Глава 10. Электронное оборудование и его производство
Электронное оборудование САС в основном будет состоять из 4-х групп аппаратуры: 1) систем ЧПУ и программных контролеров станков, роботов, другого оборудования, 2) систем технического зрения сборочных и других робототехнических средств, 3) управляющих ЭВМ, 4) банков данных и программ.
В народном хозяйстве применяются системы ЧПУ 3-х классов: 1) класса NC — построенные на базе специальных блоков с жесткой реализацией первоначально заложенных в них функций; 2) класса CNC — на базе максимального использования стандартных средств вычислительной техники (мини- и микро-ЭВМ), характеризуется мягкой логикой с возможностью изменения функций путем перепрограммирования; 3)класса MPST — децентрализованные мультипроцессорные системы, содержащие большое число вычислителей (микропроцессоров) и являющиеся дальнейшим развитием систем, обладает максимальной скоростью и универсальностью, облегчают программирование. Системы класса NC — просты, надежны, но требуют специальных методов программирования и узкоспециализированы под конкретное оборудование, что затрудняет их серийное производство. Системы класса CNC и MPST — напротив, программируются общепринятыми способами, могут быть переналажены на различные типы станков и машин, состоят из типовых микросхем., выпускаемых большими сериями.Но достигается все это огромной аппаратной избыточностью (т.е. большая часть элементов микросхем — транзисторов и т.д. не используется). В САС могут быть использованы системы ЧПУ всех трех классов, удовлетворяющие требованиям высокой надежности (наработка на отказ), необходимой дискретности и скорости управления приводами, способностью управления требуемым числом координат и вспомогательных функций (сменой инструмента, заготовок и т.д.), в т.ч. с элементами адаптивной связи (контроль износа инструмента, размеров обрабатываемой детали и т.д.).
Одной из наиболее совершенных отечественных систем ЧПУ класса CNC, которая может быть применена на первых этапах создания САС, является СЧПУ «Электроника МС2101», состоящая из 3-х микроЭВМ (или 2-х), одновременно управляющая 4-мя координатами, осуществляющая интерполяцию типа линейной, круговой, винтовой, полной окружности, имеющая дискретность задания размеров — 0,001 мм, скорость рабочих подач — 0,1-15000 мм/мин., потребляемая мощность — 0,36 кВт, масса — 100 кг, наработка на отказ — 5000 час., стоимость (модель МС2101.05.01 для токарного обрабатывающего центра) — 12460 руб. в ценах 1991 г. Различные модификации этой системы ЧПУ применяются в обрабатывающих центрах (в т.ч. типа ИР800МФ4, ИР500МФ4, ИР320МФ4), в токарных станках, роботах и т.д. На основе СЧПУ «МС2101» в ЛГТУ разработана СЧПУ ЧС.02 для использования в проекте «КИБЕР».
Аппаратная часть каждой из микро-ЭВМ СЧПУ «МС2101» включает в себя один однокристальный процессор К1801ВМ1Г (содержащий 200 тыс. элементов) и ОЗУ емк. 32 слов на 32 шт БИС типа КР655РУ6 (по 16 кбит и 64 тыс. элементов в каждой). В общей сложности только в перечисленных БИС (в расчете на всю СЧПУ) содержится: 3×(200+5х120+32х64) = 8544 тыс. элементов, а с учетом других микросхем не менее 10 млн. элементов (транзисторов и т.д.) на одну систему.
Однако не обязательно ЧПУ современного станка или обрабатывающего центра должно иметь такое мощное аппаратное обеспечение.
Сравнительный анализ различных систем ЧПУ, сделанный отдельными специалистами (Кошкин В. Л. и другие) показывает, что современные системы класса CNC (ЧПУ на основе микро-ЭВМ) и класса MPST (мультипроцессорные ЧПУ), построенные на стандартных БИС, обладают значительной аппаратной избыточностью. Их предшественники — системы класса NC (ЧПУ на основе специальных блоков), при тех же технических характеристиках (дискретность, скорость перемещения, число координат и т.д.) требуют в 750-240000 раз меньше электронного оборудования (в пересчете на число транзисторов и других элементарных компонентов), чем системы CNC и NC.1 Например, общее число транзисторов в ЧПУ «Дельта-122» (для токарной обработки особо сложных деталей) — 173400, ЧПУ «Дельта-386» (для 8-координатных спецстанков) — 56500, ЧПУ МГА NC-АТ (по основным характеристикам превосходящая японскую систему «Фанук-ОТ») — 95860, ЧПУ «Контур 2М 1104» (для обрабатывающих центров) -. 2 При создании элементной базы этих ЧПУ на специальных БИС. можно сократить стоимость 1 управляемой координаты до 100-500 руб. вместо 5000-10000 руб. в системах класса CNC и MPST в ценах 80-ых годов. В связи с этим можно допустить возможность изготовления всего ЧПУ класса NC на 1 кристалле СБИС со средним содержанием 100 тыс. компонентов. Для 100 систем ЧПУ потребуется тогда 100 тыс. шт СБИС с 10 млн. компонентами.
Большинство серийно выпускаемых СТЗ состоят из: 1) телевизионной камеры на базе видикона или ПЗС-матрицы; 2) блока предварительной обработки изображений; 3) персональной ЭВМ для обработки изображений; 4) алфавитно-цифрового дисплея с клавиатурой для работы с СТЗ; 5) видеоконтрольного устройства (ВКУ, монитор) для воспроизведения изображений. Иногда персональная ЭВМ отсутствует, и вся обработка производится в блоке предварительной обработки изображений. Средняя цена выпускаемых СТЗ — 30 тыс. дол., но есть и стоимостью 5-8 тыс. дол. (например, НS-1000/-2000/-3000/-4300 фирмы Ham Industries Inc. или Series 2000 и Model 4200 фирмы Octek.)3
Важнейшими характеристиками СТЗ являются размещающая способность, число градаций и быстродействие. Обычно для заводских операций оказывается достаточным разрешение до 512х512 элементов и число градаций — до 256. Требования по быстродействию, как правило, предполагают обработку десятков и даже сотен изображений в минуту, что требует большой вычислительной мощности СТЗ. Например, при размере изображения 512х512 элементов, числе градаций 256 и быстродействии — 10 изображений в секунду, СТЗ должна переработать 2,5 Мбайт информации — за 1 сек. Высокое быстродействие достигается за счет: перехода к обработке двухградиентных изображений; обработке не полных изображений, а лишь отдельных фрагментов; использование быстродействующих алгоритмов; применения быстродействующих ЭВМ.
Большинство современных СТЗ имеют разрешение — 256х256 элементов и много градаций (82% всех СТЗ в 1990 г.). Причем среди последних преобладают системы, которые много градаций яркости используют только при операции ввода изображения. После этого на основании гистограммы распределения яркости элементов изображения аппаратно или программно выбирается порог бинаризации, изображение преобразуется в бинарное и вся дальнейшая обработка идет на бинарном изображении. СТЗ, полностью обрабатывающие многоградационное изображение применяются редко. Обычно к СТЗ подключается одна телевизионная камера, но некоторые СТЗ допускают работу с несколькими камерами (например, Autovision II и Autovision IV фирмы Automatik Inc. — до 8 и 16 камер соответственно). С помощью коммутатора телевизионные камеры переключаются, и обработка изображения производится последовательно с различных камер. Многокамерные СТЗ наиболее эффективны при сборке, т.к. позволяют наблюдать рабочую позицию с нескольких сторон одновременно. Например, одна телекамера жестко закреплена для общего обзора, а вторая крепится на схвате робота.
Среди телевизионных камер СТЗ наиболее распространены ПЗС-матрицы (78% всех СТЗ в 1990 г.), менее — передающие телевизионные трубки (видиконы) (11%) и фотодиодные матрицы (11%). ПЗС-матрицы представляют собой полупроводниковую подложку, покрытую тонким слоем окисла, на которую нанесена система электродов.
Современные системы технического зрения (СТЗ) стоят от 100 тыс. дол. (Robovision II-V фирмы «Automatik» с разрешением 512х512 и 64 градациями яркости) до 12-16 тыс. дол. (модель фирмы Intelledex Inc. с разрешением 256х256 и 64 градациями яркости).4 Фирма International Robomation/Intelligence выпускает СТЗ с разрешением 256х256 элементов при 256 уровнях квантования видеосигнала и включает в себя 3 основных части: центральный микропроцессор МС68000 (с частотой генерации 12 МГц, быстродействием ок. 1 млн. опер./сек., ОЗУ — 64 кбайт, ПЗУ — 16 кбайт), блок оцифровки и предварительной обработки изображений и сопроцессор (с конвейерной структурой, быстродействием до 20 млн. опер./сек., ОЗУ — 32 кбайт). Базовый вариант СТЗ (центральный процессор и платы оцифровки и предобработки) стоит 4995 дол.5 В печати упоминалось о разработке фирмой Colhe Robotics СТЗ COLVIS стоимостью всего 400 ф. ст. (но разрешение их только 64х64 элемента).6 Главным направлением удешевления СТЗ является разработка специальных СБИС для параллельной обработки видеоинформации. С этой целью в Stanford Univ. (США) разрабатываются универсальные СБИС на N-канальных МОП-транзисторах для параллельной реализации алгоритмов технического зрения. Каждому элементу изображения будет поставлен свой отдельный процессор. В качестве функционального прототипа использования ЭВМ КС-10 фирмы ДЕС (производительностью 8,7 млн. опер./сек. 8-разрядных чисел). Для получения такой производительности потребуется разместить на 1 плате 16384 процессора, выполняющих по 530 опер./сек. при тактовой частоте 4,2 кГц.7
Отечественными специалистами С. Е. Решетниковым и Г. С. Рычковым выполнен расчет такой матричной системы процессоров на одной СБИС. Каждому элементу изображения будет соответствовать ячейка СБИС, состоящая из фотоприемника (фотодиода, фотосопротивления, фототранзистора), элементарного процессора аналого-цифрового преобразователя. Число транзисторов в процессоре (ЭП), состоящим из сумматора (С), 2-х регистров ввода и вывода информации в сумматор (Р), памяти для хранения информации из соседних ячеек (П), комбинированной логической схемы (Л), устройства ввода-вывода информации в соседние ячейки, определяется по формуле:
где lmin.- минимальный размер элемента (ширина линии), k — коэффициент между элементами в схеме, nг- число градаций яркости, a — число соединений с соседними ячейками (если с 4-мя, то a=1, если с 8-ью, то a=2), — число транзисторов в логической схеме.
При k=4, nг=100, Nk=10 число транзисторов в процессоре составит ок. 500.
Кроме того, аналогово-цифровой преобразователь, состоящий из компаратора и усилителя потребует 10-15 транзисторов.
При lmin.=0,5 мкм площадь элементарного процессора составит 113 мкм². При использовании фокусирующего растра микролинз или матрицу линз Френкеля, полученных с помощью микроэлектронной технологии, можно уменьшить площадь фотоприемника до нескольких мкм². Тогда на кристалле размером 5х5 мм можно будет разместить 18 тыс. ячеек, т.е. матрицу с разрешением» 140х140.8 Из комбинации СБИС можно будет создать СТЗ с высоким размещением и обработкой зрительной информации в реальном масштабе времени при низкой стоимости. Для СТЗ с разрешением 500х500 (250 тыс. ячеек) потребуется 14 СБИС по 18 тыс. ячеек .
Потребность в мощностях управляющих ЭВМ оценим по литературным данным о заводах-автоматах и ГПС. Из таблицы №18 видно, что для управления отечественными гибкими производственными системами требовались вычислительные мощности в десятки раз меньше, чем у одной современной ПЭВМ.
Нагрузки на управляющие ЭВМ некоторых ГПС.9
| ГПС | Кол-во оборудования (ед.) основных прочее станков | Тип управляющей ЭВМ | Произво-дитель-ность, млн. опер в сек. | Емкость ОЗУ, Мбайт | Внешняя память, Мбайт |
| 1) АСК-100 | «Электроника 60» | 0,23 | 0,3-4 | ||
| 2) АСК-10 | М-6000 | ||||
| 3) АСК-11 | М-6000 | ||||
| 4) АСК-20 (Талка-500) | СМ-2 | ||||
| 5) АСК-20 | СМ-1420 | ||||
| 6) АСК-30-1 | СМ-1 | ||||
| 7) АСК-30-2 | СМ-1406 | ||||
| 8) На Нелидовском заводе гидропрессов | СМ-1 | ||||
| Продолжение таб.№..18. | |||||
| 9) На Нелидовском заводе гидропрессов | СМ-1 | ||||
| 10) На ПО «Марий-ский машзавод» | Электроника 60 модели 15ВУМС | 0,23 | 0,3-4 | ||
| 11) На Раменском заводе «Техноприбор» | Электроника 60 модели 15ВУМС | 0,23 | 0,3-4 | ||
| 12) На Орловском заводе тракторных прицепов | СМ-1 | ||||
| 13) АСВ-22 | М6000 | ||||
| 14) АСВ-21 | М6000 | ||||
| 15) АСВ-25 | СМ1 | ||||
| 16) АСВ-201 | СМ1406 |
В Японском проекте завода-автомата (1977 г.), имеющего некоторые черты самовоспроизводящейся. системы (частично реализованного в 1984 г. в г. Цукуба) был предусмотрен следующий состав управляющих ЭВМ разных уровней и функций:Таблица№19
| Число ЭВМ | Общий объем памяти внутренний внешней | |
| I) Управление в целом для внешней связи банк данных связь «человек и машина» | 4 Мбайт 24 Мбайт 4 Мбайт | 200 Мбайт 1200 Мбайт 200 Мбайт |
| II) Фирма управление заводом составление производственного плана проектирование | 4 Мбайт 4 Мбайт 4 Мбайт 12 Мбайт | 400 Мбайт 1000 Мбайт 2000 Мбайт 6000 Мбайт |
| Итого (I-II) | 56 Мбайт | 21800 Мбайт |
| III) Составление программ | 640 тыс. слов | — |
| IV) Управление заводом | 576 тыс. слов | — |
| V) Управление оборудованием | 1056 тыс. слов | — |
| VI) Регуляторы (для отдельных единиц оборудования) | 520 тыс. слов | — |
| Итого (III-VI) | 2792 тыс. слов10 | — |
Масштабы данного завода-автомата и его производственная программа соответствует обычному заводу с 800 занятыми. Данный объем вычислительной техники можно считать достаточным для САС с избытком, т.к. часть функций (составление программ, проектирование изделий и т.д.) будет выполняться вне САС. Стремительный прогресс в области вычислительной техники привел к тому, что одна современная персональная ЭВМ имеет мощность выше всех ЭВМ этого завода. Например, ПЭВМ с процессором Пентиум III, 600 МГц с ОЗУ — 256 Мбайт и внешней памятью — 27 Гбайт, цена 1,8 тыс. дол. (в конце 1999 г.). Отдельный накопитель на жестком диске емкостью 27 Гбайт стоил от 257 дол. (есть диски емк. до 70 Гбайт).
Современная ПЭВМ содержит примерно ок. 60 микросхем (в т.ч. процессор Пентиум III с 9,5 млн. транзисторов), 200 пассивных элементов (резисторов, конденсаторов и т..), 40 разъемов (в материнской плате с процессором и ОЗУ).
Оценить потребность САС в системах хранения управляющих программ, баз данных и других массивов информации, необходимой для самовоспроизведения, даже приблизительно сложно. По данным американского проекта лунного самовоспроизводящегося комплекса для его полного технического описания и программы воспроизведения потребуется колоссальный объем информации — бит или 1250 млрд. байт.11 К сожалению, не приводятся данные о структуре и методике подсчета этой величины. Поэтому мы попробуем сделать свою оценку объема программного обеспечения отдельных производственных процессов применительно к САС, состоящей из 100 ед. оборудования из 1 млн. ед. оригинальных деталей. Ограничимся тремя наиболее информационноемкими для САС процессами: 1) механообработкой, 2) сборкой и монтажом, 3) литографическим формированием рисунка микросхем.
На практике среднее число кадров в управляющей программе обработки одной детали на станке с СПУ колеблется от 120 для токарных станков до 600 для обрабатывающих центров.12 Для одной из современных отечественных ЧПУ «Электроника МС2101.01», работающей с форматом кадра: N4G2X+ 053Y+053Z+053A+053I+053J+053K+053R+053Q+053F051D2H2S04T4B4M2L4 13 длина кадра составляет 145 байт. Если предположить, что средняя продолжительность механообработки одной детали на САС составит 360 кадров программы , а ее емкость — 52200 байт (360х145), то для САС, содержащей 1 млн. оригинальных деталей, потребуется для хранения программ механообработки емкости накопителей равные 52,2 млрд. байт.
Для оценки потребности в программном обеспечении сборки и монтажа мы располагаем только разрозненными сведениями по отдельным экспериментам роботизированной сборки небольших узлов и изделий. В частности, в экспериментах по сборке масляного насоса с помощью двух роботов УЭМ-2 (управляемых от мини-ЭВМ М6000), выполненным в ИПМ им. М. В. Келдыша АН СССР, использовался следующий объем программного обеспечения (количество слов): 14Таблица№20
| Объем памяти | Используемый массив |
| 1) Модуль задания и редактирования плана сборки | |
| 2) Модуль задания и редактирования планов сборочных операций | |
| 3) Модуль задания и редактирования планов условий | |
| 4) Модуль задания и редактирования контуров движения | |
| 5) Модуль задания и редактирования коэффициентов следящей системы | |
| 6) Модуль управления автоматической сборкой | |
| Итого |
Всего для сборки потребовались программы и массивы данных объемом 71700 16-разрядных слов или 143,4 тыс. байт. Если учесть, что масляный насос состоял из 17 деталей, то в расчете на 1 деталь пришлось 8,4 тыс. байт. Если принять такую же пропорцию в среднем для САС, тогда можно предположить, что для сборки 1 млн. деталей потребуется 8,4 млрд.. байт программного обеспечения. Но эта оценка заниженная, т.к. на учитывает манипуляции со сложными и крупными деталями, общую сборку и монтаж оборудования и т.д. Кроме того, здесь не учтены особенности работы роботов с системами технического зрения. Наличие последних потребует выделения большого объема носителей информации для хранения эталонных изображений деталей, программ обработки изображения и т.д. В частности, если предположить, что изображение каждой детали будет храниться в виде одного черно-белого кадра с разверткой 512х512 элементов и 256 степенями градации яркости, то для 1 млн. деталей потребуется хранить байт информации, что в 31 раз превышает первоначальную оценку. Поэтому можно расценивать как минимальную потребность в информационном обеспечении сборки и монтажа объем приблизительно равный 300 млрд. байт.
Для управления электроннолучевой литографической установкой непосредственного формирования рисунка микросхемы необходимый объем входных данных определяется: объемом данных, характеризующих положение элемента рисунка (не менее 32 бит для определения положения по 2-м координатам(, размерами элемента (не менее 20 бит для 2-х сторон прямоугольного элемента), данными о погашении луча (2 бита) и о выборе управляющих команд (10 бит для выбора 1 команды из 6) и в итоге составляет 60. 70 бит на один прямоугольный элемент микросхемы 15 или 8-9 байтов. Обычно для СБИС требуется не менее 8-10 операций литографии. Если исходить из того, что микросхемы каждого ЧПУ (класса CNC или MPST) будут содержать ок. 10 млн. элементов (транзисторов и т..), ПЭВМ — примерно 50 млн. элементов, одна СТЗ (с матричной системой процессоров 512х512) — около 135 млн. элементов, то общее количество разных элементов микросхем для САС будет равно 200 млн. элементов (10+50+135), а с учетом другого оборудования — 250-300 млн. элементов. В этом случае емкость банка данных для микросхем будет равна: байт.
В целом по трем производственным процессам получаем цифру порядка 380 Гбайт. Если на остальные и неучтенные операции положить 50% от приведенной цифры, то общую потребность в информационном обеспечении грубо можно оценить примерно в 550-600 Гбайт.
Хранение такой информации в жестких магнитных дисках потребует ок. 20 накопителей емкостью по 27 Гбайт общей стоимостью 5 тыс. дол. Более низкой стоимостью обладают накопители на оптических дисках (необходимо ок. 1 тыс. дисков CD-ROM общей стоимостью ок. 500 дол или 100-40 дисков.DVD), но наличие в них арсенидгаллиевых полупроводниковых лазеров и сложной технологии копирования делает проблематичным организацию производства таких накопителей на САС.
В электронном оборудовании САС в больших количествах будут применяться кроме микросхем разнообразные активные и пассивные компоненты. Их количество возможно будет превышать число используемых микросхем и других полупроводниковых приборов. Так, например, в США в 1988 г. в среднем на 1 дол. потребленных (проданных) полупроводниковых приборов было потреблено (продано) 1,9 дол. других электронных компонентов, в т.ч. электровакуумных приборов — 0,16 дол. (более половины из них — телевизионные кинескопы), источников питания — 0.16 дол., СВЧ-компонентов — 0,03 дол., буквенно-цифровых индикаторов — 0,03 дол., переключателей и клавиатуры — 0,09 дол., соединителей — 0,28 дол., межсоединительных устройств (носители кристаллов, гнезда панелей корпусов и т.д.) — 0,05 дол., печатных схем — 0,40 дол., проводов и кабелей — 0,19 дол., магнитных компонентов (силовые трансформаторы, дроссели и т.д.) — 0,07 дол., пассивных фильтров и цепочек — 0,02 дол., кварцевых кристаллов — 0,02 дол., гибридных схем и модулей — 0.09 дол., реле — 0.05 дол., конденсаторов — 0,10 дол., резисторов — 0,08 дол., датчиков (давления, температуры, движения и т.д.) — 0,01 дол.16 В количественном выражении число полупроводниковых деталей, установленных в электронном оборудовании, значительно превышает количество микросхем. Ориентировочный для САС уровень и структуру различных электронных компонентов можно определить на примере отдельных видов оборудования. Так, например, управляющая система робота «Пума 600» (без учета управляющей ЭВМ DEC LSI-11 и блока памяти) содержит 1758 компонента, в т.ч.: 23 печатные платы, 248 микросхем (в т.ч. 6 микропроцессоров и 7 микросхем ППЗУ), 91 диод, 41 транзистор, 617 резисторов, 32 резисторных ячейки, 504 конденсатора, 66 потенциометров, 48 твердотельных реле, 48 штекеров, 26 колодок, 7 цифро-аналоговых преобразователя, 6 компараторов, 1 кварцевый генератор.17 Для САС с числом единиц программируемого управляемого оборудования равным 100 это будет означать наличие нескольких сотен тысяч электронных компонентов.
Однако существует долговременная тенденция сокращения общего числа компонентов (в т.ч. и пассивных) с ростом уровня интеграции микросхем. Широкое использование в электронном оборудовании САС сверхбольших интегральных схем может существенно сократить число других компонентов. Кроме того, использование в технологии производства микросхем на САС электроннолучевой литографической установки позволит «индивидуализировать» микросхемы, сделать их под заказ для каждого конкретного станка, робота и другого оборудования. Это даст возможность реализовать множество дополнительных функций в каждой цельной микросхеме, достигаемое сейчас путем комбинации нескольких типовых микросхем с промежуточными пассивными элементами и множеством соединений между ними (в промышленности выпускать индивидуальные микросхемы пока не рентабельно). Однако полное вытеснение пассивных компонентов полупроводниковой технологии маловероятно даже в отдаленном будущем. Поэтому их производство в случае полного самообеспечения САС должно быть обязательно организовано.
Самым массовыми электронными компонентами являются конденсаторы и резисторы. В радиоэлектронике применяются конденсаторы: 1) бумажные и металлобумажные; 2) пленочные и металлопленочные; 3) электролитические и оксидно-полупроводниковые; 4) тонкопленочные конденсаторы микросхем; 5) полупроводниковые; 6) конденсаторы переменной емкости (настроечные); 7) керамические; 8) слюдяные, стеклянные и стеклокерамические.
Изготовление бумажных, металлобумажных и слюдяных конденсаторов на САС исключено из-за отсутствия необходимых материалов. Керамические, стеклянные и стеклокерамические также вряд ли могут быть изготовлены на САС, т.к. обкладки их получают из серебра (вжиганием паст и т.д.) — дефицитного материала. Электролитические алюминиевые конденсаторы, обладающие высокой удельной емкостью, изготовляются по сложной технологии (щеточная зачистка, травление и электрохимическое оксидирование анодной алюминиевой фольги, намотка фольги с прокладкой и выводами в секцию с одновременной пропиткой электролитом, монтаж резиновой прокладки, электротренировка секции, промывка и сушка, монтаж в корпус, покрытие герметиком). Оксидно-полупроводниковые алюминиевые конденсаторы также трудновоспроизводимы на САС из-за сложной технологии изготовления (прессование анода из порошка алюминия, спекание анода в вакуумной печи при 1900°С, электрохимическое оксидирование анода в растворе ортофосфорной кислоты, промывка и сушка анодов, монтаж защитного экрана, гальваническое меднение контактного слоя, сборка).
Наиболее просты и совместимы с технологией других изделий для САС процессы изготовления следующих конденсаторов: 1) металлопленочных, 2) тонкопленочных и 3) полупроводниковых. Полупроводниковые конденсаторы изготовляются из тех же материалов и теми же способами, что и кремниевые микросхемы, но они не получили распространения из-за малой емкости (до 20 ПФ) и нестабильных параметров. Более высокие показатели имеют тонкопленочные конденсаторы, состоящие из ситалловой подложки (подложки из закристаллизованного стекла), двух алюминиевых обкладок и слоя диэлектрика между ними (из моноокиси кремния, нитрида бора и т.д.), проволочных выводов. Они изготавливаются на серийном оборудовании полупроводниковых производств по очень сходной технологии. На ситалловую подложку, обработанную аналогично кремниевой полупроводниковой пластине (шлифовка, полировка, промывка и т.д.), в установке вакуумного напыления наносятся последовательно нижний алюминиевый слой и верхний алюминиевый слой. Диэлектрический слой наносят методом пиролиза в плазме ВЧ-разряда. С помощью фотолитографической установки на верхнем алюминиевом слое формируют «окна», по которым наносят контактные площадки. После электротренировки подложку склайбируют и разделяют на отдельные секции. К секциям припаивают выводы и заливают (герметизируют) секции эпоксидным компаундом. В нашей стране по такой технологии выпускаются тонкопленочные конденсаторы К26-1 емкостью 10-750 ПФ и рабочим напряжением 16 В.18 Применительно к условиям САС контактные площадки и выводы конденсаторов желательно делать алюминиевыми и соединять их ультразвуковой сваркой. Для этого в составе оборудования «чистой» полупроводниковой комнаты может быть добавлена фотолитографическая установка упрощенной конструкции, чтобы не перегружать основное литографическое оборудование (электроннолитографическую установку и т.д.). Кроме одиночных конденсаторов по этой технологии могут создаваться сборки из большого числа конденсаторов, в т.ч. и с добавлением резисторов, изготовленных на ситалловой подложке по такой же технологии. При наложении подложек друг на друга возможно получение многослойных конденсаторных сборок большой емкости. Удельная емкость тонкопленочных конденсаторов (с диэлектриком из моноокиси кремния) равна 5000-15000 ПФ/см² площади обкладок.19 Это означает, что на подложке диаметром 35 мм можно сделать сборку конденсаторов общей емкостью почти до 100000 пФ (0,1 мкФ), а при наложении 10 подложек (толщиной ок. 0,3 мм) друг на друга можно получить сборку толщиной 3 мм, диаметром 35 мм (объемом ок. 3 см³) и емкостью 1 мкФ (или 0,33 мкФ/см³). Это значительно меньше удельных емкостных характеристик электролитических конденсаторов (например, конденсатор К50-16 емкостью до 10000 мкФ имеет диаметр 34 мм, высоту 90 мм, массу 150 г, объем 81,7 см³ 19 или 122 мкФ/ см³, т.е. в 366 раз больше, чем тонкопленочная сборка), но более простая технология изготовления этот недостаток для САС компенсирует. Оценочные расчеты показывают, что увеличение размеров конденсаторов существенно не скажется на конструкциях электронного оборудования. Так, например, управляющая система робота «Пума 600» содержит 504 конденсатора, в т.ч. емкостью до 1000 пФ — 76 шт, 1500-10000 пФ — 227 шт, 0,1 мкФ — 112 шт, 1 мкФ — 30 шт, 2,2 мкФ — 12 шт, 22 мкФ — 47 шт.17 При условии изготовления всех конденсаторов постоянной емкостью до 1 мкФ по тонкопленочной технологии для робота «Пума 600» потребовалось бы 436 ситалловых подложек диаметром 35 мм общим объемом ок. 131 см³.
Конденсаторы большой емкости (например, более 1 мкФ) на САС целесообразно делать металлопленочными. Хотя удельная емкость последних так же существенно уступает электролитическим конденсаторам (примерно в 50 раз), но они достаточно технологичны. Металлопленочные конденсаторы для электронного оборудования изготавливаются из металлизированной алюминием полимерной пленки по технологии, близкой производству силовых пленочных конденсаторов, но более упрощенной. Металлизованная пленка с заложенными в нее лепестками выводов наматывается в секцию на намоточном станке. После этого секция устанавливается в корпус и герметизируется или сразу закладывается в пресс-форму и заливается эпоксидным компаундом, который становится одновременно корпусом и герметиком готового конденсатора. Обе операции могут быть выполнены на уже описанном станке рядовой намотки и малогабаритном прессе общего назначения. Замена всех конденсаторов большой емкости на металлопленочные не приведет к существенному увеличению габаритов электронного оборудования. Например, для управляющей системы робота «Пума 600» потребуется 59 конденсаторов емкостью 2,2 мкФ и 22 мкФ диаметром по 22 мм и длиной 48 мм, объемом 18,2 см³ 20 (удельной емкостью — 1,2 мкФ/см³), которые займут объем ок. 1 дм³.
Резисторы в электронном оборудовании применяются в основном следующих типов: 1) угольные, 2) металлопленочные, 3) проволочные, 4) переменные, 5) тонкопленочные, толстопленочные и полупроводниковые резисторы микросхем. Наиболее широко распространены угольные и металлопленочные резисторы. Схема их производства в общем виде следующая: 1) изготовление керамического основания в виде трубочки — из каолина, кварцевого песка, электродного мрамора, углекислого бария (сырье измельчается, смешивается, прессуется, затем основания обжигаются и калибруются по размерам); 2) нанесение на основание резистивной пленки для угольных резисторов пиролизом паров гептата в вакуумной печи, а для металлопленочных — испарением металлической пленки (из сплава МЛТ, силицидов, керметов, нихрома и т.д.) в вакуумной установке; 3) напрессовка с торцов металлических колпачков с выводами; 4) нарезка в средней части резистивной пленки спиральных канавок (для повышения сопротивления); 5) покрытие резистора защитным лаком; 6) электротренировка и разбраковка резисторов. Описанная технология в принципе воспроизводима на САС без привлечения специального оборудования: керамические основания изготовляются как обычные керамические изделия, напыление угольной и металлической пленки может осуществляться на оборудовании полупроводникового производства (соответственно — диффузионной печи и установки вакуумного напыления), напрессовка штампованных металлических колпачков с выводами производиться может сборочным роботом со специальными приспособлениями, для нарезки винторезной канавки может быть приспособлен настольный винторезный токарный станок. И только для электротренировки и разбраковки могут потребоваться небольшие специальные установки. С точки зрения доступности применяемых материалов для условий САС наиболее предпочтительны угольные резисторы.
Однако общее количество резисторов, необходимых для электронного оборудования САС, будет, видимо, достаточно большое. Поэтому целесообразно максимально упростить процесс их изготовления. Наилучшим образом этой задаче отвечает технология тонкопленочных резисторов, изготавливаемых так же, как и тонкопленочные конденсаторы на ситалловой подложке оборудованием полупроводниковых производств. На подложку в установке вакуумного напыления наносится резистивная пленка из сплава РС (30% Cr, остальное Si), сплава МЛТ-ЗМ, керметов (типа Cr-SiO2), силицидов и т.д.) через предварительно нанесенную фотолитографическим способом маску (или через металлическую маску, вырезанную электроискровым способом). Полученная после этого на подложке зигзагообразная дорожка представляет собой готовый резистор. По фотолитографической технологии на обезжиренную подложку напыляют слой алюминия, который затем по фотолитографической маске вытравливают фосфорной кислотой. Напыляют слой нихрома и стравливают его с алюминиевым слоем фосфорной кислотой. Затем подложку очищают кислотой HF и покрывают с оставшимся нихромом слоем алюминия. С помощью фотолитографии вытравливают алюминий кроме контактных площадок и внутрисхемных соединений. Покрывают подложку защитным слоем стекла Al2O3-SiO2 из газовой фазы. С помощью литографии создают в защитном слое окна для контактных площадок, напыляют в них алюминий и подсоединяют внешние выводы.21 В промышленности так изготавливаются тонкопленочные резисторы в широком диапазоне сопротивлений — от 50 Ом до 100000 Ом (10 кОм).
Проволочные с большой рассеивающей мощностью и переменные резисторы, требующиеся в небольшом количестве, могут изготавливаться путем намотки резистивной проволоки на керамическое основание на станке рядовой намотки или настольном токарном станке с установкой специального приспособления на суппорте.
Остальные пассивные электронные компоненты будут применяться на САС в значительно меньших объемах, чем конденсаторы и резисторы, что позволяет широко применять неспециальное оборудование различных технологических процессов.
Печатные платы из-за малого их количества не целесообразно изготавливать наиболее распространенным, но сложным химическим способом, требующим травильных ванн, специальных фотолитографических установок, дорогих трафаретов и т.д. Приемлем более простой метод, применяемый в опытных и мелкосерийных производствах — механическое контурное фрезерование металлизированной поверхности основания платы на станке. Примером является фрезерный станок LPKF, созданный западногерманской фирмой LPKF Jürgen Seebach GmbH. Управляемый от микропроцессора Intel 8080, станок с помощью конической фрезы прорезает канавки в металлической фольге платы и сверлит сквозные отверстия под навесные компоненты. Весь процесс изготовления платы идет без оператора автоматически по программе. Минимальная ширина дорожки — 0,2 мм, диаметр отверстия — 0,9 мм. Для изготовления одной печатной платы размером 7,6х10,2 см станку потребуется в зависимости от сложности рисунка от 5 до 20 мин. Для работы с экспериментальными партиями и очень малыми сериями печатных плат станок оснащается одной фрезерной головкой и стоит ок. 20 тыс. дол. (в 4-мя головками станок стоит 30 тыс. дол.).22 В условиях САС специальный станок для плат будет загружен недостаточно, поэтому операции фрезерования дорожек и сверления отверстий в печатных платах целесообразнее всего выполнять на малогабаритном многоцелевом станке с ЧПУ. Заготовки печатных плат будут изготовляться прессованием пластмассы и металлической фольги или путем вакуумного напыления алюминия на пластмассовую основу.
Но печатная плата, возможно, не самый лучший способ монтажа электронных компонентов на САС. В случае применения проводного монтажа компонентов потребность в печатных платах может отпасть.
Изготовление проводов и кабелей для монтажа электронного оборудования будет осуществляться по той же технологии и на том же оборудовании, что и прочих кабельных изделий. Потребность в особых приемах и оборудовании может возникнуть лишь при производстве особо тонкой проволоки (диаметром 20-50 мкм для присоединения кристаллов микросхем и т.д.). Здесь возможно потребуется станок для особо тонкого волочения или травильное устройство.
Соединители (розетки, штепселя, штекеры и т.д.) состоят из металлических деталей (корпусов, штырей, гнезд, пружин) и пластмассовых изоляционных деталей, которые могут быть изготовлены литьем или прессованием с последующей механической обработкой на универсальном оборудовании (на малогабаритном прессе, токарном станке, микрообрабатывающем центре и т.д.). В некоторой степени особенностью является гальваническая металлизация штырей и гнезд коррозионностойкими покрытиями для обеспечения надежного контакта (необходимо применение гальванических ванн с сопутствующим оборудованием). Наибольшая проблема для САС в технологии соединителей будет, видимо, связана с заменой коррозионностойких покрытий из драгоценных металлов (серебра, золота, палладия, платины) равноценными по надежности покрытиями из менее дефицитных материалов. Для замены серебрянных покрытий в соединениях, работающих в обычных условиях, иногда на практике используют покрытие из сплава олова с 1,2-2,5% висмута (толщиной 6-12 мкм)23 и некоторые другие.
Наиболее технологичным в условиях САС способом изготовления соединителей является горячее прессование термопластиком или заливка эпоксидной композицией пресс-формы (или формы) с предварительно собранной в ней металлической арматуры (сокращает число операций, облегчает сборку, экономит кремниевые детали, повышает герметичность соединителей).
Магнитные компоненты (трансформаторы, катушки индуктивности, дроссели и т.д.) и реле могут быть изготовлены на том же оборудовании, что электрические машины и низковольтная аппаратура. Исключение составляют только дроссели и трансформаторы с тороидальной обмоткой (чтобы не усложнять технологический процесс дополнительной обмоточной установкой, их целесообразно заменить магнитными компонентами традиционной конструкции или делать с составным сердечником, склеиваемым после намотки).
Весьма перспективным для САС является недавно разработанная американской фирмой Signal Transformer Co. Inc. планарная технология изготовления трансформаторов. Трансформатор собирается путем склеивания эпоксидным клеем двух Ш-образных магнитопроводов (из феррита или стальных пластин), между которыми предварительно укладываются друг на друга плоские рамки из диэлектрика с печатными обмотками, изолирующие прокладки и выводные рамки. Таким образом были изготовлены высокочастотные трансформаторы мощностью до 200 Вт (с удельной мощностью до 793 Вт/дм³).24 Данная технология исключает намотку катушек, упрощает шихтовку сердечника (из стали). Рамки с печатными обмотками могут быть изготовлены вакуумным или катодным напылением металла на подложки с последующим литографическим травлением на оборудовании полупроводникового производства, а ферритовые сердечники — прессованием на универсальном гидропрессе. По планарной технологии могут быть также изготовлены катушки индуктивности, дроссели, другие магнитные компонент. Определенные проблемы для САС может вызвать выбор материала для сердечников высокочастотных деталей, которые в промышленности изготавливаются из дефицитных сплавов с высокой магнитной проницаемостью, содержащих никель, кобальт (пермаллой и др.). Исследования специалистов показывают, что рационализация формы и толщины пластин обычной электротехнической стали позволяет сделать из нее сердечник трансформатора такого же качества, как из пермаллоя.25 В других случаях пермаллой и др. могут заменить более крупные сердечники из электротехнической стали. Одним из заменителей дефицитных металлов являются также ферриты.
В электронном оборудовании используются источники электропитания двух типов: 1) преобразователи тока общей электросети и 2) химические источники тока. Первые собираются из стандартных деталей (диодов, плат, трансформаторов, конденсаторов и т.д.) и их использование не требует пояснений. Использование вторых сопряжено с автономным энергоснабжением приборов, что для оборудования САС не характерно. Если же такая потребность возникает, тогда основной проблемой для САС станет замена дефицитных материалов в конструкциях химических источников тока (марганца, цинка, ртути, серебра, свинца, никеля и т.д.). Среди одноразовых (гальванических) источников наиболее доступными для САС являются железо-угольные элементы. Они состоят из стального плоского сосуда, на дно которого уложено губчатое железо (расходуемый катод) с пористостью 75-80% и очищенное от окисной пленки травлением в соляной кислоте. Сверху сосуд закрывается стальной крышкой с отверстиями, к которой крепится угольный анод — впрессованная в стальную обойму с сеткой масса из смеси активированной древесно-угольной пыли с раствором каучука в бензине (связующего) и парафина (антисмачивателя), соединенная с токоотводящим проводом. Между крышкой и анодом устанавливается картонная прокладка с отверстиями для поступления воздуха и по краям заливается битум. В элемент заливается концентрированный раствор щелочи с добавкой магнезиальной негашеной извести (для сгущения электролита в пасту). Такого типа элемент ВДЖ-400 имел при весе 5 кг среднее разрядное напряжение 0,65 В, емкость — 400А-час, удельную энергоемкость — 65 Вт-час/кг (113 Вт-час/дм³), срок годности до года.26 Могут быть изготовлены также элементы с алюминиевым катодом, угольным анодом, щелочным электролитом (раствор NaOH или KOH и NaCO3) на напряжение 1,4-1,5 В.27
Среди аккумуляторов наиболее доступны газовые. В крышке сосуда с 15%-ным раствором NaCl крепятся два угольных электрода, окруженные плотным слоем активированного угля толщиной 15-18 мм (обернутые тканью и т.д.). Напряжение — 4,5 В, для емкости в 1 А-час. нужно 50-65 г угля и 5-6 л электролита.28 Энергоемкость аккумулятора в 20-25 раз ниже свинцового. (Кроме того, требуется раз в неделю смена электролита), но для малых токов это не существенно. Для крупного энергоснабжения потребуются более эффективные, но и более сложные в изготовлении аккумуляторы — например, серно-натриевые.
Шведская фирма «Электросел» создала аккумулятор с электродом из спеченного железного порошка. Электролит — КОН, другой электрод — любой металл (медь и т.д.). Работает при 70°. Емкость — 0,35 кВт-час/кг железа.29
Применение гибридных интегральных схем (толсто- и тонкопленочных) в настоящее время в основном вызвано стремлением «индивидуализировать» микросхемы под определенного заказчика, которого не удовлетворяют монолитные микросхемы, выпускаемые крупными сериями. На них идет до 1/3 всех драгоценных металлов, потребляемых электроникой (для вжичных паст и т.д.). Эти схемы позволяют резко миниатюризовать электронную аппаратуру, что важно для некоторых специфических областей (военной, космической и т.д.). Последнее обстоятельство для САС существенного значения не имеет, а индивидуалирование микросхем можно достигнуть путем применения технологии прямого электроннолучевой литографии монолитных микросхем, что снимает необходимость прибегать к созданию гибридных схем.
Электровакуумные приборы в настоящее время вытеснены полупроводниковыми приборами практически из всех областей электроники кроме двух: 1) передачи зрительной информации в телевидении и на дисплеях ЭВМ с помощью электронно-лучевых трубок, 2) мощные усилители в радиолокаторах, радиостанциях и других средствах беспроволочной связи и коммуникаций. Так как последние две области электроники для САС мало характерны (в условиях безлюдного производства сокращается необходимость в зрительном представлении информации и т.д.), то можно допустить полную замену электровакуумных приборов полупроводниковыми. Для единичных случаев представления информации в виде изображения, на САС могут быть изготовлены твердотельные экраны по технологии полупроводниковых приборов.
Тоже самое касается буквенно-цифровых индикаторов, которые можно собрать, например, из кремниевых светодиодов.
Среди датчиков обратной связи (сельсинов, индуксинов, вращающихся трансформаторов и т.д.) наиболее технологичны в изготовлении потенциометры и фотоэлектрические датчики. Промышленность выпускает проволочные и пленочные потенциометры. Последние обладают более высоким разрешением, просты в изготовлении и поэтому наиболее предпочтительны для САС. Схема производства их следующая: на обезжиренную стеклянную подложку наносится резистивная пленка (из окиси олова, окиси родия и т.д.). Пленка полируется прокусом на полировальнике, искусственно старится при 400°С в печи (для стабилизации ее сопротивления), затем вырезается сектор и кольцо из пленки (возможно фотолитографическое травление), никелируются концы пленки и к ним привариваются выводы. После этого корректируется сопротивление резистивного слоя изменением ширины кольца электроискровым способом на специальной установке путем непрерывного сравнения с эталонным потенциометром. На окончательной сборке устанавливается токосъемник, защитный корпус. На САС изготовление пленочных потенциометров возможно только в случае применения сравнительно недефицитных резистивных пленок (например, из силицидов, керметов, нихрома и т.д.).30
Все операции могут быть выполнены на оборудовании других производств (установках вакуумного напыления, фотолитографии, травления, термообработки, ультразвуковой сварки, полировальных приспособлений к станкам). Исключение составляет установка корректировки сопротивления по эталону, которая может быть применена и для доводки постоянных резисторов.
Основными деталями фотоэлектрических датчиков являются светодиод, фотодиод и вращающийся между ними диск с прорезями. Особенности изготовления двух первых деталей рассмотрены ниже, а диск с прецизионными щелями несложно получить фотолитографическим травлением на оборудовании полупроводникового производства.
Специфическим объектом производства являются кварцевые кристаллы. Потребность в них небольшая (для генераторов частоты, фильтров и пьезодатчиков и т.д.) и составляет 5-10% от выпуска кремниевых монокристаллов.31 Синтетические кристаллы выращивают в автоклавах из насыщенных щелочных растворов при 300-500°, давлении — 50-300 МПа, в течение 1000-10000 часов (например, по технологии фирмы «Сойер Ресеч продэктс» из 0,83 мольного раствора Na2CO3 с 76%-ным заполнением автоклава при t°=350°, температурном перепаде в аппарате — 5-20°, давлении 844 кгс/см² синтез кварца длился 42 дня).32 Обычно автоклав представляет собой герметичный вертикальный толстостенный сосуд из низколегированной стали внутренним диаметром 30-60 см и более, с высотой равной 8-15 диаметрам, с толщиной стенок до 200-400 мм. Внутреннее пространство разделяется диафрагмой (перфорированным диском) на нижнюю камеру растворения, где размещаются в корзинах куски кварцевого сырья, и верхнюю камеру роста, где находятся на рамках специально ориентированные затравочные кварцевые пластинки. Камера растворения нагревается электронагревателями, а из камеры роста тепло отводится, создавая необходимый температурный градиент. Автоклав теплоизолируется и в нем поддерживается давление с точностью 0,5-1 МПа, температура — ± 0,5-2°С.33 Для больших давлений и температур внутреннюю полость автоклава футеруют (медью, титаном, серебром и т.д.).34 На САС целесообразно применить малогабаритный автоклав лабораторного типа (есть примеры автоклавов на давлении 1320-3340 кг/см³ диаметром 3 см, толщиной стенок 3 см и на давление 800 кг/см³ с диаметром 20 см, толщиной стенок — 5,2 см).34 Использование (в условиях САС) нефутерованного автоклава из углеродистой стали потребует увеличить толщину стенок, ограничит верхний предел нагрева до 380°С. Чтобы не допустить коррозии нефутерованного корпуса, синтез придется вести в низкоконцентрированных щелочных растворах.
Выращенный кристалл режется на блоки обычно алмазными дисками. На САС резка кварца может осуществляться полотнами с карбидокремниевой суспензией (аналогично резке кремниевых монокристаллов). Перед резкой, шлифовкой и другими последующими операциями определяют ориентацию плоскостей кристалла по осям X, Y, Z по фигурам астеризма (образующихся при просвечивании поворачиваемого кристалла двумя встречными точечными источниками света) и с помощью рентгенгоннометра. Первый способ прост, но дает только приблизительные результаты (с точностью 3-2°), поэтому в промышленности обязательно дополняется вторым. Чтобы отказаться от сложного рентгеновского оборудования, для САС должны быть разработаны более точные автоматизированные способы ориентации кристаллов оптическими способами на базе оптической установки ориентации кремниевых монокристаллов с использованием системы технического зрения. Шлифовка блоков ведется на планетарных и сверловочного типа станках. Последние наиболее просты для САС и состоят из приспособления в виде эксцентрика с поводком, на который крепится кассета с кристаллами, и двух шлифовальных шайб, установленных на столе станка. Эксцентрик крепится в шпинделе вертикально-сверлильного станка, при вращении которого кассета совершает круговые движения между верхней и нижней шлифовальной шайбами, установленными на столе станка. Верхняя шайба (весом до 3 кг) прижимает шлифуемые кристаллы своим весом. Шлифование ведут карбидокремниевой суспензией. На САС такое приспособление может быть установлено на любом обрабатывающем центре с вертикальным шпинделем. Последующая резка блоков на переходные блоки, затем на платы и пластики, потом на кристаллические элементы, дополняемая каждый раз ориентацией кристаллов по осям и шлифовкой, могут быть выполнены на описанном выше оборудовании. Для выявления дефектных структур проводится травление кристаллов в растворе HF и т.д. Окончательную доводку и полировку кристаллов ведут суспензией крокуса (Fe2O3) в дистиллированной воде на специальном станке. Конструкция станка отличается от шлифовального использованием вместо шлифовальных шайб двух чугунных притиров, нижний из которых имеет свой электропривод.35 Это дает основание для разработки доводочно-полировочного приспособления, аналогичного вышеприведенному шлифовальному устройству с установкой притиров на вращающийся стол металлообрабатывающего центра. Обрабатывающий центр с таким приспособлением должен обеспечить необходимую точность обработки. Для элементов диаметром 5 мм и толщиной 0,04 мм отклонение от параллельности поверхностей и разброс толщины элементов на должен превышать 0,5 мкм.35 После шлифовки контурных размеров, фасок, травления во фтористоводородной кислоте и контроля дефектов кристаллов, на них наносятся электроды вакуумным напылением, вжиганием пасты, гальваникой. Сейчас в промышленности для низкочастотных резонаторов электроды делают из никеля, а для высокочастотных — из золота и серебра. Однако рекомендуется также использовать алюминиевые электроды для высокочастотных элементов, что имеет принципиальное значение для САС.35 В условиях САС нанесение алюминиевых и никелевых электродов на кристалл удобнее осуществлять вакуумным напылением, что позволяет использовать установку полупроводникового производства. Затем проводится термообработка пьезоэлемента в печи и настройка его на нужную частоту путем изменения толщины и размеров электродов (травлением, электролизом, шлифовкой) и окончательная настройка термотренировкой в вакуумной камере (при 110° в течение 2 час.). Наиболее перспективна (в т.ч. и для САС) одностадийная настройка индивидуальной вакуумной металлизацией элемента.35 Для настройки необходим также технологический кварцевый генератор. К пьезоэлементу припаиваются или привариваются отводы, и он монтируется в кварцедержатель, состоящий из металлической платы (или выводов) со стеклянной изоляцией и каркаса с контактной пружиной для прижима элемента к выводам платы.35 Кварцедержатель делают из штампованных деталей из ковара, который на САС, видимо, может быть заменен железно-никелевыми сплавами (). Сварка и монтаж деталей может быть выполнен роботом и на установке приварки выводов микросхем при условии расширения ее технологических параметров.
Затем устанавливается кристаллодержатель с пьезоэлементом в стеклянный баллон или металлический корпус, которые после откачки воздуха (до 1,3 Па) завариваются (возможно применение установи герметизации реле описанной выше). Потом — длительные испытания готового изделия на термо-, вибро-, влагостойкость и его искусственное старение (5-45 суток).
Важное место в выпуске электронного оборудования на САС будут занимать запоминающие устройства на магнитных дисках и на магнитной ленте. Магнитная головка состоит из кольцеобразного сердечника из железоникелевого сплава (пермаллоя) или феррита (у стирающей головки — из электротехнической стали) с зазором в несколько микрон, и двух обмоток из провода Ø 0,05. 0,08 мм. Головки изготавливают подетально или по интегральной тонкопленочной технологии. Последняя получила сейчас наибольшее распространение, т.к. обеспечивает минимальные размеры и максимальную плотность записи. Тонкопленочная технология наиболее приемлема и для САС. т.к. исключает сборочные операции и позволяет использовать оборудование полупроводникового производства. По ней на немагнитную подложку напыляют ферромагнитный сердечник (из пермаллоя и т.д.) и одновитковую обмотку (из меди и т.д.),30, используя также операции фотолитографии и травления.
Заготовки жестких магнитных дисков (Ø 133 мм и более и толщиной 2-1,6 мм) получают из алюминиевых заготовок (сплав Д16МП) толщиной 2,6-3,5 мм вырубкой штампов или вырезанием на токарном станке. После обезжиривания, промывки и сушки заготовки терморихтуются для снятия внутренних напряжений и устранения неплоскостности в электропечи (при постепенном нагреве в течение 10 час. до 400-420°, выдержке — 3 час., и охлаждении в течение 20 час. Для этого они укладываются в пакеты между плитами по направляющим штифтам. После этой операции плоскостность заготовки не должна превышать 1 мкм. Затем проводится токарная обработка диска в патроне-планшайбе с вакуумным прижимом. На станке обрабатываются внутренний и наружный диаметр диска, затем торцевые поверхности — алмазным резцом (с глубиной резания — 10-30 мкм, подачей — 0,08-0,18 мм/об. при 900-1400 об./мин.).36 Для надежной работы с высокой плотностью записи шероховатость поверхности диска должна быть Rа<0,04 мкм, торцевое биение диска при 40 об./сек. £0,3 мм, удельная неплоскостность — 1,5 мкм на 20 мм длины. После достижения этих параметров на диск наносится ферромагнитный лак (поливом с последующим центрифугированием), и он сушится.
При формировании пакета дисков (2-20 шт) диски устанавливаются на коническую ступицу и крепятся в пакете кольцами при помощи стягивающих болтов. Затем на универсальном балансировочном станке пакеты уравновешиваются с точностью до кг×м остаточной неуравновешенности и проводится электрический контроль записи информации.
Ферролак состоит из 75-80% магнитного порошка (гамма-оксида железа, ферро-кобальта (95-80% Fe2O3, 5-20% CoO3) или CrO2), 12-14% связующего (нитроколлодия в ацетоне и спирте и т.д.), пластификатора (касторовой масло и др.).36 Железный порошок в 3.3 раза имеет меньшую информационную емкость, чем кобальтированный (2,6 кбайт/см² против 8,6 кбайт/см² для гибких дисков), но предпочтительнее для САС, т.к. не содержит дефицитных материалов.
Производство магнитного порошка гамма-оксида железа осуществляется по двух- или одностадийному способу. По первому способу из раствора сульфата железа осаждают Fe(OH)2 10%-ным раствором NH3. Затем окисляют Fe(OH)2 в гетит, барботируя через раствор воздух при t°=42° и рН=5¸6, потом выдерживают суспензию 1 час. при рН=7,5-8,5, отфильтровывают и сушат при 200°. По другому способу в реакторе мешалкой в среде азота осаждают Fe(OH)2 из раствора сульфата железа раствором КОН при 45° и рН=13-14. Затем вместо азота подают воздух и окисляют в гетит. Чтобы при дальнейшей термообработке частицы не слипались, к суспензии добавляют немного стеариновой кислоты. Далее гетит фильтруют, отмывают водой и сушат, получая частицы размером 0,5-0,6 мкм.
Следующий этап — превращение гетита дегидратацией в гематит и восстановление последнего до магнетита (все в одну стадию). В герметичном аппарате из жаропрочной стали, вращаемом с частотой 5 об./мин., гетит нагревают до 400-600° в атмосфере водорода в течение 6-7 час. Потом полученный магнетит окисляют в гамма- Fe2О3, пропуская воздух через вращаемый аппарат при 210° в течение 1-2 час.
На САС в целях упрощения аппаратурного оформления процесса получения магнетита и окисления его, видимо, можно осуществить в трубчатой кварцевой или керамической печи химических производств без вращения с последующей классификацией спекшихся зерен или использовать вибратор, приложенный к стене трубки печи (например, от виброобработки сварных и литых деталей).
Возможно более технологичным для САС будет получение в качестве магнитного носителя железного порошка электролизом раствора FeCl2 на вращающемся графитовом (стальном) электроде с залитым сверху электролита органическим ПАВ (олеиновой кислоты и т.д.), в которое диспергируются железные частицы Ø 0,2-0,5 мкм, имеющие коэрцитивную силу — 24-120 кА/м.
Связующим используют растворенные в соответствующих растворителях нитроколлодий, сополимеры поливинилхлорида с винилацетатом, виниловым спиртом, винилиденхлоридом, хлорированный поливинилхлорид.
В качестве пластификаторов для синтетических связующих (т.е. всех кроме нитриколлодия) применяются обычно диметил- и дибутилфталаты, получаемые этерификацией фталевого ангидрида метанолом или бутанолом.37
Принципиальное упрощение для САС технологии создания магнитного слоя несет разработанный за рубежом способ нанесения тонких пленок на магнитные диски методом реакционного напыления. По косвенному способу мишень из сплавов железа распыляется в атмосфере кислорода с образованием пленки a-Fe2O3, затем восстановлением водородом получается пленка Fe3O4, а после термоокисления -c-Fe2O3. По прямому способу опускается стадия водородного восстановления. Полученный слой покрывается защитной пленкой толщиной 0,1 мкм. По этой технологии достигнута плотность записи — 24000 бит/мм² при применении плавающей головки с зазором 0,2 мкм. По ней был изготовлен накопитель емкостью 3,2 Гбайт с 8 дисками по 400 Мбайт.38 На САС все операции по созданию магнитного слоя на диске могли бы быть выполнены в одной камере установки вакуумного напыления (из оборудования полупроводникового производства).
Другим перспективным для САС направлением является нанесение металлических магнитных пленок (из железа и др.) вакуумным напылением или гальванически. Например, созданы жесткие диски с 40 чередующимися ультратонкими слоями железа и хрома емкостью записи — 1,5 Гбит/см² площади.39
Важной частью технологии производства электронного оборудования является сборка электронных компонентов в готовые изделия. На нее приходится 1/3 трудоемкости изготовления электронной аппаратуры в промышленности. Примерное соотношение между отдельными этапами и видами работ (по трудоемкости) в процессе сборки следующее (в т.ч. удельный вес работ в настоящее время механизированных и автоматизированных): а) сборка и монтаж электронных модулей I уровня (печатных плат и т.д.) -52%, в т.ч. подготовка дискретных компонентов — 7% (90%), подготовка интегральных схем — 2% (98%), установка интегральных схем — 5% (20%), пайка и отмывка — 20% (70%); б) электромонтаж электронных модулей II и III уровня(функциональных блоков и законченных изделий) — 48%, в т.ч. подготовка проводов — 5% (85%), подготовка радиочастотных кабелей — 1% (60%), сборка жгутов — 15% (30%), монтаж проводов пайкой — 23% (6%), монтаж проводов непаяными методами — 4% (95%).40
Монтаж электронных компонентов (I уровень сборочных работ) может осуществляться 2-мя способами: 1) печатным монтажом и 2) с помощью проводов. Первый способ является в промышленности преобладающим, т.к. менее трудоемок. Но для него необходимы печатные платы, изготавливаемые многооперационными методами, оправданными только в условиях крупносерийного и массового производства. Кроме того, он имеет ограниченную плотность монтажа и рассчитан только на соединение компонентов методами пайки. Проводной способ в основном применяется в условиях опытного, индивидуального и мелкосерийного производства. По сравнению с печатным монтажом он не требует специального оборудования и оснастки (фотошаблонов и т.д.) для изготовления печатных плат, повышает плотность монтажа из-за возможности многократного перекрещивания проводов на одной поверхности (что позволяет отказаться от многослойных печатных плат), упрощает трассировку для сложных микросхем (БИС, СБИС), сокращает цикл производства. Кроме того, этот способ позволяет применить вместо пайки сварку для создания неразъемных соединений повышенной надежности. Последнее обстоятельство особенно важно для САС, т.к. позволяет не только отказаться от дефицитных припоев, но создает принципиальную возможность осуществления монтажа с помощью алюминиевых проводов, взамен медных. Наконец, и экономически он выгоднее в индивидуальном и мелкосерийном производстве. Так, например, по зарубежным источникам стоимость одной объединенной панели, содержащей 1800 соединений контактов различных компонентов, будет стоить при печатном монтаже 470,5 ф. ст., при проводном монтаже с ручной накруткой — 136,5 ф. ст и при проводном монтаже с накруткой на полуавтомате — 226,5 ф. ст. или соответственно в 3,5 и 2 раза дешевле. Печатный же монтаж (с пайкой волной) становится выгодным только при серийности 5 и более панелей.42
Таким образом, в условиях САС наиболее целесообразно применять проводной монтаж электронной аппаратуры.. Существуют различные варианты проводного монтажа — стежковый, многопроводный с фиксированием провода клеем, монтаж незакрепленными проводами и т.д. Один из возможных вариантов малооперационного монтажа, ориентированного на использование алюминиевого провода — сверление в нефольгированной плате (пластмассовой основе) отверстий, установка в них выводов электронных компонентов, переворачивание платы, прокладка с обратной стороны провода с одновременной ультразвуковой приваркой его к выходящим выводам компонентов. После этого покрытие платы полимерным составом, герметизирующим и фиксирующим провода, соединения и компоненты. В настоящее время создано автоматизированное оборудование с ЧПУ для раскладки монтажного провода с высокой скоростью (до 5 м/мин.) и точностью (с дискретность 0,3125 мм) на платах размером до 500х600 мм. Производительность такого станка
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Электронное оборудование что это такое
Электронное оборудование , необходимое для обеспечения работы измерительного прибора, располагалось вблизи пациента, а регистраторы — на расстоянии нескольких метров, чтобы избежать магнитной помехи. [2]
Электронное оборудование подвергается опасности, прежде всего, если энергия разряда от заряжения достаточно высока для того, чтобы привести к разрушению ввода любой полупроводниковой части. Развитие электронных устройств сопровождается быстрым увеличением этого риска. [3]
Электронное оборудование размещается в кузове, который транспортируется машиной, самолетом или вертолетом. Во вспомогательном прицепе перевозятся два пятикиловаттных газолиновых генератора. В него же укладывается антенный отражатель диаметром 1 2 м, фидерная линия, антенная мачта и горючее. Антенна состоит из быстро собираемых частей. К ней подключается приемный усилитель, который содержит параметрический неохлаждаемый усилитель и усилитель на туннельном диоде. [4]
Электронное оборудование ультразвуковой ЛЗ показано на рис. 2.14. Видеоимпульсы, поступающие на вход устройства с тактовой частотой ft, заполняются высокой частотой, равной резонансной частоте кварца / ре. [6]
Электронное оборудование повсеместно сопровождает нашу жизнь — на работе и дома. А ученые и инженеры без такого оборудования практически не могут осуществить свою работу. Поэтому каждому полезно будет сделать все задания из этой книги. [7]
Электронное оборудование было немедленно снято и помещено в баки с пресной водой. Позже, когда было приготовлено все необходимое для работы, оборудование было с помощью стандартной процедуры 4 очищено от соленой воды. [8]
Любое электронное оборудование нормально функционирует при том или ином диапазоне изменения напряжения питания. В большинстве случаев пределы изменения питающего напряжения должны быть очень незначительны. Поэтому, как правило, простейшие источники напряжения, рассмотренные нами, непосредственно не могут быть использованы, а требуется применение специальных схем — стабилизаторов напряжения. [9]
Электронное оборудование бытовых магнитофонов в значительной мере определяется экономическими соображениями. Если стоимость магнитофона должна быть небольшой, то усилитель записи используют и при воспроизведении, а так как частотные характеристики усилителя в этих случаях применения должны быть различными, то приходится вводить переключение отдельных цепей. В более дорогих моделях применяют раздельные усилители. Это дает возможность во время записи прослушивать ее результат в том виде, в каком запись будет в дальнейшем воспроизводиться. При универсальном усилителе слуховой контроль при записи приходится вести с выхода, на который подается сигнал, заранее искаженный, в расчете на то, чтобы скомпенсировать характерные искажения, которые дает магнитофонная лента. [10]
Электронное оборудование внутритрубных инспекционных снарядов вырабатывает ряд специальных сигналов, с помощью которых можно контролировать их состояние и, следовательно, определять необходимость применения обычных или специальных мер безопасности. При отсутствии сигналов нормальной работы необходимо соблюдать специальные меры, обеспечивающие пожа-ро — и взрывобезопасность. [11]
Электронное оборудование внутритрубных инспекционных снарядов вырабатывает ряд. Обычные меры безопасности применяются только при наличии сигналов, свидетельствующих о нормальной работе внутритрубного инспекционного снаряда, когда он находится в приемной камере. При отсутствии сигналов нормальной работы необходимо соблюдать специальные меры, обеспечивающие пожа-ро — и взрывобезопасность. [12]
Радиоэлектронное и электронное оборудование современных космических аппаратов включает в себя до десятка миллионов сложных компонентов, поэтому проблема повышения надежности имеет крайне важное значение. [13]
Все электронное оборудование модели , в том числе и ООП, размещается в одной типовой стойке. Увеличение емкости оперативной памяти производится путем установки дополнительных блоков в электронную стойку. [14]
Детали электронного оборудования , требующие применения расплавленного припоя, почти никогда не изготовляют из алюминия. [15]
электронное оборудование
3.16. электронное оборудование : Часть электрического оборудования, включающая схемы, которые основываются в основном на электронных устройствах и компонентах.
3.16 электронное оборудование: Часть электрического оборудования, включающая схемы, которые основываются в основном на электронных устройствах и компонентах.
3.16 электронное оборудование: Часть электрического оборудования, включающая схемы, которые основываются в основном на электронных устройствах и компонентах.
3.52 Электронное оборудование : Построенное на микроэлектронной базе оборудование, используемое для выполнения функций измерения, обработки информации, управления, сигнализации, связи и пр., которое характеризуется определенным уровнем устойчивости к воздействию электромагнитных помех.
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .
Полезное
Смотреть что такое «электронное оборудование» в других словарях:
электронное оборудование — Часть электрического оборудования, включающая схемы, которые основываются в основном на электронных устройствах и компонентах. [ГОСТ Р МЭК 60204 1 2007] EN electronic equipment Part of the electrical equipment containing circuitry dependent for… … Справочник технического переводчика
Бортовое электронное оборудование — Бортовое электронное оборудование. Любое электронное устройство, включая его электрическую часть, предназначенное для использования на борту воздушного судна, в том числе радиооборудование, система автоматического управления полетом и приборное… … Официальная терминология
чувствительное электронное оборудование — [Интент] 5.1.6 Для защиты электронного оборудования (компьютеры, телевизоры и т.д.) от грозовых перенапряжений, проникающих в проводку здания, следует применять специальные разрядники и ОПН, расположенные в непосредственной близости от… … Справочник технического переводчика
Европейские стандарты на электронное оборудование, используемое в ядерной энергетике — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN European Standards of Nuclear ElectronicsESONE … Справочник технического переводчика
оборудование — 3.1 оборудование (machine): Соединенные вместе друг с другом детали или устройства, одно из которых, по крайней мере, является подвижным, в том числе с приводными устройствами, элементами управления и питания и т.д., которые предназначены для… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
оборудование информационных технологий — 3.1 оборудование информационных технологий; ОИТ: Любое оборудование, выполняющее основную функцию, связанную с вводом, хранением, отображением, поиском, передачей, обработкой, коммутацией или управлением данных и сообщений связи, которое при этом … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
оборудование информационных технологий (ОИТ) — 3.1 оборудование информационных технологий (ОИТ): Любое оборудование: а) выполняющее основную функцию, связанную с вводом, хранением, отображением, поиском, передачей, обработкой, коммутацией или управлением данных и сообщений связи, которое при… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Электронное голосование — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
ОБОРУДОВАНИЕ БАНКОВСКОЕ — BANK EQUIPMENTИспользуемое в современном банке в результате АВТОМАТИЗАЦИИ банковских операций оборудование может быть подразделено на две категории: обычное и электронноеОбычное Б.о. включает следующие ручные, полуавтоматические и автоматические… … Энциклопедия банковского дела и финансов
Оборудование для приема карт к оплате — Первым банковским устройством для проведения авторизации по карте в торгово сервисных предприятиях был импринтер. При его помощи вручную переносятся оттиск рельефных реквизитов карты и данные о торговой точке на специальный платежный документ –… … Банковская энциклопедия
26 Оборудование компьютерное, электронное и оптическое
Компьютеры портативные массой не более 10 кг, такие как ноутбуки, планшетные компьютеры, карманные компьютеры, в том числе совмещающие функции мобильного телефонного аппарата, электронные записные книжки и аналогичная компьютерная техника
Компьютеры портативные массой не более 10 кг, такие как ноутбуки, планшетные компьютеры, карманные компьютеры, в том числе совмещающие функции мобильного телефонного аппарата
Книжки электронные записные и аналогичная компьютерная техника
Терминалы кассовые, банкоматы и аналогичное оборудование, подключаемое к компьютеру или сети передачи данных
Терминалы кассовые, подключаемые к компьютеру или сети передачи данных
Банкоматы и аналогичное оборудование, подключаемое к компьютеру или сети передачи данных
Машины вычислительные электронные цифровые, содержащие в одном корпусе центральный процессор и устройство ввода и вывода, объединенные или нет для автоматической обработки данных
Машины вычислительные электронные цифровые, содержащие в одном корпусе центральный процессор и устройство ввода и вывода, объединенные или нет для автоматической обработки данных
Машины вычислительные электронные цифровые, поставляемые в виде систем для автоматической обработки данных
Машины вычислительные электронные цифровые, поставляемые в виде систем для автоматической обработки данных
Машины вычислительные электронные цифровые прочие, содержащие или не содержащие в одном корпусе одно или два из следующих устройств для автоматической обработки данных: запоминающие устройства, устройства ввода, устройства вывода
Машины вычислительные электронные цифровые прочие, содержащие или не содержащие в одном корпусе одно или два из следующих устройств для автоматической обработки данных: запоминающие устройства, устройства ввода, устройства вывода
Устройства ввода или вывода, содержащие или не содержащие в одном корпусе запоминающие устройства
Терминалы ввода/вывода данных
Устройства ввода сенсорные
Эта группировка включает:
— графические планшеты, световые перья, сенсорные панели, сенсорные экраны и аналогичные устройства
Эта группировка включает: мыши, джойстики, трекболы и аналогичные устройства
Устройства ввода/вывода данных прочие
Мониторы и проекторы, преимущественно используемые в системах автоматической обработки данных
Мониторы, подключаемые к компьютеру
Проекторы, подключаемые к компьютеру
Устройства периферийные с двумя или более функциями: печать данных, копирование, сканирование, прием и передача факсимильных сообщений
Устройства периферийные с двумя или более функциями: печать данных, копирование, сканирование, прием и передача факсимильных сообщений
Устройства запоминающие и прочие устройства хранения данных
Устройства запоминающие внутренние
Устройства запоминающие внешние
Устройства запоминающие полупроводниковые, сохраняющие информацию при выключении питания
Устройства запоминающие полупроводниковые, сохраняющие информацию при выключении питания
Устройства автоматической обработки данных прочие
Устройства автоматической обработки данных прочие
Устройства автоматической обработки данных прочие
Блоки, части и принадлежности вычислительных машин
Блоки, части и принадлежности вычислительных машин
Устройства и блоки питания вычислительных машин
Элементы замены типовые устройств ввода и вывода
Инструменты и принадлежности для вычислительных машин
Средства защиты информации, а также информационные и телекоммуникационные системы, защищенные с использованием средств защиты информации
(введен Изменением 6/2016 ОКПД 2, утв. Приказом Росстандарта от 17.02.2016 N 40-ст)
Устройства числового программного управления
(введен Изменением 54/2021 ОКПД 2, утв. Приказом Росстандарта от 12.04.2021 N 202-ст)
Комплектующие и запасные части для вычислительных машин прочие, не включенные в другие группировки
Услуги по производству компьютеров и периферийного оборудования; отдельные операции процесса производства компьютеров и периферийного оборудования, выполняемые субподрядчиком
Услуги по производству компьютеров и периферийного оборудования
Услуги по производству компьютеров и периферийного оборудования
Операции процесса производства компьютеров и периферийного оборудования отдельные, выполняемые субподрядчиком
Операции процесса производства компьютеров и периферийного оборудования отдельные, выполняемые субподрядчиком
Аппаратура коммуникационная, аппаратура радио- или телевизионная передающая; телевизионные камеры
Аппаратура коммуникационная передающая с приемными устройствами
Средства связи, выполняющие функцию систем коммутации
Эта группировка в том числе включает:
— оборудование, входящее в состав транзитных, оконечно-транзитных и оконечных узлов связи сети фиксированной телефонной связи;
— оборудование автоматических телефонных станций;
— оборудование, реализующее функции коммутации и управления услугами;
— оборудование для оказания услуг внутризоновой, междугородной и международной телефонной связи с помощью телефониста;
— оборудование узлов обслуживания вызовов экстренных оперативных служб;
— оборудование центров обслуживания вызовов информационно-справочного обслуживания;
— оборудование телеграфной связи;
— оборудование коммутации сетей подвижной радиотелефонной связи;
— оборудование коммутации сетей подвижной радиосвязи;
— оборудование коммутации сетей подвижной спутниковой радиосвязи
Эта группировка не включает:
— оборудование систем коммутации, включая программное обеспечение, обеспечивающее выполнение установленных действий при проведении оперативно-розыскных мероприятий, см. 26.30.11.160
Средства связи, выполняющие функцию цифровых транспортных систем
Эта группировка в том числе включает:
— оборудование коммутации и маршрутизации пакетов информации сетей передачи данных;
— оборудование цифровых систем передачи синхронной цифровой иерархии;
— оборудование цифровых систем передачи плезиохронной цифровой иерархии;
— оборудование линейного тракта линий связи;
— оборудование с асинхронным режимом переноса информации;
— оборудование цифровых систем передачи телевизионного и звукового вещания;
— оборудование тактовой сетевой синхронизации
Эта группировка не включает:
— оборудование цифровых транспортных систем, включая программное обеспечение, обеспечивающее выполнение установленных действий при проведении оперативно-розыскных мероприятий, см. 26.30.11.160
Средства связи, выполняющие функцию систем управления и мониторинга
Эта группировка в том числе включает:
— оборудование автоматизированных систем управления и мониторинга сетей электросвязи
Оборудование, используемое для учета объема оказанных услуг связи
Эта группировка в том числе включает:
— автоматизированные системы расчетов;
— аппаратуру повременного учета продолжительности соединения
Средства связи радиоэлектронные
Эта группировка в том числе включает:
— земные станции спутниковой связи и вещания;
— оборудование радиорелейной связи;
— базовые станции и ретрансляторы сетей подвижной радиотелефонной связи;
— базовые станции и ретрансляторы сетей подвижной радиосвязи;
— оборудование телевизионного вещания и радиовещания;
— базовые станции и ретрансляторы сетей радиодоступа
Средства связи, в том числе программное обеспечение, обеспечивающее выполнение установленных действий при проведении оперативно-розыскных мероприятий
Эта группировка включает:
— оборудование систем коммутации, включая программное обеспечение, обеспечивающее выполнение установленных действий при проведении оперативно-розыскных мероприятий;
— оборудование цифровых транспортных систем, включая программное обеспечение, обеспечивающее выполнение установленных действий при проведении оперативно-розыскных мероприятий;
— технические и программные средства информационных систем, содержащих базы данных абонентов оператора связи и предоставленных им услугах связи, обеспечивающие выполнение установленных действий при проведении оперативно-розыскных мероприятий
Аппаратура коммуникационная передающая с приемными устройствами прочая, не включенная в другие группировки
Аппаратура коммуникационная передающая без приемных устройств
Аппаратура коммуникационная передающая без приемных устройств
Оборудование оконечное (пользовательское) телефонной или телеграфной связи, аппаратура видеосвязи
Аппараты телефонные проводные с беспроводной трубкой
Аппараты телефонные проводные с беспроводной трубкой
Аппараты телефонные для сотовых сетей связи или для прочих беспроводных сетей
Аппараты телефонные для сотовых сетей связи или для прочих беспроводных сетей
Аппараты телефонные прочие, устройства и аппаратура для передачи и приема речи, изображений или других данных, включая оборудование коммуникационное для работы в проводных или беспроводных сетях связи (например, локальных и глобальных сетях)
Эта группировка включает:
— прочие телефонные аппараты;
— факсимильные аппараты, в том числе с автоответчиком;
— приборы связи, использующие инфракрасный сигнал (например, для удаленного контроля);
Аппараты телефонные прочие, устройства и аппаратура для передачи и приема речи, изображений или других данных, включая оборудование коммуникационное для работы в проводных или беспроводных сетях связи (например, локальных и глобальных сетях)
Части и комплектующие коммуникационного оборудования
Части и комплектующие коммуникационного оборудования
Части и комплектующие коммуникационного оборудования
Антенны и антенные отражатели всех видов и их части; части передающей радио- и телевизионной аппаратуры и телевизионных камер
Антенны и антенные отражатели всех видов и их части; части передающей радио- и телевизионной аппаратуры и телевизионных камер
Антенны и отражатели антенные всех видов и их части
Части и комплектующие радио- и телевизионной передающей аппаратуры и телевизионных камер
Устройства охранной или пожарной сигнализации и аналогичная аппаратура
Устройства охранной или пожарной сигнализации и аналогичная аппаратура
Приборы и аппаратура для систем охранной сигнализации
Извещатели охранные и охранно-пожарные
Устройства приемно-контрольные охранные и охранно-пожарные
Устройства сигнально-пусковые охранные и охранно-пожарные
Приборы управления, приемно-контрольные и оповещатели охранные и охранно-пожарные
Системы тревожной сигнализации, противоугонные и охранные устройства для транспортных средств
Приборы и аппаратура для систем охранной сигнализации прочие, не включенные в другие группировки
Приборы и аппаратура для систем автоматического пожаротушения и пожарной сигнализации
Устройства сигнально-пусковые пожарные
Станции пожарной сигнализации, приборы управления и оповещатели пожарные
Приборы и аппаратура для систем автоматического пожаротушения и пожарной сигнализации прочие, не включенные в другие группировки
Комплексы и системы технических средств физической защиты, применяемые в области использования атомной энергии
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Комплексы и системы технических средств физической защиты
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Комплексы и системы технических средств физической защиты протяженных объектов
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Система сбора и обработки информации с каналом передачи проводным
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Средства технические физической защиты, применяемые в области использования атомной энергии
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Средства наблюдения технические физической защиты стационарные
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Средства обнаружения активные
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Средства обнаружения пассивные
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Средства управления в системах физической защиты, применяемые в области использования атомной энергии
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Средства управления запирающие специальные с дистанционным контролем и дистанционным управлением
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Средства управления запирающие специальные с дистанционным контролем
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Средства управления запирающие специальные без дистанционного контроля и управления
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Оборудование специальное для восстановления запирающих устройств (ЗУ), инструменты специальные и приспособления
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Части устройств охранной или пожарной сигнализации и аналогичной аппаратуры
Части устройств охранной или пожарной сигнализации и аналогичной аппаратуры
Исключен с 1 января 2017 года. — Изменение 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст
(см. текст в предыдущей редакции)
Части составные комплексов и систем технических средств физической защиты, не имеющие самостоятельных группировок
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Части устройств охранной или пожарной сигнализации и аналогичной аппаратуры прочие, не включенные в другие группировки
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Услуги по производству коммуникационного оборудования отдельные, выполняемые субподрядчиком
Услуги по производству коммуникационного оборудования отдельные, выполняемые субподрядчиком
Исключен с 1 января 2017 года. — Изменение 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст
(см. текст в предыдущей редакции)
Услуги по производству средств физической защиты технических, применяемых в области использования атомной энергии, отдельные, выполняемые субподрядчиком
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Услуги по производству коммуникационного оборудования отдельные прочие, выполняемые субподрядчиком, не включенные в другие группировки
(введен Изменением 13/2016 ОКПД2, утв. Приказом Росстандарта от 28.09.2016 N 1237-ст)
Техника бытовая электронная
Техника бытовая электронная
Радиоприемники широковещательные, кроме автомобильных, работающие без внешнего источника питания
Радиоприемники широковещательные, кроме автомобильных, работающие без внешнего источника питания
Радиоприемники широковещательные, не работающие без внешнего источника питания
Радиоприемники широковещательные, не работающие без внешнего источника питания
Приемники телевизионные, совмещенные или не совмещенные с широковещательными радиоприемниками или аппаратурой для записи или воспроизведения звука или изображения
Приемники телевизионные, совмещенные или не совмещенные с широковещательными радиоприемниками или аппаратурой для записи или воспроизведения звука или изображения
Приемники телевизионные (телевизоры) цветного изображения с устройствами записи и воспроизведения звука и изображения
Приемники телевизионные (телевизоры) цветного изображения без устройств записи и воспроизведения звука и изображения
Приемники телевизионные (телевизоры) цветного изображения с электронно-лучевой трубкой
Приемники телевизионные (телевизоры) цветного изображения с жидкокристаллическим экраном, плазменной панелью
Приемники телевизионные (телевизоры) черно-белого изображения
Аппаратура для записи и воспроизведения звука и изображения
Устройства электропроигрывающие, проигрыватели грампластинок, кассетные проигрыватели и прочая аппаратура для воспроизведения звука
Электротехническое оборудование
Электротехническое оборудование включает в себя электротехнические устройства или же изделия, которые призваны произвести, передать, преобразовать и распределить электроэнергии. К нему относят слаботочные системы, а также линии передач высокого напряжения. Такие устройства сегодня активно применяется во всех сферах человеческой деятельности, в машиностроении, деревообрабатывающей промышленности, а также сельском хозяйстве. К ним относятся редукторы, насосы, преобразователи частоты, вентиляторы, электродвигатели, шкафы управления и автоматизации и т.д. Другими словами, это изделия, которые производят, преобразовывают, распределяют или передают электроэнергию. От их работы зависит производительность труда предприятия и себестоимость выпускаемой продукции.
Такие устройства – это непременные составляющие любых электрических схем, которые, собственно, и обеспечивают ее функционирование как единой, целостной электрической системы. Электротехническое оборудование включает в себя элементы управления, распределения, защиты, индикации, выполнения, переключения и т.д. Оно включает в себя отдельные группы.
Вводное оборудование предназначено для присоединения внутренних сетей к различным питающим кабельным линиям. Оно служит для распределения электроэнеригии, а также защиты от каких-либо перегрузок сети или коротких замыканий. Модульное – включает в себя силовые автоматы, а также распределительные щиты и шкафы, ограничители напряжения, устройства пуска и др.
Кабельное электротехническое оборудование позволяет осуществить передачу электроэнергии на расстояние. Такие устройства активно используются практически повсеместно – в магазинах, в розничной и оптовой торговле, в промышленности и т.д.
Электроустановочное электротехническое оборудование включает в себя технические устройства, необходимые для комплектования проводки — выключатели, розетки, терморегуляторы, датчики движения, светорегуляторы и другие. Такие устройства используются как в быту, так и и на производстве.
Электротехническое оборудование — это продукция, которая подлежит обязательной сертификации. То есть, относительно этой продукции выдвинуты обязательные для соблюдения требования в области безопасности, которые содержатся в технических регламентах. В России такие требования содержит ГОСТ. То есть, для продажи и использования в России электротехническое оборудование подлежит обязательной сертификации ГОСТ Р. Для реализации или эксплуатации ее на территории таможенного союза, она должна соответствовать технически регламентам таможенного союза. Требования в области безопасности к низковольтному электротехническому оборудованию содержатся в техрегламенте: ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования».
Продажа электротехнического оборудования сегодня ведется многими компаниями, однако задача потребителя выбрать среди них самую надежную. Сегодня на рынке действуют множество фирм, предлагающих подобную продукцию. Не стоит рисковать, приобретая товар неизвестного бренда. Прежде чем отдавать предпочтение той или иной компании, стоит внимательно изучить ее репутацию.
Электротехническое оборудование должно соответствовать таким требованиям:
• надежность;
• простота монтажа;
• длительный срок службы;
• безопасность;
• безупречное качество.
При покупке электротехнического оборудования спрашивайте сертификат или ищите на упаковке знак обращения, которым маркируется сертифицированная продукция.
Что относится к электронике
С древних времён человечество испытывало острую потребность в предметах и инструментах, которые могли бы облегчить выполнение повседневных задач, ведь одними лишь руками многого не сделаешь.
Первыми орудиями труда являлись самые обыкновенные палки и камни, которые, пройдя неимоверно долгий и трудный путь, добрались до наших дней в виде разнообразных инструментов и устройств, с которыми нам приходиться сталкиваться в течение всего дня. Существованием таких благ цивилизации, как холодильник, телевизор, а также прочих устройств мы во многом обязаны не так давно покорившейся человечеству электроэнергии. И, как вы уже догадались, речь идёт о бытовой электронике.
Бытовая техника и электроника прочно и, пожалуй, навсегда влилась в устой жизни людей. Но ещё труднее спорить с тем фактом, что представить повседневную жизнь без привычного мобильного телефона или компьютера практически невозможно. Как уже упоминалось выше, мы имеем то.
БЫТОВАЯ ТЕХНИКА — оборудование и приборы, облегчающие ведение домашнего хозяйства благодаря его механизации. Эти приборы и устройства разрабатывались не в рамках какого то определенного комплекта или в соответствии с каким то планом, предусматривавшим некую… … Энциклопедия Кольера
Интеллектуальная бытовая техника — (умная бытовая техника) новый класс бытовой техники, как правило, имеющая встроенный одноплатный компьютер и оснащённая искусственным интеллектом, автоматически работающая по заранее разработанной программе или же по командам подаваемым со… … Википедия
БСХ Бытовая техника — … Википедия
аудио- , видео- и бытовая техника — аудио , в идео и бытов ая т ехника … Русский орфографический словарь
техника — сущ., ж., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? техники, чему? технике, (вижу) что? технику, чем? техникой, о чём? о технике область деятельности и различные устройства 1. Техникой называется область человеческой деятельности, которая….
Без современной бытовой техники мы уже не представляем себе жизнь. Она облегчает труд хозяйки в уходе по дому и приготовлении пищи, служит для развлечения и выполняет множество полезных дел.
Бытовые приборы являются достижениями науки, в них используются самые передовые разработки. Купить их можно в специализированных магазинах или онлайн, например, на сайте http://e-bazza.com/. Последний вариант предпочтительнее, ведь так можно приобрести нужную технику, не выходя из дома и экономя время.
Классификация
Как уже говорилось, к такой категории товаров, как бытовая техника, относятся те, которые облегчают домашний труд.
Делится она по назначению:
для кухни – холодильник, электромясорубка, посудомоечная машина, плита, хлебопечка, тостер, миксер; измерительная техника – термометр, весы, часы; для уборки и очистки – пароочиститель и пылесос; климатическая – увлажнитель воздуха, вентилятор, кондиционер; для ухода за одеждой — утюг, стиральная.
Что такое бытовая техника, это вся электронная и механическая техника, используемая людьми в быту. Она представляет собой оборудование и устройства, облегчающие ведение домашнего хозяйства. Если раньше без бытовой техники можно было обойтись, то со временем она стала в быту желательна, а в последние годы необходима. С каждым годом появляются всё новые усовершенствования, которые повышают их надежность, функциональность и эффективность.
В настоящее время всю бытовую технику можно условно разделить на:
-Измерительную и вычислительную — весы, таймеры, будильники, калькуляторы, компьютеры, ноутбуки, термометры, барометры;
-для приготовление пищи — холодильник, миксер, мясорубка, кухонный комбайн, газовая плита, электроплита, микроволновая печь, хлебопечка, гриль, пароварка, Тостер, кипятильник, кофемолка, кофеварка, электрочайник, соковыжималка;
-для связи и вещания — телевизоры, радиоприёмники, телефон стационарный и.
Современный уровень развития производства позволил оснастить наши дома совершенно новым поколением бытовой техники. Облегчают работу по дому такие электрические помощники, как пылесосы, полотеры, посудомоечные и стиральные машины. С помощью некоторых моделей бытовых электропылесосов не только в 2,5-3 раза удается сократить время, затрачиваемое на уборку квартиры, но и успешно побелить потолок, стены, увлажнить воздух в помещении. А мойка посуды при помощи посудомоечной машины позволит сэкономить до 12-15% времени, а также помогает эффективнее использовать воду и моющие средства.
Схема устройства кофемашины.
Кроме того, мойка посуды в машине более гигиенична, чем ручная, а по физическим явлениям технология мойки посуды в машине аналогична стирке белья. Современные стиральные машины с возможностью программирования оставляют хозяйкам больше свободного времени, они позволяют автоматически заливать и сливать.
Бытовая техника – это техника, используемая в быту, предназначенная для облегчения ручного и монотонного труда, а так же повышению комфорта. Она может быть как электрической, так и механической.
Бытовая техника бывает следующих видов: измерительная, вычислительная, кухонная, для ухода за одеждой и здоровьем, для уборки, климатическая, музыкальная, встраиваемая.
Первые образцы бытовой техники представляли собой огромные конструкции, с высокой стоимостью и маленький коэффициентом действия. Но прогресс не стоит на месте, и сегодня такая техника представляет собой достаточно миниатюрные и эффективные машины по достаточно доступной цене.
Сегодня уже сложно себе представить труд человека без электронных и механических помощников. Чего только стоит стиральная машина, холодильник, пылесос или плита. А такая вещь как микроволновка, чайник или утюг? Бытовая техника экономит огромное количество времени, высвобождая его для семьи, удовольствий, работы или отдыха. Думаю, не.
8. Бытовая техника
К бытовой технике относятся электрические приборы – такие, как холодильник, кофеварка, тостер, СВЧ-печь, электроплита, фен, телевизор и т.д. Все они излучают электромагнитные волны в той или иной степени.
Электромагнитное излучение нельзя почувствовать, но оно оказывает воздействие на организм человека, в частности снижает иммунитет и ухудшает работу эндокринной системы. Наиболее опасно такое излучение для беременных женщин: исследования доказывают, что оно может приводить к выкидышам, преждевременным родам, а также развитию у плода врожденных пороков. Результатом электромагнитного облучения могут также стать расстройства нервной системы, заболевания сердца и обострения.
УНИКАЛЬНАЯ ОТКРЫТАЯ КОЛЛЕКЦИЯ ПАТЕНТОВ АКТУАЛЬНЫХ
ИЗОБРЕТЕНИЙ И ТЕХНОЛОГИЙ
ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Коллекция содержит в себе более 1000 патентов для наиболее востребованных изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОНИКЕ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ.
Раздел делится на рубрики:
Металлоискатели и металлодетекторы
Электронные устройства охраны и сигнализации
Электронные устройства систем связи
Приемные и передающие антенны
Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений
Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока
Электродвигатели постоянного и переменного тока
Электронные приборы промышленного назначения
Электронные приборы бытового назначения
Магниты и электромагниты
Основной задачей данного обзора является довести до заинтересованной публики эти.
Чаще всего женщинам (да и не только им) по хозяйству помогает различная бытовая техника, которая является одним из достижений современной науки. То есть, проще говоря, бытовая техника значительно облегчает, а также убыстряет труд женщин в домашних делах. Все люди стараются как можно активнее помогать своей семье в разрешении проблем по хозяйству в доме, но без приборов здесь не обойтись. Где же обычно приобретают бытовую технику? Обычно её покупают в специализированных магазинах, либо в торговых точках, где есть соответствующий отдел, или в онлайн-гипермаркетах, наподобие appliances.wikimart.ru и других. К тому же онлайн-гипермаркеты в некоторых случаях бывают удобнее, чем обычный поход в магазин, так как в этом случае отпадает необходимость выходить из дома. Также можно будет осмотреть весь прайс-лист и описания к каждому из приборов, воспользовавшись любым браузером и активным интернет-соединением.
Что же относится к бытовой технике?
Как было выше описано, бытовой.
В жизни современного человека особое место занимают товары сложнотехнического назначения.
В результате технического прогресса ассортимент этих товаров обновляется все чаще. Появляются новые поколения телевизоров, магнитофоны с цифровой записью, видеомагнитофоны, видеокамеры.
В ассортимент радиоэлектронной аппаратуры входит:
Электроакустические проборы — микрофоны, громкоговорители, наушники, телефоны головные.
Радиоприемные устройства предназначены для приема программ, передаваемыми станциями радиовещания.
Потребительские требования к качеству определяется их электроакустическими параметрами.
Чувствительность — это способность приемника принимать слабые сигналы. Определяется величиной сигнала, поступающего на вход приемника.
Потребляемая мощность — количество электроэнергии, потребляемое аппаратурой в единицу времени.
Магнитофоны — это устройство для.
Порой после покупки бытовой техники возникает необходимость ее возврата в магазин.
Причиной тому могут быть различные факторы: товар может иметь какие-либо дефекты либо попросту не понравиться покупателю.
В таких случаях важно понимать, каким образом следует поступать, какие действия нужно предпринимать, чтобы добиться нужного результата.
Порядок возврата бытовой техники в магазин
Необходимо обратить внимание на две принципиально разные ситуации: возврат некачественного товара и возврат бытовой аппаратуры в магазин, когда к качеству товара претензий у покупателя нет.
В любом случае покупатель должен предъявить:
а) сам товар. Если речь идет о замене качественного товара, то должна быть сохранена в максимально естественном состоянии упаковка, комплектация, а сам товар не должен иметь никаких видимых признаков эксплуатации;
б) соответствующие чеки. Впрочем, это условие не.
Крупная и мелкая бытовая техника – это все многообразие приборов и приспособлений, окружающее нас в доме и делающее нашу жизнь проще, легче и комфортнее. Сегодня сложно представить свой быт без полезных, а порой и просто абсолютно незаменимых помощников, позволяющих максимально экономить собственные силы, время и деньги.
Техника для дома настолько многообразна и представлена на рынке таким количеством производителей, что впору и потонуть в этом безграничном море. Давайте попытаемся структурировать бытовую технику и попробуем разобраться, какие из приборов необходимы в доме в первую очередь, а с покупкой каких можно и повременить.
Кухонная бытовая техника
Сегодня мы уже не можем представить себе комфортную жизнь без таких бытовых приборов, как холодильник и кухонная плита. Современные холодильники не требуют регулярной разморозки, обладают высоким уровнем энергосбережения и могут быть как отдельно стоящими, так и встраиваемыми.
В вашей квартире находится множество разнообразных электрических приборов, и их количество растёт с каждым годом. Всеми приборами можно и нужно пользоваться более эффективно, экономически выгодно и, главное, безопасно. Для этого надо знать несколько общих положений.
Старайтесь изъять из пользования устаревшие приборы. Современные электроприборы удобны в обращении, более эффективны и, как правило, более выгодны экономически.
Важно, чтобы прибор, который вы приобретаете, соответствовал вашим потребностям. Для этого следует принять во внимание состав семьи, образ жизни, количество детей, частоту пользования и т.д., и только тогда решить, какими характеристиками должен обладать электроприбор, который вы хотите приобрести.
Рекомендуется проанализировать и сравнить потребление электроэнергии различными электроприборами, данные о которых, как правило, приводятся на фабричном ярлыке либо в прилагаемой к прибору инструкции по эксплуатации.
Начать ремонт в квартире — всё равно, что открыть новый этап в собственной жизни.
Но когда процесс запущен, то его уже не остановить.
И очень важной задачей, непосредственно связанной с темой ремонта, является установка бытовой техники в отремонтированной квартире, а особенно мелкой бытовой техники.
На что надо обратить внимание?
Мелкая бытовая техника для кухни — что сюда входит?
Кухня — это место в квартире, где особенно важно помнить о безопасности и удобстве.
Это значит, что, подбирая для кухни мелкую бытовую технику, надо всегда помнить о целевом назначении этого уголка квартиры.
Там будут готовить, мыть, чистить, а также совершать еще много важных и полезных действий.
Кухонная техника может существенно ускорить большинство из этих процессов.
Что же входит в список предметов, которые можно встретить в большинстве современных кухонь.
Надо уточнить, что здесь не имеются в виду холодильники, плиты и.
Электро́ника (от греч. Ηλεκτρόνιο «электрон») — область науки и техники, занимающаяся созданием и практическим использованием различных устройств и приборов, работа которых основана на изменении концентрации и перемещении заряженных частиц (электронов) в вакууме, газе или твердых кристаллических телах, и других физических явлениях (НБИК).
Также — сокращенное именование электронной аппаратуры.
Содержание
История
Возникновению электроники предшествовало изобретение радио. Поскольку радиопередатчики сразу же нашли применение (в первую очередь на кораблях и в военном деле), для них потребовалась элементная база, созданием и изучением которой и занялась электроника. Элементная база первого поколения была основана на электронных лампах. Соответственно получила развитие вакуумная электроника. Её развитию способствовало также изобретение телевидения и радаров, которые нашли широкое применение во время Второй мировой войны.
Но электронные лампы обладали существенными недостатками. Это прежде всего большие размеры и высокая потребляемая мощность (что было критичным для переносных устройств). Поэтому начала развиваться твердотельная электроника, а в качестве элементной базы стали применять диоды и транзисторы.
Дальнейшее развитие электроники связано с появлением компьютеров. Компьютеры, основанные на транзисторах, отличались большими размерами и потребляемой мощностью, а также низкой надежностью (из-за большого количества деталей). Для решения этих проблем начали применяться микросборки, а затем и микросхемы. Число элементов микросхем постепенно увеличивалось, стали появляться микропроцессоры. В настоящее время развитию электроники способствует появление сотовой связи, а также различных беспроводных устройств, навигаторов, коммуникаторов, планшетов и т. п.
Основными вехами в развитии электроники можно считать:
- изобретения А. С. Поповымрадио (7 мая1895 года), и начало использования радиоприёмников,
- изобретение Ли де Форестомламповоготриода, первого усилительного элемента,
- использование Лосевым полупроводникового элемента для усиления и генерации электрических сигналов,
- развитие твердотельной электроники,
- использование проводниковых и полупроводниковых элементов (работы Иоффе, Шоттки),
- изобретение в 1947 годутранзистора (Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн),
- создание интегральной микросхемы и последующее развитие микроэлектроники, основной области современной электроники.
Области электроники
Можно различать следующие области электроники:
- физика (микромира, полупроводников, электромагнитных волн, магнетизма, электрического тока и др.) — область науки, в которой изучаются процессы, происходящие с заряженными частицами,
- бытовая электроника — бытовые электронные приборы и устройства, в которых используется электрическое напряжение, электрический ток, электрическое поле или электромагнитные волны. (Например телевизор, мобильный телефон, утюг, лампочка, электроплита. и др.).
- Энергетика — выработка, транспортировка и потребление электроэнергии, электроприборы высокой мощности (например электродвигатель, электрическая лампа, электростанция), электрическая система отопления, линия электропередачи.
- Микроэлектроника — электронные устройства, в которых в качестве активных элементов используются микросхемы:
- оптоэлектроника — устройства в которых используются электрический ток и потоки фотонов,
- аудио-видеотехника — устройства усиления и преобразования звука и видео изображений,
- цифровая микроэлектроника — устройства на микропроцессорах или логических микросхемах. Например: электронный калькулятор, компьютер, цифровой телевизор, мобильный телефон, принтер, робот, панель управления промышленным оборудованием, средствами транспорта, и другие бытовые и промышленные устройства.
Электронное устройство может включать в себя самые разные материалы и среды, где происходит обработка электрического сигнала с использованием разных физических процессов. Но в любом устройстве обязательно имеется электрическая цепь.
Изучению различных аспектов электроники посвящены многие научные дисциплины технических вузов.
Твердотельная электроника
История твердотельной электроники
Термин твердотельная электроника появился в литературе в середине XX века для обозначения устройств на полупроводниковой элементной базе: транзисторах и полупроводниковых диодах, заменивших громоздкие низкоэффективные электровакуумные приборы — радиолампы. Корень «тверд» использован здесь, потому что процесс управления электрическим током происходит в твёрдом теле полупроводника в отличие от вакуума, как это происходило в электронной радиолампе. Позднее, в конце XX века этот термин потерял своё значение и постепенно вышел из употребления, поскольку практически вся электроника нашей цивилизации начала использовать исключительно полупроводниковую твердотельную активную элементную базу.
Миниатюризация устройств
С рождением твердотельной электроники начался революционно быстрый процесс миниатюризации электронных приборов. За несколько десятков лет активные элементы уменьшились в десять миллиардов раз — с нескольких сантиметров электронной радиолампы до нескольких нанометров интегрированного на полупроводниковом чипе транзистора.
Технология получения элементов
Активные и пассивные элементы в твердотельной электронике создаются на однородном сверхчистом кристалле полупроводника, чаще всего кремния, методом инжекции или напыления новых слоев в определённых координатах тела кристалла атомов иных химических элементов, молекул более сложных, в том числе и органических веществ. Инжекция меняет свойства полупроводника в месте инжекции (легирования) меняя его проводимость на обратную, создавая таким образом диод или транзистор или пассивный элемент: резистор, проводник, конденсатор или катушку индуктивности, изолятор, теплоотводящий элемент и другие структуры. В последние годы широко распространилась технология производства источников света на кристалле. Огромное количество открытий и разработанных технологий использования твердотельных технологий ещё лежат в сейфах патентообладателей и ждут своего часа.
Технологию получения полупроводниковых кристаллов, чистота которых позволяет создавать элементы размером в несколько нанометров, стали называть нанотехнологией, а раздел электроники — микроэлектроникой.
В 1970-е годы в процессе миниатюризации твердотельной электроники в ней наметился раскол на аналоговую и цифровую микроэлектронику. В условиях конкуренции на рынке производителей элементной базы победу одержали производители цифровой электроники. И в XXI веке производство и эволюция аналоговой электроники практически были остановлены. Так как в реальности все потребители микроэлектроники требуют от неё, как правило не цифровые, а непрерывные аналоговые сигналы или действия, цифровые устройства снабжены ЦАП-ами на своих входах и выходах.
Миниатюризация электронных схем сопровождалась ростом быстродействия устройств. Так первые цифровые устройства ТТЛ технологии требовали микросекунды на переключение из одного состояния в другое и потребляли большой ток, требовавший специальных мер для отвода тепла.
В начале XXI века эволюция твердотельной электроники в направлении миниатюризации элементов постепенно приостановилась и в настоящее время практически остановлена. Эта остановка была предопределена достижением минимально возможных размеров транзисторов, проводников и других элементов на кристалле полупроводника ещё способных отводить выделяемое при протекании тока тепло и не разрушаться. Эти размеры достигли единиц нанометров и поэтому технология изготовления микрочипов называется нанотехнологией.
Следующим этапом в эволюции электроники возможно станет оптоэлектроника, в которой несущим элементом выступит фотон, значительно более подвижный, менее инерционный чем электрон/«дырка» в полупроводнике твердотельной электроники.
Основные твердотельные приборы
Основные твердотельные активные приборы, используемые в электронных устройствах:
- Диод — проводник с односторонней проводимостью от анода к катоду. Разновидности: туннельный диод, лавинно-пролётный диод, диод Ганна, диод Шоттки и др.;
- Биполярные транзисторы — транзисторы с двумя физическими p-n-переходами, ток Коллектор-Эмиттер которого управляется током База-Эмиттер;
- Полевой транзистор — транзистор, ток Исток-Сток которого управляется Напряжением на p-n- или n-p-переходе Затвор-Сток или потенциалом на нём в транзисторах без физического перехода — с затвором, гальванически изолированным от канала Сток-Исток;
- Диоды с управляемой проводимостью динисторы и тиристоры, используемые как переключатели, светодиоды и фотодиоды используемые как преобразователи э/м излучения в электрические сигналы или электрическую энергию или обратно;
- Интегральная микросхема — комбинация активных и пассивных твердотельных элементов на одном или нескольких кристаллах в одном корпусе, используемые как модуль, электронная схема в аналоговой и цифровой микроэлектронике.
Примеры использования
Примеры использования твердотельных приборов в электронике:
- Умножитель напряжения на выпрямительном диоде;
- Умножитель частоты на нелинейном диоде;
- Эмиттерный повторитель (напряжения) на биполярном транзисторе;
- Коллекторный усилитель (мощности) на биполярном транзисторе;
- Эмулятор индуктивности на интегральных микросхемах, конденсаторах и резисторах;
- Преобразователь входного сопротивления на полевом или биполярном транзисторе, на интегральной микросхеме операционного усилителя в аналоговой и цифровой микроэлектронике;
- Генератор электрических сигналов на полевом диоде, диоде Шоттки, транзисторе или интегральной микросхеме в генераторах сигналов переменного тока;
- Выпрямитель напряжения на выпрямительном диоде в цепях переменного электрического тока в разнообразных устройствах;
- Источник стабильного напряжения на стабилитроне в стабилизаторах напряжения;
- Источник стабильного напряжения на выпрямительном диоде в схемах смещения напряжения база-эмиттер биполярного транзистора;
- Светоизлучающий элемент в осветительном приборе на светодиоде;
- Светоизлучающий элемент в оптоэлектронике на светодиоде;
- Светоприёмный элемент в оптоэлектронике на фотодиоде;
- Светоприёмный элемент в солярных панелях солярных электростанций;
- Усилитель мощности на биполярном или полевом транзисторе, на интегральной микросхеме, Усилитель мощности в выходных каскадах усилителей мощности сигналов, переменного и постоянного тока;
- Логический элемент на транзисторе, диодах или на интегральной микросхеме цифровой электроники;
- Ячейка памяти на одном или нескольких транзисторах в микросхемах памяти;
- Усилитель высокой частоты на транзисторе;
- Процессор цифровых сигналов на интегральной микросхеме цифрового микропроцессора;
- Процессор аналоговых сигналов на тразисторах, интегральной микросхеме аналогового микропроцессора или на операционных усилителях;
- Периферийные устройства компьютера на интегральных микросхемах или транзисторах;
- Входной каскад операционного или дифференциального усилителя на транзисторе;
- Электронный ключ в схемах коммутации сигналов на полевом транзисторе с изолированным затвором;
- Электронный ключ в схемах с памятью на диоде Шоттки.
Основные различия аналоговой и цифровой электроники
Поскольку в аналоговых и цифровых схемах информация кодируется по-разному, у них отличаются и процессы обработки сигналов. Следует при этом заметить, что все операции, которые могут быть совершены над аналоговым сигналом (в частности, усиление, фильтрация, ограничение диапазона и т. п.) могут быть осуществлены и методами цифровой электроники и программного моделирования в микропроцессорах.
Основное различие аналоговой от цифровой электроники можно найти в наиболее характерных для той или иной электроники способах кодирования информации.
Аналоговая электроника использует простейшее пропорциональное одномерное кодирование — отражение физических параметров источника информации в аналогичные физические параметры электрического поля или напряжения (амплитуды в амплитуды, частоты в частоты, фазы в фазы и т. д.).
Цифровая электроника использует n-мерное кодирование физических параметров источника данных. Минимально в цифровой электронике используется двумерное кодирование: напряжение (ток) и моменты времени. Данная избыточность принята исключительно для гарантированной передачи данных с любым программируемым уровнем добавленных в устройстве шумов и искажений в исходный сигнал. В более сложных цифровых схемах используется методы программной микропроцессорной обработки информации. Методы цифровой передачи данных позволяют реально создавать физические каналы передачи данных абсолютно без потерь (без возрастания шумов и других искажений)
В физическом же смысле поведение всякой цифровой электронной схемы и всего устройства ничем не отличается от поведения аналогового электронного устройства или схемы и может быть описано теорией и правилами, описывающими функционирование аналоговых электронных устройств.
В соответствии со способом кодирования информации в аналоговых схемах они в существенно большей степени уязвимы к воздействию шума, нежели цифровые цепи. Малое изменение сигнала может внести значительные модификации в передаваемую информацию и в конечном счёте привести к её утрате; в свою очередь, цифровые сигналы принимают лишь одно из двух возможных значений, и для того, чтобы вызвать ошибку, помеха должна составлять примерно половину их общей величины. Это свойство цифровых схем может быть использовано для повышения устойчивости сигналов к помехам. Кроме того, противодействие шуму обеспечивается средствами восстановления сигналов на каждом логическом вентиле, которые уменьшают или ликвидируют помехи; такой механизм становится возможным благодаря квантованию цифровых сигналов [1] . До тех пор, пока сигнал остаётся в пределах определённого диапазона значений, он ассоциируется с одной и той же информацией.
Шум является одним из ключевых факторов, влияющих на точность сигнала; в основном это шум, присутствующий в исходном сигнале, и помехи, вносимые при его передаче (см. Отношение сигнал-шум). Фундаментальные физические ограничения — к примеру, т. н. «дробовой» шум в компонентах — устанавливают пределы разрешения аналоговых сигналов. В цифровой электронике дополнительная точность обеспечивается использованием вспомогательных разрядов, характеризующих сигнал; их количество зависит от производительности аналого-цифрового преобразователя (АЦП) [2] .
Сложность разработки
Аналоговые схемы сложнее разрабатывать, нежели сравнимые с ними цифровые; это одна из причин, по которым цифровые системы приобрели большее распространение, нежели аналоговые. Аналоговая схема разрабатывается вручную, и процесс её создания обеспечивает меньше возможностей для автоматизации. Следует, впрочем, заметить, что для взаимодействия с окружающей средой в той или иной форме цифровое электронное устройство нуждается в аналоговом интерфейсе [3] . К примеру, у цифрового радиоприёмника имеется аналоговый предусилитель, который является первым звеном приёмной цепи.
Типология схем
Электронные схемы и их составляющие могут быть разделены на два ключевых типа в зависимости от общих принципов их функционирования: аналоговые (непрерывные) и цифровые (дискретные). Одно и то же устройство может состоять как из схем одного типа, так и из смешения обоих типов в той или иной пропорции.
Аналоговые схемы
В основном аналоговые электронные приборы и устройства (радиоприёмники, например) конструктивно представляют собой сочетание нескольких разновидностей базовых схем. В аналоговых цепях используется непрерывный диапазон напряжения, в противоположность дискретным уровням, которые применяются в цифровых схемах. На данный момент разработано существенное количество разнообразных аналоговых контуров — в особенности их число велико в силу того, что под «схемой» можно понимать многое: от единственного компонента до целой системы, состоящей из тысяч элементов. Аналоговые схемы ещё называют иногда линейными (хотя необходимо заметить, что в некоторых их видах — преобразователях, к примеру, или модуляторах, — используются и многие нелинейные эффекты). В качестве характерных примеров аналоговых контуров можно назвать электронные лампы и транзисторные усилители, операционные усилители и осцилляторы.
В настоящее время сложно найти такую электронную схему, которая была бы полностью аналоговой. Сейчас в аналоговых цепях используются цифровые или даже микропроцессорные технологии, позволяющие увеличить их производительность. Такая схема обычно называется не аналоговой или цифровой, а смешанной. В некоторых случаях провести чёткое разграничение между непрерывными и дискретными схемами сложно — в силу того, что как те, так и другие включают в свой состав элементы и линейного, и нелинейного характера. Примером может послужить, допустим, компаратор: получая на входе непрерывный диапазон напряжения, он в то же время выдает на выходе лишь один из двух возможных уровней сигнала, подобно цифровой схеме. Похожим образом перегруженный транзисторный усилитель может приобрести свойства контролируемого переключателя, также имеющего два уровня выходного сигнала.
Цифровые схемы
К цифровым относятся схемы, основанные на некотором количестве дискретных уровней напряжения. Они представляют собой наиболее типичную физическую реализацию булевой алгебры и составляют элементную основу всех цифровых компьютеров. Термины «цифровая схема», «цифровая система» и «логическая схема» часто при этом рассматриваются как синонимичные. Для цифровых схем характерна, как правило, двоичная система с двумя уровнями напряжения, которые соответствуют логическому нулю и логической единице соответственно. Часто первый соотносится с низким напряжением, а вторая — с высоким, хотя встречаются и обратные варианты. Изучались также и тернарные логические схемы (то есть с тремя возможными состояниями), предпринимались попытки построения компьютеров на их основе. Помимо вычислительных машин, цифровые схемы составляют основу электронных часов и программируемых логических контроллеров (используемых для управления промышленными процессами); ещё одним примером могут служить цифровые сигнальные процессоры.
К числу базовых конструктивных элементов этого типа относятся:
Устройства с высокой степенью интеграции:
- Микропроцессоры
- Микроконтроллеры
- Интегральные схемы для специфического применения (ASIC)
- Цифровые сигнальные процессоры (DSP)
- Программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA)
Надёжность электронных устройств
Надёжность электронных устройств складывается из надёжности самого устройства и надёжности электроснабжения. Надёжность самого электронного устройства складывается из надёжности элементов, надёжности соединений, надёжности схемы и др. Графически надёжность электронных устройств отображается кривой отказов (зависимость числа отказов от времени эксплуатации). Типовая кривая отказов имеет три участка с разным наклоном. На первом участке число отказов уменьшается, на втором участке число отказов стабилизируется и почти постоянно до третьего участка, на третьем участке число отказов постоянно растёт до полной непригодности эксплуатации устройства.
Измерительная техника
На протяжении всего развития радиоэлектронных устройств и компонентов, существовала необходимость объективной оценки исправности и параметров как отдельных радиодеталей, так и готовых изделий. Это приводило и приводит к необходимости иметь парк измерительных приборов. Функциональные особенности их весьма разнообразны. При этом, измерительные приборы сами по себе также являются отдельной областью электроники. Точность измерительной техники является важнейшим фактором, от которого напрямую зависит качество разработанной и отлаженной с их помощью радиоаппаратуры. Не менее важно и соблюдение методики измеренией (см. Метрология). Наиболее точные приборы используются для специальных применений, и недоступны большинству разработчиков. Приборы начального уровня (мультиметр, блок питания лабораторный) нередко изготавливались энтузиастами самостоятельно.
Читайте также:
- Краткий обзор устройств цифровой электроники
- Международная стандартизация в области электротехники и радиоэлектроники
- Основные этапы развития электроники
- Основы цифровой электроники и микропроцессорной техники
- Принцип твердотелой электроники
- Тема 15. Элементы физической электроники и твердого тела
Определения и понятия электроники
Электроника
Электроника – отрасль науки и техники, занимающаяся изучением физических основ функционирования, исследованием, разработкой и применением приборов, работа которых основана на протекании электрического тока в твердом теле, вакууме и газе
Приборы относительно среды протекания электрического тока приборы можно классифицировать следующим образом:
полупроводниковые – протекание тока в твердом теле;
электронные – протекание тока в вакууме;
ионные – протекание тока в газе.
Объединяющий признак этих приборов – нелинейность элементов.
Энергетическая электроника – это преобразование одного вида электрической энергии в другой. Эту часть электроники, также называют преобразовательной техникой (выпрямители, инверторы, преобразователи частоты и уровня напряжений).
Информационная электроника – это устройства для передачи, хранения, обработки и отображения информации (усилители сигналов, генераторы напряжения, логические схемы, счетчики, индикаторы, дисплеи, интегральные микросхемы).
С точки зрения науки в основу электроники положены свойства носителя информационного сигнала.
Электрон – наименьший материальный носитель электрического заряда.
1. Обладает собственным механическим и магнитным моментами;
2. Обладает большим временем жизни;
3. Достаточно легко вводится в твердые тела;
4. Может группироваться в потоки;
5. Можно использовать его свойства не только как частицы, но и как волны.
Вакуумная электроника – исследует взаимодействие потока свободных электронов с электрическими и магнитными полями в вакууме, а так же методы создания приборов и устройств, в которых это взаимодействие используется.
Плазменная электроника – и сследует процессы коллективного взаимодействия потока заряженных частиц плазмой и ионизирующим газом, приводящие к возбуждению в системе волн и колебаний, а так же методы создания приборов и устройств, в которых это взаимодействие используется.
Плазма (греч. – выявленное, оформленное) – ионизированный газ, в котором плотности ионов (+) и электронов (–) практически одинаковы.
Ионизированный газ – газ, в котором значительная часть атомов потеряли или приобрели по одному или несколько электронов и превратились в ионы.
Квантовая электроника – исследует явления генерации и усиления электромагнитных колебаний на основе эффекта вынужденного излучения, явления нелинейного взаимодействия мощного излучения с веществом.
Оптоэлектроника – исследует вопросы генерации, обработки и хранения информации на основе преобразования электрических сигналов в оптические и наоборот.
Микроэлектроника – исследует поведение заряженных частиц в твердом теле под воздействием электрических, магнитных, электромагнитных, тепловых полей, а так же разработкой приборов и устройств в микроминиатюрном исполнении с использованием групповой технологии изготовления.
Под термином микроэлектроника имеют в виду микроэлектронные размеры элементов, под термином интегральная электроника – интеграцию этих элементов в кристалле микросхемы.
Наноэлектроника – логическое развитие микроэлектроники, в котором изучаются методы разработки нанотехнологии.
Нанотехнология – совокупность способов и приемов создания элементов и приборов нанометровых размеров, в том числе из отдельных молекул и атомов.
Малая инерционность электронов позволяет использовать взаимодействие электронов с микрополями внутри атома, молекулы или кристаллической решетки для создания приборов и устройств нового поколения, отличающихся: высокой производительностью, ничтожным потреблением энергии, сверхминиатюрными размерами.
Функциональная электроника – направление в микроэлектронике, использующая динамические неоднородности в качестве носителей информационного сигнала в электронных устройствах.
Локальный объем на поверхности или внутри континуальной среды с отличными от ее окружения свойствами, который генерируется в результате определенных физико-химических свойств. Она может быть перемещаться в континуальной среде в результате взаимодействия с различными физическими полями. В результате происходит перенос информации.
Континуум (лат. – непрерывный) – совокупность всех точек пространства с одинаковыми свойствами.
Дата добавления: 2014-01-03 ; Просмотров: 4534 ; Нарушение авторских прав? ;
Что относится к бытовой технике и электронике?

В быту человек используется самые разные виды электронных и технических устройств. Она изменила жизнь к лучшему и упрощает многие процессы, на которые раньше приходилось тратить много времени и сил. Найти все эти устройства не составит труда. Многие интернет-магазины занимаются их продажей. Чтобы найти нужный прибор достаточно посетить интернет-магазин бытовой техники и электроники и оценить как технические характеристики, функционал и внешние данные, так и цену.
Особенности выбора бытовой техники
Вся используемая для бытовых целей техника делится на несколько групп по способу работы и выполняемым функциям. Это прежде всего:
- Кухонные устройства. Они помогают готовить и выполнять другие важные функции. Сюда можно отнести микроволновку, электрическую или газовую печь, духовку, холодильник, кухонный комбайн и так далее.
- Климатическое оборудование для обеспечения комфорта внутри помещения. Это кондиционеры или обогреватели.
- Устройство для уборки помещения. Прежде всего это конечно пылесос.
- Приборы для стирки и ухода за тканями, одеждой. В группу входят стиральные машинки, утюги, парогенераторы и так далее.
- Техника для удовольствия и развлечения. Самым востребованным является телевизор или бытовой кинотеатр.
- Техника для красоты. Кроме фена и электробритвы на последнее время появилось немало новых видов оборудования, таких как эпилятор, выпрямитель для волос, прибор для сушки ногтей и так далее.
По назначению бытовые приборы делятся на измерительные, вычислительные, кухонные и так далее.
Кухонные изделия представляют самую большую и популярную группу. Причем внутри она делится на оборудование предназначенное для:
- Сохранения продуктов.
- Механической обработки.
- Термической обработки и так далее.
Не менее востребованными являются мелкие приборы. Это прежде всего:
- Гриль.
- Фритюрница.
- Тостер.
- Йогуртница и так далее.
И еще во многих домах есть такие приборы как электрический чайник и кофеварка. Они ускоряют процесс готовки и позволяют быстро получить горячую воду и не менее горячий кофе. Все бытовые виды техники делают жизнь более качественной и комфортной.