ЛР1_ОТКП_РЭС (Методичка к ЛР №1)

Р а б о т а 1. РАЗРАБОТКА КО1ЖТРуК)Н)Н БКОКА ВНчИСЛНХБЬНОЮ РАДИОЭЛУКТРОННОГО УСТЮИСТНА НА СТАДИИ ЗСКИЗН)10 ПЮЕКТИЮ))АНИН С ИСПОЖЗОНАНИЕИ НИИИ-ЗИИ м~рфую- у б * Б 26 вычислительного устройства на стадик зскизвого проектироваязя и выбор оптвмальвого вариавта конструкции по критерию коьшлексвой оцевкп качества. К вткве тес тические све еявя Целью разработки зскизвого проекта является обосяоваяие прввятых структурвых, кояструктвввых а других техвических ремеввй, козволяющвх соотввить представление о возмоляооти получепкя образпв микрозлектропвого устройства с вареметрама, соотвотствующпми техническому заданию. На стадии эскизного проектирования проводятся: разработка аескольквх вомеькввх варвик*ов резмввя поставлевяой зада ш„ цредварительвый расчет вадежности каждого из рассматриваемых вариавтов мзкрозлектрокпого устройства; првыииается ревекке о пеобхадимости и стоповы использоваввя средств автоматизации проектирования и изготовлешш изделия; выопрается оптзмальвый вариант, подлеялывй дельяейией уазработке.

Осаоввой выкачай ва Денной стадии пРоектвровавия, предопределяющей качесгвекпве характеристика проектируемого пзделпя, являотся ввбор оптшшльвого вариавта. Какдвй варшшт коыстружцшз мпкрозлектровного устройства хараогеразуется наборам материальыых и )йувкцпоиккьвых параметров: масса, габариты, объем, вадежпость, звергопотребловпе, ремоптопригодкость, стовза>сть, вибропро'шость, влагостойкость п другие.

Эти параметры опрздвлвют пташки пригодности кокструкцзи к использовавип и задвпвмх условизх зксплуатацви. Э$$ектввяость вариавта конструкции оцевивается, как правило, по коыплекскаиу показателю качества коаструкцзи, ашзаввому с со- вокупвостью его параметров. Обычно выражепие комплексного показателя качества ковструкпви записывается в виде лвпейвой функции, зависящей от матерпальвых и бнмввовальвых показателей вида д- ~";об,'А~'~" 1~Фт ~й ~с "Ьой з, где~~ у,,, огя — козщщвевты зпачимости, зависящие от вазвачоавл й условий зксплуатацви а|шаротуры, определяоыые методом зкспортввх оцепок; м'„„, сс'„; обр — материальвые показатели аппаратуры: масса, объем, потребляемая мощность, стоимость, вадеквость и т.д. Наиболео зйФктввпьм является вариант, обладающий ыиввиальывм (максимальинм) коыплексыым показателем качества.

Значепие коьшлекспого показателя ф рассчитывается для каждого варвавта компоповочной схемы по выражению где,г - комер вариавта коыпоковочкой схемы блока; уу - весовые козЩпгдеяты, опроделяющае значимость ыатервальпвх параметров блока;с'. — норьмрованвые заочепкя материальных показателей блока; - число ыатераошяпщ параметров. Для расчета ф весбходвью: Т) записать исходвую матрицу показателей для квелого варианта в виде 2) провести выраввивавие влияния материальных покааателей ва качество коаструкцзв, состоящее в самоне па обратные веюьчзаы показателей, поздействве которых ва качество конструкции блока проткоополокво больианстзу материальных показателей. Прв сравяезии пол~о уменььесие сх',о, о!'я, об .

приводит к улучюепвю коаструшгзп, т.е. умоеьыеавю ысссп, объсиа, стоимости, в то ке время умоаьиевво зал приводвт к снижению оодслвости. 3 декяом случае выравниванию подложит только зпочепие Ыд , котопое персрвссчктывают по ~рор- муло ос'. у Э) ааписать ыатрипу приведенных эначеаий параметров Ы .: 4) произвести нормирование каждого параметра прнводооной матрацы относительно максимального его значения по Формуло ~с" ссФ /~~у' ах МатРВЦа НОРМНРОВОННЫХ ПаРаивтРОВ ДЛЯ ОЛУЧОЛ М; л, Ж~~, СС и,, с1„.~ , имевших максимальные значения,прзмет взд Значения весовых коэффициентов для каждого зада аппаратуры задаются преподавателем.

Комплексный показатель ~Д определяется по кажному ,г -му варианту, после чего устанавливается оптимальный вариант. имеющий максимальное (минимыьнсе) значение, Методнка выбора оптпмального варианта коыпоновочпой схемы блока ЫЗА по ковалексноыу показателю качества реализована иа языке Бейсик в диалоговом режиме аа мнэи-ЭВМ БК-ООХОШ.

Наиболее существенное влияние на показатели качество конструкции сказывают выбор элементной базы и вариант компоновки коьшлектупапх элементов и узлов радиаэлектроыного устройства з заданном обьеме. Определились дза основных направления: коьшоновка радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с использованием корпусированных интегральных схем (ИС), микросборок (МСБ) и ззвктрорандоизделий (эрэ) на нечетных платах (и~) ыа основе стеыиартиэованных базовых несуиих конструкций (БЖ), габаритные.

установочные и присоединятезьные размеры которых обеспечзнают размерную взаимсэаменяемость аппаратуры; компоновка РЭА с использоваызем бескорпусных МСБ на метахшэческих оснсваязях. Для компоновочных схем блоков )ЭА с использованием корпусированных НС и МСБ на печатных платах существует дза основных варианта раоположення функциональных ячеек (ФИ) в блоке; разъемное и книжное. В разъоьшой конструкции блоков ФИ с помощью электрических соединителей (разъемов) устанавливаются на объединительной плате (основании) и закрепляатсн новыпадающими пинтами в прошиле каркаса. Возможна установка ФЯ по направляющим и закрепление их общей плавкой. Объеднннтельнан плата служит для электрической коммутации ФЯ з блоке.

Она можот располагаться в нижней и боковой плоскостях параллельно илн перпендикулярно лицевой навели блока. Достоинство разъемной компоновки — простота и высокал ремонтопригодность. Типовым элементом замены является ФЯ. В блоках книжной конструкции ФЯ соединяются между собой по одной яз сторон с помощью шарнира. Такая компоновка ФЯ позволяет раскрывать блок, кек книгу с вертикальной или горизонтальной осью раскрытия, без отсоодннения и разделенны электрической кмаутацяи ячеек.

Дяя этого электрическое соединение ячеек выполняется со стороны их шарнирного механического соедиыеная плоскими мягкиыи кабелзьш или гибким печатыым монтажом, 1(нижние варианты компоновки блоков позволяют обеспечить высокую плотность эаполнрния конструкции, свободный доступ к ывкросхеыам н другим ЭВЭ, а также к ионтеку з блоке, находящимся во включенном состоянии, т.е. танке обеспечивают высокую реыснтопригодность.

Много общего с книжной имеет веерная коыыоновка. Особенностью ес яэляетсл то, что блок состоит иэ набора откидных ФЯ, имеюэых шарннрноо соединение. В оаном нз угяов ФЯ крепятся эшялькаэм в пакет к средней стенке блока н в освобожденном положении могут ыереыеюнться друг относительно друга, образуя "веер". Типовыми элемеатама замены в блоках книжной г, веерной компоновки является НС, МСБ и сам блок. Возможные ва)манты расположения ФЯ, элементов злектромоытажа, деталей корпуса и т.д. в блоке представлены аа рис.

1.1. щ Б блоках ЮА при различном расыположении ФЯ можно условво выделить састапэяющае внутренкега объема: К - объем пакета ФЯ; Ц вЂ” объем,занимаемый электрическамн саедгпгателями и межъячеечным шантажам; )л»вЂ” элементаыы лицевой панели и соединительным монтажом установочных ~Ь- элементов; ~» — электрвческзм соедалпггелем и шантажом блока с устройством.

'1л гз Таким образом,внутрелпий объем Ч блана ф~ =Ц~'Ф~-~~l Ц~. Объем 14опРис. 1.1 ределяется объемом ФЯ Р~~, нх количествсытг,ш и шагом установки ФЯ в блоке /ф: Ь~~ К « ° гтея )~ляг" лг» 4т чф. здесь 6я- размер ФЯ по оси Х с учетом ковструкдпл элементов крепления в блоке; лло — размер ФЯ по оси л' . Объемы гг и )з определяются раэмерамн электрзчеслалх соединителей, в качеатве которых используются разъемы типов ГРОИТ, ГРППЗ. ГЯЬВ, СБВ4 в др. Дяя межблочяого электрического монтажа првменяют соединители типа РНИИ.

Глубина зов, занимаемая сое)олкнтелвмв ( ллул,лллу), составляет 2о5. „35 мм, Обьем !у определяется тином электрорадиоэлемеятов, устанавливаемых аа лицевой накала, и способом электрического монтажа этих элементов с ФЯ. Обычна глубива этой зовы !У!У» ) составляет 30...70 зм. Авалиа варвавтов компоновки (см. рис. 1.1) позволяет сделать следующие выводы: варианты П в У1 применять нецелесообразно, так как овл ве обеспечивают условий для эФйективнога отвода тепла как грв еотествевном, так и принудительном воздушном охлакденив блока; ваабольшвй объем для размещения ФЯ - в варианте У, однако, за счет креплевия разъема на короткой стороне ФЯ возникают трудности при трассировке ПП и увеличиваются пэраэитвые связи печатного монтажа; длн разъемной компоновки целесообразна использовать варианты 1 и Ш, а для кваквой - Б' в У.

Конкретная козщоновочаая схема выбирается в результате анализа абсолютных и относительных конструктивных показателей. Наиболее трудоемка в процессе проектирования и изготовления МЗА Функциональная ячейка. Она представлнег собой конструктивно за- а Ф конченную единицу; для ЖФРсзой аппаратуры ФЯ часта явля вым элементом замены !Рис. 1.2) . На рисунке обазначенол 1 - плата печатная; 2 - микросхема; 3 - ЗРЗ аавесвой; 4 - рыла; 5 — вилка разъема ГНПП; 3 — штырь-ловитель; 7 - виыг ыевыпвдвющин; 3 — закланна пустотелая. Х» .

««а нлл«««« Рис. 1.2 Отличительная особенность ФЯ с испольаованнем корвусировааввх ИС и ШСБ — наличие печатной платы, гак правило, двусторонней илв многослойной ОЙП), которая является одновремевно весущей конструкцией и элементам коммутации ИС и ИСБ. Печатные платы изготавливаются аа асаовс чюльгарсванного стехлотекстолита (ХОСТ 10316-70); толщина плат 0,8. „2,ым. На плате рядами (по горвэонташл и вертикали) размещаются корпусвровавные ИС, МСБ и электрорадиозлементы. Такое расположение упрощает конструирование и изготовленве ячейки, позволяет автоматизировать процесс спорны и облегчает процесс проектирования. Б зависимости от уровня механических воздействий конструкция ФЯ бывают бескаркасныыи и каркасными.