Классификация электронных средств

Классификация ЭС по отдельным признакам, например назначению, объекту установки и условиям эксплуатации определена давно и достаточно строго, а по функционально конструктивным признакам опять – таки в разных источниках многовариантна. Можно привести много примеров, где одним и тем же термином обозначаются совершенно разные по своим функциям и конструктивной сложности изделия: полупроводниковый прибор (транзистор) и измерительный прибор (вольтметр ламповый); импульсное устройство (триггер) – радиоприёмное устройство (транзисторный приёмник); блок конденсаторов переменной ёмкости – блок индикатора кругового обзора и т.д. Поэтому остановимся на видах классификации ЭС по следующим признакам:

- по функциональной сложности, т.е. по числу и рангу функций, выполняемых изделием;

- конструктивной сложности, определяемой числом элементов конструкции и числом соединений между ними, выбранной элементной базой и способом компоновки;

- назначению;

- объекту установки;

- виду сигнала и диапазону частот.

По функциональной сложности деление, например ЭС может быть представлено в виде следующей цепочки (сверху вниз): радиотехническая система – комплекс радиоэлектронных устройств – радиоэлектронное устройство (РЭУ) – блок – субблок – функциональный узел.

Радиотехническая система представляет собой совокупность сигналов в пространстве, операторов и радиоэлектронной аппаратуры, размещённых на объектах в определённых точках на поверхности или в пространстве, действующих в условиях помех и внешних возмущений, *)например, система посадки самолёта.

Комплекс радиоэлектронных устройств – совокупность РЭУ, объединённых, как правило, на одном объекте и являющихся законченной частью, например наземный и бортовой комплекс радиосвязи самолёта с землёй.

Радиоэлектронное устройство - часть комплекса, решающая основную целевую функцию, функционально и конструктивно законченная и,

*) Пестряков В. Б. Конструирование РЭА. – М.: Сов.радио, 1969.

главное, автономно эксплуатируемая, например телевизионный приёмник с антенной.

Определение блока, субблока, функционального узла смотри в разделе терминологии ЭС.

По конструктивной сложности, определяемой выражением:

С=k₁(k_2N+k₃M), (1.1)

где k₁ – масштабный (нормирующий) коэффициент относительно конструкции прототипа,

k₂,k₃ – весовые коэффициенты, учитывающие вероятности отказов элементов и соединений,

N, M – число схемных элементов и соединений между ними, соответственно электронные средства, подразделяют на много – и моноблочные конструкции, функциональные ячейки, микросборки, микросхемы и функциональные компоненты.

Многоблочные конструкции выполняют в виде шкафов, стоек, пультов, моноблочные – виде контейнеров или отдельных корпусированных приборов, функциональные ячейки – в виде сборок ЭРЭ и корпусированных ИС на печатных платах или сборок из МСБ на металлических рамках. Микросхемы и функциональные компоненты (оптроны, интегральные пьезофильтры, фильтры ПАВ, джозефсоновские приборы, приборы на ПЗС и ЦМД и др.) часто корпусируются и представляют собой изделия электронной техники, выпускаемые для широкого применения Минэлектронприбором. В совокупности они образуют элементную базу современных ЭС.

По назначению ЭС делят на средства:

- радиовещания и телевидения;

- радиоуправления и телеметрии;

- радиоастрономии;

- радиоизмерительные;

- обработки данных и информации;

- записи и воспроизведения;

- медицинские и промышленные ЭС.

По объекту установки они классифицируются на три основных категории, в каждой из которых существуют группы, а именно бортовые (самолётные, космические, ракетные), наземные (возимые, носимые, переносные, бытовые, стационарные) и морские (судовые, буйковые).

По виду сигнала и диапазону частот они могут быть аналоговыми, цифровыми и СВЧ.

В заключение отметим, что ЭС, а в частности РЭС может принимать различные конструктивные формы в зависимости от его функциональной сложности и системы интеграции используемых в нём ИС. Например, при высокой степени интеграции и соответствующей функциональной сложности (свыше 10000 элементов) устройство может быть заключено в один объём, имеющий форму моноблока, ячейки, микросборки и даже одного кристалла. При недостаточной степени интеграции формообразование радиоустройств идёт по пути создания многоблочной конструкции. Это положение отражает табл.1.2, в которой показана зависимость формообразования конструкций РЭС от степени интеграции микросхем.

 

Таблица 1.2

Ранг функциональ-ной сложности РЭС	Форма конструктивного исполнения при количестве элементов в ИС
не более 100	100…1000	1000…10000	более 10000
Устройство	Многоблочная конструкция	Моноблок или ФЯ	МСБ	**СБИС
Блок	Моноблок	МСБ	БИС	__
Субблок	Функциональная ячейка	^*БИС	__	_
Функциональ-ный узел	ИС,гибридная ИС, функциональный компонент	__	__	__

 

*БИС – большая интегральная схема,

**СБИС – сверхбольшая интегральная схема.

В приведённой выше таблице можно указать конкретные виды конструктивов: многоблочная конструкция – ЭВМ EC 1045, моноблок – микрокалькулятор на печатной плате ”Электроника МК36”, МСБ – микрокалькулятор на стеклянной подложке с кристаллодержателями серии К145 ”Электроника Б3 – 04”, СБИС – однокристальная ЭКВМ специзделия.

Контрольные вопросы.

1. Что понимается под электронными средствами?

2. В чём разница понятий “радиоэлектронные средства” и “электронные средства”?

3. Дайте понятие конструированию ЭС.

4. Каким трём главным условиям системности должны отвечать ЭС?

5. Что характеризует структура конструкции ЭС? Чем она определяется?

6. Как можно представить абстрактную модель конструкции ЭС?

7. Почему формализация процесса конструирования ЭС с математической точки зрения является плохо формулируемой задачей?

8. Каковы разновидности функциональной внутренней связи конструкции?

9. С какими составными частями в системе должна быть согласована конструкция ЭС?

10. Назовите показатели надёжности ЭС.

11. Какими свойствами определяют технологичность?

12. Какими свойствами определяются юридические требования к конструкции ЭС?

13. Каковы цели структурного дробления конструкции? Достоинства и недостатки разукрупнения конструкции.

14. Приведите типовую структуру конструкции современных ЭС.

15. Назовите состав элементной базы ЭС.

16. Приведите иерархическую соподчинённость составных частей конструкции ЭС согласно требованиям ЕСКД.