Выбор электронных компонентов для проектирования электронных средствах

1 КРАТКИЕ «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ» СВЕДЕНИЯ

Одной из важных задач в процессе разработки радиоэлектронной аппаратуры является правильный выбор элементной базы для проектируемого изделия. Применяемые в электронных средствах (ЭС) электронные компоненты (ЭК), характеризуются номинальными значениями параметров (сопротивлением для резисторов, емкостью для конденсаторов, индуктивностью для катушек индуктивности и т. д.), допуском на эти параметры, их зависимостью от температуры, уровнем шумов, предельными режимами (максимальной мощностью рассеяния, напряжением или током), конструктивным исполнением, предельными климатическими и механическими воздействиями, надежностью и другими.

1.1. Общие сведения

К каждому электронному компоненту, используемому в электронном устройстве, предъявляется набор определенных требований, которые формулируются исходя из следующего:

·  анализа работы устройства;

·  условий его эксплуатации;

·  возможности того или иного конструктивного исполнения прибора, включая вид применяемого электрического монтажа.

Выбор ЭК производится на основании документов, по которым проводится проектирование ЭС. В частности, к исходным документам на этапе проработки конструкции относятся схемы электрические (принципиальные, функциональные и структурные), перечни элементов к схемам и карты электрических режимов работы электронных компонентов.

Из анализа работы прибора можно выявить функциональное назначение конкретного элемента, соответственно, определить требования к физическим параметрам, обеспечивающим оптимальное выполнение возложенных на него функций. К таким параметрам, в частности, относятся частотные свойства компонентов, шумовые свойства, температурная стабильность.

При этом, как правило, номинальные значения основных электрических параметров компонентов, таких как сопротивление резисторов, емкость конденсаторов и другие, уже определены с помощью компьютерного моделирования или макетирования схемы устройства. Поэтому в дальнейшем выбор элементов будем рассматривать, полагая, что основные электрические параметры предварительно заданы разработчиком электрической схемы.

Условия эксплуатации и объект установки, а также вид исполнения ЭС позволяет определить необходимое конструктивное исполнение ЭК и их стойкость к внешним дестабилизирующим факторам.

Резисторы и конденсаторы составляют основу многих электронных схем. Поэтому отклонение основных параметров этих ЭРЭ от номинальных значений приводит к ухудшению выходных параметров электрических схем, а иногда и полному выходу из строя аппаратуры, поэтому необходимо знать при каких обстоятельствах номинальные значения резисторов и конденсаторов могут изменяться.

Существует множество причин изменения сопротивления резисторов и емкости конденсаторов, ими могут являться: температура, давление, влажность окружающей среды, механические воздействия в виде ударов и вибраций, воздействие разного рода излучений, старение, а также режимы работы данных ЭРЭ в электрических схемах.

Здесь о влиянии эксплуатационных факторов, ГОСТ15150–69 др. стандартах

Многие из этих причин можно устранить, так, например, влияние температуры можно уменьшить с помощью применения принудительного охлаждения, влияние механических воздействий значительно уменьшается с помощью демпфирующих элементов, уменьшение влажности внутри радиоэлектронного устройства достигается путем герметизации корпуса, а, используя различного рода экранирующие устройства, добиваются минимального влияния излучения.

Вид монтажа определяет выбор конструкции элементов, например, бескорпусных чип–резисторов и конденсаторов в случае поверхностного монтажа.

1.2. « О применении резисторов »

1.2.1 Общая классификация резисторов, составленная по ряду признаков, присущих многим изделиям электронной техники: по назначению, способу монтажа, способу защиты и т. п., приведена на рис. 1.

В зависимости от назначения резисторы делятся на общего назначения и специальные (прецизионные и сверхпрецизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокомегаомные).

Рис. 1. Классификация резисторов по назначению
и конструктивному исполнению (переделать в Visio!)

В основу конкретной классификации (рис. 2) положен материал резистивного (токопроводящего) элемента. По конструкции резистивного элемента различают проволочные, непроволочные и металлофольговые резисторы.

Рис. 2. Классификация резисторов по
материалу резистивного элемента (переделать в Visio!)

Последний способ классификации весьма важен, так как материал во многом определяет рабочие параметры резисторов. Поэтому именно в зависимости от материала резистивного элемента строится система обозначений отечественных резисторов.

В настоящее время выпускаются резисторы, обозначение которых выполнено не только по последней из принятых систем, но и по одной из ранее действовавших.

О системах обозначений – примеры с расшифровками.

В 1968г. в соответствии с ГОСТ 13453—68 введена система обозначений, устанавливающая буквенно-цифровое обозначение резисторов в зависимости от группы и свойств резисторов.

Буквы обозначают группу изделий: С – резисторы постоянные;
СП – резисторы переменные.

Число, стоящее после букв, обозначает конструктивную разновидность: 1 – непроволочные тонкослойные углеродистые и бороуглеродистые; 2 – непроволочные тонкослойные металлодиэлектрические и металлоокисные;
3 – непроволочные композиционные пленочные; 4 — непроволочные композиционные объемные; 5 — проволочные; 6 — непроволочные тонкослойные металлизированные.

Конструктивным разновидностям резисторов данного вида присваивается порядковый номер разработки, который пишется через черточку, например: С3-22, СП3-12, С5-18.

Ныне действующая система обозначений (ГОСТ – год 1972 ?)

В соответствии с ныне действующей системой введены новые правила формирования буквенно-цифровых обозначений резисторов.

Первый элемент – буквы обозначают группу изделий: Р – резисторы постоянные; РП – резисторы переменные; НР – набор резисторов.

Второй элемент – цифры обозначают группу резисторов по материалу резистивного элемента: 1 – непроволочные резисторы; 2 – проволочные или металлофольговые.

Третий элемент – регистрационный номер конкретного типа резистора. Второй и третий элементы разделяются дефисом.