Электронным средствам присуще свойство иерархичности, которое подразумевает наличие определенных структурных уровней и их взаимосвязь и соподчинение. Структурное дробление конструкции даёт экономические преимущества при разработке, производстве и эксплуатации ЭС и преследует три цели:
- параллельное конструирование частей;
- параллельное изготовление частей;
- повышение ремонтопригодности.
Параллельное конструирование частей, входящих в конструкцию, значительно ускоряет процесс конструирования. Оно возможно благодаря выполнению условий размерной совместимости, предусматривающей взаимное назначение для сопрягаемых частей габаритных и присоединительных размеров, а также совмещаемых электрических параметров в пределах предусмотренных допусков. Параллельное изготовление частей, входящих в различные структурные уровни, идёт по независимым производственным циклам, соприкасающимся только при сборке конструкции. Это ускоряет производство в десятки раз. Ремонтопригодность при эксплуатации повышается благодаря упрощению поиска неисправностей и возможности ремонта агрегатным способом, т.е. путём замены крупных частей. В дальнейшем возможен ремонт этих частей.
Каждая конструкция ЭС в зависимости от назначения имеет свою, присущую ей конкретную структуру. Однако требования стандартизации налагают ограничения на это разнообразие. Можно представить некоторую обобщённую для ЭС структуру и на её основе рассмотреть в общем виде основные структурные особенности, справедливые в принципе для всех конструкций.
Типовая структура конструкции современных ЭС состоит из элементной базы как исходного функционального материала и четырёх уровней (от нулевого до третьего), из которых нулевой и первый называются низшими, а второй и третий – высшими.
Элементная база состоит из ряда групп, представленных в нижней части рисунка (дискретных электрорадиоэлементов, полупроводниковых приборов, микросхем, коммутационных изделий,элементов индикации и т.д.). На ее основе создается конструкция ЭС, которая начинается с функционального узла.
Функциональный узел представляет собой первичное структурное образование и относится к нулевому структурному уровню. Существуют три разновидности функциональных узлов: микросборки, печатные узлы и гибридно-интегральные узлы.
Микросборки относят к подуровню нулевого уровня структуры ЭС. Они входят в состав печатных узлов (корпусные микросборки) и гибридно-интегральных узлов (бескорпусные микросборки).
Схема структуры ЭС имеет две параллельные ветви: по печатному и гибридно- интегральному исполнению узлов. В современных ЭС находят применение оба конструктивно-технологические исполнения.
Первый уровень состоит из модулей, второй из блоков, а третий представляет собой окончательно оформленную конструкцию ЭС в целом, т.е. самостоятельное в эксплуатационном отношении изделие в виде сборочной единицы. Вхождение низших уровней в высшие не обязательно должно осуществляться строго по порядку номеров уровней. Печатные узлы нулевого уровня могут непосредственно входить в третий уровень (пульты и приборы), минуя второй уровень. Отдельные электрорадиоэлементы из элементной базы могут входить, минуя нулевой уровень, в любой, более высокий по рангу уровень. Например, в третий уровень входят элементы отображения информации и управления, электронно-лучевые трубки.
Низшие уровни конструкции (нулевой и первый) наиболее универсальны. Их конструкция мало зависит от конкретного назначения ЭС и объекта, на который ЭС устанавливается. Эти части в отличие от высших уровней в наибольшей степени пригодны для централизованного производства в рамках отрасли.
В зависимости от сложности конструкции ЭС различают комплексы, системы, радиоэлектронные устройства (РЭУ), блоки, функциональные узлы (ФУ), детали.
Схема входимости электронных средств.
Такое деление отличается от положений ЕСКД (комплексы – сборочные единицы – детали), однако на практике оно наиболее распространено.
Лекция 7
Раздел 2. Системный подход к конструированию электронных средств
