Тема 1 2 Общие вопросы конструирования (560680), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Обобщенные параметры внешних воздействий приведены в¦5,стр.88-89¦.172.3 Общие требования, предъявляемые к конструкциям РЭСВновь разрабатываемые РЭС должны отвечать следующим группам требований (рис.1.3):Рис.1.3.Тактико-технические требования содержатся в ТЗ на разработку РЭС ивключают в себя:- функциональное назначение (прием, передача, обработка сигналов, индикация, ВИП и др.),- значения параметров, определяющих конструктивное решение (мощностьизлучаемая, потребляемая, частота, полоса пропускания и др.),- объект установки,- климатическое исполнение,- категория размещения на объекте,- массогабаритные характеристики,- закрепление на объекте (жесткое, быстросъемное, на амортизаторах и др.),- коммуникационные сети на объекте (сети питания, антенных кабелей, шинзаземления и др.),18- электромагнитная защита на объекте (наличие одновременно работающихРЭС на том же объекте и их влияние, экранирование, устранение наводок).Конструктивно-технологические требования включают:- принципы построения конструкции изделия,- технологичность,- минимальную номенклатуру комплектующих изделий,- предусмотрение мер защиты от климатических и механических факторов,- ремонтопригодность.Эксплуатационные требования:- простота управления и обслуживания,- наличие сигнализации опасных режимов работы (выход из строя, открывание дверей шкафов, обрыв заземления и др.),- наличие аппаратуры контроля и наладки (стенды, имитаторы и т.д.),- обеспечение нормальной работы оператора с учетом эргономики.Требования к надежности включают в себя обеспечение вероятности безотказной работы, наработки на отказ, среднего времени восстановления работоспособности, долговечности, сохраняемости.
Для бытовой РЭС основным является показатель безотказности - средняя наработка на отказ Т . Значения Т должны выбираться из ряда: 3400, 3900, 4500, 5500, 6800, 7800, 9150, 11000, 13750, 18000, 27500часов в соответствии с ГОСТ 21317-87 и ГОСТ 23262-88. Для профессиональныхРЭС средняя наработка на отказ устанавливается в зависимости от условий эксплуатации, категории размещения, сложности аппаратуры, типа элементной базы (ГОСТ14663-83).
Конкретные требования к надежности по различным типам РЭС приведены для приборов электроизмерительных в ГОСТ 22261-82, аппаратуры связи вГОСТ 14663-83, приборов и средств автоматизации в ГОСТ 12997-84 и ГОСТ27.003-90, средств вычислительной техники в ГОСТ 21552-84, медицинских приборов в ГОСТ 27.003-90, морской в ГОСТ 25792-85.К экономическим требованиям относят: минимально возможные затратывремени, труда и материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию РЭС, минимальную стоимость изделия после освоения его в производстве.19Все перечисленные группы взаимосвязаны и оптимальное их удовлетворение представляет сложную инженерную задачу.2.4 Системный подход к конструированию РЭС.Конструкция РЭС является сложной сборочной единицей, отвечающей тремглавным условиям системности:1.
Наличие иерархического порядка в структуре.2. Возможности композиции и декомпозиции. (Композиция - составление, связывание).3. Образование при композиции новых качеств, не равных сумме свойств исходных частей. Иерархия построения РЭС относится к ветвящемуся типу, где структурные уровни располагаются по рангам сложности.Система любого структурного уровня характеризуется набором параметров.Эти параметры определяются системой верхнего ранга и в свою очередь служат исходными данными для системы расположенной рангом ниже.20рис.1.4.На рисунке S обозначает ранг системы (S - состоит из совокупности изделийSi1, Si2, Si3 ). D - совокупность функциональных и материальных параметров (масса,стоимость, ВБР и др.).Второе и третье условия системности означают, что в результате процессаконструирования (композиции) должно быть найдено и отражено в КД новое структурное образование - конструкция РЭС (или его части), составленное из входящих внего готовых (покупных) и вновь спроектированных частей, причем это структурноеобразование должно обладать новыми качествами, не равными сумме свойств входящих в него частей (рис.1.5.).Рис.1.5.Например, одно и то же количество ИС можно по разному расположить на печатной плате, следовательно изменятся массогабаритные характеристики блока.2.5 Классификация параметров РЭС.Для оценки свойств конструкции ее характеризуют количественными и качественными показателями.
Показатели качества изделия принято делить по следующим признакам (рис.1.6, р.м.):- по отношению к системе и подсистеме: внешние и внутренние,- по физическому содержанию: функциональные и материальные,21- по числу отраженных свойств в конструкции: абсолютные, относительныеи комплексные.Внешние параметры определяют тактико-технические возможности изделия(что может изделие, какие функции оно выполняет).Внутренние параметры характеризуют средства, с помощью которых обеспечиваются внешние параметры (как обеспечено выполнение функций изделием). Например, РЛС характеризуется внешними параметрами (дальностью действия, точностью определения координат, массой, надежностью) и внутренними параметрами(мощностью передатчика, чувствительностью, параметрами антенны). Приемныеустройства характеризуются внешними параметрами (чувствительностью, избирательностью, диапазоном частот, способом перестройки, выходной мощностью) ивнутренними параметрами ( коэффициентом передачи тракта, характеристикамичастотно-избирательных устройств).
Сравнение параметров показывает, что внутренние параметры системы верхнего ранга (РЛС) являются внешними для системыболее низкого ранга (приемника РЛС).К функциональным относятся все электрические параметры: чувствительность, избирательность, выходная мощность, дальность и т.п.К материальным параметрам относится масса, габариты, стоимость и производные от этих параметров.Между функциональными и материальными параметрами существует теснаявзаимосвязь.
Реализация любого РЭС требует определенных материальных затрат и,как правило, чем выше материальные параметры изделия, тем оно сложнее.Абсолютные параметры:- масса m, ¦кг¦;- площадь S, ¦см ¦;- объем V, ¦дм ¦;- стоимость С, ¦руб¦;- надежность γ, ¦1/час¦;- мощность потребления P , ¦Вт¦ - иногда.22Относительные параметры формируются нормированием абсолютных параметров. К ним относятся:- плотность конструкции m = m/V , ¦кг/дм ¦; m <1 - "плавающая" аппаратура, характерно для РЭС на корпусированной элементной базе; m >1 - "тонущая" аппаратура,характерно для РЭС на бескорпусных МСБ. - удельная стоимость конструкции С =С/V , ¦руб/дм ¦;- удельная мощность P = P /V , ¦Вт/дм ¦.Для оценки качества конструкции применяются относительные параметры, вкоторых отражена структура конструкции:- плотность упаковки:γV = N /V , для объемных конструкций, где N - количество элементов в конструкции, а V – ее объем;γS= N /S , для плоскостных конструкций, где S – площадь конструкции.
Не-достатком этого показателя является невозможность сравнительной оценки качествакомпоновки конструкции при использовании элементной базы разных поколений.Например, при одинаковом объеме и количестве корпусов транзисторов и ИСγVиγS для этих конструкций будут одинаковы, что не отражает реальных соотношений (в одной ИС содержится много транзисторов).Этого недостатка лишен относительный параметр, называемый коэффициентом дезинтеграции:- по массе q m = mэрэ/mбл ;- по объему q V = Vэрэ/Vбл ;- по площади q S = Sэрэ/Sбл .Эти показатели используются для прогнозирования массогабаритных показателей современных конструкций на ранних стадиях проектирования.2.6 Взаимосвязь между функциональными и материальными параметрами РЭС.23В процессе своей деятельности конструктор опирается на исходные данные,в числе которых находятся и функциональные и материальные параметры.
Ввидутесной их взаимосвязи важно определить можно ли при заданных требованияхфункциональных параметров выполнить требования к материальным параметрамконструкции.В общем случае взаимосвязь между функциональными и материальными параметрами устанавливается с помощью некоторой функции, связывающей эти параметры.Если для конструкции установлены значения материальных параметров M ,{ M1, M2,..., Mn} и совокупность функциональных параметров {α1, α 2,..., α k}, тосправедливы следующие соотношения:M1 = f11α1 + f12 α2 + … + f1k αk ;M2 = f21α1 + f22 α2 + … + f2k α1 ;…………………………………….Mn = fn1α1 + fn2 α2 + … + fnk α1 ;где fij - функции, связывающие функциональные и материальные параметры.Приведенное соотношение не является строгим, поскольку для целого рядаконструкций различного функционального назначения трудно определить вклад каждого функционального параметра в материальный параметр.
Сложность установления взаимосвязи материальных и функциональных параметров состоит в сложности , а иногда и невозможности определения fij. На практике используют точечныеоценки этих функций, которые называют удельными коэффициентами.2.7 Методы определения удельных коэффициентов.Для определения удельных коэффициентов используют два подхода:1. Преобразование аналитических соотношений, связывающих материальныеи функциональные параметры, полученных для некоторых конструкций, например,24конструкций характеризуемых ярко выраженным функциональным параметром(ВИП, Pвых ).2.
Обработка данных о функциональных и материальных параметрах для разработанных и изготовленных конструкций определенного функционального назначения. На выборке конструкций находят среднее значение функциональных параметров и соответствующее значение материальных параметров.K0 = M¯ / F¯Наиболее предпочтителен первый подход, поскольку аналитические соотношения, связывающие материальные и функциональные параметры, справедливы дляопределенного диапазона значений функциональных параметров. Это дает возможность производить прогнозирование параметров будущих конструкций. Удельныекоэффициенты, полученные в результате обработки статистических данных о созданных конструкциях, отражают результаты развития уровня техники. Чем меньшеэтот показатель, тем совершеннее изделие.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
