РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК С МЕЖПЛАТНОЙ ЭКРАНИРОВКОЙ

Полезная модель относится к радиотехнике, а также к средствам связи, и может быть использована при конструировании работающих в неблагоприятных условиях эксплуатации радиоэлектронных блоков, в которых осуществляется аналоговая и цифровая обработка радиосигналов и в которых за счет межплатной экранировки обеспечивается электромагнитная совместимость разнородных функциональных зон.
Известен герметичный радиоэлектронный блок аналоговой микроэлектронной аппаратуры этажерочной конструкции с паяными швами («Компоновка и конструкции микроэлектронной аппаратуры», Справочное пособие, П.И. Овсищер, И.И. Лившиц, А.К. Орчинский и др., М.:, Радио и связь, 1982, рис. 22, с. 138), в котором корпус состоит из основания, крышки и набора соединенных стяжными винтами металлических рамок, на которых закреплены и распаяны на печатном основании в соответствии с электрической схемой бескорпусные микросборки. Вертикальные стенки металлических рамок образуют боковые стенки корпуса и соединены между собой, а также с основанием и крышкой паяными швами. Экранирующие листы, размещенные между металлическими рамками с обеспечением гальванического контакта с корпусом, осуществляют межплатную экранировку функциональных зон, размещенных в разных ячейках блока. Внешние разъемы расположены на наружных боковых стенках корпуса.
Недостатком данной конструкции радиоэлектронного блока является высокая трудоемкость его изготовления, в частности, вследствие наличия нескольких металлических рамок, входящих в контактное сопряжение между собой и требующих пропайки при сборке блока, а при разборке - распайки паяных швов, расположенных по всему периметру корпуса.
Известен радиоэлектронный блок, содержащий корпус, состоящий из соединенных в пакет, по крайней мере, одной металлической рамки, крышки и основания, а также разъемные соединители, при этом в каждой рамке закреплен, по крайней мере, один печатный узел, на торцах каждой рамки по внешнему и внутреннему контурам выполнены соответственно охватывающий и охватываемый ступенчатые выступы, при этом высота охватывающего выступа меньше высоты охватываемого, а разъемные соединители закреплены непосредственно на рамках, крышка и основание выполнены с возможностью закрепления в них печатных узлов, при этом на крышке и/или основании закреплен, по крайней мере, один дополнительный разъемный соединитель для соединения с внешними устройствами.
В случае предъявления жестких требований по массе и габаритам, а также экранированию функциональных зон в качестве «носителя» электрорадиоизделий могут быть использованы многослойные печатные платы с экранирующими слоями. Соединение электронных печатных узлов реализовано с помощью разъемных соединителей, установленных на подсоединяемых узлах и расположенных напротив друг друга (патент РФ №2513121, H05K 1/14, H05K 1/18, H05K 5/03, опубл. 20.04.2014).
Недостатком данного конструктивного решения является необходимость изготовления нескольких (по числу электронных ячеек) сложных металлических рамок, вертикальные стенки которых должны быть сопряжены между собой и между стенками основания и крышки корпуса, а также необходимость герметизации нескольких стыковочных швов, образованных вертикальными стенками рамок, основания и крышки. Кроме того, при регулировке блока и устранении неисправностей в данной конструкции из-за наличия вертикальных стенок рамок в собранном блоке, даже при отсутствии основания корпуса, затруднен доступ к электрорадиоэлементам, расположенным на основаниях печатных узлов (плат), что значительно повышает трудоемкость изготовления изделия.
В основу полезной модели положена задача создания конструкции такого радиоэлектронного блока с межплатной экранировкой, в котором значительно снижена трудоемкость изготовления корпуса и электронных ячеек, входящих в него, с обеспечением легкого доступа к электрорадиоэлементам, расположенным на основании печатных узлов электронных ячеек при регулировке и устранении неисправностей блока, что в конечном итоге приведет к уменьшению трудоемкости изготовления и ремонта радиоэлектронного блока.
Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в радиоэлектронном блоке, содержащем металлический корпус, состоящий из сопряженных между собой по торцевым и боковым поверхностям ступенчатых выступов составных частей, образующих боковые стенки основания и крышки, набор содержащих закрепленные на рамках печатные узлы электронных ячеек, собранных в пакет с помощью винтов или шпилек и размещенных внутри корпуса, электрически соединенных с помощью разъемных соединителей, корпус выполнен из двух частей -основания с вертикальными боковыми стенками и крышки, которые сопряжены между собой посредством токопроводящего эластичного шнура; рамки выполнены из металлического листа с отогнутыми пружинными лепестками, входящими в контактное соприкосновение с внутренней поверхностью боковых стенок основания корпуса по его периметру, и закреплены вместе с электронными ячейками на крышке с помощью винтов, проходящих через отверстия в крышке, рамках, распорных втулках и ввинченных в содержащие внутреннюю резьбу колонки, расположенные с обратной стороны нижней ячейки и зафиксированные своими торцевыми выступами в соответствующих им пазах металлической рамки и пазах распорных втулок, а основание корпуса закреплено на зафиксированных резьбовых колонках с помощью винтов, головки которых заглублены в основание корпуса на их высоту; внешний выходной разъемный соединитель, размещенный в зоне нижней электронной ячейки, защищен металлическим кожухом и содержащей окно под выводы соединителя горизонтально расположенной металлической пластиной, которые с помощью крепежных винтов и плоских изогнутых пружин совместно закреплены на основании печатного узла с возможностью перемещения их в пазах основания; металлический кожух и металлическая пластина по вертикальным боковым поверхностям содержат эластичный токопроводящий шнур, размещенный в их пазах и входящий с помощью крепежных винтов в контактное соприкосновение с вертикальной боковой стенкой основания корпуса, в которой выполнено окно по форме ответной части разъемного соединителя.
При этом в качестве металлического листа электронной ячейки может быть использован нижний металлизированный слой многослойной печатной платы, на которой с помощью пайки или многоточечной сварки присоединены отогнутые пружинные лепестки.
Благодаря конструктивному выполнению рамок электронных ячеек на основе металлического листа с отогнутыми пружинными лепестками, входящими в контактное соприкосновение с внутренними поверхностями боковых стенок корпуса по его периметру исключаются металлические рамки с вертикальными стенками, являющимися составными частями стенок корпуса радиоэлектронного блока, что позволяет выполнить корпус радиоэлектронного блока состоящим всего из двух частей - основания с боковыми стенками и крышки, а это снижает трудоемкость изготовления блока.
В связи с тем, что электронные ячейки собраны в пакет и закреплены на крышке с помощью винтов и распорных втулок, обеспечивается доступ к электрорадиоэлементам, размещенным на основаниях печатных узлов ячеек, при снятом основании корпуса во время сборки и разборки блока, а также регулировки и контроля его электронной схемы, что сокращает время сборки и регулировочно-отладочных работ.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, 2. На фиг. 1 представлен вид на торцевую часть радиоэлектронного блока с вырывами для показа крепления печатных узлов ячеек, основания корпуса и крышки блока. На фиг. 2 дан вид А (вид снизу со снятым корпусом).
Радиоэлектронный блок с межплатной экранировкой содержит основание корпуса 1 с боковыми стенками 1а, крышку 2, сопряженную с этими стенками посредством токопроводящего эластичного шнура 3, размещенного в пазах стенок 2а крышки 2, набор электронных ячеек, состоящий из размещенного в экранированной функциональной зоне печатного узла 4 и размещенного в неэкранированной функциональной зоне печатного узла 5, разделенных между собой металлической рамкой 6 с отогнутыми лепестками 6а и закрепленных на ней с помощью крепежных элементов 4а, 5а и распорных втулок 5б, а также размещенный в неэкранированной функциональной зоне ячейки, выполненной на основе печатного узла 7 без применения металлической рамки. Ячейки закреплены на крышке 2 с помощью винтов 8, проходящих через отверстия в крышке 2, распорных втулках 9 и 10, отверстия в основании печатного узла 7, рамке 6 и ввинченных в резьбовые колонки 11, установленные снизу рамки и зафиксированные своими выступами На в пазах 6б крепежных отверстий рамки 6 и пазах 10а распорных втулок 10. Электрические соединения между ячейками выполнены с помощью разъемных соединителей 12, установленных и распаянных своими выводами на контактных площадках оснований печатных узлов 5 и 7, а электрические соединения между печатными узлами 4 и 5, установленными в разных функциональных зонах, выполнены с помощью коротких перемычек 13, размещенных внутри экранирующих трубок, проходящих через сквозные отверстия в рамке 6 или с помощью проходных конденсаторов (на приведенных фигурах не показаны). Возможен вариант конструкции рамки с использованием принадлежащего многослойной печатной плате экранирующего металлизированного слоя, по периметру которого распаяны или приварены контактной сваркой многолепестковые пружины, входящие в собранном блоке в контактное соприкосновение с внутренними поверхностями 1аб боковых стенок 1а основания корпуса 1. Основание корпуса 1 закреплено на зафиксированных резьбовых колонках 11 с помощью винтов 14, при этом торцевые поверхности 1аа стенок 1а сопряжены с торцевыми поверхностями 2аа стенок 2а крышки 2, внутренние боковые поверхности 1аб стенок 1а основания сопряжены с наружными поверхностями выступов 2аб, выполненных с внутренней стороны стенок крышки 2а.
Вилки разъемных соединителей 15, служащих для подключения розеток межблочных кабелей (на фигурах не показаны), установлены и распаяны на контактных площадках оснований печатных узлов 4 и 7, защищены снизу и с боков металлическими кожухами 16, а сверху содержащими окна 16аа под выводы вилок соединителей 15а металлическими пластинами 16а, совместно закрепленными на нижних поверхностях оснований печатных узлов 4 и 7 посредством винтов 16в, проходящих сквозь пазы 4б, 7а и подпружиненных изогнутыми ленточными пружинами 16г с возможностью перемещения кожухов 16 в направлении боковой стенки 1а основания корпуса 1 и обратно. Кожухи 16 и пластины 16а по поверхности 16б, прилегающей к внутренней поверхности боковой стенки 1аб, содержат размещенные в канавках эластичные токопроводящие шнуры 16д. Крепление кожухов 16 к боковой стенке 1а основания корпуса 1 осуществлено винтами 16е.
Работа с устройством производится следующим образом.
Чтобы собрать блок, необходимо проверенные на функционирование и настроенные ячейки, собранные на рамке 6 с печатными узлами 4,5 и на печатном узле 7, установить на крышке 2 с вложенным в канавки ее стенок 2а токопроводящим шнуром 3, сочленив ответные части соединителей 12, и закрепить проходящими через крепежные отверстия крышки 2, отверстия распорных втулок 9, 10, крепежные отверстия основания печатного узла 7 и рамки 6 винтами 8, ввинтив их в резьбовые колонки 11. При этом резьбовые колонки 11 должны быть установлены своими выступами 11а в пазах 6б крепежных отверстий рамки 6 и пазах 10а распорных втулок 10. Перед установкой основания корпуса 1 необходимо кожухи 16 с вложенными в их канавки токопроводящим шнурами 16д сдвинуть в направлении от стенки 1а основания корпуса 1 до упора стержней винтов 16в в края пазов 4б и 7а оснований печатных узлов 4 и 7, что позволит произвести установку основания корпуса 1 без касания его боковых стенок 1а токопроводящих шнуров 16д. Установить основание корпуса 1, совместив внутренние боковые поверхности стенок 1аб с наружными поверхностями выступов 2аб крышки 2. Закрепить основание 1 винтами 14, ввинтив их в резьбовые колонки 11 до упора. Подтянуть кожухи 16 к стенкам 1а основания корпуса блока винтами 16е. При этом торцевые поверхности 1аа стенок 1а войдут в сопряжение с торцевыми поверхностями 2аа стенок 2а крышки 2, торцевые поверхности 16б кожуха 16 и пластины 16а войдут в сопряжение с внутренней боковой поверхностью 1аб стенок 1а основания корпуса 1, токопроводящие шнуры 3 и 16д будут находиться в сжатом состоянии, а отогнутые лепестки 6а металлической рамки 6 будут касаться внутренних поверхностей 1аб стенок 1а основания корпуса 1. Образующийся по периметру токопроводящего шнура 3 с наружной стороны боковых стенок 1а основания корпуса 1 и боковых стенок 2а крышки 2 зазор 3а может быть использован для дополнительной герметизации радиоэлектронного блока.
Чтобы разобрать блок, необходимо вывинтить винты 16е из резьбовых частей кожухов 16 на 2-3 мм. Нажимая на головки вывинченных винтов 16е, переместить кожухи 16 в направлении от стенки 1а до упора стержневых частей винтов 16в в края пазов 4б и 7а оснований печатных узлов 4 и 7 соответственно. Эта операция позволит беспрепятственно снять основание корпуса 1 после того, как будут вывинчены винты 14, которыми основание корпуса было закреплено. При снятом основании корпуса (см. фиг. 2) обеспечен свободный доступ ко всем составным частям радиоэлектронного блока. Чтобы снять печатные узлы из пакета ячеек, закрепленных на крышке 2, необходимо вывинтить винты 8 из резьбовых колонок 11, убрать распорные втулки 8, 10 и расчленить разъемные соединители 12.
В приведенном на фиг. 1, 2 примере реализации полезной модели радиоэлектронного блока с целью упрощения конструкции применены только две ячейки - одна, содержащая печатные узлы 4 и 5, разделенные экранирующей металлической рамкой 6, а другая - содержащая печатный узел 7, выполненный на основе обычной печатной платы.
В действительности их может быть больше и размещены они могут быть в различных функциональных зонах с использованием принципов данной полезной модели, согласно которым экранировка функциональной зоны обеспечивается металлическим основанием 1 со стенками 1а корпуса радиоэлектронного блока, металлической рамкой 6 с отогнутыми лепестками 6а, металлическим кожухом 16 с металлической пластиной 16а и токопроводящими шнурами 16д, входящими в контактное сопряжение с внутренней поверхностью 1аб стенок 1а основания корпуса.