………………...155
6.4. Унификация ЭС…………………………………………………156
7. ТЕПЛОВЫЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭС……..158
7.1. Тепловой режим блоков МЭА…………………………………158
7.2. Расчет тепловых режимов МЭА……………………………….162
7.3. Механические воздействия на МЭА…………………………..165
7.4. Защита блоков МЭА от механических воздействий………….166
8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ЭС………………...170
8.1. Проблема ЭМС………………………………………………….170
8.2. Факторы, влияющие на ЭМС элементов и узлов ЭС…………173
8.3. Наиболее вероятные источники и приемники
наводимых напряжений (наводок)………………………………….175
8.4. Основные виды паразитных связей……………………………176
8.4.1. Паразитная связь через общее сопротивление………...176
8.4.2. Паразитная емкостная связь…………………………….178
8.4.3. Паразитная индуктивная связь…………………………180
8.4.4. Паразитная связь через электромагнитное
поле и волноводная связь……………………………………...183
8.5. Экранирование…………………………………………………..184
8.5.1. Принцип экранирования электрического поля………...184
8.5.2. Принцип экранирования магнитного поля……………..188
8.6. Фильтрация……………………………………………………...192
8.7. Заземление……………………………………………………….199
8.8 Виды линий связи и их электрические параметры……………202
8.8.1. Волоконно-оптические линии связи……………………209
8.9 Конструирование электрического монтажа……………………215
8.9.1. Классификация электромонтажа ЭС……………………215
8.9.2. Требования к электрическому монтажу ЭС……………219
8.9.3. Требования к контактным узлам (разъёмным
и неразъёмным)…………………………………………………219
8.9.4. Конструирование электромонтажа
объёмным проводом……………………………………………220
8.9.5. Преимущества печатного, шлейфового и
плёночного монтажа……………………………………………221
8.9.6. Разъёмы в ЭС……………………………………………..223
9. ВЛАГОЗАЩИТА И ГЕРМЕТИЗАЦИЯ……………………………...229
9.1. Выбор способа защиты металлических деталей
и узлов с учетом требований по электропроводности
корпуса изделий……………………………………………………..230
9.1.1. Основные свойства некоторых металлических
и химических покрытий………………………………………..232
9.1.2. Лакокрасочные покрытия………………………………..234
9.1.3. Выбор защитного покрытия……………………………..235
9.2. Герметизация……………………………………………………235
9.2.1. Защита изделий изоляционными материалами………...237
9.2.2. Герметизация с помощью герметичных корпусов…….238
9.3. Примеры конструкций средств защиты……………………….241
9.4. Выбор способа защиты от взрыво- и пожароопасной
среды………………………………………………………………….244
10. РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ
СРЕДСТВ………………………………………………………………...247
10.1 Основные понятия и виды облучения………………………...248
10.2 Влияние облучения на конструкционные материалы……….249
10.3 Влияние ионизирующего облучения на резисторы………….251
10.4 Влияние ионизирующего облучения на конденсаторы……...253
10.5 Влияние радиации на полупроводниковые диоды…………...255
10.6 Влияние радиации на транзисторы……………………………256
10.6.1. Влияние рдиации на коэффициент усиления…………256
10.7 Влияние облучения на электровакуумные
приборы и интегральные схемы……………………………………258
10.8 Методы конструирования, направленные на умень-
шение влияния облучения на характеристики РЭА……………….258
11. СИСТЕМНЫЕ КРИТЕРИИ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ
И КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ……………………………………………….259
11.1 Основные сведения о качестве продукции и об
управлении качеством ЭС…………………………………………..259
11.2 Требования к конструкциям ЭС и показатели
их качества…………………………………………………………..262
11.3 Выбор элементной базы и материалов конструкции ЭС…….271
12. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ…………….275
12.1. Содержание и уровень информационных технологий……...275
12.2. Соотношение алгоритмического и эвристического
труда при конструировании ЭС…………………………………….279
12.3. Особенности автоинтерактивного конструирования
средствами малых ЭВМ и АРМ……………………………………281
12.4. Примеры применения стандартных и оригинальных
программ в проектировании ЭС……………………………………286
13. ТЕХНИЧЕСКИЙ ДИЗАЙН ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭС……...289
13.1. Терминология, применяемая в художественном
конструировании ЭС………………………………………………...289
13.2. Стандарты и качество изделий применительно к дизайну…300
13.3. Художественные вопросы конструирования ЭС……………305
13.3.1. Композиция……………………………………………..306
13.3.2. Гармоничность и пропорциональность……………….311
13.3.3. Масштабность…………………………………………...312
13.3.4. Отделка изделий………………………………………...315
13.3.5. Цветовое решение изделия……………………………..320
Заключение………………………………………………………………..326
Библиографический список……………………………………………...327
Конспект лекций
ПАВЛОВ Евгений Петрович
САННИКОВА Ираида Тихоновна
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
Конспокт лекций
Редактор
Компьютерный набор
Компьютерная вёрстка
Корректор
Подписано в печать . Формат 60х84 1/16.
Бумага . Печать офсетная.
Усл.п.л. . Уч.-изд.л. .
Тираж экз. Заказ № . С - .
Марийский государственный технический университет