Общие сведения о процессе конструирования
радиоприемника
Процесс составления общей компоновки радиовещательного приемника
является самым важным, ответственным и трудоемким периодом работы
конструктора.
Выбранное направление конструирования в дальнейшем определяет не только
общую конструкцию приемника, но и конструкцию входящих в него узлов. В
период компоновки определяются габариты радиоблоков, их взаимное
расположение и электрические связи, выбираются системы верньерного и
коммутационного устройств, громкоговорители, электропроигрыватель и т.
д. Поэтому ошибки, допущенные в начале разработки, неизбежно выявляются
на последующих этапах конструирования радиовещательного приемника.
Многое, конечно, зависит от фактора времени, выделенного конструктору
для проведения конструирования. Однако в большей степени на качество
разработки оказывает влияние выбор этапности, последовательности
проведения конструкторских работ. Наиболее правильной и целеустремленной
системой последовательности проведения конструкторской разработки
является система, изложенная в междуведомственной нормали системы
чертежного хозяйства (МНСЧХ), которая составлена на основании большого
опыта различных отраслей нашего производства и проверена многолетней
практикой. Поэтому ею и следует пользоваться. Процесс конструирования и
изготовления изделий в этой системе подразделен на следующие этапы:
1) подготовительный;
2) эскизное проектирование;
3) техническое проектирование;
4) опытные образцы;
5) серийное или массовое производство.
Как правило, проектно-конструкторские организации и
научно-исследовательские институты ограничивают свою работу тремя
первыми этапами, редко четвертым, остальная доработка конструкции
изделия производится конструкторскими и технологическими отделами
предприятий, занимающихся серийным или массовым выпуском
радиоприемников.
На подготовительном этапе конструирования труд разработчика и
конструктора ограничивается уточнением технического задания на
разработку, выбором отдельных схемных и конструктивных элементов,
ознакомлением с отечественными и зарубежными конструкциями
радиовещательных приемников, с новыми направлениями в
радиопромышленности и т. п. В результате проведенной работы должно быть
выяснено, какими будут принципиальная электрическая схема, технические
параметры радиовещательного приемника и направление конструирования.
Более широкие задачи поставлены перед разработчиком и конструктором на
этапе эскизного проектирования. Во-первых, составленная принципиальная
электрическая схема должна быть проверена на па-тентозащищенность и
должен быть произведен предварительный расчет надежности ее работы.
Во-вторых, должны быть разработаны избирательные контуры, трансформаторы
промежуточной частоты, выходные и силовые трансформаторы, то есть все
радиоузлы и детали всего производства. На этом этапе конструктор,
разрабатывая общую компоновку радиовещательного приемника, должен
учитывать требования, предъявляемые к изделиям серийного и массового
производства. Весьма желательно производить не одну, а несколько
предварительных ориентировочных компоновок, по которым путем сравнения с
ранее разработанной конструкцией и расчетов выбрать более рациональную.
Под рациональной конструкцией подразумевается такая конструкция, которая
по своим экономическим показателям при условии изготовления деталей
прогрессивным методом обработки позволяет снизить себестоимость изделия,
а по электроакустическим параметрам обеспечить новый качественный шаг в
развитии конструирования радиоприемников. Поэтому каждое конструктивное
решение должно быть экономически обосновано. Естественно, что
конструктор при выборе деталей должен руководствоваться соображениями,
изложенными в первой главе. Для экономических обоснований, которые в
настоящее время являются неотъемлемой частью эскизного проекта,
целесообразно приводить не только расчет стоимости радиодеталей,
входящих в электрическую схему радиоприемника, но и сравнительный расчет
штампованных деталей методом, изложенным в § 5. Ориентировочно стоимость
деревянного корпуса приемника можно определять по удельной стоимости,
величина которой приведена в § 8.
Разумеется, что в начале конструирования допустимы отклонения, которые
вследствие непроверенное™ конструкции вызывают сомнения у разработчиков
и поэтому требуют дополнительной проверки при изготовлении макета. В
этих случаях бывает целесообразно зарезервировать второе решение,
которое в случае неудачного первого могло бы найти применение в
последующей разработке. Представление о макете радиовещательного
приемника как о временной конструкции, которая может коренным образом
отличаться от будущей конструкции, совершенно неправильно.
Руководствуясь подобными представлениями, можно создать порочную
конструкцию, на исправление которой потребуется неоправданно большое
затраченное время. На макете должны быть получены все основные
электроакустические параметры радиоприемника и проверены принципиальные
конструктивные решения. В макете можно еебе позволить некоторые
отступления от качества внешней и внутренней отделки узлов и деталей,
если это не сказывается на качестве работы приемника.
При макетировании нельзя забывать и о преемственности в новой разработке
деталей и узлов предыдущих разработок. Применение унифицированных узлов
и деталей, которые технически себя оправдали, является целесообразным,
так как это снижает себестоимость изделия. Действительно, если деталь
или узел неоднократно изготовлялись, то для их повторного изготовления
не требуется производить технологическую подготовку и разработку
производственной оснастки, что ускоряет процесс производства,
а следовательно, сокращает норму времени на
изготовление изделия в целом.
При разработке новой или более совершенной конструкции радиовещательного
приемника следует применять такие детали и узлы, которые можно
изготовлять прогрессивным механизированным методом обработки, а приемы
конструирования должны обеспечить качественный и экономический эффект.
Например, деление радиотракта приемника на отдельные функциональные
блоки позволяет благодаря специализации проводимых работ упростить и
сократить срохки проведения регулировочных и настроечных операций.
В большинстве моделей радиовещательных приемников их радиосхема
разбивается на три функциональных блока: а) радиочасть, включающую
входные каскады приемника и каскады промежуточной частоты трактов
амплитудной и частотной модуляции. Этот блок, в зависимости от числа
диапазонов приемника, сокращенно обозначается — КСДВ-ПЧ; б) усилитель
низкой частоты — УНЧ; в) блок питания — БП.
Однако членение радиотракта приемника не ограничивается тремя
функциональными блоками и зависит от практической целесообразности
составления общей компоновки. В зависимости от класса радиоприемника
вводятся такие блоки, как блок УКВ, для приема УКВ станций, при
стереофоническом оформлении приемника — блок выделения стереопрограмм,
блок ревербератора и т. п. И наконец, сами функциональные блоки могут
разделяться на более мелкие узлы. Например, из блока КСДВ иногда
выделяются входные избирательные цепи, конструируемые самостоятельным
блоком или по отдельным диапазонам и поддиапазонам, монтируемые на
переключателе диапазонов; из блока низкой частоты выделяется мощный
выходной каскад и т. д. Особых ограничений членения радиотракта
радиоприемника не существует. Однако функциональные блоки должны иметь
самостоятельное назначение и обязательно обеспечивать возможность
независимой регулировки и настройки по отдельным техническим параметрам.
Блочнофункциональная система компоновки расширяет возможности разработки
всевозможных вариантов оформления радиоприемника. Эти возможности еще
более расширяются в случае применения вместо электронных ламп
полупроводниковых приборов, так как их пространственное положение не
оказывает влияния на электрические параметры и работоспособность.
Реализовать преимущества функциональных блоков можно лишь в тех случаях,
когда их изготовление производится прогрессивными методами. В настоящее
время наиболее прогрессивным методом выполнения радиосхем является метод
печатного монтажа, который имеет несравненные преимущества перед
навесным монтажом.
Таким образом, на этапе эскизного проектирования должны быть заложены
все принципы, которые будут реализованы в лабораторных образцах.
Некоторые узлы и детали уже в макете должны выбираться и отрабатываться
окончательно, как в лабораторном образце. Однако не следует это понимать
формально; вполне возможно, а иногда просто необходимо вводить
конструктивное дополнение, но общее конструктивное решение должно
оставаться неизмененным. Например, печатные платы функциональных блоков
не должны в макете заменяться платами, выполненными навесным монтажом,
так как результаты в том и другом случае получатся различными за счет
различной добротности монтажа и различных паразитных связей. В то же
время сам рисунок печатной платы в процессе разработки в отдельных
звеньях принципиальной электрической схемы может неоднократно изменяться
до нахождения оптимального варианта.
Изменение электрических параметров радиоприемника может произойти при
изменении взаимного расположения усилителя низкой частоты и блока
питания, магнитной антенны и громкоговорителя акустической системы и т.
п. Все это лишний раз подтверждает необходимость тщательной проработки
общей компоновки радиоприемника при эскизном проектировании и
изготовлении макета.
При эскизном проектировании необходимо также добиваться:
1) простоты пользования радиоприемником
потребителем, не имеющим специальной технической подготовки;
2) удобства расположения органов управления и наглядности обозрения
индикаторной шкалы;
3) возможности проверки электрических параметров без съема шасси
радиоприемника из корпуса;
4) ремонтоспособности;
5) качественного внешнего оформления;
6) надежности электрической схемы.
На этом этапе работы, безусловно, нет необходимости иметь окончательную
конструкцию внешнего оформления радиоприемника. Вполне достаточно
ограничиться рисунком внешнего оформления, выполненным
художником-конструктором, изготовлением корпуса (декоративно
необработанного), размещением акустической системы и решением вопроса
возможности установки и крепления декоративных элементов. В то же время
совершенно обязательными являются акустические испытания корпуса и
декоративных решеток, закрывающих акустические отверстия под
громкоговорители.
Таким образом, решение вопросов эскизного проектирования предопределяет
конструкцию лабораторного образца радиоприемника и служит исходным
материалом для изготовления чертежной документации. Чертежная
документация при этом может быть выполнена формально как рабочая, но не
проходить весь цикл технологического и нормализационного контроля.
Целесообразность выполнения подобной технической документации
заключается в том, что, во-первых, она в большой мере отражает
технологический процесс изготовления изделия, а выбранные материалы
обосновываются нормалями и ГОСТ, и, во-вторых, работа конструктора с
неучтенной технической документацией значительно упрощается, так как не
требуется составление приказов на изменения, проходящих большой цикл
оформления. Однако в ряде случаев желательно, чтобы документация
проходила стадию технологического досмотра, так как не каждый
конструктор владеет технологическими познаниями. Поэтому технологическая
проверка значительно повысит качество конструкторской документации.
Таким образом, на этапе технического проекта изготовление лабораторного
образца производится по отработанной конструкторской документации,
учитывающей недостатки конструкции, которые выявились при изготовлении
макета. Сам лабораторный образец должен иметь вид законченного изделия,
хороший внешний вид и проходить все циклы электроакустических,
механических и климатических испытаний, которым подвергаются
радиовещательные приемники. Следовательно, все детали и узлы
лабораторного образца, по возможности, выполняются по форме и содержанию
такими же, какими они должны быть в отработанном изделии.
Конечно, при испытаниях лабораторного образца, особенно на климатические
требования, могут возникнуть отклонения от норм, так как не все
применяемые материалы могут быть выбраны такими же по качеству, какими
они получаются после штамповки, прессовки или литья под давлением.
На основании результатов испытаний лабораторного образца разрабатывается
рабочая техническая документация для изготовления опытных образцов. На
опытных образцах окончательно отрабатывается конструкция радиоприемника
и уточняются его электроакустические характеристики. На этом этапе
основные узлы радиоприемника, определяющие качество его работы, должны
изготовляться не ручным способом, а с помощью инструмента,
предусмотренного технологическим процессом.
Выше отмечалось, что проектирующие организации обычно не разрабатывают
опытных образцов. Это является целесообразным разделением труда, так как
создаваемая проектирующей организацией техническая оснастка не может
быть использована для дальнейших этапов производства радиоприемников,
поскольку не всегда бывает известен завод-изготовитель данного изделия.
Следовательно, при проектировании оснастки не могут быть учтены многие
особенности станочного парка завода-изготовителя. Естественно, в этом
случае затраты на изготовление оснастки будут являться «мертвым»
капиталом для проектирующей организации, а затраты на проектирование
будут непомерно большими. По этим
соображениям изготовление опытных образцов является
заботой завода-изготовителя.
Перед запуском изделия в серийное производство вначале изготовляется
установочная партия, по результатам испытаний которой уточняются
технологический процесс, техническая документация и качество технической
оснастки. Только после этого технической документации присваивается
литер А, т. е. утверждается ее пригодность для серийного производства.
По выпуску последующих партий устанавливается пригодность изделия для
массового производства.
Из приведенного описания последовательности разработки промышленного
образца радиовещательного приемника можно себе представить всю трудность
этого процесса. Поэтому радиоконструктор должен понимать, к каким
печальным последствиям может привести случайная ошибка, допущенная им
при проектировании, или, недоработка конструкции на первоначальных
этапах.