В этот раздел я собрал модули, которые подобно микросхемам представляют собой функционально законченные узлы, размещенные в отдельных (как правило герметизированных) корпусах. Но, в отличии от микросхем, элементную базу в них составляют обычные дискретные приборы.
Ну, или не совсем обычные, как в случае "этажерок". Но сути это не меняет.
Самые известные семейства таких модулей - это, конечно, этажерочные и плоские микромодули. Но далеко не единственные...
Модули "Микроприбора"
Модули "Логика"
Модули системы "Вольфрам"
Модули Б9, Б10
DC-DC преобразователи
Унифицированные модули ММ-2
Преобразователи напряжения от калькуляторов
История функциональных модулей начинается в 50ые года прошлого века.
Следствием прогресса электроники стал стремительный рост сложности схем.
Это поставило перед конструкторами ряд проблем, связанных с ростом общих габаритов,
веса и надежности.
Первым шагом к миниатюризации электронных схем стало применение
уплотненного монтажа. При этой аппаратура конструировалась в виде
функционально-узловых сборок деталей (модулей). В модулях дискретные детали в
миниатюрном исполнении размещены с максимальной объемной плотностью, определяемой
допустимыми нагревом деталей и их электромагнитным взаимодействием. Миниатюрное
исполнение дискретных элементов потребовало внедрения новых методов монтажа.
На смену проволочному монтажу пришли печатные платы, которые обеспечивали компоновку
элементов схемы, их соединение, а также соединение блоков и узлов между собой.
Следующим этапом, промежуточным между между функциональными узлами и интегральными микросхемами,
стал переход к микромодулям. В них часть элементов изготавливалась в виде тонких
пленок с необходимыми свойствами. Эти элементы, вместе с дискретными
полупроводниковыми приборами, объединялись в общем герметичном корпусе,
снижающем влияние внешней среды.
Отличительной особенностью герметизированных модулей и микромодулей стало то,
что из них нельзя извлекать отдельные детали в случае выхода их из строя.
В этом случае должен быть заменен весь модуль. Такой принцип конструирования
является целесообразным, несмотря на потерю многих исправных деталей при замене
вышедших из строя модулей. Целесообразность определяется упрощением эксплуатации
схем на основе модулей и облегчением поиска неисправных узлов и их замены.
В военной технике 60-х годов, в первую очередь
авиационной, нашли широкое применение
плоские микромодули.
Они выполнены из деталей, установленных на одной или двух сторонах печатной платы, выводы деталей соединяют с печатным монтажом с помощью токопроводящих клеев или пайки обычными припоями. Сборку из печатной платы и деталей затем герметизируют.
Среди них имеются и простейшие наборы элементов, и довольно сложные узлы из десятков компонентов, в том числе моточных. Данные на некоторые микромодули можно посмотреть здесь.
Плоские микромодули выдерживают жесткие климатические и механические требования, которые предъявляются к радиоаппаратуре. В плоском микромодуле благодаря установке элементов на одной плоскости меньше монтажные емкости, а следовательно, выше частотные свойства. Плотный монтаж радиодеталей с двух сторон печатной платы, использование радиодеталей специальной формы и общая герметизация всех радиодеталей в металлической капсуле позволяют получить высокую плотность заполнения.
Однако монтаж с двух сторон печатной платы и применение для электрического соединения радиодеталей двух различных технологических процессов — пайки и соединения контактолом — практически исключают механизацию сборки и монтажа, ограничивают их массовое производство. Другим недостатком ввиду их малой высоты является плохое сопряжение размеров микромодулей с контурами, трансформаторами, кварцами и т. п. При компоновке блоков это создает значительные потери объема и увеличивает площади печатных плат. Существенным недостатком плоских микромодулей является широкое использование в этих конструкциях контактола для электрического соединения радиоэлементов друг с другом. Пониженная надежность контактоловых соединений по сравнению с паяными (на один-два порядка) не позволяет обеспечить высокую надежность работы плоских микромодулей.
Большая серия модулей от Львовского завода электроизмерительных приборов, а также иных предприятий, входивших в ПО "Микроприбор" (СКБ микроэлектроники в приборостроении и др.). Это аналоговые низкочастотные блоки, как правило прецизионные и полупрецизионные - компараторы, операционные усилители, стабилизаторы и пр.
Применялись они в измерительной технике, промышленном оборудовании а также в аналоговых вычислительных устройствах. В качестве элементной базы используются самые рядовые компоненты - транзисторы КТ315/КТ361, КТ603, выводные резисторы и конденсаторы.
Появление серии я могу отнести к началу 70-х годов. Интересно, что развитие её не закончилось с развалом СССР, а продолжалось и позднее.
701МК12*
701МЛ11 + 701МЛ11А
701МЛ18
701МЛ19
701МЛ33А
701МЛ39*
701МП21
701МП22
701МП23
МК4801
МК4802
МК4804
МЛ4805
МЛ4806
МП4021
МП4801А + МП4801Б
МП4802
Модули "Логика" различных
серий применялась в промышленном оборудовании - станках и пр.
Это предъявляет определенные требования к
условиям использования - сложная помеховая
обстановка, агрессивная внешняя среда,
относительно большие токи и напряжения
конечных нагрузок.
Что, разумеется, нашло отражение в конструкции.
Элементы выполнены в виде модулей. Полупроводниковые приборы
(как правило, транзисторы старых типов П/МП) и другие комплектующие изделия
смонтированы на гетинаксовой плате с печатным
монтажом. Для особо сложных условий были
разработаны серии не на полупроводниковых,
а на магнитных элементах.
Для защиты от воздействия внешней среды, а также для возможности крепления элементов на общей панели платы со смонтированными на них элементами герметично залиты компаундом на эпоксидной основе и помещены в пластмассовый корпус. Конструкция неразборная и неремонтопригодная.
Название "Логика" в данном случае полностью соответствует смыслу - серии представляют собой наборы элементов дискретной логики. Каждый блок - это простой функциональный узел, такой как единичный логический элемент, усилитель, релейная схема и т.п. Только в 80-х годах, когда были разработаны модули на основе ИМС, были реализованы значительно более сложные схемы.
Разработка первого ряда этих модулей была проведена в начале 60-х годов. В качестве основы были взяты аналогичные узлы зарубежных фирм, скорее всего от Siemens. Не знаю, проводилось ли точное копирование или зарубежный опыт был творчески переработан.
Логика И
Логика М
Логика МР
Логика ПВ
Логика ПЛ
Логика Т
Логика ЭУ
Серии Б9-х-х и Б10-х-х - наборы активных функциональных модулей малой степени интеграции от Псковского завода радиодеталей (ныне "Плескава"), для бытовой аппаратуры. Это развитие блоков-переходников П-х-х, с добавлением в схему активных элементов.
Элементы в модулях размещены на керамической подложке, схема герметизирована в прямоугольном пластмассовом корпусе. Модуль иногда помещался ещё и в защитный металлический кожух.
Элементную базу составляют полупроводниковые приборы гражданского назначения (транзисторы КТ315, точечные диоды, стабилитроны Д814В), керамические и электролитические конденсаторы. В качестве сопротивлений используют ниточные композиционные резисторы (С3-3 ?).
Технологически к ним близок модуль УП-1-1. Да и по назначению тоже, ибо он предназначен для радиолюбительских разработок.
Категория функциональных модулей, которые и поныне "живее всех живых" - DC-DC преобразователи. Они имеют весьма широкое распространения в аппаратуре, особенно военного назначения.
В целом отрасль подобных преобразователей на Западе оформилась, по моей оценке, ещё в первой половине 80-х. Наша промышленность шла с отставанием в десяток лет, что не могло не сказаться на уровне отечественных изделий.
В приемоусилительной радиоаппаратуре нашли широкое применение объемные малогабаритные модули унифицированной конструкции на обычных элементах (серия ММ-2).
Отличительной чертой их конструкции является отсутствие печатной платы. С помощью специальной резиновой насадки элементы устанавливаются вертикально и закрепляются в отверстиях. Для увеличения коммутационных возможностей модуля дополнительно вводятся вертикальные перемычки. После установки элементов и перемычек верхние концы элементов фиксируются в специальном приспособлении, которое состоит из двух гребенок с пазами, следующими с шагом 2,5 мм, в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Затем производят вязку выводов тонким проводом и пропайку в местах соединений. Для удобства пайки все выводы вяжутся общим проводом, и после пайки удаляются лишние соединения.
В таком виде модуль помещают в специальную форму и заливают пенопластом. После заливки аналогичным образом делают вязку и пайку с противоположной стороны модуля. В собранном виде модуль помещают в легкий алюминиевый экран и для герметизации дополнительно заливают двух-трехмиллиметровым слоем эпоксидного компаунда.
Для унификации конструктивных размеров и уменьшения типоразмеров
модулей приняты следующие габаритные размеры ММ-2:
а) по основанию: 14x(14;19;24;29;34;39) мм; 19x(19;24;29;34;39) мм;
29x(19;29;39) мм;
б) по высоте: 18±2 мм.
К достоинствам этих модулей относятся: большое заполнение объема как в отдельном модуле, так и в блоках на модулях ввиду одинаковой высоты и оптимальных типоразмеров; высокая механическая прочность, надежная защита от воздействия влаги и наличие электростатического экрана.
Модули ММ-2 имеют относительно сложную технологию и требуют от производства высокой культуры. Однако, как показывает опыт, они могут изготовляться и на механизированных участках. Модули ММ-2 рекомендуются для использования в любых классах аппаратуры, кроме портативной.
Достоверно утверждать, что имеющиеся у меня радиомодули относятся именно к этому семейству, без вскрытия нельзя. Но по внешним признакам - это именно они.
ИИ2.031.301
ИИ2.031.316
СК-368