История развития радиоэлектронных средств (стр. 8 )

По назначению разъемы классифицируются на высокочастотные и низкочастотные, а по применению - на межблочные и внутриблочные.

По форме разъемы бывают круглые и прямоугольные.

Круглые используются в высокочастотном диапазоне и для межблочной коммутации, а прямоугольные чаще используются для внутриблочных соединений.

Характеристики соединителей.

1 Число контактных пар. 10% от требуемых по электрической схеме должны быть резервными.

2 Максимальное и минимальное значение тока, который может проходить через контактную пару.

3 Максимально допустимое напряжение между соседними контактными парами.

4 Значение переходного сопротивления между штыревой и гнездовой частью контактной пары.

5 Значение сопротивления изоляции между соседними штырьками и гнездами.

6 Допустимое число сочленений двух половин соединителя. Соединители включаются сравнительно небольшое число раз и, в основном, в неработающей аппаратуре.

7 Рабочий диапазон частот.

8 Климатические факторы и механические нагрузки, при которых допускается их эксплуатация (диапазон рабочих температур, относительная влажность, вибрационные перегрузки и т. п.

Внутриблочные разъемы применяются для электрического соединения между собой функциональных ячеек с помощью печатного или проводного монтажа. Вилки разъемов устанавливают на печатные платы ячеек и закрепляют винтами или заклепками, а их выводы (хвостовики) либо запаивают в металлизированное отверстие плат под прямым углом к штырям, либо непосредственно припаивают к печатным площадкам плат.

Розетки разъемов устанавливают и крепят на общей соединительной (монтажной) печатной плате или прямо на шасси блоков и панелей. В первом случае осуществляется печатный монтаж общих соединений розеток с выходом их на межблочный разъем, во втором – объемный проволочный монтаж в виде жгутов.

Межблочные разъемы служат для электрического соединения высоко - и низкочастотных цепей между блоками. Розетки межблочных разъемов крепятся на лицевых панелях или в стенках корпуса с помощью прямоугольных фланцев и крепежных винтов либо опаиваются по контуру. Для герметичных корпусов розетки разъемов дополнительно заливают герметиком-компаундом или ставят их на уплотнители. Вилки межблочных разъемов припаивают к радиочастотным кабелям, имеющим пластикатовую изоляцию, либо к проводным жгутам, которые, как правило, помещены в металлическую оплетку. Надежность соединения вилки с розеткой обеспечивается накидной гайкой или замками крепления.

12.3 Коммутационные устройства (переключатели)

Устройства коммутации позволяют быстро (практически мгновенно) коммутировать электрические цепи в работающей аппаратуре в результате изменения сопротивлений исполнительных механизмов.

Это дает возможность в процессе работы аппаратуры переключать диапазоны, изменять режимы работы, перераспределять сигналы по цепям.

Конструкция переключателя состоит из двух основных элементов: контактной пары и механизма замыкания-размыкания контактов. Контакты, как правило, изготавливают из бронзы, латуни, вольфрама и сплавов других металлов, часто с серебряным или золотым покрытием.

По назначению контакты классифицируются на высокочастотные и низкочастотные, сильноточные и слаботочные.

По способу действия механизма замыкания-размыкания контактов переключатели подразделяются на:

- нажимные (кнопки, клавиши);

- перекидные (тумблеры, кулисные);

- движковые (ползунковые);

- поворотные (галетные).

Кнопки применяют в цепях низкой частоты и постоянного тока, когда необходимо осуществить кратковременное замыкание или размыкание.

Переключатели типа тумблер применяют для коммутации больших токов (единицы ампер) при больших напряжениях (сотни вольт). Из-за большой межконтактной емкости их используют в цепях постоянного тока и низкой частоты.

Галетные переключатели являются многополюсными, что позволяет одновременно осуществлять коммутацию нескольких цепей. Они применяются в цепях постоянного тока, низкой и высокой частоты.

Основные параметры переключателей.

1 Переходное сопротивление контактов зависит как от материала контактов, так и от состояния их поверхности. Чем больше давление между контактами и меньше они окислены, тем меньше переходное сопротивление и выше надежность контактирования. Обычно переходное сопротивление составляет 0,01…0,03 Ом.

2 Емкость между контактами в разомкнутом состоянии определяется их взаимным перекрытием и расстоянием между ними, а также видом диэлектрика, на котором они укреплены. Емкость высокочастотных переключателей должна быть не более 1…2 пФ, в противном случае она может оказывать заметное влияние на работу высокочастотных узлов. Если сопротивление емкости будет соизмеримо с сопротивлением цепи, подключенной к переключателю, то через эту цепь будет проходить ток даже в разомкнутом состоянии. Поэтому в высокочастотных переключателях в качестве каркасов применяются керамические галеты

3 Сопротивление изоляции между контактами переключателя определяет их электрическую прочность. Этот параметр важен, когда переключатель коммутирует высоомные цепи.

4 Мощность контактов определяется произведением предельно допустимого тока при замкнутых контактах на предельно допустимое напряжение при разомкнутых контактах, при которых гарантируется нормальная работа переключателя в течение определенного срока службы.

5 Срок службы переключателя оценивается числом переключений, при котором переключатель исправно работает. Он составляет от десятков тысяч до сотен миллионов переключений и зависит от мощности контактов и климатических факторов.

6 Четкость фиксации переключателя характеризуется отношением силы, необходимой для его вывода из зафиксированного положения, к минимальной силе, требуемой для его движения в промежуточном (незафиксированном) положении. В конструкциях переключателя обычно предусматривается фиксатор, препятствующий сомопроизвольному перемещению подвижной части контакта при вибрации.

7 Масса и габариты переключателя определяются в основном его мощностью, числом коммутирующих контактных пар и др.

13 КОМПОНОВКА РЭС

13.1 Общие требования к компоновке

Под компоновкой понимается размещение на плоскости и в пространстве составных частей изделия с определением основных геометрических размеров и форм. От компоновки в значительной степени зависят технические, технологические, эксплуатационные характеристики, а также надежность РЭС.

Между отдельными узлами, блоками должны отсутствовать заметные паразитные взаимосвязи.

Тепловые и механические влияния элементов конструкции не должны их технические характеристики.

Взаимное расположение элементов конструкции должно обеспечивать технологичность сборки и монтажа с учетом использования автоматов, легкий доступ ко всем деталям для контроля, ремонта и обслуживания.

Расположение органов управления и отсчетных устройств должно быть максимально удобным для оператора.

Размещение комплектующих элементов должно обеспечивать равномерное и максимальное заполнение конструктивного объема.

Габариты и масса должны быть минимальными.

При разработке электронного прибора конструктор должен электрическую принципиальную схему реализовать в виде функциональных ячеек. Так как одна и та же электрическая схема может быть выполнена на меньшем количестве крупноформатных или большем количестве мелкоформатных ячеек, то и форма прибора может быть различной. Также различными получаются показатели качества конструкции, в том числе и допускаемая виброперегрузка, которая должна быть не меньше величины, указанной в техническом здании на разработку прибора, а также тепловая напряженность, те есть удельная мощность рассеяния Руд.=Ррасс./V.

13.2 Модульная компоновка

Общее правило модульной компоновки: так разделить принципиальную электрическую схему прибора на модули (печатные платы), чтобы оно были как функционально, так и конструктивно законченными и чтобы при этом их геометрические размеры либо повторяли друг друга, либо были кратными.

Модульная компоновка позволяет «сворачивать» и «вытягивать», «разрезать» и «разносить» в пространстве электрические схемы отдельных модулей в самых разнообразных вариантах и пропорциях.

Преимущества модульной компоновки:

- конструктивная законченность модуля позволяет осуществлять параллельную сборку и регулировку разных модулей, что сокращает длительность технологического процесса;

- функциональная законченность обеспечивает высокую эксплуатационную надежность за счет быстрой замены вышедшего из строя модуля другим без подгонок и регулировок. Поэтому модули должны быть легкосъемными и снабжены сигнальными устройствами неисправности;

- функциональная законченность модулей позволяет производить независимую модернизацию отдельных модулей.

13.3 Влияние объема конструкции на тепловую напряженность

В зависимости от назначения, уровня интеграции и объекта установки объем и форма блоков РЭС могут быть различными: объем обычно меняется от одной десятой до нескольких десятков кубических дециметров, а форма может быть плоской, кубической, прямоугольной или цилиндрической.

От этих двух параметров конструкций блоков в сильной степени зависят такие показатели качества, как допустимая удельная мощность рассеяния (тепловая напряженность) и вибропрочность, во многом определяемая собственной частотой конструкции. Как качественно влияют первые на вторые, известно каждому конструктору: онструктив с меньшим объемом допускает большую тепловую напряженность, чем конструктив с большим объемом; конструктив более плоской формы способен выдержать большую мощность рассеяния, чем куб при равенстве объемов, а показатели вибропрочности при этом будут на много хуже. Это, казалось бы, можно подтвердить и с помощью формул. Например, удельная мощность рассеяния должна зависеть обратно пропорционально от объема, и поэтому, если кристалл ИС с объемом способен рассеивать , т. е. , то блок РЭС, имеющий объем , т. е. в раз больший, должен иметь допустимую тепловую напряженность всего . Результаты же эксперимента дают значение этой величины , т. е. в 250 раз больше. Значит, формальный расчет по указанной формуле нереален, ошибочен.