KP%20RES%20lab%20rab (Методы и отчеты по лабам РЭС), страница 4

Разработка вариантов конструкции РТС, состоящей из трех блоков, ивыбор оптимального варианта с использованием комплексного показателякачества конструкции.6. Сравнительный анализ конструктивных показателей РТС и выводыпо работе.Порядок выполнения работы1. Согласно варианту задания изучить конструктивные особенностиэлементной базы и характерные методы компоновки МЭА, рассматриваемыев рекомендуемой литературе и в разделе «Краткие теоретические сведения»данной работы.2. Подготовить табл.

2.2 и последовательно заносить в нее результатывыполнения пп. 3…7.3. Рассчитать количество эквивалентных элементов (Nа) для каждогоблока по выражению (2.5).4. Рассчитать суммарное количество корпусов МС и МСБ в каждомблоке (NТ) по выражению (2.6).5. С учетом среднего количества задействованных выводов в каждомтипе корпуса по таблицам приложения выбрать шаг установки МС и МСБ вФЯ.6. Выбрать вариант компоновки блока, тип электрического соединителя ФЯ, вариант конструкции элементов крепления и контроля ФЯ.7. Задаться толщиной печатной платы Нпп и определить размеры краевых полей ПП по таблицам приложения.8. В соответствии с вариантом задания определить глубину зон hз2,hз3, hз4 (рис. 2.3).9. Разработать эскиз конструкции ФЯ для каждого блока и вычертитьих на листах формата А4 с указанием размеров.2210.Провести расчет параметров пх, пy, Nя, Nфя, bп, hп, lп по выражениям (2.17), (2.18), (2.15), (2.16), (2.19), (2.7).

(2.14). Расчеты выполняются спомощью ЭВМ.11.Заполнить графы табл. 2.3.12.Рассчитать геометрические размеры внутреннего объема блока В', L'и H' с учетом зон V2, V3, V4 по выражениям (2.20)...(2.28) . Результаты расчета занести в табл. 2.3.1 Номер блока2 Количество МС и МСБ в блоке NТ3 Количество экв. элементов Nа12Таблица 2.234 Тип корпуса МС5 Среднее число задействованных выводов6 Шаг установки МС tx, мм7 Шаг установки МС ty, мм8 Установочные размеры МС lx, мм9 Установочные размеры МС lx, мм10 Краевые поля, мм11y112x1 = x2y213 Тип соединителя14 Высота соединителя Hс, мм15 Высота элементов крепления Hк16 Зазор между ФЯ в блоке hз, мм17 Толщина печатной платы Hпп, мм18 Глубина зоны V2 hз2, мм19 Глубина зоны V3 hз3, мм20 Глубина зоны V4 hз4, мм13.Для каждого варианта выбрать допустимые минимальные габаритыблока из табл.

2.1 и результаты занести в графы табл. 2.3.14.Для каждого варианта рассчитать значение комплексного показателякачества по выражению (2.29) и занести в табл. 2.3.23243211235170 160170 200135 110135 240… …170 160170 200135 110135 240… …170 160170 200135 110135 240… …4678Вари- Размеры Кол. Кол.

Кол.Вари- ант печатной МС в рядов МС в№ант разме- платы, мм ряду МС ФЯблокакомпо- щенияновки соеди- Lx LynxnyNянителя910111213141516171819Таблица 2.3РазмерыРазмерыКол.КомпРазмерыФЯ в пакета ячеек, внутреннего блока, мм лексныйммобъема блокаблокепоказательNфя lп bп hп L’ B’ H’ Lб Bб Hб качества15.Провести анализ табл. 2.3 и выбрать оптимальный вариант конструкций каждого из трех блоков.16.Считая, что блоки РТС размещаются на групповой монтажной рамес зазором 18 мм, определить габаритные размеры РТС (размеры монтажнойрамы не учитывать). Учесть, что глубина трехблочной конструкции определяется размером L блока максимальной глубины.17.Рассчитать комплексный показатель качества данного варианта конструкции РТС.18.Провести повторный анализ табл. 2.3 и найти оптимальный вариантконструкция РТС.19.Рассчитать комплексный показатель качества текущего варианта.20.Рассчитать полученные изменения комплексного показателя качества для последнего варианта по сравнению с первым.21.Оформить отчет и подготовить его к защите.Содержание отчета1.

Варианты задания на конструирование многоблочного микроэлектронного устройства.2. Расчеты конструктивных параметров, сведенные в таблицы по форме табл. 2.2 и 2.3.3. Эскизы ФЯ с основными размерами.4. Расчет комплексного показателя качества вариантов многоблочногомикроэлектронного устройства.5. Выводы по работе.Контрольные вопросы1. Что такое комплексный показатель качества? Каково его использование при конструировании МЭА?2. Расскажите о конструкции функциональной ячейки третьего поколения.3. Расскажите о конструкции блока МЭА третьего поколения.4.

Что такое базовая несущая конструкция и базовый метод конструирования? Каковы его достоинства?5. Основные составляющие внутреннего объема блока МЭА третьегопоколения.6. Синтез конструкции и его последовательность применительно к конструкции блока МЭА.25Библиографический список1. Компоновка конструкций микроэлектронной аппаратуры: Справочное пособие / Под ред. Б.Ф.

Высоцкого, В.Б. Пеотрякова, О.А. Пятлина. –М.: Радио и связь, 1982. – С. 14-16, 39-103, 106-135.2. П.Д.Верхопятяицкий, В.С.Латинский. Справочник по модульномуконструированию радиоэлектронной аппаратуры. – Л.: Судостроение, 1983.26Работа 3. ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЯЧЕЙКИ ПРИ ОГРАНИЧЕНИЯХ НАВИБРОПРОЧНОСТЬЦель работы — исследование возможности обеспечения минимальноймассы конструкции при ограничении на показатели вибропрочности.Краткие теоретические сведения.В задачи, стоящие перед конструктором бортовых радиоэлектронныхсредств (РЭС), входит разработка несущей конструкции, обеспечивающейустойчивость аппаратуры к внешним механическим воздействиям.

Массанесущих конструкций бортовых РЭС достигает 70% от общей массы аппаратуры. Снижение массы аппаратуры сокращает расход материалов, улучшаетэксплуатационные качества самой аппаратуры и подвижных объектов, накоторые она устанавливается (для ракеты - стоимость запуска, для самолета- скорость и дальность полета и т.п.). Уменьшение массы разрабатываемойаппаратуры конструктивными методами достигается стремлением к наибольшей компактности конструкции; использованием в несущих конструкциях легких, в том числе неметаллических материалов; упрощением конструкции и уменьшением количества деталей, из которых она состоит; выбором параметров конструкции изделия с использованием математическихметодов оптимизации.Наиболее распространенным видом механических воздействий на аппаратуру, установленную на подвижных объектах, является вибрация.

Колебательные процессы в элементах конструкции аппаратуры при вибрациихарактеризуются частотой вибрации f, амплитудой А, виброскоростью V,амплитудой ускорения a и перегрузкой n = a/g, где g - ускорение свободногопадения. Учитывая, что g = 9,81·103 мм/с2, вибрационная перегрузка (безразмерная величина) связана с амплитудой (мм) и частотой (Гц) вибрацииследующим соотношением:n = a/g = (2π ·f)2A / g ≈ 0,004·A·f 2Параметры (амплитуда, виброскорость, перегрузка, частота) вынужденных колебаний элементов конструкций РЭС зависят от соответствующихпараметров внешних воздействий и особенностей самой конструкции.

Присовпадении частоты внешних воздействий с частотой собственных колебаний элементов несущей конструкции наблюдается явление резонанса, прикотором амплитуда элементов конструкции в μ0. раз превышает величинустатического прогиба. Коэффициент динамичности μ0 является обобщеннымпоказателем, связывающим параметры колебаний элементов конструкции и27параметры внешних колебаний в условиях, близких к резонансу, и определяется выражением μ0 ≈ π/δ, где δ – логарифмический декремент затуханияматериала конструкции. Для конструкций сложной формы значения коэффициента динамичности рассчитать сложно, и их определяют экспериментально.

Так, для модулей СВЧ (микроблок пенальной конструкции) типичным значением является μ0 ≈ 40; для печатной платы с некорпусированнымимикросборками, установленными на клее КВК, μ0 ≈ 25; для одностороннейцифровой ФЯ на МС μ0 ≈ 10; для двусторонней цифровой ФЯ на бескорпусных МСБ μ0 ≈ ; для ФЯ на печатной плате, с корпусированными микросхемами μ0 ≈ 5.Условие вибропрочности конструкции будет выполнено, если амплитуда А и виброскорость V колебаний элементов конструкции ФЯ (печатнойплаты, установленных на ней МСБ или микросхем, элементов жесткости) небудут превышать допустимых значений во всем диапазоне частот внешнихвибраций. Для печатных плат и ФЯ с бескорпусными МСБ, как правило,допустимы амплитуда колебаний Адоп < (0,15…0,4) мм и виброскоростьVдоп ≤ 800 мм/с.

С учетом известной связи между амплитудой, скоростью иускорением при гармоническом колебании, а также того, что наиболее опасными являются колебания на резонансной частоте, когда амплитуда возрастает в μ0 раз, должны выполняться одновременно два неравенства:μ0 ⋅ (nту ⋅ g ) ≤ (2π ⋅ f 0 )2 ⋅ Aдоп ;(3.1)μ0 ⋅ (nту ⋅ g ) ≤ (2π ⋅ f 0 ) ⋅ Vдоп ,(3.2)где nту — виброперегрузка на объекте установки РЭС, задаваемая техническим заданием (см. [1] и приложение 7).Поскольку nту зависит от объекта установки аппаратуры, а Адоп и Vдопопределяются стойкостью электрорадиоэлементов и материалов конструкции, вибропрочность конструкции будет обеспечена, если частоты собственных механических колебаний функциональных ячеек f0 удовлетворяют обоим неравенствам (3.1) и (3.2), т.е.f0 ≥ max{f0A, f0V} ,(3.3)где f0A – минимальное значение резонансной частоты из условия обеспечения допустимой амплитуды колебаний по формуле (3.1), f0V – минимальное28значение резонансной частоты из условия обеспечения допустимой виброскорости по формуле (3.2).Для расчета частоты собственных колебаний различных конструкцийФЯ их моделируют в виде пластины (рис.

3.1). Собственная частота (Гц)пластины из однородного упругого материала определяется по формуле [1]f0 =1 α⋅2π a 2D,mS(3.4)где a, b, h - длина, ширина и толщина пластины, м; α — коэффициент, зависящий от способа закрепления пластины и соотношения сторон a/b; D - цилиндрическаяжесткостьпластины,Н·м.РаспределеннаямассаmS = (mпл + mэрэ)/S учитывает как массу пластины, так и массу установленных на ней ЭРЭ. Жесткость печатной платы в виде однородной пластиныопределяется по формулеD=Eпл h3(212 ⋅ 1 − ε пл) , Н·м ,(3.5)Епл – модуль упругости материала платы, Н/м; εпл – коэффициент Пуасссона материала печатной платы.zxhbayРис.3.1Значения Епл , εпл и плотность материалов для печатных плат приведены в таблице приложения 5, значение α определяется по формуле (3.6) итабл.