Составляющие части схем

Схемы имеют в своем составе следующие объекты:

элемент схемы – составная часть схемы, которая не может быть разделена на части, имеющие самостоятельное значение (микросхема, резистор, трансформатор и др.);

устройство – совокупность элементов, представляющая единую конструкцию (блок, модуль), например, блок питания, устройство аварийного отключения, устройство вывода визуальной информации;

функциональная часть – элемент, устройство или функциональная группа, имеющие строго определенное функциональное назначение, например, блок кадровой развертки в телевизоре;

функциональная группа – совокупность элементов, выполняющих определенную функцию и не объединенных в единую конструкцию, например, часть схемы телевизора, включающая в себя блок кадровой развертки, от формирователя кадровых импульсов до вертикальных отклоняющих пластин кинескопа;

функциональная цепь – линия, канал на схеме, указывающие на наличие связи между функциональными частями изделия;

линия электрической связи – линия на схеме, указывающая путь прохождения тока, сигнала и др.

 

Разработка схем осуществляется по правилам, изложенным в соответствующих стандартах ЕСКД. В них приводятся условные графические обозначения элементов схем, требования к вычерчиванию линий связей между элементами, правила размещений технических данных на условные графические обозначения и т. д.

Познакомимся с правилами выполнения различных типов электрических схем. Для удобства понимания учебного материала все типы схем будут относиться к одному и тому же устройству – аналоговому осциллографу С1-91.

 

 

Рис2. Осциллограф С1 - 91

Правила выполнения электрических схем

1. Схема электрическая структурная. На схеме электрической структурной (Э1) показывают все функциональные части РЭА и основные взаимосвязи между ними (рис. 3).

Структурная схема показывает укрупненный состав модулей устройства и принцип их взаимодействия. Структурная схема показывает основной принцип работы устройства.

 

 

 

Рис. 3. Структурная схема осциллографа С1 - 91

 

Основные правила построения структурных схем:

 

А) Функциональные части можно изображать условно графически или в виде прямоугольников. В последнем случае

Б) Внутри прямоугольника приводят наименование данной функциональной части.

В) Линии взаимосвязей рекомендуется обозначать стрелками, показывающими направления хода процесса, движения информации и т. п.

Г) При большом числе функциональных частей рекомендуется взамен обозначений, наименований и типов вво­дить порядковые номера, проставляя их слева направо и сверху вниз. В этом случае расшифровку номеров производят в таблице, помещаемой над основной надписью.

 

2. Схема электрическая функциональная. На схеме электри­ческой функциональной (Э2) показывают функциональные части аппаратуры, участвующие в процессе, и связи между этими ча­стями. 

Функциональная схема отражает действительный состав блоков устройства, часто показывает параметры, форму, направление и точки присоединения электрических сигналов на контактах модулей.

Рис.4 Функциональная схема осциллографа

 

Основные правила построения функциональных схем:

 

А) Функциональные части изображают, как правило, в виде условных графических обозначений, однако допускается при­менение прямоугольников.

Б) На схеме должны быть указаны:

-для каждой функциональной группы – наименование;

-для каждого устройства, изображенного прямоугольником, – наименование, обозначение или тип;

- для каждого устройства, изображенного в виде условного графического обозначения, – обозначение или тип;

-для каждого элемента – позиционное обозначение, присво­енное ему на принципиальной схеме, или тип.

В) Наименования, обозначения или типы рекомендуется вписывать в прямоуголь­ники. Г)Допускается на схеме помещать поясняющие надписи, ди­аграммы или таблицы, определяющие последовательность про­хождения процессов во времени, а также указывать параметры в характерных точках (форма и величина импульсов, реализуемая логическая функция и т.д.).

 

3. Схема электрическая принципиальная. На схеме электриче­ской принципиальной (ЭЗ) указывают все элементы, необходимые для построения РЭА или ее отдельного узла, связи между элемен­тами и элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи (рис.5).

 

Принципиальная электрическая схема показывает, из каких электронных компонентов состоит электронный блок или устройство. Принципиальная схема дает полное представление о составе электронного блока. На принципиальной схеме указаны функциональные и позиционные обозначения каждого из компонентов, электрические связи между их выводами.

 

 

  Перечислим необходимые условия правильности вы­полнения принципиальной схемы:

1. Справа или сверху от УГО каждого компонента указывается его позиционное обозначение и, если позволяет место на схеме, его номинал.

2. Чаще всего количество применяемых элементов и их номиналы сведены в отдельную таблицу, называемую спецификация.

3. Условные графические обозначения на схеме ЭЗ располагают так, чтобы изображения связей между ними были кратчайшими ли­ниями с минимальным числом пересечений.

4.  Линии связей должны быть показаны полностью, однако при необходимости их допуска­ется обрывать, заканчивая места обрыва стрелками с обозначением места включения.

5. Элементы в схеме изображают в виде условных графических обозначений (УГО). Расстояние между двумя соседними линиями условных графических обозначений должно быть не менее 0,8 мм. Это требование задается для того, чтобы подписи на схемах были разборчивы.

6. В комплекте конструкторской документации к устройству принципиальную схему дополняет документ Техническое описание (ТО), подробно описывающий взаимодействие электронных компонентов на принципиальной схеме.

 

 

Рис. 5. Пример построения принципиальной схемы осциллографа

 

 

 

7. Для упрощения чертежа схемы можно несколько электрически не связанных линий связи сливать в общую утолщен­ную линию, но при подходе к контактам каждая линия должна быть изображена отдельно, линии связи при этом необходимо пронуме­ровать одинаковыми числами на обоих концах (рис. 6).

Рис 6. Осциллограф С1-91. Принципиальная схема канала яркости.

 

 

8. Каждый элемент, входящий в схему, должен иметь буквенно-цифровое позиционное обозначение, составленное из буквенно­го индекса и порядкового номера. Порядковые номера элементам присваивают начиная с единицы сверху вниз в направлении сле­ва направо, в пределах группы элементов, которым на схеме дан одинаковый буквенный индекс.  

9. Если элемент состоит из нескольких частей, то допускается к его позиционному обозначению добавлять цифры, присваивае­мые каждой части элемента (например, SA2.2 обознача­ют вторую группу контактов переключателя SA2, рис.5).

10. УГО цифровых элементов строится на основе прямоуголь­ника и может содержать основное и два дополнительных поля. Ширина основного поля должна быть не менее 10 мм, дополни­тельных – не менее 5 мм, расстояние между выводами – 5 мм.

11. Выводы элементов делятся на входы, выходы и выводы, не несущие информации.

-Входы изображают слева, выходы справа, остальные выводы – с любой стороны УГО.

-При необходимости разрешается поворачивать УГО на 90° по часовой стрелке, рас­полагая входы сверху, а выходы снизу.

9. Функциональное назначение элемента указывают в верхней части основного поля УГО. Его составляют из прописных букв латинского алфавита, арабских цифр и знаков, записываемых без пробела (например, логический элемент DD24.2 на рис.5 представляет из себя D-триггер, элемент №2 в корпусе из двух одинаковых элементов. В основном поле УГО указана логическая функция элемента Т, в левом поле УГО указаны назначения входных сигналов; правого поля нет, но по начертанию УГО понятно, что справа находятся прямой 13 и инверсный 12 выходы).

 

4. Схема электрическая расположения. На схеме расположения (Э7) представлен контурный эскиз внешнего вида печатной платы, электронного шасси, корпуса электронного блока со схематическим изображением всех смонтированных на нем электронных компонентов с указанием его позиционного обозначения в соответствии с принципиальной схемой (рис. 7).

 

Рис.7 Осциллограф С1-91. Схема расположения элементов передней панели.

Для персонала, выполняющего обслуживание или ремонт электронного устройства, схема расположения оказывает неоценимую помощь в поиске регулируемого или неисправного элемента.

 

 

5. Схема электрическая подключений. Часто электронное устройство состоит из нескольких электронных блоков, которые взаимосвязаны механически, логически, функционально и электрически. Если в первых трех случаях возможно применение кинематических, оптических, химических связей между блоками, то последнем не обойтись без проводников, кабелей, щлейфов, с помощью которых все разрозненные до этого момента блоки соединяются в единую работоспособную систему.

 

Когда мы распаковываем полученную со склада электронную систему и вынимаем из упаковки по отдельности электронные блоки и кабели с разъемами, то не знаем пока, как их соединить, чтобы получилась работоспособная система.

Поможет в этом схема подключений (Э5). В данном случае это электрическая схема подключений, но бывают и оптическая, и гидравлическая, и пневматическая схемы подключений. Пример Э5 перед вами на рис.8.

Рис. 8 Схема электрическая подключения видеоглазка.

Для наглядности на схеме изображены разъемы почти в натуральном виде, подключаемые кабели подписаны в соответствии с их маркировкой. Эта схема предназначена для гражданского пользователя и для наглядности выполнена с отклонениями от ГОСТ 2.701.

А вот схема подключения из комплекта документации: рис. 9.

Рис. 9. Схема электрическая подключений.

Здесь мы видим номера подключенных разъемов X_xx, номера колодок XT_xx, номера подключенных блоков A_x и номера жгутов, обведенные кружочком. Вроде бы по этой схеме уже можно всё подключить, но она дополнена описанием назначения подключений для специалистов по обслуживанию. Смотрите рис.10.

Рис.10 Схема электрическая подключений. Пояснения.

На этом поле чертежного формата обозначены все связи разъемов и отдельных проводников, обозначена их принадлежность к определенным жгутам, указаны сечения проводов и материал, из которого изготовлены жгуты. Вроде бы эта часть является текстовым документом, но нет: это пояснение к схеме Э5 не является самостоятельным докуменотм, оно выполнено на едином листе со схемой. Несмотря на то, что в основной надписи указано «Схема соединений», по всем признакам этот документ можно считать схемой подключений.

На этом мы закончим сегодняшнее занятие. Изучайте материал; через пару часов я выложу контрольные вопросы к этой части лекции. До свидания! Будьте здоровы!