Типичные конструкции радиоаппаратуры

Категория:
Производство радиоаппаратуры


Типичные конструкции радиоаппаратуры

Несмотря на разнообразие конструкций, большинство радиоаппаратов имеет много общих конструктивных элементов: катушек индуктивности, резисторов, конденсаторов, ламп, транзисторов, трансформаторов, тумблеров и др.

Любая радиоаппаратура состоит из сборочных единиц — деталей, узлов и групп.

Деталь — это часть изделия, изготовленная без применения сборочных операций.

Узел — разъемное или неразъемное соединение составных частей изделия. В узел могут входить детали, другие узлы и покупные изделия.

Группа — разъемное или неразъемное соединение частей изделия, являющееся его основной частью (например, шасси радиоприемника), или соединение, непосредственно входящее в изделие или группу, для которого предусматривается возможность многократного применения (например, унифицированные узлы — усилители промежуточной частоты УПЧ, усилители низкой частоты УНЧ и т. д.).

В группу могут входить детали, узлы, другие группы и изделия, группа может входить непосредственно в изделие или в другую крупненную группу.

Способы объединения этих элементов в общую конструкцию радиоаппарата могут быть различны. Они определяются условиями эксплуатации, общими принципами компоновки, требованиями производства и эксплуатационной надежности.

Од поблочные конструкции представляют собой простые устройства, узлы и детали которых смонтированы на одном основании (шасси) и имеют общий монтаж. Вместе с тем такая конструкция затрудняет развертывание широкого фронта работ при ее производстве и ремонте. К одноблочным конструкциям относятся радиовещательные приемники, радиолы и телевизоры, а также разные виды неразборных аппаратов специального и военного назначения.

Характерным примером одноблочной конструкции является обычный радиовещательный супергетеродинный приемник. На коробчатом шасси приемника сверху монтируют крупные узлы: трансформаторы, конденсатор переменной емкости, радиолампы, верньерное устройство, фильтры промежуточной частоты, дроссели, катушки индуктивности, электролитические крнденсаторы, а в подвале шасси с помощью жгутов, расшивочных1 панелей и стоек выполняют их монтаж. В боковых стенках шасси монтируют переменные сопротивления, переключатели, колодки питания, гнезда звукоснимателя и антенны.

Узлы на шасси располагают в таком порядке, чтобы исключить появление взаимных наводок электромагнитных полей, обеспечить лучший теплоотвод, а также равномерную статическую нагрузку. С этой целью блоки низкой и высокой частоты разносят и экранируют; радиолампы, излучающие тепло, располагают в местах лучшего теплоотвода и т. д. Шасси с собранными на нем деталями крепят в футляре из дерева (или пластмассы). На внутренней стороне футляра закрепляют громкоговорители. Футляр выполняет функции акустического отражателя. Все органы управления приемником располагают на лицевой панели футляра в определенном порядке, обеспечивающем удобство эксплуатации. Шкала приемника должна иметь красивый и удобный для настройки вил. Сзади футляр закрывают съемной крышкой, а снизу — поддоном; для лучшего теплоотвода в них делают отверстия.

При разработке конструкций приемников большое внимание уделяют внешнему оформлению. Увлечение внешней отделкой может иногда привести к неудобству выполнения монтажа и ремонта, а также низкому коэффициенту использования объема. Внешнее оформление аппаратуры предопределяет внутреннюю компоновку деталей, поэтому некоторые из них приходится располагать не в соответствии с принципиальной схемой, а разносить на определенное расстояние (например, органы настройки). Появляются дополнительные жгуты, насадки для осей потенциометров, верньерные устройства ит. п., что затрудняет монтаж и ремонт аппаратуры.

Размеры футляра определяются крупногабаритными узлами, такими, как громкоговорители, приемные телевизионные трубки, диски проигрывателя, поэтому большая часть пространства над шасси остается неиспользованной. Низкий коэффициент использования объема обусловливается также разной высотой и конфигурацией узлов, устанавливаемых на шасси приемника.

В тех одноблочных конструкциях, где в основу положено не обеспечение красивого внешнего вида, а удобство эксплуатации, например в измерительной аппаратуре лабораторного типа, коэффициент объема значительно выше и монтаж аппарата выполнен более строго.

В одноблочных устройствах все,‘чаще стали применять отдельные унифицированные блоки или узлы, улучшающие свойства одноблочных конструкций. Так, например, в телевизорах применяют унифицированный переключатель телевизионных каналов (программ) ПТК (ПТП), появились радиоприемники и телевизоры на печатных платах, что позволило автоматизировать производство.

На рис. 1 показан пример одноблочной конструкции — супергетеродинный приемник на печатной плате.

Одноблочные конструкции применимы в основном для простейших радиоустройств. Появление сложных радиосистем типа радиолокационных станций привело к созданию многоблочных конструкций.

Многоблочные конструкции представляют собой совокупность отдельных конструктивно законченных блоков, выполняющих определенные функции в соответствии с разбивкой принципиальной схемы на ряд функциональных узлов. Каждый блок характеризуется своими входными и выходными параметрами. Связь между блоками осуществляется с помощью гибких жгутов, кабелей и соединительных разъемов. Разбивка радиоустройств на блоки и компоновка их в общую конструкцию производятся на основе принципов эксплуатационной необходимости, надежности и условий производства. В зависимости от этого блоки объединяют в один или несколько более сложных блоков; расположение их может быть отдельным или комбинированным в общей стойке, шкафу или ферме.

Среди многоблочных конструкций существуют самые различные по компоновке устройства. Достоинствами всех многоблочных конструкций являются: удобство обнаружения и устранения неисправностей, быстрая замена отказавшего блока, возможность организации поточного производства. Однако разбивка радиоустройства на отдельные блоки требует межблочных регулировок, снижающих надежность радиоаппаратуры.

Многоблочные конструкции бывают нескольких видов. Для стационарной наземной радиоаппаратуры типа трансляционных установок характерна стоечно-панельная конструкция (рис. 2).

Рис. 1. Радиовещательный супергетеродинный приемник: а —общий вид; б — компоновка печатной платы

Она представляет собой стойку, к передней стенке которой крепят функциональные блоки, собранные на панелях. Блоки соединяют между собой с помощью гибких жгутов. Наиболее тяжелые узлы, такие как элементы выпрямительной установки (силовые трансформаторы, высоковольтные конденсаторы большой емкости), монтируют в нижней части стойки. На переднюю панель установки выводят все необходимые органы управления и приборы контроля. Заднюю стенку для удобства ремонта и обслуживания установки делают открывающейся. Боковые стенки для лучшего теплообмена имеют жалюзи. Достоинства конструкции — свободный доступ к монтажу, отсутствие разъемных соединений, хороший теплообмеп; недостаток — плохой коэффициент использования объема.

Рис. 2. Стоечно-панельная конструкция трансляционной установки ТУ-600

Рис. 3. Стоечно-блочная конструкция спектрометра СУЧ

Рис. 4. Блочные конструкции: а — радиовысотомер; б — автомобильный приемник А-13

В корабельной, а также в стационарной наземной аппаратуре применяется стоечно-блочная конструкция (рис. 3), каждый блок которой выполняется не в виде панели, как в стоечно-панельной, а на отдельном шасси, подобно одноблочной конструкции. Аппаратура может иметь защитный кожух, если это требуется в целях экранировки или безопасности обслуживания. Соединения между блоками осуществляются кабелями с низкочастотными и высокочастотными разъемами. Коэффициент использования объема здесь выше, но хуже теплообмен. Выполнение ремонта непосредственно в стойке затруднено; наличие разъемов и подвижных кабелей снижает надежность работы аппаратуры.

Рис. 5. Многоблочные конструкции

Другая разновидность радиоаппаратуры этой группы — блочная конструкция радиоустройств летательных аппаратов (рис. 4, а). Ввиду того что всю аппаратуру невозможно расположить в одном отсеке, ее выполняют в виде отдельных блоков, размеры и конфигурация которых определяются задаваемым полезным объемом. Соединение между блоками осуществляют с помощью кабелей.

Каждый блок представляет собой коробчатое шасси, соединенное с лицевой панелью и закрытое кожухом. На шасси устанавливают крупногабаритные узлы, а в подвале выполняют монтаж. На переднюю панель выводят регулировочные элементы, контрольные колодки и штыревые или штепсельные разъемы. Конструкция характеризуется высоким коэффициентом заполнения, малыми габаритами и весом отдельных блоков; недостаток конструкции — плохой теплообмен и скученность монтажа. Подобные многоблочные конструкции находят также применение в танковой и автомобильной аппаратуре. На рис. 4, б в качестве примера показана конструкция автомобильного блочного приемника.

Среди других разновидностей многоблочных конструкций следует отметить конструкцию кассетного типа (рис. 5, а) и книжную конструкцию (рис. 5, б).

Основанием конструкции кассетного типа обычно является стойка (ферма), на задней стенке которой размещены штепсельные разъемы, в которые вставляются врубные субблоки, состоящие из металлической арматуры и кассет (модульных ячеек). Так чаще всего оформляют наземные электронно-вычислительные цифровые машины (ЭВЦМ).

Конструкции книжного типа имеют общее основание в виде шкафа, где расположены блоки, укрепленные на шарнирных соединениях. При обслуживании и ремонте блоки легко раскрываются в разные стороны, напоминая страницы книги.

К достоинствам этих конструкций следует отнести высокий коэффициент заполнения и удобство обслуживания, ремонта, а к недостаткам — возможность потери контакта из-за наличия большого числа штепсельных разъемов или перетирания и обрыва проводников в подвижных жгутовых соединениях.

Большая потребность в сложнейших радиоустройствах и массовый их выпуск заставили конструкторов радиоаппаратуры искать более рациональные пути создания новых конструкций. В результате блочный метод стал вытесняться функционально-узловым методом, в основе которого лежит расчленение аппаратуры на отдельные простейшие функциональные узлы.

Функционально-узловой метод характеризуется тем, что разработчик радиоэлектронной аппаратуры располагает не радиодеталями (резисторами, транзисторами, конденсаторами и т. д.), а готовыми функциональными узлами с определенными электрическими параметрами. Это существенно упрощает и ускоряет макетирование аппаратуры, позволяет использовать каждый узел в макетах несколько раз. Использование функционально-узлового метода значительно упрощает сборочно-монтажные работы, ввиду чего снижаются требования к квалификации рабочих. Кроме того, значительно упрощается процесс наладки многокаскадных схем, так как параметры функциональных узлов бывают согласованы между собой. Так, например, статистика показывает, что радиоэлектронное устройство блочного исполнения, состоящее из 300—350 каскадов, требует для настройки 1—2 месяца, а то же устройство, сконструированное из функциональных узлов, проходит настройку за 10—12 дней.

Функционально-узловой метод позволяет проводить параллельное выполнение работ как по макетированию, так и по конструированию аппаратуры, что затруднено при блочном методе.

Применение этого метода меняет характер производства: в то время как при блочном методе производство аппаратуры на заводах характеризуется преобладанием ручного труда, сложностью настройки, большим количеством изменений в документации и т. д., при функционально-узловом методе открываются возможности параллельного ведения работ, внедрения механизации, совершенствования приемов контроля, настройки и испытаний.

При функционально-узловом методе значительно сокращается период освоения серийного производства и повышается надежность аппаратуры, так как функциональный узел рассматривается как единое комплектующее изделие, которое проходит предварительную конструктивно-технологическую отработку и испытания. Таким образом, узлы идут на сборку блоков с устраненными отказами, характерными для первоначального периода работу.

Статистика показывает, что интенсивность отказов устройств, собранных из функциональных узлов, в 1,5—2 раза меньше, чем интенсивность отказов устройства, выполненных блочным методом.

При функционально-узловом методе разработчики радио-электронной аппаратуры имеют возможность поиска эффективных и новых принципиальных решений при создании аппаратуры, используя уже готовые унифицированные схемы каскадов.

Соединение с и; внешней схемой осуществляется специальным разъемом. На рис. 6, а показано устройство модуля, а на рис. 6,6 — монтаж модулей.

Рис. 6. Модульная конструкция аппаратуры: а — устройство модуля; б — монтаж модулей

Модульные конструкции наиболее характерны для аппаратуры специального и военного назначения. Они прочны, компактны и надежны в работе, а также имеют значительные преимущества по сравнению с обычными конструкциями в отношении веса и габаритов, удобства ремонта, эксплуатации и возможностей автоматизации производства.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум