Мет Конст РЭС к КП и ДП 91г_ (Мет Конст РЭС к КП и ДП 91г), страница 3

Тогда ширина рамкиа = 2U1 +3U2 +4U3 +8U4 = 2·3 + 3·2 + 4·21 + 8·6 = 144 мм (рис. 1.6). Длярасчета длины рамки примем, что зазоры l1 между МСБ с длиной l = 30 ммна планке и между ними и горизонтальными ребрами равны 2 мм, ширинаокна l2 для навесных электрорадиоэлементов и ширина зоны l3 для межъячеечного монтажа - по 10 мм, размеры ребер ФЯ ( l4 = 3 мм верхнее ребро иl5 = 2 мм нижнее) уже оговорены. Тогда длина рамки b = l4 + 2l + 3l1 + l5 +2l2 = 3 + 2·30 + 3·2 + 2 + 2·10 = 91 мм.

Высота рамки hр = hмсб + hпл +hпп +hкл+ hз , где hмсб = I мм - высота МСБ; hпл= 0,8 мм - толщина планки; hпп ==1,5 мм - толщина печатной платы; hкл = 0,2 мм - толщина клея; hз = 2,5 мм- величина суммарного воздушного зазора. Тогда hp = I + 0,8 + 1,5 + 0,2 +2,5 = 6 мм.Специфическими особенностями конструкций Ш 1У поколения аналогового типа, в частности, приемно-усилительных трактов (субблоковУВЧ, УПЧ, УНЧ) являются удлиненная форма субблоков, ее планарность иналичие тонкостенных экранов, как между узлами, так и самими субблоками. Это вызвано следующими факторами: при весьма малых по величинесигналах на входе УВЧ (порядка 10-16 В) и требуемой величине на выходеУНЧ (несколько десятых долей вольта) необходимо иметь усиление всехтрактов свыше 100 дБ, а только в одном УПЧ усиление 60 дБ, что труднообеспечить на одной промежуточной частоте в малом замкнутом объемесубблока. Поэтому применяют двойное преобразование частоты, располагают каскады в линию и вводят экраны, развязывающие фильтры междуними.Учет этих особенностей в конструкциях аналоговых ФЯ на бескорпусных микросборках приводит почти однозначно к пенальной формесубблоков.Спецификой объемных модулей СВЧ является разработка конструкций по принципу "непрерывной микросхемы" на микрополосковых линиях, общая металлизированная поверхность обратных сторон подложек которых должна быть близка к идеальной ("непрерывность общей земли").18Весьма важными специфичными задачами при конструировании модуляявляются выбор способа закрепления подложек на несущем основании иобеспечение стыковки МСБ по высоте, зазору и сопряжению по ширинемикрополосковых линий, а также экранирование модуля.

Микрополосковая несимметричная линия образуется между верхним проводником и обратной металлизированной поверхностью подложки. Чем выше чистотаповерхности подложек (двухсторонняя полировка), тем меньше потери.Поэтому весьма желательным способом крепления подложек к несущемуоснованию остается пайка легкоплавкими припоями (П0Ин52, сплавы Розеи Вуда). Иногда применяют клейку электропроводящими клеями (Контактол, смазка ЭЧЭ-С), которые ухудшают условия теплопередачи мощностина корпус, но обеспечивают "общую землю" и лучшую ремонтопригодность.

Существует еще и третий способ крепления - прижимыподложек к основанию фторопластовыми винтами. В любом случае поверхность контактирования подложек и корпуса должна иметь электропроводное и легкоплавкое покрытие. Такими покрытиями являютсяхим.Н5.М12.0-Ви9, хим.О-ВиЗ и ряд гальванопокрытий с серебром и оловом. Для уменьшения паразитных отражений волн в линии в сантиметровом диапазоне волн геометрическая стыковка МСБ должна обеспечиваться с точностью ±100 мкм, а в миллиметровом ±50 мкм.Для устранения паразитных связей и наводок модули экранируютсякрышками, которые в конструкции модуля опаиваются паяным швом (см.разд. 1.4.4).

Минимальное расстояние от поверхности микрополосковыхузлов до крышки-экрана должно быть не менее, чем 5...6 толщин подложки, обычно это расстояние hэ ≥ 3,5 мм. При меньшем расстоянии экран будет уменьшать добротность микрополосковых узлов, которая и так не превышает 40...50.1.4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ БЛОКОВ РЭСI.4.I. Выбор компоновочной схемы блокаПод компоновочной схемой блока следует понимать взаимную ориентацию Ш и других конструктивных зон (электрической коммутации,элементов лицевой и задней панели, механических элементов, системы охлаждения и т.п.) в заданном объеме блока с учетом условий эксплуатации(см. приложение 5). Уровень механических воздействий влияет на величину зазора между ФЯ и элементами конструкции корпуса блока (учет деформации при колебаниях).

Элементы электрических соединений19в блоках влияют на компоновочную схему и размеры зон внутриблочной имежблочной электрической коммутации.Применение в качестве электрических соединителей разъемов предопределяет выбор варианта разъемной конструкции блока (рис.1.7); ленточных проводов, кабелей, шлейфов, жгутов - книжной (рис. 1.8) и редко веерной конструкций блока.Разъемная конструкция приводит к увеличению одной из сторонблока (за счет зоны коммутации) на 25...35 мм. В книжной конструкциижгутовые соединения, гибкие кабели и коммутационные платы увеличивают габариты корпуса блока на 15...20 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Кроме того, разъемная конструкция обеспечивает высокую ремонтопригодность на объекте установки (замена неисправной ФЯ), но ухудшает массогабаритные и надежностные характеристики из-за большого числа разъемов и контактов в них.

Книжнаяконструкция позволяет предельно уменьшить массу и габариты блока. Однако ремонт на объекте установки осуществляется за счет замены всегоблока.При охлаждении за счет естественной конвекции зазоры между ФЯсоставляют 6...8 мм. Использование принудительного охлаждения поз20воляет уменьшить зазоры до 2 мм, однако на 10...15% увеличивается объемблока за счет установки вентилятора и воздуховодов.Полезный объем блока (рис. 1.9) можно условно представить в видечетырех объемов: V1, (пакет ФЯ), V2 (электрические соединители и межъячеечный монтаж), V3 (под элементами лицевой панели и соединительныммонтажом установочных элементов), V4 (под элементами задней панели,внешним электрическим соединителем и монтажом).

Объем блокаVбл=V1+V2+V3+V4.Качество конструкции в большой степени будет зависеть от соотношения объемов V1 и V2 . Объем V1, определяется объемом ЗН, их количеством и шагом установки Ш в блоке. Для вариантов, представленныхна рис. 1.9:21Из представленных формул видно, что предпочтительными являютсяварианты У и Л и наименее рациональны варианты I и II, так как в блокахРЭС, как правило L' > Н' , L' > B' и H' ≥ B'. Отсюда получаем следующиезависимости:Варианты II и VI не обеспечивают необходимые условия для эффективного отвода тепла, как при естественном охлаждении блока, так и принудительном воздушном. Для книжных конструкций при естественнойконвекции предпочтительнее варианты IV и V, обеспечивающие небольшое количество плат. При этом в варианте V за счет установки электрического соединителя на короткой стороне Ш возможны трудности притрассировке печатной платы и увеличение паразитных связей печатногомонтажа.

Вариант 1У может использоваться в случае принудительного охлаждения при установке вентилятора на заднюю или лицевую панель. Вариант У предпочтительнее при набегающем воздушном потоке снизу.Для разъемной конструкции целесообразно использовать при естественной конвекции вариант компоновки III, а при необходимости использования принудительного охлаждения - вариант I.1.4.2. Порядок конструкторского синтеза блокаИсходными данными для решения задачи синтеза конструкции являются ориентировочное значение объема, найденное на предыдущих этапахпроектирования, и результаты разбиения схемы на конструктивнотехнологические единицы. Разбиение представляет собой первый шаг синтеза конструкции.

Порядок последующих действий определяется требованиями ТЗ к конструкции и критериям оптимизации конструкции.Методика оптимального синтеза конструкции РЭС на бескорпусныхМСБ по критериям вибропрочности и тепловых режимов изложена в работе [4] .В настоящем разделе излагается методика оптимального синтеза конструкций РЭС на корпусных ИС с использованием БНК. Критерием оптимальности является комплексная оценка качества нескольких возможных впределах ограничений ТЗ вариантов конструкций. При изложении методики основное внимание уделяется конструкциям книжного и разъемноготипов.

Однако не исключается возможность применения методики к конструкциям РЭС с иными компоновочными схемами.Синтез конструкции блока проводится с целью определения размеров внутреннего объема блока по каждому типоразмеру печатной22платы, позволяющей разместить необходимое количество ИС, входящих вэлектрическую принципиальную схему ФЯ. и выбора соответствующихтипоразмеров блоков из ряда БНК.Методика расчета размеров печатной платы и определения габаритовФЯ изложена в разд. I.3.I. Характерная конструкция ФЯ РЭС на корпусныхИС и МСБ представлена на рис. 1.10. Приняты следующие обозначения: Lx, Ly - размеры печатной платы по осям x и у; b - размер ФЯ по оси x с учетом конструкции направляющих и элементов крепления в блоке; Uпл толщина печатной платы; Нс - высота электрического соединителя; Н3 высота ИС, МСБ и компонентов; Нм - высота механических конструкций(рамки, планки и т.п.) или пайки; Hк - высота элементов крепления и контроля ФЯ; tя - шаг установки ФЯ в блоке; hя - высота ФЯ, определяемаявысотой наиболее выступающего элемента конструкции ( Нс или Нк).Шаг установки ФЯ tя = hя +Uhя ,где Uhя - зазор между ФЯ.

Глубина пакетаФЯ в блоке a=tяnфя , где nфя - количество ФЯ в блоке. Ширина b и высота hпакета ФЯ; b=L + 2ULX ; h = Ly , гдеULX - размер, определяемый конструкцией элементов крепления ФЯв блоке. Для типовых конструкций планок ULX = 4 мм.Обычно высота ИС, МСБ и компонентов Н3 меньше Нс и Нк .При Нс > Нк и одностороннем размещении ИМС и МСБ высота ФЯ23hя = Нм+U пл + Нс . При двустороннем размещении ИМС и МСБ hя = HcГеометрические размеры внутреннего объема блока определяются вариантом компоновки блока, типом внутриблочных и межблочных электрических соединителей, типом электрорадиокомпонентов, устанавливаемых на лицевой панели.

Введем обозначения: hЗ2 - глубина зонымежъячеечного монтажа, определяемая типом электрического соединителя; hЗ3 - глубина зоны лицевой панели, определяется типом компонентов, устанавливаемых на лицевой панели, и способом электрическогомонтажа компонентов с ФЯ; hЗ4 - глубина зоны задней панели, определяется типами межблочного электрического соединителя и элементов, устанавливаемых на задней панели. Обычно глубина зон hЗ2 и hЗ4 составляет25...35 мм, a hЗ3 - 30...70 мм.Для разъемной конструкции (вариант I) (см. рис.

1.7) размеры внутреннего объема блока: ширина B'=h+hЗ2, высота H'=b, глубина L'=a+ hЗ3+hЗ4 ; (вариант Ш) B'=b,H'=h + hЗ2 ,L'=a + hЗ3 + hЗ4Для книжной компоновки блока (вариант IV) B'=a ,H'=h + hЗ2,L'=b + hЗ3 + hЗ4 ; вариант V B'=a ,H'=b ,L'=h + hЗ3 + hЗ2 + hЗ4На ранних этапах разработки МЭА за минимальные габаритные размеры блока для используемой БНК можно принять B = B'+ 7... 10 мм, H=H' + 7...10 мм, L = L' + 7...10 мм.По значениям B', H' и L' выбираются типоразмеры блока из рядаБНК для разрабатываемого класса аппаратуры (рис. I.I, 1.2).Существенным этапом в синтезе конструкции блока является совмещение вторичного источника питания (ВИП) с конструкцией ФЯ и блока и целом.