Классификация РЭС. Условия эксплуатации РЭС. Конструктивное построение РЭС. Методы конструирования РЭС. Конструирование печатных плат. Сборка печатных узлов. Выбор системы охлаждения на начальной стадии конструирования. Сложный теплообмен

1
Под РЭС понимают изделия, в основу функционирования которых положены законы РТ и электроники. Учитывая сложность и разнообразие РЭС их классифицируют:

1)  По функциональному назначению(аппаратура радиосв., РЛС, радиовещ и ТВ аппаратура, вычислит.техники аппаратура, мудицинская аппаратура)

2)  По частотному диапозону

А)НЧ(автоматика)

Б)ВЧ(3кГц-300МГц)блоки усилительных сигналов

В)СВЧ(300МГц-3000ГГц)

РЭС принято делить на:

-наземная аппарат.

-корабельная

-самолетная

-космическая

2
По существующей классификации различают 6 типов климатических районов => 6 типов исполнения РЭС

А) На суше:

  Умеренный климат, Холодный климат(хл), Влажный тропический(ТВ). Тропический сухой(ТС)

Б) Моря:

  Умеренно-морской(М), Тропическо-морской(ТМ)

Температура и влажность по зонам определены ГОСТом

В зависимости от условий эксплуатации РЖС разделяют на 5 категорий:

1)  Аппарат. Для эксплуатации на открытом воздухе

2)  В помещении, где условия эксплуатации незначительно отличаются от условий на открытом воздухе

3)  Неотапливаемые помещения

4)  Отапливаемые помещения

5)  В помещениях повышенной влажности(судовая, буйковая, подводная аппаратура)

Существует холодоустойчивая аппаратура(-80 гр.), теплоустойчивая(+70 гр.), влагоустойчивая(от 65 до 100%), относит влажность в тропиках), в пустынях(5-10%), вибро и ударопрочная аппаратура(аппаратура, расположенная на подвижном объекте подвергается воздействию вибрации, ударами и линейными ускорениями(резкими))

          Кроме этого самолетная аппаратура с пониженным давлением подвергается уменьшению отвода тепла, уменьшению электрической прочности эл-в     

          Нейтронный поток и гамма излучение необходимо учитывать при проектировании аппаратуры менее устойчивых к этому влиянию п/п приборах, магнитные и органические материалы (устанавл предельную величину дозы влияния излучения)

          Существуют такие материалы: молибден, кобальт, цинк, которые в результате излучения сами становятся источниками излучения.

3
1.Конструктивно-технологические.

Заключаются в ограничении массы, габаритов изделий, энергопотребления. Технический уровень продукции по сравнению с прототипом оценивается коэффициентом:

Коэф. Снижения массы: K_m­= m₁-m₂/m₁, m₁-прототип, m₂-разработка,

Коэф. Снижения объема: K_v­= v₁-v₂/v₁, v₁-прототип, v₂-разработка,

Коэф. Снижения энергопотребления: K_э­= э₁-э₂/э₁, э₁-прототип, э₂-разработка.

2.Технический уровень изделия

-микроминиатюризация.  (КМОП, интеграция на целой пластине);

-защита гибридных интегральных схем;

-защита сверхбольших интегральных схем (СБИС).

3.Технологические требования.

Технологичность – совокупность св-в, обеспечивающих min затраты при конструировании, производстве и эксплуатации.

4. Требования к надежности

Безотказность, долговечность

5. Требования к уровню стандартизации, унификации.

Заключаются в ограничении разработок оригинальных узлов.

6. Требования безопасности РЭС.

7. Эстетические, эргономические.

Эргономические показатели,  экспертная оценка эстетических показателей.

8. Требования к патентной частоте.

Требования патентной экспертизы.

4
Типовая структура РЭС состоит из элементной базы одного подуровня и 4х уровней , оговорена ГОСТ 126632-85.

Базовые несущие конструкции (БНК)

Структурная схема современных РЭС:

Иерархическая структура.

Структурная схема имеет две параллельных ветви. 1 – по печатному монолиту, 2 – по гибридному исполнению.

Низшие уровни (0,1) – универсальны,  высшие – специализированны.

Функциональный узел – первичное структурное образование.

Фукциональные узлы:

1.  Микросборки.

2.  Печатные узлы

3.  Гибридно-интегральные узлы.

Структурная схема имеет две параллельных ветви. 1 – по печатному монолиту, 2 – по гибридному исполнению.

1ый уровень состоит из модулей.  Модуль – законченная конструкция, состоящая из элементов и имеющая стандартные размеры.

1 – печатная плата
2 – печатные полу проводники
3 – Электро радио элементы
4 – Заливка (компаунд)
2ой уровень: блоки/моноблоки.

1 – рамка
2 – штырь – ловитель
3 – Электрический разъём
4 – место установки функциональной ячейки

Блок – это законченная конструкция, состоит из сборочных единиц, органов управления. Отличительная особенность – наличие лицевой панели. Субблок – блок без лицевой панели.

3ий уровень: стойки, шкафы, пульты. Стойка – состоит из двух и более блоков, других крупногабаритных элементов, имеющих электрические связи между собой. Пульт – блоки, узлы с органами управления и индикацией. Стеллаж – несколько стоек.

Конструкция РЭС – пространственно-организационная совокупность элементов, между которыми существует электрич., механич., магнитн., тепловые и другие связи.

1.  Конструирование РЭС – процесс выбора структур пространственных и энергетических связей в совокупности элементов, составляющих конструкцию.

2.  Технология – совокупность способов, процессов обработки и оборудования, используемых при изготовлении элементов.

3.  Изделие – любой предмет или набор предметов, кот. изгот. на производстве.

4.  Деталь – изделие, изготавливаемое из одного материла (без сборки).

5.  Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат соединению на отдельных частях операции.

6.  Жизненный цикл изделия:

-исследование

-проектирование

-эксплуатация

-утилизация.

5
Особенности конструирования.

Сложности функциональных связей (геометрический метод, машиностроительный, топологический).

-геометрический – решает вопросы точных связей;

-машиностроительный – на основе результатов, полученных геометрическим методом, решаются возможности нагружений конструкции;

-топологический – графическое представление взаимного расположения.

Методы анализа вариантов конструирования:

-эвристический – основан на интуиции;

-логический;

Методы генерации идеей:

-методы ассоциаций. Основан на преобразовании известной информации для новых целей.

-метод инверсии. Решаются задачи целевого назначения.

-метод мозгового штурма.

6 
В создании РЭС участвуют: заказчик, исполнитель, субподрядчик. Субподрядчик решает частные вопросы. Основа разработки – ТЗ.
Разработка РЭС происходит в 2 стадии:

1.  Проектная (НИР, ОКР)

2.  Рабочая.

Этапы НИР:

1.  Патентный поиск.

2.  Теоретические, экспериментальные исследования.

3.  Изготовление макета.

4.  Обработка результата