Конструирование узлов и устройств электронных средств

Серия
«Высшее образование»

Ростов-на-Дону
«Феникс»
2013

КОНСТРУИРОВАНИЕ  
УЗЛОВ И УСТРОЙСТВ 
ЭЛЕКТРОННЫХ  
СРЕДСТВ

Д. Ю. Муромцев, И. В. Тюрин, О. А. Белоусов

Учебное пособие

Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов
Российской Федерации по образованию в области
радиотехники, электроники, биомедицинской техники
и автоматизации в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений, обучающихся
по направлениям 211000 «Конструирование и технология
электронных средств», 210400 «Радиотехника»

Представлены основные сведения в области конструирования электронных модулей различного уровня 
конструктивной иерархии. Даны общие сведения о нор ма тив но-тех ни че ской документации, действующих 
стандартах, рассмотрены задачи конструирования электронных средств различного назначения с учетом 
внешних воздействующих факторов. Серьезное внимание в пособии уделяется вопросам выбора элементной 
базы, конструкции, а также теплофизическому конструированию, электромагнитной совместимости электронных средств, их надежности и уровню качества. Рассмотрены перспективные методы конструирования 
современных электронных средств.
Учебное пособие подготовлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом 3-го поколения и предназначено для бакалавров и магистрантов, обучающихся по направлениям 211000 
«Конструирование и технология электронных средств», 210400 «Радиотехника» всех форм обучения. Пособие может быть использовано студентами при выполнении контрольных работ, разделов курсового проекта 
по дисциплинам «Основы конструирования электронных средств», «Основы проектирования электронных 
средств», «Основы конструирования и технологии производства РЭС», «Основы компьютерного проектирования РЭС», «Моделирование конструкций и технологических процессов производства электронных средств». 
Пособие может быть также использовано студентами специальности 210201 «Проектирование и технология 
радиоэлектронных средств» очной и заочной форм обучения, а также бакалаврами направления 210200 «Проектирование и технология электронных средств» при изучении дисциплин «Основы проектирования электронных средств», «Конструирование радиоэлектронных средств».

Муромцев Д. Ю.
Конструирование узлов и устройств электронных средств : учебное пособие / 
Д. Ю. Муромцев, И. В. Тюрин, О. А. Белоусов. — Ростов н/Д : Феникс, 2013. — 
540 с. : ил. — (Высшее образование).

ISBN 978-5-222-20994-3

ISBN 978-5-222-20994-3

УДК 621.38(075.8)
ББК 32.85я73

М91

УДК 621.38(075.8)
ББК 32.85я73
КТК 222
  М91

©  Муромцев Д. Ю., Тюрин И. В., Белоусов О. А., 2013
© Оформление: ООО «Феникс», 2013

Рецензенты:
доцент кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры Санкт-Пе тер бургско го государственного электротехнического университета «ЛЭТИ», Г. Ф. Баканов;
декан радиотехнического факультета, заведующий кафедрой конструирования и производства радиоаппаратуры Воронежского государственного технического университета, д.т.н., профессор А. В. Муратов;
заведующий кафедрой конструирования и производства радиоаппаратуры Пензенского государственного университета, д.т.н., профессор Н. К. Юрков.

СОДЕРЖАНИЕ

Нормативные ссылки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Список сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Часть I. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ . . . .16
Глава 1.1. Общие сведения о конструировании электронных средств . . . . . . . . . . . .16
1.1.1.  Понятие инженерного проектирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
1.1.2.  Задачи проектирования ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
1.1.3.  Особенности ЭС как объектов проектирования  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
1.1.4.  Особенности проектирования конструкций ЭС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
1.1.5.  Стадии проектирования ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
1.1.6.  Модульный принцип проектирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
Глава 1.2. Техническая документация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
1.2.1.  Состав и классификация стандартов ЕСКД  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
1.2.2.  Схемная конструкторская документация  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
1.2.3.  Чертежи деталей  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
1.2.4.  Сборочные чертежи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
1.2.5.  Электронная конструкторская документация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
1.2.6.  Обозначение конструкторских документов в соответствии  
с классификатором ЕСКД  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
1.2.7.  Единая система технологической документации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54

Часть II. ЭЛЕКТРОННЫЕ МОДУЛИ НУЛЕВОГО УРОВНЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Глава 2.1. Общие сведения об электронных модулях нулевого уровня  . . . . . . . . . . .56
2.1.1.  Этапы и направления развития элементной базы ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
2.1.2.  Элементная база современных ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
2.1.3.  Особенности конструкций корпусов электронных  
модулей нулевого уровня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Глава 2.2. Пассивные электрорадиоизделия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
2.2.1.  Резисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
2.2.2.  Конденсаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
2.2.3.  Трансформаторы и дроссели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
2.2.4.  Коммутационные устройства с магнитным управлением . . . . . . . . . . . . . .84
2.2.5.  Коммутационные устройства с механическим управлением  . . . . . . . . . . .92
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96

Конструирование узлов и устройств электронных средств

Глава 2.3. Активные электрорадиоизделия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
2.3.1.  Полупроводниковые диоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
2.3.2.  Транзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
2.3.3.  Интегральные микросхемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124

Часть III. ЭЛЕКТРОННЫЕ МОДУЛИ ПЕРВОГО УРОВНЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
Глава 3.1.  Основы конструирования электронных модулей первого уровня . . . . . .126
3.1.1.  Этапы конструирования электронных модулей первого уровня . . . . . . . .126
3.1.2.  Общие сведения о печатных платах  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
3.1.3.  Требования к конструкционным параметрам печатных плат . . . . . . . . . .131
3.1.4.  Требования к электрическим параметрам печатных плат  . . . . . . . . . . . .134
3.1.5.  Общетехнические и технологические требования к печатным платам  . . .141
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
Глава 3.2. Конструкторское проектирование печатных плат . . . . . . . . . . . . . . . . . .144
3.2.1.  Состав технического задания на проектирование печатных плат. . . . . . .144
3.2.2.  Анализ назначения объекта установки и условий эксплуатации ЭС . . . .146
3.2.3.  Обоснование и выбор группы жесткости  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
3.2.4.  Анализ схемы электрической принципиальной  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157
3.2.5.  Выбор элементной базы и вариантов ее монтажа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .159
3.2.6.  Выбор типа конструкции и класса точности печатной платы . . . . . . . . . .163
3.2.7.  Выбор материала основания печатной платы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164
3.2.8.  Определение габаритных размеров печатной платы . . . . . . . . . . . . . . . . .166
3.2.9.  Определение толщины основания печатной платы . . . . . . . . . . . . . . . . . .168
3.2.10.  Расчет элементов проводящего рисунка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169
3.2.11.  Определение мест и способов нанесения маркировки . . . . . . . . . . . . . . .175
3.2.12.  Обеспечение защиты от внешних воздействий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
3.2.13.  Автоматизация конструирования печатных плат . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
Глава 3.3. Поверочные расчеты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
3.3.1.  Оценка устойчивости к вибрационным нагрузкам  . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
3.3.2.  Определение устойчивости к ударным воздействиям  . . . . . . . . . . . . . . . .191
3.3.3.  Анализ теплового режима . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200

Часть IV. ЭЛЕКТРОННЫЕ МОДУЛИ ВТОРОГО И ТРЕТЬЕГО УРОВНЕЙ . . . . . . .201
Глава 4.1.  Основы конструирования электронных модулей  
второго и третьего уровней . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201
4.1.1.  Общие сведения о несущих конструкциях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201
4.1.2.  Разновидности несущих конструкций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .203
4.1.3.  Материалы для изготовления несущих конструкций . . . . . . . . . . . . . . . .209
4.1.4.  Требования к несущим конструкциям и их оценки . . . . . . . . . . . . . . . . . .215
4.1.5.  Конструкторские методы обеспечения требований  
к несущим конструкциям по прочности и жесткости . . . . . . . . . . . . . . . .220
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225
Глава 4.2. Разработка конструкции электронных средств  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227
4.2.1.  Рациональный выбор несущих конструкций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227
4.2.2.  Направляющие в несущих конструкциях  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240
4.2.3.  Требования к компоновке блоков ЭС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .244

Содержание

4.2.4.  Основные компоновочные схемы и конструкции блоков ЭС . . . . . . . . . . .245
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .250
Глава 4.3.  Эргономика и дизайн электронных средств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251
4.3.1.  Влияние требований эргономики и технической эстетики на ЭС . . . . . . .251
4.3.2.  Основные характеристики человека-оператора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .252
4.3.3.  Художественное оформление конструкции ЭС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .256
4.3.3.1.  Основы композиции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .258
4.3.3.2.  Категории композиции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .259
4.3.3.3.  Средства композиции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261
4.3.4.  Особенности внешнего оформления профессиональных ЭС  . . . . . . . . . . .266
4.3.5.  Особенности внешнего оформления бытовых ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .272
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .275
Глава 4.4. Электрические соединения в блоках электронных средств . . . . . . . . . . .276
4.4.1.  Виды электрических соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .276
4.4.2.  Конструкция сигнальных линий передачи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .282
4.4.3.  Линии электропитания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .290
4.4.4.  Элементы заземления в конструкциях ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293
4.4.5.  Элементы коммутации в конструкциях ЭС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .297
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303
Глава 4.5.  Обеспечение механической устойчивости  
и нормальных тепловых режимов электронных средств . . . . . . . . . . . . .304
4.5.1.  Расчет механических нагрузок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304
4.5.1.1.  Статический расчет амортизаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
4.5.1.2.  Резонансные частоты блока на амортизаторах . . . . . . . . . . . . . . .309
4.5.1.3.  Упаковочная тара для транспортирования . . . . . . . . . . . . . . . . . .312
4.5.2.  Обеспечение нормальных тепловых режимов ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314
4.5.2.1.  Базовые системы охлаждения, применяемые в ЭС  . . . . . . . . . . .315
4.5.2.2.  Теплофизическое конструирование ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .331
4.5.2.3.Тепловые расчеты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .350
Глава 4.6.  Конструирование электронных средств с учетом  
электромагнитной совместимости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .352
4.6.1.  Электромагнитная совместимость ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .352
4.6.2.  Экранирование в конструкциях ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .357
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .364
Глава 4.7.  Особенности конструкций электронных средств  
различного назначения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365
4.7.1.  Факторы, влияющие на характер конструкции ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . .365
4.7.2.  Конструкции наземных стационарных ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366
4.7.3.  Конструкции наземных транспортируемых ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .371
4.7.4.  Конструкции наземных переносных ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .374
4.7.5.  Конструкции наземных носимых ЭС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .376
4.7.6.  Конструкции бортовых ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .379
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .384
Глава 4.8.  Защита электронных средств от внешних  
воздействующих факторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .386
4.8.1.  Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .386
4.8.2.  Защита ЭС от механических воздействий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .390

Конструирование узлов и устройств электронных средств

4.8.3.  Способы защиты ЭС от климатических факторов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .395
4.8.4.  Защита ЭС от внешних термических воздействий . . . . . . . . . . . . . . . . . . .401
4.8.5.  Электромагнитные внешние факторы и защита ЭС от их воздействий  . . .404
4.8.6.  Мероприятия по защите ЭС от биологических  
воздействующих факторов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .411
4.8.7.  Обеспечение живучести и стойкости ЭС  
к воздействию ионизирующих излучений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .414
4.8.8.  Герметизация блоков ЭС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .418
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .424

Часть V.  КАЧЕСТВО, НАДЕЖНОСТЬ И ОПТИМИЗАЦИЯ  
ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .426
Глава 5.1.  Качество электронных средств  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .426
5.1.1.  Основные понятия и терминология в области управления качеством . . .426
5.1.2.  Система управления качеством ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .427
5.1.3.  Оценка качества ЭС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .429
5.1.4.  Общие сведения о контроле качества ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .434
5.1.5.  Анализ качества технологических процессов производства ЭС  . . . . . . . .435
5.1.6.  Операционный, функциональный и параметрический  
виды контроля качества ЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .440
5.1.7.  Основные инструменты контроля качества ЭС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .450
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .475
Глава 5.2.  Надежность электронных средств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .477
5.2.1.  Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .477
5.2.2.  Показатели надежности ЭС и их оценка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .480
5.2.3.  Способы повышения надежности ЭС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .491
5.2.4.  Расчет надежности на различных стадиях конструирования ЭС . . . . . . .498
5.2.5.  Расчет надежности сложных электронных систем  . . . . . . . . . . . . . . . . . .504
5.2.6.  Конструкторско-технологические методы  
создания высоконадежных ЭС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .507
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .508
Глава 5.3.  Оптимизация электронных средств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .510
5.3.1.  Основные сведения о задачах оптимизации ЭС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .510
5.3.2.  Задачи системотехнического проектирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .511
5.3.3.  Задачи схемотехнического проектирования  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .516
5.3.4.  Структурный синтез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .518
5.3.5.  Параметрический синтез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .521
5.3.6.  Оптимизация в задачах конструкторского проектирования . . . . . . . . . . .525
Вопросы для контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .527
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .529
Приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .531
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .537

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем учебном пособии использованы ссылки на действующие отечественные и международные стандарты по состоянию на 01.01.2013  г.
ГОСТ 2.103-68. Единая система конструкторской документации. Стадии разработки.
ГОСТ Р 52003-2003. Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств. Термины и 
определения.
ГОСТ 2.001-93. Единая система конструкторской документации. Общие положения.
ГОСТ 1.0-92. Межгосударственная система стандартизации. Основные положения.
ГОСТ 2.701-2008. Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и 
типы. Общие требования к выполнению.
ГОСТ 2.102-68. Единая система конструкторской документации. Виды и комплектность конструкторских документов.
ГОСТ 2.124-85. Единая система конструкторской документации. Порядок применения покупных изделий.
ГОСТ 2.702-2011. Единая система конструкторской документации. Правила выполнения электрических схем.
ГОСТ 2.721-74. Единая система конструкторской документации. Обозначения 
условные графические в схемах. Обозначения общего применения.
ГОСТ 2.710-81. Единая система конструкторской документации. Обозначения 
буквенно-цифровые в электрических схемах.
ГОСТ 2.301-68. Единая система конструкторской документации. Форматы.
ГОСТ 2.104-2006. Единая система конструкторской документации. Основные надписи.
ГОСТ 2.101-68. Единая система конструкторской документации. Виды изделий.
ГОСТ 2.109-73. Единая система конструкторской документации. Основные требования к чертежам.
ГОСТ 2.307-2011. Единая система конструкторской документации. Нанесение размеров и предельных отклонений.
ГОСТ 2.318-81. Единая система конструкторской документации. Правила упрощенного нанесения размеров отверстий.
ГОСТ 2.308-2011. Единая система конструкторской документации. Указания допусков формы и расположения поверхностей.
ГОСТ 2.309-73. Единая система конструкторской документации. Обозначения шероховатости поверхностей.
ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.

Конструирование узлов и устройств электронных средств

ГОСТ 2.310-68. Единая система конструкторской документации. Нанесение на чертежах обозначений покрытий, термической и других видов обработки.
ГОСТ 1050-88. Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические 
условия.
ГОСТ 10316-78. Гетинакс и стеклотекстолит фольгированные. Технические условия.
ГОСТ 2.417-91. Единая система конструкторской документации. Платы печатные. 
Правила выполнения чертежей.
ГОСТ Р 51040-97. Платы печатные. Шаги координатной сетки.
ГОСТ 2.109-73. Единая система конструкторской документации. Основные требования к чертежам.
ГОСТ 2.106-96. Единая система конструкторской документации. Текстовые документы.
ГОСТ 29137-91. Формовка выводов и установка изделий электронной техники на 
печатные платы. Общие требования и нормы конструирования.
ГОСТ 2.051-2006. Единая система конструкторской документации. Электронные 
документы. Общие положения.
ГОСТ Р 34.10-2001. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронной цифровой подписи.
ГОСТ 2.004-88. Единая система конструкторской документации. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и 
графических устройствах вывода ЭВМ.
ГОСТ 2.601-2006. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы.
ГОСТ 2.602-95. Единая система конструкторской документации. Ремонтные документы.
ГОСТ 2.201-80. Единая система конструкторской документации. Обозначение изделий и конструкторских документов.
ГОСТ 3.1001-2011. Единая система технологической документации. Общие положения.
ГОСТ 3.1428-91. Единая система технологической документации. Правила оформления документов на технологические процессы (операции) изготовления печатных 
плат.
ГОСТ 14.004-83. Технологическая подготовка производства. Термины и определения основных понятий.
ГОСТ 18472-88. Приборы полупроводниковые. Основные размеры.
ГОСТ 17467-88. Микросхемы интегральные. Основные размеры.
ГОСТ Р 52002-2003. Электротехника. Термины и определения основных понятий.
ГОСТ 21414-75. Резисторы. Термины и определения.
ГОСТ 2.728-74. Единая система конструкторской документации. Обозначения 
условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы.
ГОСТ 24013-80. Резисторы постоянные. Основные параметры.
ГОСТ 10318-80. Резисторы переменные. Основные параметры.
ГОСТ 28884-90. Ряды предпочтительных значений для резисторов и конденсаторов.
ГОСТ 9664-74. Резисторы. Допускаемые отклонения от номинального значения сопротивления.
ГОСТ 28883-90. Коды для маркировки резисторов и конденсаторов.
ГОСТ 21415-75. Конденсаторы. Термины и определения.

Нормативные ссылки

ГОСТ 8032-84. Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел.
ГОСТ Р 50292-92. Конденсаторы постоянной емкости для электронной аппаратуры. 
Часть 8. Групповые технические условия на конденсаторы постоянной емкости с керамическим диэлектриком типа 1.
ГОСТ 26192-84. Конденсаторы постоянной емкости. Коды цветовые для маркировки.
ГОСТ 18685-73. Трансформаторы тока и напряжения. Термины и определения.
ГОСТ 20938-75. Трансформаторы малой мощности. Термины и определения.
ГОСТ 17596-72. Трансформаторы согласования низкочастотные мощностью до 
25 Вт. Основные параметры.
ГОСТ 16019-2001. Аппаратура сухопутной подвижной радиосвязи. Требования по 
стойкости к воздействию механических и климатических факторов и методы испытаний.
ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для 
различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и 
транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.
ГОСТ 2.755-87. Единая система конструкторской документации. Обозначения 
условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения.
ГОСТ 15133-77. Приборы полупроводниковые. Термины и определения.
ГОСТ 2.730-73. Единая система конструкторской документации. Обозначения 
условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые.
ГОСТ 19783-74. Паста кремнийорганическая теплопроводная. Технические условия.
ГОСТ 19480-89. Микросхемы интегральные. Термины, определения и буквенные 
обозначения электрических параметров.
ГОСТ Р 53386-2009. Платы печатные. Термины и определения.
ГОСТ Р 53429-2009. Платы печатные. Основные параметры конструкции.
ГОСТ 25347-82. Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и 
посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки.
ГОСТ 23752-79. Платы печатные. Общие технические условия.
ГОСТ Р МЭК 61192-1-2010. Печатные узлы. Требования к качеству. Часть 1. Общие 
технические требования.
ГОСТ Р 51623-2000. Конструкции базовые несущие радиоэлектронных средств. Система построения и координационные размеры.
ГОСТ 2.314-68. Единая система конструкторской документации. Указания на чертежах о маркировании и клеймении изделий.
ГОСТ 9.303-84. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору.
ГОСТ 23000-78 Система «Человек-машина». Пульты управления. Общие эргономические требования.
ГОСТ 26883-86. Внешние воздействующие факторы. Термины и определения.
ГОСТ 23281-78. Аэродинамика летательных аппаратов. Термины, определения и 
буквенные обозначения.
ГОСТ 24346-80. Вибрация. Термины и определения.
ГОСТ 9.102-91. Единая система защиты от коррозии и старения. Воздействие биологических факторов на технические объекты. Термины и определения.
ГОСТ 16962-71. Изделия электронной техники и электротехники. Механические и 
климатические воздействия. Требования и методы испытаний.
ГОСТ 18298-79. Стойкость аппаратуры, комплектующих элементов и материалов 
радиационная. Термины и определения.

Конструирование узлов и устройств электронных средств

ГОСТ Р ИСО 9000-2008. Системы менеджмента качества. Основные положения и 
словарь.
ГОСТ Р 27.002-2009. Надежность в технике. Термины и определения.
МЭК 60297. Механические конструкции для электронного оборудования. Размеры 
механических конструкций серии 482,6 мм (19 дюймов). Сборник стандартов.
МЭК 60917. Модульный принцип построения механических несущих конструкций 
для электронного оборудования. Сборник стандартов.
ОСТ 45.010.030-92. Электронные модули первого уровня РЭС. Установка изделий 
электронной техники на печатные платы.
ОСТ 11.074.009-78. Резисторы. Классификация и система условных обозначений.
ОСТ 11.074.008-76. Конденсаторы. Классификация и система условных обозначений.
ОСТ 11.336.919-81. Приборы полупроводниковые. Система условных обозначений.
ОСТ 11.073.915-80. Микросхемы интегральные. Классификация и система условных обозначений.
ОСТ 4Г0.010.042. Соединения металлостеклянные вакуумно-плотные.
РД-50-708-91. Инструкция. Платы печатные. Требования к конструированию.
РМГ 78-2005. Государственная система обеспечения единства измерений. Излучения ионизирующие и их измерения. Термины и определения.
IEC 61249-2-6 (2003). Материалы для печатных плат и других структур межсоединений. Часть 2–6. Армированные материалы основания с плакировкой и без плакировки. Броминированные эпоксидные слоистые пластики со стеклотканью Е нетканой/тканой, с определенной воспламеняемостью (вертикальное испытание на 
горение), плакированные медью.
NEMA Standards Publication No. LI 1-1998. Industrial Laminating Thermosetting 
Products.

СПИСОК СОКРАщЕНИЙ

BiCMOS —  Bipolar Complementary Metal-Oxide Semiconductor — биполярная КМОПлогика
CMOS — Сomplementary Metal-Oxide Semiconductor (см. КМОП)
DCTL — Direct-Coupled Transistor Logic (см. НСТЛ)
DIL 
—  Dual inline — два в линию — корпус с двухрядным расположением выводов
DIP 
— Dual Inline Package — пластмассовый DIL
DTL 
— Diode-Transistor Logic (см. ДТЛ)
ECL 
— Emitter-Coupled Logic (см. ЭСЛ)
I2/L 
— см. IIL
I3/L 
— см. IIIL
IIIL 
— Isoplanar Injection Integrated Logic (см. ИИИЛ)
IIL 
— Integrated Injection Logic (см. ИИЛ)
QIL 
— Quad Inline — четыре в линию — корпус с четырьмя рядами выводов
RCTL — Resistor-Capacitor-Transistor Logic (см. РЕТЛ)
RTL 
— Resistor-Transistor Logic (см. РТЛ)
SIL 
—  Single Inline — один в линию — корпус с однорядным расположением 
выводов
TQM 
— Total Quality Management (см. ВУК)
TTL 
— Transistor-Transistor Logic (см. ТТЛ)
TTLSh — Transistor-Transistor Logic (with) Schottky (diodes) (см. ТТЛШ)
АПЕ 
— аппаратно-процессная единица
АПУ 
— алфавитно-предметный указатель
АЦП 
— аналого-цифровой преобразователь
БИС 
— большая интегральная схема
БНК 
— базовая несущая конструкция
ВВФ 
— внешний воздействующий фактор
ВОВ 
— выбор оптимального варианта
ВПВ 
— выбор предпочтительного варианта
ВУК 
— всеобщее управление качеством
ВОЛС — волоконно-оптическая линия связи
ГЖП 
— гибко-жесткая плата
ГПК 
— гибкий печатный кабель
ГПП 
— гибкая печатная плата
ДПП 
— двухсторонняя печатная плата
ДТЛ 
— диодно-транзисторная логика

Конструирование узлов и устройств электронных средств

ДФЭ 
— дробный факторный эксперимент
ЕСЗКС — единая система защиты от коррозии и старения
ЕСКД — единая система конструкторской документации
ЕСПД — единая система программной документации
ЕСТД — единая система технологической документации
ЕСТПП — единая система технологической подготовки производства
ЗПС 
— задача параметрического синтеза
ЗСС 
— задача структурного синтеза
И2/Л — см. ИИЛ
И3/Л — см. ИИИЛ
ИЕ 
— информационная единица
ИВЭП — источник вторичного электропитания
ИИ 
— ионизирующее излучение
ИИИЛ — интегрально-инжекционная изопланарная логика
ИИЛ 
— интегрально-инжекционная логика
ИМС 
— интегральная микросхема
ИП 
— источник помех
ИТ 
— информационная технология
ИУЛ 
— информационно-удостоверяющий лист
КД 
— конструкторская документация
КМОП — комплементарная металл-оксид-полупроводник логика
КТР 
— коэффициент температурного расширения
КУ 
— коммутационное устройство
ЛПР 
— лицо, принимающее решение
ЛП 
— линия передачи
ЛЭ 
— логический элемент
ЛЭП 
— линия электропитания
МДП 
— металл-диэлектрик-полупроводник
МДС 
— магнитодвижущая сила
МОП 
— металл-оксид-полупроводник
МПП 
— многослойная печатная плата
МЭК 
— Международная электротехническая комиссия
НСТЛ — непосредственно-связанная транзисторная логика
НЭМП — непреднамеренная электромагнитная помеха
НК 
— несущая конструкция
ОПП 
— односторонняя печатная плата
ОТК 
— отдел технического контроля
ПЛИС — программируемая логическая интегральная схема
ПМК 
— поверхностно-монтируемый компонент
ПП 
— печатная плата
ПФЭ 
— полный факторный эксперимент
ПЭ 
— потребитель электроэнергии
РЕТЛ — резисторно-емкостная транзисторная логика
РЛС 
— радиолокационная станция
РП 
— рецептор помех
РПП 
— рельефная печатная плата
РПУ 
— радиопередающее устройство
РТЛ 
— резисторно-транзисторная логика
САПР — система автоматизированного проектирования
СБИС — сверхбольшая интегральная схема

Список сокращений

СВ 
— случайная величина
СВЧ 
— сверхвысокая частота
СОТР — система обеспечения теплового режима
СТЗ 
— система технического зрения
ТД 
— технологическая документация
ТЗ 
— техническое задание
ТКЕ 
— температурный коэффициент емкости
ТКС 
— температурный коэффициент сопротивления
ТС 
— тестовая схема
ТТ 
— тепловая труба
ТТЛ 
— транзисторно-транзисторная логика
ТТЛШ — транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки
УБНК — унифицированная базовая несущая конструкция
УГО 
— условное графическое обозначение
УКК 
— уровень качества конструкции
УТП 
— унифицированный трансформатор питания
УФЭ 
— устройство функциональной электроники
ЦАП 
— цифро-аналоговый преобразователь
ЦЖ 
— центр жесткости
ЦМ 
— центр масс
ЦТ 
— центр тяжести
ЭДС 
— электродвижущая сила
ЭК 
— экспертная комиссия
ЭКД 
— электронный конструкторский документ
ЭМ0 
— электронный модуль нулевого уровня
ЭМ1 
— электронный модуль первого уровня
ЭМ2 
— электронный модуль второго уровня
ЭМ3 
— электронный модуль третьего уровня
ЭМВ 
— электромагнитная волна
ЭМО 
— электромагнитное оружие
ЭМС 
— электромагнитная совместимость
ЭП 
— эскизный проект
ЭРИ 
— электрорадиоизделие
ЭС 
— электронное средство
ЭСЛ 
— эмиттерно-связанная логика
ЭЦП 
— электронная цифровая подпись

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время этапы конструирования электронных средств (ЭС) уже не могут рассматриваться в отрыве друг от друга и других этапов жизненного цикла продукта. Создание качественных, надежных и конкурентоспособных ЭС является основной задачей специалиста-разработчика. Постоянное совершенствование технологий, 
применение новейшей элементной базы и материалов, реинжиниринг предприятий и 
внедрение во все сферы проектирования и производства информационных технологий 
требует от разработчика электронной аппаратуры знаний в различных предметных областях. Поэтому задачам подготовки квалифицированных кадров для предприятий 
радиоэлектронного профиля отводится главнейшее место в общем направлении на модернизацию промышленности.
При написании данного учебного пособия авторами ставились две основные цели. 
Первая из них — рассмотреть основные стадии проектирования ЭС на различных уровнях конструкционной иерархии электронных модулей на основе действующих в настоящее время различных стандартов и актуальной нор ма тив но-тех ни че ской документации. Второй целью являлась попытка объединить в рамках одного издания достаточно 
разрозненную, а иногда и противоречивую, информацию, хранящуюся в литературных источниках различных лет издания, и на основе такой компиляции сформировать 
учебное пособие, которое бы полностью удовлетворяло требованиям нового образовательного стандарта. В какой степени это удалось авторам — судить нашим уважаемым 
читателям.
Учебное пособие состоит из пяти частей. В первой части приводятся базовые сведения об инженерном проектировании, технической документации, стадиях проектирования электронных средств. Конструирование электронных средств основано на 
использовании различных стандартов, нор ма тив но-тех ни че ской документации, справочных материалах, требованиях и т. п. Умение руководствоваться такими документами при выполнении всех этапов проектных работ — обязательное требование к специалисту, поэтому в пособии существенное место отведено сведениям о действующих 
стандартах и нор ма тив но-тех ни че ской документации, используемых для решения задач, возникающих на всех этапах проектирования электронных средств, а также об 
используемых информационных технологиях (ИТ), так как на современном предприятии электронного профиля сфера применения ИТ исключительно широка.
Вторая часть посвящена особенностям конструкций электронных модулей нулевого 
уровня. Современные ЭС, в том числе аппаратура средств связи, приборы и устройства 
промышленного, оборонного, космического и бытового назначения, изготавливаются 
на базе электрорадиоизделий (ЭРИ), номенклатура которых насчитывает сотни наименований, типов и типоразмеров. Конструктору ЭС необходимо свободно ориенти