Book3 (560505), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

97

Рис. 3.26. К определению оптимальной формы блока по нескольким критериям

рых не обеспечиваются условия вибропрочности и тепловой напряжен-
ности, хотя и достигается в то же время высокая плотность упаковки,
являются для Р_{УД РАСС} диапазон 0,875 ≤ k ₂ < 1,6 и для n _min-k₂ ≥ 1,4.
Таким образом, видно, что обеспечение обоих условий по ТЗ может
быть выполнено лишь при k₂ < 0,875. Ближайшим вариантом к этому
значению является II вариант, в котором выполняются также требо-
вания полного заполнения площади и достаточной плотности упа-
ковки. При этом размеры печатной платы подбираются под типовые
по ГОСТ 10317-78, а именно: L'_х = 140 мм, L'_у = 150 мм, для которых

должна быть проведена корректировка n _min, Р’_{УД РАСС} и γ_б • Заметим
в заключение, что максимум тепловой напряженности в блоке прихо-
дится не на форму куба (k₂ = 1), а на более плоскую (k₂ = 1,5), так как
объем блока от варианта I к варианту VI уменьшается за счет уменьше-
ния общей площади краевых полей печатных плат.

3.8. Количественная оценка массы комплекса микроэлектронных
средств на ранних стадиях проектирования

В техническом задании на разработку нового изделия РЭС того или
иного уровня иерархии наряду с функциональными (электрическими)

98

параметрами заданы и его материальные параметры, такие как надеж-
ность, масса и объем, определяемые тактико-техническими требовани-
ями самого объекта установки РЭС. Эти основные параметры для РЭС
летательных аппаратов должны быть строго обеспечены при конструи-
ровании. По заданным показателям ТЗ конструктор составляет техни-
ческое задание на конструирование (ТЗК) изделия, руководствуясь су-
ществующими или перспективными наборами элементной базы и мето-
дами компоновки. При этом на ранних стадиях проектирования в каче-
стве рабочих документов у него имеются лишь электрические схемы,
габаритные чертежи или чертежи общего вида, по которым возможны
прикидочные количественные оценки надежности, потребляемой мощ-
ности и объема. Оценка же массы, которая проводится обычным путем
по сборочным и деталировочным чертежам, в этот период невозможна,
так как эти чертежи отсутствуют. Неопределенность в оценке этого па-
раметра не позволяет конструктору ответить на вопросы, правильно ли
выбраны метод компоновки и элементная база и не придется ли их ме-
нять в дальнейшем.

Развитие и широкое внедрение в промышленные разработки новой
элементной базы и микроэлектронного конструирования позволило пу-
тем анализа и обобщения результатов для многих конструктивов мик-
роэлектронных средств получить характерные устойчивые значения
коэффициентов дезинтеграции по массе и объему (см. табл. 1.1). На их основе в работе [2] была предложена методика количественной оценки массы комплекса микроэлектронных устройств на этапе технического предложения, которая была апробирована на ряде конструкторских разработок и дала достаточно приемлемые по точности оценки. В основу этой методики были положены следующие принципы:

любой комплекс микроэлектронных средств независимо от его на-
значения и объекта установки может содержать микроэлектронные ус-
тройства и устройства, специфичные по своей конструкции (параболи-
ческие, рупорные и другие антенны, мощные передатчики на лампах
бегущей волны, магнетронах, индикаторные устройства на электронно-
лучевых трубках и т.п.);

оценка масс специфичных конструктивов может базироваться на
опыте разработок прототипов в зарубежной и отечественной практике
или на расчете масс по удельным коэффициентам;

при расчете массы комплекса микроэлектронных средств предпола-
гается известной масса кабельной сети между устройствами комплекса
по ее заданной длине и погонной массе;

устройства, выполненные на микросхемах и микросборках, могут со-
держать определенное число ячеек цифрового, аналогового и силового
типов (вторичные источники питания на силовых микросхемах);

99

каждая микросхема (корпусированная) имеет известное значение
массы при заданном типе корпуса; каждая бескорпусная МСБ в зависи-
мости от того, какие функции электрической схемы и какое их число
она в себя «вбирает», обладает определенной массой, которая в случае
типовой МСБ, например, размером 24x30 мм может быть конкретно рас-
считана для цифрового, аналогового и силового типов; если размеры
МСБ отличаются от размеров типовой МСБ, но кратны им, то пересчет
масс не вызывает затруднений;

общее число микросхем или МСБ и конкретное их содержание в ФЯ
разных типов определяется из электрической схемы каждого микро-
электронного устройства; число и массы навесных ЭРЭ, совместимых с
микросхемами и МСБ, определяются из перечня элементов и паспорт-
ных данных на них;

для пересчета масс микросхем, микросборок и ЭРЭ в массы ФЯ бло-
ков, панелей и микроэлектронных устройств используются известные
средние значения коэффициентов дезинтеграции массы от одного
уровня компоновки к другому (от микросхем, МСБ к ячейке, от ячейки
к блоку или панели, от блока или панели к устройству или комплексу).

Далее приведены порядки расчета массы комплекса РЭС для блоч-
ного и моноблочного методов компоновки [10].

Порядок расчета массы комплекса РЭС
для блочного метода компоновки

1. По заданной электрической схеме для каждого i^ro микроэлект-
   ронного устройства проводится его функционально-конструктивное
   разбиение на г ячеек цифрового, п ячеек аналогового и / ячеек силово-
   го типов.

2. По выбранной элементной базе для каждого типа микросхемы
   (или типовой МСБ) определяется средняя масса, например для цифро-
   вой — m ₁, аналоговой — т ₂, силовой — m ₃.

3. Для каждой ячейки 1-го устройства определяются из перечня эле-
   ментов и паспортных данных число комплектующих микросхем (или
   МСБ) и массы навесных ЭРЭ, например для цифровой ячейки соответ-
   ственно р и т’₁, для аналоговой — s и т’₂, для силовой — t и m’₃.

Результаты выполнения пп. 1-3 могут быть сведены в табл. 3.5.

4. Рассчитывают активные (полезные) массы микросхем (МСБ) и
ЭРЭ, входящих в каждую цифровую, аналоговую и силовую ячейки i-го
устройства соответственно:

т_N1 =р_т1+т'₁;m_N2=sm₂+m’₂;m_N3=tm₃+m’₃.

100

Таблица 3.5

5. Определяют массу пакета ячеек 1-го устройства по коэффициен-
там дезинтеграции массы для выбранных компоновочных схем этих
ячеек:

т_{пак I} =q_{m[КТЕ-ФЯ]1} m_N1r+q_{m[КТЕ-ФЯ]2} m_N2n+q_{m[КТЕ-ФЯ]3}m_N3l

6. Рассчитывают массу блока i-го устройства с учетом коэффициен-
та дезинтеграции массы в блоке:

m_σi=q_mФЯ-σm_пакi

7. Находят суммарную массу микроэлектронных блоков с учетом
дезинтеграции массы в комплексе (стойке, шкафу):

8. Определяют массы специфических конструкций т _сп и кабельной сети m _б по прототипам или рассчитывают по удельным коэффициентам, длине и погонной массе.

9. Находит суммарную массу комплекса РЭС

m_РЭС=m_Σ+m_СП+m_каб

Порядок расчета массы комплекса РЭС
для моноблочного метода компоновки (в контейнере)

1.По заданной электрической схеме микроэлектронной части комплекса РЭС проводят функционально-конструктивное разбиение на k панелей.

2. Аналогично изложенному выше определяют средние мас

m₁ ,m₂ ,m₃,

101

1. Для каждой i-й панели определяют число микросхем (МСБ) циф-
   рового (р), аналогового (s) и силового (t) типов, а также массу навесных
   РЭС; заполняют графы табл. 3.5.

2. Рассчитывают активные (полезные) массы микросхем (МСБ) и
   ЭРЭ, входящих в каждую i-ю панель:

т_Ni =рт₁ +sm₂+tm₃+m _ЭРЭ

5. Находят массу i-й панели с учетом коэффициента дезинтеграции
массы от уровня микросхем (МСБ) к панели:

m_пi=q_m[МСБ-п]m_Ni

где q_m[МСБ-п] = q_{m[КТЕ-ФЯ]} по табл 1,1[10]

6. Определяют массу пакета панелей

7. Рассчитывают массу моноблока микроэлектронных устройств с
учетом дезинтеграции массы при корпусировании в контейнер:

m_Σ=q_m[П-К]m_пак

8. Определяют массы специфичных конструкций т _сп и кабельной

сети m_каб

9. Находят суммарную массу комплекса РЭС по формуле, приведен-
ной в п. 9 предыдущего порядка расчета.

Пример 3.6. Комплекс РЭС бортового типа содержит: специфичное
устройство (зеркальную антенну с приводом) массой т _сп = 1357 г, ка-
бельную сеть массой m _каб = 150 г, микроэлектронное устройство при-
ема и обработки сигналов, сложность которого определяется 288 циф-
ровыми и 60 аналоговыми интегральными схемами. Блок питания кон-
структивно выполнен отдельно и имеет массу 150 г. По ТЗ на разработ-
ку m_рэс≤ 5кг. В ТЗ на конструирование необходимо указать рекомен-
дуемый метод конструирования микроэлектронного устройства, его ча-
стей и их общую компоновку.

В качестве I варианта выберем метод конструирования на печатных
платах с корпусированными ИС. Из цифровых ИС выбираем серию
К561 в корпусе 401.14-2 с массой m _t = 1 г. В одной двухсторонней циф-
ровой ячейке содержится р =36 микросхем, а всего ФЯ r = 8. В ней
имеется также по четыре резистора С2-23-0.125 с общей массой 0,6 г и
по три конденсатора К53-28 с общей массой 6,4 г, или масса ЭРЭ в циф-
ровой ячейке m '₁= 7 г. Из аналоговых ИС выбрана серия К175 в корпу-

Характеристики

Список файлов книги