Основной документ на деталь – чертёж детали (см. ГОСТ 2.109).
Основной документ на остальные изделия – спецификация. В нее записываются и другие дополнительные документы, (ГОСТ 2.109).
Виды проектирования РЭС удобно разделить на четыре основных вида [2]:
− системотехническое проектирование,
− схемотехническое проектирование,
− конструкторское проектирование, или просто конструирование,
− технологическое проектирование.
Конструкция РЭС есть пригодная для повторения в производстве совокупность деталей и материалов с различными физическими свойствами, находящихся в определенной энергетической и пространственной связи, обеспечивающая выполнение заданных функций с необходимой точностью и надежностью под влиянием внешних и внутренних воздействий [11].
Конструкция РЭС отличается рядом особенностей, выделяющих ее в отдельный класс среди других конструкций.
Прежде всего подобные конструкции отличаются [3]:
1. Иерархической структурой, под которой понимается последовательное объединение более простых электронных узлов в более сложные.
2. Доминирующей ролью электрических и электромагнитных связей.
3. Наличием неоднородностей в электрических соединениях, приводящих к искажению и затуханию сигналов, а также паразитных связей, порождающих помехи (наводки).
4. Наличием тепловых связей, что требует принятия мер защиты термочувствительных элементов.
5. Слабой связью внутренней структуры конструкции с ее внешним оформлением.
Конструирование РЭС – это процесс выбора структуры пространственных энергетических связей внутри и вне РЭС, приводящий к установлению норм и правил его изготовления и эксплуатации. Целью конструирования (его результатом) является разработка комплекта проектных и рабочих конструкторских документов (КД) (ГОСТ 2.101-68 и 2.109-68), на основе которых осуществляется технологическая подготовка производства, разработка технологической документации (ТД), изготовление РЭС, его испытания и эксплуатация, конструирование – определение формы, материала, покрытий, способа соединений, состава (перечня составных частей).
Конструирование и конструкторская документация определяют, какой объект должен быть изготовлен, его основные функции и параметры, условия эксплуатации.
Технология – совокупность методов, процессов и материалов, используемых в какой-либо отрасли деятельности.
Технологическая документация описывает основные операции для изготовления объекта, описанного в КД на РЭС [11].
1.2. Системный анализ РЭС
Конструкция РЭС является сложной сборочной единицей, отвечающей трем главным условиям системности [11], [3]:
1. Наличие иерархического порядка в структуре.
2. Возможность композиции и декомпозиции (составление структуры из отдельных элементов и разделение конструкции на отдельные элементы).
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.
Снизить затраты на разработку, подготовку производства и освоение РЭА, обеспечить совместимость и преемственность аппаратурных решений с одновременным улучшением качества, увеличением надежности и срока службы аппаратуры в эксплуатации позволяет модульный принцип конструирования изделий. Наглядное представление данного определения приведено на рис. 1 [3].
Рис. 1. Ранжирование системных параметров построения РЭС
На рис. 1 S обозначает ранг системы (S состоит из совокупности изделий S
i1
i2
i3
Второе и третье условия системности означают, что в результате процесса конструирования (композиции) должно быть найдено и отражено в конструкторской документации (КД) новое структурное образование – конструкция РЭС (или его части), составленное из входящих в него готовых (покупных) и вновь спроектированных частей, причем это структурное образование должно обладать новыми качествами, не равными сумме свойств входящих в него частей (рис. 2).
Рис. 2. Принцип системности в процессе конструирования
1.3. Классификация параметров РЭС
Для оценки свойств конструкции ее характеризуют количественными и качественными показателями. Показатели качества изделия принято делить по следующим признакам [4], [6]:
– по отношению к системе и подсистеме: внешние и внутренние,
– по физическому содержанию: функциональные и материальные,
– по числу отраженных свойств в конструкции: абсолютные, относительные и 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.
Применительно к радиостанции внешними параметрами являются (дальность действия, масса, надежность), а внутренними параметрами – мощность передатчика, чувствительность, параметры антенны). Приемные устройства характеризуются внешними параметрами (чувствительностью, избирательностью, диапазоном частот, способом перестройки, выходной мощностью) и внутренними параметрами (коэффициентом передачи тракта, характеристиками частотно-избирательных устройств). Внутренние параметры системы верхнего ранга – радиостанции – являются внешними для системы более низкого ранга – передатчика или приемника [5], [7].
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 тесная взаимосвязь. Реализация любой РЭС требует материальных затрат. Чем большие значения имеют материальные параметры, тем выше сложность изделия [3], [8],[9].
Однако всегда нужно находить разумный компромисс между высоким качеством и важностью технического решения и сложностью реализации и себестоимостью.
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные понятия конструирования.
2. Дайте определение основных документов и объектов конструирования.
3. Перечислите основные подходы системного анализа РЭС.
4. Какие виды параметров являются системными?
5. Дайте классификацию параметров РЭС.
Глава 2. Этапы системного подхода при проектировании конструкций и технологий РЭС
2.1. Основные принципы системного подхода к проектированию РЭС
Несмотря на то что РЭС – технический объект, в общефилософском плане ее рассмотрение невозможно в отрыве от человека – разработчика, оператора. При применении системного подхода в проектировании происходит взаимное влияние разработчика и объекта разработки друг на друга, правильнее сказать, своеобразный «диалог».
В основу системного подхода положены следующие главные принципы [3], [10], [11].
1. Учет всех этапов «жизненного цикла» разрабатываемой РЭС: проектирования, производства, эксплуатации, утилизации. При несоблюдении этого принципа проекты многих РЭС, в основу которых были заложены прогрессивные принципы их действия, остались нереализованными либо потому, что оказались недостаточно технологичными в производстве, слишком трудоемкими и, следовательно, дорогими и непригодными с точки зрения их производства, либо потому, что эксплуатация таких систем неоправданно сложна и выпуск такой продукции нецелесообразен.