Основы системного подхода к проектированию конструкций и технологий РЭС

Структура дисциплины

Структура темы №1
Методологическая основа проектирования конструкций и технологий РЭС

Тверь 2018
Лекция № 1
Тема №1. Методологическая основа проектирования конструкций и технологий РЭС
Введение. Основы системного подхода к проектированию конструкций и технологий РЭС.

Объекты
профессиональной
деятельности

Способность осуществлять технологическую подготовку производства, организацию производственных процессов и управление ими (ПК-11)
Способность осуществлять техническое сопровождение элементов автоматизированных систем специального назначения (ПК-11)
Способность учитывать особенности конструктивных элементов средств автоматизации (ВПК.ПК-57, ВПК.ПК-58, ВПК.ПК-55)
ФОРМИРУЕМАЯ КОМПЕТЕНЦИЯ
ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ
ЗНАТЬ:
Основные стадии проектирования РЭТ и их содержание.
ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ
ЗНАТЬ:
назначение, характеристики элементов устройств генерирования и формирования сигналов;
физические процессы, протекающие в трактах и функциональных узлах устройств генерирования и формирования радиосигналов;
методы расчета основных элементов устройств генерирования и формирования радиосигналов.

Cистематизировать основы научных знаний по основам системного подхода к проектированию конструкций и технологий РЭС, раскрыть основные стадии проектирования РЭТ и их содержание.
Цели лекции :

1. Цели, задачи, структура и содержание дисциплины. Роль и место дисциплины в системе подготовки военного специалиста.
2. Системный подход к конструированию РЭС. Этапы системного подхода при проектировании конструкций и технологий РЭС.
Учебные вопросы:

Баканов Г.Ф., Соколов С.С., Суходольский В.Ю. Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств. Учебное пособие. - М.: Издательский центр «Академия», 2009.
Великанов В.В. Основы технологии и производства радиоэлектронной техники АСУ [Электронный ресурс]: учебное пособие / В. В. Великанов и [др.]. – Тверь: ВА ВКО, 2018. URL: http://ibook.akademy.org/book/194.
Демидюк Е.В., Чеховский В.Г. Основы общей теории РЭС. Конспект лекций. - Тверь: ВА ВКО, 2004 г.
Демидюк Е.В. Основы конструирования и технологии производства РЭС. Учебное пособие. - Тверь: ВА ВКО, 2006 г.
Сабунин А. Е. Altium Designer. Новые решения в проектировании электронных устройств. - М: СОЛОН-ПРЕСС, 2009.
Литература:

Цели, задачи, структура
и содержание дисциплины.
Роль и место дисциплины в системе подготовки военного специалиста.
Вопрос №1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
Учебная дисциплина «Основы технологии производства радиэлектронной техники АСУ» относится к группе военно-профессиональных дисциплин и обеспечивает:
Освоение теории по основам конструирования и технологии производства радиоэлектронных систем, по применению методов расчета показателей надежности элементов радиотехнических систем, выбору элементной базы и конструкторских решений с учетом требований надежности, устойчивости к воздействию окружающей среды, электромагнитной совместимости и технологичности, что позволит эксплуатировать и поддерживать в боеготовом состоянии современные и перспективные образцы ВВСТ.

ЦЕЛЬ ДИСЦИПЛИНЫ:
Освоение основ технологии производства радиоэлектронной техники АСУ в объеме, необходимом для осуществления всех видов профессиональной деятельности, предусмотренной образовательным стандартом в объеме, необходимом для осуществления всех видов профессиональной деятельности, предусмотренной ФГОС ВО.

Задачами дисциплины являются:
изучить процессы создания, проектировки, испытания и постановки на производство вооружения ПВО.
приобрести практические навыки по проектированию принципиальных схем и оценке характеристик устройств радиоэлектронной техники АСУ;
овладеть методами технологии производства устройств радиоэлектронной техники АСУ.

В результате изучения дисциплины по специальности «Специальные радиотехнические системы» обучаемые должны:

Объем дисциплины составляет 44 часа. Реализация целевых установок и требований ФГОСа осуществляется на лекциях, практических и семинарах. На чтение лекций отведено 18 часов, на практические занятия 12 часов, на семинары 8 часов. На самостоятельную подготовку обучаемым отводится 28 часов. Отчетность по дисциплине: зачет с оценкой, в конце VII семестра.
Тема 1. Методологическая основа проектирования конструкций и технологий РЭС
Тема 2. Проектирование конструкций РЭС различного функционального назначения
Тема 3. Системы автоматизированного проектирования (САПР)
Тема 4. Основы теории надежности РЭС
Тема 5. Основы защиты РЭС от воздействия внешних влияющих факторов
Тема 6. Базовые технологические процессы производства РЭС
Заключение (в рамках темы 6)
Зачёт с оценкой

ЛИТЕРАТУРА:
Основная литература
Баканов Г.Ф., Соколов С.С., Суходольский В.Ю. Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств. Учебное пособие. - М.: Издательский центр «Академия», 2009.
Великанов В.В. Основы технологии и производства радиоэлектронной техники АСУ [Электронный ресурс]: учебное пособие / В. В. Великанов и [др.]. – Тверь: ВА ВКО, 2018. URL: http://ibook.akademy.org/book/194.
Дополнительная литература
Демидюк Е.В., Чеховский В.Г. Основы общей теории РЭС. Конспект лекций. - Тверь: ВА ВКО, 2004 г.
Демидюк Е.В. Основы конструирования и технологии производства РЭС. Учебное пособие. - Тверь: ВА ВКО, 2006 г.
Сабунин А. Е. Altium Designer. Новые решения в проектировании электронных устройств. - М: СОЛОН-ПРЕСС, 2009.

ВЫВОДЫ:
1. Предметом изучения дисциплины научная и правовая базы конструирования, методы обеспечения заданного уровня надежности РЭС.
2. Изучаемая дисциплина обеспечивает освоение теории по основам конструирования и технологии производства радиоэлектронных систем, по применению методов расчета показателей надежности элементов радиотехнических систем, выбору элементной базы и конструкторских решений с учетом требований надежности, устойчивости к воздействию окружающей среды, электромагнитной совместимости и технологичности, что позволит эксплуатировать и поддерживать в боеготовом состоянии современные и перспективные образцы ВВСТ.

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К КОНСТРУИРОВАНИЮ РЭС.
ЭТАПЫ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ КОНСТРУКЦИЙ И ТЕХНОЛОГИЙ РЭС
Вопрос №2

Конструирование, являясь составной частью процесса разработки РЭС, представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных работ, при выполнении которых учитываются климатические, механические, радиационные и др. факторы. Учесть эти факторы при проектировании, а также грамотно и умело эксплуатировать современные РЭС может инженер, имеющий всесторонние знания в области конструирования радиоэлектронной аппаратуры
Под радиоэлектронным средством (РЭС) понимается изделие, в основу функционирования которого положены принципы радиотехники и электроники, предназначенное для формирования, приема и обработки сигналов высокой частоты и радиосигналов. По назначению радиоэлектронные средства подразделяются на радиотехнические (радиотехника), аудиотехнические (аудиотехника), видеотехнические (видеотехника) средства.

- изделие, в основу функционирования которой положены принципы радиотехники и электроники (ГОСТ Р 52003-2003)
– наука о методах построения устройств генерирования, излучения и приема электромагнитных волн.
– наука о методах построения устройств для записи, хранения и воспроизведения звуковых сигналов.
Классификация радиоэлектронных средств (РЭС) по назначению
Радиоэлектронное средство (РЭС)
Радиотехника
Аудиотехника

– наука о методах построения устройств для записи, хранения и воспроизведения сигналов, необходимых для формирования видеоизображения (ТV-системы).
Видеотехника

Классификация радиоэлектронных средств (РЭС) по функциональной сложности (ГОСТ Р 52003-2003)
– это радиоэлект-ронное средство, представляющее собой функционально законченную сборочную единицу, выполненную на несущей конструкции, которое реализует функцию преобразования сигнала и не имеет самостоятельного эксплуатационного применения (например усилитель, модулятор и т. п.).
Радиоэлектронный функциональный узел

Радиоэлектронный узел

– это радиоэлектронное средство, представляющее собой функционально законченную сборочную единицу, выполненную на несущей конструкции, и реализующее функцию передачи, приема, преобразования информации (например приемо-передающее устройство ЗРК).
Радиоэлектронное устройство

– это радиоэлектронное средство, представляющее собой совокупность функционально связанных радиоэлектронных устройств, обладающее свойством перестроения структуры в целях сохранения работоспособности и предназначенное для решения технических задач. К радиоэлектронным комплексам относятся ЗРПК «Панцирь», ЗРК «Оса», РЛС П-18 .
– это радиоэлектронное средство, представляющее собой совокупность функционально взаимодействующих автономных радиоэлектронных комплексов и устройств, образующих целостное единство, обладающее свойством перестроения структуры в целях повышения эффективности функционирования и предназначенное для решения технических задач. К радиоэлектронным системам относятся ЗРС «С-300», «С-400», «С-350» Витязь.
Радиоэлектронный комплекс
Радиоэлектронная система

Классификация
радиоэлектронных средств (РЭС)
РЭ система
РЭ
комплекс
РЭ
комплекс
РЭ
устройство
РЭ
устройство
РЭ
узел
РЭ
узел

Проектирование (РЭС)
Системотехническое
проектирование
Схемотехническое
проектирование
Конструкторское
проектирование
Технологическое
проектирование
Комплект конструкторской и технологической документации

Результат проектирования
РЭС (РТС)

Предмет изучения дисциплины –
методы конструирования
Конструкция РЭС – это комплекс различных по природе деталей, объединенных электрически и механически друг с другом, предназначенный для формирования, приема и обработки сигналов высокой частоты при заданных условиях и режимах эксплуатации.

Ме́тод (от др.-греч. Μέθοδος – путь исследования или познания, от μετά- + ὁδός «путь») – систематизированная совокупность шагов, действий, которые нацелены на решение определённой задачи, или достижение определённой цели.
3. Метод итераций (последовательного приближения)
1. Метод декомпозиции
2. Метод абстракции

5. Аналитический метод
6. Интуитивный метод.
7. Экспериментальный метод
8. Нау́чный ме́тод
9. Метод мозговой атаки (штурма)
10. Методы решения изобретательских задач
4. Методы дедукции и индукции

Совокупность однородных методов принято называть подходом.
Общим подходом при проектировании РЭС является системный подход.
Системный подход – это методологическое направление научного познания, в основе которого лежит исследование объектов как системы.
Признаками большой технической системы являются:
сложная внутренняя структура;
наличие внутренних связей в системе;
свойства системы шире, чем простая сумма свойств ее составляющих;
обязательное наличие связей с внешней средой.
Т.о , методологической основой проектирования конструкций и технологий РЭС является принцип системного подхода, который заключается в рассмотрении РЭС как большой технической системы с учетом взаимодействия внутренних элементов (структуры) и влияния внешних факторов.

Требования, учитываемые при проектировании РЭС

1. Моносхемный – вся электронная схема РЭС формируется в виде одной сборочной единицы (печатная плата, металлическое или диэлектрическое основание). Например, радиовещательные радиоприемники, а также не очень сложные бытовые радиоэлектронные приборы изготовлены на одной печатной плате.
Подходы,
используемые при конструировании РЭС:

2. Схемно-узловой – размещение схемы – на нескольких печатных платах, а объединение их между собой производят с помощью коммутационной платы и проводных жгутов. Высококачественные магнитофоны, радиоприемники выполнены с использованием нескольких печатных узлов (печатных плат), каждый из которых выполняет определенную функцию (усилитель низкой частоты, усилитель мощности, усилитель высокой частоты и т. д.).
3. Каскадно-узловой – разделение схемы на каскады, не имеющие самостоятельных функций. Например, усилитель промежуточной частоты, у которого каждый каскад оформлен в виде отдельного узла.
4. Модульный – соединение с помощью одного канала основных функциональных узлов.
Подходы,
используемые при конструировании РЭС:

5. Блочно-узловой
Подходы,
используемые при конструировании РЭС:

6. Функционально-узловой
Подходы,
используемые при конструировании РЭС:

СТАДИИ РАЗРАБОТКИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ (ГОСТ 2.103-2013)

СТАДИИ РАЗРАБОТКИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ (ГОСТ 2.103-2013)

ВЫВОДЫ:
1. Методологической основой проектирования конструкций и технологий РЭС является принцип системного подхода, который заключается в рассмотрении РЭС с учетом взаимодействия внутренних элементов и учетом влияния внешних факторов.
2. При конструировании РЭС, в первую очередь, учитываются тактико-технические, экономические требования, требования по надёжности к РЭС, технология производства, а так же факторы, имеющие различную физическую природу.
3. Государственный стандарт устанавливает 5 этапов разработки РЭС –техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочая документация.

1. Изучить:
Л.1/о с.92-111, ЭЛ.2/0 м. 1.1.
2. Отработать:
конспект лекции. Изобразить в конспекте рисунки по лекции!
3. Быть готовым: к семинару №1 «Методологические проблемы анализа и синтеза РЭС».
ЗАДАНИЕ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ ПОДГОТОВКУ

Что является предметом изучения ОКТП РЭС?
Укажите классификацию РЭС по функциональной сложности?
Что является методологической основой проектирования конструкций и технологий РЭС?
Какие факторы учитываются при конструировании РЭС?
Указать основные этапы (стадии) разработки РЭС?
Контрольные вопросы
на самостоятельную работу:

Радиоэлектронный узел

В ходе самостоятельной подготовки :
1. Изучить:
ЭЛ.1/о м.1.1.;
л.2/о с.52-71; 82-92;
л.2/д с.27-40;
л.3/д с.10-28.
2. Отработать:
конспект лекции. Изобразить в конспекте рисунки по лекции!
3. Быть готовым: : к практическому занятию № 1 «Расчет режимов и характеристик генератора с внешним возбуждением».
ЗАДАНИЕ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ ПОДГОТОВКУ

Радиоэлектронное устройство