ВИДЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
При обслуживании и ремонте РЭА широко используется разнообразная техническая документация, которая включает описания, инструкции и др. Описания и инструкции содержат необходимый материал, позволяющий изучить принцип работы данного устройства, взаимодействие его узлов и блоков. В них приводятся также указания о настройке, правилах эксплуатации и ремонте. Описания и инструкции дополняются схемами, чертежами, фотографиями, рисунками, диаграммами и графиками.
Виды и типы схем установлены ГОСТ 2.701—76. В зависимости от видов комплектующих элементов и связей между ними схемы подразделяются на следующие виды: электрические, кинематические, гидравлические, пневматические, оптические. В документации для РЭА наиболее широко применяются электрические схемы, которые по основному назначению подразделяются на следующие типы: структурные, функциональные, принципиальные, схемы соединений (монтажные), схемы подключений и др.
Структурной называется схема, которая определяет основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи. Функциональные части (узлы или блоки) на структурных схемах изображают в виде прямоугольников или квадратов, внутри которых пишут названия частей (рис. 1.1).
Вместо названий над изображениями функциональных частей или справа от них можно проставлять порядковые номера. В таких случаях содержание пронумерованных функциональных частей и взаимодействие между ними указывается в описании. Структурная схема используется для общего ознакомления с той или иной РЭА.
Функциональная схема в отличие от структурной более детально раскрывает структуру устройства, разъясняет определенные процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях или устройстве в целом. На функциональных схемах (рис. 1.2.) допускается помещать поясняющие надписи
диаграммы или таблицы, в характерных точках указывать параметры (значения токов или напряжений, частот сигналов, полярности импульсов и т. п.).
Функциональные схемы используются для изучения принципа работы конкретных устройств РЭА, а также при их наладке, контроле работоспособности и ремонте.
На принципиальной схеме изображаются все элементы РЭА и связи между ними. Если в РЭА используются интегральные микросхемы (ИМС), представляющие собой законченные функциональные устройства (усилители, логические элементы и др.), то элементы, расположенные внутри ИМС, на принципиальной схеме не приводятся, а дается лишь условное графическое обозначение ИМС.
Принципиальные схемы служат основанием для разработки других конструкторских документов: монтажных схем, чертежей и т. д. Кроме того, ими, так же как и функциональными, пользуются для изучения принципа работы устройств, при наладке, регулировке и ремонте РЭА.
Монтажные, или схемы соединений,— это схемы, которые показывают связи всех элементов и устройств РЭА. С помощью этих схем определяют провода, жгуты и кабели, которыми осуществляются соединения в РЭА. Для облегчения работы с монтажными схемами иногда данные о проводах, жгутах и кабелях, точках их подключения, ввода и вывода сводят в «Таблицу соединений».
Чертежи являются основным техническим документом для изготовления различных деталей и их сборки. Они выполняются на листах бумаги стандартных форматов по определенным правилам, устанавливаемым стандартами ЕСКД СССР и СЭВ. В большинстве случаев детали на чертежах изображаются не в натуральную величину, а в определенном масштабе.
При изучении конструкций отдельных элементов РЭА, расположения органов регулировки и настройки иногда пользуются фотографиями и рисунками с их изображением.
Графики и диаграммы служат для более глубокого изучения принципа работы РЭА и физических процессов, происходящих в ее узлах.
ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЭА
Элементы РЭА.Все элементы РЭА можно разделить на две группы: активные и пассивные. К активным относятся элементы, осуществляющие преобразование электрических сигналов с одновременным увеличением их энергии или мощности. Активными элементами являются биполярные и полевые транзисторы, электронно-управляемые лампы, полупроводниковые и другие приборы, принцип действия которых основан на использовании квантово-механического туннельного эффекта или на управлении перемещением электрических или магнитных доменов в кристаллах и тонких пленках. В пассивных элементах преобразование сигналов происходит без увеличения их энергии и даже с частичной ее потерей. В зависимости от выполняемой функции пассивные элементы подразделяются на следующие группы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности (дроссели, трансформаторы) и соединяющие проводники и пленки.
Резисторы. Это наиболее распространенные детали РЭА. На долю резисторов приходится от 20 до 50 % общего числа элементов. Принцип работы резисторов основан на использовании свойств различных материалов оказывать сопротивление электрическому току. Основными параметрами резисторов являются: номинальное сопротивление, допуск, номинальная мощность рассеяния, максимальное рабочее напряжение, стабильность сопротивления.
Номинальное сопротивление R (значение сопротивления резистора, обозначенное на корпусе резистора или в сопроводительной документации) выражается в омах (Ом), килоомах (кОм), мегаомах (МОм) и т. д. Значения номинальных сопротивлений стандартизированы и определяются шестью рядами: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Числовые коэффициенты первых трех наиболее употребительных рядов приведены в табл. 1.1. Номинальное сопротивление получают умножением числового коэффициента на , где n — целое положительное или отрицательное число или нуль.
Максимально допустимое отклонение реального сопротивления резистора от его номинального значения, выраженное в процентах, называется допуском. Допуски, как и номинальные сопротивления, нормированы и определяются классом точности, устанавливающим величину производственной погрешности. Наиболее употребительными являются три класса точности: I класс соответствует допуску ±5 %; II класс — ± 10; III класс — ±20 %. Прецизионные резисторы изготовляются с допусками: ±2 %; ±1; ±0,5; ±0,2; ±0,1; ±0,05; ±0,02; ±0,01 %.
Под номинальной мощностью рассеяния Рном понимают наибольшую мощность, создаваемую протекающим через резистор током, при котором он может длительное время работать, сохраняя свои параметры. Резисторы выпускаются с номинальной мощностью рассеяния 0,01; 0,025; 0,05; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10 Вт и более.
Максимальное рабочее напряжение — это максимальное напряжение, приложенное к резистору, при котором еще не возникает электрического пробоя.
Стабильность сопротивления резистора характеризуется в основном температурным коэффициентом сопротивления ТКR, который определяется выражением
TKR может быть положительным, отрицательным или равным нулю.
По материалу изготовления резистивной области различают проволочные и непроволочные резисторы, а в зависимости от возможности изменения сопротивления они бывают нерегулируемые (постоянные), регулируемые (переменные) и подстроечные.
Из различных нерегулируемых резисторов в радиоэлектронной аппаратуре наибольшее распространение получили резисторы типов ВС (высокостабильные углеродистые), МЛТ (металлизированные лакированные теплостойкие), УЛМ (углеродистые лакированные малогабаритные), МТ и С2-6 (металлооксидные тепло-стойке).
В регулируемых резисторах можно изменять сопротивление от нуля до значения, указанного на корпусе этих резисторов. По виду зависимости сопротивления между начальным выводом токопроводящей части и подвижным контактом (движком) от угла поворота а оси различают регулируемые резисторы типа А — с линейной зависимостью, типа Б — с логарифмической и типа В — с показательной зависимостью (рис. 1.3, а).
Для регулирования стереобаланса двухканальных усилителей стереофонических устройств используются переменные резисторы с функциональными характеристиками типа Е и И (рис. 1.3, б).
Подстроечные резисторы отличаются от регулируемых тем, что не имеют выступающей оси, скрепленной с подвижным контактом. Изменение сопротивления между подвижным контактом и концами токопроводящего слоя осуществляется в подстроечных резисторах с помощью отвертки.
На электрических схемах резисторы обозначаются прямоугольниками. Внутри прямоугольников для нерегулируемых резисторов (рис. 1.4, а — ж) условными знаками указывается номинальная рассеиваемая мощность, а для регулируемых (рис. 1.4, з, и) и подстроечных (рис. 1,4 к, л) она не приводится.
Особую группу составляют полупроводниковые резисторы, к которым относятся терморезисторы, фоторезисторы, варисторы и тензорезисторы.
Терморезисторы — это резисторы, сопротивление которых существенно зависит от температуры. Терморезисторы с отрицательным ТКR называют термисторами, а с положительным ТKR — позисторами. Терморезисторы широко применяются для стабилизации режима полупроводниковых устройств, в качестве датчиков температуры в аппаратуре теплового контроля и т. п.
К фоторезисторам относятся полупроводниковые резисторы, сопротивление которых определяется их освещенностью.
Варисторы — это полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения. Они имеют нелинейную вольт-амперную характеристику (рис. 1.5).
Одним из основных параметров варистора является коэффициент нелинейности X, определяемый как отношение сопротивления постоянного тока R к сопротивлению переменного тока r:
Для различных типов варисторов = 2...6.
Варисторы применяются в маломощных стабилизаторах напряжения, автоматических регуляторах усиления, устройствах автоматической регулировки полосы пропускания и т. д.
Тензорезисторы — это полупроводниковые резисторы, в которых используется зависимость электрического сопротивления от механических деформаций. Они изготовляются с номинальным сопротивлением от нескольких десятков ом до нескольких килоом и по характеру зависимости сопротивления от прикладываемого механического воздействия делятся на линейные и нелинейные.
Основным параметром тензорезисторов является коэффициент тензочувствительности К, представляющий собой отношение относительного изменения сопротивления к относительному изменению длины тензорезистора:
Условные обозначения полупроводниковых резисторов показаны на рис. 1.6. |
У тензорезисторов из полупроводника р-типа К > 0, а у тензорезисторов из полупроводника n-типа К < 0. Значения коэффициента тензочувствительности для различных тензорезисторов находятся в пределах от -150 до +200.
Конденсаторы.Пассивные элементы РЭА, предназначенные для создания в электрической цепи требуемого значения электрической емкости, называются конденсаторами. Они применяются для разделения постоянной и переменной составляющих тока и в электрических фильтрах, для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения и для уменьшения электрической связи между каскадами. С катушками индуктивности конденсаторы образуют колебательные контуры, которые широко используются в различных радиоэлектронных устройствах.
Принцип работы конденсатора основан на его способности накапливать заряд на своих обкладках, если к ним приложено напряжение.
Конструктивно конденсатор представляет собой устройство, состоящее из двух или более электропроводящих пластин (обкладок), разделенных тонким слоем диэлектрика. В качестве диэлектрика используются твердые органические (бумага, пленки) и неорганические (слюда, керамика, стекло) вещества, жидкости и газы. Особую группу образуют оксидные (электролитические) конденсаторы, в которых роль диэлектрика выполняет тонкая оксидная пленка. Большинство оксидных конденсаторов являются полярными и требуют соблюдения полярности подключения выводов. Нарушение этого условия значительно ухудшает свойства конденсаторов и может привести к выходу их из строя.
По характеру изменения емкости конденсаторы подразделяются на конденсаторы постоянной емкости, или нерегулируемые, конденсаторы переменной емкости (переменные и полупеременные, или подстроечные) и саморегулируемые.
Конденсаторы постоянной емкости характеризуются постоянными площадью перекрытия пластин (обкладок) и расстоянием между ними.
У конденсаторов переменной емкости (КПЕ) площадь перекрытия пластин (обкладок) или расстояние между пластинами не остаются постоянными, а могут изменяться. Неподвижные пластины называются статорными, подвижные — роторными. В РЭА широко применяются блоки КПЕ, состоящие из двух, трех и более КПЕ, механически связанных друг с другом . Разновидностью КПЕ являются подстроенные конденсаторы. Их емкость можно изменять лишь с помощью отвертки или другого инструмента.
В саморегулируемых конденсаторах емкость изменяется под действием приложенного к конденсатору напряжения. Диэлектриком в этих конденсаторах служит материал из специальной керамики — сегнетоэлектрик. Такие конденсаторы называют варикондами.
К саморегулируемым конденсаторам относятся и полупроводниковые диоды, называемые варикапами. В основу действия варикапа положена зависимость емкости полупроводникового диода от приложенного к нему обратного напряжения.
Условные графические обозначения конденсаторов приведены на рис. 1.7.
Эксплуатационные свойства конденсаторов оцениваются следующими основными параметрами: номинальной емкостью, выражаемой в пикофарадах (пФ), нано-фарадах (нФ) и микрофарадах (мкФ); допустимым отклонением емкости конденсатора от номинальной, или допуском; номинальным рабочим напряжением и темпе-ратуоным коэффициентом емкости ТКС:
Катушки индуктивности.Катушками индуктивности называют пассивные элементы РЭА, основным свойством которых является эффект преобразования энергии электрического тока в энергию магнитного поля и обратно. Этот эффект используется для создания реактивного сопротивления переменному току, осуществления связи между цепями через магнитный поток и других целей.
Основными параметрами катушек индуктивности являются индуктивность, добротность и температурный коэффициент индуктивности ТКL.
Индуктивность катушки выражается в генри (Гн), миллигенри (мГн) или микрогенри (мкГн). Значение индуктивности зависит от конструкции катушки и возрастает при увеличении размеров и числа ее витков. Введение в катушку сердечника из магнитно-диэлектрических материалов (феррита, альсифера, карбонильного железа, магнетита) увеличивает ее индуктивность, а из диамагнитных материалов (меди, латуни, алюминия) —уменьшает. Это явление используется для регулировки индуктивности.
Добротность катушки Q равна отношению ее реактивного сопротивления к активному: . Добротность катушки повышается при введении сердечника из карбонильного железа, альсифера или феррита.
Температурный коэффициент индуктивности ТКL определяется как относительное изменение индуктивности при изменении температуры на один градус:
Он зависит от материала, из которого выполнен каркас катушки, типа намотки и конструктивных особенностей катушки.
Катушки индуктивности в отличие от конденсаторов и резисторов являются нестандартными элементами. Они рассчитываются и изготовляются для конкретных устройств РЭА (дросселей, трансформаторов и др.).
На рис. 1.8 показаны условные графические обозначения катушек индуктивности.