Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (1984) (1092053), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Очень часто такой прием использу- ~!'::.,;::,,:ется при макетном размещении РЭА на новых типах само,;:":;::::;::,;-;:- летов, при этом удается решать такие вопросы, как удоб. .~.'";."-:.:,,'ство работы с аппаратурой, доступность, обеспечение ре; монтопригодности и пр, 255 й — металлическая рамка; т — печатная плата с мвкросхемамв; 8 — двойной чвар. ннр; 4 — нлссквй кабель При общей компоновке РЭА не только решаются задачи взаимного расположения составляюших частей, но определяется форма и число таких частей, входящих в одну конструктивно законченную часть второго структурного уровня.
Сложные радиотехнические устройства, как правило, выпускаются малыми партиями, а иногда и в единичном экземпляре. Для того чтобы в этих условиях обеспечить технологичность выпускаемых иэделий, конструктор должен увеличить объем применяемости входящих деталей и узлов. Объемол1 примениемости называют число единиц данной детали (узла), содержащееся во всей продукции, выпускаемой предприятием или отраслью. Крупные партии деталей или узлов, обусловленные высоким объемом применяемости, позволяют резко снижать трудоемкость н затраты на технологическую оснастку. Поэтому при вййполнении компоновочных работ необходимо использовать типовые базовые несущие конструкции: типовые платы, ячейки, кассеты (рис.
5-10 — 5-12). Под компоновкой блока понимают взаимное расположение и ориентацию ячеек или других конструктивных элементов (элементы электрической коммутации, электромеханические элементы и др.) в заданном объеме блока. Блоки микроэлектронной аппаратуры строятся на ячейках нли кассетах. В настоящее время наибольшее распространение получили блоки разъемной или книжной конструкции (рис. 5-13, 5-14). Нормативно-технические документы регламентируют выбор несущих конструкций блоков в зависимости от типа носителя и условий эксплуатации, Требования по механическим воздействиям влияют на зазоры между платами; зазоры выбираются с учетом возможной деформации печатных плат, Действуюшие механические нагрузки определяют конструкцию несущих элемен- Ргк З !! !(опстругтгтвп попором ой ннсани с угловым шарииром à — арматура плоского кабслн; 2 — плоо па абель: 3 — проунгииьг ыарвираг В пенстнан поппе;  — рамка; 6 — мсмолатнмс соелиинтели тов блока (раб!ни, каркасы, ребра жесткости и пр.), эле4г ментов крепления кассет и ячеек, а также элементовкреп- ~,',":,:,:,' ления блока в стойке, на стеллаже и т.
п. Климатические факторы оказывают влияние на кон- ~':: структивное исполнение корпуса блока. При легких кли',:;, матических условиях корпус блока делают негерметичным, ,;-:":::"::, „'а при тяжелых — герметичным. Ужесточение механических и климатических условий :::!-::.;":эксплуатации аппаратуры приводит к увеличению вспомога- 1"-'! тельного объема блока.
Увеличение механических нагрузок й,:,::;";:;утребует повышения механической жесткости и прочности г:-';:.",,: 'блока, так же как и герметизация блока с целью защиты т:;;":;",~:::. элементов от повышенной влаукности и большого перепада ";!' давлений. Повышение прочности и жесткости корпуса до,.;:-" стнгается за счет увеличения толщины стенок, введения ре";.=;„бер жесткости, фланцевых соединений и т. д. Все это при,:, водит к увеличению вспомогательного объема блока и его г~.;"".,!,' общего объема. Как один нз основных факторов, влияющих на габарит- ~:" с ные размеры блока, выступает применяемая элементная .-';база и число электрорадиоэлементов, размещенных в блоке.
:. -... Влияние расположения зоны коммутации и ориентации Ячеек на полезный объем блока. На рис. 5-15 представлены :,возможные схемы компоновки блоков. Суммарный объем блока можно представить как объем, занимаемый ячейка- 17 — 690 252 С вЂ” иееатиаи власа с микросле Рис. 5-13. Блок разъемной конструкции Рис. 5.14. Блок книжной конструкции Рис. 5-12. Конструкция врубной ячейки т — соеиииительс т — штырь-ловителы 3 — рамка: мами; 3 — вивт креилеиии „ф~ и!": с винтовым креплением Рнс. 5!б. Схемы компоновки блока, построенного на ачейках , ми, 1~~ и объем, занимаемый элементами электрической ком:.мутации и монтажными соединениями, )гх.
Для рассматриваемых вариантов компоновки объемы, .занимаемые ячейками и коммутационными элементами, ' будут: для вариантов а н б для вариантов в и н $', =- Г (Н вЂ” Н„) В; 1~, =- ВН„В; для вариантов д и е )г,:.. (Š— 7„)НВ; (', = 1 НВ, В последних двух вариантах компоновки объем, занима. емый коммутационными элементами, будет наименьшим, а : занимаемый ячейками — наибольшим, поэтому эти вариан. ты компоновки наиболее рационально использовать в аппа, ратуре; наименее же рациональны варианты а и б.
Это ', условие вытекает из кратности сторон блоков РЭА. На практике в большинстве случаев выполняются условия ( ) Н; .(.> В; Н> В. Отсюда Для хорошего перемешивания воздуха внутри блока ячейки должны располагаться вертикально, поэтому варианты б и е компоновки на практике не используются. Число ячеек в вариантах компоновок а и Ь получается больше, чем в вариантах г и д. Зто вытекает из неравенства 1/й,>В/й., где Ь, — шаг установки ячеек. В книжных конструкциях блоков число «страниц» (ячеек) обычно бывает небольшим, что обусловлено невозможностью достаточного раскрытия ячеек. Поэтому в книжных конструкциях блоков используют варианты компоновки г и д, а в разъемных конструкциях блоков — варианты компоновки а и Ь. Практика конструирования печатных плат, ячеек показывает, что число выходных кон~актов составляет 60 — 80.
С этих позиций предпочтительны варианты компоновки а для разъемной конструкции и г — для книжной. Однако при этом получится проигрыш в полезном объеме, занимаемом ячейками, по сравнению с вариантами компоновки в и д соответственно. При окончательном выборе компоновочной схемы блока приходятся идти на компромисс, Выбор варианта компоновки блока должен производиться с учетом допустимой длины печатных проводников на плате ячейки. С этой точки зрения компоновка книжной конструкции блока по варианту г предпочтительнее варианта д, так как длина печатных проводников в этом случае будет значительно меньше (Н<~). Рассмотренные факторы в той или иной степени влияют на конструктивное решение блока и его габаритные размеры.
Правильность выбранной конструкции определяется совокупностью абсолютных (объем, масса, надежность и др.) н относительных (коэффициенты использования полезной площади, объема, массы и др.) конструктивных показателей. Важной характеристикой качества компоновочных работ является коэффициент плотности упаковки (чнсло компонентов в единице объема), Расчет показателей приведен в главе 9. При решении задачи выбора типоразмера блока из имеющихся рядов конструктор должен руководствоваться следующими соображениями.
Выбор конструкции блока и его типоразмера определяется назначением аппаратуры и действующими нормативно-техническими документами, В качестве примера рассмотрим выбор блока разъемной конструкции. Из анализа принципиальной схемы определяется сложность аппаратуры )У». С учетом этой величины и принятого конструктивного варианта (например, предполага- П,я. ~о. Конструктивные зоны блока разъемной констру' ини с1сн строить блок на ячейках с использованием печатных плау> определяется число ячеек У,.
Высота ччейки находится из нормативных документов, например ЮСТ 4ГО.010.009, Размеры печатной платы в этом случае оказываются определенными типом ячейки и будут В„и 1н. Рассмотрим блок разъемной конструкции (рис. 5-16). В !»,'-:,: этом блоке можно выделить несколько зон. Зона! отводится для размещения ячеек и является полезным объемом блока. Длина этой зоны Е,.
Зона 2 необходима для разме'""„-"у щения элементов коммутации ячеек, и ее характерный разл.'::;:' мер В„определяется используемым типом соединителей и выбранным вариантом монтажа. Зона 8 отводится под !';:,.' элементы межблочной коммутации; иногда в этой зонемо- гут располагаться вторичные источники питания, фильтры ~;"!: и прочие элементы. Ее характерный размер Е.. Зона 4 отводится под выступающие элементы управления и индикации передней панели и определяется размером Е, Определение длины пакета ячеек в блоке.
Ширина блока выбирается исходя из ширины печатной платы В„и ширины зоны коммутации В„. Обычно в блоках микроэлектронной аппаратуры Вн=30 —:40 мм. Длина пакета ячеек ;!~:.'~:;-'!::::;:;, будет определяться числом ячеек йт„и их высотой Н;. Вя й я т'я. Длина блока в этом случае будет й~я Вя + ~и + Т.у. 261 Ркс. 5-17. Блок рйзъемной конструкции наземной аппаратуры 2 — штырь.лсннтель; 2 — аадняя панель; 3 — сседнннтель Грпм; 4 — стсйка; и— передняя пайельС 6 — «сейла Длина блока определяется его типом и обычно не может быть увеличена или уменьшена, поэтому, если число ячеек оказывается больше того числа, которое может уместиться в размере Т.я, следует переходить на двухъярусную конструкцию блока.
На рис. 5-17 представлена разъемная конструкция блока наземной аппаратуры, выполненная на ячейках. Для охлаждения в верхней и нижней стенках блоков имеются окна, через которые продувается воздух. На задней стенке блока установлены четыре соединителя типа ГРПМ для соединения блока с монтажом стойки, Точное расположение блока в стойке при врубании соединителя обеспечивается направляющими штырями.
При выполнении компоновочных работ конструктору приходится определять необходимое число блоков и число ячеек в каждом блоке. При расчете исходит из технической сложности ячеек и аппаратуры в целом. Толщина ячейки Н„' определяется толщиной печатной платы, типом и расположением микросхем и типом выбранного соединения. Ячейки в блоке устанавливают с определенным шагом. Для разъемной конструкции блока используют шаг 2,5 мм, а для книжной 5 мм. С учетом выбранного шага высота ячейки определяется формулами: для разъемной аппаратуры 2б2 Н'„р —.
2,5 (Е ~ (Н'„+ 2)/2,51+ 1 для книжной конструкции Н„'„—. 0,5 (Е ~ (Н„+ 2)10,5~+1~. ;; 1.;:; В этих выражениях Е 1'...1 — наибольшая :, "т числа; 2 — зазор между ячейками (все разме ,:;,"я)!'-';: метрах). Для аппаратуры разъемной конструкции ,')::,,:,!!:;. В определяется шириной печатной платы В„ '~~.,~':!, ны коммутации Е,. Затем определяют длину п я яр+~я' целая часть ры — в милли- ширина блока и шириной зопакета ячеек: 263 По длине пакета ячеек Е, выбирается длина корпуса блока.
Если пакет ячеек не укладывается в заданную дли',!;: ну блока, переходят на двухъярусный блок. В этом случае длина пакета определяется как 5„.— (Е~ (и„— 1)12~+ 1) Н„, + ~„. яя Если и в этом случае пакет ие размещается, выбирают число блоков п, необходимое для размещения Ф„ячеек, согласно выражению 1.„=- Е)(Ƅ— !)lп~ + 1+ Г.„, где и — натуральные числа, начиная с 1. Число и увеличивают до тех пор, пока пакет полученной длины Е„не разместится в блоке выбранной длины. В блоках книжной конструкции длина блока чаще всего фиксирована и изменение объема блока происходит за счет изменения его ширины. Ширину блока при толщине ячейки Н'„„и числе ячеек Ф, с конструкционным зазором 2 мм с обеих сторон пакета определяют, исходя из ширины пакета.
ф~„: и Выражение для определения ширины пакета имеет вид В: Н, =- 4 (Е~(й'„— 1)~5~+ 1~ Н„' + 4. '~$',": Это выражение предусматривает установку коммутацн- Ф.',-,' онной платы, толщина которой равна толщине ячейки. Чиср!::::;:::.' ло коммутационных плат выбирается из расчета одна плата на три ячейки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
