КҮРДЕЛІЛІГІ ОРТА ҚҰРАСТЫРУ МЕН МОНТАЖДАУДЫ ОРЫНДАУ ЖӘНЕ КҮРДЕЛІ ТҮЙІНДЕР, БЛОКТАР, РАДИОЭЛЕКТРОНДЫҚ АППАРАТУРА АСПАПТАРЫН, ЖЕЛІЛІК БАЙЛАНЫС АППАРАТУРАСЫН, ИМПУЛЬСТІК ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ ТЕХНИКА ТҮЙІНДЕРІНІҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІН ЖАСАУ

«Білім беруді дамыту федералдық институты» федералдық мемлекеттік дербес мекемесімен бастауыш кәсіптік білім беру бағдарламасын жүзеге асыратын білім беру орындарында оқу барысында оқу құралы ретінде қолдануға ұсынылған.

Рецензия регистрациясының нөмірі 179 8 мамырдан 2013 ж. ФГАУ «Ф

2-басылым, түзетілген

КБЖ 31.2:32.84я722

Бұл кітап Қазақстан Республикасының Білім жəне ғылым министрлігі

жəне «Кəсіпқор» холдингі» КЕАҚ арасында жасалған шартқа сəйкес «ТКББ жүйесі үшін шетел əдебиетін сатып алуды жəне аударуды ұйымдастыру бойынша қызметтер» мемлекеттік тапсырмасын орындау аясында қазақ тіліне аударылды. Аталған кітаптың орыс тіліндегі нұсқасы Ресей Федерациясының білім беру үдерісіне қойылатын талаптардың ескерілуімен жасалды. Қазақстан Республикасының техникалық жəне кəсіптік білім беру жүйесіндегі білім беру ұйымдарының осы жағдайды ескеруі жəне оқу үдерісінде мазмұнды бөлімді (технология, материалдар жəне қажетті ақпарат) қолдануы қажет. Аударманы «Delta Consultіng Group» ЖШС жүзеге асырды, заңды мекенжайы: Астана қ., Иманов көш., 19, «Алма-Ата» БО, 809С , телефоны: 8 (7172) 78 79 29, эл. поштасы: іnf

o@dcg.kz

Рецензент «№ 50 политехникалық колледж» мемлкеттік бюджеттік орта кәсіптік білім беру мекемесінің өндіріс оқыту шебері

Т. В. Гнусарева

Петров В. П.

Күрделілігі орта құрастыру мен монтаждауды орындау  және  күрделі   түйіндер,   блоктар,   радиоэлектрондық   аппаратура аспаптарын,  желілік  байланыс  аппаратурасын,  импульстік  және  есептеу техника түйіндерінің элементтерін жасау : орта  кәсіптік  білім беру мекемелерінің студенттеріне арналған / В.П.Петров. — 2-басылым, түзетілген. — М. : «Академия» баспа орталығы, 2015. — 272 б.

Оқулық        «Радиоэлектрондық        аппаратура        мен        аспаптарды монтаждаушы», ПМ.01 «Монтаждау, күрделілігі орта құрастыру мен күрделі түйіндер,  блоктар,  радиоэлектрондық   аппаратура   аспаптарын,   желілік байланыс аппаратурасын, импульстік және есептеу техника түйіндерінің элементтерін дайындау» мамандығы бойынша Федералдық мемлекеттік білім стандартына сәйкес жасалған. Электронды   құрылғыларды    өндіру    кезіндегі    монтаждау    және құрастыру жұмыстары қарастырылған: электрмонтаждық операцияларды, аспалы және  беттік  монтажды  орындау,  күрделі   радиотехникалық  бұйымдарды   жинау, электрлік байланыстар  құрастыру  және  т.б.  Қолданылатын  технологиялық    материалдар    мен    жабдықтардың     сипаттамалары, техникалық құжаттамасын рәсімдеу, принципиалды  сұлба  мен  электрлік байланыс сұлбаларын оқу және құрастыру ережелері көрсетілген. Жұмыс орнын ұйымдастыру, еңбекті қорғау мен техника қауіпсіздік ережелері мәселелері баяндалған. 2-басылымға радиоэлектрондық элементтердің параметрлерінің мәндеріне қатысты түзетулер енгізілген.

Орта кәсіптік білім бері мекемелерінің студенттеріне арналған.

КБЖ 31.2:32.84я722

Алғысөз

Тиімді құрылыстық және технологиялық шешімдерді іздеумен қатар, электрониканың қарқынды дамуы түбегейлі жаңа көп атқарымдық электрондық құрылғылардың пайда болуына жағдай жасайды, бұл, өз тарапынан, жаңа аспаптар мен элементтік базаны құрастыру, технологиялық әдістер мен материалдарды жетілдіру салаларында революциялық шешімдерді тудырады. Осы аяда, электроника элементтерінің өлшемдері одан ары кішірейіп, интеграция жоғарылап, нанотехнологияларға көшу ары қарау жалғасуда. Қазіргі интеграция деңгейі бір пластмасс тұрқыда тек жеке элементтерді ғана емес, сондай-ақ бүтін құрылғыларды жасауға да мүмкіндік береді. Мысалы, өлшемдері 2 х 2 см бір жартылай өткізгіштік кристаллда радиоқабылдағыш та, радиостанция да жасауға болады. Бұл жетістіктерге технологиялардың ары қарай дамытпай, заманауи құрылыстық материалдарды қолданбай қол жеткізу мүмкін емес. Қазіргі кезде көлемді монтаж әдістерінен шағын элементтік база мен жаңа материалдарды қолдану арқылы беттік монтажға көшу қарқынды өтуде. Бұл технологияның алға басуына баспа платаларын құрастыру, принципиалды сұлбаларды үлгілеу мен талдау кезінде есептеу техникасының кең қолданылуы өз септігін тигізді, бұл екіжақты және көп қабатты платаларды құрастыру арқылы электронды бұйымдардың өлшемдерін кішірейтуге, қуат шығындарын азайта отырып, сенімділігін арттыруға мүмкіндік берді. Электронды құрылғылар өндірісінде адам қатысатын операциялар саны азаюда: заманауи автоматтандырылған монтаж жүйелері монтаждық операцияның бүкіл циклін бір өндірістік қондырғыда жасауға мүмкіндік береді. Электрондық аспаптер мен құрылғыларды монтаждаудың заманауи әдістерін меңгеру, электрондық құрылғыларды жинау кезіндге технологиялық операциялардың ретін қатаң сақтау, жаңа құрылыстық материалдарды, заманауи элементтік базаны білу, принципиалды сұлбаларды оқу және құрастыру ережелерін жетік білу, резисторлардан микросхемаларға дейін номиналдар мен типтік

өлшемдерді анықтай білу жоғары білікті радиомонтаждаушы үшін негіз болып табылады. Желілік және ақпараттық технологиялардың кең таралуы техникалық ой-өріс пен эрудицияны, техникалық прогресс талаптарына бейімделе білу қабілеттерін, микропроцессорлық басқару, желісіз байланыс жүйелерін, оптикалық, лазер және басқа құрылғыларды білуді талап етеді. Жиналған және құрастырылған радиоэлектрондық құрылғыны тексеру мүмкін жарамсыздық пен тиімсіз өндірістік шығындардың алдын алу бойынша сериялық өндірістің ең маңызды кезеңдерінің бірі болып табылады. Бұл үдерістің негізгі құрамдас бөліктерінің бірі болып заманауи өлшеу аспаптар мен құрылғылардың көмегімен құрастырылған жабдықты баптау мен реттеу шеберлігі табылады. Сондай-ақ, осымен бір қатарда электронды бұйымдардың сенімділігін арттыру, энергия шығындарын азайту, тиімді жылу әкету тәсілдерін білу тұр, бұл бұйымдарды жинау кезінде сауатты әрекеттер жасау арқылы қамтамасыз етіледі. Оқулықтың шектеулілігіне байланысты электронды құрылғыларды жинау мен монтаждаудың заманауи  технологиялары, құрылыстардың ерекшеліктері және элементтік база мен өлшеу аспаптардың сипаттамаларына қатысты барлық сұрақтарды қарастыру мүмкін емес екені түсінікті. Ұсынылған әдебиеттер тізімі мен өзге анықтамалық материалдар оқушылардың жеткіліксіз білім «сандықшасын», соның ішінде осы оқулықта  толық ашылмаған тақырыптар бойынша білімін толықтыруға көмектеседі деп сенемін. Автор П.М. Вострухин атындағы № 27 автоматтандыру және радиоэлектроника колледжінің жұмысшылары мен оқытушыларына оқулық қолжазбасын дайындау барысында берген ұсыныстары үшін алғысын білдіреді.

1-бөлім

1.1.

Әлемдік электрондық қоғамда электрондық техниканың құрамдас бөліктерін жүйелеу үшін кейбір жалпыға белгілі  түсініктер мен анықтамалар қолданылады.

Электронды құрылғыларға тұрмыста немесе өндірісте қандай да бір міндетті орындау үшін жасалынатын өндірістік бұйымдар, мысалы теледидарлар, бейнемагнитофондар, таспа ойнатқыштар және, электромеханикалық әрекет механизмдерінің атқарушы элементтері ретінде қолдануға болатын электрондық техниканың элементтік базасының негізінде жасалынатын, өзге құралдар жатады. Электронды құрылғы бір тұрқыда, сондай-ақ механикалық түрде біріктірілген және бір электрлік тізбекпен жалғанған жеке блоктар мен модульдер түрінде де жасалуы мүмкін. Электронды құрылғыларға ақпаратты сандық және аналогтік басқарылатын радиожиілік сигналдар арқылы жіберуге және қабылдауға қолданатын радиоэлектрондық құрылғылар (РЭҚ) жатады.

Электрондық аспаптарға өлшеу аспаптарын, датчиктерді, генераторларды және т.б. жатқызуға болады. Электрондық аспаптар бір шассиде немесе бір баспа платада орналасқан және бір технологиялық немесе жинау үдерісінде жасалған жеке субмодульдер мен модульдер түрінде жасалуы мүмкін. Бірыңғай принципиалды сұлбада электронды бұйым монтажының негізі

1.1-сурет. Жиналған электрондық шасси

ретінде шасси (панель негізі) алынады. Бұл кеңістікті үнемдеуге, өндірісті сәйкестендіруге, баптау, қызмету көрсету мен ауыстыруды жеңілдетуге жағдай жасайды.

Шасси (1.1-сурет) — бұл радиоэлементтерді монтаждау өткізілетін, ал электрлік байланыстар дәнекерлеу, ширату, пісіру немесе шегелеу арқылы жасалған, қатты оқшауланған негіз  түріндегі бұйым немесе аспап бөлігі.

Модуль

Субмодуль

арқылы қосылады. Модульмен сырғымалы немесе уақытша түйіспе түрінде қосылған субмодульдердің қосымша механикалық бекіткіші болу керек. Мысал ретінде дыбыс каналындағы стереосигналрады талдау субмодулін, ұялы телефондағы жиілігі жоғары (ЖЖ) сигналдарды қабылдау-жеткізу субмодулін және т.б. келтіруге болады.

бір тұрқыда орындалады және оның жеке тұрақты немесе айнымалы тоқ қоректендіру көзі болады. Блокты электронды құрылғылардың бір түрі деп санауға болады.

Электрондық        компоненттер        (радиоэлементтер) құрылғының элементтік базасын құрайды, олардың жұмысы электроника ережелеріне негізделген. Олар электрлік желілерде жеке қарапайым функцияларды (күшейту, кедергі, қосу, өшіру) атқарады және, әдетте, бір қатты (пластмасса немесе металл) тұрқыда бітеу қапталған. Электрондық компоненттерге транзисторлар, резисторлар, конденсаторлар және т.б. жатады (1.2- сурет).

Интегралдық схемалар ( ИС)

Гибрид схемалардың міндеттері дәл интегралды орындалған схемалардікі (микросхемалар) сияқты. Әртекті элементтерден, үстінен компаунд құйылатын аралас монтаж технологиясы

а        б        в

бойынша  жасалады  (1.3-сурет).        Гибрид  схеманың  негізгі  бөлігі болып оның негізгі параметрлері мен сипаттамаларын анықтайтын интегралдық микросхема (ИМС) болып табылады.

1.2.

Электрондық аппаратура мен аспаптарды өндіру – үдеріс технологиясының        қатаң        сақталуына,        қолданылатын материалдардың химиялық тазалығына, жоғары білікті мамандардың дәлдігі жоғары және технологиялық жабдықтарды қолдануына негізделетін, заманауи өндірістік кешеннің күрделі әрі жан-жақты үдерісі.

Электрондық техниканың қазіргі жағдайында оны тек жоғары деңгейде ұйымдастырылған, жақсы жабдықталған кәсіпорындарда толығымен автоматтандырылған желілерді кең қолдану арқылы  ғана өндіруге болады. Өндірістік типтік құрылым 1.4-суретте көрсетілген. Ірі сериялы өндіріс кәсіпорының құрылымы қызметтерден, цех пен бөлімдерден тұрады. Қызметтер көмекші өндіріс функциясын атқарады, негізгі өндірісті материалдар мен құралдармен қамтамасыз ете отырып, жабдықтардың жұмыс қабілеттілігін, электр энергиясымен жабдықталуын қадағалайды,  құрылыстық және технологиялық құжаттама әзірлейді, іріктеу және дайын өнімдер қоймаларының жағдайын бақылайды.

Ерекше орынды техникалық бақылау бөлімі (ТББ) алады, оның

міндеті шығарылатын өнімдердің сапасын қамтамасыз ету, технологиялық үдерістің дұрыстығын қадағалау болып табылады. Өндірістік цехтарда барлық технологиялық үдеріс шоғырланған. Цехтар бір толық өнімдер тізімдемесін шығаратын көп бейінді және аса маңызды өнім шығаруға арналған тар бейінді болады. Өндірісті басқаруды жақсарту үшін цехтарда жеке операцияларға немесе бір атаулы бұйымды шығаруға бағыттылған өндірістік бөлімдер құрастырылады. Жұмыс орны бөлімнің негізгі бөлігі болып табылады. Техника қауіпсіздігі бөлімі еңбекті қорғау талаптарының орындалуын қадағалауға арналған маңызды көмекші қызмет болып табылады. Өндірістік тазалықтың сақтау талаптарының  орындалуын технологиялық қызметтер қадағалайды.

Еңбекті қорғау (ЕҚ) және қауіпсіздік техникасы (ҚТ) бойынша шаралар өндірістік үдерістің кез келген қатысушысының әрекеттерін реттейтін арнайы нұсқаулықпен анықталады. ЕҚ және ҚТ бойынша шаралар технологиялық және құрылыстық құжаттамада, сондай-ақ жұмыс орнындағы нұсқаулықтарда көрсетіледі. Монтаждау және жинау операциялары электрлендірілген және монтаждау құралдармен жұмыс істеумен байланысты. Электрлендірілген құралмен (дәнекерлеу жабдықтары, өлшеу техникасы) қолмен жұмыс істеу біліктілігі ІІ топтан төмен емес, олармен қауіпсіз жұмыс істеуді үйренген адамдарға ғана рұқсат етіледі. Дәнекерлеу кезінде жұмысшыға келесі қауіпті және зиянды өндірістік факторлар әсер етуі мүмкін: Зиянды және жарылу өрт қауіпі бар заттармен дәнекерлер, флюс, дәнекерлік пасталар, байланыстырушы заттар мен  еріткіштерді қолдану арқылы жұмыс жасаған кезде, жалпы алмасымды және жергілікті ауа тартқыш желдету қосылып тұру керек. Дәнекерлегіш, дәнекерлік станция мен фендерді қолдану арқылы дәнекерлік жұмыстар атқарған кезде нұсқаулықтарды қатаң сақтау керек. Дәнекерлегіштің кабелі кездейсоқ механикалық зақымдану мен ыстық бөлшектерге тиюден сақталуы керек. Дәнекерлік жабдық оның құлауын болдырмайтын, оттан қорғайтын үйкекке жергілікті ауа тартқыш желдету аймағында орнатылу керек. Дәнекерлегіштің шанышқысындағы дәнекерлеу мен флюстан артық қалған заттарды

технологиялық құжаттамада көрсетілген материалдардың (мақта- мата майлықтар, асбест және т.б.) көмегімен алады. Ашалық ағытпа, ұштық, клемма секілді және өзге ұқсас бұйымдарды дәнекерлеу оларды технологиялық құжаттамада көрсетілген арнайы қондырғыларға (қысқыш, бұрандама қысқыш және тағы басқа қондырғыларға) бекіту арқылы жасалады. Баспа платасын дәнекерлеу кезінде ол бұрушы құрылғының көмегімен арнайы қысқыш үстелшеге бекітіледі. Сым дәнекерінің ыдырауы кезінде балқытылған дәнекерге күйіп қалмау үшін оларды дәнекерлеу ұясынан күшпен шығаруға тыйым салынады. Біріктірілген жерлерге флюсті жаққышпен, фарфор күрекшемен немесе, жеке тыныс жолдарын қорғау құралдарын қолдана отырып, шашу арқылы түсіреді. Баспа платаларын әзірлеу барысында өңдеу мен белсенді химиялық қоспаларды қолдану операциялары болатындықтан, радиомонтаждаушы қышқылдар мен сілтілермен жұмыс істеу қауіпсіздік ережелерін, сондай-ақ мүмкін реакциялар бойынша химия заңдылықтары мен олардың өнімдерінің адам ағзасына тигізетін әсерін білуі керек. Құрамында қышқыл және сілті бар ерітінділермен жұмыс істеген кезде міндетті түрде жеке қорғану құралдарын пайдалану керек, сондай-ақ химиялық белсенді заттар байқамай теріге немесе ағза ішіне түскен жағдайда оларды бейтараптандыру жолдарын білу қажет.

Электрондық аппаратураны баптау мен реттеуге, оны  жөндеу мен диагностикага кірісер алдында, келесіні оқып білу керек: Электронды бұйымдарды баптау мен жөндеумен айналысатын радиомонтаждаушылар тоқ өткізгіш элементтерге байқаусызда тиіп кету қаупіне ұшырайды және олардың электр құралдарымен жұмыс істеуі үшін үшінші топ рұқсаты болу керек.

Электрлендірілген құралдарды жылжымалы төмендеткіш трансформаторлар немесе түрлендіргіштер арқылы штаттық электр желісінен қоректендіруге рұқсат етіледі. Кернеуді төмендету үшін қосымша кедергілерді қолдануға тыйым салынады. Қосылатын өлшеу аспаптарының сымдарының ұзындығы тоқ қабылдағыштарға кездейсоқ механикалық әсер еткенде, олар өздігінен өшіп қалмайтындай және тоқ өткізгіш бөліктерге байқамастан тиіп кетпейтіндей болу керек. Электрлік желіден өшірілген бұйымдардың бақылау нүктелерінде кернеудің болмауын өлшеу аспаптарымен тексереді. Кейбір бұйымдарды желіден өшіргеннен кейін де жоғары заряд сақталады (қорек блогының конденсаторлары, кинескоп  аноды  және т.б.), сондықтан диагностиканы бастамастан бұрын осы элементтерді тоқтан мәжбүрлі түрде айырады. Тасымалды өлшеу аспаптары олардың көрсеткіштерін оқыған кезде, кернеулі бөліктерге жақындау қаупі болмайтындай орналасу керек. Бұйымдарды айнымалы резисторлар, құрылыстық конденсаторлар және оймакілтек осі бар т.б. арқылы баптауды оқшауланған бұрағышпен тек бұйымның сыртқы панелінде орналасқан арнайы тетіктер арқылы ғана және кез келген тоқ өткізгіш бөліктерге тиіп кету мүмкіндігі болмаған жағдайда ғана жасауға болады. Индуктивті элементтердің біліктерінің ашық тізбектерінде баптау жасаған кезде оқшауланған диэлектрлік бұрағыштар қолданылады. Егер жұмысты орындау барысында схеманың бірқатар нүктелерінде бақылау өлшемдер жүргізу керек болса, онда бұл жұмысты бір аспаппен жасауға рұқсат етіледі, бұған қоса өлшемдер схеманың бақылау нүктелерінде өлшеу аспаптан шығатын сымның істікшелі соңымен жасалады. Кернеуі 1 000 В дейін схемалар үшін істікшелі ұштықтың ұзындығы 70 мм кем болмау керек. Өлшеу кезінде қолданылатын сымдарды ажырату схеманың жұмыс кернеуінің үш есе мәніне есептелу керек.

Электр қондырғыларды реттеу және монтаждау жұмыстары екі топқа бөлінеді.

3-бөлім

3.1.

Өндірістік санитария

Өндірістік санитария саласына жатады:

Электронды техника өндірісінде қандай да бір аспаптар өндірісі рұқсат етілетін тазалық топтары бар (3.1-кесте). Таза аймақтар мен таза бөлмелер ажыратылады. Таза аймақтарға дайындық операциялары өткізілетін өндірістік орындар жатады: материалдар қоймасы, жұмысшылардың демалу бөлмелері, өтетін дәліздер. Таза бөлмелерге аса таза жағдайды қажет ететін негізгі өндірістік үдерістер өтетін орындар жатады.

Тазалық тобы бөлменің 1 м

жеріне келетін шаң бөлшектерінің санымен анықталады. 209F халықаралық стандартына сәйкес 8 тазалық тобы бар: 0; 1; 10; 100; 1000; 10000; 100 000; 1 000000. 3.1кестеде таза бөлмелерге олардың тобына байланысты қойылатын жеңілдетілген талаптар көрсетілген. Электрондық техника өндірісінің әр түрі жұмыс өткізілетін жердің тазалығына өз талаптарын қояды.

бөлшектер саны

Ауа алмасу қарқындылығы, алмасу/сағ

Таза аймаққа қатысты таза бөлмедегі артық қысым, Па

Халықаралық стандарт 209Е

диаметрі 0,3 мкм

диаметрі 0,5 мкм

Бақыланбайды

Тура солай

1 020

540*

1 000

10 000

352 000

10—15

100 000

1 000 000

35 200 000

10 000 000

352 000 000

*Ламинарлық (бір бағытты) ауа ағынының жылдамдығы 0,3 — 0,5 м/с болғанда.

Жыл мезгілі

Қолайлы температураның немесе салыстырмалы ауа ылғалдылығының өзгеру жылдамдығы, период

Электрондық техника бұйымдарын өндіру кезінде келесі  тазалық топтарын орнату қарастырылған: Электрондық техниканы өндірумен байланысты бөлмелерде температура мен ылғалдылық белгілі талаптарға сәйкес болу керек (3.2-кесте).

3.2.

Монтаждау және радиотехникалық жұмыстарға арналған өндірістік орындарда ауа үнемі желдетіліп тұру керек. Оның  міндеті - өндірістік орындардағы ауаның газдармен, булармен және шаң-тозаңмен рұқсат етілген концентрациядан жоғары ластануын болдырмау. Бөлмелердің қолданыс мақсатымен, технологиялық үдеріс сипатымен, зиянды бөлінетін заттардың түрлерімен және өзге де көрсеткіштермен анықталатын желдету жүйелерінің барлық түрлерін келесідей жіктеуге болады:

Табиғи желдету жүйелері қарапайым болып келеді және күрделі қымбат тұратын жабдықтар мен электр энергия шығындарын қажет етпейді. Алайда бұл жүйелердің тиімділігінің климат факторларына (ауа температурасы, жел бағыты мен жылдамдығы) тәуелділігі, сондай-ақ кіріс пен шығыстағы қысымдар арасындағы шағын өзгешелік олардың көмегімен өндірістік орындарды желдетудің күрделі және алуан түрлі міндеттерін шешуге мүмкіндік бермейді.

Жасанды (механикалық) желдету жүйелерінде ауаны біршама қашықтыққа жылжытуға мүмкіндік беретін жабдықтар  мен аспаптар (желдеткіштер, электрқозғалтқыштар, ауа жылытқыштар, шаң ұстағыштар, автоматты климаттық қондырғылар және т.б.) қолданылады. Мұндай желдету жүйелері ғимараттың жергілікті аймақтарына ауаны қоршаған ауа кеңістігінің жағдайларына қарамастан беріп және тысқа шығара алады.

Ағындық желдету жүйелері желдетілетін бөлмелерге тысқа шығарылған ауаның орнына таза ауа беру үшін қолданылады. Ағындық ауа керек жағдайда арнайы өңделеді (тазартылады, қыздырылады, ылғалданады және т.б.).

Ауа тартқыш желдету ғимараттан (цехтан, корпустан) ластанған немесе қыздырылған өңделген ауаны тысқа шығарады. Жалпы жағдайда ғимаратта ағындық та, ауа тартқыш та желдету жүйелері қарастырылады. Олардың өнімділігі ауаның көршілес ғимараттарға немесе көршілес ғимараттардан келуі мүмкіндігін есепке ала отырып теңдестірілуі керек. Ағындық та, ауа тарқыш та желдету жұмыс орнында (жергілікті) немесе бүкіл ғимаратқа

ауаны жұмыс орындарына беру үшін (жергілікті ағындық желдету) және зиянды заттар бөлінген жерлерден ластанған ауаны тысқа шығару үшін (жергілікті ауа тартқыш желдету) қолданылады. Же р г і л ік т і а ғ ы н д ы қ ж е л д е т у г е қоршаған ауа температурасын төмендететін және қарқынды  жылулық сәулеленуге ұшырайтын жұмысшылардың желдетілуін қамтамасыз ететін ауа душтары (жылдамдығы жоғары шоғырланған ауа ағыны) жатады. Ж ер г і лі к т і ау а т ар т қ ы ш ж е лд ет у д і ғимараттағы зиянды заттардың бөліну жерлері ауыздықталған жағдайда олардың барлық ғимарат бойынша таралуын болдырмау үшін  қолданады.  Ол зиянды газдарды, түтінді, шаң-тозаңды және жабдықтардан жартылай бөлінетін жылуды ұстау мен сыртқа шығаруды қамтамасыз етеді. Жұмыс орындарынан зиянды заттарды сыртқа шығару үшін жергілікті сору жүйелерін (шкафтар, шатырлар, ернеулік сорғыш, бүркеу және т.б.) қолданады.

Жалпы алмасымды ағындық желдету артық жылу мен ылғалдылықты ассимиляциялау, жергілікті және жалпы алмасымды ауа тартқыш желдетумен шығарылмағана булар мен газдардың зиянды шоғырлануын сұйылту үшін, сондай-ақ есептелген санитарлық-гигиеналық нормалар мен жұмысшылардың жұмыс орнында еркін тыныс алуын қамтамасыз ету үшін жасалады.

Жалпы алмасымды ауа тартқыш желдету ауа алмасуын қамтамасыз ету үшін қолданылады және оны желдеткішке ең жақын ғимарат аймағынан тысқа шығарады. Егер цехтағы зиянды заттар ретінде ауыр газдар немесе шаң бөлінсе және жабдықтардан жылу бөліну болмаса, ауа тартқыш өткізгіштерді цех едені бойынша немесе оларды еден асты каналдар түрінде жасайды. Қалайымен дәнекерлеумен байланысты монтаждық жұмыстарды орындаған кезде, жалпы алмасымды ауа тартқыш желдетуді, сондай-ақ жергілікті ауа тартқыш жүйелерін де, қорғасын және висмут қорытпаларымен жұмыс істеген кезде аса тиімді ауа тартқыш панельдер, қолданылады. Шағын баспа платаларын өндіру кезінде қоюландырылған қышқылдар арқылы өңдеу операцияларын орындаған кезде ауа тартқыш шкафтар қолданылады. Баспа платаларын органикалық еріткіштермен сүрту қауіпсіз ету үшін жұмыс орындарында жұмыс орнына қарама-қарсы жақтан үстел ұзындығы бойынша бір жақты ернеулік сорғыш орнатады.

Электондық құрылғыларды өндіру бойынша өндіріс орындары табиғи, жасанды және аралас жарықтандырумен қамтамасыз етілу керек. Үнемі жұмысшылар болатын орындарда табиғи жарықтандыру болу керек. Жоғары дәлдікті қажет ететін жұмыстар атқарылатын жерлерде аралас жарықтандыру қолданылады. Жасанды жарықтандыру жалпы (орынды бірқалыпты жарықтандырған кезде), жергіліктелген (жарық көздерін жұмыс орындарын есепке ала отырып орналастыру) және аралас, жалпы мен жергілікті жарықтандыруды біріктіру, болып бөлінеді. Жұмыс орындарының жарықтандырылуы көру аймағындағы бірқалыпты жарықтықты, айқын көлеңкелер мен жылтырлықтың болмауын, жарықтылықтың уақыт бойынша тұрақтылығын және жарық ағынының дұрыс бағытталуын қамтамасыз ету керек. Өндірістік орындағы нағыз жарықтылық нормаланатын жарықтықтан артық немесе тең болу керек.

құрылысы бойынша қарапайым, тез қыза алады. Бірақ олардың жарық бергіштігі (тұтынылатын қуат бірлігіне берілетін жарық мөлшері) төмен — 13—15 лм/Вт (лм — люмен лат.

lumen

Газ разрядты шамдардың жарық бергіштігі 80—85 лм/Вт, ал натрийлілердікі одан да жоғары— 115— 125 лм/вт. Газ разрядты шамдардың кемшіліктері арнайы жүргізу-реттеу аппаратының қажеттілігі, қызу уақытының ұзақтығы, жарық ағынының пульсациясы болып табылады. Электронды құрылғыларды монтаждаушының жұмысы жалтыраған металл бөлшектермен: шамнан түсетін жарықты толықтай қайтаратын түйіспелермен, сыртқа шығаратын өткізгіштермен, дәнекерленген қосылыстармен және т.б. байланысты. Мұндай жағдайларда қарапайым қызу шамы секілді нүктелі жарықтық        көздерді        емес,        жарықты                әлсірететін        параболалық торлармен жасақталған люминесцентті шамдарды қолданған дұрыс.

Табиғи жарықтандыру жарық саңылаулары арқылы күн жарығының                түсуімен                жасалынады.        Табиғи        жарықтандырудың

негізгі

Міндеті

экс

, лк

а

Радиомонтаждық жұмыстар

Компьютерлік жобалауға арналған жұмыс орны

Е с к е р т у . 3.3-кестеде қолданылған белгілеулер:

экс

a

сипаты болып табиғи жарықтандыру коэффициенті (ТЖК) табылады, ол - ғимарат ішіндегі табиғи жарықтандырудың (Е в

) сол уақытта өлшенген сыртқы көлдененең жазықтықтықтың жарықтануына (Е н

) қатынасы.

Электрондық бұйымдардың заманауи технологияларының күрделілік деңгейі монтаждаушының жұмыс орнының сапалы жабдықталуын қажет етеді. Жұмыс орнының қолайлығы еңбек тиімділігін арттырады, шаршағыштықты төмендетеді, қателік жасау мүмкіндігін азайтады, монтаж сапасын жоғарылатады.

Жұмыс орны болып өндірістік орынның арнайы  бөлінген аймағы есептеледі, оның аумағының бос  бөлігі  құрастыру бұйымын, осы жұмысты орындауға қажетті технологиялық жабдықтарды, сондай-ақ өлшеу аспаптарын, қорғану құралдарын қоюға және жұмысшының өзінің орналасуына арналған.

Радиомонтаждаушының жұмыс орны (4.1-сурет) — жұмысшының қолайлы орналасуына, аспаптар мен құралдарды тиімді қоюға мүмкіндік беретін және электр қуатымен,

жарықтандырумен, антистатикалық қорғанышпен және басқа да қосымша функциялармен жабдықталған көп атқарымды қондырғы. Үстелдің үстінгі тақтайының ұзындығы 120 см кем емес болу  керек деген шартпен, үстелдің типтік өлшемдеріне регламент белгіленбейді. Жұмыс орнының функционалдылығын  арттыру үшін үстелден басқа арбашалар, стеллаждар, тумбалар және т.б. қолданылады.

өлшеу аспаптары;

операциялардың сапалы орындалуы мен қауіпсіз жұмысты қамтамасыз ететін, компоненттер мен құрамдас өнімдерді сақтауға арналған құрылғылар;

монтаждық жұмыстарды орындауға арналған құрылғылар мен жабдықтар;

маршруттық және технологиялық карталар;

жиналатын құрылғының немесе монтаждық түйіннің монтаждық және принципиалды сұлбалары; Радиомонтаждаушының жұмыс орнындағы құралдар жинағы жұмыс орнында жасалатын монтаждық операцияларға сәйкес, бірақ оны қажетсіз заттармен толтырмайтындай болу керек.

Жұмыс орнына ұсынылған аспаптар жинағы:

Кернеуі 220 В дейін электр қондырғыларда жұмыс істеген кезде оқшаулағыш тұтқалары бар монтаждық құрал қолдану керек. Құралдың тұтқасының оқшауланған бөлігінің ұзындығы 10 см кем болмау керек. Индуктивтілік катушкаларының параметрлері мен сүзгілерді баптау үшін диэлектрлік бұрағыштарды қолданады. Технологиялық операциялардың (дәнекерлеу мен қалайылау) орындалуын қамтамасыз ететін

а

б

в

г

Демонтаждық жұмыстарды орындау үшін және электронды құрылғыны монтаждау кезінде жарамсыздықтарды түзету үшін қолданылады (4.3-сурет):

Әдетте, технологиялық материалдар тығыздалған қақпағы бар фарфор ыдыста сақталады. Радиомонтаждаушының технологиялық операциялар мен баптау-реттеу жұмыстарын орындайтын жұмыс орны техникалық құжаттамамен жасақталған болу керек: Біріктіру деңгейінің артуымен және кристаллдағы элементтер өлшемдерінің азаюымен статикалық электрлік микросхемалардың бүліну мүмкіндігі артады, сондықтан электрондық модульдармен жұмыс істеу үшін едені антистатикалық линолеуммен қапталған арнайы антистатикалық жұмыс орны бөліну керек. Статикалық зарядтармен тиімді күресу үшін өндірістік орындағы ауа иондармен қанықтырылу керек. Жұмыс орнының маңызды бөлігі болып қолайлы үстел мен орындық табылады. Үстел мен орындықтың металл бөлшектерін статикалық зарядтарды ыдырататын аса берік ұнтақ бояумен сырлайды. Негізгі технологиялық операцияларды  жүргізу аймағында үстелдің бетін жерлендірілген үстелге қойылатын, төменгі қабаты өткізгіш, ал жоғарғы қабаты ыдыратушы, кілемшемен жабады. Кілемше тозуға төзімді, жанбайтын, қыздырылған дәнекерлегішпен байқаусызда тиген жағдайда қызуға төзімді, газ бөлмейтін, бірқалыпты жұмсақ түсті болу керек. Үстелге қойылатын кілемшенің розеткасына антистатикалық білезік (4.4-сурет) қосылады. Үстелге қойылатын кілемше де, антистатикалық білезік те кедергісі 1 МОм резистормен жерге тұйықталады. Кресло биіктігі мен орналасуы бойынша реттеліп, ең жоғары деңгейдегі қолайлылықты қамтамасыз ету керек, оңай жылжытылып, өз осі бойынша айналу мүмкіндігі болу қажет. Креслоның қаптамасы антистатикалық жанбайтын материалдан жасалуы керек. Пластмассадан жасалған бұйымдар мен жабдықтар (аспаптардың сырттары, құралдардың тұткалары, сақтауға  арналған ыдыстар және т.б.) зарядты ыдыратушы шикізаттан жасалуы керек. Дәнекерлеу жұмыстарын жасаған кезде пайда  болатын түтінмен күресудің тиімді жолы болып түтін ұстағыш табылады (4.5-сурет). Бұл құрылғы диаметрі 0,01 мкм астам микробөлшектерді, сондай-ақ зиянды газдарды, соның ішінде формальдегидті де ұстай алады. Түтін ұстағыш жалпы ағындық- тартқыш желдету жүйесіне қосымша құрылғы ретінде қолданылады. Микроэлементтерді монтаждау үшін жұмыс орны арнайы жарықтанған оптикалық әйнектен жасалған, ұлғайтуы үш диоптрия (175%) линзасы бар аралас шаммен жабдықталу керек. Шамдар линзаны көлденең ось бойынша бұру мүмкіндігі қарастырылған, шамды оңай жылжыту мен оны кез келген қалыпта бекітуге мүмкіндік беретін серіппелі аспа жүйесімен жабдықталған болу керек. Жеке жағдайларда жұмыс компьютердің USB-портына қосылатын монтаждық микроскоп қолданылады. Тоқ өткізгіш бөліктерге байқаусызда тиіп элеткр тоғынан зақымданудан қорғану үшін резеңке кілемшелерді немесе төсеніштерді қолданады. Оқшаулағыш резеңке кілемшелердің минималды өлшемдері 75 х 75 см, ал оқшаулағыш резеңке төсеніштердің минималды ені — 75 см. Жұмыс орнында немесе қол созым жерде орналасқан, апат жағдайының немесе қандай да бір басқа күтпеген себеп нәтижесінде кернеулі болуы мүмкін жабдықтардың сыртын қорғаныш жерлендіруге аса маңызды көңіл бөліну керек (4.6- сурет). Қорғаныш жерлендіруді жерлендіруші сымды жабдыққа және жерлендіру шинасына қатты бекіту арқылы жасайды. Қорғаныш нөлдендіруді жұмыс құралы қысқа тұйықталғанда немесе электр желісіндегі тоқ едәуір артқан  жағдайда қолданылады. Қорғаныш нөлдендірудің жұмыс принципі корпусқа тұйықталуды бір фазалы қысқа тұйықталуға айналдырып, тоқтық қорғаныштың іске қосылуын қамтамасыз етуге шамасы жететін үлкен қысқа тұйықталу тоғын тудыру арқылы зақымдалған қондырғыны қорек желісенін автоматты түрде өшіруде. Жұмыс орнында қолданылатын электр құрылғы мерзімдік тексеруден өту керек. Тасымалды және жылжымалы электр құрылғылар мен көмекші жабдықтарды тексеру мерзімділігі 6 айда 1 реттен кем болмау керек.

Жөндеуден кейін электр құрылғыны сынайды (өндірістік жиіліктегі жоғары кернеумен: 1 мин ішінде қуаты 1 кВт дейін құрал үшін — 900 В, 1 кВт артық — 1350 В).

5.1.

Резистор

Іс жүзінде резисторлардың қандай да бір деңгейде паразиттік сыйымдылығы, паразиттік индуктивтілігі және вольтамперлік сипаттамасы сызықты емес болады. Өткізгіш материалдардың электрлік қасиеті болып олар бойынша электр тоғының өтуіне кедергі жасау қабілеті табылады, ол меншікті көлемдік электр кедергісімен, яғни осы заттан жасалған ұзындығы 1 м және қимасы 1 м

композиттік материалдардың (силицидтар мен керметтер), сондай-ақ вакуумды камерада керамикалық негізге жылулық буландыру, катодтық тозаңдату әдістерімен тұндырылатын қалайы диоксидінің SnO

жұқа қабықшасынан жасалады;

5.1-сурет. Сыртқы түрі мен қолданысы бойынша резистор түрлері: а

б

в

Резисторлардың сыртқы түрі 5.1-суретте көрсетілген.

Резисторларды жасау кезәнде қолданылатын кейбір металл өткізгіш материалдардың сипаттамалары 5.1-кестеде берілген. Сымдығы        резисторларды        меншікті        кедергісі        ең        үлкен материалдан жасалған сымнан жасап шығарады (5.2-кесте).

2,7

0,076 Мыс

1,74

8,9

0,016

Жез

8 400

1,45

5.3-кесте. Резисторларды тізбектей және параллель жалғау

Параллель

Резисторларды электрлік сұлбада қолданған кезде оларды параллель және тізбектей жалғауға болады. Осылайша қуатты құрамдас бөліктер бойынша тарату (тізбектей жалғау) мен тиімді кедергіні азайтуға (параллель жалғау) қол жеткізіледі. Жалғау параметрлері 5.3-кестеде көрсетілген.

резистордың баламалы сұлбасына  (5.2–сурет)  сәйкес индуктивті және сыйымдылық қасиеттерінің әсерін есепке алады, Ом;

Е с к е р т у л е р . 1. КТК айқын көрсетілген резисторлар

2. Резистордың толық кедергісі резистор жұмыс істейтін тізбектегі тоқ жиілігіне немесе кернеуге тәуелді және сөйтіп олардың арасындағы фазалық қатынасқа әсер етеді. Принципиалды сұлбаларда (5.3-сурет) резисторларды DІN еуропалық стандарты мен ASNІ америкалық стандарты бойынша белгілеудің екі түрі бар. Резисторлардың параметрлері сыртқы түрі мен олардың үстіне жазылған кодтармен және техникалық құжаттамаен анықталады.

а,

б, в

г

Сонымен бірге, импорттық және отандық резисторлардың белгіленуінде де өзгешелік бар, олардың номиналдары МЕМСТ 2.728—74 бойынша корпустың эмаль қаптамасына келесідей түсірілген:

Номинал

0,12 Ом

12 кОм

1,2 Ом

0,12 MОм

12 Ом

1,2 MОм

0,12 кОм

12 MОм

1,2 кОм

Номиналдан ауытқу да жазу түрінде процентпен көрсетіледі. Сейілу қуаты сыртқы көлемімен анықталады. Егер резистордың қуаты 3 Вт артық болса, оның сандық мәні резистордың сыртына жазылады. Өзге жағдайларда келесіде көрсетілгендей штрихкод бойынша анықталады.

Резисторлардың шашырату қуаты мен штрихкод сәйкестігі

0,5

Штрихкодқа сәйкестігі

Резистор қуаты , Вт

Штрихкодқа сәйкестігі

Электрондық компоненттерді өндірушілердің көпшілігі резисторлардың номиналын олардың сыртына түрлі түсті жолақтармен көрсетуге көшті.

5.4-сурет. Резисторлардың номиналы мен мүмкін ауытқуды түрлі түсті жолақтар арқылы анықтау ережелері

Ауытқу, %

Күміс

-2 ±10

Алтын

-1 ±5

Қара

Қоңыр

±1

Қызыл

±2

Қызғылт сары

Сары

Жасыл

±0,5 Көк

±0,1 Сұр

±0,05 Ақ

РЭА беттік монтаждау технологиясы үшін шағын корпусты резисторларды қабыршақты технология бойынша, қыш төсемге түсірілген жұқа металл қабығынан дайындайды. SMD- резисторының корпусының жалпы сыртқы түрі (беттік- монтаждалу элементтер) мен резистордың құрылымы 5.5-суретте көрсетілген. Мұндай резисторлардың номинал мәндері сандық немесе таңбалық кодтар бойынша анықталады. Сандық кодтау кезінде үш

а — номиналы көрсетілген резистордың жалпы көрінісі; б — резистор құрылымы

цифр жазылады: бірінші екеуі резистордың номиналын, ал үшіншісі деңгейді (көбейткіш) анықтайды. Таңбалық код кезінде  резистордың бетіне латын әліпбиінің әрпі түсіріледі, ол бойынша анықтамалықта резистордың номинал мәні анықталады.

Конденсатор

Конденсатор өзінің құрылысы бойынша диэлектрикпен бөлінген екі өткізгіш пластиналардан тұрады. Конденсатордың сыйымдылығы фарадпен (Ф) өлшенеді және диэлектрлік материалдың диэлектрлік өткізгіштігімен, өткізгіш пластиналардың өлшемдерімен анықталады және пластиналар арасындағы қашықтыққа кері пропорционал

𝜀𝜀𝜀𝜀

(5.2)

мұндағы е

; d

Бұл формула пластиналар арасындағы d қашықтық пластиналардың сызықтық өлшемдерінен бірталай кішірек болғанда ғана дұрыс. Конденсаторларды қолданылатын диэлектрик түрі мен құрылыстық ерекшеліктері бойынша бөледі. Конденсаторлардың барлық түрлері екі топқа біріктірілген: органикалық емес (керамикалық — радиомонтаждық тәжірибеде қолданылатын шартты атау) және органикалық диэлектрикті. «Керамикалық» конденсаторларда диэлектрик  ретінде қолданыла алады: шыны, шыны эмаль, слюда, шыны қыш, сегнет керамика және тиконд. Олар, әдетте, резонанстық контурларда жиілігі жоғары және жоғары вольтты тізбектерде өткізгіш және кедергіні басатын элементтер ретінде қолданылады. Органикалық диэлектрикті конденсаторлардың диэлектриклік негізі болып қабат-қабатпен оралатын конденсаторлық қағаз табылады. Сондай-ақ, оларға оксидті диэлектригі бар конденсаторлар да жатады (электролиздік). Отандық саралану бойынша олар «К50» деп белгіленеді, олардың пластиналарын

в а

б

в

электролитке орналастырылған танталдан немесе алюминийден жасайды. Алюминий және тантал конденсаторлар сұйық (күкірт қышқылының негізінде) немесе құрғақ (марганец тотығының негізінде жасалған қатты жартылай өткізгіш) электролитті қолданады. Бұл конденсаторлар әрқашан полярлы, сондықтан электр тізбегіне қосқан кезде олардың полярлығын ескеру керек. Олар 100 кГц дейін жиілігі төмен тізбектерде қорек көздерінің сүзгіштері ретінде, сондай-ақ шектік кернеу көздері ретінде қолданылады. Құрылысы бойынша конденсаторлар тұрақты, айнымалы және өзгертпелі болады. Соңғылары диэлектрик ретінде полистирол мен фторпластты қолданады. Конденсаторлардың сыртқы түрі 5.6- суретте көрсетілген. Электрлік схемаларда конденсаторлар латын әліпбиінің «С» әрпімен конденсатор түріне қарамай, номинал және реттік нөмірін көрсету арқылы белгіленеді.

Конденсаторлардың ер е к ш е  т ү р л ер і н е  жатады:

Радиотехникалық тізбектердегі конденсаторлардың номиналды сыйымдылығын өлшеу үшін фарадтың үлестік бөліктері — микро-, нано- және пикофарадтар (сәйкесінше мкФ, нФ және пФ) кең қолданылады. Конденсатордың толық кедергісі оның сыйымдылығымен, шығындар кедергісімен және металл шығыстарының индуктивтілігімен анықталады. Айнымалы тоқта конденсатор мәні төмендегі формуламен анықталатын кедергі ретінде әрекет етеді:

= − ω

(5.3)

мұндағы

2nF (F

(5.3) формула схеманың жарамсыздық себебін айнымалы тоқтағы конденсатор кедергісінің омдық мәнін анықтау арқылы табуға көмектеседі. Конденсаторлардың маңыздылығы жағынан кем емес тағы бір сипаттамасы – конденсатор берілген жағдайда қызмет мерзімі бойы параметрлерді ұйғарынды шекте сақтай отырып жұмыс істей алатын, конденсаторда көрсетілген кернеу мәні. Пайдалану кезінде конденсатордағы кернеу номиналды мәннен 2 еседен артық болмау керек. Көптеген оксидті диэлектрикті (электролиздік) конденсаторлар электролиттің диэлектрикпен ерекше химиялық өзара әрекеттестігіні байланысты, кернеудің полярлығы дұрыс болған жағдайда ғана жұмыс істейді. Конденсатордың желіге дұрыс емес қосылуын болдырмау үшін конденсатордың корпусына теріс электрод жағынан үзік сызық салады, ал оң электродқа қарама- қарсы «+» белгісін қояды. Конденсаторлардың сыйымдылығының температуралық коэффициентінің (СТК) көмегімен олардың сыйымдылығының температураға байланысты өзгерісін төмендегі формула бойынша анықтайды

н -

н

Конденсатордың айнымалы тоқтағы жұмысын анықтайтын маңызды параметр болып шығын бұрышының тангенсі табылады:

tg δ = ε іm ε re = σ . ωε a

(5.5)

Ол e іm

активті қуаттың е ге реактивті  қуатқа  қатынасын анықтайды, яғни айнымалы және тұрақты тоқтағы конденсатордағы қуат шығындарын конденсатордың мінсіз жасалмау есебінен сипаттайды (шығындар шығып кету кедергілері мен шығыс индуктивтілігін тудырады). Шығындардың тангенсі аз болған  сайын, конденсатор сапасы жоғарырақ. Беттік монтаждауға арналған шағын корпусты конденсаторлардан өзге (бұл жағдайда конденсатор параметрлерін анықтамалықтарда сыртқы түрі немесе геометриялық өлшемдері бойынша анықтайды) барлық конденсаторлардың сыйымдылығы  мен жұмыс кернеулерінің номиналдары сыртында анық және кодталған түрде немесе түрлі түсті жолақтар мен нүктелер түрінде көрсетіледі. Электролиздік конденсаторларда сыйымдылық пен жұмыс кернеуінің мәндерін сыртына бояумен жазады. Тегіс шағын конденсаторлардың сыртына номинал мәндерін кодталған түрде түсіреді (5.7-сурет). Конденсатордың сыйымдылығы пикофарадтарда былай анықталады: бірінші екі цифр — номинал, пФ, үшінші цифр — деңгей көрсеткіші (номинал мәнінен кейінге нөлдер саны). Осылайша, 5.7-суретте көрсетілген конденсатордың сыйымдылығы 100 000 пФ, немесе 0,1 мкФ тең. Индуктивті элементтерге индуктивтілік катушкалары, дросселдер мен трансформаторлар жатады. Индуктивті элементтер сым кесіндісін тірек элемент – біліктің бойымен шиыршық  етіп орау   принципі   бойынша   жасалады.   Осындай   жолмен алынған

элементтің

қасиеттері тек айнымалы тоқ кезінде ғана болады. Индуктивті элементтің негізгі параметрі болып генримен (Гн) өлшенетін L индуктивтілік табылады. Ол келесі формула бойынша есептеледі

= mm

S/l ,

m

; l

Айнымалы тоқта индуктивтіліктің реактивті кедергісі болады, оның шамасы өтетін тоқ жиілігі мен индуктивтілікке тәуелді:

эмаль оқшауланған  мыс сымнан жасайды. Сым оқшаулағыш материалдан (пластмасса, картон, текстолит) жасалған қаңқаға оралады (5.8-сурет). Индуктивтілік катушкалары олар арқылы электр тоғы өткен кезде магниттік энергияны жинауға арналған. Бұраңдамалы, бұрамалы шиыршық және шиыршық индуктивтілік катушкалар болып ажыратылады. Индуктивтілік катушкалары сүзгілерде, тербелмелі контурларда қолданылады. 5.8,

а, в суреттерде көрсетілген катушкалардың ішкі біліктері бар, олар арқылы жиілікті баптау үшін катушкалардың индуктивтілігін өзгертуге болады.

а

б

в

г

д

катушканың орама басы көрсетілген шартты белгі

қолданады, олар қорек көздерін айнымалы тоқтың жиілігі жоғары ауытқуларынан сақтайды, сондай-ақ  қоректендіру  желісінің  электрмагниттік   кедергілермен

«ластануының» алдын алады.

Дроссель ферриттан немесе өзге материалдан жасалған білікке оралған индуктивтілік катушкасы болып табылады. Дросселдің жұмысы оның кедергісінің айнымалы тоқта жоғары, ал тұрақты тоқта төмен болуына негізделеді. Дросселдерді айнымалы сигналдағы жиілігі жоғары құрамдас бөліктерді алып тастайтын тегістеу сүзгісі ретінде қолданады.

Трансформатор

Трансформатор орамдары өзара индуктивтілік байланысы бар және феррит немесе өзге магниттік материалдан жасалған негізде (білікте) орналасқан сым немесе лента өткізгіштерден тұрады. Бұл жағдайда индуктивтіліктің энергияны жинақтап, оны электрмагниттік өріс көмегімен өзге орамаларға ауа  аралығы немесе магнит өткізгіш (білік) арқылы жеткізу қабілеті қолданылады.

Трансформатордың сыртқы түрі және оның құрылысы 5.10-суретте көрсетілген. Трансформатордағы энергия берілісі бірінші реттік орамнан туындайтын магниттік желілердің екінші реттік орамдар арқылы өтуі арқылы жүзеге асады. Бұл әсерді күшейту үшін магниттік желілерді магнит өткізгіш – білік арқылы тұйықтайды. Білік «кезбе» тоқтарды азайту үшін металл пластиналардан жиналады. Екінші реттік ораманың орамдар санын өзгерту арқылы оның кернеуін өзгертуге, сөйтіп электр энергиясын түрлендіруге болады. Энергияны трансформатор арқылы түрлендіру келесі формула бойынша анықталады:

(5.8)

мұндағы

N — орамалардағы орамдар саны;

x

Олай болса, орамалардағы кернеу мен тоқ олардың орам санына байланысты. Сондай-ақ орамалардағы орамдар санының қатынасына трансформатордың толық кедергісі тәуелді. Осылайша, трансформаторларды тек тоқ пен кернеу түрлендіргіштері ретінде

-сурет. Индуктивті элементтердің шартты белгілері: а

б

в

ғана емес (күштік трансформаторлар), сондай-ақ екінші реттік орамаға қосылатын кез келген жүктемемен қуат бойынша тиімді келістіруді қамтамасыз ететін келістіруші құрылғы ретінде де қолдануға болады. Индуктивтіліктің принципиалды сұлбасында дросселдер мен трансформаторлар 5.11-суретте көрсетілгендей белгіленеді. Катушкалардың параметрлері болып индуктивтілік шамасы, айнымалы жұмыс тоғы мен кернеудің ең үлкен мәндері, оңтайлы жиілік ауқымы мен беріктігі табылады.

а

б, в

Дросселдердің параметрлеріне, катушкаларға көрсетілгендерден басқа, номиналды магниттеу тоғы қосылады. Трансформаторларды пайдалану кезінде орамалардағы орамдар санын, орама сымның диаметрін, сызықтық емес бұрмалау коэффициентін, пайдалы әрекет коэффициентін (ПӘК), тиімді қолданылатын жиіліктер диапазоны мен әрбір ораманың омдық кедергісін есепке алады. Принципиалды сұлбаларда, сондай-ақ индуктивті элементтердің корпусында олардың параметрлері көрсетілмейді, оларды тек анықтамаларда сипаттамасына сәйкес табуға болады. Кейбір өндірушілер индуктивтілік катушкасының  номиналдарын көрсету үшін корпусына түрлі түсті жолақтар жасайды (5.12-сурет). Индуктивті элементтер беттік монтажға арналған чип- корпустарда жасалуы мүмкін (5.13-сурет).

Жұмыс кеңістігінен ауа шығарылған және сыртқы атмосферадан қатты газ өткізбейтін қабықшамен қорғалған электрвакуумдық аспаптар (ЭВА) электрлік тербелістерді тудыруға, күшейтуге және түрлендіруге арналған. Электрвакуумдық аспаптар, вакуумда тек электронды тоқ қана өтетін, электрондық және, газда (немесе буда) электр разряды болатын, иондық (газразрядты) деп бөлінеді.

қысым 133 х 10 -3

Па (10 -3 мм рт. ст.) және одан артық. Бұл кезде қозғалмалы электрондардың едәуір бөлігі газ молекулаларымен соқтығысып, оларды иондайды. ЭВА ерекше тобына э л е к т р о н д ы қ ша мд а р жатады, олар жақында ғана жетекші орында болған, бірақ соңғы кезде оларды барлық жерде дерлік жартылай өткізгіштік аспаптармен алмастырды. Сонымен бірге, олар әлі де электрондық компоненттер нарығында сұранысқа ие, атап өткенде, қуатты генераторлар мен жиілігі жоғары және аса жоғары күшейткіш құрылғыларда, жоғары сапалы дыбыс жүйелерінде. Электрондық шамның [20] жұмысының принципі электрондардың катодтан анодқа қарай өту есебінен тоқ жасауда (6.1-сурет). Электрондық эмульсия қабатымен қапталған, молибден немесе никельден жасалған катод электрондардың көзі болып табылады. Катодты қыздырған кезде, ол электрондарды «буландырады», олар электр өрісінің әсерінен, егер анодқа катодқа қатысты оң кернеу (никельдан жасалған) берілсе, анодқа қарай бағытталады, бұл шам арқылы өтетін тоқты тудырады. Вакуумдық диод (кенотрон) осындай принциппен жасалған. Егер анод пен катод арасына шиыршық түрінде тор орнатып, оған катодқа қарағанда төменірек кернеу берсе, онда электрондар ағынын

басқаруға болады. Барлық электрвакуумдық аспаптар осы принциппен құрастырылған. Шамда бір емес, бірнеше тор (басқарушы, экрандаушы, фокустағыш) қолданылса, шам жоғары күшейткіш коэффициентті қамтамасыз етеді, шуылдағаны азайып, басқаруға тиімді болады. Катод пен анодтан басқа жалпы саны үштен сегізге дейін жететін тор түріндегі электродтары бар шамдар

Егер шамда элекстрон ағындары тәуелсіз бірнеше  электрод болса, онда оны аралас (қос диод, қос триод, триод- пентод, қос диод-пентод және т.б.) деп атайды. Жұмыс жиілігіне байланысты электрондық шамдарды төмен, жоғары және аса жоғары жиілікті деп бөлінеді. Соңғы кезде электрондық шамдарды өндіру кезінде олардың ерекше қасиеттері сақталады, сонымен бірге жаңа технологиялар мен материалдарды қолданғаннан бері олардың пайдалану сапасы да едәуір жоғарылады. Қазіргі шамдар төмен шу деңгейінде айтарлықтай көбірек күшейтумен қамтамасыз етеді, олардың жиілік диапазоны кеңейді, микрофондық әсерге азырақ ұшырайды, ПӘКі жоғары және тезірек қызады. Осылайша, жаңа жанама қыздыру шамдарында жылытқыш пен катод арасындағы электрлік оқшаулауға зиянын тигізбей, олардың  арасында  жақсартылған жылу берілісін қамтамасыз ететін «қараңғы жылытқыштар» кең қолданылады, сондай-ақ никель түтікшеге берілген қалыңдықтағы (0,01-ден 1 мм дейін) алдын ала дайындалған қабықшаның белсенді қабатын түсірудің жетілдірілген әдісі қолданылады.

Бұл технология төмен шу деңгейінде катодтар мен шамдардың сипаттамаларының жоғары ұқсастығын қамтамасыз етеді. Шамдар бұрынғыдай ақырғы каскадтарда, соның ішінде транзисторлармен бірге портативті аппаратурада қолданылады. Мұндай шамдардың катодтары эмиссиялаушы құраммен қапталған вольфрам сымдар орналасқан қатты жиектемеден тұрады. Әрбір сымның диаметрі мен ұзындығы үлкен емес болғандықтан, олардың қызуы бірнеше секунд қана алады. Сондай-ақ, электрондық ағынды басқарудың жаңа әдістері, соның ішінде торлардың орнына өзектерді пайдалану қолданылады. Торларды жасау үшін  қарапайым шамдардікіне қарағанда 5—10 есе жіңішке сымдар қолданылады. Тығыз оралған (1 мм ұзындыққа 20 орамға дейін) диаметрі шағын сымдардан жасалған торлардың басқарушы әрекеті үлкенірек болады. Одан басқа, тартылған жиектемелі тордың жоғары қаттылығы тор-катод арақашықтығын азайтып, шам жұмысының тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Шағын шамдардың өлшемдері транзисторлардың өлшемдерімен шамалас. Сәтті қонструкциялардың бірі ну в ис т о р (6.2-сурет) деп аталады, оның ұзындығы 20 — 25 мм және диаметрі 11 мм. Нувистор төмендетілген анодты кернеуде (12—15 В дейін) жұмыс істейді, бұл оларды гибридті схемаларда транзисторлармен бірге қолдануға мүмкіндік береді. «Схемотрон» шамдарының баллондарында бос орындар радиотехникалық құрылғылардың (мультидірілдеткіштер, триггерлер, күшейткіштер, логикалық элементтер және т.б.) стандартты түйіндерін құрайтын бөлшектермен толтырылған. Мысалы, екі триод, екі диод, жеті резистор мен үш конденсатордан тұратын триггердің түйіні тоғыз істікті цоколді баллонның ішіне толығымен орналаса алады. Сонымен бірге, электрондық шамдардың жартылай өткізгіш аспаптармен

салыстырғандағы ең маңызды артықшылығы

130 ГГц дейін АЖЖ-сигналдар тудырады. Магнетронның ішкі бөлігінің құрылысы 6.3, б

суретте көрсетілген.

Магнетронда ортада орналасқан катодтың жан жағына симметриялы түрде орналасқан бірнеше көлемді резонаторлар қарастырылған. Аспапты мықты магниттің полюстерінің арасына орналастырады. Катодтан шығатын электрондар магниттік өрістің әсерінен шеңбер траекториямен, резонаторлардың ашық паздарының шеткі аймақтарын кесіп өтіп қозғалады. Олар өздерінің кинетикалық энергиясын беру арқылы резонаторларда тербелістер тудырады. Одан кейін электрондар катодқа қайтып келеді де, үдеріс қайта қайталанады. Өндірілген энергия антенна арқылы шығарылады.

Қума толқын шамы электрмагниттік АЖЖ-тербелістерді күшейту үшін бір бағытта қозғалатын қума электрмагниттік толқындар мен элеткрондық ағынның ұзақ өзара әрекеттестігі қолданылатын электрвакуумдық аспап болып табылады.

а

б

в

г

ҚТШ негізгі міндеті — қабылдау мен жіберетін құрылғылардағы АЖЖ тербелістерді күшейту (300 МГц — 300 ГГц).

ҚТШ-ның негізгі бөліктері (6.3, г сурет):

Электронды-сәулелік түтіктер (ЭСТ) – электрлік сигналдарды көрінетін бейнеге түрлендіруге арналған электрвакуумдық аспаптардың ерекше тобы.

ЭСТ екі түрі болады:

Кинескоптар өздерінің функционалдық міндеттері бойынша түрлі түсті және ақ–қара кинескоп болып бөлінеді. Электрстатикалық ауытқуы бар түтіктер тек бір түсті ғана болады, бұл жағдайда көріністің түсі люминофордың құрамымен анықталады.

а

б

Екінші анодтың

кинескоптың раструбын ішінен қоршайтын шұңғыма тәрізді металл құрылысы бар. Электронық шамның қарапайым анодына қарағанда, оның міндеті – люминофор түсірілген экранға қарай бара жатқан электрондарға үдеу беру, сондай-ақ электродтардан «соғып» шығарылған теріс иондар ағынын ұстау. Көріністі алу үшін экранның ішкі бөлігіне, соққанда жарықтың сәулеленуі пайда болатын люминофор түсіріледі. Люминофор – стронций алюминат қоспасынан жасалған түйіршектелген ұнтақ (түйіршіктің диаметрі экранның айыру қабілетін анықтайды). Жанатын люминофордың түсі де қоспаның құрамына байланысты (Zn, Cu және т.б.). Электрстатикалық ауытқу болған жағдайда зерттелетін сигналдар тік ауытқытушы пластиналарға келеді, ал көлденең пластиналарға түсетін, ішкі генератордың ара тәрізді кернеуі жаймасын жасайды. Осылай, электрондық сәуленің экран бойынша қозғалысы байқалатын сигналдың өзгеру заңымен анықталады. Кинескоптар мен қабылдаушы теледидарлық түтіктерде қолданылатын электрмагниттік ауытқу әдісінде орын алатын үдерістер күрделірек сипатқа ие. Түрлі түсті кинескоптарда электрлік түрде жалғанған үш катод пен үш модулятор қолданылады. Модулятордың сыртында

электрондық сәулені магнитті статикалық тіркеу жүзеге асатын электрондық линзалар аймағы пайда болады. Модулятор тордың функцияларын атқарады. Модулятор мен катод  арасындағы кернеуді (шындығында катодтағы кернеуді) өзгерту арқылы әрбір түстің ашықтығын жеке өзгертеді.

Кинескоптың жұмыс принципі техникалық әдебиетте толығымен ашылған.[2]

Газбен толтырылған (иондық) аспаптар

Газбен толтырылған аспаптар құрылысы бойынша электрондық шамдарға сәйкес келеді, бірақ баллондардың ішінде вакуумның орнында газ болады. Аспаптардың сипаттары қолданылатын газдың қасиеттерімен де, шам ішіндегі қысым деңгейімен де анықталады. Бұл аспаптардың жұмыс принципі сауыт ішіндегі газдың үдетуші электр өрісінің әсерінен иондануына негізделеді. Газды иондайтын бөлшектер болып электрондар табылады. Егер электрондар катод пен анод арасындағы едәуір үлкен потенциалдар айырмашылығының әсерінен жылдамдаса, олар газ молекулаларынан электрондарды соғып шығып, өздерінен кейін оң зарядталған бөлшектерді – иондарды қалдырады. Жоғары потенциал кезінде иондану үдерісі өте тез тарайды, шамның тоқтан айырылу кезіндегі кедергісі кенет төмендейді. Ионданудың ары қарай дамуы солғын қуатсызданудың пайда болуына әкеледі. Бұл эффект газразрядті аспаптарда газбен толтырылған құрылғылар түрінде қолданылады. Оларға г а з от рон (газбен толтырылған диод) және т ир а т р о н (газбен толтырылған триод) жатады. Газотрон мен тиратронның жұмыс принципі келесіде. Электр өрісінің әсерінен катодтан шығатын электрондар анодқа қарай жылдамдайды, соның нәтижесінде газ көлемінде разряд пайда болады. Электрондар термоэмиссия нәтижесінде, тіпті, бөлме температурасында да шыға алады. Сондай-ақ, олар фотондар катодты «соққылағаннан» туатын фотоэлектрлік үдерістер нәтижесінде де пайда болуы мүмкін. Шығарылатын электрондар электр өрісінің әсерінен шамдағы газдың иондалып, одан кейін разрядталуына әкеледі. Мұндай диодтар – газотрондар төмен

вольтты тузету сызбаларында, соның ішінде тік бағыттағы үлкен тоқты қажет ететін, батареяны қуаттандыруға арналған құрылғыларда қолданылады. Тиратрондарда қолданылатын тор триодтың торынан анодты тоқ күшін өзгертпейтіндігімен және сипаттамаларына әсер етпейтіндігімен ерекшеленеді. Сауытта газдың  болуына байланысты тордың көмегімен разрядты тек қосуға болады, бірақ оны сөндіру мүмкін емес. Тиратронды қосқаннан және онда электр разряды пайда болған кезден бастап тор өзінің басқарушы қасиетін жоғалтады. Бұл тордың теріс заряды оның әрекетін бейтараптандыратын оң иондар қабығымен қоршалуына байланысты. Тиратрондағы разрядты анодтық кернеуді түсіру арқылы тоқтатуға болады. Қазіргі тиратрондар мен олардың негізінде жасалған шамдар басқарушы импульстің төмен мәнінде жоғары тоқ қажет етілетін автоматика жүйесінде қолданылады.

Люминесцентті шам

«қосылыстарды» (органикалық шайыр, стиро, акрил және т.б.) қолданылады. Люминофорға белсендіргіштерді қосу арқылы көк, жасыл, сары және қызыл түсті жарқырау алуға болады. Мұқият ағыздыру мен газсыздандырудан кейін шам аз ғана сынап мөлшерімен және инертті газбен қысым бірнеше жүз паскальға жеткенше толтырылады. Қарапайым люминисцентті шамдарда инертті газ ретінде аргон (Ar) қолданылады.

Люминисцентті шамды қосудың дәстүрлі сызбасы 6.5, а суретте көрсетілген. Бұл сызбада үлкен индуктивтілік кедергі көрсететін балласт және шамның электродтарын алдын ала қыздыруға  арналған дроссель мен стартер қолданылады. Шамды желіге қосқан кезде, алғашында разряд стартерде пайда болады да, шамның электродтары арқылы оларды қыздырып, лампаның қосылу кернеуін азайтатын кішігірім тоқ өтеді. Шамда разряд пайда болған кезде электродтар арасындағы кернеу азайып, стартер тізбегін өшіреді. Дроссель түріндегі балласт тек органикалық тоқ үшін қолданылады. ПӘКті жақсарту үшін дроссельге параллель сыйымдылығы 5 мкФ жуық конденсатор қосады.

а

б

в

Шамдарды қосудың басқа да сызбалары болады.

екі өрістік транзисторлар тудыратын импульстік кернеуден

қорек алады .

Транзисторлар өз тарапынан

басқару микросхемасымен кезек-кезек іске қосылады. Бұл схемада катодтар қыздырылмайды. «Суық» катодты люминисцентті шамдар ЖК-мониторлар мен теледидарларда   көмескі   жарық   ретінде   қолданылады. Шамның «жағылуы» арнайы схемамен – инвертормен жасалған іске қосу импульсінің берілуімен қамтамасыз етіледі. Импульстің амплитудасы 600-ден 1 000 В дейін жетуі мүмкін. Шамның жұмыс режимі жиілігі 35 — 40 кГц болатын 300 — 350 В айнымалы кернеумен қуатталады.

доғалық разряды болмайды. Олар іске қосуды реттейтін аппаратураны қолдануды қажет етпейді. Неон шам газбен, әдетте, неонмен толтырылған, ысытқыштары жоқ екі бірдей электродтары бар газбен толтырылған диод болып табылады. Шамдағы кернеудің құлауы шамға бастапқыдан сәл асатын кернеу беру арқылы қосқаннан кейін аса өзгермейді. Неон шамдардың мұндай ерекшелігі оларды айнымалы жүктеме тоғы бар схемаларда кернеуді тұрақты сақтауға қабілетті етіп, стабилизатор ретінде жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Шамды немесе қуат  көзінің өзін зақымдай алатын тым үлкен тоқ өсімінің алдын алу үшін, шамды кернеу көзіне тізбектей резистор арқылы қосады.

Газбен толтырылған индикаторлар

Бе л гі л і к г азр а зр яд т і ин д ик а т о р ла р — белгілерді цифр, әріп, математикалық таңбалар және т.б. түрде көрсетуге арналған, көп катодты солғын қуатсыздану аспаптары. Н ү к т е лі к инд ик а т о р л ар көріністерді жеке нүктелерден (пиксельдерден) құрайды. С ыз ық тық ин д ик а т о р л ар аналогті немесе дискретті ақпаратты ұзындығы кернеудің немесе тоқтың өлшеміне пропорционал жанатын баған түрінде немесе орналасуы кіретін өлшемге байланысты жанатын нүктемен көрсетеді.

а

б

ной величиной. Құрылысы бойынша катодты-люминесцентті және тиратронды индикаторлар болады.

Катодты-люминесцентті белгілік индикаторлардың катодтары сәйкес белгілер түрінде – фигуралы катод – немесе осы белгілердің жеке элементтері – сегменттер түрінде жасалуы мүмкін. Бірінші жағдайда (6.6-сурет) катодтарды әдетте бірінен соң бірін (пакетпен), ал жіңішке металл тор түрінде жасалған анодтар (біреу немесе екеу) белгілерді бақылауға кедергі жасамайды. Егер анод пен катодтардың біреуінің арасына солғын разрядтың пайда болуына жеткілікті кернеу берілсе, онда осы катодқа сәйкес келетін белгінің жарқырауы көрінеді. Катодтар люминисцентті құраммен қапталады.

Нүктелік тиратрондық индикаторларда шыны пластиналардың ойықтарында бір-біріне перпендикуляр  орналасқан, қадамы шамамен 1 мм 100-ге дейін сым катодтар мен анодтар болады. Анодты және катодты пластиналар бір-бірінен  анод пен катод қиылысатын жерлерде саңылаулары бар диэлектрикпен ажыратылған. Тиратронның торы іске қосу кернеуін азайтады және разряд аймағының сыртында орналасқандықтан, бақылауға кедергі келтірмейді. Құрылғыны инертті газбен толтырып, герметизациялайды. Жеткілікті кернеу берілген кезде, анод пен катод арасында олардың қиылысу нүктелерінде жарық нүкте түрінде көрінетін солғын разряд пайда болады. Нүктелердің көп болуы (панельде 10 мыңға дейін) кез келген белгілерді, таңбаларды, графиктерді және т.б. көрсетуге мүмкіндік береді. Сызықтық индикаторлар әрқайсысы жеке индикатор тиратрон болып табылатын, жеке жанатын бағандардың көмегімен таңбалар мен сандарды құрайды.

Сандық техниканың дамуы бейнеақпаратты көрсететін дизайны жетілдірілген, пайдалануға қолайлы, көрінісі сапалы әрі берік жаңа құрылғылардың пайда болуына әкелді. ЭСТ орнына сұйық кристалды индикаторлар (СКИ) мен плазмалық панельдердің негізінде жасалған «жазық» экрандар келді. СКИ экраны пиксель деп аталатын шаршы сегменттер массивы болып табылады, олардың әрқайсысын жеке басқарып,  өрнек секілді көрініс жинауға болады. Панельдің бірнеше қабаты болады. Олардың арасындағы ең маңыздысы - СКИ матрицасы. Екі шыны жазықтықтар арасына құрамында молекулардың сызықтық және циклдік кезектес топтары – бензол сақиналары бар, хош иісті қосылыстардан     жасалған     қоспа     түріндегі     сұйық    кристалл «құйылады». Бұл «ұзын» молекулалар электрстатикалық және электрмагниттік өрістерге сезімтал болып келеді және өтетін жарықтың полярлығын басқара алады. Электрлік өріс пайда болған кезде, сұйық кристалдардың молекулалары жартылай өріс бойымен тік орналасып, жарықты еш кедергісіз өткізе бастайды, бірақ тек бір жазықтықта ғана – полярландыру жазықтығында (6.7-сурет). Өткізудің таңдау әсерін күшейту үшін жарық сәулесін полярландыратын жазықтықты шыны панельдерге қарай бұру арқылы полярландырушы сүзгі қызметін атқаратын тағы екі қабат қосады. Бұл сүзгілер жарық шоғының

полярлану осі сұйық кристалдардың молекулаларының берілген бұрылу бұрышына сәйкес келетін компоненттерін ғана өткізеді. Өзгеше айтқанда, СКИ арқылы экранға сұйық кристалдың молекулаларының бұрылу бұрышын өзгерте отырып басқаруға болатын сүзгі саңылауынан өткен таңдаулы жарық қана жетеді. Сөйтіп, СК-панель жұмыс істеу үшін жарық көзі болу керек. Орналасу жеріне байланысты сұйық кристалды панельдер жарықты шағу не өткізу үшін жұмыс істейді. СК-мониторларда мен теледидарларда панель жарықты өткізу үшін жұмыс істейді, мұнда шамдар СКИ матрицасының жазықтығының артында орналасады. Қалта құрылғыларына арналған дисплейлер түсетін жарықты шағып қайтарады. Әрбір пиксель, көріністің ең кіші элементі, сұйық кристалдары бар «қалта» болып табылады және қалғандарынан диэлектрлік қабырғалармен бөлінеді. Пиксель ПТ жұқа қабыршақты транзисторымен басқарылады (6.8-сурет). Транзистормен басқарылатын конденсатор қуаттандырылып, оның кернеуі сұйық кристалдың көлеміне беріледі. Молекулалар бұрылып, жарық полярландырушы фильтр арқылы өтіп, экранға түседі. Жарық ағынын тудыратын жарықтандыру элементтері ретінде шашыратушы шынының шеттерінде орналасқан, суық катоды бар люминисцентті шамдар қолданылады. ЖСИ аса жұқа үлгілерінде жарық диодтарының мықты қатарлары қолданылады.

Түрлі түсті СК-дисплейлерде пиксельдер RGB үш негізгі түстерінің субпиксельдерінен тұрады. Бұл жағдайда өзінің жарығын ғана өткізетін үш түрлі түсті сүзгі қолданылады. Бірақ әрбір түсті субпиксель үшін жеке ұяшығы бар түрлі түсті матрица ең сапалы болып келеді. Мұндай матрицаларды тек үлкен көлемді экрандар үшін ғана қолданады. Панельдің өлшемі диагональ бойынша анықталады және дюйммен өлшенеді (1 дюйм = 25,4 мм). Әдетте СК-панельдердің көлемі 15 — 55 дюйм болады. Көлемді ары қарай үлкейтудің сапалы матрица дайындау қиындығымен байланысты технологиялық шектеулері болады. Осылайша, СК-панельдердің көлемін үлкейту басқарылмайтын пиксельдердің көп мөлшерде пайда болуына әкеледі. Матрицаның сапасы «соғылған» пиксельдер (басқарылмайтын ұяшықтар) санымен анықталады, олар не үнемі қосылып тұрады («жарқырайтын» нүктелер), не өшірулі («қараңғы» нүктелер). «Соғылған» пиксельдердің рұқсат  етілетін  саны, олардың шектік өлшемдері мен орналасуы стандарт талаптарымен шектеледі. СК-панельдердің контрасты аса жоғары емес және 200 : 1 жетіп (экранның ең жарық бөлігінің жарықтығының ең қараңғыға қатынасы), ЭСТ және плазмалық панельдерден артта қалады, себебі СК-панельдер жарық шамдарынан келетін жарықты ұяшықтың өткізгіштігін түрлендіру арқылы тек пассивті түрде өзгертіп, жарық көзінің өзіне еш әсер етпейді. Жеке пиксельдің көріністің өзгерісіне реакциясы матрица жауабының, жарық нүктеден қараңғы нүктеге дейін және кері қарай қайту уақытымен анықталады. Жұқа қабыршақты тез ауыстырылатын транзисторларға көшу мен, соның нәтижесінде, жауап беру уақытының үнемі азаюы (ЖСИ ең соңғы үлгілерінің ауыстыру уақыты шамамен 4 мс) тез қозғалыс кезіндегі нысандардың «бұлдырлануын» жоюға дейін әкелді. Жауап беру уақытының одан ары азаюы панельдерді дайындаудың технологиялық үдерістерімен және еңбек кажеттілігімен анықталады. Қазіргі СКИ шолу бұрышы 120—140° құрайды  және горизонталь мен вертикаль бағыттарда әр түрлі болады:  горизонталь бойынша шолу бұрышы үлкенірек, ал вертикаль бойынша азырақ. Шолу бұрышын азайту контрасттың азаюына  және көрініске бұрышпен қарағанда түсті жеткізудің өзгерісіне әкеледі. СК-панельдегі пиксельдер саны әрқашан нақты белгілі. Сөйтіп, 1024 х 768 түстік ажырату параметрі горизонталь (1024) және вертикаль (768) орналасқан ұяшықтар санына сәйкес келеді. Бұл – түстік ажыратудың ең оңтайлы мәні. Түстік ажыратуды

бағдарламалық көбейту не азайту көрініс сапасын тек нашарлатады. СКИ жұмыс мерзімі 75 мың сағатқа дейін жетеді. Бұл панельдің (қондырғыны ауыстыру) саналы мерзімінен артық және 20 жыл бойы пайдаланылады.

Плазмалық панельдерді үлкен экрандарда сапалы жоғары контрастты бейне көрсету үшін қолданады. Олар осыдан бұрын қарастырылған индикаторлардан асқан жарықтығымен және контрасттылығымен ерекшеленеді. 6.9-суретте плазмалық панель пикселінің құрылымы көрсетілген. СКИ сияқты плазмалық панельдерде де бейне өрнек көрініс принципі бойынша құрастырылады. Ұяшықтың тереңдігі шамамен 3 мм, алдыңғы әйнекке екі қуаттандыру электроды қойылады, ал мәліметтер электродтары (басқарушы) төменгі әйнек қабырғада көру спектрі үшін түссіз, жіңішке өткізгіш жолақтар түрінде түсіріледі. Ұяшық қысымы төмен (шамамен 0,6 Па) инертті газбен (ксенон мен анон қоспасымен) толтырылады. Бұл көлемде плазмалық разряд үшін газ бірден ионданып, люминофорды қоздырып, жарқырататын ультрафиолетті сәулеленуді тудырады. Плазмалық панель СК-панельден оның ұяшықтағы плазмалық разряды көрініс тудыратын фактор болуымен ерекшеленеді, ол белгілі бір уақытта (разрядтың «қауіпсіз» өмір уақытында)

сөндіру сұлбасымен өшіріледі де, ауа кеңістігі ионсызданып, ұяшықты келесі әрекетке дайындайды. 6.10-суретте плазмалық панельдің құрылымы көрсетілген. Панельдің алдыңғы бөлігі әйнекпен қапталған, оған үстінде көрінетін спектр үшін түссіз аллюминий жолақтар түріндегі қабыршақты элекродтар түсірілген диэлектрлік қабықша жапсырылады. Ішкі жағына үш түсті — RGB люминофор қабаттары түсірілген әрбір ұяқша марганец тотығынан жасалған қабықшамен қорғалады. Плазмалық панельдердің параметрлері мен сипаттамаларының жарықтығы мен контрасттығы ЭСТ мен экран диагоналі 40 дюймнан астам СК-панельдермен салыстырғанда жоғары көрсеткіштерге ие. Бұл кезде олардың мәндері:

мәнінен артық болады; Бірақ, плазмалық экранның ажырату деңгейі СК-панельдер мен ЭСТ қарағанда аз және 1 920 х 1 080 сызықтан аспайды, бұл плазмалық панельдердің тек үлкен көлемді экрандарға ғана қолданылуын түсіндіреді. Плазмалық панельдердің жұмыс уақыты10 мың сағаттан аспайды және ұяшықтың плазма әрекетінен физикалық бұзылуымен анықталады.

жартылай өткізгіш материалын қосса, онда нәтижесінде жартылай өткізгіш аспап – диод пайда болады [4, 16]. Бұл радиоэлементтің ерекше қасиеті оның кедергісі тура бағытта ең аз мәнге (қысқа тұйықталудағыдай), ал кері бағытта қосқанда ең үлкен мәнге (бірнеше жүз мың Ом) ие болуында. Бұл қасиеті диод барлық тоқты тура бағытты өткізіп (ашық жағдайда), оның кері бағытта болмауын (жабық жағдайда) қамтамасыз ететінін көрсетеді. Диодтың шартты белгісі, оның құрылысы мен кіру сипаттамасы 7.1-суретте бейнеленген.

Диодтың дайындау кезінде оның қасиеттерін анықтайтын р

Егер катодтағы кернеу анодқа қатысты оң болса, диод жабық.

Радиоэлектрондық тәжірибеде диодтардың бес тобы ажыратылады — түзеткіш, сигналдық, Зенер диодтары (стабилитро- ндар), варикаптар, арнайы (Ганн диодтары, Шотка диодтары).

Түзеткіш диодтарды қорек блоктандарында, жүріп тұрған  және айнымалы тоқ тізбектерінде қолданады. Түзеткіш диодтар тоғы 10 А дейін және кері кернеуі 1 500 В дейін тізбектерде жұмыс істей алады.

Сигналдық диодтарды күшейткіш құрылғыларда жылжыту, шектеу және тізбектің кернеулері қарама-қарсы бөліктерін ажырату тізбектері ретінде қолданады. Сигналдық диодтардың жұмыс істеу принципі сандық техникада логикалық элементтер мен жады ұяшықтарын жасау үшін қолданылады. Сигналдық  диодтардың  тура және кері тоқ пен кернеуден басқа ерекшелігі болып жиіліктердің жұмыс аймағы табылады.

Зенер диодтары

сондай-ақ тұрақтандыру режимінде мүмкін, жүздеген миллиаметрден ондаған амперге дейін жететін ең үлкен тоқ табылады. 5-бөлімде қарастырылған варикаптар құрылысы бойынша өткел сыйымдылығының кері қосылған кездегі кернеуден тәуелділігін қолданатын диодтарға жатады. 7.3-суретте бұл сыйымдылықтың кернеуден тәуелділігі көрсетілген. Диод сыртындағы түсті жолақ катодтың орналасуын көрсетеді, стабилитрондарда катод дәл осылай белгіленеді, бірақ сонымен бірге, стабилитрондардың сыртында тұрақтандыру кернеуі де көрсетіледі, мысалы: 9V1 тұрақтандыру кернеуі 9,1 В дегенді білдіреді. Варикаптың сыртында катодты түрлі түсті нүктемен немесе жарты корпусқа салынған, ерекшеленетін жолақпен белгілейді.

жатады.

Жарықдиод

Жарықдиод төсеміндегі жартылай өткізгіш  кристалдан, жанасқан сыртқа шығарылатын өткізгіштері бар корпустан және оптикалық жүйеден тұрады. Қуатты жарықдиодтың құрылысы 7.4- суретте сызба түрінде көрсетілген.

Сәулелену p

Жартылай өткізгіш кристалдың жанасу қабатының жанындағы қабаттарды әр түрлі қоспалармен араластырады: бір жағынан акцепторлықтармен (p-тип), басқа жағын донорлықтармен (л-тип). Жарықдиод арқылы өтетін тоқ артқан сайын, бірлік уақытта рекомбинация аймағына көбірек электрондар мен тесіктер түсіп, сәулелену жарықтығын көбейтеді. Жарықдиод арқылы өтетін тоқ шектеулі болу керек, әйтпесе жарықдиод жарамсыз болып қалады. Жарықдиодтың сәулеленуінің түсі электрондар мен тесіктерді рекомбинациялайтын, тыйым салынған аймақтың еніне ғана, яғни жартылай өткізгіш пен оны қоспалайтын қосындылардың материалына тәуелді. Жарықдиодтың сәулеленуі «көк» болған сайын, кванттардың энергиясы жоғары болады, ал бұл тыйым салынған аймақтың ені де артады дегенді білдіреді.

Жарықдиодтардан ақ сәуленің шығуына үш жолмен қол жеткізуге болады:

Жарықдиод — төменвольтты аспап. Индикацияға қолданылатын қарапайым жарықдиод тоғы 50 мА дейін 2-ден 4 В дейін кернеуден қорек алады. Жарықтандыруға қолданылатын жарықдиодтар 12 В  дейін кернеумен, бірнеше жүздеген миллиамперден 5 А дейін тоқпен қоректенеді.

-сурет. Жарықдиодтың шартты графикалық белгіленуі мен оны электр тізбегіне қосу жолы

Жарықдиодты тізбекке қосқан кезде (7.5–сурет) полярлықты сақтау қажет. Қарапайым жарықдиодтың тесіп өту кернеуі 5 В аспайды. Жарықдиодтың параметрлері мен сипаттамаларына жарық ағыны, жарықтың осьтік күші, бағытталу диаграммасы мен жарық шашуы (1 Вт электр қуатына келетін жарық ағынының мөлшері) жатады. Жарықдиодтар 4-тен 140° дейін денелік бұрышпен жарық шашады. Жарықдиодтардың жарықтығы ендік-импульс модуляция (ЕИМ) әдісі арқылы өте жақсы басқарылады, ол үшін арнайы басқарушы блок қолданылады. Бұл жағдайда жарықдиодқа жиілігі жүзден мың герцқа дейін жететін импульстік модуляцияланған тоқ беріледі. Жарықдиод механикалық жағынан берік және сенімді болып келеді, ал оның қызмет ету уақыты 100 мың сағатқа дейін жетеді. Қазіргі белгілеу жүйесі екі және үш әріп пен үш цифр  қолданады, мысалы АЛ316 немесе АЛС331. Бірінші әріп метариалды (галлий арсениді, алюминий, күшән), екінші (немесе екінші мен үшінші) құрылыстық орындалуын көрсетеді: Л — дара жарықдиод, ЛС — жарықдиодтар қатары немесе матрицасы. Келесі символдар жарықдиодтың анықтамалық сипаттамаға ие параметрлерінің кодын көрсетеді.

жатады, олар көрінетін не көрінбейтін (фотонды) сәулеленуді өте тар жиіліктер жолағында тудыруға арналған, жартылай өткізгіш

7.1-кесте. Лазерлық диодтардың кейбір қолданыс салаларына арналған

Жұмыс кернеуі, В 1,9 2,2

Тиімділік (қуат/ тоқ), мВ/мА

0,4

0,6 1,1

0,4

элементтер болып табылады. Мұндай сәулеленуді когерентті деп атайды. Лазерлық диодтың жарықдиодпен салыстырғанда құрылысы бойынша екі ерекшелігі бар: 1) оның кіріктірме оптикалық резонаторы бар; 2) толтыру тоғының жарықдиодпен салыстырғанда едәуір жоғары мәндерінде жұмыс істейді, бұл тоқтың қандай да бір шектік мәнінен асқанда индукцияланған сәулелену режимін алуға мүмкіндік береді. Дәл осындай сәулелену өзінің жоғары когеренттілігімен сипатталады, соның арқасында лазерлық диодтардың сәулелену спектрінің ені өте кішкентай болады (1 — 2 нм). Лазерлық диодтар лазерлық дисктардағы ақпаратты оқуға арналған CD, DVD, Blue-Ray қондырғыларының құрамындағы сандық желі жүйелеріндегі сигналдарды оптикалық-талшықты кабель бойынша жіберетін генераторлар ретінде қолданылады. 7.6- суретте CD- және DVD-қондырғыларға арналған, бір кристалда жасалған лазердің құрылысы көрсетілген. Лазерлық диодтардың кейбір қолданыс салаларына арналған параметрлері мен сипаттамалары 7.1-кестеде берілген. CD (тура аудармасы — «компакт-диск»), DVD («сандық бейнеқұрылғы»), Blue-Ray («көк сәуле»).

Фотодиодтарда өтетін үдерістер жарықдиодтармен салыстырғанда кері сипатқа ие. Фотодиодтағы негізгі физикалық құбылыс болып сәуленің түсу әрекетінен р

7.7-сурет.  Фотодиодты  электр  тізбегіне  қосу  әдісі  (а)  және  оның        жүктемелі сипаттағы вольт-амперлық сипаттамасы (б)

Осылайша, фотодиод сәуле түскенде ашылатын «кілттің» рөлін атқарады. Фотодиодтарды әр түрлі жарық ағындарына (люмен) немесе әр түрлі жарықтандыруға (люкс) сәйкес келетін вольт-амперлік сипаттамалар (ВАС) тобымен сипаттаған ыңғайлы.

Транзисторлар

«қосылған-өшірілген» электр кілттері ретінде қолдануға арналған жартылай өткізгіш аспаптар. Электронды шамдармен салыстырғанда, транзисторларда тоқты тудырған кезде тасымалдаушылардың екі түрі қолданылады: р- типінің «тесіктері» мен л-типінің электрондары. Транзисторлар ықшам және технологиялы, олардың  параметрлерінің температураға тәуелділігі жоғары, «қараңғы» тоқтың деңгейі үлкен. Транзисторлар екі негізгі типке бөлінеді: биполярлық және өрістік. Транзисторларды белгілеу жүйесі ОСТ 11336.919 — 81 салалық стандартымен орнатылған. Белгілеу жүйесінің негізіне әріптік- сандық код салынған:

р

p

n

n

p

Биполярлық транзистордың жұмыс істеу принципі электр зарядтарының негізгі тасымалдаушыларын эмиттерлік аймақтан коллекторлыққа төмендегідей база бойынша ауыстыру кезінде болатын физикалық үдерістерді қолдануға негізделген:

э

б +

к

э , 1 б , 1 к

Транзистордың сапасын сипаттайтын маңызды параметрлер болып тоқты эмиттерден а коллекторына жіберудің дифференциалды коэффициенті мен тоқты базадан в коллекторына жіберудің дифференциалды коэффициенті табылады:

= 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 болғанда, 𝛽𝛽 =        =        ≫ 1

э        кэ

Қазіргі транзисторларда а = 0,9 — 0,99 және в = 4— 10000.

Транзисторлардың негізгі параметрлері:

𝐼𝐼

шығ =

кір

(7.3)

𝑈𝑈

шығ =

кір

(7.4)

𝑃𝑃

шығ =

кір

шығ

кір

(7.5)

𝑅𝑅 кір

шығ шығ

𝑅𝑅 шығ

(7.6)

(7.7)

Транзисторларды сұлбаға қосудың үш тәсілі бар. Оны принципиалды сұлбаларды құрастыру мен оқу кезінде есепке алу маңызды. Транзисторлардың қосудың әр түрлі нұсқаларындағы параметрлері 7.2-кестеде берілген.

7.2-кесте. Биполярлық транзисторларды сұлбаға қосу тәсілдері

Ортақ

Кіру кедергісі R кір

б

б

200 — 2 000 Ом

э

э

30—1 500 Ом

б

б

0,2—1 МОм

Шығу кедергісі R шығ

к

к

10—100 кОм

к

к

0,5 — 2 МОм

э

э

50 — 500 Ом

Ортақ

β =

к /

б

20 — 200 α =

к /

э

< 1 γ =

э /

б

20 — 200

~ 1

істегенде

Транзисторларды күшейткіш және генераторлық сұлбаларда қолданудың ерекшеліктерін анықтайтын сипаттамаларды кіру және шығу сипаттамалары деп бөледі. Кі р у        си п а т т ам а л ар ы        тұрақты    кернеу  кезінде   шығу электродындағы кіру тоғының кіру кернеуінен тәуелдігін көрсетеді. Ш ы ғ у си п а т т ам а л ар ы тұрақты кіру тоғы немесе кернеу кезінде шығу электродындағы шығу тоғының кернеуден тәуелдігін көрсетеді.        7.9-суретте        ОЭ        бар                сұлбаға        арналған        статикалық

сипаттамалар келтірілген.

Биполярлық транзисторларды күшейткіштерде, генераторларда, кілттік және логикалық схемаларда белсенді элементтер ретінде қолданады [4].

Өрістік транзистор деп екі электрод арасында тоқ өтетін өткізгіш арнасы бар электрондық аспап [26]. Бұл тоқты басқару үшінші электрод тудыратын электрлік өріс арқылы жүзеге асады. Заряд тасымалдаушылардың қозғалысы басталатын электрод

p

Электр өткізгіштік типі бойынша өрістік транзисторлар р- және л- типті арналармен болуы мүмкін (7.10-сурет). Өрістік транзисторлардың статикалық кіру және шығу сипаттамалары 7.11-суретте көрсетілген. Өрістік транзисторларды биполярлық транзисторларға ұқсас белгілейді, бірақ Т әрпінің орнына П қолданылады,  мысалы КП306А — қуаты төмен кремний өрістік транзистор, жиілігі жоғары, дайындау нөмірі 06,  А тобы. Өрістік транзисторларды қосу сұлбалары биполярлық транзисторларды қосу сұлбаларына ұқсас: ортақ қақпамен, ортақ кіріспен және ортақ шығыспен. Өрістік транзисторлардың кіру кедергісі жоғары болады, оларды басқару кернеумен қамтамасыз етіледі, ал тоқ бірдей зарядтардың, тесіктердің не электрондардың, ағынынан пайда болады. Жеке қақпасы бар транзисторларда қақпа жартылай өткізгіштен диэлектрик қабатымен бөлінген, кремний аспаптарда диэлектрик ретінде әдетте кремнийдің қостотығы пайдаланылады.

Бұл транзисторларды МОЖ (металл – оксид – жартылай өткізгіш) және        егер        өзге        диэлектрик        қолданылса,        МДЖ        (металл                — диэлектрик — жартылай өткізгіш) аббревиатураларымен белгілейді. Орнатылған арналы МДЖ-транзисторларда, кедейлетілген тип транзисторларында, қақпаға басқарушы кернеуді берместен бұрын кіріс пен шығысты байланыстыратын өткізгіш арна болады. Индукциялы                каналды        транзисторларда                (байытылған        тип транзисторларында) мұндай арна болмайды. МДЖ-транзисторлар өте жоғары кіру кедергісімен сипатталады. Олармен жұмыс істеген кезде  статикалық  электрден  ерекше  қорғану   шараларын   сақтау керек. Орнатылған арнасы бар МДЖ-транзисторлар p-типті де, л- типті де болуы мүмкін (7.12-сурет). Өрістік транзисторлар технологиясын сапалық жетілдіру оларды қорек көзінің сұлбаларында және түрлендіргіштерде қолдануға мүмкіндік берді.  Өрістік транзисторлардың жоғары кіру кедергісі

оларды алдын ала күшейту каскадтарында, сондай-ақ шумен тиімді күрес қажет жерлерде қолдануға жағдай жасайды. Өрістік транзисторлардың, әсіресе МОЖ типінің ауыстыру уақыты аз транзисторлардың қасиеттері микропроцессорлық және компьютерлік техникада жады ұяшықтарын, логикалық элементтерді, сандық техника элементтерін жасауда қолданысын тапты.

Тиристор — кілттік әрекет аспабы. Қосылған жағдайда ол тұйықталған «кілтке», ал өшірілген жағдайда ашық кілтке ұқсайды. Транзистордың жұмыс принципі жеңілдетіп айтқанда келесіде. Егер электр тізбегіне басқарушы электродты қоспаса, онда тиристор диод секілді әрекет етеді, бұл кезде оның тура сипаттамасы стабилитронның кері сипаттамасына ұқсас.

Егер

басқарушы диодына (7.13-сурет) катодқа қатысты оң потенциал берілсе, онда тиристорды ашу үдерісімен ВАС иілген нүктелерде басқаруға болады. Тристор қосылып, ол арқылы (анодтан катодқа қарай) тоқ өте бастағаннан кейін, басқарушы электрод оған әсер етпейді (тиратрон принципі). Тиристорды басқарушы электрод

арқылы өшіруге болмайды. Оны тек қоректендіруші желіні ашу немесе анодқа теріс кернеу беру арқылы ғана жасауға болады. Тристордың тағы бір ерекшелігі оның ВАС-ында тоқ едәуір артқанда, тиристордағы кернеу азаятын, кедергісі теріс аймақтың бар болуында. Тиристорды іске келтіруге жұмсалған қуат қорек көзіне қайтып келеді немесе жүктеме кезінде бөлінеді.

Тиристордың жұмысымен толығырақ [4] әдебиетте танысуға болады. Басқарушы электроды жоқ, бірақ тек анод пен катод бар тиристорлар басқарылмайтын тиристорлар —

«триак») айналады. Мұндай құрылыс жаңа қасиеттердің пайда болуына әкеледі. Симистор ашық жағдайда тоқты екі бағытта өткізеді. Бұл симметриялы аспап болғандықтан, онда катод болмайды, тек басқарушы электрод пен екі анод болады. Симистордың қасиеттері айнымалы тоқ қорегімен басқарылатын сұлбаларда тиімді қолданылады.

Оптоэлектрондық аспаптар

Оптоэлектрондық аспаптардың бір түрі — о пт р о нны ң бір корпусқа құрылымдық біріктірілген сәулелену көзі мен қабылдаушысы болады. Жарық көзі ретінде жарықдиодтар мен лазерлар, ал қабылдаушы ретінде фоторезисторлар, фотодиодтар, фототранзисторлар мен фототиристорлар қолданылады (7.14-сурет). Оптронның жұмыс істеу принципі электр тоғын жарыққа түрлендіріп, оны оптикалық арна бойынша жіберу мен кейін қайта электр сигналына түрлендіруде. Оптоэлектрондық аспаптардың негізгі артықшылықтары:

тиристорлық

Сандық ақпарат сигналдарын жіберу үшін негізінен диодтық және транзисторлық оптрондар, ал жоғары вольтты күшті тоқты тізбектердің оптикалық коммутациясы үшін  тиристорлық оптрондар қолданылады. Тиристорлық және транзисторлық оптрондардың тез әрекет етуі 5 — 50 мкс диапазонындағы ауыстыру ұзақтығымен сипатталады.

Оптронның кысқаша жұмыс принципі келесідей: сәуле шығарушы диод (7.14, а , б сурет) тура бағытта, фотодиод фотогенератор режимінде жұмыс істесе тура, ал егер фототүрлендіруші режимінде жұмыс істесе кері бағытта қосылу керек. Жарықдиодтан шашырайтын фотондар фотодиодтың p

Интегралдық схема (ИС) —сигналдарды түрлендіру мен өңдеудің белгілі бір функциясын атқаратын және электрлік жалғанған жартылай өткізгіш элементтерінің – диодтардың, транзисторлардың,        резисторлар        мен        қабыршақты конденсаторлардың – қапталу тығыздығы  жоғары микроэлектрондық бұйым. Микросхемаларды бір корпусқа жинақтайды және әдетте оларды бір кремний кристалында жасайды. Атқарымдық міндетіне байланысты интегралдық микросхемалар (ИМС) аналогтық және сандық болып бөлінеді. А н а ло г т ы қ ИМС үзіліссіз функция заңы бойынша өзгеретін сигналдарды түрлендіру мен өңдеуге арналған.

а

б

в

г

д

е

С а нд ы қ ИМС дискретті функция заңы бойынша өзгеретін сигналдарды түрлендіру мен өңдеу үшін қолданылады. Оларды логикалық алгебра заңдарымен сипатталатын екілік кодты операциялар орындайтын логикалық микросхемаларда жиі қолданады. Микросхемалар бұйымның электр схемасына орналасуы корпус типі бойынша анықталатын шықпалар арқылы қосылады (7.15- сурет): Жартылай өткізгіш микросхемада барлық элементтер мен элементаралық байланыстар жартылай өткізгіштің көлемінде не бетінде жасалған. Бұл – интегралдық сұлбалардың ең кең таралған түрі. Егер бір төсемде жасалған не компаундпен құйылған  микросхема кристалдары мен аспалы радиокомпоненттері болса, интегралдық сұлбаны гибридті деп атайды. Қабыршақты ИС жеке элементтер мен элементаралық байланыстар диэлектрдің бетінде (әдетте керамика не иілгіш пластикті қолданады) жұқа және қалың қабыршақтар түрінде жасалады. Бұл кезде түрлі материалдардан қабыршақты түсіру кезінде сәйкес технологиялар қолданылады. ИМС интеграция деңгейі бойынша қарапайым микросхемалар (кристалда 1 000 элементке дейін), үлкен интегралдық сұлбалар – ҮИС (1 000нан 10 000 дейін элементтер) және аса үлкен интегралдық сұлбалар – АҮИС (кристалда 1 млн астам элементтер) болып бөлінеді. Барлық дерлік жартыла өткізгіш микросхемаларды планарлық технология бойынша жасайды. Бұл технология бойынша элементтерді жартылай өткізгіш материалдың — кремний, галлий арсениді, германий — пластина қабатына жартылай өткізгіш қоспаларды негізгі жартылай өткізгіштің денесіне қызумен диффузиялау әдісі арқылы құрастырады. Түйіспелі аймақтардың, өткізгіштердің, схема элементтерінің геометриялық өлшемдерін қалыптастыру үшін фотолитография әдісін қолданады. Микросхема элементтерін фотолитография әдісі арқылы құрастыру циклі 7.16-суретте көрсетілген. Бетін дайындау кезінде ультрадыбысты тазалау, жуу мен тотықтыруды жүргізеді. Фоторезист шашырату әдісімен түсіріліп, центрифуга бойынша түзеледі. Кептірілген фоторезист қабатына кезекті жартылай өткізгіш қабаттың ультрафиолетте түссіз  көрінетін саңылаулар түріндегі фотошаблонды түсіреді.

Ультрафиолет сәулемен жарық беру (экспонирлеу) жүргізіледі, фоторезист жарық береді де, ерітіндіде сілті пайда болған жағдайда фоторезисттің жарқыраған бөліктерін алып тастайды (оң фоторезист). Фоторезист саңылауында тотықтың қорғаушы қабатын кетіргенде, жартылай өткізгіш пластина «жалаңаштанады». Кремний пластинасын диффузиялық пешке салады (1 000— 1 200 °С температурадағы) және 30 минуттан бірнеше сағатқа дейін ұстайды. Бұл кезде пластина нейтрал газ (азот) бен қоспалауыш қосындылардың (фосфор, бор, индий және т.б.). газ тәрізді қоспасына толады. Температуралық өңдеудің нәтижесінде төсемге және р

кремний оксидін қолдану арқылы екі рет жүргізіледі.

Диаметрі 100-ден 200 мм дейін пластинада микросхемаларды топтық дайындау әдісі кезінде бірнеше жүз бірдей микросхемалар жасалады. Тестілеу кезеңінде жарамсыз кристалдарды скрайберлеу (жеке кристалдарға сындыру) операциясынан кейін алып тастайды. Термокомпрессия операциясын жасаған кезде, құрастырылған элементтердің түйіспелі аймақтарына соңы микросхема корпусының шықпаларына қосылған алтын сым ерітіліп жабыстырылады. Соңғы операцияда микросхема кристалы пластмассадан жасалған корпусқа «пісіріледі».

Электрлік реле [5] берілген басқару тоқ  өзгерісі  кезіндегі электр тізбегінің коммутациясы мен шығыс мәндерін секірмелі өзгерту үшін арналған. Реле бақылау мен автоматика сұлбаларында кең қолданылады, олардың көмегімен кіріс сигналдарының қуаты төмен болғанда шығыстағы үлкен қуатты басқаруға, логикалық операцияларды іске асыруға, электр тізбектерінің коммутациясын жасауға, бақыланатын параметрдің ауытқуларын бекітуге және т.б. болады. Реле үш функционалды элементтерден тұрады: қабылдаушы, аралық және атқарушы. Қ а б ы л да у ш ы (бастапқы) э л е м ен т — электр тоғының энергиясын біліктің механикалық жылжуына түрлендіреді. Ар а л ық э л ем ен т — магниттік өрістің күшін серіппенің керілу күшімен салыстырады. А тқ а р у шы э ле м ен т — электр түйіспелерінің механикалық тұйықталу-ажыратылуын қамтамасыз етеді. Тоқ электрмагниттік катушканың (8.1-сурет) орамалары бойынша өткен кезде темір білік магниттеліп, жарманы өзіне тартады. Магниттік тарту күші серіппенің керілу күшінен асады. Атқарушы механизм жүзеге асып, электрлік түйіспелі топ тоқты жүктеме арқылы өшіріп немесе қосып, өзге жағдайға өтеді.

Электрмагниттік релені тұрақты және айнымалы тоқ релесі деп бөледі. Айнымалы тоқ релесінде гистерезис (біліктің қайта магниттелуі) пен құйынды тоққа кететін шығындарды азайту үшін білік пен зәкірді электртехникалық болат табақтарынан жасайды. Тұрақты тоқ релесінің катушкалары қарапайым соленоид болып табылады. Орамалар саны катушканың есептік тоғы мен қажетті магниттік өріс өлшемімен анықталады. Айнымалы тоқ релесінің катушкасын оның айнымалы тоқтағы кедергісінің шамасы едәуір реактивті құрамдасын ескере отырып есептейді.

Осының нәтижесінде, тұрақты және айнымалы тоқ тізбектеріндегі реле катушкаларының омдық кедергілері мен орамдар саны әр түрлі болады. Бұл айнымалы тоққа арналған релені тұрақты тоққа қолдануға мүмкіндік бермейді, өйткені айнымалы тоқ орамының кедергісі төменірек болып келеді, бұл катушканың шамадан тыс қызып, бұзылуына әкеледі. Айнымалы тоқ релесінің катушкасының кедергісі 14 кОм, ал тұрақты тоқтікі 54 кОм болып табылады.

Электрмагниттік релелердің негізгі параметрлеріне жатады:

а

б

в

д

-сурет. Геркондық реленің сыртқы түрі (а)мен оны қосу сызбасы(б)

а        б

Басқару қуаты бойынша төмен қуат(25 Вт дейін), орташа қуат (100 Вт дейін) және жоғары қуат (100 Вт артық) релесі деп бөлінеді; 8.1-суретте реленің және оның түйіспелерінің әр түрлі электрондық құрылғылардың принциптік сұлбаларындағы шартты белгілері көрсетілген.

жатады (8.2-сурет). Ең қарапайым, тұйықталған түйіспелері бар геркондық реле  инертті газбен, азотпен немесе азот пен сутектің қосындысымен толтырылған, шыны бітеу баллонда орналасқан, магнит өткізгіштігі жоғары (пермаллойдан жасалған) екі түйіспелі біліктерден тұрады. Баллон ішіндегі қысым вакуумға жуық (0,4 — 0,6) ·10

Па болып табылады.

Шыны баллонды тұрақты тоқпен қуаттандырылатын басқару орамасының ішіне орнатады. Барлық құрылыс пластмасс корпусқа орналастырылады. Орамаға тоқ берілген кезде біліктердің серіппелі түйіспелерінің серпімділігін жеңіп, оларды өзара байланыстыра алатын электрмагниттік күшті тудыратын магниттік өріс пайда болады. Электрмагнит орамындағы тоқты өшірген кезде ұстап тұратын күш жоғалып, серпімділік күшінің әсерінен түйіспелер ажырайды. Электрмагниттің орнына магнитті қолдануға болады. Геркондар негізінде батырмалар, тумблерлер, ауыстырып қосқыштар, рұқсатсыз кіруден қорғауға арналған корпустың автоматты түрде жабылуын тіркеу құралдары жасалады.

РЭА-да атқарушы электрмагниттік қондырғылар ретінде тұрақты және айнымалы тоқ қозғалтқыштары кең қолданылады [6].

К о л л е кт о р л ық қ о з ға л тқ ышт а р д ы лазер бастиегінің жылжуын бақылайтын жүйелерде дискті айналдыруға, тегершіктердің механикалық қозғалысына және т.б. арналған айналдырғы мотор ретінде қолданады.

Коллекторлық қозғалтқыштың құрылысы 8.3-суретте көрсетілген. Графиттен немесе асыл металдардан (күміс, алтын) жасалған щеткаларға тұрақты кернеу әкелінеді. Графит щеткаларды үлкен жүктемелер кезінде қолданады, бірақ олар тез тозады. Щеткаларды асыл металдардан жасау қозғалтқыш үзіліссіз жұмыс істеген кезде тиімді, бұл кезде жұмыс дыбыссыз болып, үйкеліс азаяды.

ротор жағдайларының түпкі саны болады. Ротордың берілген жағдайы сәйкес орамдарға қорек кернеуін беру арқылы тіркеледі. Қарапайым қадамдық қозғалтқыш пен сервоқозғалтқыш болып ажыратылады.  Сервоқозғалтқыш дүмыс істеу принципі бойынша қарапайым қадамдық қозғалтқыштан аса өзгешеленбейді, бірақ оларда жұмыс нақтылығы мен жылдамдықты автоматты түрде реттеу үшін кіріктірілген датчиктермен (Холл датчиктерімен) кері байланыс болады. Статордың дөңес жерлерінде (8.4-сурет) басқарудың арнайы контроллерінен тоқ берілетін орамдар болады. Ротор магнитті материалдардан жасалғандықтан, оның полюстері магниттік өріс өзгерісіне байланысты айналып, дөңестер арасындағы ең қысқа аралықта орналасады.

ротордан және қозғалтқышпен бір корпуста жасалған, статор орамындағы тоқ коммутациясының жүйелілігі мен бірмезгілділікті басқару сигналдарын тудыруға арналған ротор жағдайының датчигінен тұрады. Коллекторсыз қозғалтқыштардың негізгі артықшылығы – айналатын және ауыстырып қосушы түйіспелердің болмауы, сондықтан коллекторсыз машиналардың ресурсы өте үлкен болады. Олар, мысалы, бейнемагнитофондардағы айналмалы бастиектер блогының, жетекші валдың қозғалтқыштары ретінде қолданылады. Айнымалы тоқ қозғалтқыштары кейбір РЭА бұйымдарында, сондай-ақ өндірістік жабдықтарда қолданылады. Оларға қуат беру бір немесе үш фазалы айнымалы тоқпен жүзеге асады. С и н х р о нд ы э л е ктр қ о з ғ а л тқ ы шта р д ы ң роторы қуат беру кернеуінің магниттік өрісімен  синхронды  түрде  айналады.  Ас инх р о н д ы э л е к т р қо з ғ а л т қы шт а р ы н д а ротордың айналу жиілігі қуат беру кернеуі тудыратын магниттік өрістің жиілігінен өзгешеленеді.

Үш фазалы асинхронды электрқозғалтқыштардың іске қосу  және жұмыс сипаттамалары бір фазалыларға қарағанда жақсырақ. Асинхронды қозғалтқыштардың негізгі құрылымдық элементтері: статор — қозғалмайтын бөлік (8.6, а сурет) орамдары

және ротор

8.6- сурет. Асинхронды қозғалтқыштың статоры (а) мен роторы (б), синхронды қозғалтқыштың кесіндісі (в):

а, б:

өрісінің айналу жиілігіне тәуелді және қоректендіру тоғының жиілігі мен қозғалтқыштың полюстер жұбының санымен анықталады. Асинхронды қозғалтқыштың айналу бағытын статор орамасының кез келген екі фазасын ауыстырып қосу арқылы өзгертуге болады. Синхронды қозғалтқыштар асинхрондыларға қарағанда роторында тұрақты тоқ көзінен қуат алатын қоздыру орамасының болуымен өзгешеленеді (8.6, в

сурет ).

Корпуста

бөлінген екі немесе үш фазалы орамасы

бар статор магнитөткізгіші

орналасқан. Ротордың магнитөткізгіші

жайма немесе бүтін электротехникалық болаттан жасалған. Оның үстінде шоғырланған қоздыру орамасы

орналасқан, ол тұрақты тоқ көзіне валда

орналасқан екі түйіспелі сақиналар

мен щетка

арқылы қосылады. Ротордың полюстік ұштықтарының арнайы саңылауларында «тиіннің торы» түріндегі қысқа тұйықталған орама

орналастырылған,        ол        қозғалтқыш        режимінде        іске        қосу орамасының рөлін атқарады. Қарастырылған электрқозғалтқыштардың электрондық техникадағы қолданысы шектелген, бірақ оларды өндіріс құрал- жабдықтарында  кеңінен  қолданады  (радиоэлементтерді  орнатуға,

Электрондық техникада қозғалыс берілісі мен қозғалысты түрлендірудің әр алуан түрлері қолданылады: тісті, белдікті,

төрткілдеш және бұрамдықты.

Әдетте, олардың қолданысы қозғалтқыштың айналу осін механизмнің ілгерілемелі қозғалысына түрлендіру қажеттілігімен байланысты, мысалы кассетаны (дискті) жүктеу – шығару.

Тістегерішті берілістің көмегімен жазып алушы және жаңғырту құрылғыларының жұмыс режимін және механикалық әрекеттер кезегін таңдайды. Бұл жағдайда жетекші тегершік бағдарламалық деп аталады. Ол бейнемагнитофондарда режимдерді ауыстыру үшін қолданылады. Белдікті берілістер (тұрмыстық техникада олар «пассиктер» деп аталады) қозғалыстың жетекші вал қозғалтқыштарынан айналдыру мен жүктеу механизмдеріне берілуі үшін қызмет етеді. Тісті берілістерде (тістегерішті, бұрамлықты, төрткілдеш) айналу бір дөңгелектен өзге дөңгелекке тістер арқылы беріледі.

а        б

Тісті дөңгелектер үйкелмелілерге қарағанда біршама оңайырақ айналады. Үйкелмелі берілістер айналмалы валдар арасындағы үйкеліс үшін радиоэлектрондық аппаратурада қолданылмайды.

Тісті дөңгелектердегі і беріліс саны жетекші және жетектелуші тегершіктердегі тістер саны арқылы көрсетіледі: і = z

/z

z

және z

(8.7-сурет) арқылы айналмалы қозғалыс ілгерілемеліге түрлендіріледі де, мысалы, кассета жүктемесенің «алға - артқа» тартпасын жылжытуға, DVD- қондырғылардағы лазерлық диодтардың блоктарының (оптикалық бастиегінің) жылжуын қамтамасыз етеді. Б ұ р а мд ы қт ы б е р і л і с тоғыспалы (әдетте тік бұрышпен) валдар арасындағы айналуды бұрамдықтың (винттің) және оның түйіндес бұрамдықты дөңгелегі арқылы өткізеді. Бұрамдық (8.7, а сурет) бұрандасы трапеция секілді немесе соған ұқсас винт, ал бұрамдықты дөңгелек ерекше доға пішінді тістері бар тісті дөңгелек болып табылады. Бұрамдықты берілісте жетекші болып әдетте бұрамдық, ал жетектелуші болып бұрамдықты дөңгелек табылады. Бұрамдықты берілістің беріліс саны оның өлшемдеріне байланысты және 8 бастап 100 дейін жетеді. Берілістің салыстырмалы шағын өлшемі кезінде үлкен беріліс санын алу мүмкіндігіне байланысты бұрамдықты берілістер тек кассеталардың жүктеу-шығару жетектерінде және т.б. қолданылады. Бұрамдықты берілістің артықшылықтары – жұмыс бірқалыптылығы мен дыбыссыздығы.

Тозуды азайтып, қажалуға төзімділігін арттыру үшін бұрамдықты дөңгелектерді негізінен қоладан жасайды. Аспаптар мен шағын күштік берілістерде текстолиттен, полиамидтерден және т.б. жасалған дөңгелектер қолданылады. Бұрамдықтар әдетте жылумен жоғары қаттылыққа дейін өнделген, сапалы көміртекті немесе қоспалы болаттардан жасалады. Т өрт к і л д е ш б е ріл і с тістегерішті берілістің бір түрі ретінде айналмалы қозғалысты ілгерілемеліге түрлендіру үшін қолданылад  (8.7, б сурет). Фото және бейнекамераларда объективті автоматты және механикалық фокустандыру жүйелерінде қолданады. Тісті төрткілдештер МЕМСТ 10242 — 81 талаптарына сәйкес болу керек. Механизм қозғалыстарының жылдамдығы мен дәлдігі, мөлшері өте үлкен бола алатын (100 артық), беріліс санына, беріліс тістерінің көлбеуі мен пішініне тәуелді.

Белдікті беріліс айналмалы қозғалыстың берілісін валдарға бекітілген тегершіктерді қоршайтын белдіктің көмегімен жүзеге асырады. Қолданылатын белдік түріне байланысты белдікті берілістер тегіс, сүйір және дөңгелек белдікті болуы мүмкін. Сүйір және дөңгелек белдікті берілістер бунақтары бар валдар қолданысын талап етеді,  бірақ олардың тегіс белдіктілерге қарағанда қозғалыс жылдамдығы мен дәлдігінде артықшылықтары бар. Берілістердің тиімділігі мен олардың функцияларының нақты орындалуы өткізетін түйіндер арасындағы механикалық түйіспелеріне байланысты және тіркелу сапасына тәуелді. Тіркелу элементтер жасалған материалдардан ғана емес, сондай-ақ, әсіресе бұрамдықты және тістегерішті берілістер үшін, майлау сапасымен де анықталады.

ІІІ тарау

9.1.

АНАЛОГТЫ СИГНАЛДАРДЫ САНДЫҚ ТҮРЛЕНДІРУДІҢ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

Аналогты табиғат көптеген үдерістерге тән. Дыбыстың, температураның және өзге сезімдер мен жағдайлар үздіксіз  өзгерісте және аналогты шама оның көрсеткіші болып табылады. Радиоэлектроникада        кернеудің,        тоқтын,        кедергінің, сыйымдылықтың және өзге шамалардың үздіксіз өзгерісі аналогты сигнал ретінде анықталады. Кез келген уақыт аралығында аналогты сигнал бойынша қандай да бір параметрдің нақты мәнін бағалауға болады. Табиғи сипатына қарамастан, аналогты сигналдардың оларды жоғары дәлдікті қажет ететін жерлерде, әсіресе басқару  және бақылау жүйелерінде қолданылуын шектейтін ерекшеліктері (шу, үнемі өзгеретін мәндер мен т.б.) бар. Тек екі мәнге ие – кернеудің жоғары деңгейі (логикалық 1) мен кернеудің төмен деңгейі (логикалық 0), сандық сигналдарға көшу ақпаратты сығымдауға, оны кодтауға және қалпына келтіруге, қателіктерді түзетуге, аналогты жүйенің кемшіліктерінен арылуға мүмкіндік береді. Сандық сигналдарды есептеуіш техникада қолдану оның қарқынды дамуын қамтамасыз етті. Сандық сигналды аналогты шаманы түрлендіру арқылы алуға болады.

Аналогты сигналдарды сандық түрге келтіру үш кезең арқылы жүзеге асырылады:

а

б

в

г

Дискреттеу

б

суретте көрсетілген .

деп аталады. Осындай түрлендірудің нәтижесінде үздіксіз сигнал жеке санақтардан тұратын дискретті сигналға айналады (9.1, б

суретте нүктелермен көрсетілген).

Дискреттеу жиілігі жоғары (санақтар арасындағы қадам азырақ) болған сайын, дискретті сигналдан аналогты сигналды қалпына келтіру дәлдігі артады. Нақты сигналды оның дискертті көшірмесінен қалпына келтірудің шарттарын орындау үшін

Котельников (Нойквист – Шеннон) теоремасы бар: «Егер аналогты сигналдың спектрі ені бойынша шектелген болса, онда ол сигналдың жоғарғы жиілігінен кем дегенде екі есе үлкен жиілікпен таңдалған дискретті санақтар бойынша шығынсыз және бір мәнді түрде қалпына келтіріледі».

Кванттау

деп аталады. Кванттаудан кейін дискретті шамалардың әрбір мәні тек соған ең жақын деңгейге бекітіледі. Мысалы, амплитудасы 6,7 В (9.1, в сурет) сигнал 7 кванттау деңгейіне бекітіліп, соның мәніне ие болады, ал деңгейі 6,4 В сигнал 6-деңгейге бекітіледі. Кванттау қадамы кішірейген сайын, кванттау деңгейі түрлендірілетін сигналды дәлірек көрсетеді. Нақты мән мен кванттау деңгейінің арасындағы айырма

Цифрлар мен таңбаларды сандық, екілік түрге келтірудің көптеген кодтары мен кодтау тәсілдері бар. Цифрлау кезінде қолданылатын ең қарапайым код – тура немесе деңгейлердің ондық мәндерін екілік сандарға есептеу. Осылайша, жоғарыда келтірілген мысалдағы 7-деңгей 111 кодына сәйкес келеді.

Аналогты сигналды сандыққа түрлендіру (дискреттеу, кванттау және кодтау) арнайы қондырғыда – аналогты-сандық түрлендіргіштерде (АСТ) жүзеге асады. АСТ алуан түрлерін ортақ технологиямен, схемотехникамен және түрлендіру әдісі бойынша біріктірілген топтарға бөлуге болады. Қазіргі кезде бар барлық АСТ түрлері 9.2-суретте көрсетілген. АСТ негізгі параметрлері болып аналогты шамаларды өңдеудің тезәрекеттілігі мен дәлдігі табылады.

АСТ тезәрекеттілігі бойынша бөлінеді:

түрлендірудің жоғары жылдамдығы қажет етілетін жерлерде қолданылады. Әдетте параллель АСТ 8 разрядқа дейін айыру мүмкіндігі болады, бірақ 10-разрядты нұсқалары да кездеседі.

Біртіндеп жуықтау АСТ

16 разрядқа дейін көтеріп, түрлендірудің жоғары жылдамдығы қажет емес болған жағдайда қолданылады. АСТ бұл түрі түрлі өлшеу аспаптары мен мәлімет жинау жүйелерінде  жиі қолданылады. Қазіргі кезде біртіндеп жуықтау АСТ кернеуді 16 разрядқа дейін дәлдікпен дискреттеу жиілігі 100 кГц бастап 1 МГц дейін өлшеуге мүмкіндік береді.

Сигма-дельта АСТ

Интегралдаушы АСТ

АСТ схемотехникасымен [23, 24] танысуға болады.

10 - бө л ім

Цифрлаудан кейін алынған сандық сигналдармен, аналогты сандармен сияқты, түрлі әрекеттер жасауға болады, оларды сандық техникада логикалық деп атайды.

деп аталады. Олар сандық микросхемалардың корпусында жасалады. Логикалық элементтер екі түсінікке сүйенеді: «ақиқат» (логикалық 1 — кернеудің жоғары деңгейі) және «жалған» (логикалық 0 — кернеудің төмен деңгейі). Логикалық шамалар мен олардың комбинацияларын түрлендіру функциялары информатикада қабылданған ақиқаттық кестесіне жазылады. Логикалық көбейту (конъюнкция), логикалық қосу (дизъюнкция) және логикалық терістеу (инверсия) негізгі логикалық функциялар болып табылады. Л о г ик а л ы қ кө б е йт у «ЖӘНЕ» жалғаулығымен, «л» таңбасымен немесе «х» көбейту белгісімен белгіленеді. Көбейту фунцкиясы барлық кірістер 1 тең болған кезде ғана 1 мәніне ие болады.

Ло г и ка л ы қ        қо с у   кезінде  екі  немесе  одан  көп  пікірлер «НЕМЕСЕ» жалғаулығымен, «V» таңбасымен немесе «+»  белгісімен байланыстырылады. Қосу функциясы кірістердің біреуінде 1 болса, 1 мәніне ие болады. «ЕМЕС» ло г и к а лы қ т ер і с т еу кезінде шығатын функцияның мәні кіретін шамаға қарама-қарсы болып келеді.

Аталып өткен схемалардан өзге, есептеуіш жүйелерде мәндер теңсіздігі фунцкиясын атқаратын «Терістеу НЕМЕСЕ» схемасы қолданылады, бұл кезде шығатын өрнек кіретін мәндер тең емес болғанда 1, тең болғанда 0 мәніне ие. Бұл схеманы сондай-ақ «2 модулі бойынша қосу» деп атайды.

10.1-кестеде негізгі логикалық элементтердің қысқаша сипаттамасы берілген.

10.1-кесте. Негізгі логикалық элементтер, олардың сипаттамасы мен қысқаша сипаттары

Инвертор: ЕМЕС схемасы

схемасы

ЕМЕС схемасы

схемасы

Конъюнкция

Дизъюнкция

Кірістердің кем дегенде біреуінде 1 болған кезде, кез келген жағдайда схема шығысында 1 болмайды

Екі кірісте де 1 болған кезде, шығыста 1 болмайды, барлық өзге жағдайларда 1 болады

Барлық логикалық элементтер жартылай өткізгіш элементтерден жасалады және үш нұсқада шығарылады: диодтық логика, диодтық- транзисторлық логика, транзистор-транзисторлық логика. Логикалық элементтерден сандық схемалардың өзге  элементтері, соның ішінде импульстік техника элементері де жасалады, оларға триггерлер жатады.

Триггерлерлің екі тұрақты жағдайы болады — 1 және 0, сондықтан олар сандық техникаға жарайды. Олар транзисторларда, логикалық элементтерде жиналады және микросхемалар түрінде интегралды жолмен жасалады. Триггерлер жады микросхемаларының, микроЭЕМ, автоматика элементтерінде құрамдас бөліктер ретінде қолданылады. Сол уақытта, триггерлер кернеу деңгейлерін импульстік электр сигналдарына түрлендіретін импульстік құрылғыларға жатады.

Қарапайымдылық үшін триггерді бірнеше кірісі мен тура

және инверстік

екі шығысы бар «қара қорап» ретінде көрсетуге болады. Бұл шығыстардағы кернеулер әрқашан белгілері бойынша қарама-қарсы болады. Егер кірістерге сигналдар түспесе, онда триггердің шығыстағы жағдайлары өзгермейді және қуат беру кернеуі түсірілгенше сақталады.

-сурет. Ең қарапайым RS-триггердің сызбасы

Триггердің қуаттандырылуы шығатын сигналдардың амплитудасын анықтайтын тұрақты кернеумен қамтамасыз етіледі. Триггер «қоректендірілгеннен» кейін, оның шығыстарында таңбалары қарама-қарсы кернеу деңгейлері орнайды және бұл кездейсоқ үдеріс. Оны басқару үшін триггерлердің сыртқы сигналдарға арналған кірістерінің үш түрі болады: Кіретін сигналдардың ақпараттық шығыстарға тигізетін әсерін ескере отырып, RS-, D-,

шығысы (О — тура және

шығыста логикалық 1 болса, онда триггер орнатылған деп есептеледі. Ең қарапайым RS-триггер екі логикалық элементтерден НЕМЕС — ЕМЕС жасалады (10.4-сурет).

10.2-кесте. RS-триггердің ауысу кестесі

Түсіндірме

1)

Ақпаратты сақтау режимі

Бірлікті орнату режимі

= 1

Түсіндірме

Нөлді орнату режимі

1 — тыйым салынған комбинация

Анықталмаған мән.

10.2-кестені келесідей оқу керек. Егер

және

кірістеріне (1- жол) импульстер түспесе, онда шығыстың осы оқиғаға дейінгі жағдайы 0(f) = 0 өзгермейді және Q(f + 1) = 0 болып қалады және т.б. Е ск е р т у . RS-триггердің елеулі кемшілігі бар: кірістерінде бір уақытта жоғары деңгейдегі сигналдар болса (10.2-кестедегі 7 және 8 жолдар), белгісіздік жағдайы туындайды, бұл кезде триггер бұзылуы мүмкін.

болады .

Ақпараттық кірістің жағдайы шығысқа синхроимпульстің (С кірісі) әрекетінен жіберіледі.

кірісіне импульс түскен сайын ауысады. Оның көмегімен кіріске түсетін импульстер санын санауға болады.

Т-триггердің ауысу логикасы 10.4-кестеде берілген.

о -сурет. D-триггер негізіндегі        10.7-сурет. Синхронды RS-триггер Т-триггердің сызбасы        негізіндегі JK-триггердің сызбасы

Түсіндірме

1)

Ақпаратты сақтау режимі

Ақпаратты жазу режимі

* Осы түйіннің кез келген жағдайы.

Триггерлердің алуан түрлері өзге триггерлерден жасалына алады, бұл олардың қатысымен түрлі сызбалар жасаған кезде өте ыңғайлы. Осындай үйлестіру тәсіліндегі Г-триггердің принципиалды сұлбасы 10.6-суретте көрсетілген.

және К ақпараттық кірістері болады, олар өздерінің әсері бойынша RS-триггердің

және

кірістеріне ұқсас, бірақ оған қарағанда ақпараттық кірістерінде бір уақытта логикалық 1 болуы JK-триггер үшін тыйым салынған комбинация болмай, тек триггерді қарама-қарсы жағдайға ауыстырады (10.5-кесте).

1)

1)

Шифратор

Шифратордың (кодердің) құрылымдық сызбасы 10.8, а

суретте көрсетілген .

және

түйіспелері — қорекке қатысты, Е

Шифраторлар, жеке құрылғылар – кодерлар, батырмалы және сенсорлық басқаруда қолданылады. Бұл кезде кіріс түйіспелерінің біріне қосылған батырмалардың біреуін таңдай шығыста тек бір жалғыз комбинацияның пайда болуына әкеледі, бұл батырманың орналасқан жерін өзіндік код түрінде көрсетуге мүмкіндік береді. Шифраторлар АСТ бір корпуста немесе жеке микросхемада жасалуы мүмкін. Шифратордың логикалық функциясы

немесе декодерлар (10.8, б сурет), шифраторларға қарама-қарсы әрекеттер атқарады. Жалпы түрде, олар кодты кірісте түрлендіреді, мысалы, 4-разрядты кодты 10- разрядты кодқа шығыста. Дешифраторларды кірістегі кодқа байланысты активті шығысты таңдау үшін қолданады. Дешифратордың көмегімен индикатордың элементтерінің біреуін қосатын, оның шығысында қажетті басқарушы кернеулерді тудыру арқылы таңбалық индикатордың жұмысын басқаруға болады. Автоматика жүйелерінде дешифраторларды шығысқа қосылған қандай да бір қондырғымен оның сандық коды бойынша басқару үшін қолданады.

Мультиплекстеу

Демультиплекстеу

Мультиплексорды қолданған кезде, шығысқа жеткізу керек мәліметтер 8-разрядты мультиплексордың D0 — D7 шиналарына түседі (10.9, б сурет). A0—A2 кірістеріне түсетін мекенжай (код) бойын ш

а бір кіріс таңдалып, одан мәліметтер шығысқа жеткізіледі.

шығыстары рұқсат беруші сигнал

түскен кезде ғана ашылады. Құрылғының жұмысы көп пәтерлі үйдің кіреберіс кодына ұқсайды: керек пәтерге түсу үшін оның кодын (нөмірін) алу керек.

Автоматика мен телемеханика жүйелерінде мультиплексорлар қандай да бір үдерісті бақылау үшін датчиктерді қосуға мүмкіндік береді (10.10-сурет); датчикті таңдау оның A0 — A2 кірістеріндегі коды (мекенжайы) бойынша анықталады. Аналогты техникада мультиплексорды электронды ауыстырып қосушы ретінде қолданады. Мысалы, әр түрлі қондырғылар арасында сегіз рет ауыстырып қосуды орындау үшін үшразрядты екілік кодты қолданады. Бұл код мультиплексордың мекенжайлық кірістеріне түседі, ал ауыстырып қосылатын қондырғылардың шығыстары мультиплексордың кірістеріне қосылады (10.11-сурет).

Теледидарлық техникада мультиплексорларды ПАЛ, СЕКАМ және НТСЦ теледидар жүйелері арасында ауыстырып қосу үшін қолданады. Демультиплексорлар кіретін сигналды қабылдайды және оны мекенжайлық кірістегі екілік кодына сәйкес келетін шығысқа қарай бағыттайды. Бұл құрылғының жұмысы қоңырау бар есікке ұқсайды: егер батырманы бір рет бассаң —№ 1 бөлме ашылады, егер үш рет бассаң —№ 8 бөлме және т.б. Бұл кезде басқа шығыстар белсенсіз жағдайда (бөлмелер жабық) болады. Демультиплексорлар жеке құрылғылар ретінде автокөліктер құрылғыларымен және өзге күрделі объектілермен ақпарат алмасу жүйелерінде қолданылады.

10.9, в суретте төрт шығысы мен D рұқсат беруші сигналы бар, ең қарапайым екіразрядты демультиплексор көрсетілген.

Микропроцессор (МП) — сандық ақпаратты берілген бағдарламаға сәйкес өңдеу бойынша операцияларды орындайтын көп атқарымдық электрондық құрылғы.

Міндеті бойынша микропроцессорларды жалпы міндетті (әмбебап) және мамандырылған деп бөледі (10.12-сурет). Ж а л пы мін д е т а т қ а р а т ы н МП командалар құрамы оларға сандық ақпаратты кез келген алгоритм бойынша өңдеуге мүмкіндік береді. Оларды түрлі тапсырмалардың кең аясын шешу кезінде қолданады. М ам а н д а нд ы р ы л ғ ан МП қандай да бір шамалы тапсырмаларды шешу үшін жасалады. Оларды микроконтроллерлер (МК) мен сандық процессорлар (дыбыс процессорлары, жуу машинасының басқарушылары және т.б.) деп бөлінеді.

Микроконтроллерлер (микроЭЕМ) микропроцессорлық техникада аса көп таралған. Олар бір кристалда жоғары өнімді процессорды, жады мен шеткері құрылғыларды біріктіреді, ең аз шығын жұмсай отырып, түрлі объектілер мен үдерістерді басқару жүйелерінің кең тізімдемесін жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Микроконтроллерлердің негізгі жіктемелік белгісі болып оның разрядтылығы табылады, олар 4-, 8-, 16- және 32-разрядты болады.Микроконтроллердің разрядтылығы есептеулерді өңдеу дәлдігі       мен       жылдамдығын       анықтайды.        8-разрядты микроконтроллерлер ең кең қолданысқа ие. Микропроцессорлық жинақтағы ҮИС саны бойынша бір және көп кристалды, секциялы микропроцессорлар ажыратылады. Б і р к р и ст а лд ы МП бір ҮИС немесе АҮИС түрінде жасалады. Кристалдағы элементтердің біріктірілу деңгейі мен корпустағы шықпалар саны үлкейген сайын, бір кристалды МП

параметрлері жақсара түседі. Алайда бір кристалды МП мүмкіндіктері кристалдың аппараттық ресурстары мен корпустың өлшемдерімен шектелген, сондықтан к өп к ри с т а л д ы МП, сондай-ақ бір кристалда микросхемалар немесе секциялар жинағы ретінде жасалған көп кристалды секциялық МП кең таралған. Жасалу технологиясы бойынша микропроцессорлардың екі түрі ажыратылады: униполярлы технология бойынша жасалған — р- каналды (p-МОП) және л-каналды (л-МОП) және биполярлық технология бойынша транзистор-транзисторлық логика (ТТЛ) негізінде жасалған — комплиментті (КМОП). Микропроцессордың құрамына құрылғының жұмысын қамтамасыз ететін үлгілік жинақ кіреді. Микропроцессордың үш желілері болады: мекенжай (өткізгіштер жинағы), мәліметтер және басқару шиналары. Мекенжай шиналары бойынша команда мекенжайлары (бағдарламаға «кіріктірілген») мен осы командалар қолданатын мәліметтердің мекенжайлары жіберіледі. Басқару шинасы нұсқаулардың орындалуын қамтамасыз етеді, мысалы «тоқтау», «қайта жүктеу» және т.б. Мәліметтер (әрекеттер орындалып жатқан кодталған сандық мәндер) жадыдан да, процессордың ішкі схемаларынан да немесе сырттан келуі мүмкін. Бағдарламадағы командалар команда дешифраторымен ажыратылып, мәліметтермен бірге арифметикалық логикалық құрылғыға (АЛҚ) түседі. Оның негізгі операциясы сандық өлшемдерді арифметикалық қосу болса, өзге арифметикалық және логикалық әрекеттер туынды болып табылады. Нені қалай орындау керек екендігі туралы нұсқаулықтар командаларда орналасады. Өңделуді күтудегі мәліметтер мен командаларды және операцияларды орындау нәтижелерін  алдын  ала  сақтау  үшін  регистрлар  қолданылады.  Ре- ги ст р ла р — бұл триггерлерден (RS немесе D) құрастырылған, уақытша жады ұяшықтары. Одан басқа, процессорда бағдарламаларды немесе жиі қолданылатын мәліметтерді сақтау үшін тұрақты  есте сақтау құрылғысының (ТЕСҚ) және сырттан түсетін мәліметтерді уақытша сақтау үшін ЖЖҚ жады ұяшықтары жасалады. Сыртқы құрылғылармен өзара байланыс орнату үшін кіріс-шығы порттары (процессор жасалған микросхеманың түйіспелері) қолданылады. Сандық мәліметтер процессордан сыртқы құрылғыға порттар         арқылы,         мәліметтер         қозғалысының       ережелері «протоколдардың» көмегімен орнатылатын, өткізгіш жолдардан тұратын интерфейстердің көмегімен жіберіледі. Сыртқы датчиктердің сигналдарын (температураны, валдың айналу жиілігін және т.б.) өңдеу үшін микроконтроллерлерге АСТ қосады.

Егер АСТ жеке микросхемада жасалған болса, онда олардың шығыстарын кіріс-шығыс порттарына қосады. Осы барлық үдерістің басқарылуы бағдарламашы жазған және сыртқы немесе ішкі жадыға «кіріктірілген» бағдарламамен қамтамасыз етіледі.

Жады

Жады микропроцессордың ішінде де — ішк і ж а д ы , жеке микросхемаларда да —с ы р т қ ы  ж а д ы  жасалады.

ТЖҚ жадысы

Маскалық ТЖҚ-ROM (10.14-сурет) жадыны дайындау барысында, жинақтауыш матрицасында жолдар мен бағандардың қиылысу нүктелерінде қосқыштарды жасау мен алып тастау әдісі арқылы ақпараттың тек бір рет қана жазылуымен сипатталады. Ұяшықтарда диод жоқ жерлерге 1 бит ақпарат орнатылады, ал диод бар жерлерге 0 қойылады.

б

сурет ) арнайы құрылғы бағдарламалағыш арқылы оған орнатылған бағдарламаға сәйкес электрлік жолмен жасалады.

Бұл кезде электр тоғымен қосқыш-сақтандырғыш «күйдіріліп», транзистор мәліметтер шинасынан ажыратылады. Осылайша, ұяшыққа логикалық 1 жазылады. PROM жадысын тек бір рет қана бағдарламалауға болады. Металл саңылауы бар корпуста жасалған микросхемаларды олардың ақпаратын ультракүлгін сәулелер арқылы өшіру арқылы қайта бағдарламалауға болады, бұл кезде қосқыштар фотосинтез есебінен қайта қалпына келеді. Ол үшін металл экран шешіліп, сәулелендіру жүргізіледі. Электрлік түрде бағдарламаланатын PROM қайта бағдарламаланбайды, яғни қосқыштарды қайта қалпына келтіру мүмкін емес.

Бағдарламаланатын логикалық матрицалар БЛМ бағдарламалар мен мәліметтер емес, логикалық функциялар жазылған ТЕСҚ нұсқалары болып табылады.

электрлік импульстер мен ультракүлгін сәулелер әсерінен өткізгіштік жағдайын өзгертіп, сол жағдайды ұзақ уақыт бойы сақтайтын транзисторлардан жасайды.

Бұл зарядтың  қоймасы  (қалтасы),  яғни логикалық 1 болып табылатын «құбылмалы» бекітпесі бар транзисторлар. Бекітпе оқшауланғандықтан, қарапайым жағдайларда заряд шексіз ұзақ сақталады. ҚБТЖҚды        бағдарламалау        ЭЕМге        жіктелетін бағдарламалағыштарда жасалады, бұл бағдарламаны жады микросхемасына жазу үдерісін автоматтандыруға мүмкіндік береді. Түрлі қолданбалы бағдарламаларға қажетті жады көлемінің үздіксіз өсуіне байланысты ҚБТЖҚ жадысы флеш-жадымен ығыстырылуда. Оның ерекше өзгешелігі – ақпаратты ол орналасқан есептеуіш жүйенің жұмысы барысында жазу мен ақпаратты қорек көзін өшірген кезде сақтау мүмкіндігі. Құрылымы бойынша флеш жадының EPROM негізгі ерекшелігі жазылған ақпаратты өшіру мен жазу тәсілінде. EPROM жадысында өшіру мен жазу әрбір ұяшық (әрбір бит) үшін жеке жасалады, ал флеш жадыда бұл үдеріс бүтін блоктармен (өлшемдері 8  х 8 бит матрица ұяшықтарымен) жасалады.

Цилиндрлік магниттік домендердегі (ЦМД) сыртқы есте сақтау құрылғыларында құрылымы да, жазу әдісі де қазіргі кезде оғанға дейінгілерден — магниттік атанақтар мен ленталардан едәуір өзгешеленеді [28]: оларда жұқа магниттік қабықшалардағы микронды аймақтарды жергілікті магнитсіздендіру әсері қолданылады.

Бұл топқа оптикалық дисктер жатады, оларда ақпаратты жазу үшін пластмасс қабықты лазер сәулемен күйдіру әдісі мен электрондық чип түріндегі жады карталары қолданылады.

Мәліметтер жадысы есептеуіш кешенінің жұмысы барысында үнемі өзгеріп отыратын мәліметтерді сақтауға арналған. Ол келесідей бөлінетін жедел жадтау құрылғыларынан (ЖЖҚ) жасалады: ЖЖҚ бірінші және екінші түрлері микропроцессорлардың құрамында да, жеке микросхемалар түрінде де жасалынады. С та ти к а л ы қ Ж Ж Қ жады элементтері ретінде биполярлық немесе МДЖ (МОЖ) транзисторлардағы статикалық тригерлер қолданылады. Жадыдан оқу белгілі бір триггерге оның мекенжайлық кеңістіктегі мекенжайы бойынша келу арқылы жүзеге асады. Дин а м ик а л ы қ Ж Ж Қ басқарушы транзисторды қосқанда логикалық бірлікке дейін зарядталатын, жартылай өткізгіш қабыршақты конденсаторлардан жасалады. Транзисторды таңдау ұяшықтың мекенжайы бойынша жүзеге асады. Бұл жадының бір ҮИС келетін сыйымдылығы статикалық типтегі ЖЖҚ қарағанда көбірек, бірақ оның тезәрекеттігі төменірек. Р е г и ст р л ік Ж Ж Қ ең жоғары тезәрекеттігімен сипатталады. Микропроцессорлардың немесе контроллерлердің ҮИС ішінде D- немесе RS-типінің триггерлерінен құрылымды түрде жасалады. Регистрлік ЖЖҚ кейде аса жедел ЖҚ немесе процессордың ішкі жадысы деп аталады.

Барлық сандық құрылғылар бір үлкен топтың – импульстік техниканың құрамдас бөлігі болып табылады. Оған сондай-ақ синхрондаудың, ырғақтың, ендік-импульс модуляциясын (ЕИМ) және т.б. импульстарды қалыптастыруға арналған импульстік аналогты құрылғылар кіреді. Импульстік аналогты құрылғылар келесідей бөлінеді:

Аса кең таралған импульстік құрылғылардың жұмыс принципі, қолдану саласы мен құрылымы осы оқулықтың 18-бөлімінде және

ІV Тарау

РАДИОЭЛЕКТРОНДЫҚ АППАРАТУРА МЕН АСПАПТАР ӨНДІРІСІНДЕГІ ЭЛЕКТР МОНТАЖДАУ ЖҰМЫСТАРЫНЫҢ МАЗМҰНЫ МЕН КӨЛЕМІ

Электр монтаждау жұмыстары

11.10-сурет. Электрқозғалтқышқа қуат берудің электр монтаждық сызбасының көрінісі Байланыстырушы сымдар мен бұйымдар (жалғағыштар, түйістіргіштер, жапырақтар, қадалар), олардың типі, түрі, параметрлері мен сипаттамалары әрбір құрастыру-монтаждау сызбасымен бірге келетін сипаттамамен анықталады. Электр монтаждау жұмыстарын орындау кезінде көптеген факторларды ескеріп, міндеттері мен типтері әр түрлі көптеген атқарушы механизмдерді: механикалық, сандық, аналогты және электрмеханикалық - бір тізбекке біріктіру керек. Сапалы монтаж бен құрастыру байланыстырылатын  элементтер  мен құрылғылардың кинематикалық сызбасына мүлтіксіз жүгінуді талап етеді.

Кинематикалық сызба

қозғалтқышы үш фазалы тізбекке L ажыратқышы арқылы қосылады,

релесі мен

және

батырмалары қозғалтқышты қосуға және өшіруге мүмкіндік береді.

Электр монтаждау жұмыстарын орындау кезіндегі негізгі міндет

11.2.

Сонымен, электр монтаждау жұмыстарының нәтижесінде жеке элементтер арасында электрлік байланыс орнатылады. Іс жүзінде электрмонтаждық байланыстарды орындаудың бірнеше әдісі қолданылады (11.2-сурет).

Дәнекерленген электрлік қосылыстар  электрондық аппаратураны монтаждау кезінде электрлік кедергісінің төмен және тұрақты болуына, әмбебаптылығына, жұмыстарды, бақылау мен жөндеуді автоматтандырудың оңай болуына байланысты кең қолданылады. Алайда бұл әдістің елеулі кемшіліктері де бар: қолданылатын металдар мен флюстердің қымбат болуы, жоғары температураның ұзақ әрекеті, флюс қалдықтарының коррозиялық белсенділіг, зиянды заттардың бөлінуі.

Пісіру

Дәнекерлеумен салыстырғанда оның келесі артықшылықтары бар: алынатын қосылыстардың механикалық беріктігінің жоғары болуы, қоспа материалдың болмауы, электрондық элементтерді жылулық өндеудің мөлшерлі жүктемесі. Әдістің кемшіліктеріне жатқызуға болады: материалдардың үйлесімдерін таңдау сыншылдығы, жартылай металл қабаттардың қалыптасуы үшін өтпелі кедергінің артуы, топтық байланыстыру әдісін қолдану мүмкіндігінің болмауы. Түйіспелі бөлшектердің, сымдар мен шықпалардың деформациясына негізделген қосылыстар салқын жағдайда орындалады. Осы элементтерге едәуір механикалық күш салу нәтижесінде оксидті қабыршақтар бұзылып, берік, тығыздығы вакуумдай байланыстар қалыптасады. Ол жоғары механикалық беріктігімен, арзандығымен сипатталады, механикаландыруға оңай беріледі, кернеуі төмен тізбектерде кедергілер тудырмайды.

Тоқ өткізгіш желімдер мен пасталар арқылы байланыстыру дәнекерлеу мен пісіруге қарағанда жалғанатын материалдардың құрамының өзгерісін тудырмайды, өйткені қалыпты температурада өткізіліп, байланыс құрылысын жеңілдетеді. Өзге әдістерді қолдану мүмкін емес болған жағдайда қолданылады: жетуге қиын жерлерде, электрондық техниканы жөндеу мен кейбір өзге жағдайларда. Сериялы өндіріс кезінде бұл әдіс төмен өткізгіштігі, төмен жылуға төзімділігі мен байланыстардың берік болмауына байланысты қолданылмайды. Орындалу әдісі бойынша электрлік қосылыстар ажыратылатын және ажыратылмайтын болады, олар өтпелі электрлік  кедергілер мен тоқтау қарқындылығының түрлі мәндерімен сипатталады.

Байланыстардың сипаттамалары 11.1-кестеде берілген.

11. 1 - к е с т е . Электрондық құрылғылардың элементтерін байланыстыру әдістерінің сипаттамалары

Орындау әдісі

Электрлік қосылыс түрлері

Механикалық беріктік, МПа

2—5

20—50

Өтпелі кедергісі төмен, тоқтау қарқындылығы аз, механикалық беріктігі жоғары қосылыстар сапалы деп есептелінеді [10]. Электрлік қосылыстарды алу әдісі түйіспелі түйіннің құрылысына, түйістірілетін бөлшектердің материалына, сапаға қатысты талаптарға, сондай-ақ үнемділік пен өнімділік шарттарына байланысты таңдалады.

11.3.

Заманауи электрондық құрал-саймандарды құрастырудың технологиялылығына, жөндеуге жарамдылығына, модульділігіне қойылатын талаптар ажыратылатын электрлік қосылыстарды қолдану арқылы сәтті жүзеге асуда. Мұндай қосылыстардың сапасы келесі параметрлермен сипатталады:

Ажыратылатын электрлік қосылыстар жиі бұрандалы байланыс негізінде жасалады, онда жалаңаш сымның ілмегі немесе сымның соңындағы арнайы түйіспе тоқ өткізгіш бетке бұрандамен жабыстырылады (11.3-сурет). Болат бұранданы қолдану байланысты керу күшінің қажетті үлкен шамасын қамтамасыз етіп, үлкен жанасу ауданын қалыптастыруға мүмкіндік береді. Түйіспедегі өтпелі кедергіні азайту үшін сыртына алтыннан, никельден, родийден немесе қалайы негізінде жасалған қоспалардан тұратын, коррозиялық қабықтың пайда болуының алдын алатын қабықша түсіреді. Бұл қосылыс тоғы үлкен тізбектерде, сондай-ақ жылулық байланысты қамтамасыз ету үшін қолданылады. Сымдардың баспа платаларымен бұрандалы байланысы үшін, мысалы, ілмекті құрылған жалғағыштар шығарылады, оларда бұранда пластинаны сымға серіппелі болаттан жасалған торда қысып тұрады.

11.3-сурет. Тоқ өткізгіш элементтердің бұрандалы қосылысы: а

б

в

г

Элементтерді бекіту кезінде тор жапырақшасы кішкене шетке қарай соғылып, винттің бұрандасын қысып, қосылыстың тербеліске төзімділігін қамтамасыз етеді (11.4-сурет). Ілмектің қабылдайтын бөлігі платада орналастырылады. Электр монтаждау кезінде серпімді деформацияға негізделген ажыратылатын электрлік қосылыстар кең қолданылады: ажыратушылар, түйістіргіш құралдар, клеммалар.

Клемм серіппелі қосылыстарда тот баспайтын серіппелі болаттан жасалған түйіспелі серіппе орнатылған. Ол бір талшықты немесе бірнеше талшықты сымды қалайы негізіндегі қоспамен

қапталған мыс шинаға сым диаметріне пропорционал күшпен қысып тұрады (11.5-сурет). Клемм байланыстың құрылысында механикалық бастырық пен электрлік түйіспе арасындағы функциялар бөлінген. Өтпелі электрлік кедергінің аз болуы үшін түйіспедегі механикалық қысым болат серіппемен қамтамасыз етіледі. Сым мен қалайыланған мыс шина арасында электрлік түйіспе жасалады. Байланыс берік болу үшін серіппені мырышпен және хроммен қаптайды.

Ажыратқыштар ұяшықтар мен ашалардан тұрады. Әдетте ашаны кабельде, ал ұяшықты корпуста, аспаптың шассиі  немесе өзге бетте орналастырады. Ажыратқыш құрылысы бойынша, әдетте, корпустан, байланыстырушы топтан және кабельдік кірмеден тұрады. Ажыратқыштардың корпусы пластмассадан, резеңкеден, керамикадан, металдан және т.б. жиылмалы және бөлшектенбейтін болады. Металл корпусты ажыратқыштарда міндетті түрде пласстмассадан не керамикадан жасалған оқшаулағыш болады. Байланыстырушы топты электр өткізгіштігі жақсы металдан (алюминий немесе мыс қоспаларынан) жасайды және тотығудың алдын алу үшін асыл металдардан (күміс, алтын, платина) жасалған қабықпен жиі қаптайды. Ол түйіспелік істікше (кесіндісі шеңбер немесе басқаша) және серпімді түйіспелі пластиналардан тұрады. Ажыратқышты біріктірген кезде істікше пластинаға жанасады да, пластина бүгіліп, тұрақты электрлік байланысты қамтамасыз етеді.

Кабельдік кірме ажыратқыштың ішінде кабельді немесе сымды орнатуға мүмкіндік береді. Ең қарапайым жағдайда кабельдік кірменің рөлін ажыратқыш корпусындағы дөңгелек тесік атқарады. Кабельдің ажыратқыштан жұлынып кетуінің алдын алу үшін құрылғыда арнайы ұстап тұратын қысқыш қарастырылған (11.6- сурет). Қате байланыс мүмкіндігін болдырмау үшін көпшілік ажыратқыштарды «кілттермен» жасайды. Кілт – бұл түрлі дөңестер мен саңылаула түріндегі, ашаны розеткаға тек бір жолмен ғана салуға мүмкіндік беретін бағыттаушылар. Кілттер әрбір аша розетканың соған ғана арналған түйіспесімен байланысуы үшін арналған. Міндеті бойынша ажыратқыштар келесідей жіктеледі:

Ажыратқыштардың параметрлеріне жатады:

Серпімді деформацияға негізделген ажыратылатын электрлік қосылыстар тербеліске төзімді болып келеді, тез әрі берік  біріктіруді қамтамасыз етеді.

11.4.

Ажыратылмайтын электрлік қосылыстарды пластикалық деформация, пісіру, тоқ өткізгіш желім мен дәнекерлеу әдістері арқылы жасайды.

арқылы байланыстыру негізделген, бұл кезде жалаңаш бір тармақты сым үшкір бұрышты металл қадаға арнайы аспаппен тартылып оралады. Сымды тарту оның қаданың бұрыштарында пластикалық деформацияға ұшырауына әкеледі (11.7-сурет). Бұл әдіс беріктігі жоғары қосылыстарды жасауға мүмкіндік береді.

қолдану табылады. Оларды жартылай өткізгіштердің кристалдарын төсемдерге бекіту, баспа платаларын жөндеу, жетуге қиын жерлерде байланыстар жасау үшін қолданады. Электр өткізгіш желімдер желімдік негіз бен электр өткізгіш толтырмадан – ұсақ дисперсті күмістен, алтыннан, палладийден, мыстан, никельден немесе графиттен – жасалған сұйық қоспа болып табылады. Қатқаннан кейін түсірілген қабат бетке жақсы жабысу мен өткізгіштікті қамтамасыз етеді. Желім маркасын (11.2-кесте) ОСТ 4ГО.029.004 стандарты бойынша таңдайды. Тоқ өткізбейтін желімдермен жабыстыру фольгирленген материал жасау мен плата элементтерін бекіту технологиясында кеңінен қолданылады.

Желімдік байланыстардың кемшіліктері олардың беріктігі мен жылуға төзімділігінің төмен болуында. Сондай-ақ, ажыратылмайтын қосылыстарға платалардың металл қабаттары мен негіздеріне

түйіспелік істікшелерді тығыздау әдісі жатады, бұл кезде электрлік қосылыс байланыстырылатын элементтер фрагменттерінің суық деформациясының есебінен пайда болады.

Желім маркасы

Желім негізі

-6.

Арнайы құрылғынығ түйіспелік істікшесінде байланыс жасау – тығыздау кезінде серпімді деформация пайда болады және  істікшені одан ары тығыздаған кезде берік байланыс орнатылады. Мұндай байланыс түрінің келесідей артықшылықтары бар:

Тығыздау жолдары әр түрлі болады (11.8-сурет).

Байланыстың тығыздалатын бөлігі негізгі рөлді атқарады: оның негізгі міндеті – толассыз металданған саңылаудың бүйір қабырғаларына істікшені тесікте кернеулі күйде нық ұстап тұратындай қысым түсіру (11.9-сурет).

11.5.

Пісіру металл корпустың бөлшектерін берік байланыстыру үшін монтаж элементтері мен металл (алюминий) экрандарды ажыратпай қосу ретінде, сондай-ақ дәнекерлеуге қиын металдар (алюминий, молибден) мен өткізгіштігі жоғары өткізгіштер (алтын, күміс, мыс)

арасында электрлік байланыс орнату кезінде қолданылады.

Пісіру кезінде екі металдың терең байланысын жасау нәтижесінде тек сыртқы бет қабаттарын ғана қаптайтын емес, одан да тереңірек, көлемді, өте берік пісіру тігісі пайда болады. Пісіру үдерісіне әр түрлі металдар қатыса алады, бірақ физикалық- механикалық қасиеттері бірдей металдарды таңдаған кезде ең берік пісіру тігісі пайда болады. Радиоэлектрондық техниканың өндіру кезінде пісірудің екі түрі ең көп қолданылады: ультрадыбыстық және термокомпрессиялық.

Ультрадыбыстық пісіру байланыстырылатын элементтер арасына бір уақытта қысым түсіріп, пісірілетін бөлшектерде ультрадыбыстық жиіліктегі серпімді тербелістерді қоздыру арқылы жасалады. Ультрадыбыстық пісіру құрылғысы 11.10-суретте сызба түрінде көрсетілген. Ультрадыбыстық пісіру кезінде байланыс жеріндегі қыздыру температурасы қосылатын материалдардың балқу температурасының 50 % аспайды, бұл осы әдісті қыздыруға сезімтал материалдарды байланыстыруға қолдануға мүмкіндік береді. Пісірілген қосылыстың беріктігі аспаптың жұмыс қапталындағы        тербелістердің        амплитудасы        мен байланыстырылатын бөлшектерге түсірілген оңтайлы қысыммен анықталады. Төмендетілген қысым қосылыстың байланыс аймағындағы пластикалық деформацияны баяулатып, бетті белсендіруге қажетті жерлердің тығыздығын төмендетеді. Жоғары қысым үйкелісті

көбейтіп, аспаптың жұмыс қапталының тербелістерінің амплитудасын азайтады. Сондықтан режимдердің екеуі де ультрадыбыстық пісіруге жарамайды. Қысымның оңтайлы мәні материалдар түрі мен қосылыстың геометриялық өлшемдеріне байланысты 0,5 бастап 20 Н/мм

дейін болу керек.

Аспап тербелісінің жиілігін көбейту кейбір жағдайларда байланыстыру үдерісін тездетеді. Ультрадыбыстық пісіру қондырғыларының негізгі элементі болып конустық бөлігі бар білік табылады, оның қапталының өлшемдері пісірілетін өткізгіштің диаметріне        байланысты        таңдалынады        (11.11-сурет). Ультрадыбыстық пісіруге арналған біліктің материалы ретінде вольфрам карбидінің негізінде жасалған қатты қоспалар қолданылады. Бұл қоспадан жасалған аспап 50 мың пісіру циклдеріне жетеді.

Термокомпрессиялық пісіру қосылатын бөлшектерді қыздыру арқылы төмен қысымда өткізіледі. Оның артықшылықтарына пісіру аспабының тұрақтылығы мен жоғары төзімділігін, режим өзгерісіне сезімталдығының төмен болуын, үдерістің негізгі параметрлерін басқару қарапайымдылығын жатқызуға болады. Термокомпрессиялық пісіру элемент шықпаларын жартылай өткізгіш кристалдарға біріктіру, микросымдар мен сымдарды өзара пісіру, тегіс кабельдің тармақтарын жалғағыштың шықпаларына пісіру және т.б. үшін қолданылады.

Қосу    жолы   бойынша   термокомпрессия   «үсті-үстіне»   және «арасына» жасалады (11.12-сурет). Пайда болатын қосылыстың негізгі түрлері түтік пен сүйір болып табылады, олар бойынша  аспап пішіні таңдалады.

Термокомпрессияның параметрлеріне жатады:

Қысымды таңдай біріктірілетін өткізгіштің ұйғарынды деформациясымен немесе қосылатын бөлшекке түсіруге болатын ең үлкен қысыммен анықталады. Сөйтіп, алтыннан жасалған сым үшін ұйғарынды деформация оның бастапқы өлшемдерінің 50 — 70% құраса, алюминийден жасалған сым үшін — 60 — 80 %. Пісіру жеріндегі қызу температурасы қосылатын материалдардың сұйық фазасының пайда болу температурасынан аспау керек. Алтын үшін ол 1063 °С, күміс үшін 961 °С, алюминий қоспалары үшін 660 °С, мыс үшін 1083°С. Осыдан мыстық қосылыстар үшін термокомпрессиялық пісіру тиімді емес деген қорытынды жасауға болады. Ұстау ұзақтығын пісірілетін материалдардың үйлесіміне байланысты орнатады және оны тәжірибе жүзінде, қосылыстардың беріктігін бағалау арқылы анықтайды. Термокомпрессиялық пісіру кезінде аспаптың материалын қатты қоспалардан (вольфрам мен титан карбидтерінен) және керамикадан (бериллий оксиді, алюмокерамика) жасайды.

термокомпрессияға қарағанда, бойымен өтетін импульстік тоқпен қыздырылатын аспаппен орындалады. Қызу үдерісінің ұзақтығы аз болғандықтан, байланыс орнындағы металл өткізгіш термокомпрессияға қарағанда жоғарырақ температураға дейін қызады. Бұл илемі салыстырмалы түрде аз металдардан жасалған өткізгіштерді керамика төсемдегі жұқа қабықшаларға пісіруге мүмкіндік береді. Пісірудің бұл түрін болаттан, алюминий мен мыстан жасалған радиатор бекіткіштерін жасағанда қолданады.

а

б

в