книги / Устройство, эксплуатационно-техническое обслуживание и ремонт станционного оборудования радиорелейных линий связи

Рассмотренные конструкции электромагнитных реле рассчи­ таны на малые и средние токи, проходящие через замкнутые контакты. Для этих конструкций характерны многоконтактность, выделение групп контактов, работающих на замыкание и на раз­ мыкание и приводимых в действие одним якорем электромагнита.

Несколько иначе устроены реле, предназначенные для управ­ ления сильными токами при включении стартеров, мощных элек­ тромашин и др. Эти реле, называемые контакторами, замыкают или размыкают только одну электрическую цепь и имеют мощные электромагниты с якорями обычно втяжного типа. При этом, чтобы уменьшить искрение, контактор размыкает цепь сразу в двух точках.

Основными параметрами контактного устройства являются: переходное сопротивление (сопротивление в месте сопорикосновения контактной пары), максимальный ток через устройство и максимальное напряжение (ограничивается пробоем при размыка­ нии). Как и в других электрорадиоэлементах, на высоких часто­ тах проявляются «паразитные» параметры: индуктивность вводов и других элементов, емкость между элементами устройства и кор­ пусом аппаратуры, в которой оно установлено.

При эксплуатации контактных устройств следует учитывать изменение состояния контактов с течением времени. Они загрязня­ ются, окисляются, частично разрушаются. Все это приводит к увеличению переходного сопротивления и даже к отказам. Есть даже крылатое выражение: «Электротехника — это наука о кон­ тактах». Оно свидетельствует о том, что неисправности в радио­ электронной аппаратуре очень часто возникают из-за плохого кон­ такта в том или ином узле. Поэтому при эксплуатации радио­ электронной аппаратуры периодически необходимо проводить профилактический осмотр контактных устройств, чистку контак­ тирующих поверхностей, регулировку пружин и т. п. Все эти ме­ роприятия и их периодичность указывают в инструкции по экс­ плуатации конкретной аппаратуры.

§15. Правила пользования ГОСТами, каталогами, и справочниками по электрорадиоэлементам

Промышленностью выпускается огромное количество электрорадиоэлементов са­ мых разнообразных типов, с самыми различными параметрами. Для того чтобы знать, какие типы этих элементов можно использовать в той или иной радиоэлек­ тронной аппаратуре и какие параметры они имеют, необходимо обращаться к справочникам, каталогам и ГОСТам, которые имеются в технических библиоте­ ках. Проще всего работать со справочниками.

Имеются отдельные справочники по электронным лампам, полупроводнико­ вым приборам, интегральным микросхемам и т. д. В каждом справочнике есть оглавление, по которому находят страницу, где описывается нужный элемент.

В каталоге все располагается в алфавитном порядке, поэтому работа с ним тоже затруднений не вызывает.

ГОСТы размещаются по возрастанию номеров, но если не известен номер ГОСТа, а имеется только название электрорадиоэлемента, то нужно обратиться к указателю Государственных стандартов СССР. В нем имеются разделы по всем видам техники. Каждый раздел обозначен буквой.

Буква Э —«Электронная техника, радиоэлектроника и связь». Этот раздел состоит из подразделов (параграфов), в каждом из которых содержится перечень соответствующих ГОСТов. Среди них уже легко можно найти тот, который необ­ ходим. Так, подраздел Э24 называется «Радиокомпоненты» в этом разделе можно найти ГОСТ 10318—80 «Резисторы переменные. Основные параметры» или ГОСТ 17021—75 «Микросхемы интегральные. Термины и определения» и т. д.

Две последние цифры в номере ГОСТа указывают на гоД его утверждения. Узнав в указателе номер ГОСТа, в котором описаны интересующие устройства, можно переходить к каталогу, в котором эти ГОСТы расположены по порядку возрастания номеров. Следует помнить, что по окончании работы надо положить ГОСТ на то же самое место среди других ГОСТов, чтобы его мог так же легко найти и другой читатель.

Вопросы и задания

I . Что такое унифицированный ряд радиодеталей?

2.Назовите и охарактеризуйте основные типы резисторов.

3.Назовите и охарактеризуйте основные типы конденсаторе?®-

4.Для каких целей в радиосхемах используют катушки инДУКТИВН0СТИ?

5.Поясните принцип действия и назначение колебательногс? контура.

6.Что такое электрические фильтры? Как они подразделяк?тся?

7.Назовите основные типы полупроводниковых приборов И укажите их назна­ чение.

8.Какие достоинства характерны для полевых транзисторов

9.Поясните принцип действия полевого транзистора.

10. Укажите достоинства и области применения тиристоров. II. Как маркируют транзисторы и тиристоры?

12.Поясните устройство и принцип работы электромагнитнс?го Реле-

13.Как устроены н где применяются реле времени?

14.Как устроены и где применяются герконы?

15.Для чего предназначены контакторы?

ГЛАВА 5

МИНИАТЮРИЗАЦИЯ И МИКРОМИНИАТЮРИЗАЦИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ аппаратуры

Непрерывное совершенствование радиоэлектронной техник*1 связа”° с расшире­ нием функциональных возможностей радиостанций и отд^льных влоков радио­ аппаратуры: повышением мощности передающих и чувст**ительности пРиемных

устройств; автоматизацией процессов управления, телеуправления и телесигна­ лизации в радиосистемах, повышением многоканальности радио- и радиорелейных линий.

Широко применяются каналы факсимильной связи, матрицы центральных газет передаются в самые отдаленные города по ка­ налам спутниковой связи, завершается создание телевизионной сети, охватывающей всю территорию Советского Союза.

Черно-белые телевизионные программы вытесняются цветны­ ми, в близкой перспективе — внедрение объемного телевидения, широкое использование цифровых методов передачи звуковой и зрительной информации, позволяющих резко повысить качество каналов связи, практически устранить воздействие многих видов помех на работу радиолиний и аппаратуры.

Процесс расширения и усложнения функций радиоэлектрон­ ных устройств, прослеженный на протяжении многих десятилетий, характеризуется, как правило, одновременным усложнением и самих устройств.

Сложность радиоэлектронного оборудования можно оценивать количеством элементов, которые задействованы в устройстве. Сейчас в электрических цепях некоторых видов радиоэлектрон­ ной аппаратуры насчитывается до десятка миллионов дискретных элементов (резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, диодов, транзисторов и др.).

ф Если приближенно принять объем одного дискретного элемента равным 0,5 см3, а его массу — 1 г. то при сложности аппаратуры 107 элементов ее объем составит 5 м3, а масса — 10 т. В такой аппаратуре будет выделяться около 50 кВт тепловой мощности, отвод которой потребует дополнительного увеличения в. не­ сколько раз размеров и массы аппаратуры.

Очевидно, что применение устройств такой сложности, собран­ ных на обычных дискретных элементах, во многих случаях, напри­ мер в спутниковой связи, просто невозможно.

Есть и еще одна, пожалуй, самая важная, принципиальная трудность. Если считать каждый дискретный элемент двухполюс­ ником, то количество контактных соединений в рассматриваемой аппаратуре в два раза превысит количество элементов и тоже бу­ дет исчисляться десятками миллионов единиц. Практически всегда существует не равная нулю вероятность выхода из строя какоголибо элемента или контактного соединения.

Современные технологии позволяют сделать эту вероятность очень малой, до 0,00000001 в течение часа. Но даже при такой малой вероятности отказа одного элемента или контактного соеди­ нения радиоэлектронная аппаратура сложностью 107 элементов окажется неработоспособной, так как в ней в течение одного часа будет возникать несколько неисправностей.

Если попытаться увеличить надежность аппаратуры за счет дублирования (параллельного включения) дискретных элементов, то увеличится количество контактов и число элементов, что приве­ дет к повышению всех рассмотренных трудностей.

Схемы и «начинка» модулей могут быть достаточно сложны­ ми и разнообразными, но все их оформляют в виде однотипных деталей со строго определенными размерами и одинаковыми по размерам и расположению контактными выводами (наподобие того, как это делается у радиоламп).

Из модулей собирают блоки радиостанций и каналообразую­ щей аппаратуры. В свою очередь, блоки подключают к устройству через контактные разъемы, допускающие быструю замену неис­ правного блока на исправный из запасного комплекта. Отыски­ вают и устраняют неисправности блоков в ремонтных мастерских. Все это позволяет существенно упростить эксплуатацию радио­ аппаратуры.

Таким образом, применение модульных и микромодульных конструкций в со­ четании с блочными структурами радиостанций повышает надежность радиоэлек­ тронных устройств, упрощает их эксплуатацию, сокращает сроки и уменьшает объемы монтажных работ. Автоматизация процессов изготовления модулей и микромодулей позволяет существенно снизить стоимость радиоаппаратуры.

Различают плоские и объемные модули. Основу плоского мо­ дуля составляет печатная плата, длина и ширина которой стан­ дартизированы для модулей того или иного типа. На этой основе собирают функциональную радиосхему из навесных элементов (рис. 62). Толщина плоского модуля определяется максимальной высотой навесного монтажа. Обычно наибольшие размеры среди навесных деталей имеют катушки индуктивности. Во многих слу­ чаях одна и та же функциональная схема может быть собрана как с применением катушек индуктивности, так и без них. Если та­ кая возможность имеется, то, как правило, выбирают второй ва­ риант (без катушек).

Унифицированные по размерам и по расположению выводов плоские модули собирают в функциональные или конструктив­ ные блоки. В блоке (рис. 63) модули располагают вертикально с таким расчетом, чтобы к каждому был свободный доступ, обес­ печивающий оперативную замену вышедшего из строя модуля. Проволочные или ленточные выводы вертикально расположен­ ных модулей пропускают в отверстия общей платы с печатным монтажом, к которому их и припаивают в соответствии с монтаж­ ной схемой блока.

Объемный модуль изготовляют на основе двух печатных плат, расположенных параллельно друг другу. Между платами, перпендикулярно им, устанав­ ливают радиоэлектронные эле­ менты, желательно с двумя торцевыми выводами (диоды, резисторы и др.). Выводы при­ паивают к печатному монтажу плат, в результате чего образу-

Рис. 63. Блок плоских модулей

ется объемная конструкция, в которой плотно упакованы отдель­ ные элементы устройства. Для повышения прочности объемного модуля и защиты упакованных в нем элементов от внешних воз­ действий его герметизируют специально подобранным заливочным компаундом (смесью смол).

Для упрощения автоматизации процессов сборки объемных модулей пайку контактных соединений заменяют точенной элек­ тросваркой. В этом случае элементы модуля размещают между двумя перфорированными пластинами из изоляционного мате­ риала. В отверстия пластин пропускают выводы элементов, к ко­ торым приваривают плоские никелевые проводники.

Достаточно сложные схемы трудно построить без пересече­ ния соединительных проводов. Поэтому при необходимости поверх первого слоя соединительных проводов и сварных контактов на­ кладывают вторую изоляционную пластину с другим расположе­ нием отверстий, через которые пропускают оставшиеся свободны­ ми выводы. К этим выводам приваривают второй слой монтаж­ ных проводов в соответствии с электрической схемой модуля. Эту процедуру можно повторить несколько раз. Полученную конструк­ цию заливают компаундом.

Объемные модули позволяют получить плотность монтажа примерно на порядок выше, чем плоские. Это преимущество особенно проявляется при сборке матричных схем из однотипных элементов, которые при вертикальном монтаже размещаются с минимальными зазорами и в случае необходимости изолируются друг от друга тонкими лаковыми покрытиями или компаундом. Разрез такого модуля из диодов Д и резисторов R изображен на рис. 64.

Для изготовления печатных плат модулей применяют различ­ ные способы. При электрохимическом способе металл из раствора осаждают через окна в изолирующей маске или защитной пленке, нанесенной на плату. Затем пленку удаляют (растворяют). Дру­ гой способ заключается в том, что на поверхности платы грави­ руют рисунок схемы, затем наносят металлическое покрытие и

расположены металлизированные вырезы 1 полукруглой формы, к которым подходят выводы микродеталей 2, размещенных на микроэлементе. Сами микродетали могут быть изготовлены различными способами.

Резисторы получают вакуумным напы­ лением высокоомных металлостеклянных смесей на изоляционную пластинку микро-

Рис. 66. Схематический элемента. Тонкий слой смеси наносят в виде вид микромодуля эта- полосок, змеек, спиралей. Конденсаторы по-

жерочного типа лучают напылением проводящих метал­ лических пленок по обе стороны изоляционной пластины, служа­ щей основанием микроэлемента.

Бескорпусные сверхминиатюрные транзисторы размещают в вырезах пластины. Один из углов пластины имеет срез 5, обеспе­ чивающий нужную ориентацию микроэлемента при сборке микро­ модуля.

Наибольшее распространение получили микромодули этажерочного типа (рис. 66). Такое название они получили потому, что действительно напоминают этажерки, собранные из микроэле­ ментов, размещенных друг над другом между вертикальными «стойками» /, входящйми в полукруглые вырезы сторон микро­ элементов. В качестве стоек используют круглые проводники диаметром 0,3—0,5 мм.

Микродетали, напыленные на изоляционную пластинку, под­ соединены к металлизированным вырезам микроэлементов так, что после сборки «этажерки» получается нужное устройство.

Собранный микромодуль, помещенный в специальную форму, заливают компаундом 2 (герметиком). Концы «стоек» выводят наружу. Они служат для соединения микромодулей в блоках ра­ диоаппаратуры.

§17. Интегральные микросхемы. Общие сведения и классификация

Напомним, что развитие радиоэлектронной техники характери­ зуется миниатюризацией элементной базы, повышением Надеж­ ности, сокращением соединительных линий, уменьшением потреб­ ляемой мощности, усложнением задач и соответствующих им схемных решений при одновременном удешевлении каждого от­ дельного элемента.

В процессе решения этих задач создаются все более изощрен­ ные и совершенные технологии, из которых наибольшее значение и распространение в последние десятилетия приобрели технологии интегральных микросхем, формируемых в микроскопически ма­ лых объемах. Если модули и микромодули собираются из отдель­ ных элементов (микроэлементов), то интегральные микросхемы