Компоновка приборов и монтаж

July 8, 2015 by admin Комментировать »

Несколько слов о компоновке прибора и о его монтаже. Как показал опыт последних всесоюзных выставок творчества радиолюбителей-конструкторов, часто встречающимися недостатками конструкций являются плохо выполненные компоновка и монтаж.

Как правильно организовать работу по техническому исполнению задуманных конструкций? Существует хорошо зарекомендовавший себя порядок. В процессе разработки прибора отрабатывают на макете отдельные узлы, уточняют все сомнительные места принципиальной схемы. После того как предварительный этап закончен, все неясности принципиальной схемы ликвидированы и макет заработал, приступают к выполнению компоновки прибора. Это основная часть конструирования, так как нередко проверенные на макетах и порознь нормально действующие узлы при неправильной их компоновке оказываются неработоспособными, так как между ними возникают паразитные связи, ведущие к самовозбуждению усилителей к ложным срабатываниям пересчетных схем частотомеров и т. д.

Компоновку прибора проводят следующим образом. Сначала разбивают схему прибора на отдельные блоки или узлы и намечают на шасси их расположение. При этом учитывают возможное взаимное влияние отдельных узлов (блоков). Узлы прибора должны быть размещены так, чтобы провода, соединяющие их друг с другом и каждый из них с источником питания, были как можно короче. Использование длинных проводов приводит к возникновению паразитных связей. Сеточные цепи ламп, особенно в каскадах усиления высокой частоты, должны прокладываться вдали от анодных цепей последующих каскадов. Ни в коем случае нельзя использовать в качестве одного из проводников корпус или шасси прибора, так как при этом возникают паразитные связи между каскадами. Все заземленные провода, относящиеся к одной лампе, надо соединить в одной точке и эту точку заземлить. В каскаде усиления высокой частоты такие точки должны быть расположены в непосредственной близости к используемым в каскадах лампам (транзисторам).

Каждый узел (блок) должен быть доступен для регулировки и ремонта, длина соединительных проводов выбирается минимальной, а каждая деталь схемы должна быть доступна для замены, что достигается рациональным монтажом. Для выполнения рационального монтажа по принципиальной схеме составляют монтажную схему прибора в целом н монтажные схемы отдельных блоков и узлов. На ней показывают расположение всех деталей прибора, размеры которых соответствуют реальным, и расположение соединительных проводов Если при монтаже используют жгуты проводов, то обязательно составляется схема распайки жгутов. В случае применения печатного монтажа составляют схему сверловки и протравки фольгированного гетинакса (наиболее распространенный материал для изготовления печатных плат), на которой указывают места установки контактных перемычек и расположения основных деталей и а плате.

При конструировании приборов, состоящих из большого количества повторяющихся узлов или сменных блоков, перспективно применение блочного или модульного монтажа. Мы подразумеваем использование объемных модулей, так как плоские модули в условиях полукустарного производства изготовить практически невозможно. При использовании блочного (модульного) монтажа порядок составления монтажных схем отличается от порядка составления монтажных схем обычных приборов. Если в обычных приборах при составлении монтажных схем сначала намечают расположение основных крупвых деталей на шасси, потом прокладывают цепи питания анодов и наказа ламп (цепи питания коллекторов и эмиттеров транзисторов), намечают места расположения монтажных плат и схему распайки деталей на монтажных платах, то в случае применения блоков и модулей принимают другой порядок составления схемы.

Отличие заключается в том, что сначала разбивают принципиальную схему на ряд отдельных элементарных узлов, выделяют одинаковые узлы и намечают те из них, которые есть смысл изготовить в модульном или блочном исполнении. Модульное исполнение применяют для монтажа схем на транзисторах. Для монтажа схем на лампах лучше блочное исполнение. Удобство применения модулей и блоков состоит в том, что разной их компоновкой можно получать устройства самого различного назначения. При использовании модульного или блочного решения довольно легко осуществлять ремонт установок простой заменой неисправных блоков и модулей. Обязательным условием их применения является наличие повторяющихся узлов в схемах либо возможность резкого изменения параметров прибора простой сменой блоков или модулей.

Последнее, на что надо обратить внимание при монтаже и компоновке установок, это подбор радиодеталей. При подборе резисторов важно соблюдать ваттность. Выбор заниженных по мощности резисторов приведет к быстрому их выходу из строя.

При выборе конденсаторов дело обстоит сложнее. Конденсаторы в схемах выполняют довольно многочисленные функции. В цепях фильтров, цепях развязки между каскадами, блокировки, в переходных цепях, в колебательных контурах — везде стоят конденсаторы. При этом в зависимости от назначения применяют конденсаторы разных типов. Так, в цепях электрических фильтров и цепях развязки между каскадами используют конденсаторы типов БГМ, БГТ, МБГЦ, ПО, ПМ, ПОВ, ПСО, ФГТ, ПГТ, КЭ, ЭМ, ЭММ, ЭГЦ, БМ,

БГМТ, КВГ, КБП, КБГО, КБГП и многие другие. Практически & цепях постоянного тока могут использоваться все известные типы конденсаторов. В цепях переменного тока в качестве разделительных, блокировочных, в качестве времязадающих элементов в различных генераторах импульсов используют конденсаторы типов КСО, СГМ, КСГ, КС, МПГ, ФТ, ПКГТ, МБГЧ, МБГО и др.

В колебательных контурах использование рассмотренных конденсаторов нежелательно, так как большинство из них обладает, помимо указанной на них емкости, значительной индуктивностью. Последнее связано, например, с тем, что некоторые из них представляют собой свернутую в рулой металлическую фольгу. Поэтому в колебательных контурах, а также и в высокочастотных цепях желательно использовать керамические конденсаторы типов ктк, ктн, ктмб, ктм, ктп, кдм, кпк, КДК, КДУ, ко, кдо,

КДС. Керамическим конденсаторам вообще надо отдавать предпочтение перед конденсаторами других типов на частотах свыше 0,5 МГц.

Несколько слов об изготовлении катушек индуктивности. В радиолюбительских конструкциях используется большое количество катушек индуктивности, стоящих в цепях как низкой, так и высокой частоты. Оии содержат в зависимости от назначения от единиц до тысячи витков в одной обмотке. В настоящее время существует несколько типовых намоток, широко распространенных в радиолюбительской практике.

Самая простая и наиболее широко распространенная намотка — рядовая. Контуры, намотанные однослойной рядовой намоткой на каркасах из хорошего диэлектрика, как правило, легко повтори мы, обладают минимальными электрическими потерями и соответственно высокой добротностью. Такие контуры используются в высокочастотных цепях. Количество витков при однослойной намотке редко превышает первую сотию, так как иначе катушки получились бы больших габаритов и возникли трудности, связанные с их экранированием. Катушки с однослойной рядовой намоткой в наши дии применяют в устройствах, работающих на частотах порядка десятков мегагерц.

В более низкочастотных цепях применяют многослойные катушки с использованием ферритовых или карбонильных сердечников («горшков»). Наиболее распространенным способом иамотки многослойных катушек вручную является намотка «в иавал». При этом, чем беспорядочнее будет намотана катушка, тем более высокой будет ее добротность. Для того чтобы в небольшом объеме разместить большое число витков и чтобы витки не рассыпались, при этом способе намотки приходится изготовлять каркасы со щечками либо наматывать катушки на ферритовых кольцах. Более удобна иамотка типа «универсаль». Это специальная иамотка, при которой витки провода перекрещиваются друг с другом в определенной последовательности, чем достигаются высокие добротность и механическая прочность намотки. Обмотки типа «уииверсаль» не требуют изготовления специальных каркасов. Они могут быть укреплены непосредственно на сердечниках, на высокоомных резисторах (сопротивление резистора не меньше 200 кОм), на стержнях из хороших диэлектриков. Количество витков в обмотках такого типа практически не ограничено. Обмотки такого типа легко позволяют получать симметричные контуры, обладают высокой взаимозаменяемостью. Единственный недостаток — это то, что для их изготовлеййЯ требуется специальный станок, так как вручную мо!ать их довольно сложна (но при соответствующем навыке можно).

Станок для намотки катушек «универсаль» (авторы конструкции А. Д. Смирнов и А. Н. Белов). На опорах (рис. 4-14) 5 и 18 укреплен ведущий вал, 26 с приводной рукояткой 19. На валу расположена опора 23, к которой гайкой 12 прижимается цилиндрический шаблон 10, соответствующий внутреннему диаметру наматываемой катушки 11. Шаблон выполнен с небольшой конусностью в сторону

гайки 12 для облегчения съема готовой катушки. Вал 26 муфтой 6 соединяется с валиком 27 шкива 28. Валик муфтой 3 соединяется со счетчиком витков 2, у которого имеется устройство сброса показаний 1. Шкив 28 резиновым пассиком 4 соединяется со шкивом 25. Диаметр шкива 28 относится к диаметру шкива 25, как 20 к 18. На оси 29 шкива 25 укреплен кулачок 7. На опоре 18 имеется продольный паз 17, в котором может перемещаться в направлении, совпадающем с диаметральной плоскостью кулачка 7, втулка 16 с шайбой 21 и зажимной гайкой 20 с «барашком». Во втулке 16 свободно может перемещаться стержень 9, на конце которого надет наконечник 8 из фторопласта. К стержню 9 жестко прикреплена планка 14 с отверстиями 13 и стержнем на конце 22. В планку 14 упирается пружина 15, которая при вращении кулачка 7 сообщает планке 14 возвратно-поступательное движение. Амплитуда этого движения определяется размерами кулачка 7 и в свою очередь определяет ширину наматываемой катушки 11. Конструкцией станка предусмотрены опорные стойки для закрепления катушки с проводом и сменный кулачок 7, обеспечивающий больший ход стержня 9, которые на чертеже не показаны.

Наматываемый провод от катушки пропускается через одно из втверстий 13. Для того чтобы плаика 14 плотнее прижималась к наматываемой катушке 11, обеспечивая более качественную иамотку, на стержень 22 надевают кольцевые грузы, количество которых определяется типом и диаметром наматываемого провода. Для намотки катушек «универсаль», как правило, применяют провод типов ПЭШО и ПЭЛШО. Планка 14 является одной из самых ответственных деталей станка. Ее поверхность, соприкасающаяся с наматываемой катушкой, должна быть прошлифована. Кроме того, очень тщательно должны быть выполнены отверстия 13. В них не должно быть никаких заусенцев и острых кромок.

Несколько слов об особенностях монтажа интегральных микросхем. Дело в том, что интегральные микросхемы очень малы по габаритам, имеют специфическое конструктивное оформление и, 6 основных модификациях, выводы малой длины. Как правило, их используют в схемах, выполненных с применением печатного одностороннего лли двустороннего монтажа. Учитывая, что расстояние между выводами интегральных схем изменяется в зависимости от модификации от 1,25 до 3,00 мм, можно представить себе, как трудно в кустарных условиях изготовить печатную плату такой плотной и тонкой конфигурации. Несколько проще обстоит дело, если для монтажа интегральных схем применяют двусторонний фольгированиый гетинакс или стеклотекстолит (последний применять предпочтительнее, так как он механически более прочен и не коробится). В этом случае выводы микросхемы разделяют через один и одну половину выводов монтируют на верхней стороне платы, а другую — на нижней. Таким образом удается искусственно увеличить расстояния между выводами от 2,5 до 6,0 мм соответственно. Это уже намного упрощает задачу изготовления печатных плат.

Печатные платы обычно изготавливают методом травления в растворе хлорного железа. Технология такого изготовления проста. На предварительно тщательно обезжиренную фольгированиую пластину гетинакса (или стеклотекстолита) наносят пером или тонкой кистью рисунок требуемой печатной платы. В качестве красителя для нанесения рисунка используют нитролак любого типа, например лак для ногтей. Затем пластину погружают в раствор хлорного железа и выдерживают в нем до полного растворения незакрашенных участков фольги. После этого плату тщательно промывают в мыльной воде, а затем в проточной водопроводной, сушат и проводят сверловку необходимых отверстий. Иногда быстрее получится, если вместо травления применить метод вырезания нужного рисунка с помощью тонкого острозаточенного резца. Этот метод особенно удобен при изготовлении плат для микросхем. В этом случае рисунок на плату надо наносить карандашом в виде комбинаций сквозных прямых линий, по которым удобнее резать. Для обеспечения необходимых сложных разветвлений отдельных цепей платы позже достаточно будет некоторые места разреза восстановить, пропаяв их. Этот способ особенно удобен при изготовлении схем отдельных испытательных макетов.

Как указывалось, для разработки любого радиоэлектронного устройства надо пройти этап макетирования отдельных узлов выбранной принципиальной схемы прибора. Макетирование нужно для уточнения параметров схемы, выбора оптимального расположения деталей, для определения рабочих характеристик отдельных элемен*

Рис. 4-15 тов конструкции. Для ускорения процессов макетирования радиолюбителями разработаны специальные панели («макетницы»).

Рабочая панель для макетирования различных транзисторных схем (автор конструкции Р. В. Бондарчук) позволяет вести двусторонний монтаж и размещать в макетируемом устройстве до 126 навесных элементов (рис. 4-15). На панели может быть установлено до 8 транзисторов, до 12 переменных резисторов. Она имеет 12 контрольных точек для подключения измерительной аппаратуры и разъем для подключения комбинированного источника рабочих напряжений.

Панель выполнена на несущей текстолитовой пластине с размерами 200X360X5 мм. На краях пластины установлены четыре опорные стойки из уголка (обратите внимание на оригинальное техническое решение этих стоек), которые позволяют устанавливать панель в любой плоскости и легко переносить. Для навесного многократного монтажа служат легкосъемные стандартные восьмилепестковые планки. Для установки мощных транзисторов служат мощные радиаторы, отлитые из силумина. На рис. 4-15, а показаны:       разъем для подключения питания /, гнезда для контроля напряжения питания 2, гнезда для подключения измерительных приборов 3, монтажные планки 4, транзисторы на радиаторах 5, переменные резисторы б, панель-основание 7, опорные стойки 8. На рис. 4-15,6 дан вид на панель снизу.

Рис. 4-17.

Панель для макетирования различной радиоаппаратуры на транзисторах (автор конструкции В. В. Пивак) предназначена для макетирования и отработки различных радиотехнических схем и при правильной эксплуатации сокращает время разработки в 2—3 раза (рис. 4-16). Она состоит из схемы подачи, регулирования и коммутации различных напряжений, а также большого контактного поля для размещения навесных элементов монтажа. В отличие от рассмотренной панели это устройство предназначено для макетирования вполне определенного круга схем с конкретными напряжениями источника питания. В ней заранее подготовлены цепи питания, схемы регулирования напряжений и создания определенных режимов работы. Все выбранные режимы контролируются сигнальными лампами. Для решения конкретных задач создание таких панелей вполне оправдано. Внешний вид панели изображен на рис. 4-17.

Приставка для подключения микросхем разных типов является вспомогательным приспособлением к рассмотренной панели. На рис. 4-18 показана переходная панель для подключения двух микросхем, например, типа 1УТ401 в круглых металлостеклянных корпусах. Аналогичные панели изготовлены для подключения микросхем с

Рис. 4-18.

корпусами других типов. Такие переходные панели очень удобны, так как избавляют от необходимости впаивать микросхемы при их испытаниях. Следует отметить тот факт, что такие переходные панели удобны при испытаниях низкочастотных импульсных схем и других низкочастотных устройств. При испытаниях высокочастотных устройств лучше для каждого узла изготавливать методом вырезания отдельные печатные платы, но подпаивать к ним выводы микросхем не непосредственно, а через короткие перемычки из тонкого провода (длина провода 5—8 мм, диаметр 0,3 мм). В этом случае условия макетирования будут максимально приближены к реальным условиям эксплуатации.

При изготовлении печатных плат из двусторонне фольгированного гетинакса или стеклотекстолита перед нанесением рисунка лаком следует просверлить все необходимые отверстия, так как без этого трудно добиться полного соответствия между изображениями на нижней и верхней сторонах монтажной платы. Во время нанесения рисунка эти отверстия следует тщательно залить лаком, чтобы в них не было травления.

Источник: Смирнов А. Д., Радиолюбители — народному хозяйству. — 2-е изд., перераб. и доп. — М: Энергия, 1978. — 320 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 957).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты